da Vinci 1.0 Pro 3D프린터 성능 테스트.

XYZprinting 서포터즈로 선발되서 da Vinci 1.0 Pro 3D프린터를 받은 후 출력해보면서 간단하게 da Vinci 1.0 Pro의 성능 테스트를 진행해보았습니다. 


성능테스트를 위해 몇가지 준비를 했는데요. 



좀 더 안정적인 출력물의 안착을 위해 XYZist 김수민 대표님께서 주신 XYZist 버전 빌드텍을 프린팅 베드에 장착했구요. 



필라멘트도 XYZprinting에서 나온 da Vinci 1.0 Pro 전용 ABS 필라멘트를 설치하였습니다.



위와 같이 카트리지 잠금장치로 필라멘트 카트리지를 고정한 후 필라멘트를..



이렇게 필라멘트 투입구로 넣어줍니다. 필라멘트 투입구가 2개이고 필라멘트 카트리지를 장착하는 부분이 2개인 걸 보니 듀얼 익스트루더 버전도 준비되고 있는 듯 합니다.



그 다음 da Vinci 1.0 Pro에서 필라멘트를 로딩해서 필라멘트가 잘 나오는 지 확인하면, 필라멘트 장착이 완료된 것이지요. 



그 다음으로 프린팅 베드의 수평을 조절하였습니다. 이전 포스팅에서 예상한 바와 같이, 핫엔드 노즐 옆의 금속 막대기(?!)는 오토 레벨링 프로브와 같은 역할을 하는 것으로 보입니다. 위와 같이 프린팅 베드의 수평 정도를 감지하더군요. 



프린팅 베드의 레벨링 정도가 체크되면 어떻게 수평을 맞추라고 위와 같이 안내가 됩니다. Knob을 어떻게 돌리라고 나오는데 여기서 Knob란..



프린팅 베드 아래의 나사를 뜻합니다. 이걸 안내된 대로 돌려주면 됩니다.



이제 프린팅 베드의 레벨링도 확인되었습니다. 


자, 그럼 이제 간단한 3D프린팅을 해보겠습니다.



항상 3D프린터를 테스트할 때 꼭 해보는 볼트와 너트 출력입니다. 이 두 부품이 잘 맞아 들어가는지로 성능을 평가하는 것이지요.



da Vinci 1.0 Pro의 출력 세팅은 레이어 높이 300마이크론, 셀 두께는 보통 2 layers, 상단 표면 3 layers, 하단 표면 3 layers, 충전재 채우기 밀도 10%, 충전재 유형 honey comb, 출력속도는 쉘 보통 30mm/s, 쉘 표면 30mm/s, 쉘 작은 반경 30mm/s, 충전재 속도 보통 30mm/s, 상단 표면 30mm/s, 조밀하게 채우기 30mm/s, 기타 속도 프린팅 속도 브리지 20mm/s, 비-프린팅 이동 속도 45mm/s, 하단 레이어 속도 20mm/s, 수축 속도 20mm/s, 소형 부품에 대한 자동 속도 조정은 설정하지 않음, 지지대 테두리 설정 및 너비는 10mm, 원위치 철회 길이 6mm, 임계값(최소 이송 거리) 활성화 2mm로 설정한 뒤 출력하였습니다. 


사용한 필라멘트는 XYZprinting 화이트 ABS 필라멘트이고 노즐 온도는 210도, 프린팅 베드 온도는 90도이며, 출력시간은 총 37분입니다.



300마이크론이라서 그런지 중간 중간 필라멘트가 삐져나온 게 보이는군요. 



너트부분입니다. 뾰족뾰족한 부분이 잘 표현되었습니다.



하지만 프린팅 베드와 근접한 부분은 좀 이상하게 나왔군요. 



볼트와 너트를 조립해본 결과 잘 맞아 들어가는군요. 너트의 끝부분으로 갈수록 약간 뻑뻑해지긴 했으나 그래도 끝까지 조립되어 양호한 결과를 보여주었습니다.



그 다음 테스트는 좀 더 빡세게(?!) 하기 위해 위와 같이 출력물을 배치했습니다. 우측 앞부분과 좌측 뒷부분에 각각 10mm, 20mm, 40mm 길이를 체크할 수 있는 calibration object를, 좌측 앞부분에 25mm 큐브를, 우측 뒷부분에 10mm 큐브를, 그리고 중앙 부분에는 역시나 3D프린터의 테스트에 빠지지 않는 Marvin 캐릭터 출력을 시도했습니다. 


da Vinci 1.0 Pro의 출력 세팅은 레이어 높이 100마이크론, 노즐 온도 210도, 히팅 베드 온도 90도, 셀 두께는 보통 2 layers, 상단 표면 3 layers, 하단 표면 3 layers, 충전재 채우기 밀도 10%, 충전재 유형 honey comb, 출력속도는 쉘 보통 30mm/s, 쉘 표면 30mm/s, 쉘 작은 반경 30mm/s, 충전재 속도 보통 30mm/s, 상단 표면 30mm/s, 조밀하게 채우기 30mm/s, 기타 속도 프린팅 속도 브리지 20mm/s, 비-프린팅 이동 속도 45mm/s, 하단 레이어 속도 20mm/s, 수축 속도 20mm/s, 소형 부품에 대한 자동 속도 조정은 설정하지 않음, 지지대는 설정 안함, 원위치 철회 길이 6mm, 임계값(최소 이송 거리) 활성화 2mm로 설정한 뒤 출력하였습니다. 



da Vinci 1.0 Pro는 챔버형이고 앞부분에 문이 달려있으며 이 문을 출력 도중에 열면 디스플레이 창에 문 닫아달라고 경고메세지가 뜹니다. 그래서 3D프린팅 중간 사진을 찍기가 참 애매합니다.



짠! 완성입니다. 출력 완료까지 6시간 30분정도 소요되었습니다.



우측 앞쪽에 출력한 calibration object입니다.



꽤 매끈하게 출력되었습니다. 역시 Z축 방향으로 적층하는 성능이 꽤 좋군요. 



하지만 다른 출력물로 이동하는 과정에서 발생하는 찌꺼기가 매달려있음을 볼 수 있으며, 이는 retraction 세팅과 노즐 온도를 조정해야함을 알 수 있습니다.



좌측 앞쪽에 출력한 25mm 큐브입니다. 확실히 Z축 적층은 양호합니다.



하지만 역시나 세팅은 좀 바꾸어야 하겠군요. 



그리고 초반의 아래쪽 적층이 그리 양호하지 않았습니다. 



좌측 뒷쪽에 출력한 calibration object입니다. 



초반의 Z축 적층도 잘 되었고 전반적인 Z축 방향의 적층도 양호하나, 이 출력물에서는 Blobs(or Zits)이라고 불리우는 겉표면의 필라멘트 잔여물들이 생겨있었습니다. 이 부분도 retraction 등의 3D프린터 세팅 부분을 손봐야하는 부분입니다(https://www.simplify3d.com/support/print-quality-troubleshooting/#blobs-and-zits).



우측 뒤쪽에 출력된 10mm 큐브입니다. X축 방향(좌우)은 출력이 잘 되었는데..



Y축 방향(앞뒤)은 출력이 잘 되지 않았군요. 



중앙부분에 출력한 Marvin 캐릭터입니다. 전반적으로 출력상태가 양호합니다. 아래쪽 V라인이 잘 출력되기 어려운데 잘 되었습니다.



고리 부분입니다. 이 부분은 출력이 되긴 되었지만 냉각이 약간 부족했던 것 같군요. 



몸통을 쌓아 올라가는 아래쪽 부분 또한 출력상태가 양호하긴 하나 완벽하진 않습니다.



하지만 하나 놀라웠던 것이 Marvin의 귀부분이 잘 출력되었다는 것입니다.



이 부분은 대표적인 overhanging 부분으로 적층과 냉각이 효과적으로 이루어지지 않으면 잘 출력되기 어려운데 꽤나 깔끔하게 출력되었습니다.



아래쪽에 브리징 되는 부분은 출력상태가 그리 좋진 않군요. 브리지 속도를 기본 세팅인 20mm/s에서 좀 더 빠르게 설정해야할 것으로 보입니다.



da Vinci 1.0 Pro는 XYZprinting에서 전문가용으로 권장하는 3D프린터입니다. 전문가용으로 추천한다는 것은 그만큼 정밀하게, 정확하게 출력이 가능하다는 말과도 일맥상통하는 뜻인데요. 위 출력물들의 수치를 직접 버니어 캘리퍼스로 측정하여 비교함으로써 이를 확인해보았습니다.


먼저 10mm 큐브의 측정결과입니다.



좌우 방향을 X축 방향, 앞뒤 방향을 Y축 방향, 위아래 방향을 Z축 방향이라고 했을 때 Y축 방향이 위 사진에서도 볼 수 있듯이 표면이 좀 출력상태가 좋지 않아 측정값 오차도 20%나 났습니다. 평균 오차는 10±10%입니다.



25mm 큐브와 calibration object의 수치는 잴 것이 너무 많이 위와 같이 숫자를 붙여서 측정했습니다.


먼저 25mm 큐브의 측정결과 먼저 보시겠습니다.



이 25mm 큐브는 가로세로높이가 25mm에 높이 3mm 위로는 안쪽이 파여있는 형태를 띄고 그 파인 부분을 3mm 두께의 벽이 둘러싸고 있습니다. 이 모델에서의 평균 오차는 11±5.7%입니다.


다음은 calibration object의 측정결과입니다. 이 calibration object는 10mm, 20mm, 40mm를 동시에 측정할 수 있게 모델링되어있습니다.



이 calibration object의 측정결과로서 평균오차는 각각 5.8±4.9%, 7.5±5.7%입니다.


10mm 큐브, 25mm 큐브, calibration object 모두의 전체 측정값을 통합해서 계산한 평균오차는 7.9±5.9%이었습니다.


X축, Y축, Z축 전체값만을 따로 추려서 계산한 평균오차는 X축 7.3±5.4%, Y축 9.2±6.6%, Z축 7.3±6.0%였습니다.


전체적으로 보았을 때 길이 10mm이하의 값들에서 오차가 커지는 경향이 있어 이 값들을 빼고 계산하면 다음과 같습니다.


10mm 초과한 길이에서

측정 & 계산한 평균오차값

6.7±6.7% 

X축 전체값 중 10mm 초과한 길이에서

측정 & 계산한 평균오차값

6.0±6.6%

 Y축 전체값 중 10mm 초과한 길이에서

측정 & 계산한 평균오차값

4.8±6.7% 

 Z축 전체값 중 10mm 초과한 길이에서

측정 & 계산한 평균오차값

9.3±6.5% 


이번 측정에서 얻은 결과는 다음과 같습니다. 


1. 10mm 이하의 출력에서는 그 오차가 더 많이 발생했다.

2. 10mm를 초과하는 길이에서 측정 및 계사한 평균오차값은 6.7±6.7%이다.


물론 여러번 반복적으로 출력하고 측정하는 과정이 추가되어야 하겠지만, 이 결과 단독으로 놓고 보았을 때 da Vinci 1.0 pro를 사용해서 출력한 결과물의 평균오차값은 6.7%로 산업용으로 쓰기에는 부족한 정확도라고 말할 수 있겠습니다. 


물론 da Vinci 1.0 pro는 산업용으로 쓰이는 3D프린터의 대략 10분의 1 가격이기 때문에 이를 상쇄할 정도의 정확도는 된다고 말할 수도 있겠네요. 


하지만 안타까운 점이, cura에서는 M92 명령어를 사용하여 출력물의 오차를 소프트웨어적으로 보정할 수 있으나, da Vinci 1.0 pro의 호스트 및 슬라이싱 프로그램인 XYZware Pro에는 이런 수치 보정 기능이 없다는 것이죠. 


XYZprinting의 다른 3D프린터들보다는 훨씬 개별세팅이 용이하고 필라멘트도 오픈되어 다른 회사의 필라멘트를 사용할 수 있으나 아무래도 전용 소프트웨어를 쓰는, 즉 완전한 오픈소스 3D프린터는 아니기 때문에 사용자가 설정할 수 있는 것에 한계가 있는 점은 약간 아쉬운 점입니다. 쿨링팬 조절 시점이라던지, 노즐 온도를 사용자 임의로 설정한 온도로 올린 상태로 유지한다던지(3D프린팅하지 않는 상태에서) 하는 부분은 제한이 있습니다. 


그래도 제가 프린터봇 플러스로 ABS를 출력하기 위해 그렇게 많이 삽질한 것을 생각했을 때, 이렇게 별다른 세팅 없이도 한번에 ABS 출력에 성공을 하였고 출력 상태도 꽤나 양호한 것을 생각해본다면 'da Vinci 1.0 pro는 써볼만하구나'라는 결론을 내릴 수 있겠습니다ㅎ



오늘은 XYZprinting의 da Vinci 1.0 Pro의 간단한 성능 테스트를 진행해보았습니다. 이제 성능도 어느 정도 파악이 되었으니 본격적으로 (온도를 높여서) 출력해야겠습니다. XYZprinting 서포터즈로서 숙제도 해야하거든요ㅎ


이제까지 메이드인네버랜드였습니다~!


※본 da Vinci 1.0 Pro 3D프린터는 XYZprinting에서 무상으로 제공받았으며, 본 제품과 관련된 포스팅은 XYZprinting 서포터즈로서 저의 의견을 가감없이 반영하고 있습니다※


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