3D 프린팅에서 왜 지트(zit)가 생기고, 어떻게 예방할수 있을까?

3D 프린팅은 다양한 표면 품질 문제에 직면하는데, 그 중에서도 부품 표면에 나타나는 지트(zits)나 작은 돌기는 특히 매끄러운 결과물을 원하는 경우 문제로 됩니다. 이러한 지트는 외관뿐 아니라 정밀 부품의 기능에도 영향을 미칠수 있습니다. 본 문서에서는 지트가 발생하는 원인과 이를 제거하거나 감소하는 방법에 대해 예기해보겠습니다.

출처: Reddit – What's causing those blobs/zits?

3D 프린팅에서 지트의 일반적인 원인

 지트는 3D 프린트 표면에 생기는 작은 돌기 형태의 재료 덩어리입니다. 이는 과도한 재료 압출이나 잘못된 프린트 헤드 움직임으로 인해 재료가 고르게 쌓이지 않아 발생합니다. 지트의 크기와 빈도는 사용하는 재료, 슬라이서 설정, 프린터 하드웨어 등에 따라 달라질수 있습니다.

1. 리트랙션 설정 문제

노즐이 모델의 다른 부분으로 이동할 때 필라멘트를 얼마나 되감을지 제어하는 설정입니다. 잘못된 리트랙션 값은 필라멘트가 새어나오게 하여 지트를 유발합니다.

2. 압출 불균일

노즐 막힘, 익스트루더 보정 부족, 필라멘트 지름 변화 등이 원인이 될수 있습니다. 이로 인해 필라멘트가 갑작스럽게 뿜어져 나와 지트를 형성합니다.

3. 인쇄 속도

속도가 너무 빠르면 하위 레이어가 완전히 고정되기 전에 새로운 재료가 쌓여 과압출 및 변형을 일으켜 지트가 생깁니다.

4. 과도한 노즐 온도

노즐 온도가 너무 높으면 필라멘트가 너무 묽어져 새어나오기 쉬워지고, 이는 지트 형성으로 이어집니다.

5. 잘못된 레이어 시작점

슬라이서가 레이어 시작점을 특정 지점에 계속 두면, 그 지점에 지트가 집중되어 형성될수 있습니다.

3D 프린팅 지트 예방 방법

1. 리트랙션 설정 조절

리트랙션 거리(retraction distance)를 적절히 늘리면 노즐에서 필라멘트가 과다하게 흘러나오는 현상을 효과적으로 줄일수 있습니다. 노즐이 압출을 멈출 때, 리트랙션 동작이 필라멘트를 일정 거리 되감아 노즐 내부 압력을 줄여주기 때문입니다. 단, 리트랙션 거리를 과도하게 늘리면 막힘(blockage)이나 재압출 지연이 발생할수 있으므로, 0.5~1mm씩 조정해가며 최적의 설정을 찾는것이 좋습니다. 또한, 리트랙션 속도(retraction speed)를 높이면 필라멘트가 노즐 안으로 더 빠르게 되감기 때문에 누출 현상을 줄일수 있습니다. 예를 들어, 40mm/s에서 시작해 60mm/s까지 점진적으로 올리면서 출력 상태를 확인하여 프린터 성능에 맞게 조정하는것이 중요합니다.

2. 압출기 보정

압출기를 보정하여 실제 압출되는 필라멘트의 양이 슬라이서 소프트웨어 설정과 일치하는지 확인합니다.예를 들어, 100mm 테스트 명령어를 사용해 필라멘트가 정확히 압출되는지 확인할수 있으며, 명령값과 실제 압출 길이가 다르면 펌웨어의 스텝 수치(E 값)를 조정해야 합니다. 정확한 보정은 출력 품질을 크게 향상시키고 누출을 줄여줍니다. 또한, 노즐을 주기적으로 교체하면 막힘 현상을 방지할 수 있습니다.

3. 스트로크(이동 경로) 최적화

슬라이서 소프트웨어의 경로 최적화(Path Optimization) 기능을 활용해 노즐이 비출력 구간에서 이동하는 거리를 최소화합니다. 이렇게 하면 누출을 줄이고 출력 시간을 단축할수 있습니다. Cura나 PrusaSlicer 같은 소프트웨어에서는 최단 경로 또는 모델 간 교차 이동 방지 옵션을 제공합니다.

4. 인쇄 온도 낮추기

필라멘트의 용융도는 노즐 온도와 밀접한 관련이 있습니다. 온도가 너무 높으면 필라멘트가 과도하게 유동되어 누출 문제를 유발할수 있습니다. 온도를 5°C씩 점진적으로 낮추며, 누출 억제와 층 간 접착력 사이의 최적 균형점을 찾는 것이 좋습니다. 단, 온도가 너무 낮으면 층 접착이 약해질수 있으니 주의하셔야합니다.

5. 레이어 시작점 수정

슬라이서에서 레이어 시작점 위치를 "랜덤"으로 설정하면 지트(작은 돌기) 흔적이 모델의 특정 위치에 집중되지 않고 분산되게 할수 있습니다. 큐라(Cura) 같은 슬라이서에는 솔기 감추기(seam hiding) 옵션이 있어 시작점을 모서리나 눈에 띄지 않는 아래쪽 가장자리 등에 배치할수 있습니다. 이 설정을 활용하면 출력물 표면을 더 깔끔하고 이쁘게게 만들수 있으며, 외관을 중히여기는 출력물에 특히 유용합니다.

6. 글라이드(Glide) 기능 활용

글라이드는 노즐이 한 레이어의 경로 끝에서 압출을 멈추고 남은 필라멘트로 마무리하게 하는 기능입니다.이 방법은 출력 종료 지점에서 발생할 수 있는 과다 압출로 인한 돌기나 누출을 효과적으로 줄일수 있습니다.일반적으로 0.1~0.2mm의 슬라이딩 거리에서 시작하여 최적값을 찾습니다.

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