3D 프린팅: 기초 및 작동 원리

Lisa Ernst · 09.11.2025 · 기술 · 4분

3D 프린팅은 많은 이들에게 공상과학처럼 들리지만, 데스크탑 3D 프린터는 이미 취미 작업실, 사무실 및 학교에서 사용되고 있습니다. 이 글은 3D 프린팅 세계로의 입문을 제공합니다.

3D 프린팅의 기초

3D 프린팅은 물체를 블록에서 절삭하지 않고 층층이 쌓아 올려 만들며, 이를 흔히 '첨가 제조(Additive Manufacturing)'라고 부릅니다. 첨가 제조. 3D 프린트에는 디지털 3D 모델, 3D 프린터, 재료가 필요합니다. 보통 플라스틱 필라멘트나 액체 레진이 사용됩니다. 프린터는 디지털 모델을 가상으로 얇은 층으로 분해하고 물리적으로 층층이 다시 쌓아 올립니다.

가장 흔한 기술: FDM(필라멘트 프린트)

초보자에게는 FDM(용융 적층 제조) 가장 관련성 높은 기술입니다. FDM 프린터는 전 세계에서 가장 많이 사용되는 3D 프린터이며, 저렴하고 비교적 다루기 쉽기 때문입니다.

FDM의 작동 원리:

필라멘트 롤 하나(예: PLA)를 삽입합니다.
필라멘트가 노즐에서 녹아 부드러워질 때까지 가열합니다.
노즐이 프린트 베드 위를 이동시키며 첫 번째 층을 얹습니다.
프린트 베드가 내려가거나 노즐이 위로 올라가면 다음 층이 적층됩니다.
마지막에 단단한 3D 객체가 형성됩니다.

FDM 프린터는 정밀하고 자동화된 핫글루건으로 이해될 수 있습니다.

Quelle: 3d-drucker-test.eu

FDM 3D 프린터의 구성: Ultimaker 2의 주요 구성 요소

다른 프린트 방식 요약

SLA / DLP / MSLA (Resin-Druck): 이 방식은 액체 레진을 빛으로 경화합니다. 장점은 매우 미세한 디테일로 미니어처와 피규어에 이상적이며, 단점은 레진 취급과 알코올 및 자외선으로의 후처리, 그리고 냄새가 있습니다. (Formlabs)
SLS / MJF (Pulverdruck): 분말(플라스틱 또는 금속)은 레이저나 열로 연결됩니다. 이러한 공정은 주로 산업용 및 전문용 분야에 속합니다. (Sinterit 3D Drucker und Zubehör)

가정에서의 일반적인 입문에는 FDM이 선호되는 선택으로 남아 있습니다.

어떤 재료가 있나요?

초보자의 경우 두 가지 재료가 특히 관련이 있습니다:

PLA: 바이오 기반 플라스틱으로, 대개 옥수수 전분으로 만들어집니다. 프린트하기가 매우 쉽고, 피규어, 장식품, 거치대 및 프로토타입에 이상적입니다.
PETG: PLA보다 다소 질기고 내열성이 있습니다. 외부 거치대 등 하중을 견뎌야 하는 부품에 적합합니다.

ABS나 TPU(유연성) 같은 추가 재료도 있지만, PLA로 대부분의 초보자 프로젝트를 수행할 수 있습니다. (weerg.com)

3D 프린팅 시작하기

3D 프린팅을 시작하려면 몇 가지 기본적인 것이 필요합니다:

1. 입문용 3D 프린터(FDM)

초보용 모델의 일반적인 특징은 다음과 같습니다:

프린트 구역 약 220 × 220 × 250 mm.
개방형 설계 또는 부분 개방형 하우징.
자동 또는 반자동 베드 레벨링. PLA 지원, 보통 PETG도 지원합니다. (3DJake Schweiz)

2. 필라멘트(PLA)

PLA 필라멘트 한 롤은 많은 소형 프로젝트에 충분합니다. 나중에 다양한 색상과 재료를 시도해 볼 수 있습니다.

3. 슬라이서 소프트웨어

슬라이서는 3D 모델을 층으로 나누고 프린트 명령(G-Code)으로 변환해 주는 프로그램입니다. Cura, PrusaSlicer, Bambu Studio가 잘 알려져 있습니다.

4. 3D 모델

무료 3D 모델이 있는 플랫폼이 있습니다(예: 펜 꽂이, 교체 부품, 피규어). 모델은 STL 파일로 다운로드되어 바로 프린트할 수 있습니다.

일반적인 워크플로우 – 모델에서 완성 부품까지

디지털 모델에서 물리적 객체로의 과정은 여러 단계로 구성됩니다:

모델을 입수하거나 생성하기: 파일은 보통 .stl 또는 .3mf 형식으로 제공됩니다.
슬라이서에 불러오기: 프린터와 재료(예: PLA)를 선택하고 해상도/품질을 설정합니다.
슬라이싱 및 G-Code 저장: 슬라이서는 층을 계산하고 G-Code를 생성합니다.
프린터로 로드하기: 이는 기기에 따라 SD 카드, USB 메모리 또는 네트워크를 통해 이루어집니다.
프린트 시작: 베드와 노즐이 예열되고, 필라멘트가 로드되며 프린트가 시작됩니다.
후처리: 필요한 경우 지지 구조물을 제거하고 연마, 도색 또는 조립합니다.

Quelle: darc.de

아이디어에서 완성품까지의 3D 프린팅 프로세스.

한계와 응용

3D 프린팅은 많은 가능성을 제공하지만 주의해야 할 한계도 있습니다.

한계는 어디에 있나요?

3D 프린팅은 마법의 기술이 아니며 고유한 특성이 있습니다:

소요 시간: 큰 프린트는 6~12시간 이상 걸릴 수 있습니다.
표면: FDM 프린터의 경우 층이 종종 보이며, 특히 원형 형상에서 두드러집니다. (Formlabs)
기계적 요소 및 유지보수: 노즐이 막힐 수 있으며, 프린트 베드를 정렬하고 벨트를 팽팽하게 조정해야 합니다.
구조: 특수한 부품의 경우, 결국 자신이 CAD로 직접 설계해야 하는 경우가 생깁니다.

3D 프린팅은 무엇에 사용할 수 있나요?

3D 프린팅의 활용 가능성은 다양합니다:

휴대폰 또는 컨트롤러 거치대
책상 또는 작업장 정리용 수납 도구
교체 부품(클립, 거치대, 버튼)
미니어처 및 피규어
전자 프로젝트용 하우징
학습 모델(예: 분자, 해부학, 건축)

많은 기업들이 프로토타입 및 일부는 양산 생산에도 3D 프린팅을 활용합니다. (Wikipedia)

Quelle: 사용자 추가

FDM 3D 프린터의 구성: Ultimaker 2의 주요 구성 요소입니다.

초보자를 위한 결론

만들고 노는 것을 즐기고, 기술적인 문제를 해결하며 자신만의 물건을 설계하고자 한다면 3D 프린팅은 흥미로운 기회가 됩니다. 다소의 학습 곡선이 필요하지만, 저렴한 입문용 기기와 큰 커뮤니티 덕분에 오늘날 진입 장벽은 그 어느 때보다 낮습니다.