FDM 3D 프린터 성능에 영향을 주는 주요 기계적 문제들

대부분의 FFF 3D 프린터 문제는 전자 장치, 핫엔드 성능, 프린팅 베드 상태와 관련이 있지만, 주기적으로 점검해야 할 기계적 문제들도 종종 발생합니다.

축의 직교성

이 문제는 3D 프린터의 잘못된 조립으로 인해 발생하며, 주로 키트 형태로 구매한 프린터에서 나타납니다. 보통 프린팅 실패를 일으키지는 않지만, 출력물의 변형을 초래합니다. 주요 증상은 출력물 모서리의 직교성 부족이며, 유일한 해결책은 장비의 조립 상태를 다시 확인하는 것입니다.

코어XY(CoreXY) 프린터의 경우, 두 벨트 간의 과도한 텐션 차이가 축의 직교성 문제를 유발할 수 있습니다.

샤프트 윤활 불량 또는 이물질

로드나 리니어 가이드 등 샤프트의 윤활이 불량하면 프린팅 중 소음이 증가할 수 있습니다. 윤활 부족과 베어링 내 이물질 유입이 결합되면 과도한 마찰이 발생해 모터의 스텝 손실과 레이어 밀림을 초래할 수 있습니다. 모든 움직이는 부품을 정기적으로 청소하고 윤활하여 마찰 없이 원활하게 작동하는지 확인하는 것이 좋습니다.

벨트 상태 불량

벨트는 샤프트로 동력을 전달하는 역할을 하므로, 주기적으로 벨트 상태를 점검하는 것이 필수적입니다.

레이어 밀림이나 치수 편차의 주요 원인 중 하나는 부적절한 벨트 텐션 설정입니다. 텐션이 너무 낮으면 라인과 자국으로 인해 출력물 표면 품질이 저하되고, 텐션이 과도하면 모터에 부담을 주어 스텝 손실과 레이어 밀림을 유발할 수 있습니다.

앞서 언급했듯이, 코어XY 프린터에서 두 벨트 간의 텐션 차이가 축 간 직교성 상실을 초래할 수 있으므로, 이 유형의 프린터에서는 벨트를 적절한 텐션으로 조정할 뿐만 아니라 두 벨트의 텐션이 비슷하도록 맞춰주는 것이 필수적입니다.

Z축 스핀들 백래시

리트랙션 중에 3D 프린터가 Z축을 빠르게 상하로 움직이는 것은 흔한 일입니다. 스핀들 나사와 너트 사이에 유격이 있으면 이러한 움직임이 정밀도 손실을 일으켜 출력물 표면에 반영됩니다. 이 현상을 백래시(Backlash)라고 하며, 주로 출력물 표면에 선 모양의 결함으로 나타납니다. 유일한 해결책은 스핀들과 너트를 고품질 제품으로 교체하거나 안티 백래시 너트를 사용하는 것입니다.

엔드스톱 센서의 위치와 상태

X축과 Y축의 이동 끝을 감지하기 위해 기계식 또는 광학식 센서가 일반적으로 사용됩니다. 이러한 센서는 반복적인 사용으로 인해 고장이 잘 나며, 특히 기계식 센서가 그렇습니다. 주요 고장 징후는 호밍 중 헤드 충돌이며, 가장 흔한 원인은 다음과 같습니다.

• 잘못된 위치: 센서가 작동하기 전에 헤드가 충돌합니다. 헤드나 베드를 수동으로 움직여 센서 작동을 방해하는 요소가 없는지 주기적으로 확인하는 것이 좋습니다.
• 연결 불량: 케이블이 느슨하거나 접촉 불량이면 회로가 계속 열려 있어 센서가 작동하지 않습니다. 이는 흔한 문제이므로, 충돌로 인한 프린터 손상을 방지하기 위해 리미트 스위치를 상시 폐쇄(NC) 방식으로 설정하여 연결 고장 시 센서가 트리거되어 문제를 쉽게 감지할 수 있도록 하는 것이 좋습니다.
• 센서 손상: 기계식 센서는 수명이 다하면 고장이 나며, 이 경우 센서를 교체하는 수밖에 없습니다.

참고: 이 가이드는 일반적인 개념을 다루며 특정 제조사나 모델에 초점을 맞추지 않습니다. 제조사별로 캘리브레이션이나 조정 절차에 중요한 차이가 있을 수 있으므로, 이 가이드를 읽기 전에 제조사 매뉴얼을 참조하시기 바랍니다.