3D 프린팅 객체는 두 개의 뚜렷한 영역으로 구성됩니다. 사용자가 벽(Wall)이라고 부르는 외부 쉘과 인필(Infill) 또는 내부 부품입니다. 올바르게 제조되면 이 두 값이 저항, 마감 외관, 시간, 프린트 비용 같은 3D 모델의 기계적 특성을 결정합니다.
3D 프린팅 애호가는 쉘의 결과를 쉽게 영향을 줄 수 있지만 객체 인필을 제어하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 그러나 Cura 3D는 3D 객체 내부의 소재 구조, 모양, 비율을 선택할 수 있게 합니다. 슬라이서 프로그램은 설계자가 3D 모델을 G-코드 명령어로 변환할 때 설정된 지침이 있는 프로그램을 포함합니다. 파라미터는 인필 밀도(Infill Density) 또는 인필 패턴(Infill Pattern) 하에 속합니다.
이 글은 프린터 인필 설정을 이해하고 처리하며 최고의 인필 패턴을 찾는 데 도움이 되는 적절한 정보를 제공합니다.
3D 프린팅 인필은 실용적인 3D 프린팅 공정을 향해 여러 중요한 역할과 기능을 수행합니다. 아래 목록은 3D 프린팅 인필의 중요성을 효용성이 높은 순서부터 낮은 순서로 나열합니다.
3D 프린트 인필 밀도는 부품의 '충만도(Fullness)' 또는 '치밀함(Compactness)'을 의미합니다. 슬라이서에서 인필 밀도는 백분율로 표시되며, 0%는 속이 빈 부분을 의미하고, 50% 미만은 낮은 인필 비율, 50% 초과는 높은 인필 비율을 나타냅니다. 100%는 실질적인 3D 프린트 객체를 의미합니다.
3D 프린트 인필은 출력된 객체의 무게에 큰 영향을 미칩니다. 3D 프린팅 중 프린터는 녹은 층을 퇴적해 인필 라인이 상단과 하단 레이어와 결합해 인필 오버랩을 만들어 3D 프린트 부품에 더 높은 인필 밀도를 부여합니다. 최종 분석에서 부품 내부가 더 충만할수록 부품은 더 무겁습니다. 또한 밀도는 출력 시간과 인필 소재 소모에 영향을 미칩니다. 두꺼운 레이어와 인필 밀도가 레이어 높이 같은 요소와 결합해 전체 3D 프린트 객체 강도를 결정합니다.
모든 표준 출력에는 15~50% 인필 밀도가 필요합니다. 이는 낮은 출력 시간, 소재 절약, 훌륭한 출력 강도를 보장하는 양입니다. 인필 밀도가 높을수록 프린트 유연성이 낮아진다는 점을 항상 유의하세요.
인필 패턴은 3D 프린트의 내부 구조적 구성을 의미합니다. 3D 이미지의 의도된 용도에 따라 다양한 인필 패턴이 있습니다. 무엇보다 인필 패턴은 3D 객체 강도, 무게, 유연성, 출력 시간을 결정합니다. 시장은 단순한 인필 라인부터 가장 복잡한 인필 라인까지 수많은 인필 라인을 즐깁니다. 인필 패턴 선택은 원하는 3D 프린트 강도에 따라 달라집니다. 예를 들어 라인 인필은 큐빅 패턴만큼 안정적이지 않습니다.
3D 프린터가 레이어당 한 방향으로만 평행선을 그립니다. 다음 레이어에서는 선을 90도 회전시킵니다. 이 패턴은 높은 객체 안정성이 필요하지 않은 장식용 및 표준 모델에 적합합니다.
라인 패턴과 꽤 유사합니다. 프린터가 한 번의 지그재그 동작으로 선을 출력합니다. 흐름이 덜 중단되어 부드러운 출력 경험을 제공합니다. 지그재그 패턴은 안정적이지 않은 프린트를 생성해 서포트 구조에 사용하기 더 적합합니다.
라인 패턴과 꽤 유사합니다. 또한 레이어당 1차원이 아닌 2차원 라인을 자랑합니다. 출력 강도를 높이지만 더 많은 필라멌트 사용을 설명합니다. 내부 구조가 단순해 평균~짧은 출력 속도를 즐깁니다.
삼각형 인필은 삼각형의 2차원 메시에 기반합니다. 또한 삼각형 패턴은 외부 벽에 최대 저항이 필요한 일상 객체에 적용 가능합니다. 게다가 외부 벽에 높은 저항과 궁극적 강도를 달성하려면 인필 각도 45도에서 라인을 정렬하는 것에 달려 있습니다.
이 패턴은 사용 시 삼각형과 육각형의 독특한 혼합을 생성합니다. 또한 낮은 소재 소모율로 정확한 모양과 강한 패턴을 만듭니다. 짧은 선으로 모든 면에 연결이 쉽습니다. 3D 프린트를 구부리려 할 때 더 적은 도전을 줍니다.
45도 기울여 쌓인 큐브로 구성됩니다. 특히 큐브 기울기로 평면에서 삼각형과 수평 외관을 나타냅니다. 무엇보다 큐빅 패턴은 모든 방향에서 강합니다. 불행히도 다른 패턴보다 더 많은 시간과 필라멌트 소재를 소모합니다.
이 패턴은 일반 큐빅 패턴의 높은 소재 소모에 대응하도록 맞춤 제작되었습니다. 디자이너들은 객체 중심에서 큐브를 더 크게 만들어 큐브가 물건의 쉘에 닿을 때마다 더 작은 큐브로 나누어지도록 했습니다. 결과적으로 외부 영역이 중앙 영역보다 더 복잡해집니다. 따라서 내부 부품에 더 적은 플라스틱이 필요합니다.
네, 인필 필라멌트는 제조에 사용된 필라멌트 밀도 비율에 따라 3D 프린트 부품의 강도를 증가시킵니다. 3D 프린팅 애호가로서 사용할 필라멌트 밀도 비율은 전적으로 출력하려는 3D 객체에 달려 있습니다. 적재용 모델을 3D 프린트한다면 더 높은 인필 비율을 사용해 더 높은 출력 강도를 달성해야 합니다. 30% 필라멌트 밀도로 3D 객체를 출력하고 10% 필라멌트 밀도로 다른 3D 모델을 출력한다면, 첫 번째 객체가 두 번째 프린트보다 3배 더 강하게 남을 것입니다.
속도를 위한 최고의 인필 패턴을 찾으려면 몇 가지 인필 파라미터를 찾아봐야 합니다. 직선 기반, 적은 소재 사용, 최소 움직임의 인필이 3D 프린팅에 사용 가능한 가장 빠른 속도를 제공합니다. 따라서 라인 패턴 또는 직선 패턴(Rectilinear Pattern)이 3D 프린팅에서 속도를 위한 최고의 인필 패턴으로 남습니다. 게다가 방향 변경 경향이 있는 패턴은 라인 패턴보다 더 오래 걸립니다.
Cura는 3D 프린터가 사용하는 애플리케이션 소프트웨어입니다. David Brahm이 소프트웨어를 설립했으며, 나중에 3D 프린터 제조사인 Ultimaker에 직원으로 합류해 소프트웨어 유지보수를 돕습니다. 간단히 말해, Cura는 3D 객체 데이터를 프린터가 이해할 수 있는 언어로 변환해 작동합니다.
Cura는 3D 프린터를 다르게 커스터마이징할 수 있게 해 많은 이점을 제공합니다. 또한 수많은 인필 패턴을 즐기며 인필 선호도를 선택할 수 있게 돕습니다. 프린트에 필요한 강도를 주고 3D 프린트 무게를 최소화해 플라스틱 필라멌트를 절약하는 훌륭한 도구 역할도 합니다.
이 글은 3D 프린트 인필, 인필 패턴이 서로 다른 특징을 가지며 3D 프린팅 산업에서 서로 다른 목적을 수행한다는 정보를 제공합니다. 무엇보다 3D 인필 기술은 다양한 산업에서 또는 3D 애호가에 의해 개인적으로 사용과 적용을 가능하게 합니다.
3D 프린팅
출력 전 6단계 사전 점검으로 FDM/FFF 오류 대부분을 사전 차단할 수 있습니다. 1. STL 파일 검증 설계·다운로드 모델 슬라이서 프리뷰(Pronterface, Cura, Simplify3D, Slic3r)에서 면 간 틈·불량 조인트 확인. 공극·필라멘트 탈락 원인 사전 제거. 2. 출력 파라미터 최적화 온도·속도·서포트·필라멘트 직경·프린터 모델별 맞춤 설정 필수. 제조사 권장값 준수 + 온도 타워 테스트(1cm마다 5℃ 변조)로 최적값 탐색. 3. 필라멘트 잔량 확인 슬라이서 산출 예상 중량(서포트 포함) 대비 스풀 잔량
3D 프린팅은 의학 분야에 깊이 관여하고 있습니다. 하지만 많은 사람들은 이를 알지 못합니다. 2011년은 카이바 지온프리도(Kaiba Gionfriddo) 사건 덕분에 의료 분야에서 3D 프린팅이 급부상한 해로 꼽힙니다. 카이바는 기관지를 약화시켜 붕괴시키는 질병을 가지고 태어났습니다. 기관내삽관 중에도 호흡 정지 순간이 있었고 심장에도 영향을 미쳤습니다. 하지만 그린(Green)과 홀리스터(Hollister) 두 생체역학 공학 전문가의 개입으로, 카이바의 기관지에 생체적합성 장치를 설계·프린팅·연결하는 데 성공했습니다. 카이바
