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3D 프린팅을 위한 설계 원칙과 실전 팁 모음

 (blog.rahix.de)
2P by GN⁺ 1일전 | ★ favorite | 댓글 1개
  • 3D 프린팅 설계는 기존 제조 방식과 크게 다르며, 완전히 다른 설계 철학이 필요함
  • 온라인에서 기본적인 정보는 많지만, 심화된 지침이나 실용적인 요령을 모은 자료는 드뭄
  • 이 가이드는 FDM/FFF 방식의 3D 프린팅에 특화된 설계 원칙과 예제를 한데 모은 것
  • 이 글은 FDM/FFF 방식에 중점을 두며, 다른 적층 제조 방식에는 적용되지 않을 수 있음
  • 기능적 부품 설계가 핵심으로, 미세한 조정 없이도 쉽게 출력 가능한 구조를 추구함
  • 후처리 최소화, 재료 낭비 최소화, 생산 용이성 등이 주요 목표임
  • 심미성보다는 기계적 완성도에 집중하며, 잘 설계된 부품은 자연히 아름다움이 있음

Goals of Design Engineering

  • 기계적 설계는 항상 다수의 목표와 제약 조건 사이에서 최적의 해법을 찾는 작업임
  • 핵심 목표:
    • 하중에 맞춘 설계: 부하를 효율적으로 견디는 구조 형성
    • 제조 방식에 맞춘 설계(DFM): 출력이 쉬운 구조로 조정
    • 비용 최적화: 재료와 출력 시간을 줄이는 방식
  • 디자인 엔지니어링은 제조 장비 개선보다는 부품 구조를 제조 방식에 맞춰 최적화함
  • 이상적인 부품은 다양한 3D 프린터에서 출력 가능한 이식성 높은 설계(Portable Design) 를 목표로 함
  • 프린터와 소프트웨어가 지속적으로 발전하고 있으므로, 일부 규칙은 시간이 지나면 덜 중요해질 수 있음

Terminology

  • Layer: 부품을 수평 단면으로 나눠 적층한 구조
  • Perimeter: 각 레이어의 외곽선을 이루는 선
  • Shell: 레이어마다 외곽선만 남긴 중공 구조
  • Infill: 쉘 내부를 채우는 격자형 구조
  • Infill Percentage: 내부 채움의 밀도 비율
  • Overhang: 아래 지지 없이 위로 돌출된 구조
  • Bridge: 양 끝이 지지되는 상태에서 공간을 가로지르는 구조
  • Seam: 외곽선 출력 시작/종료 지점으로 흔히 눈에 띔

The Standard Printer Profile

  • 이식성 있는 설계를 위해 가정한 기본 프린터 환경 정의 필요
  • 아래는 범용 FDM 프린터를 기준으로 한 설계 기준임:
    • 노즐 직경: 0.4mm
    • 층 높이: 0.2mm
    • XY축 정렬 및 보정 상태 양호
    • 출력 속도는 표준적이나 약간의 아티팩트는 감안해야 함
    • 브리지와 오버행 출력은 무리 없음
    • 적절한 베드 접착력을 갖추고 있음

1. Designing for Part Strength

  • 3D 프린팅 부품은 속이 비어 있고 적층 방식으로 제작되므로 방향에 따라 기계적 특성이 달라지는 이방성(Anisotropy) 을 가짐
  • 일반적인 강도 설계 규칙 외에도 3D 프린팅 특성에 맞춘 추가 고려사항이 필요함

  • Part Orientation

    • R1.1 — 인장력은 프린트 평면과 평행하게 정렬할 것
    • 인장 하중은 레이어 사이를 벌리는 방향일 때 취약하므로, 하중 방향을 고려한 출력 방향 선정이 중요함
    • 특히 클립 구조물처럼 휘어지는 부품은 출력 방향에 따라 반복 사용 시 파손 위험이 큼
    • 다른 사용자들이 모델을 잘못 출력하지 않도록, 모델 파일은 올바른 출력 방향으로 저장하는 것이 바람직함

  • When no orientation works

    • 이상적인 출력 방향이 없는 복잡한 부품의 경우, 여러 조각으로 나눠 출력한 후 조립하는 방식이 효과적임
    • R1.2 — 최적 방향이 없다면 부품을 나눠 출력
    • 도브테일 조인트는 대부분의 방향에서 인쇄가 쉬우며 조립에 적합한 구조임

  • To infill or not to infill

    • 인필을 100%로 높인다고 해서 효율적인 강도 증가로 이어지지 않음
    • 표면에서 강도가 집중되므로, 쉘(perimeters) 을 늘리는 것이 더 효과적임
    • R1.3 — 강도는 내부보다 외부 표면에서 결정됨
    • 인필은 재료 낭비 및 출력 시간 증가로 이어질 수 있음
    • 구조 하중은 중립 축에서 먼 외곽에서 가장 크므로, 여기에 재료를 집중하는 것이 효율적임

  • The Flow of Forces

    • 부품 내부에서 힘이 흐르는 경로(Force Lines) 를 고려해 형상 변경으로 응력 완화 가능
    • R1.4 — 힘의 흐름은 가능한 직선 경로로 유도
    • 모서리에는 필렛(Fillet)을 적용하여 응력 집중을 줄이고 파손 위험을 완화할 수 있음

  • Cross-sectional Considerations

    • 3D 프린팅에서는 대부분 속이 빈 구조이므로, 단면을 줄이는 것보다 표면 면적 감소가 재료 절약에 효과적임
    • R1.5 — 얇은 형상보다 두꺼운 형상이 더 유리
    • 예시: 전통적으로 강한 I-빔 구조는 프린팅에서는 오히려 정사각형 단면이 더 강도와 출력 효율에 유리할 수 있음

  • Simulation Struggles

    • 기존 제조에서는 시뮬레이션이 핵심 도구이나, 3D 프린팅의 비균질 구조로 인해 정확한 예측이 어려움
    • 대신 직접 출력 및 테스트가 저비용으로 가능한 대안이 됨
    • 단, 기계적 강도 테스트에는 출력 테스트가 적합하지만, 치수 정확도 검증용으로는 권장하지 않음
    • 위상 최적화(Topology Optimization) 는 FFF 방식과는 맞지 않으며, 이상적인 출력 형상을 제공하지 못함

2. 제조 공차와 부품 마감 (Manufacturing Tolerance and Part Finish)

  • Chamfers vs. Fillets

    • R2.1 — 프린트 평면과 평행한 모서리에는 챔퍼, 수직인 모서리에는 필렛을 사용하는 것이 최상의 인쇄 품질을 제공함
    • 수평 방향의 필렛은 급격한 오버행(overhang) 을 유발해 표면 품질이 저하되고 인쇄가 어려움
    • 수직 방향에서는 필렛이 프린트 헤드의 가속을 줄여 표면 결함을 줄이는 데 효과적임
    • 챔퍼는 일정한 기울기를 유지해 층마다 균일한 레이어 라인을 형성하고 깔끔한 외관을 제공함

  • Horizontal Holes

    • 수평 방향 원형 구멍은 큰 오버행 문제를 유발하므로, 90도 눈물방울 모양(teardrop) 이나 평평한 지붕 구조로 대체하는 것이 좋음
    • R2.2 — 수평 방향 구멍은 눈물방울 형태 또는 지붕 구조로 설계할 것
    • 브릿지 영역은 약간 처질 수 있으므로 추가 클리어런스 확보 필요

  • Seemingly Seamless

    • 퍼리미터 심(seam) 은 인쇄 시작/종료점이며, 위치에 따라 치수 오차와 외관 저하를 유발할 수 있음
    • 완전한 원형이나 동일한 각도의 코너들에서는 심 위치 결정이 어려워져 오류 가능성이 큼
    • R2.3 — 수직 구멍의 경우 눈물방울 형태로 심을 회피
    • R2.4 — 심이 기능이나 외관에 영향을 미치지 않도록, 날카로운 오목한 코너를 추가하여 심을 유도할 것

  • Expectable Tolerances of FFF/FDM

    • 설계는 제조 공정의 한계를 고려하여 진행해야 하며, 0.1mm 정도의 표면 오차는 일반적인 수준으로 간주됨
    • 코너가 날카롭고 기하학적으로 복잡한 부품은 가속으로 인한 오차 증가가 발생함
    • R2.5 — 프린트 헤드의 움직임이 쉬운 경로로 설계하여 공차 개선
    • 수축 및 뒤틀림(warping)은 곡면이 많고 부피가 큰 부품일수록 덜 발생
    • R2.6 — 뒤틀림을 방지하려면 표면을 둥글고 부피가 크도록 설계. 이상적 형상은 구체임

  • Perfect Precision

    • 골디락스 접근법처럼 테스트 프린트를 통해 최적 치수를 찾는 방식은 반복성은 높지만 설계의 이식성(portability) 을 저해함
    • R2.7 — 정밀하게 만들 수 없다면 조정 가능하게 만들 것
    • 조절 메커니즘 예시:
      • 타원형 구멍: 위치 조정 가능하지만 미세 조정은 어려움
      • 마주보는 나사 구조: 높이 정밀 조정에 적합, 양면 접근 필요
      • 스프링과 나사 결합: 간편 조정, 추가 고정용 나사 사용 가능
      • 시밍(shimming): 얇은 철판이나 3D 프린트된 시트를 겹쳐 높이 조절

  • Engineering Fits

    • 전통 제조에서 사용하는 공차 체계(예: H6) 는 FDM 프린팅에서는 비현실적임
    • 필요 시 리머로 후가공하여 정확한 공차 달성 가능하나, 특별한 경우가 아니라면 효율성이 낮음
    • 간단한 경우는 여유 맞춤(clearance fit) 또는 간섭 맞춤(interference fit) 중 선택

  • Circles Considered Harmful

    • 간섭 맞춤에서 원형 구멍은 재료의 변형 여유가 적어 파손 위험 증가
    • 육각형/사각형 구멍은 변형을 통해 간섭을 흡수할 수 있어 더 유연함
    • R2.8 — 간섭 맞춤에는 원형 구멍 대신 육각 또는 사각형 구멍 사용

  • Crush Ribs

    • 크러시 립(crush ribs) 은 한 번만 조립되는 간섭 맞춤에 적합한 구조
    • 프린팅 허용 오차를 립의 변형으로 흡수할 수 있어, 간섭력의 일관성 확보 가능
    • 작은 특징이기 때문에 프린트 오차가 더 크며, 대체로 언더사이즈로 출력됨
    • R2.9 — 재조립이 필요 없는 간섭 맞춤에 크러시 립 사용

  • Grip Fins

    • 그립 핀(grip fins) 은 탄성 변형을 활용해 여러 번 재조립 가능한 간섭 구조 제공
    • 크러시 립과 달리 지속적인 결합/해체가 가능하며 반복 사용이 필요한 부품에 적합함
    • R2.10 — 반복 조립이 필요한 간섭 맞춤에는 그립 핀 사용

3. 공정 최적화(Process Optimization)

  • Support Material

    • R3.1 — 서포트 재료의 사용은 피하는 것이 원칙
    • 서포트는 후처리 작업 증가, 소재 낭비, 치수 정밀도 하락, 표면 품질 저하 등의 문제를 야기함
    • 대부분의 경우, 작은 디자인 변경으로 서포트가 필요 없도록 개선 가능함
    • 인쇄 방향을 바꾸는 것만으로도 서포트를 제거할 수 있음

  • Diagonal Orientation

    • 인쇄 축과 45도 기울여 부품을 배치하면 브리지를 줄이고, 모든 면의 품질을 고르게 유지할 수 있음
    • R3.2 — 기울인 배치를 통해 서포트를 제거할 수 있음
    • 단, 넘어질 위험이 있으므로 브림(brim)을 추가하는 것이 좋음

  • Divide and Conquer

    • 서포트를 피할 수 없다면 부품을 여러 조각으로 분할하고 조립하는 방식도 고려할 수 있음
    • R3.3 — 어느 방향으로도 서포트를 피할 수 없다면 부품을 나누어 인쇄

  • Sacrificial Layers

    • 위에서 아래로 뚫린 카운터보어 홀(counterbore) 은 서포트 없이 인쇄가 어려움
    • 희생층(sacrificial layer) 을 추가하면 서포트 없이도 구조 유지 가능
    • 인쇄 후 얇은 브릿지 층을 칼이나 드릴로 제거하면 원하는 형상을 얻을 수 있음
    • R3.4 — 내부 오버행에는 희생층을 활용해 서포트를 대체

  • Overhanging Counterbore Trick

    • 희생층보다 한 단계 진화한 방식으로, 내부 구멍을 방해하지 않는 방향으로 브릿지를 배치하여 단계적으로 구조를 완성
    • 후처리 없이도 깔끔한 인쇄 결과를 얻을 수 있으며, 소형 구멍에 특히 효과적임
    • R3.5 — 오버행 카운터보어에는 브릿지 레이어 트릭 사용

  • Layers of Bridges

    • 여러 브릿지를 계층적으로 쌓아 더 복잡한 구조를 서포트 없이 제작할 수 있음
    • 연속 브리징(sequential bridging) 은 OpenFlexure 프로젝트에서도 활용됨
    • R3.6 — 브릿지를 활용한 브릿지로 복잡한 형상을 서포트 없이 인쇄 가능

  • Well Meant Material Saving

    • I-빔 형상이나 불필요한 구멍은 오히려 재료 소비와 인쇄 시간 증가로 이어질 수 있음
    • 3D 프린팅은 내부보다 표면 면적이 재료 사용에 더 큰 영향을 미침
    • R3.7 — 재료 절감을 위해 구멍을 뚫기보다 볼륨감 있는 형상 유지

  • Optimizing Bed Adhesion

    • 출력물의 베드 접촉 면적을 적절히 조절해야 대량 생산 시 출력 및 제거가 쉬움
    • 너무 작으면 전복 위험, 너무 크면 제거가 어려움
    • R3.8 — 대량 생산 시 베드 접촉 면적을 최소화

  • Mouse Ears

    • 브림 대신 CAD에서 직접 설계된 Mouse Ear 구조를 활용하면 접착력 향상 및 후처리 간소화 가능
    • 직접 부품에 붙인 형태, 또는 분리된 돌기 형태로 쉽게 제거 가능
    • R3.9 — 베드 접착이 어려운 부품에는 Mouse Ear를 추가

4. 기능 통합(Functional Integration)

  • 여러 기능을 하나의 부품에 통합하면 조립과 비용이 줄어들지만 인쇄 방향 제한, 프로토타입 반복 어려움 등의 단점이 있음
  • 경우에 따라 기능을 나눠서 프로토타입, 수리 용이성을 확보하는 것도 고려해야 함

  • Zip tie Channels

    • 부품 표면에 작은 반원형 채널을 추가하면 지퍼 타이로 전선 고정 가능
    • R4.1 — 케이블 고정을 위해 Zip tie 채널 활용

  • Flexures

    • 플렉셔(flexure) 는 재료의 탄성을 활용해 움직임을 허용하는 구조
    • 얇고 길게 설계하면 탄성 범위 내에서 더 많은 이동이 가능
    • 여러 개의 얇은 플렉셔를 병렬로 배치해 강성과 이동 거리 최적화 가능
    • R4.2 — 움직이는 기능을 통합하기 위해 플렉셔 사용
    • R4.3 — 플렉셔는 탄성 범위 내에서만 변형되도록 설계
    • R4.4 — 플렉셔에는 과도한 이동을 막기 위한 스토퍼를 배치

  • Clips

    • 클립은 플렉셔의 대표적인 활용 사례로, 조립용 나사 없이도 고정 가능
    • 인쇄 방향이 중요하며, 레이어를 가로지르는 클립은 매우 약함
    • 형상 고정 방식(form-locking)을 사용할 경우, 클립 해제를 위한 공간 제공 필요
    • R4.5 — 클립이 부러지지 않도록 최소 이동 범위로 설계
    • R4.6 — 형상 고정 클립은 해제 가능한 구조를 제공

  • Living Hinges

    • 리빙 힌지는 얇은 플라스틱이 휘어지며 작동하는 힌지로, 간단하고 경제적인 설계
    • 얇은 힌지는 반드시 베드에 수평으로 인쇄되어야 함
    • 브리징으로 만든 힌지는 성능이 떨어짐

  • Printed Bearings

    • 대형 베어링이 필요한 경우, 부품 내부에 레이스를 설계하고 강철 볼을 조립하는 방식으로 베어링 통합 가능
    • 간격 유지를 위한 프린트된 케이지 추가도 가능

  • Print-in-place Mechanisms

    • 프린트 인 플레이스(print-in-place) 는 여러 부품을 조립 없이 한번에 출력하는 방식
    • 기어 세트 등 조립 불가능한 구조도 출력 가능하며, 매우 강력한 통합 설계 기법
    • 출력 방향 고정, 서포트 제거 어려움 등 설계 난이도가 높음
    • 인터페이스 되는 부품 간에는 0.3 mm 이상의 간격 확보 필요
    • R4.7 — 플로팅 형상 지지를 위해 분리 가능한 브레이크어웨이 구조 사용
    • R4.8 — 인쇄 중 접촉 방지를 위해 충분한 간격 확보

5. 플라스틱을 넘어서(Beyond Plastic)

  • Nuts and Bolts

    • Screw Preload
      • 나사 체결 시 발생하는 압축력(preload) 은 연결 안정성을 결정하지만, 3D 프린트 부품은 강성이 낮아 전통 계산이 무용함
      • 진동 및 동적 하중에 대비해 나사잠금제(threadlocker)나 락너트 사용 권장
      • R5.1 — 동적 하중을 받는 나사는 잠금 보조 수단과 함께 사용
    • Screw Length
      • 나사는 가능한 한 길게 설계하여 부품 전반에 압축력 분산 및 과도한 체결 방지
      • R5.2 — 나사 길이는 최대한 길게 설계
    • Threads in Printed Parts
      • 플라스틱 부품에 직접 나사산을 가공하거나 CAD로 생성 가능하나, 과체결 시 손상되기 쉬움
      • 반복 체결이 없는 저부하 연결에는 탭 가공 나사산 사용 가능
      • R5.3 — 재사용이 적은 결합에는 나사 탭 가공 사용
    • Rib Thread Forming
      • Crush rib을 변형시켜 나사산 생성하는 방식은 후처리 없이도 손쉬운 체결 가능
      • R5.4 — 리브를 활용한 나사산 생성은 간단한 저재사용 연결에 유용
    • Threaded Inserts
      • 열 삽입형 금속 인서트는 반복 조립에 적합한 강력하고 안정적인 나사산 제공
      • R5.5 — 높은 강도와 반복 사용성을 위한 인서트 사용 권장
    • Embedded Nuts
      • 표준 너트를 부품 내부에 삽입하면 경제적이며 긴 나사와 함께 사용시 이상적
      • 측면 또는 후면 컷아웃 설계로 너트 삽입 가능
      • R5.6 — 표준 너트 삽입을 위한 컷아웃 설계
    • Thread Strength
      • 대부분의 나사산 방식은 일반적인 부하에는 충분한 강도를 제공하며, 설계 시 반복성 및 조립성 위주로 판단

  • Dowel Pins

    • 정밀 위치 고정용 핀(dowel pin) 은 프린팅 공차 한계로 사용 빈도 낮음
    • 정확도가 중요한 고정구에는 여전히 유용하며, 후가공 또는 헥사홀/크러시 리브 사용 가능

  • Embedded Hardware

    • 인쇄 중 하드웨어 삽입 방식은 체결 또는 조립을 단순화함
    • 출력 도중 일시 정지 후 삽입, 이후 재개 방식으로 구조물 내부에 고정
    • 예: 투명 시트, 자석, 금속망 등
    • R5.7 — 복잡한 체결 대신 하드웨어 삽입으로 기능 통합

  • Printing on Fabric

    • 얇은 천(튜울 등) 을 인쇄 도중 덮어 유연한 구조물 제작 가능
    • 주로 의류 및 코스프레 분야에서 사용되며, 개별 부품이 패브릭 위에 고정됨
    • 지오메트리에 따라 유연성 조절 가능

6. 외형 설계 (Appearance)

  • Complex Shapes

    • 3D 프린팅은 복잡한 곡면, 유기적 형상을 구현해도 비용 부담이 없음
    • 전통적인 직각 기반 디자인에서 벗어나, 외관이나 인체공학 개선을 위해 복잡한 형상 적극 활용 가능
    • R6.1 — 외형 또는 인체공학 향상을 위해 복잡한 형상 적극 활용

  • Shadow Lines

    • 조립 부품의 접합부에 작은 간격과 리브(돌출선) 을 추가하여 정밀하지 않아도 깔끔한 이음새 연출 가능
    • 실링 기능까지 추가하려면 내부에 이중 리브를 추가해 미로형 구조로 구성 가능
    • R6.2 — 부품 접합부에 쉐도우 라인을 추가하여 외관 향상

  • Surface Texture

    • 수직 면의 레이어 라인 제거가 어려운 한계가 존재
    • 텍스처드 빌드 플레이트 사용 시 하단 면 품질 향상 가능, 그러나 제한적
    • Fuzzy Skin 기능은 인위적 불규칙성을 줘서 층 라인 은폐 및 촉감 개선
    • R6.3 — 표면 질감을 조절해 3D 프린팅 느낌을 줄이기

  • Printed Text

    • 파트에 레이저 마킹이나 라벨 없이 텍스트 각인이 가능
    • 부품 번호나 버전 등을 새겨 관리 및 수정 추적 용이
    • 각인(engraving)이 양각(embossing)보다 결과가 더 깔끔함
    • R6.4 — 각인을 기본으로 텍스트 추가
    • R6.5 — 텍스트는 수직 방향으로 배치하여 정밀 인쇄 유도
    • 0.6mm 이상 선폭, 0.5mm 이상 깊이 확보 시 대부분의 프린터에서 문제 없음

  • Vase Mode Design

    • Vase Mode는 단일 외벽을 나선형으로 출력하여 빠르고 심플한 출력 가능
    • 레이어 이음새가 없어 매끈한 외관, 스트링 현상 없음, 소재 소모 적음
    • 내부 지지 구조가 없으므로 강성이 낮음, 그러나 형상에 따라 보완 가능
    • R7.1 — Vase Mode 파트의 강성을 위해 비딩 패턴 활용

  • Beading Patterns

    • 금속 시트 강화에 사용하는 비딩 패턴(Sickening Pattern) 을 프린트에도 응용 가능
    • 얇은 쉘 구조에 리브 형태를 추가하여 강성 증가
    • CNC-Kitchen에서 자세한 사례 제시

  • Unconventional Vase Mode

    • Vase Mode는 화병 외에도 기하학적 조작을 통해 기능성 부품 출력 가능
    • FPacheco의 헥사 트레이는 전형적 Vase Mode가 아님에도 장점을 활용한 사례
    • 대량 생산 시 시간과 품질 모두 확보 가능

체크 리스트

  • 1. 부품 강도 확보

    • R1.1 인장력은 프린트 면과 평행하게 정렬
    • R1.2 방향 최적화가 어려울 경우 다중 파트로 분할
    • R1.3 강도는 내부 채움보다 표면 두께에 좌우됨
    • R1.4 하중은 가능한 한 직접적으로 전달
    • R1.5 가늘기보다 굵은 단면 우선 고려

  • 2. 제조 공차 및 표면 마감

    • R2.1 수평 모서리에는 챔퍼, 수직 모서리에는 필렛 적용
    • R2.2 수평 홀에는 눈물방울 형태 또는 평평한 상단 도입
    • R2.3 수직 홀도 눈물방울 형태로 정확도 보정
    • R2.4 시임 위치는 오목한 코너에 유도해 정밀도 확보
    • R2.5 프린터 헤드 경로를 고려해 기하 구조 설계
    • R2.6 부피 크고 곡면 부드러운 형상으로 변형 방지
    • R2.7 정밀도 확보 어려울 땐 조절 가능성 부여
    • R2.8 간섭 핏에는 원형보다 육각형/사각형 홀 사용
    • R2.9 일회성 프레스 핏에는 Crush Rib 사용
    • R2.10 재조립 가능한 핏에는 Grip Fin 활용

  • 3. 공정 최적화

    • R3.1 서포트 필요성 최소화
    • R3.2 파트 방향 조절로 서포트 회피
    • R3.3 서포트가 불가피한 경우 파트를 분할
    • R3.4 희생 레이어로 내부 오버행 방지
    • R3.5 Overhanging Counterbore 트릭 사용
    • R3.6 다중 브리지 구조로 복잡한 형상 구현
    • R3.7 표면적은 최소화, 부피감 있는 구조 유지
    • R3.8 대량 생산 시 베드 접촉면 최소화
    • R3.9 접착 문제 발생 시 Mouse Ear 추가

  • 4. 기능 통합

    • R4.1 Zip Tie 채널로 케이블 고정
    • R4.2 Flexure로 이동 기구 통합
    • R4.3 탄성 범위 내에서만 변형되도록 설계
    • R4.4 Flexure 한계를 넘지 않도록 물리적 제한 구조 포함
    • R4.5 Clip은 최소한의 이동 거리로 설계해 파손 방지
    • R4.6 해체 가능한 Clip에는 도구 접근 가능 공간 확보
    • R4.7 Print-in-Place 설계에는 탈락 가능한 서포트 면 사용
    • R4.8 부품 간 간섭 방지를 위한 충분한 여유 간격 확보

  • 5. 플라스틱 너머 – 기계 요소

    • R5.1 동적 하중 나사에는 락너트나 접착제 등 보조 잠금 장치 사용
    • R5.2 나사 길이는 최대한 길게 설계
    • R5.3 저빈도 조립용 나사는 직접 탭으로 가공
    • R5.4 Crush Rib 기반 나사 삽입으로 후가공 생략 가능
    • R5.5 Heat-Set Insert로 반복 가능한 강한 나사 삽입구 확보
    • R5.6 일반 너트를 삽입할 수 있도록 절개 설계
    • R5.7 나사 외에도 하드웨어를 프린트 중간에 삽입해 결합 단순화

  • 6. 외관

    • R6.1 복잡한 형상도 외관이나 인체공학 개선에 무료로 적용 가능
    • R6.2 두 파트 결합부에 쉐도우 라인 추가해 고급스러운 외형 확보
    • R6.3 표면 질감을 조절해 3D 프린팅 느낌 감소
    • R6.4 텍스트는 Emboss보다 Engrave 방식 선호
    • R6.5 각인/양각 텍스트는 프린트면에 수직으로 배치

  • 7. Vase Mode 특화 설계

    • R7.1 Vase Mode 파트 강성을 위해 Beading Pattern 사용
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Hacker News 의견

  • 3D 프린팅에 빠져들게 되었음. A1 Mini로 시작했지만, 창의적인 프로젝트뿐만 아니라 기능적인 부품도 프린팅하게 되었음

    • GLi.net Beryl과 Apple TV를 위한 6인치 서버 랙을 프린팅했음
    • 3D 프린팅은 시간 소모가 크지만, A1과 Claude를 사용하면 취미로 즐길 수 있을 정도임
    • CAD 기술이 필요하지만, LLMs 없이 시작하기엔 부담이 큼

  • 이 기사는 Thingiverse나 Printables의 평균적인 부품보다 높은 수준임

    • Fusion 360의 "plastics" 모드에서 설계되었지만, 프린트된 것인지 몰드된 것인지 구분하지 못함
    • 표준화된 기계의 능력에 맞춘 "생산 인식 설계"가 가능한 CAD 엔진이 있는지 궁금함

  • 나사산을 프린트된 부품에 직접 내는 방법으로 나무 나사가 효과적임

    • 나무 나사는 탭 없이도 자체적으로 나사산을 만들 수 있음
    • PETG로 프린팅하면 강도가 충분하지만, PLA는 층과 평행한 구멍에서 갈라질 수 있음

  • 나사 삽입의 설계 제한점은 뒤쪽에서 나사를 삽입할 때 신뢰할 수 없다는 것임

    • 삽입 전 나사를 뒤쪽에서 삽입하고, 삽입물에 나사를 끼운 후 함께 설치하면 문제 해결 가능

  • 3D 프린터를 7년간 사용해왔고, 팬데믹 동안 집에서 조립했음

    • 기사에서 다룬 주제 중 일부는 이미 경험으로 알게 되었음
    • 모든 것을 연구하고 설명한 수준이 놀라움

  • 프린트에서 재료를 최소화하는 유용한 방법은 표면을 프린트하지 않는 것임

    • 표면이 기능에 중요하지 않다면 제거 가능
    • 평면 인필을 사용하면 부품이 멋지게 보일 수 있음

  • J. E. Gordon의 "Structures"는 기계 설계 개념을 이해하는 데 도움이 됨

  • Bambu Labs P1S는 사용하기 쉬워서 이전 Ender보다 100배 더 많이 프린트하게 됨

    • Fusion360을 배우게 된 동기부여가 되었음

  • 필렛 엣지와 날카로운 엣지의 충돌 문제

    • 직사각형 상자의 경우 3/4 모서리를 필렛 처리하고 나머지 하나를 날카롭게 남기는 방법 고려 가능

  • 구체를 두 부분으로 나누어 서로 나사로 고정할 수 있는 디자인이 유용함

  • 프린트된 부품에 텍스트를 추가하지 않을 이유가 없음

    • 3D 프린트된 텍스트의 외관이 실망스러움
    • 토너 전사 기술이 유망해 보이며, 스프레이 페인팅 후 레이저로 텍스트를 그리는 방법도 흥미로움
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