3D 프린터 비교 : 프린터봇 심플 vs 프린터봇 심플 메탈!

오늘은 저가형 3D 프린터의 한 축을 담당하고 있는 두 3D 프린터, 2014 프린터봇 심플(2014 Printrbot Simple)과 2014 프린터봇 심플 메탈(2014 Printrbot Simple Metal)에 대하여 비교 · 분석하는 시간을 갖을까 합니다.

1. 두 3D 프린터의 스펙 간단 비교

	2014 프린터봇 심플	2014 프린터봇 심플 메탈
최대 출력크기	10cm x 10cm x 10cm	15cm x 15cm x 15cm
필라멘트 종류 및 규격	PLA 1.75mm	PLA 1.75mm (Heated bed 사용시 ABS 가능)
레이어 층 간격	0.1 ~ 0.3mm	0.1 ~ 0.3mm
오토레벨링	오토레벨링 지원	오토레벨링 지원
노즐직경	0.4mm	0.4mm
Heated bed	불가	가능
출력속도	60mm/sec max print speed	80mm/sec max print speed
제품크기	25.4cm x 25.4cm x 10.16cm	35.56cm x 25.4cm x 40.64cm
제품무게	4.2kg	5.4kg

둘 다 최소 레이어 층 간격으로 100마이크론(0.1mm)까지 가능하고 오토레벨링을 지원하며 PLA 필라멘트를 사용한다는 공통점이 있으나 최대 출력 크기, 출력속도 등에서는 프린터봇 심플 메탈이 앞섭니다.

2. 출력시 소음

사실 두 3D 프린터 모두 데스크탑 3D 프린터를 지향하고 있으므로 집 안에서의 출력시 소음 정도도 중요한 고려 사항인만큼, 실제 출력할 때 소음을 측정해보았습니다.

갤럭시노트 2에 셋업된 'Smart Tools'라는 앱을 이용하여 측정하였으며 3D 프린터로부터 각각 30cm, 1m, 3m 떨어졌을 때의 소음의 크기를 측정하였습니다. 다음의 각 값은 여러 번 측정하여 평균낸 값입니다.

	2014 프린터봇 심플	2014 프린터봇 심플 메탈
30cm	62 dB	65 dB
1m	56 dB	59 dB
3m	48 dB	46 dB

두 3D 프린터에서 큰 차이는 보이지 않았습니다. 우리가 평소 대화하는 소리가 약 60dB 정도이고 조용한 주택가나 도서관의 소리가 40dB 정도이며, 일반적으로 50dB 이상의 소리를 소음으로 분류하는 만큼 두 3D 프린터 모두 가까운 거리에서는 소음에 민감한 분들께는 시끄럽다고 느껴질 수 있을 것으로 생각됩니다.

3. 출력의 품질

출력의 품질을 비교해보기위해 우리의 친구, 포켓몬스터의 꼬부기와 파이리를 섭외했습니다. 핫엔드 온도 200도를 포함하여 같은 세팅과 같은 필라멘트(Colorfabb), 같은 슬라이서 프로그램(slic3r)으로 각각 100마이크론과 300마이크론으로 출력했습니다.

프린터봇 심플 메탈도 열심히 출력하고..

프린터봇 심플도 열심히 출력했군요.

이렇게 8마리의 포켓몬스터를 소환했습니다. 파이리와 꼬부기를 한쌍으로 한번에 출력했으며, 출력에 걸린 시간은 각각 다음과 같습니다.

(한쌍 출력 기준)	2014 프린터봇 심플	2014 프린터봇 심플 메탈
100 마이크론	4시간 30분	4시간 27분
300 마이크론	1시간 35분	1시간 35분

프린팅 속도에 차이를 주지 않고 세팅을 같게 하다보니 출력시간은 거의 동일했습니다.

자.. 결과 보시겠습니다.

레이어 층 간격 300 마이크론으로 출력한 모습입니다. 둘 다 모델의 아래쪽 부분에서 뭉개지는 부분이 있으며 프린터봇 심플의 경우가 더 심합니다.

적층의 모습을 보았을 때, 프린터봇 심플 메탈의 경우가 좀 더 가지런하고 일정하게 출력되었음을 알 수 있습니다.

파이리의 앞모습입니다. 300마이크론이고 아래쪽이 좀 뭉개지는 것을 감안하더라도 파이리의 손톱이 잘 표현된 것으로 보아 프린터봇 심플의 디테일 표현력은 그래도 봐줄만 합니다. 프린터봇 심플 메탈도 마찬가지입니다.

역시 적층된 양상이 프린터봇 심플 메탈이 좀 더 가지런합니다.

100마이크론으로 각각 출력한 모습입니다.

100마이크론으로 출력하는 경우, 프린터봇 심플에서 심하던 아래쪽 뭉개지는 현상이 좀 덜해지는 것을 확인할 수 있습니다. 두 3D 프린터 모두 어느 정도 잘 출력해줍니다.

하지만 300마이크론으로 출력할 때도 그렇고, 100마이크론으로 출력할 때도 마찬가지로 프린터봇 심플 메탈의 경우에서 좀 더 적층이 가지런하게 이루어짐을 볼 수 있습니다.

즉 정리하면 모양의 출력은 두 3D 프린터 모두 양호하나, 세밀한 출력 및 표면 상태에서는 프린터봇 심플 메탈에서 크게 앞서는 것을 볼 수 있습니다.

이는 Y-sag 현상 때문에 발생하는 문제점으로 생각됩니다.

예전의 포스팅에서 다룬 바 있지만, 위 사진처럼 프린터봇 심플의 구조상 태생적으로 발생할 수 밖에 없는 현상입니다. 즉, 익스트루더를 포함한 Y 부분이 베어링을 통해 움직일 때 그 무게로 인하여 앞쪽 부분이 처지는 현상입니다. 특히 프린터봇 심플의 경우는 이 현상이 심한데, 베어링 고정을 케이블 타이(zip tie)로만 해서 발생하는 것으로 생각됩니다.

아래 사진들은 프린터봇 심플로 출력한 사진입니다.

Y축 앞쪽 부분은 프린터 헤드 부분의 무게로 앞으로 처져 출력이 뭉개지는 것을 확인할 수 있고,

Y축의 뒤쪽 부분은 베드와 노즐 끝 부분의 거리가 멀어져, 필라멘트가 베드에 딱 붙지 않고 올려지는 것처럼 출력됩니다.

첫번재 층의 출력 상태가 다르기 때문에 그 위로 올라가는 2번째층, 3번째층 또한 영향을 받을 수 밖에 없고 이에 따라 위 출력물 사진에서도 볼 수 있듯이 프린터봇 심플로 출력된 결과물의 아랫 부분이 뭉개져서 출력되었다고 할 수 있습니다.

이 실험은 한군데에서 오토레벨링을 시행한 후 출력한 것으로, 4군데에서 오토레벨링 후 각 부분의 차이를 보정해서 출력하면 이 현상이 줄어들긴 하지만 완전히 없어지진 않고 기울어져 출력되는 등의 새로운 문제가 발생하더군요;;

물론 제가 직접 조립한 것이기 때문에 조립의 미숙함으로 인한 출력 품질 저하가 있을 수 있습니다. 이미 조립이 되서 판매가 되는 기성품의 경우 좀더 출력 품질이 더 좋을 수 있음을 말씀드립니다.

이에 반하여 프린터봇 심플 메탈의 경우, 각 부품이 금속으로 되어있고 훨씬 견고하여 위와 같은 현상이 매우 줄어듭니다.

똑같이 Y축 전체를 아우르는 원을 출력해보았습니다.

Y축 앞쪽 부분은 살짝 눌려서 출력되긴 하지만 양호하게 출력됩니다.

Y축 뒤쪽 부분도 사진에서 보시는 것처럼 양호하게 출력됩니다.

즉, 정리하면 프린터봇 심플과 프린터봇 심플 메탈로 출력했을 때 발생하는 출력의 품질 차이는 Y-sag의 줄어듬에 기인한다고 할 수 있고, 프린터봇 심플 메탈이 좀 더 세밀하고 정확한 출력이 가능함을 알 수 있습니다.

4. 공통된 단점?

프린터봇 심플과 프린터봇 심플 메탈에는 공통된 단점이 있습니다. 그것은 바로 3D 프린팅 도중 출력물이 베드에서 떨어질 수 있다는 것입니다. 물론 이 문제점은 FDM 방식의 3D 프린터라면 모두 발생 가능한 문제점이지만, 프린터봇 심플과 프린터봇 심플 메탈에서는 좀 더 흔하게 발생합니다.

특히 베드와 접촉하는 면적이 작고 Z축 길이는 긴, 예컨데 세워진 직육면체 모양을 출력하는데 있어서 그 문제는 좀 더 빈번히 발생합니다.

출력을 걸어놓고 일하고 오니.. 위와 같이 예술작품을 뽑아놨더군요. 베드에서 떨어지지 말라고 brim도 크게 설정했었는데.. 그래도 떨어지더군요ㅠ

프린터봇 심플의 구조는 Y축으로 프린터 헤드가 움직이고 X축으로는 베드가 움직이는 형태입니다. 즉, 다른 Core X-Y 등의 프린터 헤드만 움직이는 경우에 비교했을 때 관성 등의 영향으로 출력물이 베드에서 분리될 가능성이 더 높다는 것이죠.

물론 해결책은 있습니다.

딱풀을 이용해서 베드에 출력된 첫번째 층이 잘 붙을 수 있도록 처치하면, 출력물이 베드에서 떨어져나가는 확률을 줄일 수 있습니다. 제가 해봤더니 딱풀도 괜찮고 양면 테이프도 괜찮더군요. 출력할 모양을 보고 베드로부터 떨어져나갈 확률이 높아보이는 모델링의 경우에는 위와 같은 방법을 이용하는 것이 정신건강에 이롭습니다.

5. 결론.

프린터봇 심플과 프린터봇 심플 메탈 두 3D 프린터 모두 가성비가 좋은 제품들입니다. 즉 저렴한 가격임에도 불구하고 두 3D 프린터 모두 3D 모델링 파일을 출력해냄에 있어서 안정적인 모습을 보여주고 실패할 가능성이 높지 않은, 소위 말해서 막 뽑아도 어느 정도 만족스러운 결과물을 만들어준다는 것이죠.

하지만 그 출력 품질에 있어서는 가격에 비례하는 모습을 보여줍니다.

이번 실험 결과 당연히 가격이 더 높은 프린터봇 심플 메탈이 더 좋은 출력 품질을 보여주었습니다. 하지만 여기서 한가지 더 생각해야하는 것이 바로 그 '가격'입니다.

2014 프린터봇 심플	2014 프린터봇 심플 메탈	가격 차이
₩690,000 (1 month warranty)	₩1,070,000 (1 year warranty)	₩380,000
₩840,000 (1 year warranty)		₩230,000

프린터봇 심플과 프린터봇 심플 메탈의 가격 차이는 최대 38만원까지 납니다. 무시못할 차이지요.

3D 프린터의 구조 등을 처음 공부하는 경우, 학생들을 대상으로 하는 교육용 3D 프린터를 '다수' 구하는 경우라면 프린터봇 심플을 선택하는 것이 더 유리할 것으로 생각됩니다,

적고 한정된 자본으로 기계 부품들을 만들어볼 수 있는, 어느 정도 정밀도도 갖춘 3D 프린터를 원하는 경우에는 프린터봇 심플 메탈을 선택하는 것도 하나의 방법이 될 수 있겠습니다.

이제까지 저가형 3D 프린터의 한 축을 담당하고 있는 두 3D 프린터, 2014 프린터봇 심플(2014 Printrbot Simple)과 2014 프린터봇 심플 메탈(2014 Printrbot Simple Metal)에 대하여 비교 · 분석하고 나름대로의 결론도 내보았습니다.

현재 국내에서 저가형 3D 프린터를 접함에 있어 아직까지는 3D 프린터의 다양성이 확보되지 않아 이 두 3D 프린터가 서로 경쟁이 될 수 있는 만큼, 고민하시는 분들께 이 글이 도움이 되셨으면 좋겠습니다.

G-code 에러로 강제 머리 수술받은 꼬부기(ㅠ_ㅠ)와 이를 위로하는 또다른 꼬부기들과 파이리들의 사진을 끝으로 이번 포스팅을 마치겠습니다.

이제까지 메이드인네버랜드였습니다~!

※본 포스팅은 3Developer에서 2014 프린터봇 심플 메탈을 무상으로 대여받아 작성되었습니다※