3D 프린터로 출력하다 보면 처음에는 베드에 잘 붙어 있던 출력물의 모서리가 점점 위로 들리는 현상이 발생할 수 있습니다. 출력이 끝난 뒤 확인해 보면 바닥이 평평해야 할 부분이 휘어 있거나 모서리가 베드에서 떨어져 있는 경우가 있습니다.
이러한 현상을 워핑(Warping)이라고 합니다.
워핑은 특히 넓고 평평한 모델을 출력할 때 자주 발생하며, 출력물이 커질수록 문제가 심해질 수 있습니다. 단순히 외관만 나빠지는 것이 아니라 출력물의 바닥이 변형되어 조립이나 결합이 필요한 부품의 치수에도 영향을 줄 수 있습니다.
이번 글에서는 3D 프린터에서 워핑이 발생하는 원인과 해결 방법, 필라멘트 종류에 따른 차이, 그리고 워핑을 예방하기 위한 출력 설정까지 자세히 알아보겠습니다.
워핑이란 무엇인가?
워핑은 출력물의 바닥 부분이 베드에서 떨어지면서 모서리나 가장자리가 위쪽으로 휘어지는 현상입니다.
3D 프린터는 녹인 필라멘트를 한 층씩 쌓아 올리면서 출력물을 만듭니다. 이 과정에서 필라멘트가 식으면서 수축할 수 있는데, 모델의 크기가 크거나 재료의 수축 정도가 큰 경우 이러한 힘이 출력물의 바닥 부분에 영향을 줄 수 있습니다.
결과적으로 베드에 붙어 있어야 할 모서리가 들리면서 출력물의 형태가 변하게 됩니다.
워핑이 발생하는 가장 큰 원인
워핑의 대표적인 원인은 출력 과정에서 발생하는 온도 차이와 필라멘트의 수축입니다.
노즐에서 나온 필라멘트는 높은 온도로 가열된 상태이지만 출력된 뒤 주변 공기에 의해 점점 식습니다.
이 과정에서 필라멘트가 수축하면서 출력물 내부에 힘이 발생할 수 있습니다.
특히 큰 면적의 출력물은 작은 출력물보다 수축의 영향을 크게 받을 수 있기 때문에 워핑이 발생할 가능성이 높아집니다.
베드 온도 확인하기
워핑이 발생한다면 먼저 베드 온도를 확인해 보는 것이 좋습니다.
베드가 너무 차가우면 첫 번째 레이어가 충분히 접착되지 않을 수 있습니다.
출력물이 식으면서 수축하는 과정에서 베드와의 접착력을 이기게 되면 모서리가 들릴 가능성이 높아집니다.
따라서 사용하는 필라멘트에 맞는 적절한 베드 온도를 설정하는 것이 중요합니다.
필라멘트마다 권장되는 베드 온도가 다르므로 제조사가 제공하는 설정값을 기준으로 테스트하는 것이 좋습니다.
베드 표면을 깨끗하게 유지하기
베드 표면에 먼지나 유분이 묻어 있으면 접착력이 떨어질 수 있습니다.
특히 손으로 베드를 자주 만지면 피부의 유분이 표면에 남을 수 있습니다.
워핑이 반복된다면 베드 표면의 상태를 확인하고 프린터 제조사가 권장하는 방법으로 깨끗하게 관리하는 것이 좋습니다.
첫 번째 레이어가 충분히 붙어 있어야 출력물이 수축하는 힘을 버틸 수 있습니다.
베드 레벨링 확인하기
베드 레벨링이 제대로 맞지 않아도 워핑이 발생할 수 있습니다.
베드와 노즐 사이의 거리가 위치마다 다르면 어떤 부분에서는 필라멘트가 잘 붙지만 다른 부분에서는 접착력이 부족할 수 있습니다.
특히 넓은 모델을 출력할 때 베드 전체의 첫 번째 레이어가 균일하게 형성되는 것이 중요합니다.
따라서 워핑이 계속 발생한다면 베드 레벨링과 Z 오프셋을 함께 확인하는 것이 좋습니다.
첫 번째 레이어 속도를 낮추기
첫 번째 레이어를 너무 빠르게 출력하면 필라멘트가 베드에 안정적으로 안착하지 못할 수 있습니다.
첫 번째 레이어 속도를 적절하게 낮추면 필라멘트가 베드에 더욱 안정적으로 붙도록 하는 데 도움이 될 수 있습니다.
특히 출력물의 바닥 면적이 넓은 경우 첫 번째 레이어를 천천히 출력하는 방법을 고려할 수 있습니다.
브림을 사용하는 방법
워핑이 발생하기 쉬운 모델에는 브림(Brim)을 사용하는 방법도 있습니다.
브림은 모델 바닥 주변에 추가적인 출력 영역을 만들어 베드와 접촉하는 면적을 넓혀주는 기능입니다.
모델의 모서리가 들리려고 할 때 브림이 추가적인 접착 면적을 제공하기 때문에 워핑을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.
출력 후에는 브림을 모델에서 제거할 수 있습니다.
라프트를 사용하는 방법
브림만으로 접착력이 충분하지 않은 경우에는 라프트(Raft)를 사용할 수도 있습니다.
라프트는 모델 아래에 별도의 받침 구조를 먼저 출력한 다음 그 위에 모델을 출력하는 방식입니다.
베드와 직접 접촉하는 대신 추가적인 출력층을 활용하기 때문에 접착력이 부족한 모델에서 사용할 수 있습니다.
다만 필라멘트 사용량과 출력 시간이 증가하고 출력 후 라프트를 제거해야 하기 때문에 필요한 경우에 사용하는 것이 좋습니다.
출력물 주변의 온도 관리
출력 환경의 온도도 워핑에 영향을 줄 수 있습니다.
출력 중 뜨거운 필라멘트가 갑자기 차가운 공기에 노출되면 냉각 과정에서 수축이 커질 수 있습니다.
특히 ABS와 같이 온도 변화에 민감한 필라멘트는 출력 환경을 안정적으로 유지하는 것이 중요합니다.
프린터 주변에 강한 바람이 직접 들어오는 환경이라면 워핑이 심해질 수 있으므로 주의해야 합니다.
ABS와 PLA의 워핑 차이
필라멘트의 종류에 따라서 워핑 발생 정도도 달라질 수 있습니다.
PLA는 비교적 출력하기 쉬운 소재로 워핑 문제가 상대적으로 적은 편입니다.
반면 ABS는 냉각 과정에서 수축이 발생하기 쉬워 워핑에 더욱 주의해야 합니다.
PETG 역시 출력 조건과 모델 형태에 따라 워핑이 발생할 수 있기 때문에 적절한 베드 온도와 첫 번째 레이어 설정이 중요합니다.
따라서 필라멘트 종류가 바뀌면 이전과 동일한 설정을 그대로 사용하는 것보다 해당 필라멘트에 맞는 출력 조건을 확인하는 것이 좋습니다.
모델의 모서리를 둥글게 만드는 방법
모델의 설계 단계에서 워핑을 줄이는 방법도 있습니다.
날카로운 모서리가 넓은 면적에 걸쳐 있다면 냉각 과정에서 발생하는 힘이 특정 부분에 집중될 수 있습니다.
가능하다면 모서리에 라운드나 챔퍼를 적용해 급격한 형태 변화를 줄이는 것도 방법입니다.
물론 모든 모델에 적용할 수 있는 것은 아니지만 제품 설계 단계에서 워핑을 고려하면 출력 안정성을 높이는 데 도움이 될 수 있습니다.
출력물의 방향을 변경해보기
같은 모델이라도 베드 위에 놓는 방향에 따라 워핑 정도가 달라질 수 있습니다.
넓은 면적이 한꺼번에 베드와 접촉하는 모델은 수축 과정에서 큰 힘이 발생할 수 있습니다.
따라서 모델의 방향을 조금 변경하거나 필요한 경우 서포트 및 브림 등을 활용해 접착 조건을 개선할 수 있습니다.
슬라이서에서 여러 방향으로 배치해 보고 가장 안정적인 방법을 선택하는 것이 좋습니다.
프린터 주변의 바람을 확인하기
출력 중 에어컨이나 선풍기의 바람이 프린터에 직접 닿는다면 온도가 급격하게 변할 수 있습니다.
이러한 환경에서는 출력물의 냉각이 균일하지 않아 워핑이 발생할 가능성이 높아질 수 있습니다.
특히 온도 변화에 민감한 필라멘트를 사용할 때는 프린터 주변의 환경을 함께 확인하는 것이 좋습니다.
워핑이 발생했다면 무엇부터 확인할까?
워핑이 발생했을 때는 모든 설정을 한꺼번에 변경하기보다는 하나씩 확인하는 것이 좋습니다.
먼저 베드 표면이 깨끗한지 확인합니다.
그다음 베드 레벨링과 Z 오프셋을 확인하고, 사용하는 필라멘트에 맞는 노즐과 베드 온도를 설정했는지 확인합니다.
이후 첫 번째 레이어 속도를 낮추거나 브림을 추가해 테스트할 수 있습니다.
문제가 계속된다면 프린터 주변의 온도와 바람, 필라멘트의 상태까지 확인하는 것이 좋습니다.
마무리
3D 프린터의 워핑은 출력물이 냉각되는 과정에서 발생하는 수축과 베드 접착력 부족 등이 주요 원인입니다.
특히 크고 넓은 모델이나 온도 변화에 민감한 필라멘트를 사용할 때 워핑이 발생하기 쉽습니다.
워핑을 줄이기 위해서는 베드 표면을 깨끗하게 유지하고 베드 레벨링과 Z 오프셋을 적절하게 설정하는 것이 중요합니다.
또한 필라멘트에 맞는 베드 온도와 노즐 온도를 사용하고 첫 번째 레이어 속도를 낮추는 것도 도움이 될 수 있습니다.
필요한 경우 브림이나 라프트를 활용해 베드와의 접착 면적을 늘릴 수도 있습니다.
프린터 주변의 급격한 온도 변화와 강한 바람을 피하고, 필라멘트 종류에 맞는 출력 환경을 유지하는 것도 중요합니다.
워핑은 단순히 출력물의 모서리가 조금 들리는 문제처럼 보이지만, 심해지면 제품의 치수와 조립 상태에도 영향을 줄 수 있습니다.
따라서 큰 모델을 출력할수록 첫 번째 레이어와 베드 접착 상태를 미리 확인하는 습관을 들이는 것이 좋습니다.
다음 글에서는 3D 프린터 출력물에 실처럼 얇은 필라멘트가 남는 스트링 현상이 발생하는 원인과 리트랙션 설정을 통해 이를 줄이는 방법에 대해 알아보겠습니다.