3D 프린팅의 구조 - 상향식 / 하향식에 대한 고민.

레진 VAT을 만들다가 진도가 잘 안 나가고 있던 참에 

하향식으로 가는 건 어떨까 하는 생각이 들었습니다. 

상향식은 프로젝터가 밑에 위치하고 프린팅 베이스가 위로 상승하는 구조입니다. 

VAT의 하단에서 경화가 이루어지죠. 

이 방식의 장점은 VAT 에 레진을 소량만 투입해도 되기 때문에 초기비용이 적게 들고,

같은 설계에서 Z축 길이만 늘이면 프린팅 크기를 무한히 늘릴 수 있어 업그레이드가 비교적 쉽습니다. 

다만 이렇게 제작할 때에는 VAT 바닥면에서 경화가 이루어 지는데

이때 프로젝터 광원이 VAT 바닥을 통과해야 하기 때문에 자외선 감소가 적은 특수 유리를 사용해야 하고

또한 경화된 레진이 바닥에 잘 달라붙지 않게 sylgard184 같은 특수 실리콘을 사용해서 

레진이 바닥에 잘 달라붙지 않게 하고 있습니다. 

문제는 이 재료들이 둘다 비싸고, 특히 sylgard184 같은 실리콘 재료는 무한히 쓸 수 있는 것이 아니라

내구성이 떨어지면 다시 작업해서 VAT 바닥을 새로 깔아야 합니다. 

실제로 제작해 보면 또한 프로젝터 촛점 맞추기가 어렵다던가, 출력물이 상승하면서 레진을 뭍혀 올라가기 때문에 

출력물을 떼어낼 때 레진이 여기저기 묻기 쉽다던가 하는 잡다한 단점들도 있더군요.

3D 프린터의 붐을 타고 개발된 많은 소형 SLA 프린터들도 거의 상향식입니다. 

한편으로 하향식은 어떨까요?

기존 대형 SLA 프린터들은 하향식인 경우도 많습니다. 

생각해 보면 VAT의 구조를 복잡하게 하면투과형에 자외선 투과형으로 만들지 않아도 되고

소모품인 바닥용 실리콘 sylgard184 등의 추가비용이 들지 않습니다. 

또한 상향식처럼 프린팅시 layer끼리 잘 붙지 않아 출력물의 불량이 날 가능성도 줄어들 것 같습니다. 

단점으로는 출력물의 구조에 따라 레진이 출력물에 담겨 나온다거나(컵 같은 형태의 경우)

출력물의 크기만큼 VAT 크기를 키워야 하고 레진을 많이 부어야 한다는 것.. 정도가 생각이 나네요.

애초에 제가 하향식은 엄두에도 넣지 못한 이유 중에 하나가

레진이 많이 들어간다는 것이었습니다.

아주 작은 크기로 VAT을 만들어도 레진 2리터는 일단 붓고 시작해야 하기 때문이었죠. 

하지만 하향식을 생각하다 보니 peachy printer의 아이디어가 떠오르더군요.

성능상으로 엄청난건 아니지만 최초의 100$ 대의 SLA방식 3D 프린터로 뉴스를 강타한 피치 프린터는

뛰어난 아이디어들이 많이 녹아있는데 그중 하나가 Z축이 없이 레진에 물을 부어서 

레진을 띄우는 방식을 사용하는 것이었죠.

레진이 뜬다면... VAT이 깊어도 다 레진으로 채울 필요는 없잖아?

하는 생각이 들었습니다. 

레진이 물과 안 섞이는지, 레진이 물에 뜨는지 테스트부터 해보자! 하고 물을 붓고

레진을 부었습니다. 레진이 밑바닥에 쫙 가라앉는군요.....?????

아주 잘 가라앉아있습니다.... 당황해 하다가

peachy printer 에서는 소금물을 썼다고 했던 것 같은 기억이 살짝..

역시 그랬군요.

이미 물은 부어놨고 그냥 소금을 넣어봤습니다만;;

소금 20g 에 물 40g 정도를 부었습니다. 전자렌지에 돌려 끓이고 저어봤는데 소금이 다 녹지는 않네요.

일단 녹은 소금물만 따로 부어봤습니다

결과는 저렇게

레진이 위에 잘 뜨고 있습니다. 

물이 식으면 소금결정이 생길 것 같기는 한데 일단 어느정도 소금물에는 레진이 뜨고, 섞이지도 않는군요.

밖에 나가 태양빛에 경화시켜봤습니다. 

프린터를 뒤집어 놓고 구상중.. Z축 위치를 좀 옮기고 VAT등 일부 부품을 다시 만들면 가능할 것 같습니다.