3D프린터로 나만의 작품을 만들어보자

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3D프린터. 많이 들어보긴 했는데, 이게 도대체 뭔지, 어떤 원리로 동작되는 건지 궁금하진 않으셨나요?

흔히 3D프린터를 20세기 산업 시대를 이끈 대량생산시대에서 개인 맞춤형 소량 생산 시대로 바뀌는 시대적 흐름의 중요한 기술이라고 강조하고 있어 여러 분야에서 각광을 받고 있는데요. 아직 실제로 써본 사람을 찾거나 국내에서 3D프린터를 이용해서 뭔가를 개발했다는 사례는 별로 들어보질 못했습니다.

사실 저도 3D프린터에 대해 굉장히 궁금했었는데요. 그래서, 직접 3D프린터로 여러 가지 물건들을 만드는 법을 직접 배우고 여러분과 그 정보를 함께 나눠보려고 합니다.

저는 CEL이라는 회사에서 개발한 로복스(Robox)라는 FDM 3D프린터를 이용해 볼 건데요. 이 제품은 킥스타터라는 클라우드펀딩 사이트를 통해 개발비를 모으면서 많은 관심을 받은 100만원대 보급형 3D프린터입니다.

벌써 어려운 말이 나오기 시작하는데요. FDM 방식은 Fused Deposition Modeling의 약어를 사용하는데요. 열에 잘 녹는 플라스틱 재질을 주 재료로 사용하여, 녹은 재료를 압출하여 원하는 모양을 만드는 방식입니다. 보통 보급형으로 만들어진 3D프린터의 대부분이 이 FDM 방식을 이용하고 있고요.

고가의 3D프린터들은 좀 더 정밀하고 다양한 재질의 원료를 사용할 수 있는 FMD, SLS, DLP, SLA 방식을 이용합니다.

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[로복스 본체 사진]

책상에 올려놓은 로복스 본체 사진인데요.
보시는 바와 같이 조금 큰 레이저프린터 정도의 크기라서 일반인들도 큰 부담 없이 사용할 수 있을 것 같습니다.

 

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[3D프린터의 사용화면]

 

전용 소프트웨어를 설치하고 USB 케이블로 PC와 연결하면 사용할 준비가 모두 끝납니다. 설치는 생각보다 훨씬 간단합니다.

소프트웨어도 조금 사용해보니 초보자도 쉽게 사용할 수 있도록 되어 있는데요. 다만 한가지 아쉬운 점은 아직 메뉴가 한글로 제공되지 않는 탓에 세부 설정을 하려면 약간 공부를 해야 한다는 점입니다.

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[3D프린팅 할 수 있는 파일들]

 

자 이제 준비가 모두 끝났으니 3D프린터로 뭔가 직접 만들어 볼 차례입니다. 두근두근…

3D프린터로 출력을 하려면 모델링 파일이 필요한데요.

보통 3D프린터는 모델링 파일로 STL이라는 확장자를 이용하여 파일을 만듭니다. 제품에 따라 다른 확장자를 이용하기도 하지만, 대부분의 경우 공통적으로 STL 포맷을 지원합니다.

물론 그런 이유 때문에 3D프린터를 구입하실 거라면, 모델링 파일을 쉽게 구할 수 있는 제품을 구입하시는 편이 좋습니다.

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[STL 파일을 불러온 미리보기 화면]

 

STL 포맷을 불러오면 그림에서처럼 불러온 모델링 파일이 어떻게 출력될 지 미리보기 화면으로 표시되는데요. 이건 마치 우리가 문서를 만들고 프린트하기 전에 보는 인쇄 미리보기 화면과 유사한 형태라고 생각하면 됩니다.

화면의 늑대모양은 3D프린터 포털 사이트인 싱기버스(Thingiverse)에서 다운로드 받은 늑대 캐릭터 파일을 불러와 본 것입니다. 이렇게 불러온 모델링 파일은 그대로 출력할 수동 있고, 전용 소프트웨어를 이용해서 위치나 크기 등을 조절하여 출력할 수도 있습니다.

늑대 캐릭터 STL 파일 다운로드 : http://www.thingiverse.com/thing:23483

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[옵션 설정 화면]

옵션을 어떻게 설정하느냐에 따라 출력물의 모양이 달라지는 건 물론이고, 3D프린터의 특성에 따라서는 원하는 모양 출력이 안 될 수도 있다고 하니, 이 부분은 경험을 통해 자신의 프린터에 맞는 설정을 얻어가는 수밖에 없을 것 같습니다.

우선 저는 기본 설정 중에서 ‘품질 좋음(Fine)’ 상태로 출력하도록 설정해 봤습니다.

 

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[3D프린터의 출력 장면]

 

앗! 그런데 이게 웬일? 사전 테스트에선 문제가 없던 출력물이 갑자기 출력이 안 됩니다.

FDM방식 3D프린터는 출력을 하기 전에 맨 아래쪽에 ABS 필라멘트를 붙이고, 그 위에 한 층씩 재료를 쌓아 올려서 모양을 만들게 되는데요. 바로 이 ABS 필라멘트가 바닥에 붙지 않고 계속 떨어져 버리는 게 문제였습니다.

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[온도 설정화면]

 

그래서 다시 한번 옵션들을 샅샅이 뒤져봤는데요. 잘 살펴보니 각 부분의 온도를 조절할 수 있는 옵션이 있었습니다. 이 온도들을 조금씩 수정해서 적당한 온도를 드디어 찾아냈습니다.

우선 저는 이번에 노즐 235도, 베드(바닥) 115도, 공간 45도로 설정해서 프린트했는데요. 모든 프린터 혹은 같은 종류의 프린터라도 매번 다른 설정을 해 줘야 할 수도 있기 때문에, 적정 온도는 각자의 경험을 토대로 스스로 찾아낼 수밖에 없다고 합니다.

이 과정에서 온도를 너무 올리면 재로가 타버리고 너무 낮추면 재료가 잘 붙지 않게 되어, 많은 시간과 재료를 버리게 되기도 합니다. 저도… 흑흑.

 

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[짜잔 코끼리 출력 완료!]

아무튼 이런 천신만고 끝에 어쨌든 형체를 갖춘 모양을 출력할 수 있었는데요.
이건 코끼리입니다. 믿어주세요. 정말 코끼리예요. 코 없는 코끼리. ㅠ_ㅠ

 

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[하이고 내 코~! ㅠ_ㅜ]

 

온도가 높은 탓이었던 걸까요? 코가 녹아서 엉망진창이 되어버렸습니다.
역시 3D 프린팅의 길은 멀고도 험한 것 같습니다.

 

그리고, 사진에서 보시는 것처럼 만들어진 제품의 면이 거칠기 때문에 사포를 이용해서 다듬어야 하기도 하고, 배우고 경험으로 익혀야 할 것들이 생각보다 많습니다.
코끼리 STL 파일 다운로드 : http://www.thingiverse.com/thing:257911

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[다시 시도해본 자동차 모델]

 

이본엔 모양이 조금 더 단순한 자동차를 출력해봤는데요. 이번엔 바퀴가 흑흑… ㅠ_ㅜ

처음에 3D프린팅을 시작할 때는 일반 프린터처럼 인쇄 버튼만 누르면 될 줄 알았는데, 여러 조건에 따른 경험이 굉장히 많이 필요하다는 사실을 깨닫게 되었습니다.

이 글을 통해 여러분은 저보다 조금 더 적은 시행착오를 경험하시길 바라면서 다음엔 좀 더 제대로 된 출력 노하우와 함께 찾아뵙겠습니다.