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기존 제조 방식에 비해 3D 프린팅은 더 저렴하고 편리하며, 지저분함과 독성 부산물 생성이 훨씬 적습니다. 결국 그것은 우리 침실에 프로토타입 제작과 소규모 제조를 가져왔습니다. 하지만 3D 프린팅은 편리하기는 하지만 확실히 쉽지는 않습니다.
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부적절한 벨트 장력과 부정확한 노즐 조임 토크부터 수백 가지 슬라이서 소프트웨어 설정 중 하나라도 잘못된 것까지 모든 것이 3D 프린트에 심각한 실패를 초래할 수 있습니다. 하지만 걱정하지 마십시오. 3D 프린트 실패의 가장 일반적인 원인과 이를 방지하는 방법에 대한 유용한 팁을 정리했습니다.
1. 스트링잉
스트링 연결은 미용 3D 프린트의 치명적인 실패를 의미하지는 않지만 모델의 모든 빈 공간을 수평으로 가로지르는 얇은 플라스틱 조각도 목적을 무너뜨립니다. 더욱이 과도한 스트링은 기능성 인쇄물, 특히 움직이는 부품과 관련된 인쇄물에서 간격 문제를 일으킬 수도 있습니다.
스트링의 원인은 무엇입니까?
보기 흉한 결함은 3D 프린터가 3D 모델 내의 틈새를 통과할 때 용융된 필라멘트가 노즐 밖으로 새어 나오는 것을 막지 못할 때 발생합니다. 이 현상은 용융된 필라멘트의 점도부터 노즐에서 생성되는 압력에 이르기까지 여러 요인에 의해 좌우됩니다.
즉, 과도한 온도에서 인쇄하면 필라멘트가 노즐 밖으로 스며나와 스트링 현상이 발생하기가 더 쉬워집니다. 한편, 노즐 압력을 완화하지 못하면 용융된 플라스틱이 조기에 밀려 나올 수도 있습니다. 필라멘트에 수분이 있으면 스트링 현상이 발생할 수도 있습니다.
설상가상으로 PETG와 같은 특정 재료는 본질적으로 이러한 3D 프린팅 결함에 더 취약합니다.
스트링 문제 해결 방법: 낮은 온도 사용
노즐 온도가 뜨거울수록 필라멘트가 흘러나오면 안 되는 순간에 흘러나오기가 더 쉽습니다. 올바른 노즐 온도를 설정하면 올바른 필라멘트 점도가 달성되며, 이를 통해 3D 프린터는 용융된 필라멘트의 흐름을 보다 정밀하게 제어할 수 있습니다. 다행히도 이를 달성하는 쉬운 방법이 있습니다.
PrusaSlicer 또는 이에 상응하는 오픈 소스 SuperSlicer와 같은 대부분의 최신 슬라이서에는 온도 타워 테스트 모델이 내장되어 있습니다. 이러한 교정 마법사를 사용하여 선택한 필라멘트의 노즐 온도 설정을 미세 조정하세요. 온도 타워를 사용하면 다양한 노즐 온도에서 모델의 다양한 부분을 프린팅할 수 있습니다.
이는 층간 접착 강도 최대화와 스트링 완화 사이의 골디락스 영역을 찾는 데 적합합니다. 다양한 수준에서 테스트 인쇄를 스냅하여 어떤 온도 설정이 귀하의 응용 분야에 충분히 강한지 확인하는 동시에 스트링 현상을 완화합니다.
철회 설정을 조정하는 방법
이제 과도한 노즐 온도 문제를 해결했으므로 프린터가 노즐 압력을 완화하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 노즐 내의 작은 구멍에서 용융된 필라멘트를 밀어내는 데는 많은 압력이 필요합니다. 엄청난 미는 힘이 시간이 지나도 줄어들지 않으면 필라멘트가 계속해서 노즐 밖으로 스며나와 스트링 형태로 나타납니다.
슬라이서 소프트웨어에는 바로 이 목적을 위해 후퇴 거리라는 설정이 있습니다. 이름에서 알 수 있듯이 필라멘트를 반대 방향으로 당겨서 노즐 압력을 줄여줍니다. 수축 거리 값은 밀리미터 단위로 측정되며 직접 구동 압출기의 경우 0.4mm~1.2mm 범위입니다. 그러나 Bowden 압출기는 2mm에서 7mm 사이의 수축이 필요합니다. 압출기 유형에 대해 확실하지 않은 경우 당사 직접 구동 및 Bowden 압출기에 대한 설명 당신을 보호해야합니다.
값은 필라멘트 소재의 강성/탄성에 따라 달라집니다. 후퇴에 최적화된 교정 모델을 인쇄하는 것은 3D 프린터에 대한 올바른 설정을 결정하는 유일한 실행 가능한 방법입니다. 온도 타워와 마찬가지로 대부분의 괜찮은 슬라이서에는 수축 타워가 내장되어 있습니다. 그렇지 않은 경우 다음에서 철회 타워를 다운로드할 수 있습니다. 인쇄물 어떤 후퇴 거리 설정이 귀하에게 가장 적합한지 알아보세요.
후퇴 거리 외에도 후퇴 속도도 스트링에 영향을 미칩니다. 대부분의 필라멘트의 경우 25mm/s에서 60mm/s 사이로 다양하지만 직접 압출기를 사용하는지 Bowden 압출기를 사용하는지에 따라 달라지며 인쇄되는 재료의 인성/탄성에 영향을 받습니다. 속도가 너무 낮으면 스트링이 악화되고, 값이 너무 높으면 필라멘트가 압출기 기어에 의해 씹히거나 심지어 완전히 부러지는 원인이 됩니다. 다시 한 번 교정 인쇄가 최선의 조치입니다.
2. 노즐 막힘
노즐 막힘은 필라멘트가 노즐을 통과할 수 없어 인쇄가 불완전하거나 전혀 압출되지 않을 때 발생합니다. 스트링과 달리 이는 항상 전체 인쇄 실패를 유발합니다. 막힘의 원인을 파악하고 해결책을 찾는 것도 관련된 변수가 너무 많기 때문에 간단하지 않습니다.
노즐 막힘의 원인과 예방 방법
3D 프린터 압출기의 복잡성으로 인해 노즐 막힘을 유발할 수 있는 많은 실패 지점이 생성됩니다. 대체로 말하면 주요 원인은 기계적(압출기, 노즐, 히터) 문제부터 필라멘트 선택 및 취급 방식에 이르기까지 다양합니다. 가장 일반적인 원인을 살펴보겠습니다.
필라멘트 품질: 저렴한 필라멘트에는 먼지와 이물질이 포함되어 시간이 지남에 따라 노즐에 쌓여 결국 노즐을 막을 수 있습니다. 적절한 제조 표준을 따르지 않는 브랜드에서 제조한 필라멘트 내부에 금속 조각이 발견되는 경우도 드물지 않습니다. 개구부가 0.4mm에 불과한 평균 노즐을 막는 데는 많은 시간이 걸리지 않습니다. 유명 브랜드의 고품질 필라멘트를 사용하는 것이 좋습니다. 그러나 우리의 지침을 따르면 값싼 필라멘트의 부정적인 영향을 완화하는 것이 쉽습니다. 예방적인 노즐 유지 관리를 위한 콜드 풀 가이드 .
잘못된 노즐 크기: 탄소 섬유와 유리 섬유 혼합을 사용하는 엔지니어링 필라멘트는 대부분의 3D 프린터에 있는 표준 0.4mm 노즐을 쉽게 막을 수 있습니다. 상대적으로 큰 복합 재료가 기본 노즐의 작은 구멍을 막는 위험을 완화하려면 더 큰 0.6mm 노즐을 사용하는 것이 좋습니다. 이 조언은 목재, 야광 및 금속 주입 필라멘트에도 적용됩니다.
과도한 레이어 높이: 두꺼운 레이어는 더 빨리 인쇄되지만, 너무 많이 사용하면 노즐이 쉽게 막힐 수 있습니다. 레이어 높이 설정은 이상적으로 노즐 크기의 75%를 초과해서는 안 됩니다. 이는 0.3mm 레이어 높이가 0.4mm 노즐에 안전하게 사용할 수 있는 최대 높이임을 의미합니다.
더 큰 레이어 높이의 모델을 인쇄하려면 근본적으로 높은 양의 필라멘트 흐름이 필요하며 이는 노즐 온도를 높이지 않으면 불가능합니다. 충분한 열을 공급하지 못하면 압출기가 차가운 필라멘트를 노즐 밖으로 밀어낼 수 없습니다.
열 크리프: 스펙트럼의 반대쪽 끝에서 과도한 온도에서 인쇄하면 열 차단을 통해 뜨거운 쪽에서 차가운 쪽으로 열이 '살짝' 이동할 수 있습니다. 노즐 막힘은 열 차단의 반대쪽에서 필라멘트가 녹을 때마다 나타납니다. 핫엔드 팬이 작동을 멈추면 노즐을 막히게 하기 위해 PLA와 같은 저융점 재료에 대해 특별히 뜨거운 프린팅을 할 필요조차 없습니다.
이는 인쇄하기 전에 핫엔드 팬의 작동성을 확인함으로써 효과적으로 완화될 수 있습니다. 티타늄 또는 더 얇은 강철 방열판을 사용하면 열 크리프도 줄어듭니다. 밀폐된 프린터에서 PLA를 인쇄하는 경우 문을 열어 두는 것이 좋습니다. 다른 방법이 작동하지 않으면 더 강력한 핫엔드 팬으로 업그레이드해야 할 수도 있습니다.
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압출기 마모: 압출기 모터와 기어 어셈블리는 노즐을 통해 필라멘트를 밀어내기 위해 엄청난 양의 토크와 그립을 생성해야 합니다. 이는 더 높은 온도에서 인쇄하는 재료의 빠른 인쇄 속도에서 특히 그렇습니다. 노후된 압출기 스테퍼 모터의 토크 출력은 시간이 지남에 따라 떨어지거나 압출기 기어가 마모되었을 수 있습니다. 오래된 프린터에서 이러한 요인들이 결합되면 압출력이 충분히 저하되어 노즐 막힘이 발생할 수 있습니다.
하지만 결국 노즐이 막히게 되면 우리의 멋진 3D 프린터 노즐 막힘 해결 가이드 도움이 될 것입니다.
3. 워핑
뒤틀림은 인쇄 중에 인쇄 모서리나 가장자리가 인쇄 베드에서 들어올려질 때 발생합니다. 이것이 외관상의 결함처럼 들릴 수도 있지만 기능성 인쇄물의 치수 정확도를 손상시키며 이는 거래를 방해하는 요소입니다. 더 나쁜 것은 과도한 뒤틀림으로 인해 전체 인쇄물이 베드에서 떨어져 인쇄물이 손상될 수도 있습니다.
뒤틀림의 원인은 무엇입니까?
ABS로 인쇄되는 소형 벽을 시각화하면 뒤틀림의 메커니즘을 이해하는 것이 더 쉽습니다. 처음 몇 개의 레이어는 접착을 돕기 위해 최대 100°C까지 가열된 베드 위에 260°C로 깔려 있습니다. 인쇄가 진행됨에 따라 베드 근처의 레이어는 100°C인 반면, 더 높은 레이어의 온도는 그 온도의 1/3입니다.
더 차가운 주변 공기와 접촉하는 상부 층은 냉각되면서 수축되기 시작하는 반면, 히팅베드 근처의 더 뜨거운 하부 층은 팽창으로 인해 상대적으로 더 커집니다. 수축된 최상층으로 인해 침대 근처의 더 뜨거운 층이 결과적으로 말리게 되며, 이는 모서리가 침대에서 들어올려짐에 따라 분명해집니다.
베드 접착은 뒤틀림을 완화할 수 있지만 실제로는 인쇄물의 뜨거운 층과 차가운 층 사이의 온도 차이로 인해 발생합니다. 이것이 바로 훨씬 더 높은 온도에서 인쇄되는 나일론 및 ABS와 같은 기술 소재에서 뒤틀림이 더욱 두드러지는 이유입니다.
뒤틀림을 방지하는 방법
앞서 언급한 온도 차이를 해소하는 것이 뒤틀림을 완화하는 가장 좋은 방법입니다. 필요한 것은 밀폐된 인쇄 챔버뿐이므로 ABS 인쇄의 경우 이를 달성하는 것이 더 쉽습니다. 이는 베드에서 발생하는 열을 가두어 Voron 0 시리즈와 같은 소형 프린터의 경우 챔버 온도를 70°C까지 높입니다.
이 방법은 나일론 및 폴리카보네이트와 같은 보다 까다로운 재료에도 적용됩니다. 이상적으로는 프린터의 전자 장치를 챔버 외부로 이동하여 수명을 보장해야 합니다. 그럼에도 불구하고 단순한 인클로저로는 더 큰 3D 프린터에서 매우 크거나 긴 인쇄물이 뒤틀리는 것을 방지할 수 없습니다. 이 시점에서는 출력 챔버를 적극적으로 가열하여 적어도 60°C에 가깝게 만들어야 합니다.
이렇게 높은 챔버 온도는 해당 온도에서 부드러워지는 경향이 있는 PLA 및 PETG와 같은 재료에는 이상적이지 않다는 점에 유의해야 합니다. 이러한 재료는 개방형 3D 프린터에서 가장 잘 프린팅되며, 접착을 돕기 위해 유리 전이(연화) 온도(45°C~60°C 사이)에서 베드를 가열합니다. 노즐 온도를 낮추면 뒤틀림을 더욱 완화할 수 있지만, 이로 인해 인쇄물이 약해질 수도 있습니다.
경험상 크고 평평한 표면에 챙을 추가하거나 인쇄물의 날카로운 모서리에 탭을 추가하면 접착력이 향상됩니다. 그렇게 하면 수축하는 재료가 아래쪽 레이어를 휘게 하는 것을 효과적으로 방지할 수 있기 때문입니다. 다양한 3D 프린팅 표면에 대한 가이드 (그리고 언제 사용하는지)는 첫 번째 레이어 접착력을 향상시키는 데 도움이 됩니다.
4. 레이어 분리 또는 약한 인쇄
레이어 분리 또는 박리는 인쇄물의 레이어가 서로 제대로 접착되지 않아 인쇄물에 틈이나 균열이 발생하는 경우 발생합니다. 3D 프린터는 기본적으로 로봇이 제어하는 핫멜트 글루건입니다. 그리고 핫멜트 접착제는 뜨겁기 때문에 효과가 있습니다.
마찬가지로, 더 낮은 노즐 온도에서 인쇄하면 많이 휘어지지 않는 더 예쁜 인쇄가 가능하지만 열이 부족하면 층간 접착력이 심각하게 손상됩니다. 이로 인해 레이어 라인을 따라 쉽게 스냅되는 약한 인쇄물이 생성됩니다.
레이어 접착력을 향상하고 인쇄 불량을 방지하는 방법
레이어 라인을 제외한 모든 방향에서 3D 프린트의 강도는 필라멘트 제조업체에 의해 결정됩니다. 자세히 알아보기 필라멘트 선택이 3D 프린트의 성공에 어떤 영향을 미치는지 . 그러나 레이어 라인은 사용되는 재료에 관계없이 모든 3D 프린트의 변함없는 실패 지점입니다. 따라서 층간 접착력을 향상하려면 이러한 모범 사례를 따르는 것이 중요합니다.
적절한 온도에서 인쇄: 앞서 언급한 온도 타워 테스트 인쇄로 노즐 온도를 보정하세요. 이러한 3D 모델은 레이어 접착 강도를 확인하기 위해 각 온도 섹션에서 스냅되도록 설계되었습니다. 이는 인쇄 품질과 층간 강도 사이의 균형을 맞추는 가장 좋은 방법입니다.
높은 부품 냉각 팬 속도: 부품 냉각 팬 속도를 너무 높게 설정하면 레이어가 너무 빨리 냉각되어 접착력이 저하될 수 있습니다. 부품 냉각 속도가 빨라지면 더 아름다운 프린트와 더 나은 오버행/서포트 품질이 보장되지만 이는 ABS, 나일론, 폴리카보네이트와 같은 재료의 층간 접착력에 부정적인 영향을 미칩니다.
촉촉한 필라멘트: 필라멘트에 수분이 있으면 뜨거운 노즐에서 증기가 생성되어 압출된 재료 내에 미세 기포와 공극이 발생합니다. 이는 인쇄물의 표면 품질을 손상시킬 뿐만 아니라 부서지기 쉽습니다. PLA, PETG 등 초보자 친화적인 소재는 습기에 약하지만, 나일론 등 흡습성 필라멘트는 프린팅 전 필라멘트 건조기에서 충분히 건조시켜야 합니다.
3D 프린팅 종말의 네 기사
성공적인 3D 프린트를 달성하는 것은 우수한 첫 번째 레이어 접착력을 보장하는 것으로 끝나지 않습니다. 프린터와 슬라이서 설정을 조정하여 이러한 네 가지 일반적인 실패 모드를 완화하면 3D 프린트 실패가 발생할 가능성이 크게 줄어듭니다.