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2016년 01월 01일

Formlabs Form 2 테스트 출력물 리뷰 1/2편

댓글 0 | 3D 프린터 |

Formlabs사의 업그레이드되어 출시된 SLA 3D 프린터 Form 2 의 출력물 리뷰(Review)입니다.

기다리시는 분들이 꽤 되는데 늦어진 점 양해 부탁드립니다.

[ Formlabs SLA 3D 프린터 Form 2 ]

샘플 출력을 위한 3D 모델은 가로 3cm, 세로 2cm, 높이 1.2cm의 작은 크기로 SLA 출력방식의 특징들을 파악하기 쉽도록 구성하였습니다.

특히 XY축 해상도를 확인하기 위한 원통구조와 투명재질의 빛샘현상 정도를 확인할 수 있도록 재료가 고여 있을 수 있는 수평판, 측면 구멍과 홈 등이 포함되었습니다.

샘플모델 출력 조건은

- Z축 해상도(레이어 두께) : 50um(미크론, 0.05mm)

- 출력재질 : Formlabs 투명레진(Clear Resin)

이며, 샘플 출력물을 통해 파악하고자 하는 중요한 사항들은

1. 치수 정밀도

2. XY축 해상도

3. 빛샘현상(Light Bleeding) 정도

4. 수평면 품질

정도로 좁혀집니다.

사진들이 많아 리뷰를 1, 2부로 나눠서 게시하도록 하겠습니다.

아래 사진에서 확인할 수 있듯이 출력물은 작은 크기이고 투명재질로 출력되었습니다.

출력물은 수평면 기준으로 X축 Y축 모두 약 10~30도 정도 기울여 배치되어 출력된 것을 확인할 수 있으며, 그 결과 상부 평면에 수많은 사선(Z축 레이어)들이 보입니다.

모델을 기울여 배치하는 것은 보급형 DLP 및 SLA 방식 3D 프린터, 즉 출력물이 중력방향의 반대쪽인 위쪽에 붙어 출력되는 방식에서 출력 불량을 줄이기 위해 일반적으로 적용하는 방법입니다. 수평면이 중요한 경우 수평 배치를 시도할 수도 있는 사항입니다.

아래 서포터 간격이 3~8mm 정도로 상당히 넓은 간격으로 배치되어 있습니다. 그 결과 아래 주변 테두리 부분의 품질이 엉망입니다. 주변만 그렇고 판 밑면은 상당히 좋은 상태입니다. 아마도 Form 1~2 용 프로그램인 Preform의 기본 자동 서포터 셋팅인 듯 합니다. 이 문제는 테두리부분 서포터 간격을 2~3mm 정도로 변경하면 해결될 수 있는 사항이니 넘어가도록 하겠습니다.

1. 치수 정밀도 확인

출력물의 치수 정확도는 XY축으로는 오차범위 1/100 수준을 넘지 않는 상당히 높은 것으로 확인됩니다.

사실 치수 정확도 사항은 최대한 큰 크기도 출력하여 전체 오차 범위까지 확인을 해봐야 하지만, 30mm 정도만으로도 어느정도 예상되는 결과가 아닐까 추측해 봅니다.

Z축의 경우 DLP 및 SLA 출력방식의 경우 빛샘현상(Light Bleeding)에 의해 경화중인 레이어 뒷면이 함께 영향을 받아 경화되어 Z축으로 두꺼워지는 경향이 있습니다. 특히 투명재질의 경우 더욱 심하기 때문에 Z축 치수 정밀도 사항은 '3. 빛샘현상(Light Bleeding) 정도' 설명에서 언급하도록 하겠습니다.

2. XY축 해상도 확인

출력물 사진에서 확인할 수 있는 다른 중요한 점은 DLP 출력방식에서 볼 수 있는 XY축 계단현상이 보이지 않는다는 점입니다.

이는 이전 게시글에서 언급했던 내용입니다.

아래 사진들은 접사렌즈를 사용해서 찍은 것으로 실제크기는 상당히 작습니다. 가장 바깥쪽 원통의 겉 지름이 12mm, 중간이 8mm, 가장 안쪽이 4mm인 상태입니다.

일반적으로 곡면에서 확연히 드러나는 XY축 해상도를 확인하기 위해 3개의 작은 원통들을 구성하였으며, 사진에서도 확인할 수 있듯이 모든 측면 상에 계단현상은 전혀 보이지 않습니다.

DLP 출력방식은 모니터 화면에서 보이는 동일한 상태의 이미지를 프로젝터로 주사하여 재료를 경화하기 때문에 화면의 픽셀(Pixel)이 그대로 표현됩니다. 이를 최대한 줄이기 위하여 XY축 해상도, 즉, XY축 크기를 50~100um로 줄여서 출력합니다. 이는 포토샵에서 크기가 작은 이미지를 확대할 경우 계단식으로 픽셀이 확연히 보이지만, 크기를 줄이면 계단현상을 인지하지 못하는 이치와 동일합니다.

하지만 SLA 출력방식은 레이져 빔의 XY축 방향을 작은 반사거울들을 제어하여 빠른 속도로 선을 그리듯 재료를 경화시키기 때문에, 이 제어모듈이 미세하다면 계단현상이 거의 보이지 않는 장점이 있습니다. Form 2의 반사거울 모듈의 움직임은 상당히 미세하며, 이전 Form 1 시리즈에 비해 레이져 빔이 절반정도로 가늘고 선명해져 치수 정밀도까지도 상당히 높아진 것으로 파악됩니다.

- DLP 방식이 포토샵과 같은 픽셀(Pixel, Z축까지 포함하면 복셀(Voxel)이라고 표현되기도 합니다.) 방식이라면,

- SLA 방식은 XY축에 한해서는 일러스트와 같이 벡터(Vector) 방식이라고 표현할 수 있을 듯 합니다. 하지만, Z축에 한해서는 역시 계단현상이 나타납니다.

[ Formlabs Form 2 테스트 출력물 리뷰 1/2편 ] 계속

※ 이 리뷰는 3D몬에서 Formlabs사에 샘플출력을 의뢰하여 결과물로 받은 출력물에 국한된 결과로써 3D몬의 주관적인 판단 및 견해라는 점을 염두에 두시길 부탁드립니다.

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