프루사 압출불량(노즐막힘) 문제 해결 - original Prusa MK3, MK3S, MKS3+

직접 제작한 700x600x600 대형 coreXY 3D프린터

 

오랜만에 3D프린팅에 대한 포스팅입니다.

 

저는 4대의 오리지널 프루사와 1대의 프루사 미니를 운용하고 있습니다.

 

그동안 꽤 많은 제조사의 프린터는 물론 직접 설계한 프린터도 운용해보았지만 역시 프루사만한게 없습니다.

 

출력물의 퀄리티는 차치하더라도 유지/보수에 들어가는 수많은 시간과 비용 그리고 노동력을 절약해줍니다.

 

하루가 다르게 발전하는 중국산 3D프린터에 비하면 상당히 비싼 가격이지만

 

비즈니스에서 시간=돈, 비용=돈, 노동력=돈 이므로 정품 프루사는 비싼 가격만큼 '돈 값'을 하는 기기입니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

이렇게 레이어가 밀리는걸 '탈조'라고 합니다.

 

이렇게 완벽한 프루사도 가끔은 문제가 생기곤 하는데요,

 

3d프린팅에서 가장 흔하게 발생하는 문제를 들자면.. 아래 3가지를 들 수 있습니다. 

 

1. 탈조

2. 압출불량

3. 와블

 

프루사에 사용되는 tmc 모터드라이버는 전류값을 조정해서 토크에 변화를 주어 탈조를 예방합니다. 

 

연마봉이라고는 하나 lm가이드급의 퀄리티를 보여주는 프레임은 와블도 거의 없죠.

 

그런데 몇 주 전부터 (저의 프루사 중 가장 최신 모델에 해당하는) MK3S+가 노즐 막힘 현상을 보였습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

자는 동안 출력을 시작하고 아침에 확인해 보면 어느 순간부터 필라멘트가 나오지 않는 상태로 허공에서 움직이다 출력이 끝나는 일이 종종 생겼습니다. 

 

3D프린팅 생활에서 이런 종류의 문제는 빡침보다는 냉철한 이성으로 접근해야 합니다.

 

시원~하게 욕 한번 하고, 차분한 마음으로 압불(압출불량)의 원인이 뭘까 생각을 해봅니다.

 

 

1. 핫엔드 온도 센서의 단선으로 인한 문제인가?

No, 그런 경우, 에러와 함께 출력이 멈춰야 했으나, 출력은 끝까지 되었음.

 

2. 써미스터의 불량 또는 단선으로 인한 문제인가?

No, 위와 같이 이상적인 온도 변화에 대한 에러가 뜨고 출력이 멈춰야 함.

 

3. 익스트루더 모터의 문제인가?

No. 익스트루터 케이블의 단선이 의심되어 테스터로 도전 테스트를 해보니 이상 없었음

 

4. 메인보드의 문제인가?

No. 그럴 확률이 낮지만, 혹시나 해서 테스트해보니 문제없었음.

 

5. 필라멘트의 문제인가?

No. 따끈따끈한 eSUN의 필라멘트이며, 프루사멘트를 사용해도 동일한 증상이 있는 것으로 보아 필라멘트의 문제는 아님.

 

6. 노즐의 문제인가?

No. E3D의 황동 노즐로 바꿔 보았으나 일정시간이 지난 후 동일한 문제 발생

 

7. 그렇다면 뭐가 문제인가?

ㅆㅂ!!! 몰라!!!!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

프루사 관련 포럼을 뒤지다 보니 비슷한 문제를 겪고 있는 해외 유저들을 찾을 수 있었습니다.

 

대부분은 제가 앞서 언급한 방법을 얘기하고 있었는데, 그중 한 유저가 위 유튜브 영상을 링크해 두었습니다.

 

영상이 꽤 길기 때문에 요약을 하자면,

 

original Prusa MK2에서 MK3로 넘어오면서 히트브레이크(heatbreak)에 약간의 변화가 있었고,

 

이 점이 노즐 막힘으로 인한 압출불량을 야기한다는 것입니다.

 

해당 문제는 MK3의 개선버전인 MK3S와 MK3S+ 모두에 해당될 수 있습니다.

 

(이하 전부 MK3로 칭하겠습니다)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MK3의 히트브레이크의 내부는 위와 같습니다.

 

MK2 히트브레이크의 보어(내부 구멍의 직경)는 필라멘트의 입구와 출구 모두 2mm인데 반해,

 

MK3의 히트브레이크 보어는 입구 2.2mm(왼쪽 붉은색 원)입니다.

 

유튜브 영상에서는 이렇게 입구 쪽 내부 직경이 넓어진 이유를 mmu로 사용 시 필라멘트의 교체를 용이하게 하기 위함이라고 합니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

그리고 중간의 파란색 원으로 표시한 부분에서 2.2mm 직경이 2.0mm로 좁아지는 것을 볼 수 있습니다.

 

 

 

영상의 요지는... 리트렉션을 거듭하며 필라멘트가 해당 부분에서 병목현상을 일으키게 되고 

 

그렇게 굳은 필라멘트가 압출불량을 일으킨다는 것입니다.

 

실제 제 경우에도 핫엔드의 온도를 높이고 손으로 필라멘트를 밀어보면

 

약 1~1.5cm 구간은 노즐에서 아무것도 나오지 않다가,

 

이후, 뭉쳐있던 필라멘트가 쭈욱! 밀려 나왔습니다.

 

써미스터나 온도센서의 문제가 아님을 확인한 상황에서 이런 현상은

 

필라멘트가 노즐 부근에서 막히는 게 아니라고 판단할 수 있으니 상당히 설득력 있는 가설이었습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

저 아닙니다!

 

mmu를 사용할게 아니라면 MK2의 히트브레이크를 사용하는 게 문제를 해결할 수 있다는 내용과 더불어

 

핫엔드의 온도를 올려서 필라멘트를 보다 유동적으로 하는 것도 도움이 된다고 말하고 있습니다.

 

저는 온도를 올리는 것만으로는 근본적인 해결책이 되지 않는다고 판단해서 히트브레이크를 교체하였습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

추가로 필라멘트에 윤활을 해주면 좋다고 하면서, 해당 유투버는 아보카도 오일을 사용한다고 했습니다.

 

저는 그냥 카놀라유를 사용해 보기로 했습니다. 

 

어떠한 종류의 식물성 오일이면 상관없어 보이지만, 올리브 오일은 타는 점이 낮으므로

 

기왕이면 열에 잘 견디는 오일을 선택하는 것이 좋겠습니다. 

 

위의 사진은 흰색계열을 필라멘트로 출력할 때 사용하는 먼지 필터입니다.

 

 

 

 

 

여기에 오일을 한 방울 떨어뜨리고 필라멘트에 아주 소량의 오일로 윤활이 되도록 했습니다

 

(내용 추가 - 그다지 효과를 확인할 수 없어서 제거했습니다.)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

다시 출력을 시작합니다. 

 

주로 한번 출력에 7시간 미만의 모델을 출력하기에 트러블슈팅의 성과를 보기 위해서

 

같은 시간이 소요되는 모델을 출력하도록 하였습니다.

 

그리고.. 결과는!?!?!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ㅋㅋㅋㅋㅋ 개꿀결입니다!!!

 

이렇게 또 한 번 스킬업 하였습니다!