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3D 프린팅: 전설을 만들다

타큐멘타리-  3D 프린팅: 전설을 만들다

prt_legend

데스크탑 3D 프린팅 업계의 Makerbot과 Formlabs의 파란 만장한 이야기와 총기를 3D 프린팅한 사나이의 이랴기들려준다. 특히Makerbot과 Formlabs 이 두 회사가 커지면서 발생하는 문제들을 보여준다.

Formlabs는 MIT 출신 Maxim Lobovsky, Natan Linder, David Cranor가 2011년 회사를 설립하고  Kickstarter에서 SLA프린터인 Form1으로 $3M가까이 펀딩을 받았으나, 6개월이나 제품출시가 늦어지고 3D system사로 부터 소송까지 휘말린다.

Makerbot은 2009년 Bre Pettis, Adam Mayer, Zach “Hoeken” Smith가  오픈소스하드웨어에 기반한 FDM 방식의 3D 프린터를 개발하였다. 재미있는 것은 이 3명의 설립자들이 다 애플의 워즈니악이 되고 싶었다는 것. 하지만 CEO는 Bre Pettis가 맡아서 잡스의 역할을 수행했고, 2013년 스트라타시스에 합병까지 이끌었다($403M). 이 과정에서 넓고 좋은 사무실로 옮기고 회가의 직원들이 늘어났지만 오픈소스하드웨어에서 출발한 제품은 Replicator 2부터는 closed s/w로 바뀌었고 이것으로 공동창업자인 Zach는 회사 철학에 엄청난 변화를 준 것에 대해 “궁극적 배신”이라고 하며 회사를 떠난다.

아마도 Bre Pettis는 회사를 애플처럼 만들고 싶었겠지만 현시점의 데스크탑용 FDM 3D 프린터는 기술적인 한계 때문에 그 정도 가격에서는 애플사의 제품같이 될 수 없다고 생각한다. 그런데 이런 제품을 오픈소스하드웨어를 버리고 close 방식으로 가니 사용자들의 요구를 만족시키지 못할 수 밖에…   아무튼 Bre Pettis는 CEO에서 물러나고, 최근의 5세대 스마트 익스투르더는 품질의 문제로 사용자들의 불만이 많은 상황이다.

내가 궁금했던 것은 Makerbot의 공동창업자였던 Zach “Hoeken” Smith가 회사를 떠난 후 지금은 뭘하고 있을까이다. 구글링을 해보니 역시 오픈소스하드웨어를 사랑하는 그는 현재 중국에 거주하며 HAXLR8R에 멘토로 있다.

참고


3D 프린터 트러블 슈팅

Pillowng

Top layer에서 팬의 속도가 최대가 아닐때 이런 문제가 발생할 수 있다.  Top Layer는 최소 6 top layer가 되야.. 즉 0.1mm 레이어 두께일때 0.6mm

Warping

히트베드, 풀 사용, Brim 을 적용

Elephant’s foot

레벨링을 해서 약간 띄움

Stringing

Retracation & 온도를 낮춤

Ringing

프린팅 속도를 낮춤, acceleration 속도를 낮춤, Outer wall을 0.8mm 이상으로

과도한 열도 이런 형상을 유발할 수 있다.

참고자료



Power cord spec.

파워코드 규격

H03VV-F – HAR, PVC, Light-Duty, 300 Volt

H03VV-F is a harmonized, light duty, oil-resistant, flexible, PVC multi-conductor 300-volt European cord. Recommended for use in connecting small electrical appliances under low mechanical stress environments as in offices, kitchens and households. H03VV-F can commonly be found in connections to kitchen utensils, desk lamps, floor lamps, vacuum cleaners, office machines and radios. These cables should NOT be used in cooking and heating apparatus. Available in black, white or gray jacket. Max operating voltage in single or three phase system is Uo/U 330/300 volts. In a direct system, max operating voltage is Uo/U 495/495 volts. Outdoor installation is not permitted.
Bending Radius: 7.5 x Cable Diameter
Temperature: -5 Deg C. to +70 Deg C.
Flame Protection: IEC 60332.1
Rated Working Voltage: 300/300 Volts
Stranding: VDE-0295 Class 5, IEC 60228 CL-5 (fine bare copper)
Color Code: VDE-0293-308
Approvals: <HAR> HD 21.5 S3, <VDE> 0281 Part-5, IEC 60227-5, CE Low-Voltage Directive & RoHS Compliant
http://www.muellergroup.net/har-cord/403%20%20H03VV-F.pdf

H05VV-F – HAR, PVC, Light-Duty, 500 Volt

H05VV-F is a harmonized, light duty, oil-resistant, flexible, PVC multi-conductor 500-volt European cord. Recommended for use in connecting small electrical appliances under medium mechanical stress environments as in offices, kitchens and households. H05VV-F can commonly be found in connections in damp and wet areas as in refrigerators, washing machines and spin-dryers. These cables are suitable to be used in cooking and heating apparatus if there is no actual direct contact with the hot parts or other heat influences. These cables are also suitable for fixed applications in furniture, wall partitions, decoration coverings and in hollow spaces of prefabricated building parts. Available in black, white or gray jacket. Max operating voltage in single or three phase system is Uo/U 318/550 volts. In a direct system, max operating voltage is Uo/U 413/825 volts. Outdoor installation is not permitted.

Bending Radius: 7.5 x Cable Diameter
Temperature: -5 Deg C. to +70 Deg C.
Flame Protection: IEC 60332.1
Rated Working Voltage: 300/500 Volts
Stranding: VDE-0295 Class 5, IEC 60228 CL-5 (fine bare copper)
Color Code: VDE-0293-308
Approvals: <HAR> HD 21.5 S3, <VDE> 0281 Part-5, IEC 60227-5, CE Low-Voltage Directive & RoHS Compliant
http://www.muellergroup.net/har-cord/400%20%20H05VV-F.pdf



토그 단위 변환

토크는 회전력을 나타내는 물리량이며 기호는 그리스문자 (타우)로 나타낸다. 단위는 뉴턴 미터(N.m)
따라서 수식은 다음과 같다

\boldsymbol{\tau} = \mathbf{r} \times \mathbf{F}

여기서 F는 가한 힘, r은 회전축에서 힘을 가하는 위치까지의 변위

그런데 힘 또는 거리의 단위가 여러가지로 사용이 되어서 변환이 필요한데, 다음의 사이트에서 쉽게 변환이 가능하다.

http://www.numberfactory.com/nf%20torque.htm


열전도율

열역학 제2법칙에 따르면, 열은 항상 더 낮은 온도 방향으로 흐른다. 즉 뜨거운 부분의 열이 차가운 부위로 전달되는데, 이 정도의 차이는 열전도율에 따라 달라진다.

열전도율 기본 공식
Q=k*A(ΔT/L)
Q=열류량(W)

여기서
A=시료의 면적(㎡)
L=시료두께(m)
ΔT=온도차(K,°C와 동일)

즉 면적이 넓고 두께가 얇을 수록 열이 더 빨리 전달이 됨

 

다이아몬드의 열전도율이 가장 높은 것이 인상적이다. 순동도 괜찮지만 가공성 및 비용을 따지면 알루미늄일듯.

참고: http://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%97%B4%EC%A0%84%EB%8F%84%EC%9C%A8


3D 프린터 필라멘트 – PLA(Polylactic Acid)

특징

  • 생분해성 폴리머로 원재료의 대부분을 natureworks에서 공급됨
  • 공기중의 습기를 빨아들여서 출력할때 이것이 버블로 나타날 수 있음
  • 녹는 온도는 180~220°C이며, 80°C 정도면 부드러워 진다. 하지만 3D프린팅 필라멘트는 다른 재료를 섞어서 만드므로 구체적인 온도 조건은 데이터 시트를 참고해야 함. 색깔별로도 온도 특성이 다름에 유의!
  • Glass transition temperature (유리전이 온도): 비체적의 변화율이 갑자기 바뀌는 온도, 대략 굳는 온도라고 이해. 60-65°C 임
  • ABS보다 강하고, PLA보다 약간 더 나은 표면의 품질을 가지나 더 낮은 온도를 필요로 하고 더 강한 프린트 물을 만들 수 있음
  • ABS보다 마찰 계수가 조금 더 높지만 녹을때 낮은 점도때문에 이것을 상쇄한다. 즉 더 낮은 압력으로 밀어 낼 수 있다.

베드

  • PLA는 아크릴 베드에 너무 잘 붙으므로 아크릴 베드를 바로 사용하기보다는 테이프를 사용을 추천
  • 히트베드 없이 출력이 가능
  • 하지만 가열된 Polymide(Kapton)에 잘 붙지만 베드와 프린트물이 식으면 떼어내기 힘들다.
  • 블루테이트를 사용할 때는 베드를 가열하지 말것
  • 히트베드를 사용시에는 70도를 추천

 참고

http://reprap.org/wiki/PLA

http://www.matterhackers.com/articles/how-to-succeed-when-printing-in-pla


Arduino Scuola와 3D 프린팅

최근에 발견한 Arduino Scuola 사이트: http://scuola.arduino.cc/

Arduino Scuola

이 사이트는 AdafruitSparkfun의 learn사이트와 같은 컨셉의 사이트인데, 아직 자료가 많지 않아서 인지 메인 사이트에서 링크도 없다. 하지만 아두이노의 블로그의 글에서 언급한 내용에 이 사이트의 내용이 링크로 연결되는 것으로 보아 곧 활성화가 될 것같다. 오픈소스 하드웨어 비즈니스에서 이러한 접근은 몇 년 전부터 내가 예측하고 있던 방향이다. 즉 초보자 들이 쉽게 따라할 수 있는 컨텐츠를 제공하고, 관련된 부품이나 키트를 온라인 샵에서 같이 판매를 하는 것이다.

또 한가지 추세는 3D프린팅과 디지털기기의 결합이다. 아주 간단한 예가 소개가 되고 있는데, 이런 추세는 더 활발해 질 것 같다. 즉 디지털 기기에 3D 프린터를 사용하여 개인화된 내용이 부가되는 형태이다. 이런 식의 접근을 하고 있는 업체중 하나는 3D Racers인데 온라인에서 장난감 자동차의 외관을 사용자가 디자인 할 수 있다.

3DRacers