레진 3D 프린터도 서포트가 필요할까? 지금 확인하세요

대부분 3D 프린팅 애호가는 FDM(용융 적층 모델링) 프린터를 통해 이 흥미로운 세계에 입문합니다. 이 기술은 현재 시장에서 단연 가장 인기 있으며, 향후 수년간 그럴 가능성이 큽니다.

그렇더라도 두 기술의 차이를 알고 각각이 어떻게 작동하는지 기본적으로 파악하는 건 여전히 중요합니다. 레진 프린터 이야기할 때 가장 흔히 받는 질문 중 하나가 서포트 필요 여부입니다.

레진 프린터와 FDM 프린터의 주요 차이점을 더 깊이 파고들겠지만, 먼저 여러분을 여기로 이끈 질문에 바로 답하겠습니다: 레진 프린터에도 서포트가 필요할까요?

레진 3D 프린터는 대부분의 모델을 성공적으로 출력하려면 거의 항상 어떤 형태의 서포트가 필요합니다. 이전 레이어가 없어 붙을 수 없는 모델 구간에는 서포트가 필수적입니다. 또한 래프트(raft)와 유사한 패드(PAD) 서포트 구조를 써서 부품이 빌드 플레이트에서 떨어지는 것을 방지합니다.

레진 3D 프린터에 서포트가 필요한 이유

레진 3D 프린터에 대해선 잘못된 정보가 많습니다. FDM 대비 훨씬 비싸서 3D 프린팅 입문자들은 구매를 망설입니다. 게다가 사용법도 훨씬 복잡합니다. 레진 3D 프린터를 운영하려면:

배기되는 가스의 독성 때문에 환기되는 공간이 필요합니다.
레진이 피부를 자극하고 방출되는 레이저 빔이 눈을 해칠 수 있어 장갑과 보안경 착용이 필수입니다.
공정 관련 기술에 대한 더 깊은 조사와 지식이 필요합니다.

이 마지막 점이 가장 중요합니다. 많은 분이 서포트 필요성을 의심하는 이유입니다. 레이저가 레진을 순간 경화(경화 공정)시키고, 그 지점이 워낙 정밀해 서포트가 필요 없다고 믿는 분도 있습니다.

사실 서포트는 레진 3D 프린팅에서도 FDM 3D 프린팅에서만큼이나 필수적입니다. 원리는 같습니다: 받쳐주는 소재 없이는 레이어를 만들 수 없습니다.

두 기술의 차이 때문에 서포트가 공정 중 수행하는 기능이 다릅니다:

기존 FDM 프린팅에서는 필라멘트가 중력에 의해 '떨어집니다'. 즉, 기댈 기반 없이 허공에 특정 부위가 출력됩니다.
반면 레진 프린팅에서는 반대 방향으로 출력을 시작합니다. 즉, '베드'가 아래를 향하고, 각 레이어가 출력될 때마다 이 면이 올라갑니다. 최종적으로 거꾸로 된 방향의 물체를 얻습니다.

이해를 돕기 위해 예시를 들어보겠습니다. 발로 서고 팔을 자연스럽게 내린 채 손가락이 아래를 향한 사람을 출력한다고 상상해보세요. 레진 프린터(와 FDM)는 먼저 신발 바닥을 출력합니다. 그 후 레진이 경화돼 붙는 플레이트가 살짝 올라가며 신발 출력을 이어갑니다. 이후 다리 아래로(이 경우는 위로…) 계속 출력합니다. 지금까지 FDM과의 유일한 차이는 출력된 사람이 수직축 기준 180도 회전했다는 점입니다.

무릎과 허리 사이쯤에서 손가락 끝 첫 레이어가 출력되어야 합니다. 플레이트가 올라가면 그 새로 출력된 레이어와 플레이트 사이엔 아무것도 없습니다. 따라서 그 레이어를 '당겨 올릴' 소재가 없습니다. 결과적으로 손가락 끝은 레이어가 형성되는 필름에 붙어버리고, 이후 레이어도 마찬가지입니다.

결과적으로, 운 좋으면 팔 없는 사람 하나와 주변의 난장판을 얻게 됩니다. 비싼 소재는 잔뜩 낭비되고, 새 레진 3D 프린터가 창밖으로 날아갈지도 모릅니다. 좌절과 분노만 남게 되죠.

이제 레진 3D 프린터에서 서포트의 필요성을 더 잘 이해하셨으니, 다양한 서포트 구조와 모든 3D 프린팅 애호가가 알아야 할 기본 가이드라인을 조금 더 깊이 살펴보겠습니다.

레진 3D 프린터 작동 원리

앞선 설명을 이해하셨다면 레진 3D 프린팅에도 서포트가 왜 필요한지 이미 아십니다. 하지만 이 프린터들이 어떻게 작동하는지 조금 더 알면 실수를 예방하는 데 도움이 됩니다. 저도 흥미롭다고 생각하고요.

레진 3D 프린터는 광중합(photopolymerization) 공정을 기반으로 합니다. 이는 액체 레진을 직접 광선에 노출시켜 경화시키는 과정입니다. 투영 광선(보통 레이저 빔)의 크기가 매우 작고 기계적 부품이 있어, FDM 프린터보다 각 레이어 형성 정밀도가 훨씬 높습니다.

FDM 프린터의 익스트루더나 핫엔드 같은 움직이는 질량이 없어 진동이 발생하지 않고 물체에 전달되지 않아, 레이어가 반복적으로 동일한 정밀도를 유지합니다. 레이저는 거울에 의해 반사·유도돼 레이어를 형성할 정확한 지점으로 향합니다.

레이어 간 결합은 화학 결합으로 이뤄져 완전히 조밀하고 방수됩니다. 하지만 여전히 각 레이어 아래에 받쳐주는 구조가 필요합니다. 얇은 공기(이 경우 레진) 위에 프린트할 수 없기 때문입니다. 거의 모든 출력물에 서포트를 배치해야 하는 이유입니다.

레진 3D 프린터 서포트의 기초

우선 첫 레이어가 올바르게 출력되고, 빌드 플레이트와의 접착력이 전체 물체를 당겨올 만큼 충분히 강한지 확인해야 합니다.

빌드 플레이트에 제대로 접착시키기 위해 프루사 슬라이서(Prusa Slicer)를 비롯한 거의 모든 레진 슬라이서에 PAD 기능이 포함돼 있습니다. 이는 기본적으로 부품의 서포트를 담을 래프트(Raft)입니다. PAD 없이 출력하는 건 권장하지 않습니다. 탈락 위험이 크게 늘어나기 때문입니다. 또한 완성된 물체를 떼어낼 때 서포트와 PAD(래프트)만 손상되고 물체 표면은 손상되지 않아 안심할 수 있습니다.

또 다른 중요한 설정은 물체 방향입니다. FDM 프린터 쓸 땐 베이스에 최대한 많은 소재를 두려 합니다(레이어 접착력 향상). 레진 프린터에선 물체를 10~30도 각도로 기울여 서포트 개수를 최소화하고, FEP 필름에서 레이어가 더 쉽게 떨어지도록 합니다.

큰 레이어를 빌드 플레이트와 평행하게 두는 건 절대 피하세요. 레진 출력 최적 방향을 찾는 데 아직 익숙하지 않다면, 프루사슬라이서에 자동 방향 설정 옵션이 있지만 종종 비최적 방식으로 동작해 출력 시간을 불필요하게 늘립니다.

소재 아끼려 서포트를 적게 두지 마세요(레진이 플라스틱 필라멘트보다 비싼 건 압니다). 서포트에 소재를 조금 더 쓰는 게 통째로 실패한 출력보다 낫습니다. 또 레진 프린터는 필라멘트 프린터보다 오버행 실패에 훨씬 취약하니 특정 지점을 잘 살피세요.

서포트 없이 레진 출력 가능한가?

앞서 봤듯 물체는 바닥부터 출력되며 빌드 플레이트가 위로 올라갑니다. 각 레이어는 FEP(불소화 에틸렌 프로필렌)라는 논스틱 필름 위에서 이전 레이어와 사이에 형성됐다가, Z축이 상승하며 필름에서 분리됩니다. 빌드 플레이트의 접착력이 FEP보다 높지 않으면 부품이 떨어져 출력이 망가집니다. 그래서 첫 레이어 경화 시간을 더 길게 줍니다.

반면 FDM에선 서포트 사용을 최대한 피합니다. 보기 싫고, 출력 중 부러질 수 있고, 출력 표면에 자국을 남기기 때문입니다.

이 점을 염두에 두고, 바닥이 넓고 기하학이 적절한 부품이라면 서포트 없이 출력해도 히티드 베드 접착에 문제없을 수 있습니다. 하지만 SLA 프린터에 같은 논리를 적용하는 건 바람직하지 않습니다. 첫 레이어가 가장 크고, 경화 시간이 가장 길며, FEP 필름에 너무 강하게 붙으면 빌드 플레이트에서 떨어질 수 있습니다. FDM과 같은 결과, 즉 출력 전체가 망가집니다.

서포트는 단순히 아래 소재 없이 출력하는 걸 방지하는 것만이 아닙니다. 첫 레이어 크기를 줄여 접착 문제를 피하는 역할도 합니다.

마지막으로, 기존 FDM 프린터와 마찬가지로 슬라이싱 과정에서 물체 돌출부 각도를 고려해야 합니다. 레이어 간 충분한 오버랩을 보장해 접착력을 확보하고 박리를 방지해야 합니다. 결론적으로, SLA 프린터 사용할 땐 거의 항상 서포트를 쓰시길 권장합니다.

자주 묻는 질문

레진 프린터 서포트는 필라멘트 프린터 서포트와 다른가?

저처럼 유튜브에서 3D 프린팅 타임랩스 영상 보는 데 시간 좀 쓰신 분이라면, FDM과 SLA에서 서포트 구조가 매우 다르단 걸 아실 겁니다. 큐라(Cura)나 심플리파이3D(Simplify3d) 같은 필라멘트 프린터 슬라이서는 선이나 격자 서포트를 생성합니다. 빠르고 효율적이기 때문입니다.

반면 레진 프린터는 '트리 서포트(tree supports)'라 불리는 분지 구조를 사용합니다. 이는 후속 레이어 무게를 견딜 만큼 충분히 단단하면서도, 물체와 작은 지점에서만 접촉해 서포트 제거 후 최종 물체 표면 결함을 최소화합니다.

왜 트리 서포트는 FDM에서 널리 안 쓰이나?

큐라에 '트리 스타일' 서포트 기능이 있다는 건 언급할 만합니다. 처음엔 레진 쪽과 꽤 비슷해 보이지만, 실제론 다릅니다. 레진 서포트는 더 얇고 '작은 가지'들로 연결돼 강성과 강도를 높입니다. 3D 프린팅 필라멘트는 기계적 특성이 달라 같은 응력을 견디려면 더 두꺼워야 합니다.

또한 레진 서포트는 모델 무게를 견디며 부러지지 않게 인장 강도를 극대화하도록 생성됩니다. 반면 FDM 프린터는 기계적 공정에서 발생하는 진동과 가속도를 견디는 구조를 생성해야 해 트리 서포트 구조가 더 큰 부피를 가집니다. 이는 출력 시간과 소재 소모 증가로 이어져, 트리 서포트가 다른 서포트 구조만큼 인기 없는 주된 이유입니다.

결론

이제 SLA 머신 내부 작동 원리와 왜 거의 항상 서포트가 필요한지 꽤 확실히 이해하셨을 겁니다. 요약하자면, 서포트는 레이어를 경화시키는 소재인 FEP 필름에서 분리하기 위해 필요합니다. 또한 이전 레이어가 없어 붙을 수 없는 출력 구간에도 필수적입니다.