MSLA Printer(3D Printer) DIY Project #1

MSLA 프린터란?

UV LED의 특정 파장에 반응하는 액상(레진)을 이용하여 짧은 시간동안 필요부분만 마스킹을 통해 광경화를 시키며 Top-down 방식으로 구조물을 적층시키는 방식의 3D 프린터입니다.

SLA(광경화, Stereolithography Apparatus) 프린터의 일종으로 보통 SLA 프린터 라고도 하지만 LCD 패널의 마스킹을 통한 출력방식의 정식 명칭은 MSLA(Masked SLA) 입니다.

MSLA 프린터 출력방식

마스킹(Masking)은 LCD 액정에서 필요부분만 UV LED를 투과시키고 나머지 부분은 검정색으로 화면에 출력하여 마스킹처리하는 방식으로 아래 그림에서 하얀색 부분만 빛이 투과되어 별모양의 테두리만 광경화가 일어나 굳게 됩니다.

위와 같은 그림을 적층할 이미지 레이어로 반복 출력하며 출력물을 위에서 아래로 한층씩 쌓아가는 Top-down 방식으로 출력하게 됩니다.

MSLA 방식 선정 이유

보유중인 FFF프린트와는 다르게 출력물의 해상도가 높으며(2K 예정) 구조가 단순하여 유지관리 하기 쉬운점, 보유하지 않은 방식이라는 호기심에 MSLA를 선택하게 되었습니다.

구조를 보면 Z축만 잘 구축되면 나머지는 전자부품 파트가 알아서 해줍니다. 장단점이 나뉘지만 단점에 크게 개의치 않고 일단 진행해보려 합니다.

MSLA 방식의 장점

• 높은 해상도
• FFF에 비해 안전(낮은 온도)
• 레이어 당 출력시간 일정
• 구조의 단순하여 유지관리 편리

MSLA 방식의 단점

• 레진 특유의 냄새 발생
• 복잡한 후처리(세척, 경화 등)
• LCD, LED 등 FFF 프린트에 비해 상대적으로 비싼 전자부품
• Build사이즈 및 해상도 업드레이드 비용의 급 상승
• 출력물 강도가 낮은 편

Why DIY?

‘기성품을 사서 쓰지 왜 고생하냐?’ 라고 하신다면… 3D프린터 여부를 떠나 DIY(Do It Yourself)는 재미있습니다. 몸을 움직인 만큼, 머리를 굴린 만큼의 결과물의 완성도가 높아져 가는걸 보면 뿌듯합니다.

2014년 첫번째 델타방식의 3D프린터를 시작으로 총 3대의 FFF(열가소성수지 압출 적층 조형법, Fused Filament Fabrication) 프린터를 DIY로 제작하고 업그레이드 하며 사용중입니다.

지금까지는 공개된 도면이나 BOM을 보고 따라 만들고 업그레이드 하는 정도로 제작하였으나 FFF에 비해 매우 간단한 구조인 MSLA를 설계단계부터 시작해 보려고 합니다.

프로젝트 진행방향

프린터 출력 방식의 이해를 기반으로 밴치마킹할 자작프린터를 베이스로 설계와 부품수급, 제작을 해보려 합니다.

1. 필요 기술 파악
   – 광경화 조건(UV 405nm)
   – LCD 마스킹(NanoDLP)
   – 설계 프로그램(Autodesk Inventor, Solidworks 등)
2. 벤치마킹 대상 조사
   – FDM printed SLA-Printer by TOS(링크)
   – Wanhao D7
   – Anycubic Photon s
3. 프린터 설계 및 부품 선정
   – 3D 설계툴(Inventor)로 부품 리스트 및 수치 입력
   – BOM(Bill Of Material) 작성
   – 어셈블리를 통한 동작 검증
4. 부품 수급
   – 부품 Parts는 FFF 프린터로 설계수치 기반 출력
   – 전기부품(Aliexpress, 국내몰)
   – 구조물(프로파일) 국내 제작업체
   – 기타 국내 구매 가능 부품은 검색을 통해 조달
5. 조립
6. 테스트
7. 완성

설계프로그램은 사용해본적이 없고…SW만 하던 개발자라 잘 될지 모르겠습니다만 잘 정리된 TOS의 SLA 프린터 밴치마킹을 믿고 시작해 보려고 합니다.

다음 포스팅은 설계에서 부터 하나씩 분할과 정복을 통해 완성해 나가도록 진행해 보겠습니다.