대형 볼륨 프린터에서의 베드 접착 문제

대형 3D 프린터는 대형 프로토타입, 금형 및 완제품 부품을 한 번의 프린팅 세션 내에서 제작할 수 있는 뛰어난 가능성을 제공합니다. 하지만 이러한 규모의 측정은 필연적으로 끊임없는 어려움을 동반하며, 특히 빌드 플레이트의 접착성 문제가 성공과 실패를 가르는 핵심 요소가 됩니다. 부품 또는 프린트 베드의 크기 자체도 고유한 도전 과제를 제기하며, 이에 대한 별도의 해결책이 필요합니다.

왜 규모가 커지면 접착 문제가 더 심각해지는가:

1. 증가된 열 응력: 대형 출력물은 기존보다 수십 배 더 많은 재료로 구성됩니다. 이러한 재료가 수축되고 냉각될 때 내부에 큰 응력이 발생합니다. 이러한 힘은 빌드 플레이트와의 계면에 집중되며, 특히 넓은 베드에서는 냉각 시 차이가 더 커져 가장자리가 위로 들리는 워핑 현상에 더 큰 힘이 작용하게 됩니다.

2. 레버와 휨 모멘트: 큰 평면 부품은 긴 레버 암과 같습니다. 코너 부분에서 가장 미세한 휨 또는 들림이 전체 프린트를 베드에서 분리시키려는 거대한 기계적 이점을 가지게 됩니다. 작은 프린트에서는 약간의 들림만으로도 충분할 수 있지만, 대형 프린트에서는 급격한 박리 현상으로 이어질 수 있습니다.

3. 표면 면적의 불완전성: 매우 넓은 빌드 표면 위에 완벽하고 균일한 평탄도와 평면성을 확보하는 것은 단순히 더 어려운 일입니다. 작은 베드에서는 문제가 되지 않았을 고도 차이 또는 울퉁불퉁한 부분, 홈 등이 대형 초기 층이 해당 위치를 가로지르며 프린팅될 때 심각한 문제로 작용할 수 있습니다. 또한 오일, 먼지 등이 더 넓은 표면적에 닿을 수 있는 가능성도 커집니다.

4.출력 시간 연장: 큰 출력물은 시간이 수 시간에서 며칠까지 소요될 수 있습니다. 이처럼 긴 시간 동안 열 응력이 축적될 수 있으며 접착 계면에 영향을 줄 수 있습니다. 공간 내의 통풍이나 온도 변화와 같은 환경적 요소는 시간이 경과함에 따라 보다 큰 누적 효과를 나타낼 수 있습니다.

5.소재의 특성: 수축 및 휘어짐 현상이 나타나는 소재(예: ABS, 나일론, 대형 PETG 출력물)는 대형 출력 시 이러한 경향이 더욱 두드러집니다. 발생된 힘이 일반적인 접착 기술을 초과할 수도 있습니다.

대형 출력물 접착 성공을 위한 전략:

이러한 문제들을 극복하기 위해서는 다각적인 접근이 필요합니다:

1.정확한 베드 준비:

청소는 필수적입니다: 모든 대형 출력 전에 고순도 이소프로필 알코올(IPA 90% 이상) 또는 전용 세척제로 제작 표면을 깨끗이 하십시오. 적 enemy는 지문입니다.

정밀 레벨링: 프린팅 베드 레벨링 장치(수동 또는 자동)를 최적으로 활용하십시오. 가능한 경우 레벨링을 통해 베드 전체 표면의 불일치를 측정하고 보정합니다. 정기적으로 재점검 하십시오.

표면 선택: 사용하려는 소재에 맞는(예: PLA/PETG = 텍스처드 PEI, 나일론 = 가로라이트 등) 접착력이 좋은 베드 표면을 선택하십시오. 표면을 매끄럽고 결함이 없도록 관리하십시오.

2.첫 번째 레이어 설정 최적화:

속도 줄이기: 첫 번째 레이어는 훨씬 느리게(예: 15-30 mm/s) 인쇄하십시오. 이를 통해 다음 경로 이전에 각 라인이 정확하게 배치되고 고정될 수 있습니다.

약간 눌러주기: 적절한 노즐 높이(Z-오프셋). 바닥 레이어는 최대한 접촉 면적이 확보되도록 약간 눌러야 하지만, 지나치게 낮아서 노즐이 긁히거나 막히지 않도록 주의해야 합니다.

온도 상승: 초기 레이어 인쇄 시 노즐 온도와 베드 온도를 전체 인쇄 시보다 약간 높게 설정하십시오. 이는 소재의 흐름성과 접착력을 향상시킵니다.

3.강력한 접착 보조 수단 활용:

베리미: 여러 경우에 느슨한 베리미(5-15mm 이상)가 필요할 수 있습니다. 이는 부품 주변에 작용하는 휨 힘에 대항하는 앵커 형태로, 베드와의 접착 면적을 크게 증가시킵니다.

Раф트: 극도로 접착이 어려운 소재나 복원 불가능할 정도로 휘기 쉬운 형상의 경우, 래프트는 가장 강력한 접착 지지와 동시에 모델을 열적으로 분리시켜주는 역할을 하지만, 사후 처리 시간이 증가하고 소재를 더 많이 소비합니다.

접착제: 슬러리 형태로 고온에 견딜 수 있도록 제작된 고품질 접착제(예: 특수 제형된 ABS 슬러리, PVA 기반 접착제 또는 3D 프린팅용으로 설계된 헤어스프레이 등)는 넓은 면적에 매우 효과적이며 균일하고 얇게 발라야 합니다.

4.환경 조절:

케이스: ABS나 나일론과 같은 소재로 프린트할 때는 케이스 사용이 매우 유리합니다. 거의 모든 프린트가 케이스를 사용함으로써 주변 온도를 상대적으로 일정하게 유지할 수 있어 냉각 속도와 온도 차이로 인한 휨 현상을 크게 줄일 수 있습니다. 프린팅 중에는 케이스의 개구부를 최소한으로 유지하십시오.

drafts(공기 흐름): 프린터를 에어컨 송풍구나 팬, 열린 창문 또는 문 근처에 두지 마십시오. 이러한 곳에서는 불균일한 냉각 효과가 발생할 수 있습니다.

5. 모델 설계 고려사항:

날카로운 모서리 피하기: 넓은 평면 위에 있는 날카로운 모서리는 표면이 휘기 쉬운 부위입니다. 모서리를 분할하거나 모델 하단에 필렛을 추가하면 모델 전체에 걸쳐 응력을 분산시켜 휨을 줄이는 데 도움이 됩니다.

방향 설정: 가능하다면 모델의 넓은 면이 베드와 직접 닿지 않도록 방향을 조정하십시오. 때로는 모델을 기울이는 방식으로 문제를 해결할 수 있습니다.