FDM 3D 프린터 종류_이동축 작동 유형

이제 이동축 작동 유형에 따라서 달라지는 FDM 3D프린터에 대해서 알아보자.
기본적으로 FDM 3D 프린터의 필라멘트가 정확한 위치에서 압출되기 위해서는 X, Y, Z 축의 이동이 필요하다.
아래 그림처럼 이동축의 작동 유형에 따라 카르테시안(Cartesian 데카르트), 델타(Delta), 폴라(Polar), 스카라(Scara) 타입으로 분류할 수 있다.
카르테시안(데카르트) 방식이 제일 쉽게 접할 수 있는 방식이다.

카르테시안(데카르트) 방식(Cartesian)
가장 일반적인 FDM 3D 프린터로써, XYZ 3축을 사용하여 프린트 헤드의 올바른 위치와 방향을 결정한다.

멘델 방식과 갠트리 방식으로 나뉘어 진다.
멘델 방식은 베드가 Y 축 방향으로 이동하고 헤드는 X Z 방향으로 움직이는 구조이다.
갠트리 방식은 반대로 베드는 Z 방향으로 움직이며 헤드가 X Y 방향으로 움직이는 구조이다. 이 방식을 쓰는 회사로는 Ultimaker, MakerBot, Prusa 등이 있다.

델타 방식(Delta)
직교 좌표계를 사용하는 것이 아니라 3개의 모터를 이용해서 XYZ 공간을 구현한다.  
델타 로봇의 구조를 이용하여 3D 프린터 구동계에 적용하였다.
X Y Z 축 모두가 움직이며 히팅 베드는 고정되어 있다는 것이 특징이다. 특히, 베드가 고정되어 있기 때문에 안정적인 출력이 가능하다.
다른 프린터들에 비하여서 Z축의 길이가 높은 물체를 출력할 때 좋다.
3개의 모터가 모두 움직이므로 공간상의 이득을 볼 수 있다는 장점이 있으나, 정밀도가 떨어진다는 단점이 있다.

폴라 방식(Polar)
둥근 히팅 베드를 사용하고, 베드가 회전하면서 앞 뒤로 움직인다. 노즐은 Z 축으로만 움직인다.
카르테시안(데카르트) 방식이 3개의 구동부를 가지고 인쇄를 하지만, 폴라 방식은 2개의 구동부를 가지고 있기에 에너지 효율 면에서 우위를 가지고 있으며, 공간을 적게 사용하며 더 큰 물체를 만들 수 있다는 장점이 있다.

스카라 방식(Scara)
산업용 로봇으로 쓰이는 스카라 로봇을 3D 프린팅에 적용한 방식이다.
스카라 방식은 헤드 부분을 지지하고 구동부가 두 부분으로 나뉘어져 설계되어 있다.
히팅 베드가 Z축으로 움직이고 각각의 구동부가 회전하며 제품을 출력하기에 이동성이 높고, 프린터 헤드 배치의 유연성 덕분에 정밀한 출력이 가능하다.
최종 인쇄 품질은 카르테시안(데카르트) 방식보다 낮다.

참고자료

https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-94625-2_26 
https://www.3dsourced.com/3d-printers/types-of-fdm-3d-printer-cartesian-delta/ 
http://www.3dcubicon.com/shop/item.php?it_id=1642586663 
https://all3dp.com/2/3d-printer-axis-the-basics-simply-explained/ 

 

.END