3D printing in the classroom

교실에서의 3D 프린팅을 위한 5가지 팁

가이드

많은 교육자는 교실에서 새 3D 프린터를 사용하는 일이 기대했던 것과는 완전히 다름을 알게 됩니다.

3D 프린터에 대해 처음으로 생각할 때는, 다음과 같은 크고 야심 찬 질문이 떠오르게 됩니다.

“내 교육과정이 어떻게 달라질까?”, “학생들은 3D 프린터로 어떤 기발한 작품을 만들게 될까?”

하지만 현실에서는 프린터를 처음으로 사용할 때 다음과 같은 질문을 가장 자주 하게 됩니다.

“이 버튼은 어떤 역할을 할까? 어떤 재료를 사용해야 할까?” 그리고 이 질문도 당연히 하게 됩니다. “프린팅이 왜 이렇게 오래 걸리는 거야?”

3D 프린터는 어떤 일도 할 수 있는 마법 상자처럼 보이지만, 실제로는 또 하나의 도구일 뿐입니다. 이 도구를 최대한 활용하려면 올바른 사용 방법을 알아야 합니다. 오늘은 교실에서 3D 프린터를 최대한으로 활용할 수 있는 5가지 방법을 살펴보겠습니다.

1 - 속도가 전부는 아니지만, 빠른 속도는 분명히 도움이 됩니다

공기를 (그리고 플라스틱을) 이용해 물체를 제작하는 것은 놀라운 기능이지만, 시간이 걸립니다. 때로는 너무 오래 걸리기도 하죠. 가장 작은 출력물도 완료되는 데까지 수 시간이 걸리며, 대형 출력물은 며칠이 걸릴 수도 있습니다.

집에서 개인적인 용도로 프린팅 하거나 프린트 팜에서 프린터 수십 대를 24시간 가동할 때는 큰 문제가 되지 않습니다. 하지만 무언가를 프린트하길 원하는 학생들이 가득한 교실에 프린터가 몇 대 밖에 없다면, 학생들은 실망하게 될 것입니다. 다행히 안정성을 희생하지 않고도 프린터 속도를 높일 수 있는 다양한 방법이 있습니다.

첫 번째 방법은 더 큰 노즐을 사용하고 레이어 높이를 늘리는 것입니다. 단점은 프린팅이 수월하게 진행되지 않는 것처럼 보인다는 점입니다. 하지만 대부분의 경우에는 아무 문제가 없습니다. Ultimaker를 포함한 대부분의 프린터에는 0.4mm 노즐이 제공됩니다. 0.8mm 노즐을 사용하면 프린트 시간을 말 그대로 반으로 줄일 수 있습니다. 레이어 높이를 늘려도 동일한 효과가 발생합니다.

Ultimaker Cura를 Ultimaker 프린터와 함께 사용하면, '초안' 의도 프로파일을 사용할 수 있습니다. 이 프로파일은 속도를 중심으로 최적화되며 그 외의 다양한 미세 조정을 통해 프린팅 시간을 단축합니다.

두 번째 방법은 인필 설정을 변경하는 것입니다. 구조적으로 견고하지 않아도 되는 대부분의 부품은 인필 비율을 20%까지 낮춰도 프린팅 실패를 걱정하지 않아도 됩니다. 따라서 사용하는 재료의 양이 줄어들고, 그 결과 프린팅 시간이 감소합니다.

하지만 Ultimaker Cura를 사용한다면 라이트닝 인필을 사용해 볼 수도 있습니다. 라이트닝은 최근 Ultimaker Cura에 추가된 새로운 인필 패턴으로, 속이 빈 형태로 프린팅 된 물체 내부에 트리형 서포트 구조를 생성합니다. 그 결과 재료 사용량이 대폭 감소합니다. 고체형 물체를 프린팅 할 때와 비교하면 최대 90%까지 줄어듭니다. 이 경우에도 구조적으로 견고하지 않아도 되는 부품만 가능합니다.

2 - 때로는 교사도 배워야 합니다

프린터 작동 방식을 이해하면 학생들에게 훨씬 쉽게 사용 방법을 가르칠 수 있습니다. 다행히 지금은 그 어느 때보다도 다양한 자료를 이용해 3D 프린팅 방법을 배울 수 있습니다. 하지만 선택지가 너무 많아 가장 빠르고 효율적인 독학 방법을 찾기가 쉽지 않습니다.

Ultimaker 아카데미에 들어가 보세요.

Ultimaker는 3D 프린팅 여정의 어느 단계에 있는지에 상관없이, 모든 사람의 합류와 실력 향상에 도움이 되도록 맞춤화된 최고 수준의 디지털 강좌를 제작하고 있습니다. Ultimaker 아카데미를 사용하면 3D 프린팅 지식의 수준을 높이고, 아카데미에 포함된 수업을 이용해 학생을 가르칠 수도 있습니다.

또한 프린터 관련 경험이 쌓이고 대단히 구체적인 질문에 대답해야 하는 상황이 되면, 당사의 지원 사이트에서 제공하는 방대한 자료를 이용해 추가 학습을 할 수 있습니다. 방대한 3D 프린팅 관련 주제에 관한 이와 같은 긴 형식의 문서도 Ultimaker.com에서 확인할 수 있습니다.

3 - 학생들이 실패하지 않도록 도와주십시오

High school 3D printing project

3D 프린팅에서 시간과 자원을 허비하게 되는 주요 원인은 실패한 출력물입니다. 몇 시간 동안 진행한 프린팅이 완성되기 직전에 실패하여 처음부터 다시 시작해야 하는 것만큼 고통스러운 일은 없습니다.

다행히 프린팅 실패를 방지할 수 있는 다양한 방법이 있습니다. 첫 번째 방법은 올바른 설정을 사용하는 것입니다. 많은 부품에서 서포트를 반드시 사용해야 합니다. 서포트를 언제 어떻게 사용해야 하는지를 알면 더 많은 대상을 안정적으로 프린트할 수 있습니다. 다양한 서포트 유형이 제공되며 Ultimaker S5 같은 이중 압출 장비에 사용 가능한 특수 재료가 있어, 서포트 설정은 익숙해지는 데 시간이 걸립니다. 대표적인 두 가지 재료는 수용성 서포트 재료와 Breakaway 서포트 재료입니다. 다행히 이러한 설정을 사용하는 방법에 관한 수많은 정보들이 있습니다 .

Ultimaker 프린터를 사용하면, Ultimaker 재료나 Ultimaker 인증 재료를 이러한 재료를 위한 맞춤형 프로파일과 함께 사용할 수 있습니다. 추가 수정이나 조정 없이도 모든 요소가 완벽하게 작동하도록 조율 및 테스트되었기 때문에 프린팅의 안정성이 대폭 증가합니다.

마지막으로, 학생들이 슬라이스한 파일도 확인할 수 있습니다. 대부분의 슬라이서는 이 기능을 제공합니다. Ultimaker Cura를 사용할 때는 설정 바 바로 위에 있는 ‘PREVIEW(미리 보기)’를 클릭하거나 화면 오른쪽 아래에 있는 print/save(프린트/저장) 버튼을 클릭하면 이 작업을 할 수 있습니다. 버튼을 누르면 서포트가 배치된 위치가 표시되고 화면 오른쪽 위에 있는 슬라이더를 이용해 레이어 단위로 확인할 수 있는 버전의 3D 모델이 표시됩니다.

Cura preview mode

미리 보기 모드를 올바르게 사용하면 빌드 플레이트에 출력물이 제대로 놓여있는지 모델에 서포트가 필요한지를 확인할 수 있습니다. 서포트 설정을 활성화했다면, 설정이 양호한지 변경해야 하는지도 확인할 수 있습니다. 레이어 슬라이더는 모델 내부를 확인하고 인필이 충분한지 확인하는 용도로 사용합니다. 이렇게 다양한 확인 기능을 이용하면 문제가 발생할 수 있는 출력물을 프린팅을 시작하기 전에 찾아낼 수 있습니다.

4 - 학생들이 마음껏 실패하게 하십시오

Failed prints

사용 가능한 모두를 모두 활용해 성공적인 프린팅을 구현하십시오. 학생들의 프린팅을 세세하게 관리하여 모든 프린팅을 성공하게 하고 싶을 것입니다. 하지만 학생은 성공한 프린팅만큼이나 실패한 프린팅을 통해서도 많은 것을 배울 수 있다는 주장도 있습니다. 실패를 통해 더 많은 교훈을 얻을지도 모릅니다.

때로는 개입을 중단하고 학생들이 마음껏 실수하게 하여, 서포트나 인필같은 최신 슬라이서의 환상적인 기능이 왜 존재하는지를 쉽게 가르칠 수도 있습니다.

검증된 길만 고집하면 3D 프린팅은 수많은 변수를 고려해야 하는 복잡한 과정이 될 수 있습니다. 매번 다른 실수를 하고 이를 통해 교훈을 얻는 학생은 비판적 사고 능력이 개선됩니다. 학생이 같은 실수를 반복할 때만 개입하여 올바른 해결책에 도달할 수 있게 해주십시오.

몇 가지 실패한 출력물을 학생들에게 보여주시기 바랍니다. 부분적으로 실패한 출력물과 완전히 실패한 출력물 모두 프린팅할 때 발생할 수 있는 문제를 보여주는 좋은 자료입니다.

5 - 프린터를 최상의 상태로 유지하십시오

수년 동안 계속 프린팅하려면 프린터를 반드시 정기적으로 점검해야 합니다. 일반적으로 정기 FFF 프린터 점검에서는 5가지 작업을 수행해야 합니다.

  • 손상되거나 마모된 구성요소에 대한 일반 검사를 수행해야 합니다.

  • 프린터의 가동부를 계속 윤활해야 합니다.

  • 벨트 장력을 유지해야 합니다.

  • 과도한 먼지, 그을림이나 필라멘트 잔해를 치우고, 특히 팬은 항상 깨끗하게 유지해야 합니다.

  • 프린터 노즐을 청소하고, 막히지 않았는지 점검하고, 손상되었다면 교체해야 합니다.

상기 단계는 프린터에 따라 조금씩 다를 수 있으며, 일부 프린터는 다른 프린터에 비해 쉽게 점검할 수 있습니다. 프린터 제조업체는 상세한 점검 지침을 제공해야 합니다. 다행히 가장 안정적인 제품인 Ultimaker 프린터 소유자는 가장 쉬운 프린터 점검을 사용할 수 있습니다.

프린터 전면의 터치스크린을 이용해 메뉴의 점검 옵션으로 이동합니다. 여기서 프린터의 개별 구성요소로 이동하면 필요한 점검과 수행 방법을 알려주는 지침이 제공됩니다. 같은 항목에서 프린터의 자체 진단을 실행하여 주의해야 할 문제가 있는지 확인할 수도 있습니다.

Ultimaker Digital Factory와 당사의 지원 사이트에서도 점검 지침을 확인할 수 있습니다. 또한 Digital Factory에서는 점검을 수행해야 하는 빈도에 관한 지침도 제공하며, 정기 점검 작업 시기가 되면 알림을 받을 수도 있습니다.

이러한 팁을 통해 교실에서 프린터를 최대한으로 활용하고 새롭고 참신한 방법으로 사용할 수 있게 되길 바랍니다. Ultimaker Academy에서 프린터와 프린터의 기능에 관한 상세 정보를 확인하십시오.

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