3D ํ๋ฆฐํ ์๊ฐ ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋?
3D ํ๋ฆฐํ ์๊ฐ ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ์ฌ๋ผ์ด์๋ฅผ ๋๋ฆฌ์ง ์๊ณ ๋ ์ถ๋ ฅ์ ๊ฑธ๋ฆฌ๋ ์๊ฐ์ ๋น ๋ฅด๊ฒ ๊ฐ๋ ํด ์ฃผ๋ ๋๊ตฌ์ ๋๋ค. ์ ์ฒด ์ฌ๋ผ์ด์ฑ์ ๊ฑฐ์น๋ ๋์ ์ธ ๊ฐ์ง ๊ฐ๋จํ ๊ฐ, ์ฆ ๋ชจ๋ธ ๋์ด, ์ค์ ํ ๋ ์ด์ด ๋์ด, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ํ ๋ ์ด์ด๋ฅผ ์ถ๋ ฅํ๋ ๋ฐ ๊ฑธ๋ฆฌ๋ ํ๊ท ์๊ฐ๋ง ์์ผ๋ฉด ๋ฉ๋๋ค. ์ถ๋ ฅ ๊ณํ์ ๋ฏธ๋ฆฌ ์ธ์ฐ๊ฑฐ๋, ๋ ์ด์ด ๋์ด์ ๋ฐ๋ฅธ ์๊ฐ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋น๊ตํ๊ฑฐ๋, ๋ฐค์ ๋๋ฆด ์ถ๋ ฅ์ด ๋ช ์๊ฐ ๊ฑธ๋ฆด์ง ์ด๋ฆผ์ก์ ๋ ํนํ ์ ์ฉํฉ๋๋ค.
์ฌ์ฉ ๋ฐฉ๋ฒ
๋ชจ๋ธ ๋์ด๋ฅผ ๋ฐ๋ฆฌ๋ฏธํฐ(mm) ๋จ์๋ก ์ ๋ ฅํ์ธ์(์ถ๋ ฅ๋ฌผ์ Z์ถ ๋์ด์ ๋๋ค). ์ด์ด์ ๋ ์ด์ด ๋์ด๋ฅผ mm ๋จ์๋ก(๋ณดํต 0.1~0.3mm), ๋ง์ง๋ง์ผ๋ก ๋ ์ด์ด๋น ํ๊ท ์๊ฐ์ ์ด ๋จ์๋ก ์ ๋ ฅํฉ๋๋ค. ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ๋ชจ๋ธ ๋์ด๋ฅผ ๋ ์ด์ด ๋์ด๋ก ๋๋ ๋ ์ด์ด ์๋ฅผ ๊ตฌํ๊ณ , ๋ชจ๋ธ์ด ์์ ํ ์ฑ์์ง๋๋ก ์ฌ๋ฆผ ์ฒ๋ฆฌํ ๋ค, ์ฌ๊ธฐ์ ๋ ์ด์ด๋น ์๊ฐ์ ๊ณฑํด ์ด ์๊ฐ์ ์ฐ์ถํฉ๋๋ค. ๊ฒฐ๊ณผ๋ ์ยท๋ถ๊ณผ ํจ๊ป ์ด ๋ ์ด์ด ์, ์ด ์ด ๋จ์๋ก ํจ๊ป ํ์๋ฉ๋๋ค.
๊ณ์ฐ ๊ณต์ ํ์ด
๊ณ์ฐ์ ๋ ๋จ๊ณ๋ก ์ด๋ฃจ์ด์ง๋๋ค. ๋จผ์ ๋ ์ด์ด ์ = โ๋์ด รท ๋ ์ด์ด ๋์ดโ ์ ๋๋ค. ์ผ๋ถ๋ง ์ฑ์์ง ๋ ์ด์ด๋ผ๋ ํ ์ธต์ ์ถ๋ ฅํด์ผ ํ๋ฏ๋ก ์ฌ๋ฆผ์ ์ ์ฉํฉ๋๋ค.
$$\text{layers} = \left\lceil \frac{\text{height}}{\text{layer height}} \right\rceil$$
๋ค์์ผ๋ก ์๊ฐ = ๋ ์ด์ด ์ ร ๋ ์ด์ด๋น ํ๊ท ์๊ฐ ์ ๋๋ค.
$$\text{time} = \text{layers} \times t_{\text{layer}}$$
์ฌ๊ธฐ์ ๋ ์ด์ด๋น ํ๊ท ์๊ฐ์ด ํต์ฌ ๊ฐ์ ๊ฐ์ผ๋ก, ์ด๋ ๋์, ์์ถ, ๋ด๋ถ ์ฑ์(์ธํ), ๋๊ฐ ์๊ฐ์ ๋ชจ๋ ํ๋ฐ ๋ฌถ์ ๊ฐ์ ๋๋ค. ๋ํ ์ผ์ด ๋ง๊ฑฐ๋ ๋จ๋ฉด์ด ๋์ ๋ชจ๋ธ์ ๊ฐ๋๋ค๋ ์ฒจํ ๋ชจ์๋ณด๋ค ํ๊ท ๊ฐ์ด ๋ ๋์ผ๋ฏ๋ก, ์ถ๋ ฅ๋ฌผ ํน์ฑ์ ๋ง๊ฒ ๊ฐ์ ์กฐ์ ํ์ธ์.
์ค์ ๊ณ์ฐ ์์
๋์ด 100mm ๋ชจ๋ธ์ ๋ ์ด์ด ๋์ด 0.2mm๋ก, ๋ ์ด์ด๋น ํ๊ท 20์ด๋ก ์ถ๋ ฅํ๋ค๊ณ ๊ฐ์ ํด ๋ด ์๋ค. ๋ ์ด์ด ์ = โ100 รท 0.2โ = 500. ์ด ์๊ฐ = 500 ร 20 = 10,000์ด = 166.67๋ถ โ 2์๊ฐ 46๋ถ ์ ๋๋ค.
$$\text{layers} = \left\lceil \frac{100}{0.2} \right\rceil = 500$$
$$\text{time} = 500 \times 20 = 10{,}000\ \text{s} = 166.67\ \text{min} \approx 2\ \text{h}\ 46\ \text{min}$$
์ ํ์ ์ธ ๋ ์ด์ด ๋์ด ๋ฐ ๋ ์ด์ด๋น ์๊ฐ
๋ ์ด์ด ๋์ด๋ ์ธ์ ์๊ฐ๊ณผ ํ๋ฉด ํ์ง ๋ชจ๋์ ๊ฐ์ฅ ํฐ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ ๋จ์ผ ์์์ ๋๋ค. ๋ ์ด์ด ์๋ ๋ชจ๋ธ ๋์ด๋ฅผ ๋ ์ด์ด ๋์ด๋ก ๋๋ ๊ฐ์ด๋ฏ๋ก, ๋ ์ด์ด ๋์ด๋ฅผ ์ ๋ฐ์ผ๋ก ์ค์ด๋ฉด ๋๋ต์ ์ผ๋ก ๋ ์ด์ด ๊ฐ์๊ฐ ๋ ๋ฐฐ๋ก ๋์ด๋๋ฉฐ, ๋ฐ๋ผ์ ์๊ฐ๋ ๋ ๋ฐฐ๊ฐ ๋ฉ๋๋ค. ์๋ ํ๋ ํ์ค 0.4mm ๋ ธ์ฆ์ ์ฌ์ฉํ๋ ๋๋ถ๋ถ์ FDM ํ๋ฆฐํฐ๊ฐ ์ฌ์ฉํ๋ ๋ ์ด์ด ๋์ด๋ฅผ ๋์ดํฉ๋๋ค.
| ๋ ์ด์ด ๋์ด | ํ๋กํ์ผ | ์ต์ ์ฉ๋ |
|---|---|---|
| 0.10 mm | ์ธ๋ถ/๋ํ ์ผ | ๋ฏธ๋์ด์ฒ, ๋ถ๋๋ฌ์ด ๊ณก๋ฉด, ๋์ ๋ณด์ด๋ ๋์คํ๋ ์ด ์กฐ๊ฐ โ ๊ฐ์ฅ ๋๋ฆผ, ์ต์์ ๋ ์ด์ด ๊ฐ์ |
| 0.20 mm | ํ์ค | ์ผ์์ ์ธ ๊ธฐ๋ฅ ๋ถํ; ๋๋ถ๋ถ์ ํ๋ฆฐํฐ์์ ์๋์ ํ์ง์ ๊ธฐ๋ณธ ๊ท ํ |
| 0.30 mm | ์ด์/๋๋ํํธ | ๋น ๋ฅธ ํ๋กํ ํ์ , ํฌ๊ณ ๊ฑฐ์น ๋ถํ, ๋ง๊ฐ์ด ๋ณด์กฐ์ ์ธ ๋ฐค์ ์ธ์ |
๋ ธ์ฆ ์ง๋ฆ ๊ด๊ณ
์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ฌ์ฉ ๊ฐ๋ฅํ ๋ ์ด์ด ๋์ด๋ ๋ ธ์ฆ ์ง๋ฆ์ 25%์์ 75% ์ฌ์ด์ ๋๋ค. 0.4mm ๋ ธ์ฆ์ ๊ฒฝ์ฐ ๋๋ต 0.10โ0.30mm ๋ฒ์์ด๊ณ , 0.6mm ๋ ธ์ฆ์ ๊ฒฝ์ฐ ์ค์ฉ์ ๋ฒ์๋ ์ฝ 0.15โ0.45mm๊น์ง ํ๋๋ฉ๋๋ค. 25% ๋ฏธ๋ง์ผ๋ก ๋ด๋ ค๊ฐ๋ฉด ์์ถ์ด ๋ถ๋ํ ์ํ์ด ์์ผ๋ฉฐ, 75% ์ด์์ด๋ฉด ๋ ์ด์ด ์ ์ฐฉ์ด ์ฝํด์ง๋๋ค.
๋ ์ด์ด๋น ์ ํ์ ํ๊ท ์๊ฐ
ํ ๋ ์ด์ด๋ฅผ ์ธ์ํ๋ ๋ฐ ๊ฑธ๋ฆฌ๋ ํ๊ท ์๊ฐ์ ์ฃผ๋ก ๊ทธ ๋์ด์์ ์ถ์ ๋๋ ๋จ๋ฉด์ , ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ด๋๊ณผ ์ฑ์ฐ๊ธฐ ์ด๋์ ๋ฐ๋ผ ๋ฌ๋ผ์ง๋๋ค:
- ์์ ๋จ๋ฉด (ํผ๊ท์ด, ์์ ๋ธ๋ํท): ~10โ15 ์ด/๋ ์ด์ด
- ์ค๊ฐ ๋จ๋ฉด (์ผ๋ฐ์ ์ธ ๊ธฐ๋ฅ ๋ถํ): ~15โ25 ์ด/๋ ์ด์ด
- ํฐ ๋จ๋ฉด (๋์ ๋ฒ ์ด์ค, ์กฐ๋ฐํ ์ฑ์ฐ๊ธฐ): ~25โ45 ์ด/๋ ์ด์ด
์ค์ ๋ ์ด์ด๋ ๋ชจ๋ธ ์ ์ฒด์์ ๋ค์ํ๋ฏ๋ก, ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ๋จ์ผ ํ๊ท ๋ ์ด์ด๋น ์๊ฐ์ ์ฌ์ฉํฉ๋๋ค. ๋น ๋ฅธ ์ฒซ ๋ฒ์งธ ํต๊ณผ๋ก, ์ค๊ฐ ํฌ๊ธฐ ๋ถํ์ ๊ฒฝ์ฐ 20์ด/๋ ์ด์ด๊ฐ ํฉ๋ฆฌ์ ์ธ ์์ ๊ฐ์ ๋๋ค.
๋ ์ด์ด ๋์ด๊ฐ ์ธ์ ์๊ฐ์ ๋ณ๊ฒฝํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ
์ด ๋น๊ต๋ ๋ชจ๋ธ ๋์ด๋ฅผ 100mm๋ก, ๋ ์ด์ด๋น ํ๊ท ์๊ฐ์ 20์ด๋ก ๊ณ ์ ํ๊ณ ๋ ์ด์ด ๋์ด๋ง ๋ณํ์ํต๋๋ค. ์์ํ ๊ธฐํํ์ ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ถ๋ฆฌํฉ๋๋ค: ๋ ์ ๊ณ ๋๊บผ์ด ๋ ์ด์ด๋ ํจ์ฌ ๋นจ๋ฆฌ ์๋ฃ๋ฉ๋๋ค. ์ด ๋ ์ด์ด๋ \(\lceil 100 / \text{๋ ์ด์ด ๋์ด} \rceil\)๋ก ๊ณ์ฐ๋๊ณ , ์ด ์๊ฐ์ ๋ ์ด์ด \(\times\) 20์ด์ ๋๋ค.
| ๋ ์ด์ด ๋์ด | ์ด ๋ ์ด์ด | ๋ ์ด์ด๋น ์๊ฐ | ์ด ์ธ์ ์๊ฐ |
|---|---|---|---|
| 0.10 mm (์ธ๋ถ) | 1000 | 20 ์ด | 5.56์๊ฐ |
| 0.20 mm (ํ์ค) | 500 | 20 ์ด | 2.78์๊ฐ |
| 0.30 mm (๋๋ํํธ) | 334 | 20 ์ด | 1.86์๊ฐ |
0.20mm์์ 0.10mm๋ก ์ด๋ํ๋ฉด ๋ ์ด์ด ๊ฐ์์ ๋ ๋ถ๋๋ฌ์ด ๋ง๊ฐ์ ์ํ ์๊ฐ์ด ๋ ๋ฐฐ๊ฐ ๋๋ ๋ฐ๋ฉด, 0.30mm๋ ํ์ค ํ์ง ์๊ฐ์ ์ฝ 1/3๋ก ์ค์ ๋๋ค. ์ค์ ๋ก ๋ ๋๊บผ์ด ๋ ์ด์ด๋ ๊ฐ์ ํ๋ฆ์ผ๋ก ๋ ์ด์ด๋น ์ฝ๊ฐ ๋ ๋น ๋ฅด๊ฒ ์ธ์ํ ์๋ ์์ผ๋ฏ๋ก, ์ค์ ์ ์ฝ์ ๋์ฑ ํด ์ ์์ต๋๋ค โ ํ์ง๋ง ๋ ์ด์ด ๋ผ์ธ์ด ๋ ๋์ ๋๊ฒ ๋ฉ๋๋ค.
์ธ์ ๊ณํ
๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ๊น๋ํ ๊ธฐํํ์ ์์น๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ฉฐ, ๋ช ๊ฐ์ง ์ต๊ด์ด ์ด๋ฅผ ํ์ค๊ณผ ์ผ์นํ๋๋ก ํฉ๋๋ค:
- ์ค์ ๋ ์ด์ด๋ฅผ ์๊ฐ ์ธก์ ํ์ฌ ๋ณด์ ํ์ธ์. ์ธ์๋ฅผ ์์ํ๊ณ , ์ค๊ฐ ๋์ด์ ๋ช ๋ ์ด์ด๋ฅผ ์คํฑ์์น๋ก ๊ด์ฐฐํ๊ณ ํ๊ท ์ ๋
๋๋ค. ๊ทธ๊ฒ์ ์ถ์ธก์ด ์๋
avg_time_per_layer๋ก ์ฌ์ฉํ์ธ์ โ ์ด๊ฒ์ ์ค์ ์๋, ์ฑ์ฐ๊ธฐ ๋ฐ ์ด๋์ ํฌ์ฐฉํฉ๋๋ค. - ์ธ์ ์์์ ์ํด ๋ฒํผ๋ฅผ ์ถ๊ฐํ์ธ์. ์ฒ์ ๋ช ๋ ์ด์ด๋ ๋ณดํต ๋ ๋๋ฆฌ๊ฒ ์คํ๋๊ณ (๋ฒ ๋ ์ ์ฐฉ์ ์ํด ๊ฐ์๋ ์ฒซ ๋ ์ด์ด ์๋), ๋ฒ ๋์ ๋ ธ์ฆ์ ๊ฐ์ดํ๋ ๊ฒ์ ๊ณต์์ ํฌํจ๋์ง ์์ ๋ช ๋ถ์ ์ถ๊ฐํฉ๋๋ค. ์งง์ ์ธ์์ ๊ฒฝ์ฐ ~5โ10๋ถ, ๊ธด ์ธ์์ ๊ฒฝ์ฐ ๋ช ํผ์ผํธ๋ก ํจ๋ฉํ์ธ์.
- ์ด์ ๋ฐ ๋ฐค์ ์คํ์ ๋ ํฐ ๋ ์ด์ด ๋์ด๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ธ์. ๋ง๊ฐ์ด ์ค์ํ์ง ์์ ๋, 0.10mm์์ 0.20 ๋๋ 0.30mm๋ก ์ ํํ๋ฉด ์๊ฐ์ ๋๋ต ์ ๋ฐ ๋๋ 1/3๋ก ์ค์ผ ์ ์์ต๋๋ค โ ํ๋กํ ํ์ ์ด๋ ๊ธด ๋ฌด์ธ ์ธ์์ ์ด์์ ์ ๋๋ค.
- ๊ธด ์์ ์ ์ ์ฌ๋ผ์ด์์ ๋น๊ตํ์ฌ ํ์ธํ์ธ์. ์ฌ๋ผ์ด์๋ ๊ฐ์๋, ๋๊ฐ ์ผ์ ์ค์ง ๋ฐ ๊ฐ๋ณ์ ๋ ์ด์ด๋ณ ๊ธฐํํ์ ๋ชจ๋ธ๋งํฉ๋๋ค. ์ฌ๋ฌ ๋ ์ ์ธ์์ ๊ฒฝ์ฐ, ์ด ์ถ์ ์น๋ฅผ ์์ ํ์ธ์ผ๋ก ์ทจ๊ธํ๊ณ ์ฝ์ํ๊ธฐ ์ ์ ์ฌ๋ผ์ด์์ ์์ธก๊ณผ ๋น๊ตํ์ธ์.
์ ๋ขฐํ ์ ์๋ ์๊ฐ ์์น๋ฅผ ์ป์ ํ, 3D ์ธ์ ๋น์ฉ ๊ณ์ฐ๊ธฐ์ print_hours ๊ฐ์ผ๋ก ๊ณต๊ธํ์ฌ ํ๋ผ๋ฉํธ์ ์ ๊ธฐ ๋น์ฉ์ ๊ณ์ฐํ ์ ์์ต๋๋ค.
์์ฃผ ๋ฌป๋ ์ง๋ฌธ
์ฌ๋ผ์ด์ ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ ๋ค๋ฅธ๊ฐ์? ์ฌ๋ผ์ด์๋ ์ค์ ํดํจ์ค(toolpath)๋ฅผ ๋ฐํ์ผ๋ก ๋ ์ด์ด๋ณ ์๊ฐ์ ๊ฐ๊ฐ ๊ณ์ฐํฉ๋๋ค. ๋ฐ๋ฉด ์ด ๋๊ตฌ๋ ํ๋์ ํ๊ท ๊ฐ์ ์ฌ์ฉํ๋ฏ๋ก ์ ํํ ์์น๊ฐ ์๋๋ผ ์ด๋๊น์ง๋ ์ถ์ ์น์ ๋๋ค.
๋ ์ด์ด๋น ํ๊ท ์๊ฐ์ ์ผ๋ง๋ก ์ก์์ผ ํ๋์? ๋น์ทํ ์ถ๋ ฅ๋ฌผ์ ๋ช ๊ฐ ๋ ์ด์ด ์๊ฐ์ ์ง์ ์ฌ ๋ณด๊ฑฐ๋, ์ผ๋ฐ์ ์ธ FDM ์ถ๋ ฅ์ด๋ผ๋ฉด 15~30์ด๋ฅผ ์์๊ฐ์ผ๋ก ์ก๊ณ ์ ์ฐจ ๋ณด์ ํด ๋๊ฐ์ธ์.
๋ ์ด์ด ๋์ด๊ฐ ์ด ์๊ฐ์ ์ํฅ์ ์ฃผ๋์? ๋ค. ๋ ์ด์ด ๋์ด๋ฅผ ์ ๋ฐ์ผ๋ก ์ค์ด๋ฉด ๋ ์ด์ด ์๊ฐ ๋ ๋ฐฐ๋ก ๋์ด๋ฉ๋๋ค. ํ ๋ ์ด์ด๋ ๋ ๋นจ๋ฆฌ ์ถ๋ ฅ๋ ์ ์์ด๋ ์ ์ฒด ์๊ฐ์ ๋๊ฐ ๊ธธ์ด์ง๋๋ค.