MSLA Printer(3D Printer) DIY Project #2 설계

지난 포스팅인 준비과정에 이어 다음단계인 설계를 진행 해보겠습니다.

설계툴은 오토데스크사의 인벤터를 사용하였으며 이번 프로젝트를 위해 처음 써본 툴이라 사용에 익숙치 않아 세부적인 볼트나 너트 등의 삽입은 제외하고 큰 틀만 그려보았습니다.

설계를 처음해보았는데 생각보다 노가다 작업이군요…고려할 사항도 많고 그려야 하는것도 많고…..설계 하시는 분들 존경스럽습니다.

전체적인 사이즈는 220mm X 200mm X 430mm 이며 프로파일로 뼈대를 구성하여 프로파일 부피때문에 내부 공간을 최소화 한다고 해도 한계가 있네요.

설계는 5가지 부분으로 나누어 작업하였습니다.

• 프레임
• 전자부품
• 기구부
• 출력물
• 기성품

각 파트별 설계 내용을 알아보겠습니다.

프레임

프레임은 2020 프로파일로 뼈대를 구축해봤습니다. 아무래도 프로파일로만 고정하려니 세로방향 고정력이 약할 듯 하여 하판에는 탭구멍을 내 고정하게 하였고 하단 프레임에서 직각 유지 가능하도록 프로파일 부속을 넣을 계획입니다.

세로에도 JIG 형태의 판을 두어 평행을 유지하도록 해보았습니다.

판넬은 상/하판, JIG는 5T알루미늄, 전후측면은 3T로 할 계획입니다.

전자부품

• 라즈베리파이 3
• NanoDLP 쉴드
• 2K 5.5인치 LCD와 액정보호유리
• MIPI(LCD를 HDMI로 연결 가능하게 해주는 부품)
• 405nm 40W UV LED
• DC-DC Converter
• 기타 DC 파워잭, 방열판, 전원버튼

Z축을 컨트롤 하고 LCD 마스킹에 따라 UV LED를 껐다 켰다 할 수 있는 정도의 동작만 필요하기에 전자부품이 많지는 않습니다.

기구부

• 300mm 리니어가이드
• 300mm 2pitch 2lead Screw
• 와블 방지용 TM Nut
• 5X8 커플러
• NEMA 17 40mm 모터

모터는 상판에 고정시키고 TM스크류 이동에 따라 리니어 가이드가 양쪽에서 이송해주는 역할을 합니다.

리니어가이드와 연마봉 중 고민하였으나 상판과 세로축을 고민하다 그냥 설계하기 편한 방향으로 리니어 가이드를 택했습니다…예산에는 타격이 좀 있지만 프로파일만 세우면 되서 설계는 간단해지네요.

리니어가이드 2개 사용 시 평행이 맞아야 스크류에 부하도 안가고 출력 품질도 괜찮아질텐데 과연 평행 하게 잘 맞을지 모르겠습니다..

출력물

출력물은 거의 부품을 프레임에 고정하는 용도로 사용되고 기구부 결합과 UV LED 반사판에 사용됩니다.

현재 FFF에서 사용중인 필라멘트가 녹색뿐이라 녹색으로 칠해보았습니다.

알루미늄 베드는 출력물은 아니지만 가공물로 알루미늄 5T 타공하고 볼헤드로 결합 예정입니다.

LED 반사판은 출력하여 내부에 거울스티커를 붙여 UV 광원이 고르게 분포되어 LCD에 투과할 수 있도록 합니다.

기성품

• 카메라 미니 볼헤드
• VAT 수조

검정색 원통이 볼헤드를 표현한 것 입니다. 모양 그리기가 힘들어서 그냥 원통으로 그려놨습니다.

빌드 플레이트 수평을 맞추고 수동으로 조절하기 위해 볼헤드가 적당할 듯 하여 미니볼헤드 검색하여 붙여볼까 합니다. 고정만 잘 된다면야 싸고 안정적으로 사용가능 할 듯 합니다.

VAT는 출력물로 사용하기에는 액체를 담는 그릇이라 누수 위험이 있고 가공을 하자니 가공비가 너무 비쌀 듯 하여 그냥 타사의 VAT를 그대로 사용하기로 합니다.

보통 5.5인치 MSLA 프린터는 동일한 액정크기, 유사한 액정을 사용중 이라 VAT도 호환 됩니다. VAT 제원을 보고 사이즈 맞춰서 상판에 고정시킬 예정입니다.

마무리

설계만 한 20일 정도 걸린 듯 합니다. 가장 고민이었던 부분은 연마봉/리니어가이드 선택과 이송부 출력물 설계, 빌드플레이트 고정부 인 듯 하네요…

전문가분들이 보시면 웃으실지 모르겠지만 나름 밤잠 설쳐가며 작업한 인생 첫 설계 결과물입니다 ㅜㅜ 설계한대로 잘 만들어졌으면 좋겠네요.

다음 포스팅은 부품 선정과 주문에 대해 진행해 보겠습니다.