3D 프린터 용어 : infill, skirt, brim, raft, support

요즘에 3D 프린터에 대한 좋은 책을 하나 알게 되어서 읽어보고 있습니다.

바로 요 책인데요.

[과학과 교육 및 지속가능한 발전을 위한 저비용 3D 프린팅]이란 책으로, 아이북이나 플레이스토어에서 무료로 받을 수 있는데요. 3D 프린터와 3D 프린팅에 대한 이론적 배경 및 여러 분야로의 적용 사례들을 기술하고 있어 여러모로 도움이 되는 책입니다.

그 중에서도 더 나은 3D 프린팅을 위한 세팅에 도움이 되는 용어들에 대한 설명이 있어 저도 메모한다는 의미에서 제 경험담과 함께 소개해드립니다.

1. infill

덩어리, 즉 solid를 출력을 할 때 내부를 비우지 않고 그냥 뽑게 되면 원료인 filament가 많이 들어가게 됩니다. solid의 강성을 유지하면서 어느 정도 내부를 비울 수 있다면 필라멘트도 절약하고 강성도 얻고 1석 2조가 되겠지요? infill이란 출력물의 안쪽 부분을 채우기 위해 사용되는 플라스틱을 뜻하는 것입니다. infill의 세팅값은 크게 2가지인데요. infill의 비율과 infill의 패턴이 바로 그것입니다.

infill의 비율 : 물체의 대부분인 안쪽을 채우기 위해 사용되는 플라스틱의 양으로, 속을 완전히 비우면 0%, 속을 완전히 다 채우면 100%입니다. 보통은 0~50% 사이에서 결정하며, 보통 일반적으로는 10~20% 사이의 값을 사용합니다.

infill의 패턴 : infill을 만드는데 사용되는 모양을 뜻하는 것으로, Slic3r에서는 rectilinear, line, concentric, honeycomb, hilbertcurve, archimedeanchords, octagramspiral를 선택할 수 있습니다. 보통 일반적으로 사각형(rectilinear)이나 육각형(honeycomb) 모양을 선택합니다.

아래 사진은 infll 비율 30%, infill 패턴 rectilinear로 출력한 모습입니다.

2. skirt

skirt란 3D 프린팅을 시작할 때 핫엔드의 노즐이 비어있는 경우가 있으므로 미리 필라멘트를 조금 압출하여 비어있는 노즐을 채울 때 사용되는 필라멘트의 양을 뜻합니다. skirt를 설정해놓지 않으면 노즐이 비어있을 때 그만큼은 출력이 되지 않겠지요?

위 사진에서 화살표로 표시된 부분, 즉 출력물의 바깥쪽에 한줄로 뽑아진 부분이 바로 skirt입니다.

3. brim

brim이란, 물체가 베드에 좀 더 잘 붙도록 하기 위해 첫번째 층을 넓게 뽑는 것을 뜻합니다.

한 예로 아래와 같은 나사를 뽑을 적이 있었는데요.

나사가 출력되던 도중, 출력물이 베드에서 떨어져서 아래 사진의 우측처럼 쓰레기(..)가 만들어졌습니다;; 베드가 가만히 있고 프린팅 헤드만 움직여서 출력하는 방식의 3D 프린터들에서는 이런 경우가 흔하지 않지만, 제가 쓰는 프린터봇의 경우 헤드도 움직이고 베드도 움직이기 때문에 움직임이 많아 출력물이 출력 도중에 떨어지는 경우가 간혹 있습니다. brim을 설정하여 출력물과 베드의 접착 면적을 넓혀줌으로써 출력물이 출력 도중에 떨어지지 않도록 하는 것이 필요합니다.

skirt와는 달리 아래 사진처럼, 출력되는 나사 주변으로 넓게 한층으로 출력된 부분이 brim입니다. 이로 인해 출력물과 베드의 접착 면적이 넓어져 쉽게 떨어지지 않아 안정적인 3D 프린팅이 가능합니다.

제 경우에는 출력물 자체가 크기가 작아서 베드와 접촉하는 면적이 작거나, 출력물이 길쭉하여 쓰러질 가능성이 있는 경우에는 brim을 설정하여 출력하고 있습니다.

brim을 설정하고 출력하였더니 출력물이 베드에서 떨어지지 않고 잘 출력되었습니다.

4. raft & support

먼저 raft란, 출력물이 베드에 좀 더 잘 붙게 하기 위해, 필라멘트 등의 원료를 이용하여 몇 개의 층을 추가로 만드는 것을 뜻합니다. 즉, 출력물은 몇 층의 raft 위에 출력이 되는 것이지요. 보통은 1~2개의 층으로 설정합니다.

위의 사진은 raft를 1 layer로 설정하고 출력한 것입니다.

다음 설명할 용어는 support입니다. 출력물의 일부분이 허공에 뜨거나 매달리는 형태의 모델링인 경우 그냥 출력하게 되면 흘러내리거나 제대로 출력되지 않을 수 있습니다. 이 때 사용하는 것이 support인데요. support란, 출력물의 일부분을 지지해주기 위해서 아래쪽에 만들어주는 구조물입니다. 즉, 출력할 때만 필요하고 출력 후에는 제거를 해야할 부분인 것이지요.

예전에 포스팅했었던 아인슈타인의 두상 출력물인데요. 뒷머리가 공중에 뜬 형태이기 때문에 이를 받쳐주기 위해서 support를 설정해서 출력했습니다.

raft와 support는 FDM 방식의 3D 프린터 뿐만 아니라 SLA 방식의 3D 프린터인 Form 1으로 출력할 때도 적용이 되는데요.

위 사진은 예전에 포스팅했었던 포르쉐 출력물입니다. ①번으로 표시된 부분이 raft입니다. 이 raft 위로 출력되는 포르쉐를 받쳐주기 위해 출력되는 부분인 ②이 바로 support 부분입니다.

이제까지 3D 프린터 세팅에 사용되는 infill, skirt, brim, raft, support에 대해서 알아보았습니다. 3D 프린터 세팅 용어에 대한 정확한 지식이 있다면, 다른 사람들과 의견을 교환할 때나 좀더 퀄리티 높은 출력물을 3D 프린팅할 때 많은 도움이 될 것이라고 생각됩니다. 저도 열심히 공부해야겠습니다ㅎ

이제까지 메이드인네버랜드였습니다~!