20시간 출력물을 망친 2달러짜리 문제
금요일 밤, 대형 코스프레 헬멧 출력을 시작합니다.
<br>모든 것이 완벽해 보입니다. 첫 레이어도 매끄럽게 쌓이고, 토요일 오후가 되면 출력이 거의 끝나 갑니다.
그런데 재난이 시작됩니다.
<br>프린터가 언더 익스트루전을 일으키기 시작합니다. 레이어가 얇고 고르지 않게 변하고, 벽면에 틈이 생깁니다. 거의 20시간 동안 출력한 전체 부품을 사용할 수 없게 됩니다.
<br>대부분의 메이커는 즉시 필라멘트, 모델 또는 슬라이서 설정을 탓합니다.
<br>하지만 실제 원인은 훨씬 단순한 경우가 많습니다.
마모된 노즐입니다.
<br>출력 품질 문제의 대부분은 설정이 아니라 관리되지 않은 하드웨어에서 발생합니다. 자동차에 오일 교환이 필요하듯, 3D 프린터도 안정적인 결과를 계속 내려면 정기적인 관리가 필요합니다.
<br>다행히 대부분의 유지보수 작업은 몇 분이면 충분하며, 여러 시간의 출력 낭비를 막을 수 있습니다.
시나리오 ##1: “프린터가 갑자기 언더 익스트루전을 일으키기 시작했습니다”
어느 날에는 출력물이 완벽해 보입니다.
그런데 다음 날에는:
- 레이어가 얇아 보입니다.
- 벽면에 틈이 생깁니다.
- 상단 표면이 완전히 닫히지 않습니다.
- 압출이 일정하지 않습니다.
대부분의 사람은 즉시 노즐 온도나 유량을 높입니다.
실제로는 노즐이 부분적으로 막힌 경우가 많습니다.
![얇은 레이어, 벽면의 틈, 불안정한 필라멘트 흐름을 보여 주는 부분적으로 막힌 3D 프린터 노즐]
노즐은 어떻게 막히는가
모든 필라멘트는 핫엔드 내부에 소량의 잔여물을 남깁니다.
시간이 지나면 이 잔여물이 쌓입니다.
일반적인 원인은 다음과 같습니다.
- 잦은 재료 교체
- 먼지가 묻은 필라멘트 출력
- 노즐 내부에 남은 탄 필라멘트
- 불순물이 포함된 저품질 재료
막힘은 대개 서서히 진행되므로, 많은 사용자는 출력 품질이 갑자기 떨어질 때까지 이를 알아차리지 못합니다.
예방 방법
간단한 청소 습관만으로도 큰 효과를 볼 수 있습니다.
몇 주마다 다음을 수행합니다.
- 노즐 끝을 점검합니다.
- 필라멘트 잔여물을 제거합니다.
- 압출이 불안정해지면 콜드 풀을 실시합니다.
완전히 막힐 때까지 기다리는 메이커가 많습니다. 그때쯤이면 이미 출력 실패가 한 번 발생했을 가능성이 큽니다.
시나리오 ##2: 카본 파이버 PLA가 출력 품질을 망쳤습니다
멋져 보인다는 이유로 카본 파이버 PLA로 바꿉니다.
처음 몇 번의 출력물은 아름답게 나옵니다.
몇 스풀을 사용하고 나면 일반 PLA조차 제대로 출력되지 않습니다.
- 치수가 어긋납니다.
- 모서리가 둥글어집니다.
- 작은 디테일이 사라집니다.
무슨 일이 일어난 걸까요?
노즐이 마모된 것입니다.
![마모된 황동 노즐과 새 노즐 비교: 카본 파이버 PLA와 연마성 필라멘트는 노즐 구멍을 넓혀 디테일을 흐리고 출력 정확도를 낮춥니다]
연마성 필라멘트의 숨은 비용
다음 물질이 포함된 재료는:
- 카본 파이버
- 유리 섬유
- 금속 입자
- 야광 첨가제
노즐 내부를 사포처럼 마모시킵니다.
이런 조건에서는 황동 노즐이 놀라울 정도로 빠르게 닳습니다.
노즐 구멍이 점차 넓어지면:
- 선폭이 일정하지 않게 됩니다.
- 디테일이 부드러워집니다.
- 유량이 예측하기 어렵게 변합니다.
노즐은 언제 교체해야 할까요?
같은 노즐을 수년간 사용하는 메이커가 많습니다.
하지만 실제로 노즐은 소모품입니다.
연마성 재료를 정기적으로 출력한다면 다음을 고려할 수 있습니다.
- 경화강 노즐
- 텅스텐 카바이드 노즐
- 루비 팁 노즐
교체용 노즐은 실패한 출력물보다 비용이 적게 드는 경우가 많습니다.
시나리오 #3: 무작위 레이어 이동으로 출력물이 계속 망가집니다
소품 검을 출력하는 데 12시간을 들였다고 상상해 보세요.
출력 중간까지 모든 것이 완벽해 보이다가 레이어가 갑자기 몇 밀리미터씩 어긋납니다.
결과물은 사용할 수 없게 됩니다.
많은 사용자는 이것이 소프트웨어 문제라고 생각합니다.
대개는 그렇지 않습니다.
![벨트가 느슨해져 3D 프린팅 소품 검의 상단 레이어가 갑자기 몇 밀리미터씩 정렬에서 벗어난 모습]
먼저 벨트를 확인합니다
벨트 풀림은 레이어 이동의 가장 흔한 원인 중 하나입니다.
시간이 지나면 벨트는 자연스럽게 늘어납니다.
증상은 다음과 같습니다.
- 레이어 이동
- 둥글어진 모서리
- 치수 정확도 저하
- 눈에 보이는 링잉 아티팩트
적절하게 장력이 조절된 벨트는 단단하게 느껴지지만 지나치게 팽팽하지는 않아야 합니다.
기타 줄을 조율하는 것과 비슷합니다. 장력은 필요하지만 과도한 힘은 피해야 합니다.
구동 부품을 무시하지 마세요
현대의 프린터는 한 번 출력하는 동안 수천 번 움직입니다.
부품은 결국 마모됩니다.
정기적으로 점검할 항목은 다음과 같습니다.
- 벨트 상태
- 풀리
- 베어링
- 리니어 레일
- 리드 스크루
많은 신뢰성 문제는 작은 기계적 문제에서 시작해 점차 큰 고장으로 이어집니다.
시나리오 #4: 익스트루더가 필라멘트를 갈아 버립니다
딸깍거리는 소리가 들립니다.
프린터는 계속 움직이지만 필라멘트가 제대로 공급되지 않습니다.
곧 언더 익스트루전이 나타납니다.
대개 익스트루더 문제입니다.
![필라멘트 먼지가 쌓이고 이가 마모된 익스트루더 구동 기어가 부드럽게 공급하지 못하고 딸깍거리는 소리와 필라멘트 갈림을 일으키는 모습]
익스트루더 기어가 마모되는 이유
익스트루더는 핫엔드를 통해 필라멘트를 밀어 넣는 역할을 합니다.
수백 시간 출력하면:
- 먼지가 쌓입니다.
- 필라멘트 입자가 축적됩니다.
- 기어 이가 마모됩니다.
익스트루더의 그립력이 떨어지기 시작합니다.
부드럽게 공급하는 대신 필라멘트를 갈기 시작합니다.
5분 만에 해결하기
정기적으로 다음을 점검합니다.
- 구동 기어
- 아이들러 장력
- 필라멘트 경로
쌓인 필라멘트 먼지를 간단히 청소하는 것만으로도 안정적인 공급이 회복되는 경우가 많습니다.
가장 쉬운 유지보수 작업 중 하나지만, 가장 자주 무시되는 작업이기도 합니다.
시나리오 #5: 몇 달 동안 괜찮았는데 갑자기 모든 것이 나빠졌습니다
이는 윤활 문제인 경우가 많습니다.
많은 사용자는 프린터에 윤활유를 바르지 않습니다.
한동안은 괜찮을 수 있습니다.
그러나 움직임이 점차 거칠어집니다.
출력 품질이 서서히 떨어집니다.
소음이 커집니다.
작은 치수 오차가 나타납니다.
윤활이 중요한 부위
프린터 설계에 따라 다음 부품에는 정기적인 윤활이 필요합니다.
- 리니어 로드
- 리니어 레일
- 리드 스크루
- 베어링
적절한 윤활은 다음과 같은 효과가 있습니다.
- 마모를 줄입니다.
- 움직임의 일관성을 높입니다.
- 하드웨어 수명을 연장합니다.
- 치수 정확도 유지에 도움이 됩니다.
항상 프린터 제조업체가 권장하는 윤활제를 사용합니다.
윤활제는 많을수록 좋은 것이 아닙니다.
유지보수를 건너뛸 때의 실제 비용
많은 메이커는 유지보수를 시간 낭비로 여깁니다.
하지만 다음과 비교해 보세요.
- 밤새 진행한 출력의 실패
- 재료 손실
- 시간 손실
- 낮은 출력 품질
- 끝없는 문제 해결
5분의 유지보수 점검으로 20시간에 걸친 출력 실패를 쉽게 예방할 수 있습니다.
이는 3D 프린팅 전체에서 가장 높은 투자 대비 효과를 내는 방법 중 하나입니다.
