3D 프린팅용 필라멘트를 건조하는 방법

습기가 있는 필라멘트로 3D 프린팅을 하면 출력 품질 저하부터 프린터 손상까지 다양한 문제가 발생할 수 있습니다. 대부분의 필라멘트는 공기 중의 습기를 흡수하는 경향이 있으며, 이는 프린팅 성능에 영향을 미칩니다. 출력물에 이상한 덩어리가 생기거나, 실처럼 늘어지는 현상이 심하거나, 레이어 접착력이 약해지는 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 이러한 문제들은 비교적 쉬워야 할 프로젝트를 짜증스러운 경험으로 바꿔놓을 수 있습니다. 다행히 필라멘트를 효과적으로 건조시켜 출력 품질을 향상시키는 방법들이 있습니다. 이 글에서는 시중에서 판매하는 건조기부터 직접 만들 수 있는 장치까지, 다양한 필라멘트 건조 방법을 소개하고 여러 재질의 출력 품질을 개선하는 방법을 알아보겠습니다.

3D 프린팅에서 건식 필라멘트의 중요성

습기: 인쇄 품질의 적입니다

습기가 있는 필라멘트는 3D 프린팅에서 많은 문제를 일으킬 수 있습니다.. 이 필라멘트가 가열되면 내부의 수분이 수증기로 변하여 출력물에 기포가 생기거나, 압출이 고르지 않거나, 심지어 출력 중에 펑 하는 소음이 발생하는 등의 증상이 나타납니다.

필라멘트가 습기를 머금는 이유는 무엇일까요?

실제로 대부분의 3D 프린팅 재료는 시간이 지남에 따라 공기 중의 수분을 흡수하는데, 이는 물 분자가 필라멘트의 고분자 사슬 사이로 들어가기 때문입니다. 재료의 종류와 주변 습도에 따라 수분 흡수 속도는 다릅니다.

필라멘트가 젖었다는 4가지 주요 징후

인쇄하기 전에 필라멘트가 젖었는지 여부를 종종 확인할 수 있습니다.

• 칙칙한 외관: 젖은 필라멘트는 마른 필라멘트보다 광택이 덜해 보일 수 있습니다.
• 취성 증가: 습기가 있는 필라멘트는 더 쉽게 끊어지는 경향이 있습니다.
• 인쇄 결함: 과도한 실처럼 늘어지는 현상, 층 접착 불량 또는 기포가 생기는 출력물은 필라멘트가 젖었음을 나타낼 수 있습니다.
• 특이한 인쇄 소리: 젖은 필라멘트로 출력할 때 지글거리는 소리나 펑펑 터지는 소리가 들릴 수 있습니다.

이러한 징후를 인식하면 습기 문제를 조기에 해결하여 3D 프린팅 작업에서 시간과 재료를 절약할 수 있습니다.

필라멘트의 종류와 습도 민감도

모두는 아닙니다 3D 프린팅 필라멘트 이 식물들은 습기에 대한 반응 정도가 비슷합니다. 습도에 대한 민감도가 매우 클 수 있으므로, 습도에 따라 관리 및 보관 방법이 달라집니다.

수분 흡수력이 매우 높은 필라멘트: 나일론 및 TPU

나일론과 TPU는 습기에 매우 민감한 소재로 꼽힙니다. 이 섬유들은 습한 공기에 노출되면 몇 시간 만에 엄청난 양의 수분을 흡수할 수 있습니다.

나일론은 강하고 유연한 성질을 지니지만, 습기에 매우 민감한 소재이기도 합니다. 습한 환경에 노출되면 자체 무게의 최대 10%까지 수분을 흡수할 수 있습니다. 이로 인해 수분 함량이 높아지면 기포 발생, 실처럼 늘어지는 현상, 레이어 접착력 저하 등 인쇄 품질에 심각한 문제가 발생할 수 있습니다.

TPU는 흡습성이 매우 높습니다. 엘라스토머 필라멘트 습기가 있을 때 표면에 결함이 생기거나 유연성이 일정하지 않은 인쇄물을 생성할 수 있습니다.

중간 소재: PETG 및 PLA

나일론이나 TPU보다 습기에 강하지만, PETG도 시간이 지남에 따라 인쇄 품질에 영향을 줄 만큼의 수분을 흡수할 수 있습니다. 습한 공기에 몇 주 노출되면 습기 오염 징후가 나타날 수 있습니다.

PLA는 다루기 가장 쉬운 필라멘트 중 하나로 여겨지지만, 여전히 어느 정도 흡습성이 있습니다. PETG보다 수분 흡수 속도는 느리지만, 장기간 부적절하게 보관할 경우 문제가 발생할 수 있습니다.

내습성 필라멘트: ABS

ABS는 흡습성이 낮은 필라멘트 중 하나입니다. 다른 일반적인 3D 프린팅 재료에 비해 수분을 흡수하는 속도가 훨씬 느립니다.하지만 ABS가 습기 관련 문제에 전혀 영향을 받지 않는다는 의미는 아닙니다. 이 소재조차도 습도가 높은 환경에서 장기간 방치하면 상당한 양의 수분을 흡수하여 인쇄 품질에 영향을 미칠 수 있습니다.

방법 1: 시판 필라멘트 건조기 사용

상업용 필라멘트 건조기 작동 원리

상용 필라멘트 건조기는 제어된 열과 공기 순환을 이용하여 3D 프린팅 재료에서 수분을 제거합니다. 이러한 장치는 일반적으로 발열체, 공기 순환용 팬, 필라멘트 스풀을 보관하는 챔버로 구성됩니다. 열은 필라멘트 내의 수분을 증발시키고, 순환하는 공기는 수분을 제거하여 재료를 효과적으로 건조합니다.

다양한 재질에 대한 최적 설정

필라멘트 종류에 따라 건조 온도와 시간이 다릅니다. 다음은 참고용 표입니다.

이는 일반적인 지침입니다. 필라멘트 브랜드 및 특정 배합에 따라 최적 설정이 다를 수 있으므로 항상 필라멘트 제조업체의 권장 사항을 확인하십시오.

방법 2: 오븐에서 필라멘트 건조

오븐 선택

온도 조절이 정확한 오븐을 선택하세요. 공기 순환 기능이 있는 컨벡션 오븐이 효과적입니다. 오염을 방지하기 위해 음식 조리 공간과 오븐을 분리해서 사용하세요.

건조 과정

필라멘트에 맞는 온도로 오븐을 예열하세요.

• 필라멘트를 유산지에 느슨하게 감싸거나 깨끗한 트레이에 놓으세요.
• 필라멘트를 오븐에 넣을 때, 여러 개의 스풀이 서로 닿지 않도록 주의하세요.
• 필라멘트 종류에 따라 타이머를 설정하세요.
• 과열이나 변형을 방지하기 위해 주기적으로 점검하십시오.
• 건조 후, 필라멘트를 오븐에서 천천히 식히십시오.
• 식힌 필라멘트는 제습제가 들어 있는 밀폐 용기에 보관하십시오.

오븐 건조는 효과적이지만 세심한 관리가 필요합니다. 항상 사용하시는 필라멘트에 맞는 제조업체의 지침을 따르십시오.

방법 3: 식품 건조기를 이용한 필라멘트 건조

식품건조기 활용법

식품 건조기에서 식품 트레이를 꺼내고 필라멘트 스풀 홀더를 넣으세요. 스풀 사이에 간격을 두어 공기가 잘 통하고 고르게 건조될 수 있도록 하세요. 필요한 경우 내열 소재를 사용하여 건조기에 맞는 맞춤형 스풀 홀더를 만들어 최대한의 간격을 확보할 수 있습니다.

온도 및 시간 설정

필라멘트 종류에 따라 온도를 설정하세요. PLA는 45~50°C에서 4~6시간 건조하는 것이 좋습니다. PETG는 약 65°C에서 4~6시간, 나일론은 70°C에서 12시간 이상 건조해야 합니다. 필라멘트가 여전히 축축하다면 건조 시간을 줄여서 점차 높여가세요. 정확한 설정값은 필라멘트 제조사에 문의하는 것이 좋습니다.

장점과 단점

식품 건조기의 장점으로는 저렴한 가격, 간편한 작동, 그리고 부드럽고 균일한 가열 방식 등이 있습니다. 하지만 몇 가지 단점도 있습니다. 대부분의 모델은 온도 범위가 제한적이어서 모든 종류의 필라멘트에 적합하지 않을 수 있습니다. 또한, 일부 건조기는 큰 실타래를 넣기에 적합하지 않습니다.식품과 섬유질을 건조하는 데 모두 건조기를 사용할 경우 교차 오염의 위험이 있습니다.

식품 건조기는 저렴한 건조 솔루션을 제공하지만, 사용하는 필라멘트 종류에 적합한지 확인하기 위해 모델의 최대 온도를 확인해야 합니다.

방법 4: DIY 필라멘트 건조 용액

제습실 만들기

밀폐 용기를 이용하여 간단한 건조실을 만드세요. 용기 바닥에 제습제 알갱이나 패킷을 깔아줍니다. 제습제 위에 작은 망사 받침대를 설치하여 필라멘트 스풀을 올려놓습니다. 용기를 밀봉하고 서늘하고 건조한 곳에 보관하세요. 이 방법은 시간이 다소 걸리지만 모든 종류의 필라멘트에 안전합니다.

실리카겔 패킷 사용하기

필라멘트 스풀을 밀봉 가능한 비닐봉투에 실리카겔 패킷 몇 개와 함께 넣으세요. 봉투를 밀봉하기 전에 최대한 공기를 빼내세요. 이 방법은 이미 건조된 필라멘트를 유지하거나, 습기를 흡수한 가벼운 필라멘트에 효과적입니다. 실리카겔 패킷은 효과를 유지하기 위해 정기적으로 교체하거나 재생하세요.

열 상자 만들기

나무나 플라스틱 상자에 저전력 전구 또는 발열 패드와 온도계를 넣고 가열 상자를 준비하세요. 발열체를 상자 바닥에 고정하고, 필라멘트 스풀을 놓을 수 있도록 위쪽에 작은 선반을 만들어 주세요. 과열을 방지하기 위해 온도를 주의 깊게 관찰해야 합니다. 이렇게 하면 사용자가 온도를 더 잘 제어할 수 있지만, 완전히 부주의해도 된다는 의미는 아닙니다.

특정 3D 프린팅 재료에 대한 필라멘트 건조 지침

PLA: 저온 단시간 건조

PLA는 40~45°C에서 4~6시간 동안 건조하세요. PLA는 다른 필라멘트에 비해 수분에 덜 민감하지만, 건조한다고 해서 손상되는 것은 아닙니다. 50°C 이상의 온도는 사용하지 마세요. 변형이 발생할 수 있습니다. 식품 건조기 또는 저온 오븐에서 약한 열로 조리해도 괜찮습니다.

PETG: 중온, 적당한 시간 건조

PETG는 65°C에서 4~6시간 동안 건조하세요. PLA에 비해 PETG는 수분을 더 쉽게 흡수합니다. 따라서 더 높은 온도에서 건조해야 하지만, 70°C를 넘지 않도록 주의해야 합니다. 일반적으로 PETG는 필라멘트 건조기나 온도 조절이 잘 되는 오븐에서 건조하는 것이 가장 좋습니다.

나일론: 고온 장시간 건조 공정

나일론은 흡습성이 매우 높으므로 70~80°C에서 12~24시간 동안 건조해야 합니다. 폴리카보네이트와 같은 다른 습기에 민감한 소재도 유사한 건조 조건을 요구합니다. 최상의 결과를 얻으려면 전용 필라멘트 건조기 또는 정밀하게 제어되는 오븐을 사용하십시오.

유연한 필라멘트: 부드럽고 오래 지속되는 건조

TPU와 같은 건조하고 유연한 필라멘트 40~50°C에서 4~6시간 동안 건조하세요. 이러한 재료는 습기에 민감하지만 고온에서는 변형될 수 있습니다. 따라서 낮은 온도에서 더 오랜 시간 건조하는 것이 좋습니다. 식품 건조기나 저온 오븐을 사용하면 유연한 필라멘트를 건조하는 데 효과적입니다.

필라멘트가 건조되었는지 확인하는 세 가지 방법

1. 필라멘트의 표면을 검사하십시오.

필라멘트 표면이 무광택이라면 일반적으로 건조가 진행 중이라는 신호입니다. 필라멘트가 제대로 건조되면 색상과 질감이 고르게 나타납니다. 필라멘트에 기포나 불규칙한 부분이 있는지 확인하십시오. 이러한 부분은 필라멘트에 아직 수분이 남아 있음을 나타낼 수 있습니다. 하지만 육안 검사만으로는 건조 상태를 정확히 판단하기 어려울 수 있습니다.

2. 체중 감량 측정

필라멘트 스풀을 건조 전후로 무게를 측정하십시오. 무게 감소는 수분 손실이 발생했음을 나타냅니다. 대부분의 필라멘트의 경우, 무게가 0.2~0.5% 정도 감소하면 충분히 건조된 것으로 간주합니다. 정확한 측정을 위해서는, 특히 작은 스풀의 경우 정밀 저울을 사용해야 합니다.

3. 테스트 인쇄를 실시합니다.

필라멘트가 완전히 마른 상태에서 작은 테스트 출력을 해보세요.출력 품질이 향상되는지 관찰하십시오. 예를 들어, 실 뭉침 현상이 줄어들고, 표면 결함이 감소하며, 층간 접착력이 좋아지는지 확인하십시오. 건조 과정을 거치지 않은 필라멘트로 출력한 결과물과 비교해 보십시오. 문제가 지속되면 추가 건조가 필요할 수 있습니다.

인쇄 중 수분 흡수를 방지하기 위한 전략

1. 사용 중인 스풀에는 필라멘트 건조 상자를 사용하십시오.

출력하는 동안 필라멘트는 제습함에 보관하세요. 제습함은 제습제나 활성 제습 장치를 통해 낮은 습도를 유지합니다. 대부분의 제습함은 필라멘트를 프린터에 직접 공급할 수 있는 구조를 갖추고 있어 주변 습기에 노출되는 것을 최소화합니다. 예산이 부족한 경우, 밀폐 용기에 필라멘트 공급 구멍을 뚫고 제습제를 넣어 임시 제습함을 만들 수도 있습니다.

2. 인쇄 환경 습도 제어

출력 공간의 습도를 최소한으로 유지하세요. 제습기를 사용하면 대부분의 필라멘트에 적합한 상대 습도를 50% 미만으로 유지할 수 있습니다. 습도계를 사용하여 현재 습도를 측정할 수 있습니다. 프린터를 밀폐하면 나일론이나 TPU처럼 습기에 매우 민감한 재료에 적합한 환경을 조성할 수 있습니다.

3. 정기적인 유지보수 점검을 실시하십시오.

필라멘트의 수분 흡수 여부를 주기적으로 확인하세요. 주로 질감, 색상, 부서지기 쉬운 정도 변화를 통해 확인할 수 있습니다. 주기적으로 스풀의 무게를 측정하여 수분 증가량을 파악하십시오. 필라멘트 재고를 효율적으로 관리하여 장기간 보관하기 전에 가장 오래된 스풀부터 사용하세요. 보관 용기의 제습제는 주기적으로, 일반적으로 몇 달에 한 번씩 또는 색상 변화가 나타날 때마다 교체해 주세요.

3D 프린팅 품질을 높이려면 필라멘트를 건조하게 유지하세요!

고품질 출력을 위해서는 3D 프린팅 필라멘트의 적절한 건조 및 보관 조건이 매우 중요합니다. 상업용 건조기, 오븐, 식품 건조기 또는 자작 건조기를 사용하든, 가장 중요한 것은 프린팅 과정 동안 재료를 일정한 건조 상태로 유지하는 것입니다. 정기적인 점검과 적절한 보관은 필라멘트의 수분 재흡수를 방지하여 출력 결함을 줄이는 데 도움이 됩니다. 필라멘트의 수명을 연장합니다, 스트레스를 줄여주는 3D 프린팅 환경을 만드세요. 최상의 결과를 얻으려면 필라멘트 건조를 3D 프린팅 과정의 표준 절차로 만드세요.