3D 프린터/FDM

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1. 개요[편집]

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Fused Filament Fabrication(FFF), 혹은 FDM(Fused Deposition Modeling)이라고 부르는 기술이다. 재료를 녹는점 이상의 온도로 녹인 후 일정한 두께로 선을 그리면서 한 층을 만들고 그러한 층들을 계속 쌓아 올려서 출력물의 형상을 제작하는 방식이다.

2. 상세[편집]

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2.1. 장점과 단점[편집]

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다른 방식의 3D 프린터에 비해 장비와 소재가 저렴하고 취급 및 유지보수 난이도가 다른 방식의 3D 프린터들에 비해 쉬운 편으로 접근성이 우수하다는 것이 가장 큰 장점이다. 이 때문에 사용자가 많고, 문제가 생겨도 쉽게 정보를 찾을 수 있다. 또한, 필라멘트들 중 금속, 세라믹, 목재 분말 등을 혼합한 필라멘트나 어떤 프린터는 탄소섬유나 유리섬유를 섞어서 복합재료를 출력할 수 있는 경우도 있어 사용가능한 소재의 범위를 확장할 수도 있다.[1] 추가로 FDM 방식에 사용되는 플라스틱 소재들은 액상 상태에선 인체에 해로운 물질을 사용하는 광경화성 방식의 프린터에 사용되는 소재들보다 상대적으로 안전하고 취급이 용이하다. 물론 이들도 인체에 완벽히 무해하다고 보장하긴 어려우나, 원료에 문제가 없다면 적어도 광경화성 수지처럼 취급시 보호 장갑을 반드시 착용해야 할 정도로 취급이 까다롭거나 위험하지는 않다.

FDM 방식은 다른 3D프린팅 기술 대비 상대적으로 출력물의 품질이 낮고[2], 출력 속도가 광경화 방식에 비해 느린 편이며, 제대로 된 제품을 제조하기 위한 공정 운용 측면에서는 고려할 요소들이 많아 생각외로 까다롭다는 점이 단점이다.

그래도 유저 풀이 많은 덕분인지 여러가지 시도가 이루어지고 있어서, Sculpman의 프린터 처럼 노즐 사이즈 자체를 가변식으로 만들어 시간을 단축시키거나, AI를 통해 가속도를 제어하는 방식으로 출력 속도를 단축시키거나, Z축에서 하나씩 쌓아가는게 아니라 나선형 프린팅이나 다축 프린팅을 통해 결을 겹치는 등의 출력 방식에 변화를 주어 강도를 보강하려는 등의 시도가 이루어지고 있다.

3. 역사[편집]

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FDM 방식의 3D 프린팅 기술은 1980년대 후반에 처음 발명[3]되었으며, 1990년대에 들어서 Stratasys사에 의해 기업용 FDM 3D 프린터가 상용화되기 시작했다.

가정용 FDM 3D 프린터 시장은 Stratasys사의 FDM 3D 프린터 관련 특허가 만료된 2009년경부터 빠르게 성장했다. 이후 2004년부터 시작된 RepRap 프로젝트를 기반으로 제작된 멘델 및 프루사 계열 3D 프린터들이 처음 등장했다.

4. 재료[편집]

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액체로 뽑아서 굳힐 수 있는 재료는 대부분 적용이 가능하며 여기에는 흔히 프린터 하면 생각나는 플라스틱뿐만 아니라 젤리나 초콜릿같은 식품이나 실리콘, 콘크리트같은 물질도 FDM[4] 방식으로 뽑아낼 수 있다.

재료의 공급은 필라멘트[5] 형태로 공급하는게 일반적이나 플라스틱 이외의 재료들은 특성에 따라 펠릿, 펌프, 주사기 등으로 공급하기도 한다. 시장에서는 주로 직경 1.75mm의 필라멘트를 사용하지면 일부 산업용 및 전용 재료를 사용하는 3D 프린터[6]의 경우 2.85mm를 사용하는 경우도 있다.

일반적인 개인용 FDM 프린터에는 PLA, ABS, PETG 등의 물질이 주로 사용된다. 가격도 저렴하고 물성도 나쁘지 않으며 프린트 난이도도 비교적 쉽다.

저기서 좀 더 기계적 성질이 필요하다면 나일론(PA), 폴리카보네이트(PC), ASA를 고려해볼 수 있는데 위에서 나온 PLA나 ABS같은 재질보다는 가격이나 프린트 조건(챔버 온도, 프린트 온도 등)이 조금 까다롭다. PC나 PA까지가 개인용 프린터용의 마지노선이고 그 이상은 과도한 수축(=챔버 온도 유지 필요)이나 출력온도 때문에 제대로 뽑으려면 높은 챔버온도와 노즐 온도를 유지 가능한 산업용 프린터가 필요하다.
예를 들자면 출력 난이도가 높다고 하는 ABS의 출력온도, 수축률은 각 250도/0.6%이며 40도 정도의 챔버[7]이지만 PEEK 필라멘트의 출력온도/수축률은 400도/1.5%이며 권장 챔버 온도만 70~90도가 필요하다.

특수 목적용으로 탄성이 필요한 경우 사용하는 TPU/TPE, 서포터용으로 녹일 수 있는 PVA(물에 녹음)나 HIPS(리모넨에 녹음) 등이 있으며 기존 필라멘트에 첨가물을 섞기도 하는데 그래핀, 카본블랙 등을 첨가한 전도성 필라멘트나 카본섬유/유리섬유를 섞어 경도와 수축율을 개선하는 등 여러 목적에 따라 다양한 필라멘트*가 제조되고 있다.

주로 사용되는 재료는 아래와 같다

PLA
적당히 낮은 프린트 온도(200도 내외)와 베드 온도(40~60도), 낮은 수축률과 적당한 유동성 덕분에 프린트 난이도가 매우 낮고 프린트 속도도 빠르게 잡을수 있는데다 필라멘트 중에서는 상당히 튼튼한 축에 속한다[8]. 가장 싸고 흔하게 쓰는 재료지만 정말 튼튼하고 좋은 플리스틱이다. 미세먼지가 존제하지만 프린팅에서 위험 물질이 거의 나오지 않는것도 장점.
하지만 40~50도만 넘어가도 흐물흐물해지는 내열성은 최대 단점이고 낮은 내열성과 높은 경도가 합쳐져 후가공이 굉장히 힘들다. 일단 잘 갈리지도 않을뿐더러 전동사포같은걸 쓰면 마찰열때문에 갈리는게 아니라 녹아서 밀려버린다. 또한 습기를 먹기 때문에 습도 관리에 신경써줘야 한다. 구조 특성상 조립을 해야하고 약간이라도 벌어져야 하는 부분이 있다면 PLA를 쓸 경우 그 부위가 찢어지거나 부셔져버릴 수 있으므로 구조를 변경하거나 더 유연한 제료를 사용해야한다.

ABS
PLA와 더불어 3D 프린터 초창기에서부터 계속, 그리고 많이 사용된 재료. PLA 대비 프린트 온도가 조금 높고(240도 내외) 수축과 안착때문에 온열베드(약 100도)와 챔버를 필수적으로 요구한다. 프린트시 나오는 발암물질(스티렌[9])이 나오므로 밀폐챔버와 활성탄 필터가 장착된 공기청정기, 환기장치가 필요하다. PLA가 강성으로 힘을 버티다 깨지는 성질이 있다면 ABS는 충격에도 잘 깨지지 않는 물성이 있으.....나 정작 층결합력이 PLA 대비 절반 수준이라 실제로 힘을 받는 구조에 사용하면 층층이 쪼개진다. 흔히 보이는 사출성형 ABS의 튼튼함을 생각하고 사용하면 굉장히 실망할 수 있다. 하지만 프린트 해 보면 적당한 반유광이 예쁘고 후가공이 쉬운 편[10]이기 때문에 장식품 용도로는 PLA보다 나으며 내열성이 80~90도 수준이라 내열 파트의 경우는 어쩔수 없이 ABS로 뽑아야 한다.

PETG
흔히 보는 PET에 글리콜을 첨가한 재료로 PET보다 더 부드럽다고 생각하면 편하다. 출력온도, 출력난이도는 ABS와 PLA의 중간 수준으로 보면 되고 챔버는 없어도 가능하지만 있으면 좋다. 녹았을때의 점성이 높은 편이라 출력속도가 조금 낮고(체감될 수준은 아님) 모서리 주변이 뭉개지거나 거미줄 같은 결함이 많이 나타난다. 특징으로 강성이 낮은 편이지만(잘 휘어짐) 힘을 잘 버티는 편이고 충격에도 상당히 강하다. 습기에 약한면을 보이는 PLA와 달리 습기를 타지 않는다. 왠만해서는 생활용품을 제작할때 PLA와 PETG만으로 해결이 가능한 수준. PLA 대비 후가공도 잘 되는 편이다. 내열성은 PLA보다 낫다.. 수준으로 60~70도 언저리이기 때문에 딱히 기대해서는 안 되는 수준. 재료 자체가 투명하기 때문에 이것저것 첨가물을 넣어서 프린트 난이도와 물성, 투명도가 극악인 다른 재료에 비해 투명 PETG는 투명도가 높으면서도 난이도나 물성에 문제가 없다[11]. 조금 특수한 사용법으로 PLA와는 레이어간 거리가 0이여도 섞이지 못하는데, 이 성질을 이용해 서포터로 사용하면 서포트 전용 재료만큼 깔끔한 출력면을 얻을 수 있다. 물론 반대의 경우도 가능하다.#[12]

나일론
나일론 부터는 일반용으로 쓰기에는 프린트 난이도나 가격이 상당해서 엔지니어링 목적으로 쓰이는 재료라 보면 된다. 출력 온도가 270도 내외로 제법 높은 편이고 온습도 유지와 유해물질 발생(카프로락탐) 때문에 챔버,공기청정, 제습[13], 환기장치가 강제된다. 내열 온도가 150도 이상으로 상당히 높고 층결합 또한 강하다. 유연하면서도 굉장히 튼튼하지만 수축률이 상당해서 프린트가 쉽지 않아 생 나일론 보다는 카본을 섞어 강성과 수축율을 개선한 PA-CF 필라멘트를 사용한다. 하지만 나일론의 Creep[14] 특성 때문에 강한 부하와 높은 온도가 지속되는 부품에는 사용하기 어렵다는게 단점.

폴리카보네이트

TPE

ASA

5. 구동 형태[편집]

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5.1. 직교(Cartesian) 방식[편집]

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5.1.1. 직선운동형[편집]

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5.1.1.1. Mendel[편집]

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노즐이 x축(벨트),z축(스크류)로 움직이고 베드가 y축(벨트)으로 움직이는 방식이다.

가장 널리 상용화 된 출력 방식이며 개인용 프린터의 대명사인 프루사가 이 방식을 사용한다.

3D 프린터를 대중화하는데 크게 기여를 한 방식이며 저렴하게 만들수있다는 장점이 있다. 3D 프린터의 구동방식을 쉽게 볼수있는 장점이 있으며, 구조가 단순하고 직관적이기[15] 때문에 구동 방식을 이해하기 쉽고 그만큼 문제 발생시 진단하기 수월하다.

단점으로는 무거운 베드가 앞뒤로 움직이기에 고속출력에 적합하지 않으며 베드가 흔들리는 만큼 y축방향 움직임이 출력물의 퀄리티에 영향을 줄수 있다.[16]

5.1.1.2. H-Bot[편집]

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XY 축이 벨트 1개를 이용하여 동시에 구동되는 방식이다.

5.1.1.3. CoreXY[편집]

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XY 축이 벨트 2개를 이용하여 병렬적으로 구동되는 방식이다. Z축이 스크류로 구동하면서 높이를 조정한다.

형태는 H-Bot 방식과 유사하지만 벨트의 고정 위치 및 배치 구조가 다르며, 비틀림이 상대적으로 적기 때문에 정밀도 면에서는 H-Bot보다 뛰어나다.

그러나 벨트 두 개의 텐션이 동일하지 않을 경우 Skew 현상[17]이 발생한다. 이를 보정하기 위해 여러번 조립하는 일도 흔하며, 벨트를 튕겨서 기타 튜닝 앱으로 음을 체크하거나, 텐션 조절장치를 달기도 한다.

5.1.1.4. CoreXZ[편집]

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멘델 및 프루사 계열에서 X와 Z축을 CoreXY 방식으로 구동하는 형태이다.

X축을 위해 달려있던 모터가 사라지면서 X축의 전체 무게가 감소하며, 더블 Z축 구조를 취하지 않아도 되기 때문에 구조가 단순해지는 효과가 있다.

CoreXY와 마찬가지로 XZ축에 Skew 현상이 발생하는 문제가 있다.

Voron의 Switchwire 모델은 문제를 Z축에 키릴 두개를 장비하는 걸로 보강하고 있다.[18] 발상 자체는 2014년 쯤부터 있었으나 크게 빛을 보지 못하고 있다가, Vorondesign팀에서 2020년에 발표한 Switchwire모델 덕분에 시도해보는 사람이 늘어나고 있다.

5.1.1.5. Ultimaker[편집]

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얼티메이커 사에서 독자적으로 개발한 방식이다.

갠트리가 XY 방향 모두 배치된 크로스 갠트리 구조에 구동벨트는 캐리지가 아닌 갠트리에 연결된다. 구조적으로 안정성이 좋아서 익스트루더 부분의 진동이 적지만 부품 수가 다른 구동 방식에 비해 많은 편이라 제작 단가가 비싸다.

5.1.2. 델타(Delta)형[편집]

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산업에서 이용되는 델타 로봇의 동작 방식식을 적용한 프린터이다.

고정형 배드로 인한 떨림 완화, Z축의 공간 효율이 좋다는 점, 멘델에 비해 빠른 속도와 같은 장점을 가지고 있다.

그러나 프레임이 3축 모두 균일하게 조립돼야 한다는 점은 기본이고, 벨트의 장력도 균일하게 조정되어야 하기 때문에 정비 난이도가 높다는 문제가 있다.

구조상 흔들림에 민감하다보니 익스트루더 무게를 낮게 만들어야 하는데 이 때문에 보우덴 방식이 권장된다. 구조상 테프론 튜브 길이가 늘어나는 편이기 때문에 스프링을 이송 기구에 따로 연결해 히트엔드 부분과 비 접촉하도록 만들어 길이를 짧게하거나, 기어비가 높은 익스트루더로 커버하기도 한다. 혹은 속도를 줄이는 디메리트를 감안하고 직결식으로 제작하거나, 오비터 모터를 채용하는 것으로 최대한 커버하는 방식을 취하기도 한다.

조금 특이한 점으론 히트배드가 천정에 달려있는 타입이 간혹 존재하거나, 프린터를 뒤집어 출력하기도 하는데, 이는 열이 위로 상승한다는 점과 배드의 진동이 적다는 점을 이용하기 위한 방법이다.

5.2. 극(Polar) 방식[편집]

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극좌표계를 이용하는 방식이다.

구동부가 단순하지만 출력 속도가 낮기 때문에 잘 쓰지 않는 방식이다.

6. 익스트루더 형태[편집]

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필라멘트를 직접적으로 밀어주기 위한 기구. 테프론 튜브를 피팅을 통해 멀리서부터 밀어주는 보우덴과 직빵으로 연결해주는 직결 방식이 존재한다. 소위 mk8익스트루더라 불리는 nema17이 적용된 익스트루더도 충분히 제 역할은 가능하나, 보다 견고하고 압출에 강력한 힘을 주기 위해서 nema23이상의 모터가 동원되기도 한다. 다만 모터 자체를 크게 하는 경우는 여러가지로 문제가 있기도 해서, 보통은 기어를 이용해 힘을 늘린 기어드 익스투루더를 사용한다. 오픈소스로는 홉 볼트(hobbed bolt)[19]를 사용한 Wade의 기어드 익스트루더 계열이, 기업 제품으론 BMG 익스트루더, 타이탄 익스트루더가 유명하다. 기업 제품의 경우 직결을 위해서 추가 고정장치를 따로 만들어서 붙여주는게 보통이지만, 외형이나 강도 등, 설계적인 요소를 위해서 Voron의 Afterburner와 M4익스트루더처럼 사재 익스트루더의 내부 기어만 동원해서 재구축 하는경우도 있다.

6.1. 보우덴 방식[편집]

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익스트루더가 튜브를 통해 필라멘트를 공급하는 형태이다.

6.1.1. 장점[편집]

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헤드의 무게가 가볍다. 가벼운 만큼 프린팅 중 흔들림이나 관성이 적다는 장점이 있어서 링잉 현상이 적고 고속 출력에 있어서 유리하다. 정비가 간편하고 듀얼 노즐과 같은 여러개의 필라멘트를 동시에 쓰는 환경을 구축 가능하기 쉽단 장점이 있다.[20]

6.1.2. 단점[편집]

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밀어주는 힘이 약하고, 아무래도 거리가 있다보니 리트렉션 셋팅이 귀찮아진다. 직결식에 비해 리트렉션 길이도 늘어나다보니 리트렉션 시간이 길어져서 고속 출력에 유리함에도 불구하고 출력시간은 직결식하고 비슷하고, 익스트루더 모터의 부하가 높아지고 압출불량이 일어날 확률이 높아지는 건 덤이다. 직결식과 달리 피팅이나 테프론 튜브에 문제가 생기면 리트렉션 제어가 안 돼서 거미줄현상이라고 불리우는 스트링 현상이 발생되고 심하면 아예 프린팅 자체가 불가능해진다는 문제점도 있다. 또한 구조 특성상 TPU같은 플렉시블 필라멘트를 사용하기 힘들다는 단점도 있다. 익스트루더에도 문제가 없고, 필라멘트를 교체했는 데도 거미줄이 안잡힐 경우 황동제 피팅이 튜브를 제대로 못잡아주고 있거나, 테프론 튜브가 끝까지 안들어가는 문제일 가능성이 큰데, 결합력 문제의 경우 이를 보조해주는 bowden coupling과 같은 출력물을 통해 보정 가능하다.[21]

6.2. 직결 방식[편집]

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헤드에 익스트루더가 붙혀진 방식이다.

6.2.1. 장점[편집]

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보우덴 방식하고 정 반대로 밀어주는 힘이 강하다. 또한 헤드 위에 익스트루더가 붙혀진 형태 특성상 리트렉션 반응이 즉각즉각 일어나기 때문에 리트렉션 제어하기가 쉬워지고 리트렉션 길이가 짧아진다. 출력시간의 상당 부분 차지하는 리트렉션 소모 시간이 짧아진 길이 덕분에 크게 줄어들어서 고속셋팅을 한 보우덴방식하고 출력시간이 비슷해진다. 보우덴에 비해 다양한 종류의 필라멘트 사용이 가능하다는 장점도 있다.

6.2.2. 단점[편집]

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익스트루더가 헤드에 붙어져서 무게가 상당히 나간다. 무겁기 때문에 헤드의 관성이 커져서 링잉 현상이 심해지는데 이는 고속 출력시 퀄리티가 떨어지는 문제가 발생되기 때문에 보우덴 방식에 비해 속도가 다소 낮다. 다만 구조가 발전돼서 얼티메이커 방식 처럼 구조 자체가 튼튼한 방식과 LM가이드를 탑재한 프린터도 많이 출시되면서 프레임이 옛날에 비해 튼튼해지고 23mm 수준의 얇고 가벼운 모터를 BMG와 같은 기어비가 적용된 익스트루더에 사용하는 것으로 속도와 퀄리티 저하 문제는 많이 희석되었고, 요즘에는 NEMA17규격의 23mm모터보다 가벼운 NEMA14모터를 이용한 익스트루더들이[22] 출시됨으로써 NEMA17 23mm + BMG익스트루더보다 가볍게 조합할 수 있어서 무게 문제는 더더욱 희석이 된 상태이다.

7. 부품[편집]

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  자세한 내용은 3D 프린터/FDM/부품 문서를 참고하십시오.

8. 펌웨어[편집]

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프린팅 위주로만 사용한다면 Marlin을, 주변기기 제어와 편한 펌웨어 수정을 원한다면 Klipper을 사용하면 된다.

8.1. Marlin[편집]

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홈페이지
가장 대중적으로 사용되는 오픈소스 프로젝트로 개발된 펌웨어로 아두이노를 기반으로 하고 있다. 쌓아올려진 데이터가 방대하고 꾸준히 업데이트 되고 있다. 기업에서도 marlin펌웨어 소스를 이용하는 경우도 심심치 않게 있다. 파일을 처음 뜯어보면 수십개의 파일이 반겨주기 때문에 머리아플지도 모르지만, 세세하게 다룰 필요는 없고 왠만해선 configurations.h와 configurations_adv.h만 만질줄 알면 된다. ponterface같은 테스트 프로그램이나 슬라이서 프로그램에서 G코드를 통해 설정하거나, LCD를 조작해 수정하는 방법도 있지만, 이걸로 못건들이는 부분도 있어서 한번은 만지게 된다. 다만 매우 긴 configurations.h와 configurations_adv.h 파일로 인해 버전 업그레이드가 힘든 편이고, 쓸때 없는 기능도 많다.

8.2. Klipper[편집]

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홈페이지
라즈베리 파이와 같이 리눅스를 돌릴 수 있는 SBC에 설치하여 복잡한 G코드 연산은 SBC가 하고 제어 보드는 모터 제어 정도만 하게 된다.
특징으로는 하나의 SBC에 여러개의 제어 보드를 연결가능하여 많은 모터를 제어가능하며, SBC의 연산력을 활용하여 Pressure Advance, Input Shaping 같은 퀄리티 향상 기능이나 G코드 확장 프로그래밍을 활용해 팬, LED, 카메라등을 쉽게 활용 가능하다.
초기에는 옥토파이를 많이 사용했지만 요즘은 Moonraker를 서버로 한 뒤에 Mainsail이나 Fluidd[23]를 클라이언트로 하여서 사용하는 사람들이 대다수이다. 이는 옥토파이의 클리퍼와의 효율성과 속도, 다양한 유틸, 클리퍼 플러그인의 발전이 거의 없다는점 때문이다.

9. 슬라이서[편집]

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3d프린터를 사용할때 3d모델을 슬라이싱을 해야지만 3d프린팅을 할수가 있는데 슬라이싱 프로그램이 매우 중요하다.
기계가 아무리 좋아도 슬라이싱 프로그램이 형편이 없거나 슬라이싱 프로그램에 설정을 잘못하면 매우 충격적인 출력물이 나올수있다.

9.1. 큐라(Cura)[편집]

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공식 홈페이지

Ultimaker에서 만든 슬라이서. 3D 프린터를 사용하는 사람들이 가장 많이 사용하는 슬라이싱 프로그램이다. 오픈 소스이며 돈을 낼 필요 없이 무료로 사용이 가능하다는 점이 있다. 큐라 슬라이서는 매우 세부적인 세팅을 할 수 있다는 장점이 있지만 반대로 조절 가능한 세팅값이 너무 많아서 복잡하다는 점이 있다. 그래도 자료가 많기 때문에 슬라이싱을 어느정도 다룰 줄 안다면 매우 높은 출력 품질을 보여준다. 단점이라고 하면 가속도를 만지기 전까지 기본적으로 설정되어있는 셋팅의 예측 출력시간이 30% 정도 빠르게 나온다는 것과 업데이트를 하고 나서 오히려 문제가 생기는 경우가 자주 발생한다는 것이다. 때문에 새 버전이 나왔다고 바로 업데이트하기보단, 평가를 보고 문제가 고쳐졌는가를 확인하고 업데이트를 하는 것이 좋다.

9.2. 심플리파이3D(Simplify3D)[편집]

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공식 사이트

큐라보다 심플리파이의 출력결과가 더 좋게 나오는 것을 볼 수 있다. 심플리파이는 말그대로 설정항목이 간단하고 이에 비해 출력결과가 상대적으로 더 좋게 나오고, 출력시간 예측 알고리즘 덕분에 출력시간 예측이 더 정확하다고 한다.
단점은 가격이 매우 높다는 점이다. 이 사이트에 들어가면 심플리파이의 가격이 나오는데 149달러나 한다. 확실히 가격만큼 무료 프로그램인 큐라보다 잘 나오고 서포터도 잘 설정되지만, 2021년 기준으로 옛날처럼 크게 차이나지는 않는 편이다. 사실 세팅만 잘 해놓으면 무료 슬라이서가 더 낫다

9.3. 아이디어 메이커(ideaMaker)[편집]

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raise 3d에서 만든 슬라이싱 프로그램이다. 큐라보다 슬라이싱 속도가 빠르고 서포터 차단기 기능이 잘 되어있는게 특징. 최적화가 잘 되어있는지 실행 대기시간도 거의없이 바로 뜬다. 서포터 차단기가 편리하고, 희한하게 익스트루더 압출량만이 아니라, X,Y 모터에 스탭 값 보정이 가능하다. 설정 큐라와 같이 무료이다. #
일부 저가형 3D프린터의 경우 8비트보드의 처리속도 한계로 큐라로 슬라이싱한 출력물의 곡면이 울퉁불퉁한 '여드름 현상'이 이 생길 수 있는데, 아이디어메이커는 큐라에 비해 정밀도가 낮아 출력이 깔끔하다. 큐라의 정밀도가 저사양 보드에겐 오히려 독이 된 셈이다.

9.4. 프루사 슬라이서[편집]

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Prusa에서 Slic3r을 기반으로 만든 슬라이서. 슬라이싱 속도가 빠르고 UI가 매우 깔끔한게 특징.#. 이동최적화는 기가막히게 잘 되어있고, 연산식 방식이 달라서 큐라에 비해서 공차가 작게 나온다. 서포터 경로가 이상한데 뜨거나, 과하게 생기는 등, 서포터 기능이 애매한 편이었으나, 2.3.0버전으로 업데이트 되면서 상당히 좋아졌다. 특히 페인트 서포터 기능이 생기면서 개인 서포터 설정/차단이 엄청나게 편해 졌고, 다림질(Ironing)기능과 심 위치 설정같은 기능도 추가되었다. 2.4.0버전 이후로는 트리 서포트 기능도 생겨서

9.5. 뱀부 스튜디오[편집]

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프루사 슬라이서를 기반으로 뱀부랩이 만든 슬라이서. 프루사 슬라이서의 깔끔한 UI에 뱀부랩 프린터 지원과 서포터 관련 개선사항등을 포함하고 있다.

10. 오르카 슬라이서[편집]

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뱀부 스튜디오를 기반으로 만든 슬라이스 프로그램. 클리퍼 화면을 지원하고, 칼리브레이션 기능이 강력하단 평가를 받고있다.

11. DIY관련[편집]

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FDM 프린터 자체가 DIY를 통한 자가복제로 시작한 경우다보니, 3d프린터로 3d프린터를 DIY화는 경우가 꽤 흔하다. 전자 폐기물에서 DVD롬이나 철판을 구해다가 만들기 시작한 케이스도 있을 정도. 한창 뜨기 시작한 초기에는 전산 볼트나, 리드 스크류를 이용한 프레임이 사용되었으나, RepRap 프로젝트의 정신에 동참하듯, 점점 아크릴 판이나 출력물을 사용하면서 가능한 건 대부분 뽑고, 안되는 것만 부품 수급해서 만들자는 분위기가 되었다. 특히 이런 방식은 멘델 모델을 개량한 프루사 i3를 기반으로 한 모델이 많았는데, 국내의 경우 지금은 단종된 모아이클론이 대표적인 경우다. 이런 방식은 프레임의 부품 수급이 쉽고 부품간 축이나 수직 정렬이 굉장히 편해 조립이 편하단 장점이 있으나, 가벼운 무게에서 발생하는 흔들림과 내구도, 정밀도에 문제가 생길수 있다. 이 때문에 뒤틀림이 적도록 내구도나 내열성을 확보하는게 좋다는 분위기가 되었는데, 특히 비교적 싸면서 간단히 구성 가능한 프로파일이나 연마봉을 주로 사용하면서 ABS나 PETG로 프린트한 부품을 사용하는 형태가 되고 있다.[24]

기업에서 판매하는 DIY키트는 초기엔 모든 재료를 하나로 묶어 판매하는 완전 조립식 키트가 대세였는데, 이런 계통 중에선 멘델 모델을 기반으로한 프루사 i3가 미친 가성비와 비교적 간단한 조립방식으로 유명하다. 이후 Anet a8이 압도적으로 싼 가격으로 유명세를 떨쳤으나, 점점 문제가 발견되면서 수요가 줄어갔고[25], 완전 조립식은 정밀도에 문제가 생긴다는 단점이 부각되면서, 반조립 형태가 대세가 되었다. 특히 Ender-3모델이 개조만 조금 해주면 회사 완제품과 비비는 퀄리티를 내고, 국내로 정식 수입되는 덕분에 가성비 키트를 찾는다면 일단 Ender-3모델이 입문용으로 추천되는 편이다.[26] 또한 입문에 가격이 문제가 된다는 문제를 타파하기 위해서, 학습용으로 소형 프린팅만 가능한 100달러 수준의 모델들도 판매되고있다. 다만 이런 모델들은 어디까지나 학습용이라 한계가 명확한건 기억하자. 특히 EasyThreed로 대표되는 모델계열이 이런 경향이 심하다.

완전 제작을 하려할 경우에는 하단에 후술된 RepRap 프로젝트가 그러하듯, 키트를 구매한 것이 아닌 DIY는 기존에 3d프린터를 가지고 있는 것을 전재로 하고 있기 때문에, 자신이 3d프린터를 사용할 수 있는 환경인지를 먼저 고려해보자. 학생의 경우 교육을 목적으로 무료로 대여해주는 경우도 있으니 시설을 알아보는 것도 좋다. 재료 구매는 알리 익스프레스를 이용할 경우 기간은 걸리지만, 재료비를 상당히 아낄 수 있고, 국내샵을 이용하면 문제가 생길 경우 대처가 편하기 때문에 고려해가며 사용하자. 프로파일의 경우, 구매시 조금 주의를 해야할 게 국가별로 규격이 미묘하게 다르다. 제작을 하다보면 이래저래 배워야 하는 경우가 많기 때문에 국내 해외 가리지 않고 포럼을 적극적으로 이용하자. 이런 포럼에는 가끔 빌드 가이드 라인같은게 있는데, 이중 일부는 시중에 팔고 있는 기업의 물건의 구조를 카피해서 키트보다 싸게 구축할수 있는 경우도 있고, 프린트로 때우거나, 만들려고 하는 형태의 문제점을 사전에 파악하는 것도 가능해진다. 다만 이것저것 욕심부리다 보면, 대부분 키트를 구입해서개조하는 쪽이 싸지는 경우도 있으니 주의.

제작시엔 조립용 도구 이외도 테플론 테이프, 케이블 타이, 버니어 캘리퍼스, 열 수축튜브나 절연 테이프를 따로 준비해 두는게 좋다. 테플론 테이프는 핫 엔드의 조립이나 히팅 박스의 보온용으로, 케이블 타이는 선 정리 등에 편리하게 써먹을 수 있고, 열 수축 튜부나 절연테이프를 통해 전선부분의 마무리 작업은 안전을 위해서라도 필수다. 이중 제일 중요한건 버니어 캘리퍼스인데, 조립 정밀도 체크나 레벨링 테스트에 필수다. 소숫점 1자리까지만 표시되도 좋으니까 가능하면 전자식 버니어 캘리퍼스를 구매하자. 도구에 욕심을 부리자면 일반적으로 5만원대 가성비의 SHAHE와 신뢰도의 미쓰도요를 버니어 캘리퍼스와, 수직체크를 위한 직각 스퀘어가 있으면 좋다.

11.1. RepRap 프로젝트[편집]

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영국의 아드리안 보이어 박사로부터 시작된 오픈소스 프로젝트로 Replicating Rapid-Prototype의 약어이다. 사실상 저가형 3d프린터 보급에 제일 큰 공을 세운 프로젝트. 3d프린터로 3d프린터를 만들고 수리할 수 있다는 개념을 제시한 덕분에, 지금의 환경이 조성되었다고 해도 과언이 아니다.이 프로젝트 덕분에 FFF(Fused Filament Fabrication)형식[27]의 프린터를 널리 보급하였며, 대표작으론 다원과 멘델 모델이 있다. 위키

11.2. 멘델 프루사 i3[편집]

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요제프 프루사에 의해 만들진 모델. RepRap기반 모델중 가장 많이 판매된 모델로, I2모델에서 부품의 수를 줄인 심플함이 특징. 워낙 유명한 덕분에, 유사하게 생긴 Core XZ-Y타입은 프루사 타입으로 불릴 정도다. 프레임 자체가 두께 5T의 아크릴 혹은 두께 6T의 알루미늄 판을 절단해 만든 시트 프레임으로 되어있고, 프린팅한 부품 자체가 적어 잘못된 프린팅의 간섭 여지가 적다. mk3부턴 프레임에서 전산볼트를 버리고 3030프로파일을 직빵으로 연결하게 되면서 상당히 안정되었다. 정품 mk4 키트 모델은 799달러라 키트중에선 비싼 축에 속하나, 설계를 프리 소스로 공개하고 있고, 구조가 간단한 덕분에 국내 해외를 가리지 않고 카피 제품이나[28] 관련 자료를 구하기 쉽고, 프레임도 프로파일로 대체하기 쉬운 편이라[29] 130~300달러선[30]에서 제작 가능한 DIY 프린터로 추천되는 편이다.[31] 온전히 카피된 제품을 구매할 경우 약 500달러 정도가 소모된다. 다만 프루사 시리즈가 좋은 프린터 취급을 받는건 소프트웨어와 하드웨어의 시너지가 꽤 크기 때문에 제대로 만들려면 전자 관련 부품은 정품이나 제대로된 복제품을 써야 한다는 것에 주의할 것.

11.3. Smartrap mini[편집]

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Core XZ-Y타입을 보다 심플하게 만든 타입. 지지대가 한쪽인 외팔보 구조다. Z축 지지대를 한쪽만 쓰기 때문에 프루타 타입과 비교하면 모터가 하나만 쓰이고, Z축을 단일 지지대로 버틴다. SmartRap Mini자체는 그리 튼튼하지 못하기 때문에, 형태만 따오고 x축의 이동 방법을 바꾸던지, 아님 프레임을 단단한걸로 보강하는 형태로 만들어진다. 델타 프린터 이상으로 진동에 취약해서 어지간히 프레임을 튼튼하게 만든게 아니면 보우건 프린터 확정. 해외에선 프루사 미니, 국내에선 크리메이커 에듀가 유명한 편이다. 이 형태로 출시되는 제품은 아무래도 지지문제인지 배드 사이즈가 프루사타입에비해 작은 사이즈가 채용되며, 아무래도 단가를 아끼기 좋은 형태라 100이하의 키트로 팔리기도 한다. 이런 교육용 저가 프린터들은 출력물이 그리 좋은 편은 아닌데, 구동 방식이 문제가 아니라 부실한 Z축 지지대의 프레임의 흔들림으로 생기는 문제가 반이고, 돈을 아끼기 위해 내다버린 스태퍼 모터가 나머지 반이라, PRUSA MINI처럼 프레임을 튼튼하게 만든 물건들은 출력 품질이 양호하다. 2020년도에 나온 KP3S가 150달러[32]정도에 거의 손댈곳 없는 훌륭한 퀄리티라, 국내 커뮤니티에서 호평 받았다.

KP3S덕에 유저가 늘어나면서 데이터가 쌓인 덕분에, 외팔보방식에 Z축의 수직 조정이나 축쏠림 등의 문제가 부각되면서 가볍게 입문에는 좋지만 제대로 파보기엔 한계가 있다고 평가되고 있으나, 그래도 180x180이하의 사이즈에선 어지간히 익스트루더를 무겁게 만들지 않는이상 쏠림이 출력물에 심각할 정도로 영향을 주는것도 아니기도하고, 제작에 부품 숫자가 제일 적게 드는 방식이라서 서브 프린터나 가벼운 쓰는 용도의 입문용으론 괜찮은 타입으로 평가되고 있다.

11.4. 델타형 프린터[편집]

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로스토크와 anycubic사의 kossel delta로 대표되는 모델. 카르테시안 방식이 축의 이동을 기반으로 두는 것에 반해 로봇팔 같은 형대로 움직이면서, 움직임을 연산에 의존한다. 코너 브리킷을 사용하는 지라 설계 자체는 용의하지만, 3축이 동일한 것을 가정하는 물건인지라 제작에서 정밀도가 요구되며, 정비가 까다롭기 때문에 실제 제작 난이도는 높다. 또한 다른 방식이 레벨링 부분이 용의한 반면, 이쪽은 별의 별 수치를 다 집어넣어줘야 하는터라 레벨링 난이도가 높고, 조립 상태나 로드 불량 등이 발생하면 지옥을 본다.[33] 그래도 단점만 있는것은 아니고, 속도가 다른 방식보다 빠르면서, 구조가 곡선을 그리는데 적합하다. 또한 구조상 세로축의 공간 효율이 높은데고, 배드가 고정형이기 때문에, 배드 흔들림에 대한 문제가 적다. 구조상 자체적으로도 흔들림이 발생하기 용의한 편이라, 직결 방식의 익스트루더는 추천되지 않았으나, 오비터 모터 덕분에 무게를 크게 감량하는데 성공해서, 현재는 직결로도 많이 사용한다.

11.5. HyperCube 3D[편집]

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thingivers에 올라온 Core xy계열 중[34] 제일 많은 추천수와 좋아요를 받은 프린터. 벨트를 사용해 기존 방식에서 존재하던 공간을 차지한다는 단점을 보안한 타입이며, 구조상 챔버와 일체화 시키기도 좋다. 이런 계열의 시조인 D-bot과 달리, 구조적으로 안정되어 있고, 제작도 40-60만원 선으로 제작 가능하다. 워낙 정밀도를 올려놓은 덕분에, 카피형 제품도 상당히 많고, 아예 대놓고 HyperCube 부품을 세트로 파는 샵도 존재한다. 영문이긴 하지만 제작방법도 유투브에 여럿 올라와 있다는 것 또한 만드는데 장점. 다만 Z축의 지지력 문제인지 무거운 배드만 썼다 하면 레벨링이 틀어지는게 문제다. 이런 문제를 해결하기 위해 구조를 좀 더 보강하고, Z축의 스탭모터를 두개 활용한 업그레이드 모델인 Hypercube Evolution이 만들어 지기도 했다.[35]

11.6. Voron[편집]

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자작 프린터계의 하이엔드. 하이퍼 큐브 계열처럼 보이지만, 베드가 고정되어있고 갠트리가 상하로 움직인다. FDM프린터의 장점만 꾸려서 좋은 부품으로 만들고, 팀단위로 1년 이상 개발한 물건이라, FDM계열중 압도적으로 좋다고 평가받는다. 다만 소개부터가 대놓고 가격이 비싼 하이엔드를 표방하는 만큼, 80~200만원 가량 쓸 각오하고 만들어야 하는 물건이다. 버전은 3가지가 있는데, 보론 제로는 소형, Trident는 중고급형, 2.x버전은 하이 엔드 타입에 해당한다.[36] 제작에 필요한 파츠부터 사용하다 보면 왜곡이 발생한다는 이유로 PETG를 사용하지 말고, ABS로 출력는 것을 요구하기 때문에 출력부터가 요령이 어느 정도 요구되는 편이며, 관련 지식도 상당히 요구된다. 운영하는 홈페이지#가 존재하며, 빌드 가이드를 제공해주고 있고, 디스코드에 채팅 채널이 개설되어있다. 설계가 꽤 이색적이라, 부품 설계를 한다면 한번쯤 보는것도 좋다. 특히 M4익스트루더나 스텔스버너 익스트루더는 성능과 디자인이 상당히 괜찮기 때문에 이 부분만 따로 프린터에 채용하기도 한다. 일반적인 오토레벨링은 프린터 헤드에 센서만 달려있고 실제 조정은 사람 손으로 하는 방식이 많지만 보론2나 트라이던트는 완전 자동으로 레벨링을 해 준다. 프레임 모터 보드 모두 하이엔드인 만큼 퀄리티를 포기하고 속도세팅을 극단적으로 하면 정말 미친듯한 속도가 나온다. 재봉틀