# 3D 프린팅 수축률 계산기: 정밀한 치수 정확도 확보
3D 프린팅을 즐기다 보면 이런 문제에 직면할 때가 있습니다. 완벽한 치수(예: 20x20x20 mm 큐브)로 디자인하고 출력했는데, 디지털 캘리퍼스로 측정해 보니 19.7 mm가 나오는 경우입니다. 왜 이런 일이 생길까요? 정답은 재료의 수축입니다.수축은 열가소성 수지가 용융 상태(고온)에서 상온의 고체 상태로 변할 때 발생하는 피할 수 없는 물리적 현상입니다. 냉각되면서 분자들이 재정렬되고 "수축"되어 부품의 전체 부피가 줄어들게 됩니다. 저희 수축률 계산기는 이러한 변화를 예측하고 슬라이서의 스케일을 조정하여 첫 번째 출력부터 완벽하게 맞도록 도와줍니다.# 왜 플라스틱은 수축할까요?
FDM(압출 적층 방식) 프린팅에서는 뜨거운 플라스틱(200°C~300°C)을 레이어별로 쌓아 올립니다. 재료이 냉각되면서 열팽창 계수 현상을 겪게 됩니다. 기본적으로 열에너지는 분자들을 서로 떨어뜨려 유지시키는데, 그 에너지가 사라지면 분자 간 힘이 작용하여 분자들이 서로 가까워집니다.모든 재료가 똑같이 반응하지는 않습니다. 비정질 플라스틱(PLA 등)은 무질서한 구조를 가져 수축이 적은 편입니다. 반면, 결정화되기 쉽거나 매우 높은 온도가 필요한 플라스틱(ABS 또는 나일론 등)은 훨씬 더 공격적이고 제어하기 어려운 수축률을 보입니다.# 일반적인 재료 및 수축 범위
- ABS (아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌): 0.8% – 2.0%. 높은 수축률 때문에 가장 다루기 어려운 재료 중 하나이며, 종종 "워핑(warping, 모서리 들림)" 현상을 일으킵니다.
- ASA: 0.5% – 0.9%. 자외선에 강한 ABS 대체재로 수축률이 다소 억제되어 있습니다.
- 나일론 (PA): 0.7% – 2.5%. 탄소 섬유 또는 유리 섬유 포함 여부에 따라 수축률이 급격히 변할 수 있습니다.
- PETG: 0.2% – 0.5%. 치수 안정성이 매우 뛰어나 ABS의 내열성까지는 필요 없는 기계 부품에 이상적입니다.
- PLA: 0.1% – 0.3%. 사용 편의성의 표준이며, 대부분의 용도에서 수축률이 거의 무시할 수 있는 수준입니다.
# 스케일 계수 계산 방법
많은 사용자들이 단순히 "백분율을 더하는 것"(2%가 작으면 스케일을 102%로 설정)으로 실수합니다. 하지만 수학적으로 손실을 보충하기 위한 스케일은 약간 다릅니다. 저희 계산기가 사용하는 정확한 공식은 다음과 같습니다:스케일 계수 = 1 / (1 - S)여기서 S는 소수로 표현된 수축률입니다(예: 2%는 0.02). 예를 들어, 2% 수축하는 재료의 경우 스케일 계수는 1.0204이며, 이는 슬라이서(Cura, PrusaSlicer, Bambu Studio)에서 스케일을 102.04%로 설정해야 함을 의미합니다.
# 수동 보정: 디자인 치수 vs 실제 측정값
역 보정 과정은 간단합니다. 규격 치수를 아는 테스트 물체(예: 100mm 보정 큐브)를 출력합니다. 완전히 식을 때까지 기다린 후(최소 30분 대기 권장), 디지털 캘리퍼스로 부품을 측정합니다. 계산기에 두 값을 입력하면 해당 필라멘트 롤에 대한 정확한 조정 백분율을 알려줍니다.# 불균일한 수축: X, Y, Z축의 문제
3D 프린팅에서 모든 방향의 물리 현상이 동일하지는 않습니다. 레이어를 차례로 쌓아 올리기 때문에 Z축 방향의 레이어 간 접착력이 일반적으로 수직 수축을 제한합니다. 보통 높이(Z축)보다는 수평 평면(X와 Y축)의 치수가 더 많은 보정을 필요로 한다는 것을 알게 될 것입니다.전문가 팁
나일론이나 엔지니어링 소재로 작업할 때는 항상 출력 24시간 후에 측정하세요. 일부 플라스틱은 주변 습기를 흡수하여 냉각 후 약간 "부풀어" 오를 수 있으며, 이는 최종 측정값에 영향을 줍니다.
# 최종 정확도에 영향을 미치는 요인들
- 노즐 온도: 온도가 높을수록 재료이 더 팽창된 상태로 공급되지만, 보통은 더 급격한 냉각을 겪게 됩니다.
- 베드 온도: 뜨거운 베드는 부품의 바닥 부분이 윗부분보다 빠르게 수축하는 것을 방지하여 휨 현상을 줄여줍니다.
- 채우기 밀도: 밀도가 매우 높은 부품은 중심을 향해 내부 수축력을 가하는 플라스틱 질량이 더 많습니다.
- 레이어 팬: ABS와 같은 재료에서 팬을 너무 강하게 돌리면 균열이 생기고 불규칙하며 과도한 수축이 발생할 수 있습니다.