갈기 사자 3D프린팅 with 수용성 서포트 by 얼티메이커3

3D프린팅계에서 요즘 선풍적인 인기를 누리고 있는 3D모델링 파일(STL)이 있습니다. 이름하여 Hairy Lion! 브릿지(bridge) 출력방식을 이용하여 사자 갈기를 출력한 후 열풍기나 헤어 드라이기를 사용하여 이 사자 갈기를 멋지게 넘겨주면 완성되는 이 Hairy Lion은 3D프린터를 이용한 작품들중 기발한 아이디어로는 거의 탑이 아닐까 생각될 정도입니다. 

(출처 : http://www.thingiverse.com/thing:2007221)

이 Hairy lion은 세 부분으로 구성되어 있는데요. 사자 본체, 사자 갈기, 그리고 희생벽(sacrificial wall)이 바로 그것입니다. 즉, 하나로 합쳐진 STL 파일을 출력한 뒤 위 사진에서처럼 희생벽을 제거하면 사자 본체와 갈기만 남게 되므로 이 갈기를 열풍기나 헤어드라이기 등으로 열을 가하여 부드럽게 만든 후 사자 갈기 모양을 잡아주면 멋진 갈기를 가진 사자가 완성되는 것이지요. 

그래서 저도 만들어 보았습니다. 하지만 저는 좀 특이하게 시도해보았지요. 

즉, 수용성 서포트인 PVA(Polyvinyl alcohol) 필라멘트를 사용하여 희생벽을 PVA 필라멘트로 출력 후 물로 녹여서 제거하는 방식으로 갈기 사자를 만들어 보기로 했습니다. 

이번에도 3D프린터회사이자 Ultimaker 3 공식총판인 3Developer로부터 제공받은 얼티메이커3 3D프린터로 열심히 출력해보고자합니다ㅎ

자, 얼티메이커3의 듀얼 익스트루더 방식과 수용성 서포트를 이용한 갈기 사자 3D프린팅하기! 지금부터 시작합니다. 

얼티메이커3의 듀얼 익스트루더 방식을 사용하려면 사자 본체와 사자 갈기, 그리고 희생벽이 따로 분리가 되어야 합니다. 사자 본체와 사자 갈기가 한 파일로 합쳐져 있고 희생벽이 또 다른 한 파일로 분리되어 있었다면 좀 더 편리했겠지만, 찾아보니 3개 각각의 파일만 있을 뿐이더군요. STL 출처는 다음과 같습니다. 

Hairy Lion (dual extrusion)

먼저 Cura 2.3.1를 세팅해줘야 합니다. 

큐라의 Preferences에서 [General] 탭의 'Automatically drop models to the build plate' 옵션은 체크를 해제해야 합니다. 왜냐하면 사자 갈기 STL 파일은 공중에 떠있어야 하기 때문이지요. 

 [Settings] 탭에서의 [Dual Extrusion]에서는 'Dual Extrusion Overlap'이란 옵션은 체크해줘야 합니다. 그래야 3개의 STL 파일들이 서로 겹칠 수 있습니다. 

다음은 사자 본체와 사자 갈기, 그리고 희생벽을 적절히 위치시켜야 하는데요. 저는 위와 같이 배치시키고 출력했습니다만.. 결과적으로는 각각의 STL파일들이 어긋났던 것으로 생각됩니다. 

희생벽과 갈기가 같은 동심원상에 위치해야 갈기들이 희생벽에 360도 딱 걸치게 되는데, 최대한 맞춰보려고 노력했습니다만.. 출력해보니 일부는 걸치고 일부는 걸치지 않았더군요ㅠ 아무래도 눈대중으로 맞추다보니 이런 일이 발생한 듯 합니다.

하지만 그때 당시는 에러난 줄 몰랐으니까 그냥 출력했지요ㅎ 레이어 두께는 Hairy lion 제작자가 추천하는데로 200마이크론으로 출력했구요, 필라멘트 1은 얼티메이커의 Silver metallic PLA 필라멘트로, 그리고 필라멘트 2는 얼티메이커의 PVA 필라멘트로 세팅했습니다. 

프린팅 속도는 50mm/s로 세팅했던 것으로 기억합니다. STL 파일의 100% 크기 그대로 출력하였구요, 크기는 117.7 x 106.3 x 104.0mm입니다. 출력 예상시간은 약 17시간이구요. 

드디어 출력이 시작되었습니다.

초기 바닥 레이어를 깔고 있군요.

출력 시작 후 약 1시간 정도가 지난 모습입니다. 사자 발이 귀여워서 한번 찍어봤습니다. 

수용성 서포트인 PVA 필라멘트를 이용한 듀얼 익스트루더 방식을 사용하다보니 각각의 프린트코어를 바꿔가면서 출력하더군요. 신기했던건, 한개의 프린트코어가 출력하고 있으면 다른 프린트코어는 자동으로 온도를 낮추더군요. 위에서의 두 사진에서처럼 Extruder 1과 2의 온도가 서로 다름을 알 수 있습니다.

기다리는 시간이 너무 지겨운 나머지, 수용성 서포트를 녹일 때 사용할 컨테이너를 다이소에 가서 언능 사왔습니다. 가격은 3천원ㅎ

출력 시작 후 약 5시간 반 정도가 지난 모습입니다. 앞서 말씀드린 STL 파일의 배치 문제로 갈기가 희생벽에 일부는 걸치고 일부는 걸치지 않는 현상이 발생했습니다. 아쉬웠지만.. 이미 5시간 이상 출력했으니 그냥 계속 출력하기로 했습니다. 

출력 시작 후 약 14시간 정도가 지난 모습입니다. 

저도 이때 알았는데 사자의 본체 중앙과 사자 갈기 중앙 부분들이 같은 동심원상에 올 수 있게 배치할 수 있는 원통 구조가 있더군요;;;; 역시 출력하기 전에 3D모델링 파일들을 꼼꼼히 확인해봐야 한다니까요.

변명을 하자면.. 마우스 없이 맥북 에어에서 터치패드로만 작업하다보니 좀 힘들었습니다ㅠ

우여곡절 끝에 출력이 완료되었습니다. 출력 완료까지 약 17시간, 얼티메이커 3에서 예상한 시간이 맞았군요. 

사자 갈기가 희생벽에 걸친 부분은 위와 같이 너무 걸쳐서 바깥쪽으로 나올 정도였습니다ㅠ

그 반대쪽은 사자 갈기가 희생벽에 걸치지 못해 불완전한 브릿지 구조를 보이게 되었지요. 쉽게 말해 그냥 엉켰다는....ㅠ

컨테이너에 물을 넣고 PVA 필라멘트를 녹여내는 과정을 찍은 사진들입니다. 얼티메이커에서 추천하는 물의 온도는 약 20도입니다.

PVA 필라멘트가 육안상으로 다 녹을 때까지 걸린 시간은 대략 2시간 정도입니다. 약간 남아있는 PVA 필라멘트들은 출력물을 물로 헹궈서 제거했습니다.

PVA 필라멘트가 녹은 물에는 위와 같이 거품이 생기더군요. 

또한 물을 버리고 컨테이너 바닥을 보니 찐득거리는 PVA가 뭉쳐서 가라앉아있더군요. 일부는 물에 녹고 일부는 녹지 않고 가라앉은 것으로 보입니다. 나중에 Polyvinyl alcohol의 특성에 대해서 한번 찾아봐야겠습니다.

출력완료된 갈기 사자의 모습입니다. 희생벽에 걸치지 못한 갈기들이 애처롭게 엉켜있군요ㅠ

위에서 보면 더욱 확연히 차이를 알 수 있습니다.

희생벽에 걸쳤던 갈기들은 반듯하구요.

희생벽에 걸치지 못했던 갈기들은 곱슬머리가 되었습니다ㅠ

사자의 등부분입니다.

사자의 옆부분입니다. 얼티메이커 3의 적층능력은 정말 좋네요. 

사자 앞발도 잘 나왔구요.

사자 가슴 부분과 사자 배 부분은 적층이 잘 안되거나 냉각이 잘 안되는 경우 층이 흘러내리거나 출력이 잘 안될 수 있는데, 정말 깔끔하게 출력되었습니다. 얼티메이커3 3D프린터.. 정말 갖고 싶군요ㅠ

갈기 절반이 엉키긴 했지만 그래도 헤어드라이기를 사용하여 최대한 스타일리시하게 만들어봅니다.

아.. 아직 드라이가 덜 되었습니다 고갱님. 

과연 복구될 수 있을까요???

빠밤.

희생벽에 걸쳤던 갈기 부분은 스트레이트 파마한 것처럼 나왔구요, 희생벽에 걸치지 못해 엉켰던 갈기 부분들도 헤어드라이기 손질 후에 꽤나 볼만한 곱슬머리처럼 나왔습니다. 이래서 미용실가서 드라이하나봅니다ㅎ

갈기 스타일에 따라 전체적인 느낌도 다르더군요. 반듯한 갈기쪽으로 보면 좀 사자가 젊고 카리스마있어 보이구요.

곱슬거리는 갈기쪽으로 보면 사자가 약간 나이가 들어보이면서 중후한 멋을 보이는 듯 합니다. 출력한 제작자로서 너무 콩깍지 씐 평가인가요?(;;)

만들어놓고보니 꽤나 맘에 들었단 말이죠. 그래서 좀 더 이쁘게 사진을 찍어주기로 했습니다. Foldio 스튜디오에 배경합성을 위한 녹색 배경막을 설치하구요. 

그 다음 아이폰 Foldio 앱을 이용해서 크로마키(Chromakey) 촬영을 해주면!

빠밤!

진짜 숲속에 있는 듯한 느낌입니다. 

나름 분위기 있고 뿌듯하네요ㅎ

오늘은 세간의 화제, Hairy Lion을 얼티메이커3 3D프린터와 수용성 서포트인 PVA 필라멘트를 사용하여 3D프린팅해보았습니다. 확실히 수용성 서포트를 사용하는 만큼 희생벽을 니퍼 등의 공구를 사용하여 제거함으로써 발생하는 갈기 부분의 손상을 최소화할 수 있었습니다. 

비록 STL 파일의 배향이 완벽하진 않았지만 나름 만족할만한 결과물이 나와 기분이 좋았던 작업이었습니다ㅎ

지금까지 메이드인네버랜드였습니다~!

※3D프린터회사이자 Ultimaker3 공식 총판인 3Developer에서 장비를 제공받고 객관적으로 작성한 포스팅입니다※