3D프린터로 만든 두 번째 개인 작품

안녕하세요. 메카럽입니다.

지금 방금 3D 프린터 출력과 조립이 마무리가 되어 이렇게 늦은 시간에 포스팅을 하게 되었습니다.

지난번에 만들었던 바이스의 작동이 너무 잘 되어 다른 바이스를 설계하여 출력해보고자 하였습니다. 생각보다 이번 바이스 작품은 공차 작업이 까다로워서 살짝 머리 아프긴 했는데 그래도 무난하게 출력과 조립이 잘 마무리되어 다행이라고 생각합니다. 그럼 이제부터 작품 설계부터 출력 완성품이 되기까지 과정을 포스팅해보도록 하겠습니다.

 

Vise (바이스)

바이스의 정의 : 손작업용으로 사용되고 있으나, 공작기계의 테이블에 장치하여 기계가공을 하는 소재(素材)를 고정시키는 공작기계의 부속품으로서도 사용됩니다. 손작업용에도 여러 종류가 있으나, 조(jaw)의 개폐(開閉) ·죄기(clamping)는 바이스에 붙어 있는 핸들로 나사를 죄어서 합니다.
작업대에 장치해서 사용하는 바닥이 평평한 것을 상자형 바이스, 아래쪽에 긴 다리가 있어 이것을 작업대의 측면에 장치하는 것을 다리붙이 바이스라고 하며 작은 부품을 쉽게 고정하는 데 사용되는 것을 핸드 바이스라 합니다.
공작기계에서는 공작물을 직접 테이블에 장치하지 않고, 일단 이것을 바이스에 물린 다음, 그 바이스를 테이블에 장치하는 편이 작업상 편리할 때가 있고 셰이핑 머신 등에서는 이와 같은 바이스를 사용하는 것이 보통입니다.

◈ 공차를 적용한 모델링 작업

핀과 볼트를 제외한 부품의 수량은 총 6개로 베이스와 서포터 두 개, 공작물을 잡아주는 역할을 하는 이동 조, 나사 축과 핸들로 이루어져 있습니다.

일반 설계 도면으로 작업한다면 조립공 차를 적용하여 쉽게 작업이 가능하겠지만 3D 프린터 출력 공차를 적용하려다 보니 신경 써야 하는 부분이 꽤 많아 작업 시간이 꽤 오래 걸렸습니다.

위 부품을 모델링한 후 어셈블리를 통해 조립의 위치가 맞는지 확인하는 절차를 아래와 같이 실시하였습니다.

손잡이는 규격제품을 써야 하지만 3D 프린터로 작업하기 편한 손잡이로 규격과는 다른 모양을 적용하였습니다.

조립에 아무런 이상이 없음을 확인한 후 3D프린터 출력을 위한 본격적인 작업을 실시하였습니다.

 

◈ STL 파일로 변환된 부품 파일을 슬라이싱 프로그램을 통해 G-code로 변환

각 부품을 슬라이싱 프로그램을 통해 작업 시간을 확인하였습니다.

베이스는 1시간 34분, 서포트는 각각 약 1시간 정도, 이동조는 약 40분, 나사 축은 50분, 핸들과 핀도 약 40분 정도 소요되어 총 출력 시간은 5시간 44분이 소요되었습니다.

하지만 오토 레벨링과 예열시간을 모두 합치게 되면 2시간 정도 추가되어 대략 7시간 정도 소요가 됩니다.

정말이지 3D 프린터는 속도만 개선이 된다면 엄청난 잠재력을 지닌 3D프린터 시대가 올 것이라고 장담할 수 있을 것 같습니다.

슬라이싱을 통해 G-code변환을 완료한 후 부품 하나하나 출력을 아래와 같이 실시하였습니다.

부품 출력은 크게 신경 쓸 것이 없을 정도로 알아서 출력을 잘합니다.

사용해보신 분들은 아시겠지만 세팅값을 슬라이싱 프로그램에서 설정만 잘해준다면 3D 프린터에서는 크게 조작할 필요가 없을 정도로 편합니다. 단, 3D프린터에서 시간을 줄이는 방법 중에 레벨링이 있는데 제가 보유하고 있는 3D프린터는 오토레벨링 시스템이 장착되어 있어 힘들게 레벨을 맞추는 번거로움이 없습니다.

3D프린터 구매를 생각하고 계신 분들이라면 레벨링 또한 고려해야 하는 부분 중에 하나입니다. 오토 레벨링이 안되어도 쉽고 간단하게 조작이 가능한 레벨링 시스템을 확인하시기를 추천드립니다.

 

◈ 출력 완료 후 후가공을 통한 서포터 및 브림 제거

서포터와 브림을 제거한 후 나사 축과 나사 축이 결합되는 탭 부분은 탭핑기를 이용하여 스크루 부분의 정확도를 상승시켰습니다. 가조립을 해본 결과 크게 문제가 없어 사포를 통해 면을 다듬질한 후 조립을 실시하여 바이스를 완성시킬 수 있었습니다. 최종 완성품은 아래와 같습니다.

3D 프린터 출력은 매번 할 때마다 느끼는 것이지만 하루를 꼬박 매달려서 해야 하는 작업이라 시간은 금방 가는 것 같습니다. 물론 잘 맞아떨어지고 생각한 대로 완성이 되었을 때이지 만약 생각한 대로 나오지 않고 설계가 잘못되어 재 출력을 계속하게 된다면 시간이 금방 가는 가는 것을 느끼기도 전에 포기하게 될 것입니다.

3D 프린터를 처음 다루시거나 익숙하지 않으신 분들은 조립품을 출력하기에 앞서 단품 출력을 먼저 경험해보시는 것을 추천드립니다. 조금씩 흥미를 키워나가면서 욕심을 내었을 때 점점 좋은 작품이 나오지 않나 싶습니다.

다음에는 기계 부품보다는 제품에 가까운 단품을 출력해 보겠습니다. 

하루하루 행복하세요.