멋지게 구현해낸 3D프린터 출력물을 실제 부품으로 사용하기 위해서는 후가공 작업을 반드시 거쳐야 합니다. 대부분의 3D프린팅 출력물은 표면을 정리한 후에 도색을 진행할 수 있는데요. 지난 번 소개해드린 서포터 및 라프트 제거편에 이어 오늘은 3D프린팅 출력물의 표면을 부드럽게 처리해 완성도를 높이는 표면 정리 방법을 알려드릴게요.
▲ PLA 필라멘트 출력물의 적층 무늬
가장 보편화된 FDM(FFF) 방식의 3D프린터로 만든 출력물의 표면에는 적층 무늬가 생기게 됩니다. 파라미터 조정을 통해 적층 두께를 줄이면 적층 무늬를 최소화할 수는 있지만 완전히 없앨 수는 없어 표면이 다소 거칠어 보이는데요. 보다 좋은 품질의 결과물을 위해서는 반드시 도색 등 후가공 작업에 앞서 적층 무늬를 없애야 합니다.
사포 활용 방법
▲ PLA(필라멘트) 출력물의 적층 무늬
▲ 연마로 제거하는 적층 무늬
적층 무늬는 크게 세 가지 방법으로 제거할 수 있습니다. 우선 사포로 적층 무늬를 문질러서 제거하는 방법이 있습니다. 출력물의 외벽 두께가 균일하면서 두껍고 작은 크기이거나 별도로 도색을 진행하지 않는다면 사포로 표면을 정리할 수 있습니다.
▲ (좌) 번호에 따라 입자 고움이 다른 사포 / (우) 블록을 이용한 연마 작업
사포를 활용할 경우 숫자 순서대로 사포를 골라야 하는데요. 작은 숫자가 적힌 사포부터 시작해 큰 숫자의 사포로 마무리해주는 것이 좋습니다. 사포에는 고유의 번호가 붙어 있는데 숫자가 클수록 고운 사포이니 참고해 주세요. 이때 표면에 표시된 음각이나 양각의 무늬가 희미해지거나 제거될 우려가 있으니 이 부분을 꼭 참고해서 사포를 사용해야 합니다. 또한 사포를 사용하면 미세먼지가 발생하기 쉬우므로 반드시 분진 마스크를 착용하고 환기가 되는 장소에서 작업을 진행해 주세요.
위의 오른쪽 그림과 같이 적당한 크기의 나무판이나 나무 블록에 사포를 감아서 사용하면 한결 수월하게 작업할 수 있습니다. 그리고 사포의 연마면에 물을 묻히면 미세먼지가 많이 날리는 것을 방지할 수 있고 사포의 연마면을 더 오래 사용할 수 있으니 한번 따라해 보세요.
다만 PLA필라멘트 소재는 내마모성이 강해 사포를 사용할 경우 꽤 오랜 시간이 소요될 수 있습니다. 만약 중대형 크기의 PLA 출력물이라면 사포로는 말끔하게 표면을 정리하는 것이 어려울 수 있습니다. 또한 출력물의 외벽 두께가 얇은 경우에도 사포는 피하는 것이 좋습니다.
에폭시 계열 퍼티 활용 방법
▲ 퍼티 도포 후 사포로 연마
다음은 두 번째 방법을 소개해드릴게요. 사포로 적층 무늬를 제거하는 방법과는 반대의 원리인데요. 적층 무늬가 있는 부위에 공업용 신나 등으로 묽게 희석한 에폭시 퍼티를 엷게 도포하여 적층무늬를 메꾸고 완전히 건조시킨 후 사포로 마무리해주는 방법이 있습니다.
▲ 퍼티 도포 작업 도구
이 방법을 사용하면 사포로만 적층무늬를 제거하는 것에 비해 빠르게 작업을 끝낼 수 있는데요. 직접적으로 PLA를 연마하지 않고 건조된 퍼티의 표면만 다듬어주면 되기 때문에 상대적으로 시간과 노력을 절약할 수 있습니다.
에폭시 계열 퍼티는 여러 종류가 있는데 작업의 편의성을 위해 철물점이나 도색 전문점 등에서 쉽게 구할 수 있는 튜브형의 자동차 보수 도색용 퍼티를 추천합니다. 퍼티를 그대로 사용할 경우 점성이 높아서 잘 발리지 않을 수 있습니다. 이럴 때에는 공업용 신나로 묽게 희석한 후(신나 7: 퍼티 3), 소형 페인트 붓으로 희석된 퍼티 용액을 표면에 칠하면 적층 무늬를 메꿔줄 수 있습니다.
▲ 퍼티 희석
도포 후 건조시키는 작업을 약 2~3회 정도 반복하면서 표면의 적층 무늬가 완전히 가려지도록 해야 합니다. 희석된 퍼티는 빠르게 건조되어 2~3회만 덧칠해주면 대부분의 적층무늬나 자국은 완전히 가릴 수 있습니다. 다만 덧바르는 작업 때문에 출력물 표면의 미세한 음각이나 양각 무늬가 없어지거나 희미해 질 수 있어 주의가 필요합니다. 무늬를 어느 정도 살리고 싶다면 완전히 건조가 되기 전에 조각칼로 음각 부분을 파내는 작업이 필요합니다.
퍼티 도포가 끝났다면 이제 연마 작업을 시작해볼까요? 이미 퍼티가 도포된 표면은 아무것도 바르지 않은 출력물보다 덜 단단하기 때문에 보다 고운 입자의 사포(1,000~1,200번 정도)를 사용해야 합니다. 이 역시 사포의 연마면에 물을 묻혀가면서 문질러주고 되도록이면 미세한 흠이 잘 보이는 밝은 조명 아래에서 작업을 하는 것이 좋습니다.
▲ 물을 묻혀 고운 사포로 연마하기
1차 연마가 완료되면 흐르는 깨끗한 물로 출력물을 닦아 건조시킨 후 밝은 조명에서 매끄럽게 표면이 정돈되었는지 확인합니다. 여기에서 작업 도중에는 잘 보이지 않았던 흠이 발견될 수 있는데요. 미세한 흠이라면 2차 연마로 제거할 수 있지만 심한 경우에는 다시 희석된 퍼티를 도포하는 작업이 필요할 수 있습니다.
이렇게 연마 ▷ 세척 ▷ 검사 작업을 반복할수록 표면은 더욱 말끔하게 정리되는데요. 보통의 경우라면 2~3회의 연마, 세척 작업을 거치면 대부분의 적층 무늬와 흠이 가려지고 매끈한 표면을 얻을 수 있습니다. 세척을 할 때는 소형 페인트 붓으로 흐르는 물에서 틈새나 음각 부위를 깨끗하게 닦아줍니다. 물을 이용하여 사포 연마를 한 경우에는 갈려나간 퍼티 분진 입자들이 틈새나 음각 부위에 묻어 있기 쉬운데 이는 도색 작업 시 품질을 떨어뜨리는 원인이 되기도 하니 꼼꼼하게 살펴주세요.
▲ 퍼티가 도포, 연마된 출력물
퍼티를 활용한 방법은 ▲ 추후 도색 작업이 필요한 경우 ▲ PLA 흰색 색상을 반드시 유지할 필요가 없을 경우 ▲ 크기가 중대형 크기로 직접적인 연마 작업이 어려울 경우 ▲ 높은 표면 조도가 요구되는 경우 등에 주로 사용할 수 있습니다.
훈증 활용 방법
▲ (좌) 아세톤 용액 / (우) 밀폐 용기
마지막으로 알려드릴 방법은 훈증의 원리를 활용한 표면 정리 방법입니다. 전용 훈증기계를 사용할 수도 있지만, 출력물의 크기가 작은 경우에는 밀폐형 플라스틱 용기에 아세톤 용액을 휴지에 적혀서 ABS 출력물을 일정 시간 동안 보관해 표면 적층을 제거하는 할 수 있습니다.
이 방법은 연마나 세척 작업이 별도로 필요하지 않아 상대적으로 간편한 것이 가장 큰 특징입니다. 다만 PLA 재질에는 사용할 수 없고 ABS 재질의 출력물에만 사용할 수 있습니다. 또한 훈증 시간이 지나치게 길면 출력물의 음각, 양각 무늬가 녹아 없어지게 되니 적정 시간을 엄수하는 것이 중요합니다. 또한 밀폐된 용기나 박스안에 담을 수 있는 소형 출력물에만 사용할 수 있다는 한계가 있으니 참고해 주세요.
상황별로 유용하게 사용할 수 있는 3D프린팅 출력물 표면 정리 방법을 알아보았습니다. 오늘 알려드린 표면 후가공 팁들을 익혀두면 더욱 완성도 높은 결과물을 완성할 수 있겠죠? 3D프린터를 사용한다면 누구나 손쉽게 원하는 결과물을 만들어낼 수 있으니 나만의 작품 제작에 도전해 보세요. 아래 게시물을 통해 신도리코 3D스퀘어에서 만든 3D프린팅 제작물도 확인해 보세요!
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