3D 출력물을 매끄럽게 만드는 방법: 샌딩부터 연마까지 주요 방법 총정리

3D 프린팅 분야에서 완성품의 표면 품질은 외관과 기능에 직접적인 영향을 미칩니다. 3D 프린팅 기술은 크게 발전했지만, 층을 쌓아 올리는 출력 원리 때문에 완성품에 적층 라인이 뚜렷하게 남는 경우가 많습니다. 이러한 적층 라인은 보기에도 좋지 않을 뿐 아니라, 용도에 따라서는 성능에도 영향을 줄 수 있습니다. 따라서 3D 프린팅 부품의 표면을 매끄럽게 다듬는 작업은 특히 중요합니다. 표면 후처리는 완성품을 더 전문적이고 보기 좋게 만들어 줄 뿐만 아니라, 표면의 물리적 특성을 개선해 더 높은 사용 요구 사항도 충족할 수 있게 해 줍니다.

JLC3DP는 샌딩(사포질), 스프레이 도장 등 전문적인 표면 후처리 서비스를 제공해 3D 출력물을 더욱 매끄럽게 마감해 드립니다. 이 글에서는 매끄러운 표면을 얻는 대표적인 6가지 방법을 소개하고, 각 방법의 장점, 한계, 소재 호환성, 구현할 수 있는 마감 품질을 비교해 부품에 맞는 방법을 고를 수 있도록 도와드립니다.

3D 출력물 마감: 어떤 후처리 방법을 선택해야 할까요?

적층 라인은 소재를 한 층씩 쌓아 올리면서 생기므로, 모든 마감 방법이 하는 일은 결국 같습니다. 라인을 메우거나, 녹여서 평평하게 만드는 것입니다.

어떤 방법이 맞는지는 다음 세 가지에 달려 있습니다.

1. 원하는 마감 품질

2. 3D 출력물의 소재

3. 들일 수 있는 시간과 장비

아래 6가지 방법을 비교한 다음, 방법을 고르는 간단한 가이드를 소개합니다.

후처리 방법 한눈에 비교하기

3D 출력물을 매끄럽게 만드는 6가지 방법

1샌딩(사포질)

사포를 사용하는 것은 3D 프린팅 부품의 표면을 매끄럽게 만드는 가장 일반적인 방법입니다. 먼저 100~200방 사포로 큰 적층 라인을 제거한 다음, 400~600방처럼 더 고운 사포로 점차 바꿔 가며 표면을 더 매끄럽게 다듬을 수 있습니다. 마지막 단계에서는 물사포질(습식 샌딩)을 하면 작업 중 분진을 효과적으로 줄일 수 있고, 연마한 듯한 효과가 남아 최종 표면이 더욱 매끄러워집니다.

출처: makeitquick

사포질은 효과적인 방법이지만, 유일한 선택지는 아닙니다. 사포질 없이 3D 출력물을 매끄럽게 만드는 방법이 궁금하다면, 열처리, 레진 코팅, 소재에 맞는 용제 처리 같은 대안이 있습니다. 가장 좋은 방법은 출력 소재, 부품 형상, 원하는 마감에 따라 달라집니다. 아래 방법들을 살펴보고 부품에 맞는 방법을 찾아보십시오.

2프라이머와 도장

3D 출력물 표면에 프라이머를 바르면 작은 적층 라인과 결함을 메울 수 있으며, 이후 사포질하면 매끄러운 표면을 얻을 수 있습니다. 건조된 프라이머는 사포질할 수 있고, 필요하면 이 과정을 반복한 뒤 마지막으로 도장을 하면 연마한 듯한 마감을 얻을 수 있습니다. 이 방법은 균일하고 매끄러운 표면을 원하는 사용자에게 특히 적합하지만, 프라이머 층마다 건조될 때까지 기다려야 하므로 시간이 더 오래 걸립니다.

출처: makeitquick

3히트건 열처리

3D 출력물에 히트건을 사용하는 이유는 무엇일까요? PLA처럼 내열성이 낮은 소재는 히트건을 사용하는 것도 3D 출력물을 매끄럽게 만드는 효과적인 방법입니다. 출력물 표면을 조심스럽게 가열하면 바깥층 소재가 살짝 녹아 적층 라인이 덜 보이게 됩니다. 다만 이 방법은 과열로 출력물이 변형되지 않도록 온도를 조절해야 합니다.

히트건으로 3D 출력물을 매끄럽게 만들 수 있을까요? 네, 특히 히트건으로 PLA를 다듬는 것은 흔히 쓰이는 방법이지만, 출력물이 과열되어 변형되지 않도록 세심한 온도 조절이 필수입니다. 출력물 표면을 조심스럽게 가열하면 바깥층이 살짝 물러지면서 적층 라인이 덜 보이게 됩니다. 하지만 열을 너무 많이 가하면 출력물이 변형될 수 있습니다.

출처: iroda

열로 3D 출력물을 매끄럽게 만드는 방법:

1. 서포트를 제거하고 스트링(실 끌림)을 깨끗이 정리합니다.
2. 출력물이 움직이지 않도록 고정합니다.
3. 히트건을 계속 움직이면서 표면과 거리를 유지합니다. 한 곳에 오래 대고 있지 마십시오.
4. 짧게 여러 번 나누어 가열하고, 그 사이사이 표면을 식힙니다.
5. 다시 가열하기 전에 결과를 확인합니다.

천천히 작업하십시오. 열을 너무 많이 가하면 출력물이 변형되며, 얇은 벽과 오버행 부분부터 처집니다. 중요한 출력물을 작업하기 전에 여분의 출력물로 먼저 연습해 보십시오. PLA는 열을 가하면 표면이 물러져 눈에 보이는 적층 라인을 줄일 수 있지만, 열이 과하면 휨이 생기거나 디테일이 뭉개질 수 있습니다. 짧고 조절된 동작으로 가열하십시오.

4레진 코팅

출력물 표면에 에폭시나 UV 경화 레진을 얇게 바르면 표면을 더 매끄럽게 만들 수 있습니다. 코팅한 출력물은 UV 램프로 경화하거나(UV 레진의 경우) 자연 건조시킵니다. 원한다면 경화된 표면을 사포질해 아주 매끄러운 마감을 얻을 수도 있습니다.

출처: Reynolds Advanced Materials

5아세톤 훈증(용제 처리)

일부 특정 소재는 적합한 용제에 잠깐 노출시켜 매끄럽게 만들 수 있습니다. 3D 출력물을 밀폐 용기에 넣고 아세톤을 소량 넣습니다. 아세톤 증기가 출력물 표면의 적층 라인을 서서히 녹여 매끄러운 마감을 만들어 줍니다. PLA 소재는 디클로로메탄(염화메틸렌)으로 처리할 수 있지만, PLA는 화학 반응에 더 민감하므로 더욱 주의해야 합니다. 화학적 후처리를 할 때는 항상 환기가 잘 되는 곳에서 작업하고 적절한 보호 장비를 착용하십시오.

출처: INPLUS

6증기 스무딩

연구자들은 아세트산에틸(에틸 아세테이트)로도 PLA의 화학적 증기 스무딩을 효과적으로 할 수 있다는 사실을 발견했습니다.

한 연구에서는 특정 실험 조건에서 아세트산에틸 증기가 FFF(FDM) 방식으로 출력한 PLA 부품의 표면 거칠기를 90% 가까이 줄일 수 있는 것으로 나타났습니다. 호환되는 ABS 및 ASA 부품의 표면 처리에는 아세톤 훈증도 흔히 사용됩니다.

다만 결과는 소재 배합과 처리 조건에 따라 달라집니다. 증기 스무딩은 용제 증기로 호환되는 플라스틱의 바깥 표면을 물러지게 해, 눈에 보이는 적층 라인을 줄이고 표면 마감을 개선하는 방법입니다. 모든 소재가 같은 용제에 반응하는 것은 아니므로, 처리 전에 호환성을 확인하십시오. 자동 증기 스무딩 장비를 사용하고 환기와 안전 조치를 갖춘 상태에서 알코올 미스트를 만들어 출력 부품의 최상층을 제거합니다.

출처: reddit@Gnome_Skillet

3D 출력물 후처리에 좋은 도구와 재료

모든 출력물에 통하는 후처리 도구는 없습니다. 필요한 것은 방법과 소재에 따라 달라집니다. 아래에서는 도구와 재료를 방법별로 묶어 정리했으니, 선택한 방법에 필요한 것만 구매하시면 됩니다.

1. 후처리 도구 한눈에 보기

2. 대표적인 3D 프린팅 소재별 도구와 재료

1. PLA: 히트건, 사포, 필러 프라이머, 에폭시 또는 UV 레진
2. ABS 및 ASA: 아세톤과 밀폐 용기, 안전 장비, 그리고 마무리 손질용 사포
3. SLA 레진: 320~800방 사포와 프라이머 또는 코팅제. JLC3DP에서는 도장하는 레진 부품의 표준 마감으로 전체를 320방으로 사포질하고, 회색 프라이머로 작은 결함을 보정한 뒤, 600방으로 물사포 작업을 합니다. SLA 레진 부품은 사포질이나 스프레이 도장이 적용된 상태로 주문하실 수 있습니다.
4. 나일론(MJF/SLS): 표면 질감 개선을 위한 비드 블라스팅, 색상을 입히는 염색, 더 매끄러운 마감을 위한 증기 스무딩 또는 연마. 내부 유로와 움직이는 결합부에 남은 분말은 제거하십시오.