긴 인쇄물에서 레이어 분리 및 균열의 원인은 무엇입니까?

3D 프린팅에서 흔히 발생하는 문제인데, 키가 큰 물체에 수평으로 균열이 생기고, 심지어 완전히 두 동강이 나는 경우도 있습니다. 이러한 결함을 균열이라고 합니다. 층 분리 또는 박리는 인쇄된 층들이 서로 제대로 접착되지 않을 때 발생합니다.. 높이가 높은 모델은 하단의 냉각된 층과 상단에서 압출되는 뜨거운 새 층 사이의 큰 온도 차이 때문에 이러한 문제에 특히 취약합니다. 이 가이드에서는 이 문제의 원인을 설명하고 이를 방지하기 위한 명확한 해결책을 제시합니다.

냉각이 인쇄물을 갈라지게 하는 힘을 만들어내는 방식

키가 큰 출력물이 갈라지는 유일한 이유는 플라스틱이 식으면서 수축하기 때문입니다.. 이러한 수축 작용은 프린트 내부에서 강력한 위쪽으로 당기는 힘을 발생시킵니다. 이후의 모든 해결책은 이 힘을 제어하는 ​​각기 다른 방식일 뿐입니다.

내적 스트레스라고 알려진 이 파괴적인 힘이 어떻게 축적되는지 직접적으로 살펴보겠습니다.

출력물의 맨 아래쪽 층들은 식으면서 수축합니다. 그 위에 새롭게 올려지는 뜨거운 층들도 차례로 식으면서 수축합니다. 하지만 수축하면서 아래쪽에 이미 굳어진 층을 위로 잡아당깁니다. 출력물이 점점 높아짐에 따라 이 위로 잡아당기는 힘이 층층이 누적되어 엄청나게 강해집니다.

이로 인해 출력물 내부에서 끊임없는 힘겨루기가 발생합니다. 내부 응력이 층들을 서로 분리시키려 하고, 층간 접착력(일명 "용접")이 층들을 서로 붙들어 주려 합니다. 균열은 분리하려는 힘이 이기는 순간 발생합니다.

그러므로 문제는 명확하다. 균열을 막으려면 상황을 자신에게 유리하게 만들어야 한다. 이는 내부 응력을 줄이거나 층간 접착력을 높여야 한다는 것을 의미합니다.. 다음 섹션에서는 이러한 균형을 약화시키는 일반적인 실질적인 오류들을 설명하고, 이를 해결하기 위한 구체적인 방안을 제시합니다.

원인 1: 찬바람과 외풍으로 인해 프린트물이 너무 빨리 식는 경우

이는 높이가 있는 출력물에서 층 분리가 발생하는 가장 흔한 원인입니다. 프린터 주변 공기가 너무 차갑거나 바람이 많이 불면 내부 응력이 급격히 증가하여 모델이 분리됩니다.

급속 냉각이 내부 스트레스를 유발하는 이유

실내 온도가 일정하지 않으면 새로 출력된 각 레이어가 너무 빨리 식게 됩니다. 이러한 급속 냉각은 수축량을 극대화하고, 결과적으로 출력물 내부의 파괴적인 인장력을 증가시킵니다. 바로 이러한 이유 때문에 ABS처럼 수축률이 높은 소재는 개방된 공간에서 성공적으로 출력하기가 거의 불가능합니다. 차가운 환경은 층 분리가 일어나기에 딱 맞는 조건을 만들어냅니다..

이 문제를 식별하는 방법

다음과 같은 증상이 나타난다면 추운 환경이 주요 원인일 가능성이 매우 높습니다.

• 인쇄가 진행되는 도중에 갑자기 균열이 나타납니다.
• 층이 떨어져 나갈 때 "펑" 하는 소리가 들릴 때가 있습니다.
• 추운 방이나 프린터가 창문, 문 또는 에어컨 통풍구 근처에 있는 경우 문제가 훨씬 더 심각해집니다.

최적의 해결책: 인클로저를 사용하세요

가장 효과적인 해결책은 프린터를 밀폐된 공간 안에 넣는 것입니다.. 밀폐된 공간은 프린트 베드에서 발생하는 열을 가두어 모델 주변에 안정적이고 따뜻한 공기층을 형성합니다. 이렇게 높아진 주변 온도는 프린트 과정 내내 전체 출력물을 훨씬 따뜻하게 유지해 줍니다. 출력물의 바닥과 윗면 사이의 온도 차이를 최소화함으로써 내부 수축력을 크게 줄여 레이어들이 단단하게 접착되도록 합니다.이를 위해서는 현재 사용 중인 프린터에 별도의 외장 커버를 씌우거나, 외장 케이스가 통합된 프린터를 선택하면 됩니다. 프린터에서 QIDI 기술.

원인 #2: 부품 냉각 팬의 회전 속도가 너무 강함

그 부분 동안 냉각 팬 날카로운 디테일과 깔끔한 ​​오버행을 위해서는 팬의 작동이 필수적이지만, 작동 온도를 너무 높게 설정하면 레이어 간의 접착력이 심각하게 약해져 균열이 발생할 수 있습니다. 이는 팬이 레이어들이 제대로 용접되는 것을 방해하기 때문입니다.

과도한 냉각이 균열을 일으키는 이유

우수한 적층 접착의 목표는 뜨겁게 녹은 플라스틱 층을 아래층 위에 도포하여 열로 두 층을 융합시켜 하나의 견고한 덩어리로 만드는 것입니다. 부품 냉각 팬이 고속으로 작동하면 새로 도포된 층이 순식간에 냉각됩니다. 이러한 급속한 응고는 새로운 층이 이전 층에 제대로 녹아들지 못하게 합니다.. 그 결과, 열 수축으로 인한 내부적인 힘에 의해 나중에 쉽게 분리될 수 있는 약하고 피상적인 결합이 형성됩니다.

이 문제를 식별하는 방법

이 문제는 환경 문제보다 더 미묘할 수 있습니다. 주요 지표는 다음과 같습니다.

• 인쇄 상태는 시각적으로 깔끔하고 치수도 정확해 보이지만, 구조적으로 매우 약합니다.
• 균열은 인쇄 과정 중이 아니라 인쇄가 완료되고 실온으로 완전히 식은 후에 나타나는 경우가 많습니다.

해결책: 슬라이서 프로그램의 팬 속도를 조절하세요

슬라이서 소프트웨어에서 팬 설정을 변경하면 이 문제를 해결할 수 있습니다. 주요 방법은 두 가지입니다.

1. 팬 속도를 줄이세요: PLA와 같은 일반적인 필라멘트를 추운 날씨에 출력할 때는 팬 속도를 100%로 설정할 필요가 없는 경우가 많습니다. 속도를 30~50% 정도로 낮춰보세요. 이 정도 속도면 레이어 강도를 떨어뜨리지 않으면서도 디테일을 살리는 데 필요한 충분한 냉각 효과를 얻을 수 있습니다.
2. 특정 소재를 다룰 때는 팬을 끄세요.: 온도 변화에 매우 민감하고 변형되기 쉬운 재료의 경우, 예를 들어 ABS, ASA, 나일론 소재의 경우, 부품 냉각 팬을 완전히 끄는 것이 가장 좋습니다. 단, 브릿지나 가파른 오버행과 같이 처짐을 방지하기 위해 필요한 중요한 부분에서는 슬라이서 프로그램이 팬을 자동으로 켜도록 허용하는 예외적인 경우가 있습니다.

원인 3: 노즐 온도가 충분히 높지 않아 강력한 용접이 이루어지지 않음

층들이 강력하게 접착되려면, 필라멘트는 아래층과 제대로 융합되려면 충분히 뜨거워야 합니다.. 노즐 온도가 너무 낮게 설정되면 첫 번째 레이어부터 출력물이 약해져서 응력을 받으면 쉽게 균열이 생깁니다.

튼튼한 용접에 충분한 열이 필요한 이유

적절한 층간 접착을 위해서는 뜨겁게 압출된 플라스틱이 이전 층의 표면을 약간 다시 녹여 두 층 사이에 강력한 용접부를 형성해야 합니다. 출력 온도가 너무 낮으면 필라멘트가 반고체 상태로 압출됩니다.. 아래층과 제대로 융합될 만큼 충분한 열에너지가 없습니다. 용접되는 대신 층들이 서로 겹쳐져 있을 뿐이므로 층간 접착력이 본질적으로 떨어집니다.

이 문제를 식별하는 방법

이 문제의 가장 확실한 징후는 작은 모델처럼 큰 하중을 받지 않는 출력물조차도 전반적으로 약해 보인다는 것입니다. 출력물의 높이와 상관없이 손으로 레이어를 쉽게 분리할 수 있다면 출력 온도가 문제일 가능성이 높습니다. 출력물이 약하게 느껴지고, 손톱으로도 레이어가 분리될 수 있다면 출력 온도가 적절하지 않은 것입니다.

해결책: 용접 품질 향상을 위해 노즐 온도를 높이십시오.

이 문제를 해결하는 방법은 간단하며 슬라이서 프로그램의 온도 설정에서 변경할 수 있습니다.

1. 온도를 점진적으로 높이세요: 간단한 테스트로 노즐 온도를 5°C씩 올리고 작은 테스트 출력을 해보세요. 레이어가 얼마나 단단하게 결합되는지 눈에 띄게 개선될 때까지 5°C씩 온도를 계속 높여가세요.
2. 온도탑을 출력하세요 (권장): 특정 필라멘트에 가장 적합한 온도를 찾는 가장 좋은 방법은 "온도 타워"를 출력하는 것입니다. 이 특수 교정 모델은 다양한 높이에서 여러 온도로 자동 출력됩니다. 이를 통해 타워를 직접 테스트하고 어떤 온도가 가장 강력한 레이어 접착력을 제공하면서도 외관상 보기 좋은 결과를 가져오는지 정확하게 확인할 수 있습니다.

원인 #4: 3D 프린터의 필라멘트 압출량이 부족합니다

압출 부족이란 프린터가 단단하고 견고한 레이어를 만들기에 충분한 양의 플라스틱을 밀어내지 못하는 상태를 의미합니다.. 이러한 재료 부족은 약하고 다공성인 구조를 초래하며, 이는 온도 때문이 아니라 단순히 적절한 결합을 형성할 만큼 충분한 플라스틱이 없기 때문에 쉽게 파손될 수 있습니다.

압출 부족이 약한 층을 유발하는 이유는 무엇일까요?

견고한 접착을 위해서는 아래층과 융합될 수 있도록 두껍고 녹은 플라스틱 층이 형성되어야 합니다. 프린터가 필라멘트를 충분히 압출하지 못하면 필라멘트 층이 너무 얇아지고 층 사이에 틈이 생길 수 있습니다. 이렇게 되면 단단하고 균일한 층을 형성하기에 충분한 재료가 공급되지 않아 이전 층과의 강력한 접착은 더욱 어려워집니다. 결과적으로 출력물 전체가 근본적으로 약하고 스펀지 같은 구조를 갖게 됩니다.

압출 부족을 식별하는 방법

압출 부족 현상은 보통 불량 지점뿐만 아니라 출력물 전체에 걸쳐 나타납니다. 다음과 같은 단서들을 찾아보세요:

• 파손 부위는 깨끗한 균열보다는 스펀지처럼 부드럽거나 구멍이 뚫린 듯한 분리 형태로 나타납니다.
• 윗면과 벽면의 필라멘트 선 사이에 틈이 있는 것을 볼 수 있습니다.
• 인쇄물의 벽면이 얇거나 불완전하며, 전반적으로 거칠고 마감이 덜 된 표면 질감을 가지고 있습니다.

압출 부족 문제를 해결하는 방법

압출 부족 문제를 해결하려면 프린터가 정확한 양의 재료를 밀어내고 있는지 확인해야 합니다. 다음 단계를 순서대로 따르세요.

1. 익스트루더 보정(E-스텝): 압출 공정에서 가장 중요한 교정 작업입니다. E-스텝 프린터 소프트웨어에서 100mm의 필라멘트를 요청할 때 압출기 모터가 실제로 정확히 100mm를 밀어내도록 합니다. 이렇게 하면 하드웨어적인 문제 해결이 가능합니다.
2. 슬라이서의 유량을 높이세요: E-스텝 값이 정확하다면 슬라이서 프로그램의 "유량" 또는 "압출 배율" 설정을 사용하여 미세 조정을 할 수 있습니다. 예를 들어 100%에서 103%로 약간 높이면 규격보다 약간 가는 필라멘트를 사용하는 경우 이를 보정하는 데 도움이 될 수 있습니다.
3. 노즐이 부분적으로 막혔는지 확인하십시오.: 갑작스럽거나 간헐적인 압출 부족 또는 그 이상의 현상의 매우 흔한 원인 압출 중단 부분적으로 노즐이 막혔습니다. 최근 인쇄 품질이 저하되었다면 "콜드 풀"을 수행하거나 노즐 청소 바늘을 사용하여 막힘을 제거하십시오.

원인 #5: 필라멘트가 수분을 흡수했습니다

많은 일반적인 3D 프린팅 필라멘트 흡습성이 있다, 즉, 필라멘트는 스펀지처럼 공기 중의 수분을 쉽게 흡수합니다. 이렇게 습기가 있는 필라멘트를 출력하면, 내부에 갇힌 수분이 레이어 접착력을 저하시키고 부품 전체를 약하게 만드는 문제를 일으킵니다.

습기가 있는 필라멘트로 출력하면 왜 출력물이 잘 부서지는가?

수분을 머금은 필라멘트가 뜨거운 노즐에 들어가면 물은 순식간에 끓어오르며 격렬하게 증기로 변합니다.. 이 작은 폭발은 압출된 플라스틱 라인 내부에 기포와 공기 주머니를 생성합니다. 이러한 기포는 층들이 서로 접착될 수 있는 표면적을 급격히 감소시킵니다. 결과적으로, 부품은 층 경계면뿐만 아니라 전체적으로 취성이 강해지고 구조적으로 손상됩니다.

"습한" 필라멘트를 식별하는 방법

인쇄 과정에서 필라멘트가 젖으면 소리와 눈으로 그 영향을 종종 확인할 수 있습니다.

• 청각적 단서: 노즐에 갇힌 물이 증발하면서 쉬익, 펑펑 또는 딱딱거리는 소리가 들릴 것입니다.
• 시각적 단서: 출력물의 표면은 매끄럽지 않을 것입니다. 오히려 거칠거나, 보풀이 일어나거나, 심지어 움푹 패인 듯한 질감을 가질 수 있습니다.

해결책: 필라멘트를 말리세요

이 문제를 해결하는 유일한 방법은 인쇄 전에 플라스틱 스풀에서 습기를 제거하는 것입니다. 가장 확실한 방법은 다음과 같습니다.

• 전용 장치를 사용하여 필라멘트 건조기.
• 식품 건조기를 재료에 맞는 온도로 설정하여 사용하세요.

이 단계는 다음과 같은 재료에 있어서 절대적으로 중요합니다. PETG, TPU, ABS, 특히 나일론, 이 제품들은 단 몇 시간 만에 공기 중의 성능 저하를 유발하는 상당량의 습기를 흡수할 수 있기 때문입니다.

더 강력한 레이어 결합을 위해 균형을 맞춰보세요!

키가 큰 인쇄물에 균열이 생기는 원인은 거의 항상 단 하나의 문제 때문입니다. 냉각되는 플라스틱의 위쪽으로 당기는 힘과 층들을 서로 결합시키는 접착력의 차이. 이 가이드에 제시된 각 해결책은 이러한 문제를 해결하는 데 도움이 됩니다. 인쇄 환경, 팬 속도 및 노즐 온도를 제어함으로써 파괴력을 체계적으로 줄이고 접착 강도를 높여 견고하고 안정적인 출력을 얻을 수 있습니다.