고품질 3D프린터 출력을 위한 3D모델링 포인트!

집을 24시간 만에 짓고, 맞춤형 의료기기를 하루 만에 제작하는 시대. 3D 프린팅은 더 이상 ‘미래형 기술’이 아닙니다. 3D 프린팅 기술은 이미 제조, 건설, 의료, 식품 등 다양한 산업 분야에서 실질적인 생산 공정으로 활용되고 있으며, 일부 분야에서는 기존 방식보다 효율적이고 유연한 솔루션으로 자리잡고 있습니다. 

이처럼 아이디어를 실제로 구현하는 과정에서 3D 모델링은 매우 중요한 역할을 합니다. 모델링의 정밀도와 설계의 합리성이 출력물의 품질을 좌우하는 핵심 요소라고 해도 과언이 아닙니다.

이번 포스팅에서는 3D프린터를 처음 접하거나 출력물 완성도를 높이고 싶은 분들까지 모두 참고하실 수 있도록, 출력 오류를 줄이고 완성도를 높일 수 있는 3D모델링 팁을 소개합니다.

제조 및 결합 공차를 고려한 정밀한 모델링

고품질 3D 프린팅을 위해서는 제조 공차와 결합 공차에 대한 이해가 매우 중요합니다. 공차(Tolerance)는 부품이 설계된 치수와 실제로 출력된 치수 사이의 허용 오차를 의미하며, 제품의 조립 적합성과 기능 구현에 직접적인 영향을 미치는 요소입니다.

특히 두 개 이상의 부품이 결합되는 경우에는, 헐거운 결합(Clearance Fit)이나 간섭 결합(Interference Fit)이 발생하지 않도록 설계 시 적절한 여유를 두는 것이 필요합니다. 또한, 사용하는 3D 프린팅 기술(FDM, SLA, SLS 등)과 소재에 따라 구현 가능한 정밀도가 다르므로, 이를 고려한 공정별 공차 설정이 필수적입니다.

설계 단계에서부터 해당 공정의 특성과 재료의 수축률, 표면 정밀도 등을 반영한 결합 공차와 제조 공차를 사전에 설정하면, 출력 후 별도의 수정 없이 조립 가능한 수준의 정밀도를 확보할 수 있습니다. 이는 곧 생산 효율성, 제품 품질, 그리고 최종 사용자 만족도를 높이는 데 중요한 역할을 합니다.

각 프린팅 방식에 따른 구체적인 공차 수치는 제조 공차와 결합 공차의 중요성에서 확인하실 수 있습니다.

프린터 종류와 재료에 맞는 벽 두께 설정이 필수

3D 프린터는 복잡한 형상도 손쉽게 제작할 수 있다는 장점이 있지만, 벽 두께가 너무 얇으면 출력 시 파손 및 변형이 발생할 수 있습니다. 따라서 모델링 단계에서부터 사용하는 프린터 종류와 재료 특성에 맞는 최소 벽 두께를 고려해야 합니다.

위 수치는 크렐로에서 사용하는 장비 기준 사용되는 재료에 따른 최소 벽 두께이며, 구조나 하중 조건에 따라 적절한 벽두께 설정 및 리브(Rib: 제품의 강성을 높이거나 변형을 방지하기 위해 사용되는 얇고 길게 돌출된 구조물)를 적용하여 설계하는 것이 바람직합니다. 더욱 정확한 수치는 크렐로 홈페이지의 생산 품질을 높이는 3D 설계 디자인 가이드를 참고하세요.

*리브(Rib) : 제품의 강성을 높이거나 변형을 방지하기 위해 사용되는 얇고 길게 돌출된 구조물

적층 방향을 고려하여 강도와 표면 품질 향상

3D 프린터는 얇은 레이어를 한 층씩 쌓아가며 형상을 만드는 방식으로 조형됩니다. 이때 조형에 사용되는 적층 방향(Layer Orientation)은 출력물의 기계적 강도와 표면 품질에 큰 영향을 미칩니다.

• 강도 확보: 출력물에 하중이 가해지는 방향과 적층 방향이 일치하지 않으면, 파단이 쉽게 일어날 수 있습니다. 따라서 설계 목적에 따라 적절한 방향 설정이 중요합니다.
• 표면 품질: 레이어가 쌓이는 방식에 따라 표면에 생기는 줄무늬나 결합 상태가 달라질 수 있어, 외관 품질이 중요한 경우 세심한 조정이 필요합니다.

예를 들어, 일반적으로 수평 방향으로 적층할 경우 수직 방향보다 강도가 약해지는 경향이 있으며, 이는 용도에 따라 충분히 고려되어야 하는 요소입니다.

하지만 크렐로에 출력 작업을 의뢰하실 경우, 별도로 적층 방향을 설정하실 필요는 없습니다. 강도 중심인지, 외관 중심인지와 같은 용도나 목적만 알려주시면, 저희 전문 엔지니어가 그에 맞춰 최적의 적층 방향을 설정해드립니다.
특별한 요청이 없더라도, 강도와 표면 품질이 균형을 이루도록 자동 최적화된 조건으로 출력을 진행하고 있습니다.

정확한 3D모델링이 출력 품질을 좌우합니다.

3D 프린터의 활용 가능성은 무궁무진하지만, 그 출발점은 언제나 정확하고 효율적인 3D모델링입니다. 오늘 소개한 팁을 바탕으로 모델링을 설계하면 출력 과정에서의 문제를 줄이고 훨씬 더 완성도 높은 결과물을 얻을 수 있습니다.

정확한 치수 측정과 계산, 그리고 목적에 맞는 설계 전략이 중요합니다. 단순한 형태 설계에 그치지 않고, 재료 특성과 출력 방식에 따른 조건까지 고려한 기능 중심 모델링이 중요합니다.

크렐로에서는 설계 시 참고할 수 있도록 디자인 가이드와 소재별 기계적 물성치 정보를 제공하고 있습니다. 이를 활용하시면 생산 품질을 더욱 향상시킬 수 있습니다.

더 궁금한 점이 있으시다면 언제든지 크렐로로 문의해 주세요.