18개월 전, 한 3D 프린팅 애호가는 3DBenchy를 1분 이내에 출력하는 과제에 도전했습니다. 지난 주말, 최초의 60초 미만 3DBenchy 출력물이 YouTube에 공유되었습니다. Yan Roetz와 함께 이 3D 프린팅 여정의 마지막 구간(20번째 에피소드)에 참여하여, 극복해야 했던 모션 (motion), 열 (heat), 그리고 냉각 (cooling) 과제들을 이해해 보세요.

The Final Barrier in High-Speed 3D Printing is Broken! (Minuteman FINAL Episode 20) - YouTube

Roetz는 이미 SpeedBoatRace 규칙을 준수하며 74초의 기록으로 3DBenchy 세계 속도 기록을 보유하고 있었습니다. 그는 그 기록에서 15초를 더 단축하기 위해서는 특수 설계된 Minuteman 3D 프린터에 상당한 설계 변경이 필요하다는 것을 인지했습니다. 1분 미만 시도를 성공시키기 위한 세 가지 주요 고려 사항은 빠른 재료 흐름 (material flow) 유지, 유능한 냉각 (cooling), 그리고 최적화된 모션 시스템 (motion system)으로 동일하게 유지될 것이라고 생각되었습니다. 하지만 제작자는 모션 시스템 (motion system)만 재작업해도 Minuteman이 60초 미만의 3DBenchy를 달성할 만큼 충분한 능력이 있다고 판단했습니다.

요약하자면, Roetz는 400mm/s의 필라멘트 흐름 (filament flow)이 가능하도록 설계된 Minuteman의 핫엔드 (hotend)가 기록적인 3D 프린팅 시도를 저해하지 않을 것이라고 생각했습니다. 제작자가 분당 약 400리터의 공기를 공급할 수 있다고 밝힌 냉각 에어 덕트 시스템 (cooling air duct system) 또한 마찬가지였습니다 (헬륨과 같은 가스를 사용하여 추가 냉각 가능). 앞서 언급했듯이, 베드 (bed)의 모션 시스템 (motion system)이 현재의 병목 현상 (bottleneck)이었으며, Roetz는 이 20번째 에피소드를 위해 이 기술을 완전히 개편할 것이라고 말했습니다.

위의 긴 영상 중 약 11분 지점부터 Roetz가 모션 시스템 (motion system) 재설계 과정에 몰두하는 모습을 볼 수 있습니다. 저희는 시스템 관성 (inertia)을 줄이기 위해 움직이는 부품(풀리 '휠' 등)의 질량을 크게 줄이는 것이 구현된 핵심 변경 사항임을 확인했습니다. 탄소 섬유 (carbon fiber)와 맞춤형 절단 부품의 사용 또한 극한의 가속 (acceleration)을 용이하게 했습니다.

첫 번째 1분 미만 기록은 에피소드 시작 약 37분 시점에 달성되어 기록되었습니다. 그 후 Roetz는 최상의 품질을 얻기 위해 화강암 슬래브(granite slab)에 장착된 Minuteman의 몇몇 설정들을 반복적으로 수정하고 미세 조정(fine-tune)하는 기회를 가졌습니다.

초 단위의 3DBenchy 품질은 그 속도를 고려하면 상당히 양호한 편입니다. Roetz는 또한 이를 약 1년 전 출력했던 첫 번째 2분 미만 버전과 비교했으며, 새로운 결과물이 명확하게 더 나았습니다. 최종 출력물에 대한 3D 스캔 데이터가 제공되어 여러분이 직접 면밀히 검토할 수 있습니다.

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Mark Tyson은 Tom's Hardware의 뉴스 에디터입니다. 그는 비즈니스와 반도체 설계부터 이성을 벗어난 경계에 있는 제품에 이르기까지 PC 기술의 모든 범위를 다루는 것을 즐깁니다.