유해가스 및 미세먼지 차단기능이 있는 3D프린터

마크봇|2020. 1. 6. 12:19

안녕하세요.

상상을 현실로 만드는 3D프린터를 제작하는 마크봇입니다.

오늘부터 자사제품인 마크봇 TS-001에 적용된 유해가스 및 미세먼지 차단 필터에 대한 설명을 드리고자해요!

3D프린터의 본래 기능인 모형제작 이외에도 다양한 기능들을 구현하였는데요.

오늘은 마크봇 TS-001에 적용된 유해가스 및 미세먼지 차단 필터기능에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

 

 

마크봇 TS-001


3D프린터는 4차 산업혁명에 대한 이슈와 함께 동반 성장하고 있는 제품으로서, 4차산업혁명 인재발굴을 위해 교육기관을 중심으로 보급이 대폭 확산되고 있습니다.

아래뉴스와 같이 3D프린터 보급이 활발해 지고 있으며, 전국적으로 70,000여대 이상이 보급된 것으로 추산되고 있습니다.

 

이러한 전국적인 3D프린터 보급확산 이면에는 부작용도 있습니다. 

교육기관에서 주로 사용하는 재료가 ABS소재와 PLA소재로서, ABS소재는 아크릴로니트릴, 부타디엔과 같은 합성물질로 제작되어 벤젠, 톨루엔 등의 환경호르몬과 초미세먼지를 발생시키고 있습니다.

이에 반해, PLA소재는 옥수수전분으로 만들어 환경적 영향이 ABS비해는 적지만, 용융과정에서는 마찬가지로 화학물질이 발생하게 되는 것입니다.

하지만, 대부분의 3D프린터 장비는 개방형이거나 필터장치가 없는 구조로 말미암아 주로 사용하는 학생들이 유해물질에 노출되어 있다는 것입니다.

거기에 환기장치가 구비되어 있지 않거나, 좁은 공간에서 사용하게 된다면 그로인한 질병과 사고발생가능성이 한층 높아지게 되는 것입니다.

실제로 FDM 3D프린터의 유해물질 방출량 실험에 따르면 1분 간격으로 분당 최고 1900억개의 초미세먼지를 발생시키고 있으며, 이로 인한 인체에 중추신경 및 각막손상이 발생하는 중독사고도 발생하고 있습니다.

특히, ABS소재에서 발생하는 VOcs(휘발성유기화합물)에서 발생하는 성분중 스틸렌이라는 물질은 현기증, 졸음, 두통, 구토 등을 유발하는 것으로 매우 심각한 질병을 야기 할 수 있습니다.

이외에도 일산화 탄소의 중독으로 인한 스탠포드 대학 부부가 사망한 사건과 여러가지 사건사고 들이 이어지고 있습니다.

이러한 일련의 문제들을 보았을 때 3D프린터 장비의 필터장치는 필수적인 요소로 보여지고 있으며, 3D프린터 구동환경에 대한 요소까지 검토되어야 하지 않을까 생각합니다.

유해가스 및 미세먼지 차단기능이 있는 필터장치

작든, 크든 이러한 인체유해성 문제와 환경영향성 문제를 심각한 사안으로 생각하고 마크봇에서는 필터장치를 개발하여 적용하였습니다. 

기존 필터장치 구조로는 3D프린터에서 배출되는 유해가스 성분을 여과하기 힘들다는 판단하에서 특허출원을 통해 독자적인 필터장치를 개발하게 되었습니다.

 

<MARKBOT TS-001 필터구조>


프리필터+탄소필터+헤파필터의 3중 필터구조와 연결되는 4중 필터로 유해가스를 차단하면서 팬구조의 집진시설로 배출되는 구조입니다.

이를 통해서 유해가스가 외부로 배출되는 기존 3D프린터의 문제점 방지와 함께 필터망에 유해물질이 걸러짐으로서 인체영향성과 탈취효과를 통해 악취를 방지하였습니다. 

실제로 제작된 3D프린터 전용 필터입니다. 실제로 필터장치를 제작하여 테스트한 결과 기존 Voc(휘발성유기화합물)의 농도가 18.9µg/min에서 10.3µg/min으로 83%이상 방출량이 감소되는 것을 확인할 수 있습니다.

유해물질이 대폭 축소되었지만, 용융과정에서 발생하는 난분해성물질이 100%정화가 되지 않았기 때문에 주변 환기장치 및 넓은 공간에서의 사용을 권장하고 있으며, 잦은 3D프린터 장비의 개폐를 자제하기를 권고드리고 있습니다.

기존 필터장치가 없다면? 유해가스를 그대로 마시는 것과 별반 다를 것없다고 생각하니, 아주 끔찍합니다. 

가정이나 사무실에서 3D프린터 사용을 생각하고 계신다면 이러한 부분을 반드시 검토하시기 바랍니다.^^

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3D프린터 슬라이싱 프로그램 CURA 사용방법-기기설정편

마크봇|2020. 1. 5. 16:37

안녕하세요. 오늘은 3D프린터 사용에 있어서 반드시 필요한 CURA프로그램의 사용방법 중 첫번째로 설치부터 3D프린터 기기설정하는 방법에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 

큐라프로그램은 슬라이싱 프로그램 중에서도 간편하게 사용할 수 있으며, 무료오픈소스프로그램으로 활용할 수 있어 3D프로그램 사용에 있어서 대중적으로 활용되고 있습니다. 슬라이싱 프로그램이란 3D모델링 프로그램으로 디자인된 작업물을 실제 3D프린터가 인식하기 위한 G-code로 변환하는 과정에 사용되는 프로그램입니다.

먼저 CURA프로그램을 사용하기 위해서 다운로드를 받아 주신후에 실행합니다. 큐라슬라이싱 프로그램은 3D프린터개발사로도 유명한 얼티메이커에서 만든 무료프로그램입니다.

Cura 다운로드 : http://software.ultimaker.com

설치하신 후에 실행하시게 되면 다음과 같은 기본화면이 나타나게 됩니다. 


자신이 가지고 있는 3D프린터는 종류별로 다양할 설정값이 존재하기 때문에 소프트웨어와 3D프린터 기기간의 설정값이 맞아야만 올바른 출력물이 나오게 됩니다. 

 

만일, 설정값이 맞지 않는 경우 허공에서 출력을 하거나, 가늘게 출력이 되거나 하는 등 3D프린터 기기에도 무리를 주기 때문에 각 기기에 적합한 설정값을 넣어주는 과정입니다.

상단의 메뉴에서 Machine메뉴를 클릭하면, Add new machine이라는 항목이 있습니다. 이 항목을 눌러주시면 새로운 기계를 세팅할 수 있으며, 기존 등록한 기기에서 세팅값을 변경하고 싶은 경우에는 하단의 Machine settiings를 눌러주시면 됩니다. 


Add new machine wizard라고 나오는데, 일단 Next를 클릭해줍니다. 그 다음으로 Select your machine라는 항목에서 3D프린터를 설정해줍니다.

 

얼티메이커 시리즈의 3D프린터가 있는데, 저는 항목에 없는 3D프린터 이기 때문에 Other을 클릭합니다.

사용정보가 있는 경우 모델명만으로도 간단하게 세팅을 마무리 할 수 있습니다. 하단의 체크박스는 얼티메이커에 사용정보를 등록하는 것인데, 일단 체크박스는 해제합니다.


다음으로 넘어가면 Other machine information에서 다양한 3D프린터의 종류가 나오지만 저희가 가지고 있는 3D프린터는 다른 종류이기 때문에 Custom(사용자정의)을 클릭합니다.


Custom RepRap information항목에서 각각의 기기에 대한 설정값이 나오게 되는데, 여기서 각각의 항목을 넣어줍니다. RepRap이란 DIY형의 오픈소스 3D프린터를 제공하는 대표명칭을 말하는 것입니다.

사이즈를 넣어주실 때, 기기 전체사이즈가 아니라 배드를 기준으로한 사이즈이며, 각각의 3D프린터 제조사에서 제공하는 메뉴얼 및 스펙을 참고하셔서 작성해줍니다. 모두 작성하셨으면 FINISH를 클릭합니다.


기기의 세팅이 정확하게 확인하기 위해서 상단메뉴의 Machine-Machine settiings를 눌러주신후에 설정한 기기를 상단탭에서 클릭하시면 정상적으로 적용되어 있는 것을 볼 수 있습니다. 

왼쪽영역에서 추가로 기기설정하실 수 있으며, 오른쪽 영역의 프린터 헤드사이즈에서는 별도의 헤드를 장착한 경우에는 헤드에 적합한 세팅이 필요하나, 일반적인 경우 0으로 설정해두시면 됩니다.

추가적으로, Extruder Count는 말그대로 익스트루더의 개수를 말하는 것이며, Build area shape는 배드의 형태로 사각형 or 원형으로 설정하시면 됩니다. 보통 델타봇의 경우에는 원형으로 많이 나오기 때문에 적합한 세팅으로 하시면 됩니다. 

GCode Flavor에서는 g코드의 형태를 선택하시면 되며, 적합한 기기가 있는 경우 선택하시면 됩니다. 통상적으로 마를린 펌웨어 형태를 많이 사용하기 때문에 마를린으로 선택해주시면 됩니다.


통상적인 3D프린터 제품인 경우 제조회사에서 메뉴얼이 제공되므로 크게 어려움을 겪으실 것은 없으나, DIY형으로 자체제작하는 경우에 이러한 CURA세팅은 반드시 필요한 과정입니다.

지금까지, 슬라이싱 프로그램 CURA 사용방법 중 3D프린터 기기 설정하는 방법에 대해서 알아보았으며, 다음 포스팅에서는 각 메뉴에 대한 설명과 출력하는 방법에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

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