3D 프린팅: 워핑 및 베드 안착 – 팁
밤에 긴 프린팅을 시작했는데, 모든 것이 좋아 보였습니다. 그리고 아침에 깨끗한 케이스 대신 반쯤 풀린, 휜 부품이 프린트 베드 위에 놓여 있었습니다. 모서리는 들려 있고, 바닥은 작은 미끄럼틀과 같았으며, 최악의 경우 노즐이 이미 작품을 갉아먹었을 수도 있습니다. 33d.ch 작업실에서 우리는 이러한 장면을 저렴한 입문용 장비와 전문 기계 모두에서 계속해서 접하고 있습니다.
이 모든 경우의 거의 항상 두 가지 원인이 있습니다: 워핑(즉, 가장자리가 들리는 것)과 너무 약한 베드 안착. 둘 다 프로젝트가 몇 시간 동안 실행된 후 마지막 순간에 실패하게 만듭니다. 그리고 네, 고객이 프로토타입을 기다리고 있을 때 특히 짜증이 납니다.
그래서 우리는 우리의 경험을 종합했습니다: 워핑이 물리적으로 어떻게 발생하는지, PLA, PETG 및 ASA에 일반적으로 작동하는 설정, 실제로 도움이 되는 프린팅 보조 도구, 그리고 좌절을 더 많이 가져오는 오해는 무엇인지.
Quelle: 자체 표현
기초 및 원인
워핑 시 실제로 어떤 일이 발생하는가
FDM 3D 프린팅에서는 열가소성 수지(예: PLA, PETG 또는 ASA)를 녹여 얇은 선으로 프린트 베드에 층별로 놓습니다. 냉각 시 플라스틱이 약간 수축합니다. 층별로 다르게 빠르게 발생하면 위쪽 영역이 아래쪽을 잡아당깁니다. 모서리가 위로 구부러지면서 전형적인 " 워핑.
이 발생합니다. 기술적으로 말하면, 온도 차이로 인한 내부 응력이며, 이는 부품과 프린트 베드 사이의 안착보다 큽니다. (출처). 크고 평평한 부품과 ABS, ASA 또는 나일론과 같이 수축률이 높은 재료가 특히 취약한 반면, PLA와 많은 PETG 유형은 "저왜곡"으로 간주됩니다. (출처).
기초로서의 첫 번째 층
프린팅이 제대로 안착되지 않아 실패하는 경우가 적어도 거의 많습니다. 필라멘트가 느슨하게 놓이거나, 노즐에 달라붙거나, 끌려가거나, 아주 작은 충격에도 움직입니다. (출처). 여기서 베드 레벨링, Z 오프셋, 베드 온도, 오염(손 기름!) 및 표면 선택(유리, PEI, 질감 강판)이 중요한 역할을 합니다. (출처).
실제로는 나중에 프린팅 진행 상황을 첫 번째 레이어에서 자주 "읽을" 수 있습니다. 고르지 않거나, 너무 많이 눌리거나, 구멍이 있으면 워핑 위험이 크게 증가합니다. (출처). 33d.ch에서는 처음 2~3분을 주의 깊게 살펴보는 습관을 들이는 데 시간이 좀 걸렸습니다. 지금은 8시간 후에 바나나 모양의 부품을 프린터에서 꺼내는 것보다 일찍 프린팅을 중단하는 것이 낫습니다.
Quelle: makeuseof.com
전형적인 징후는 부품과 베드 사이에 작은 공극이 있거나 노즐이 들린 모서리를 지나갈 때 들리는 "딸깍" 소리입니다. 문헌에서는 워핑을 가장자리 또는 전체 표면이 위로 구부러지는 것으로 설명하며, 대부분 첫 번째 층의 모서리에서 시작됩니다. (출처, 출처, 출처). 부품이 크고 평평할수록, 특히 높은 프린팅 및 베드 온도에서는 이러한 효과가 더 강하게 나타납니다.
가열된 베드는 첫 번째 레이어가 제대로 놓여 있을 때만 문제를 해결합니다. 베드가 제대로 수평이 맞지 않거나 Z 오프셋이 너무 높으면 첫 번째 레이어가 너무 멀리 떨어져(접촉 불량) 있습니다. 너무 낮으면 재료가 찌그러져 "코끼리 발"이 생기고 필라멘트가 옆으로 쌓일 수 있습니다. (출처). 또한 표시된 베드 온도는 종종 실제 유리 또는 강판 온도보다 5-10°C 높습니다. (출처). 그리고 베드에 손자국이나 먼지가 묻어 있다면 필라멘트가 제대로 붙잡을 기회가 거의 없습니다. (출처).
환경 및 바람
바람은 워핑 터보처럼 작용합니다. 큰 부품의 모서리가 나머지 부분보다 더 빨리 냉각되면 더 많이 수축하여 눈에 띄게 들리게 됩니다. (출처). 특히 ABS 또는 ASA의 경우 창문이나 환기구에서 오는 약간의 바람도 균열과 층 분리를 유발하기에 충분합니다. (출처). PLA의 경우 많은 제조업체가 약 20-25°C의 안정적인 실내 온도를 권장합니다. 겨울에 창문을 "잠깐" 여는 것과 같이 크게 떨어지면 워핑 위험이 훨씬 높아집니다. (출처). 인클로저 또는 최소한 바람에 강한 장소는 이러한 온도 기울기를 줄이고 결과를 훨씬 더 재현 가능하게 만듭니다. (출처).
신속 원인 체크리스트
프린팅이 들리기 시작하면 작업실에서 일반적으로 다음 사항을 이 순서대로 확인합니다:
- 베드 세척(이소프로필 알코올 또는 세제) 및 긁힘 또는 잔여물 있는지 육안 검사.
- 레벨링 및 Z 오프셋 확인(종이 테스트 또는 메쉬 레벨링).
- 첫 번째 층 관찰: 빈틈과 융기 없이 깨끗하게 닫혔습니까?
- 바람 차단(창문, 에어컨, 옆 프린터 팬).
- 권장 범위 내 베드 온도 확인 및 필요한 경우 5°C 단위로 조정.
| 증상 | 전형적인 원인 | 가장 먼저 확인하는 사항 |
|---|---|---|
| 프린팅 높이가 몇 밀리미터 진행된 후 모서리가 들립니다. | 내부 응력 및 안착 부족 | 브림 활성화, 베드 세척, 초기 층에서 팬 속도 줄이기 |
| 부품을 손가락으로 약간 밀어서 움직일 수 있습니다. | 첫 번째 층이 너무 높게 놓이거나 베드가 더러움 | Z 오프셋 수정, 레벨링 다시 수행, 표면 탈지 |
| 한쪽 모서리만 들립니다. 대부분 실내 쪽으로 향합니다. | 바람 또는 심한 온도 차이 | 프린터 위치 조정 또는 인클로저 설치, 창문 닫기 |
재료별 설정
재료 선택과 설정은 프린팅물이 워핑에 얼마나 민감하게 반응하는지에 크게 영향을 미칩니다. PLA는 비교적 간단하며 좋은 안착을 위해 종종 50-60°C 베드만 필요합니다. (출처). PETG는 훨씬 더 잘 붙고, 끈적이는 경향이 있으며, 큰 부품의 경우 여전히 워핑될 수 있습니다. 특히 베드가 너무 차갑거나 냉각이 너무 공격적일 때 그렇습니다. (출처). ASA는 기계적으로 견고하고 내열성이 있지만, 훨씬 더 뜨거운 베드(약 90-120°C)가 필요하며 워핑을 제어하기 위해 인클로저의 이점이 큽니다. (출처).
몇 가지 실용적인 가이드와 제조업체 사양은 대략적인 시작점으로 PLA의 경우 대개 50-60°C, PETG의 경우 70-85°C, ABS의 경우 90-110°C를 제시합니다. (출처). PETG의 경우 종종 70-90°C가 권장되며, 특히 유리 또는 질감 강판에서는 80°C가 최적점입니다. (출처, 출처). ASA의 경우 많은 권장 사항이 90-120°C 베드이며, 특수 제형의 경우 약간 낮추기도 하지만, 거의 항상 잘 예열된 플레이트와 함께 사용됩니다. (출처).
새로운 필라멘트를 테스트할 때 일관되게 이러한 범위에서 시작한 다음 5°C 단위로 조정합니다. 각 변경 사항을 첫 번째 층 사진으로 문서화합니다. 그러면 나중에 어떤 조합에서 가장자리가 가장 고요한지 즉시 알 수 있습니다.
PLA 및 대부분의 PETG 적용의 경우 바람이 통하지 않는 방으로 충분합니다. 많은 사용자가 70-85°C 베드 온도에서 개방형 장치에서 PETG를 성공적으로 프린팅합니다. (출처). 인클로저는 큰 PETG 부품 또는 온도 차이가 빠르게 응력을 유발할 수 있는 ASA/ABS 부품을 프린팅할 때 유용합니다. (출처). ASA의 경우 제조업체와 커뮤니티는 주변 온도와 층 분리를 방지하기 위해 닫힌 챔버 또는 최소한 즉석 바람막이를 명확히 권장합니다. (출처, 출처).
33d.ch에서는 새 필라멘트를 이렇게 테스트합니다
- 작은 캘리브레이션 부품을 선택합니다(예: 둥근 모서리가 있는 60x60mm 판).
- 베드 온도를 제조업체 권장 사항으로 설정하고, 첫 3-5 층 동안 팬을 비활성화합니다.
- 브림을 활성화합니다(5-10 라인), 1층의 프린팅 속도를 20-30mm/s로 줄입니다.
- 프린팅을 시작하고, 첫 번째 층을 관찰하고 문서화합니다(사진, 온도 및 팬에 대한 짧은 메모).
- 한 번에 한 매개변수만 변경합니다. 그렇지 않으면 나중에 실제로 도움이 된 것이 무엇인지 더 이상 알 수 없습니다.
이것은 약간의 노력이 드는 것처럼 들릴 수 있지만, 나중에 자체 재료 프로필을 참조할 수 있기 때문에 장기적으로 엄청난 시간을 절약할 수 있습니다.
프린팅 보조 도구 및 슬라이서 설정
기본 사항이 올바르게 되었지만 부품이 여전히 말썽이라면 프린팅 보조 도구가 사용됩니다. 브림은 부품의 외부 가장자리에 직접 닿는 1~여러 줄의 넓은 칼라로, 지지 표면을 늘립니다. 이것은 전체 부품을 두꺼운 베이스에 주차하지 않고 특히 좁거나 높은 부품을 안정화하고 워핑을 줄입니다. (출처). 반면에 래프트는 전체 모델 아래의 다층 판입니다. ABS 또는 ASA와 같이 왜곡되기 쉬운 재료에 매우 좋지만, 재료 소모가 많고 제거하기가 더 어렵습니다. (출처).
실제로는 PLA 및 PETG의 경우 넓은 브림으로도 충분한 경우가 많지만, 래프트는 크고 까다로운 ASA 또는 ABS 부품에서 강점을 발휘합니다. 브림 없이 80% 프린팅 높이에서 드라마틱하게 들리는 부품을 여러 번 보았지만, 8줄 브림으로 같은 작업은 완전히 평평했습니다. ASA 부품의 브림 없이 찍은 사진과 브림을 사용한 사진의 비교는 이 차이를 매우 명확하게 보여줍니다.
Quelle: tronxy.com
유리와 풀/UHU 스틱, PEI 코팅, 질감 강판 또는 특수 접착 스프레이는 모두 실전에 검증되었지만 재료에 따라 효과가 다릅니다. (출처). ASA 제조업체는 예를 들어 내구성, 카프톤 또는 블루 테이프와 헤어스프레이 또는 3D 프린팅 접착제와 함께 사용하여 안착을 개선하면서도 분리 가능한 연결을 유지하도록 권장합니다. (출처). 기름과 먼지를 제거하기 위해 베드를 이소프로필 알코올이나 세제로 정기적으로 청소하는 것이 중요합니다. (출처). 특정 조합, 예를 들어 매끄러운 PEI에 직접 PETG를 사용하는 경우 너무 강하게 달라붙으면 얇은 층의 접착제로 분리 층 역할을 하여 나중에 부품을 더 쉽게 분리할 수 있습니다. (출처).
브림과 래프트 외에도, 느린 첫 번째 층, 약간 증가한 유량, 그리고 첫 번째 층에서의 부품 냉각 감소 또는 비활성화가 주로 도움이 됩니다. (출처). 많은 실용적인 가이드에서는 필라멘트가 자리 잡을 시간을 갖도록 1층의 속도를 20-30mm/s로, 압출량을 105-110%로 권장합니다. (출처). ABS 또는 ASA와 같이 수축률이 높은 재료의 경우, 워핑과 층 분리를 방지하기 위해 0-20% 또는 팬 없이 환기를 사용하는 것이 좋습니다. 물론 뜨거운 베드와 이상적으로는 인클로저가 필요합니다. (출처). PETG의 경우 첫 번째 층 이후 약 30-50%의 적당한 팬 속도가 스트링을 줄이는 데 좋고, 워핑을 불필요하게 악화시키지 않습니다. (출처).
안정적인 첫 번째 층을 위한 슬라이서 체크리스트
- 첫 번째 층 높이 (예: 0.20-0.28mm) 약간 높게 선택하여 작은 불규칙성을 보정합니다.
- 첫 번째 층 속도 20-30mm/s로 제한합니다.
- 첫 번째 층 유량 약간 증가시킵니다(105-110%). 단, 층이 이미 너무 많이 찌그러져 보이지 않는 경우에만 해당합니다.
- 브림 크고 평평하거나 각진 부품의 경우 기본적으로 활성화합니다.
- 부품 냉각 첫 3-5 층 동안 꺼 두거나 크게 줄여 둡니다.
33d.ch에서는 긴 프린팅 전에 이러한 사항들을 간단한 사전 점검으로 수행하는 습관을 들였습니다. 이를 통해 오류 시도가 크게 줄어듭니다.
오해 및 편견
신화 1: "베드 온도가 높을수록 워핑이 적으니, 그냥 최대치로 올리세요."
판단: 잘못됨. 너무 차가운 베드는 종종 안착 불량과 그로 인한 워핑을 유발하지만, 너무 뜨거운 베드는 코끼리 발, 과도하게 부드러운 첫 번째 층, 제거하기 매우 어려운 부품과 같은 다른 문제를 일으킵니다. (출처). PLA, PETG 및 ABS에 대한 제조업체 권장 사항은 일반적으로 50-60°C, 70-85°C 및 90-110°C입니다. "그냥 110°C로 다 올리세요"와는 거리가 멉니다. (출처, 출처). 우리의 접근 방식: 권장 범위에서 시작한 다음 작은 단계로 조정하고 첫 번째 층 사진으로 결과를 비교합니다. 그 외의 것은 추측에 가깝습니다.
신화 2: "PETG는 절대 변형되지 않습니다. 워핑은 ABS/ASA의 문제일 뿐입니다."
판단: 틀림. PETG는 고전적인 ABS보다 수축률이 낮지만, 큰 프린팅과 낮은 베드 온도에서는 특히 모서리에서 상당한 워핑이 발생할 수 있습니다. (출처). 따라서 실용적인 가이드에서는 워핑을 방지하기 위해 지속적으로 70-90°C의 가열된 베드와 첫 번째 층에서 냉각을 줄이는 것을 권장합니다. (출처, 출처). 커뮤니티 스레드에서는 "PETG는 절대 워핑되지 않는다"부터 "나는 아무것도 제대로 프린팅할 수 없다"까지 양극단의 의견을 찾을 수 있습니다. (출처). 차이는 거의 항상 설정 및 환경에 있으며, 릴 라벨에는 없습니다.
신화 3: "래프트는 항상 브림보다 워핑을 더 잘 방지합니다."
판단: 경우에 따라 다릅니다. 래프트는 베드와의 최대 접촉을 제공하고 불규칙성을 숨기므로 원칙적으로 워핑 방지에 매우 좋습니다. 특히 ABS/ASA 또는 매우 큰 부품의 경우 그렇습니다. (출처). 동시에 커뮤니티 경험에 따르면 환경, 온도 또는 냉각이 맞지 않으면 모델이 래프트 위에서 여전히 워핑될 수 있습니다. (출처). 브림은 많은 경우 충분하며, 재료를 덜 소비하고, 제거하기 쉽고, 바닥을 덜 변경합니다. (출처). 33d.ch에서는 브림과 깨끗한 설정만으로는 부족할 때만 래프트를 사용합니다.
신화 4: "더 많은 팬 냉각은 항상 부품이 더 빨리 굳기 때문에 도움이 됩니다."
판단: 잘못됨. 강한 팬 냉각은 PLA의 디테일과 오버행을 깨끗하게 얻는 데 중요하지만, 특히 첫 번째 층에서는 플라스틱이 너무 빨리 냉각되고 모서리가 베드에서 더 많이 떨어져 워핑을 악화시킬 수 있습니다. (출처). 많은 권장 사항에서 첫 3-5 층 동안 팬을 완전히 끄고 점차적으로 켜도록 합니다. (출처). ABS 및 ASA 제조업체는 냉각이 워핑과 층 분리를 유발할 수 있으므로 부품 냉각을 최대한 피하도록 권장하는 경우가 많습니다. (출처).
신화 5: "워핑은 설정보다는 값싼 프린터의 징후일 뿐입니다."
판단: 틀림. 물론 고급 프린터는 베드의 평탄도, 온도 안정성 및 자동 레벨링에서 이점이 있지만, 워핑은 주로 로고가 아닌 물리 법칙에 따라 발생합니다. 비싼 장비조차도 잘못된 온도, 너무 많은 바람 또는 부적절한 재료를 사용하면 심한 워핑을 보입니다. (출처). 동시에 레벨링, 베드 온도, 접착제, 브림 및 환경을 신중하게 조정하면 저렴한 프린터의 많은 문제를 크게 줄일 수 있습니다. (출처). 캘리브레이션 전후의 저렴한 프린터의 좋은 사전/사후 사진이 이 신화에 대한 가장 좋은 반증이 되는 경우가 많습니다.
Quelle: 유튜브
이 주제를 비디오로 더 자세히 알고 싶다면, 많은 좋은 단계별 안내를 찾을 수 있습니다. 권장 동영상: 3D 프린트 워핑 수정 방법 (영어) – 여기서 가장 중요한 원인과 수정 조치가 매우 명확하게 보여집니다.
일상에서의 실용적인 적용
작업실이나 취미 공간에서의 일상에서는 수많은 "비밀 팁" 목록보다 명확한 절차가 더 도움이 됩니다. 새 설정의 경우 대략적으로 다음과 같이 진행합니다. 먼저 베드를 철저히 청소하고, 레벨링을 확인하고(종이 테스트 또는 메쉬 레벨링), 첫 번째 층을 의식적으로 천천히 관찰합니다. (출처). 그런 다음 권장 범위 내에서 합리적인 베드 온도로 시작하고, 각 층의 사진을 찍으면서 5°C 단위로 최적화합니다. (출처, 출처). 크거나 매우 평평한 부품이 나올 때마다 브림과 – ASA/ABS의 경우 – 인클로저를 추가합니다. (출처).
정보의 분류를 위해 우리는 단 하나의 출처에 의존하지 않습니다. 대략 세 가지 그룹으로 나눕니다: 제조업체 기술 데이터 시트 및 기술 블로그(재료 및 온도의 기본 값), CNC Kitchen의 PLA, PETG 및 ASA 비교와 같은 독립적인 테스트(기계적 특성 및 실제 프린팅 조건), 그리고 특정 문제 사례에 대한 커뮤니티 스레드. 여기서 우리는 주로 반복되는 패턴과 의미 있는 사진에 주의를 기울입니다. (출처, 출처). 이렇게 하면 단일 경험 보고가 우리의 설정을 교착 상태로 이끄는 것을 방지할 수 있습니다.
Quelle: 유튜브
또 다른 볼만한 영상은 첫 번째 층 및 베드 안착 가이드 (영어). 입니다. 이러한 영상은 자체 테스트를 보완하는 데 좋습니다. 하지만 각 프린터와 필라멘트가 약간 다르게 반응하기 때문에 완전히 대체할 수는 없습니다.
수많은 기사와 블로그 게시물에도 불구하고 여전히 몇 가지 격차가 있습니다. 예를 들어 권장 베드 온도 표는 있지만, 센서와 실제 유리 표면 간의 5-10°C 편차가 발생할 수 있는 다양한 지점에서의 실제 표면 온도를 체계적으로 조사하는 공개적으로 접근 가능한 측정 시리즈는 거의 없습니다. (출처). 또한 인클로저 주제에 대해서도 엄격한 한계값보다는 경험치를 바탕으로 하고 있습니다. 재료별 최적의 챔버 온도에 대한 엄격한 한계값보다는 경험치를 바탕으로 하고 있습니다. 자주 언급되는 것은 25-40°C이지만, 이는 아직 광범위한 연구로 뒷받침되지 않았습니다. (출처).
또한 "저왜곡" 또는 ABS+, ASA 변형 또는 필러 PETG 종류와 같은 수정된 재료에 대해서도 흥미롭지만, 아직 명확하게 문서화되지 않았습니다. 제조업체는 여기서 수축률 감소를 강조하지만, 독립적인 비교 데이터는 공개적으로 거의 접근할 수 없습니다. (출처). 우리의 권장 사항: 제조업체 사양을 시작점으로 사용하지만, 특히 새 필라멘트와 베드 표면 및 접착제의 예상치 못한 조합의 경우 항상 자체 테스트와 결합하십시오.
결론적으로, 워핑과 베드 안착 불량은 신비로운 저주가 아니라 온도 차이, 재료 특성, 그리고 첫 번째 층과 프린트 베드 간의 불충분한 접촉의 결과입니다. 현실적인 베드 온도, 안정적인 환경, 깨끗한 레벨링, 현명하게 사용된 브림 또는 래프트, 그리고 적합한 접착제를 결합하면 대부분의 경우 PLA, PETG 및 ASA를 매우 잘 처리할 수 있습니다. 그리고 자신의 사전/사후 사진이 이를 증명할 것입니다.
미니 결론: 즉시 시도해 볼 수 있는 5가지
- 베드 청소 및 레벨링 확인 – 우리의 경험에 따르면 이 자체만으로도 모든 안착 문제의 큰 부분을 해결합니다.
- 첫 번째 층 속도 늦추기 – 20-30mm/s와 약간 더 많은 유량은 필라멘트가 베드와 연결될 시간을 줍니다.
- 문제 부품에는 표준으로 브림 사용 – 크고 평평하거나 각진 모든 부품에는 자동적으로 브림이 추가됩니다.
- 바람 차단 – 프린터를 창문과 환기구에서 멀리 두거나 간단한 인클로저를 사용합니다.
- 변경 사항 기록 – 사진, 짧은 메모 및 자체 프로필은 다음 프로젝트에서 많은 검색 시간을 절약해 줍니다.