파트 배치 방향
플라스틱이든 합성물이든, FFF든 CFF이든 3D 프린팅 파트는 프린트 베드와 평행한 평면에서 가장 강력합니다. 따라서 프린팅 방향에 따라 문자 그대로 파트를 강하게 만들어지거나 파손될 수 있습니다. 증착 기반 3D 프린터는 서로 겹쳐진 플라스틱 층으로 파트를 제작합니다. 거의 항상 재료 압출 자체를 형성하는 분자 결합은 다른 플라스틱 압출의 접착 결합보다 더 강합니다. 층을 균열이나 나무결과 같은 것으로 생각해 보십시오. 이는 함께 쌓인 재료 조각이므로 해당 조각을 수직 방향으로 잡아당기거나 전단력으로 서로 밀어내기가 쉽습니다.
파트를 프린팅하기 전에 압력과 하중이 파트의 어디에 가해지는지, 모델 전체에 어떻게 전파되는지 고려하십시오. 어느 부분에서 굽힘력, 인장력, 전단력을 받습니까? 확실하지 않다면 파트가 어떻게, 어디서, 어떤 방향으로 접촉되는지 생각해 보세요. 필요하다면 다이어그램을 그려보세요! 이는 정보를 바탕으로 프린팅 방향에 대한 결정을 내리는 데 도움이 됩니다.
레이어 높이
3D 프린팅의 레이어 높이는 파트 강도에 큰 영향을 미치지 않습니다. 레이어가 얇을수록 파트당 재료가 더 많이 압출되지만 가닥의 단면적은 더 작습니다. 레이어가 두꺼울수록 수가 적고 더 두껍게 돌출됩니다. 레이어 높이와 비드 단면적은 본질적으로 서로 균형을 이루고 서로 다른 레이어 높이의 강도를 대략 동일하게 만듭니다. 세부 사항은 종종 특정 재료 및 프린터의 설정에 따라 결정됩니다.
인필(Infill) 및 쉘
샌드위치 패널 이론으로 인해 쉘이나 지붕 및 바닥의 수는 항상 인필보다 파트 굽힘 강도에 더 큰 영향을 미칩니다. 또한 쉘은 파트 형상에 따라 하중 경로를 따르는 경향이 있기 때문에 일반적으로 빌드 플레이트에 평행한 평면을 따라 인장 강도를 향상시킵니다.
인필은 쉘만큼 파트 굽힘 강도에 영향을 미치지 않지만 인필이 가치 있는 몇 가지 이유가 있습니다. 인필은 파트 내부를 지지하는 구조 역할을 하므로 인필이 없으면 벽이나 쉘을 함께 고정할 수 있는 것이 아무것도 없습니다! 인필은 파트에 약간의 강성을 추가하고 파트의 벽이 변형되거나 지붕이 함몰되는 것을 방지합니다. 밀도가 낮은 인필 패턴을 사용하면 프린팅 품질이 저하되고 파트 성공률이 떨어지므로 일반적인 3D 프린팅 인필 패턴의 범위는 일반적으로 30~50%입니다.
사용하는 인필 유형은 굽힘 강도에 최소한의 영향을 미칩니다. 더 강한 파트를 만들려면 연속 섬유의 백본으로 쉘을 강화할 수 있습니다. 파트를 더 강하거나 단단하게 만들어야 하는 경우 연속 섬유를 사용하면 더 나은 성공을 거둘 수 있습니다. 솔리드 파트를 프린팅하는 것보다 더 빠르고 안정적입니다. 그러나 다양한 요구에 따라 다양한 인필 형상을 사용할 수 있습니다.
삼각형(Triangular) 인필: 삼각형 인필은 삼각형이 가장 강한 형상이기 때문에 가장 강한 인필 패턴입니다. 변형될 가능성이 가장 낮으며 파트 벽 뒤에 최상의 지지 구조를 제공합니다. 이러한 유형의 인필은 프린트 헤드가 대부분 파트를 가로질러 직선으로 이동하기 때문에 상대적으로 빠르게 프린팅됩니다. 강도와 속도가 결합된 삼각형 인필은 3D 프린팅의 인필을 위한 최선의 선택 중 하나입니다.
직사각형(Rectangular) 인필: 직사각형 인필은 평행 및 수직 돌출의 그리드로 구성되어 있기 때문에 100% 밀도 파트를 달성할 수 있는 유일한 인필 유형입니다. 직사각형 인필은 프린트 헤드가 직선으로 이동하기 때문에 빠르게 프린팅됩니다.
육각형(Hexagonal) 인필: 이 인필 유형은 테셀레이션 육각형으로 구성되어 있기 때문에 인필 패턴 중 무게 대비 강도 비율이 가장 높습니다. 그러나 프린트 헤드가 계속 방향을 바꿔야 하기 때문에 인필 유형을 프린팅하는 데 가장 오랜 시간이 걸립니다.
연속 섬유 채우기
인필 유형이나 레이어 높이에 관계없이 FFF 프린팅 기술을 활용하는 파트는 기본 플라스틱의 강도를 최대로 달성할 수 있습니다. 탄소 섬유, 유리 섬유 또는 케블라와 같은 섬유의 연속 가닥을 파트에 배치하면 연속 섬유 필라멘트를 사용하여 파트의 강도를 플라스틱 강도보다 훨씬 향상시킬 수 있습니다. 다양한 섬유 배치 옵션을 사용하면 파트에 하중이 가해지는 방식에 맞춰 파트 내에서 섬유가 배치되는 위치를 최적화할 수 있습니다. 예를 들어, 3D 프린팅 파트의 인필은 저밀도 비계 구조이므로 일단 인필이 노출되면 파트 강도가 저하됩니다. 파트가 심하게 마모되는 경우에는 내마모성이 뛰어난 Kevlar 연속 섬유 강화재를 사용할 수 있습니다. 섬유 강화 전략에서 섬유 선택, 적용 및 설정에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다.
