안녕하세요.
오늘은 가장 저렴한 Flexible 소재인 TPU필라멘트를 사용한 출력물에 대해 완성도에 영향을 미치는 변수와 활용, 이에 따른 노하우를 공유하고자 합니다.
많은 분들이 문의를 주신 만큼 케이스 별로 나누어 최대한 상세히 기술토록 하겠습니다.
저희가 처음 TPU로 출력을 시도했던 마우스 손목 보호대입니다. 거의 2년이 다 되어 가네요,,:)
형상 자체는 대체로 잘 나왔지만 아래 사진과 같이 여러 결함들이 보입니다.
왜 이러한 결함이 생기는지, TPU의 성질은 어떠한지 하나씩 살펴보겠습니다.
1. TPU 필라멘트의 성질 및 출력 특성 - 윗면의 구배가 출력 품질에 영향을 준다!!
TPU는Thermoplastic Polyurethane 의 약어로 우레탄의 일종, 탄성 플라스틱입니다.
우측 아래 사진과 같이 탄성력과 연성을 가지고 있으며 필라멘트의 재질 역시 윤활해 PLA(좌측사진) 와 확연히 다름을 볼 수 있습니다.
SLA/ SLS등에서 출력 가능한 실리콘이나 고무와 같이 많은 비용을 들이지 않더라도 유사한 효과/ 용도에 맞게 합리적으로 사용할 수 있기 때문에 많은 분들이 의뢰를 하시는데, 재질의 특성상 유의하실 부분이 2가지 존재합니다.
-Flat / Rounded
아래 예시 사진을 보시면 같은 형상을 출력을 하더라도 윗면의 형상에 따라 확연히 다른 결과물이 출력됨을 확인하실 수 있습니다.
이것은 융점 이상의 온도로 가열된 TPU의 진득한 물성 때문으로,
보시는 바와 같이 윗면이 Flat할 경우 이미 출력된 부분과 엉겨붙어 표면이 마치 곰보와 같아지는 현상입니다.
이를 해결하는 방법으로는 눈에 보이지 않을만큼의 구배를 주거나,
프린팅과정에서 노즐의 xy축 동속을 최대한 낮추는 방법이 있습니다.
하지만 이 문제점이 제법 유용한 장점으로 작용하는 상황도 있는데,
서포터가 필요해 보이는 형상도 그 점성으로 인해 후가공이 필요없는, 깔끔한 형상으로 출력이 될 수 있다는 점입니다.
위 사진과 같이, PLA였다면 분명히 서포터가 필요한 형상도 후가공을 요치 않아도 되게끔, 바닥과 완벽하게 밀착되어 출력이 원활히 진행될 수 있습니다.
위 사항을 고려한다면 다음과 같이 결함 없이 깔끔한 형상이 출력 됩니다.
2. 연성이 필요한 목적 / 출력 방향 - Infill이 채워지는 방향을 필히 고려해야!!
3D프린터를 운용중이시거나, 의뢰를 해보신 분이라면, 용도에 따라 내부를 얼마나 채워야 하는지 역시 중요한 변수라는 것을 아실것입니다.
여기서 TPU에 대해 유의하실 점은, infill이 채워지는 방향입니다.
몇%를 채우던, infill은 제품이 출력되는 베드에 수직한 방향으로 채워집니다.
위 사진 내부에 보이는 격자가 바로 설정한 %에 따라 내부에 채워지는 infill인데, 위 사진은 10%로 출력한 결과물입니다.
우리가 TPU 출력을 필요로 하는 경우, 분명 이 형상이 눌리는 부분이 있을 것입니다.
만약 위 사진의 구조체를 위에서 아래로 누르면 어떨까요??
격자가 형상 내부의 바닥면부터 윗면까지 채워져 있기 때문에 잘 눌려지지 않을 것입니다.
하지만 이를 좌우로 눌러본다면??
압력이 채워지지 않는 면으로 가해져 연성의 격자들이 각 절점에서 접힐 수 있으므로 전자보다 훨씬 수월하게 눌려질 것입니다.
테크니컬한 영역은 모두 해당되지만 특히 기구물의 경우 같은 장비로 같은 형상을 출력하더라도 기기를 어떻게 운용하는지, 그 노하우에 따라 퀄리티가 크게 좌우됩니다.
저희는 늘 의뢰하시는 분의 입장에서, 최선의 결과물을 내기 위해 같이 고민하며
최상의 성과를 도출합니다.
TPU Timing belt 출력
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