[DLP Rane] DIY DLP 3D Printer 제작기 - 1 (DLP 3D프린터 원리)

안녕하세요. 09LABS입니다.

지금 총 3개의 프로젝트를 진행중인데요, 먼저 제가 사용중인 Hypercube Evolution의 듀얼 X Carriage 개조, 

Ultimaker Clone, DLP 3D Printer 프로젝트를 진행하고 있습니다.

Ultimaker Clone 설계는 (포스팅을 하기도 전에) 마무리 되었고 이제 DLP 3D Printer를 제작하고 있습니다.

세상에 폼1이 처음 공개되었을 때 광경화 레진 3D 프린터도 갖고 싶다는 생각이 많이 들었습니다.

그리고 DIY 방식으론 프로젝터를 사용한 3D 프린터가 있었는데 부피도 너무 크고 소형화 하기 힘들었습니다.

요즘은 기술이 많이 좋아져서 5.5 inch 화면에도 2K 해상도를 표시할 수 있을 정도입니다.

실제로 애니큐빅 포톤, 완하오 D7 등 다양한 제조사에서 5.5 inch 2K LCD를 사용한 DLP 3D 프린터를

공개했습니다. 하지만 역시나 가격은 비쌉니다. 관부가세 포함 거의 60만원이 넘는데다가 재료비가 매우 비싸거든요.

그래서 고민고민하다가 NanoDLP 기반의 3D 프린터를 제작하기로 결정했습니다.

 

먼저 DLP 3D Printer는 Digital Light Processing 3D 프린터입니다.

<DLP 프로젝터의 원리>

DLP 는 원래 프로젝터에 사용되던 기술인데, 램프에선 빛을 쏴주고 컬러 휠을 회전시켜 스크린에 표시되는 이미지의 색을 결정합니다.

DLP 3D 프린터도 비슷한 원리를 사용하지만 컬러 휠이 없다는 점과 DMD가 없고, 램프 대신 UV LED가 사용됩니다.

 

<Formlabs Form1>

<Anycubic Phothon>

Formlabs의 Form 1, 2, 3는 SLA (Stereo Lithography Apparatus) 방식을 사용한 광경화성 레진을 경화시키는 프린터입니다.

DLP방식과 차이점은 SLA는 레이저 광선이 갈바노미터가 조절한 위치에 쏘이게 되고, 한층 한층 레이어를 그려나갑니다.

FDM 방식의 3D프린터는 노즐이 한 레이어를 그리는 방식이지만 SLA는 레이저 광선이 그린다는 차이점이 있다고 보면 될 것 같습니다.

SLA 방식은 갈바노미터 때문에 비싼 가격에 제품이 출시됩니다. DLP 방식보다 정교하지만 출력 속도가 느리다는 단점이 있습니다.

 

<Anycubic Phothon의 출력모습>

 

<Anycubic Photon의 내부 구조>

Anycubic 사의 Photon은 대표적인 DLP 3D 프린터 중 하나입니다. 저렴한 가격에 좋은 퀄리티의 출력물을 자랑합니다.

DLP 3D 프린터는 위의 사진과 같이 Build Plate 와 VAT(레진 수조)로 구성되며, 바닥에는 UV 빛을 통과시키는 LCD가 장착되어 있습니다.

<VAT 구조>

VAT은 레진 용액을 담기위한 수조라고 보시면 되는데, FEP 필름과 VAT을 클램프로 고정하여 레진 용액을 저장합니다.

<DLP 출력 모습>

그리고 LCD는 제어보드에서 빛을 통과시킬 부분을 제외하고는 검정색으로 표시됩니다.

이미지를 통과한 UV 빛은 광경화 레진을 경화시켜 Build Plate에 안착이 되게 됩니다.

이 때 중요한 것은 UV 빛을 얼마나 노출시키는지에 따라 Build Plate에 안착이 결정됩니다.

과노광시 정확히 원하는 만큼 레이어가 쌓이지 않거나 노광을 적게하면 경화되지 않아 아무것도 출력되지 않습니다.

자, 오늘은 간단히 DLP 3D 프린터의 구조에 대해 알아봤습니다.

다음 포스팅에서는 세부적인 기구부 설계와 DIY로 제작중인 DLP 3D 프린터 구조에 대해 설명드리겠습니다.