비평면 3D 프린팅 입문 가이드: 기초부터 자신 있게 마스터하기

비평면 3D 프린팅이란?

3D 프린팅은 세상을 강타했고, 그럴 만한 이유가 있습니다! 디지털 모델로부터 물리적 객체를 만들 수 있는 놀라운 기술입니다.

하지만 3D 프린팅은 초보자에게 좀 벅찰 수 있습니다. 특히 '3차원 출력' 개념이 생소한 분들에겐 더 그렇습니다.

이 블로그 포스트는 비평면(non-planar) 3D 프린팅을 시작하기 위한 쉬운 가이드를 제공합니다. 3차원 출력의 흥미로운 신기술을 배워보세요! 시작해볼까요?

이 기술이 어떻게 작동하는지 이해하려면 세 가지 용어를 알아야 합니다: 슬라이싱(slicing), 프린트 헤드(print head), 평면 레이어(planar layers).

비평면 슬라이싱(Non-planar Slicing)

슬라이싱이란? 디지털 파일을 프린트 헤드가 출력할 얇은 레이어들로 자르는 과정입니다. 각 레이어는 원하는 객체를 만들기 위해 어떻게 움직일지에 대한 고유한 명령을 가집니다.

슬라이싱 소프트웨어는 설계의 STL 파일을 가져와 수백 또는 수천 개 레이어로 자르고, 이를 프린터 펌웨어로 전달해 출력합니다.

프린트 헤드(Print Head)

프린트 헤드란? 레이어를 하나씩 출력하는 장치입니다. 필라멘트를 녹는점까지 가열한 뒤 플라스틱 선을 놓습니다. 프린트 헤드는 어떤 방향으로든 움직일 수 있어, 원하는 어떤 모양이든 출력할 수 있습니다.

더 이상 직사각형이나 정사각형 객체만 출력하는 데 국한되지 않습니다. 비평면 슬라이싱으로 원하는 어떤 모양의 객체든 출력할 수 있습니다.

평면 레이어(Planar Layers)

평면 레이어란? 객체를 구성하는 개별 슬라이스입니다. 프린트 헤드가 각 레이어를 출력할 때 X, Y 방향으로 움직여 평평한 면을 만든 뒤 다음 레이어를 시작합니다.

전체 객체가 출력될 때까지 이 과정이 반복됩니다! 비평면 슬라이싱으로 비평면 레이어를 가진 객체 출력 가능.

즉, 이전엔 불가능했던 곡면 출력이 가능해집니다. 이는 다양한 유형의 객체 출력을 위한 완전히 새로운 가능성을 엽니다.

기초를 다뤘으니 이제 비평면 출력이 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다.

비평면 3D 프린팅

이 기술은 아직 초기 단계라 해결해야 할 문제들이 있을 수 있습니다. 하지만 우리가 객체를 출력하는 방식을 혁신할 잠재력을 가집니다! 이 흥미진진한 신기술의 업데이트를 기대해주세요!

비플레너(Non-planar)란 무슨 뜻인가?

비플레너는 객체 표면이 평평하지 않음을 의미합니다. 레이어를 서로 위에 쌓아 높이가 다른 객체를 만드는 방식으로 구현합니다.

3차원 출력은 그릇, 실린더, 더 둥근 형태 등 흥미로운 객체들을 만들 수 있게 합니다!

비평면 3D 프린팅의 용도는?

이 출력 유형이 아직 초기 단계라 궁금하실 수 있습니다.

비평면 3D 프린팅은 적층 제조(additive manufacturing)라고도 하며, 두께가 있는 객체를 만듭니다. 예: 이전엔 불가능했던 손잡이 달린 컵 출력 가능.

비플레너 3D 기술은 제품 제조 방식을 바꿀 수 있으며, 앞으로 더 좋아질 겁니다!

3D 프린팅 기초: 비평면 3D 프린팅

흔히 쓰이는 비평면 3D 프린터 출력 방식은 압출 노즐 출력(extrusion nozzle printing)입니다. 프린트헤드가 플라스틱 필라멘트를 녹여 평평한 표면에 분사합니다.

녹은 플라스틱은 빌드 플랫폼과 보통 Z축 평행인 하나 또는 두 개의 평평한 표면에 분사됩니다. Z축 평면은 Z축 베어링으로 빌드 플랫폼에 부착됩니다. 이 Z축 출력 방식을 Z-스테이지(Z-stage)라고도 합니다.

서포트 소재가 없으면 출력된 플라스틱 레이어 아래 아무것도 없어, 이전에 출력되어 아직 완전히 굳지 않은(단단하지 않은) 레이어에 닿을 때까지 자유롭게 아래로 처집니다.

따라서 서포트 소재가 필수입니다.

FDM 프린팅으로 비평면 3D 객체 출력 시에도 서포트 소재를 씁니다. 원하는 객체 출력 후 서포트 소재를 제거해 최종 매끄러운 평면 표면을 얻습니다.

압출 노즐로 출력 시 서포트 소재를 쓰는 다양한 방법이 있습니다.

• 수직 PVA 또는 다른 수용성 서포트 소재 사용
• 다른 용해성 서포트 소재(용해성 플라스틱 필라멘트 등) 사용. PVA보다 비쌈
• 동일 3D 프린터의 별도 압출 노즐로 원하는 최종 객체와 서포트 소재 별도 출력

비평면 3D 프린팅 공정

비평면 3D 프린팅은 비평면 표면을 가진 3차원 객체를 출력하는 공정입니다. 소프트웨어에 객체 출력 방법을 지시하는 코드나 파일을 만들어 수행합니다.

소프트웨어는 객체 생성을 위한 일련의 슬라이스들을 생성합니다. 이 공정으로 복잡한 3차원 객체를 세밀한 디테일로 만들 수 있습니다.

비평면 출력은 독특하고 유일한 객체 제작에 완벽합니다. 시제품과 모델 제작에도 활용 가능합니다.

비평면 슬라이서(Nonplanar Slicer)란?

비평면 슬라이서는 최신 소프트웨어 버전에 추가된 새 기능입니다. 평면이 아닌 객체 출력을 가능하게 합니다.

전통적 방식으로는 어렵거나 불가능한 복잡한 형태 출력에 유용합니다. 곡면 슬라이싱이나 객체 다중 분할에 쓸 수 있습니다.

비평면 슬라이싱의 장점 중 하나는 곡면 슬라이싱 가능합니다. 곡선을 여러 부분으로 분할하거나 이미지에서 등고선 맵 생성에 유용합니다.

객체를 여러 부분으로 분리하는 데도 쓸 수 있습니다. 또한 카르테시안 좌표계를 쓰는 프린터용 비극성 출력 G코드 슬라이싱과 생산도 가능합니다.

비평면 Slic3r 설치

컴퓨터에서 비평면 객체 생성용 파일을 찾고 있다면 Slic3r을 보세요. 이 파일은 전통적 평면을 따르지 않는 3차원 객체 생성에 완벽합니다. 컴퓨터에 Slic3r 설치 단계:

1. 컴퓨터에 파일 생성
2. 생성된 파일을 Slicer에서 열기
3. 상단 툴바의 여러 옵션 중 왼쪽에서 세 번째(3D 큐브 모양) 클릭 → 비평면 객체 편집 도구 활성화
4. 포인트 클릭/드래그로 모양 변경
5. 편집 완료 후 녹색 체크마크 클릭해 저장
6. .stl 또는 .obj 파일로 내보내기: File > Export > STL 또는 OBJ 선택
7. 원하는 프린터로 출력. 이 독특한 파일로 실험하며 즐겨보세요!

비평면 출력 테스트

이 방식의 정확성을 판단하고 다른 가능한 출력 각도를 탐구하려면 추가 테스트가 필요합니다. 가장 중요한 건 프린터가 비플레너 지오메트리를 출력할 수 있는지 확인하는 것입니다.

이 실험은 3D 프린터에 새로운 가능성을 엽니다. 다양한 각도로 실험해 무엇이 가장 잘 작동하는지, 어떻게 성공적으로 활용할지 알아보세요.

Slic3r 설정이 완료되면 테스트 파일을 열고 슬라이싱 시작. 기존 비평면 레이어 모델을 플레이트에서 지우고 재가져오려면 Slic3r을 종료하고 재시작하세요.

대안: 45° 각도와 20mm 높이로 강제 슬라이싱 오류 유도 테스트도 가능.

마무리

많은 손질 없이 3차원 출력 세계에 입문하고 싶다면, 비평면 3D 프린팅이 훌륭한 시작점입니다.

일상적 출력 공정에 약간만 조정하면 정말 독특하고 눈길을 끄는 프린트를 만들 수 있습니다. 몇 가지 간단한 단계로 전통적 출력 규칙을 깨는 3D 프린트를 시작해보세요!

이 쉬운 비플레너 출력 가이드로 실험해보고, 어떤 독창적인 창작물을 만들 수 있는지 확인해보세요!