[북리지의 삼디 Life] 3D 프린터로 볼펜플로터 만드는 방법

[북리지의 삼디 Life - 3D 프린터로 볼펜 플로터 만들기]

몇일전 프린터에 볼펜을 달아 플로터를 구현해보았는데, 3D 프린팅과는 또 다른 색다른 재미가 있더라구요. 그래서 간단하게 정리해보고 공유하려고 합니다. 

하는 방법은 총 4단계입니다.

1. 프린터 헤드에 볼펜을 달아준다.

2. 그릴 그림을 준비한다. 

3. 슬라이싱한다.

4. Gcode 를 수정하고 출력한다. 

이 과정을 위해 별도 프로그램을 설치하실 필요없다는 것이 특징입니다. 

그럼 영상으로 먼저 보도록 하겠습니다. 

1. 볼펜 헤드에 매달기

그냥 볼펜을 헤드에 달면 됩니다. 

가장 좋은 것은 고무줄을 이용하는 거라고 생각합니다.

고무줄이 탄성이 있어서 약간 눌리더라도 상하로 살짝살짝 움직이면서 압력을 어느정도 알아서 조정해주기 때문이죠. 

저는 그냥 묶으면 볼펜이 좌우로도 기울어지고 그래서 적당히 지지대를 이용해 고정시켜줬습니다.  모델링 능력이 되시는 분은 이렇게 볼펜이 지지될 수 있도록 홀더를 만들어주시는 것을 추천드립니다. 

위 사진은 홀더를 수직으로 만들어 장착했었는데, 다시 수정해서 약간 기울여 노즐 근처로 볼펜 끝이 가도록 만들었습니다. 

이렇게 홀더를 만들면 좋은 점이 볼펜의 종류를 매번 쉽게 바꿀 수 있다는 것입니다. 대략 만들었지만 고무줄을 적당히 걸치고 빼고 해주면 볼펜 교체가 쉽기도 하고, 홀더만 장착한채로 프린팅도 할 수 있고 하더군요. 

2. 그릴 그림을 준비한다.

이제 그림을 준비하면 되는데요.

처음에 할 때는 이 과정을 저는 어렵게 했었습니다. 

그림을 그리고 -> SVG 로 변환하고 -> 팅커캐드에서 STL 로 변환하고 -> Cura 로 불러와서 높이 조정해주고...

그런데, 좀더 찾아보다보니 더욱 간편하게 할 수 있더군요. 

그냥 플로터 출력하고자 하는 그림을 캡쳐만 해서 Cura 로 가져오면 되는 거였습니다. 

그림은 흑백이 명확한게 좋습니다.  Cura 의 리쏘페인 이미지 변환기능을 이용할것이기 때문에 흑백이 선명하지 않으면 높이가 달라져 플로터로 그리기 어려운 모델링이 만들어집니다. 

가장 좋은 것은 아주 까맣고 하얗고 하게 글자든 그림이든 변환을 시키시면 됩니다. 

3. 슬라이싱 한다. 

이 작업에 저는 Cura 를 사용했습니다. 

큐라는 이미지를 불러오면 자동으로 리쏘페인으로 변경해주는 기능이 있는데요,

다음과 같은 창이 뜨게 됩니다. 

그러면 저와 같이 값을 바꿔주십시오.

여기서 너비와 깊이는 자신이 그리고자 하는 그림의 가로세로 크기를 의미하니 프린터 사이즈와 원하는 그림크기에 맞춰 각자 바꾸시면 됩니다. 

그리고 중요한 슬라이서 설정값이 있습니다. 

1) 스커트 브림 제거

  이거 있으면 스커트와 브림 선까지 나오게 되겠죠. 없애야 합니다. 

2) 노즐 / 베드 온도 0 으로 설정

 노즐 쓰지 않을것이니 당연하겠죠?

3) 압출량 조절은 하지 않음

  필라 압출을 하지 말아야 하는데,  지금 생각해보면 Extruder 의 cold extrusion limit 이 있어서 노즐온도가 안 올라간 상태에서는 익스트루더도 안 움직이기 때문에 그냥 둬도 되는데 저는 영상에서 모터 선을 빼는 걸로 해결했는데,  이 글을 쓰는 시점에서 생각난건데 여러분은 빼지 마시고 그냥 하셔도 될 거라 생각합니다.  단, 펌웨어를 수정하셔서 PREVENT_COLD_EXTRUSION 이 꺼져 있는 경우는 모터선을 빼주셔야 익스트루더 드드득 거리는걸 방지할 수 있습니다.  

4) Z hop 을 1 ~ 2mm 정도 줌

 종이가 찰싹 붙어 있거나 볼펜 같은 경우는 1mm 여도 괜찮은데, 사인펜은 1mm 에서 종이가 살짝 올라오면서 지저분하게 그려질 수가 있습니다. 그래서 이동시 잔선이 안나오도록 하기 위해 2mm 정도 주면 좋을듯 합니다. 

; 만약 패턴이 너무 얇아서 안나오는 경우는 프린팅 노하우와 마찬가지로 얇은 선이 노즐굵기정도두께가 되도록 수평확장 기능을  0.05mm ~ 0.15mm 사이의 값을 넣어보시면 되겠습니다. 가능한한 수평확장은 작게 넣으시면 되겠구요.  이래도 안된다 하면 선폭을 0.4 에서 0.3 정도로 줄이는 것도 한가지 방법입니다. 

4. Gcode 를 수정한다.  

기존에 노즐에 맞춰 레벨링이 잡혀 있을 것이기 때문에 볼펜 위치로 레벨링을 조정하는 작업이 필요합니다. 

이때, 저는 델타를 가지고 했기에 조금더 편했던 것 같습니다. 

먼저 델타를 설명드립니다. 

가장 중요한 것은 볼펜의 위치를 수동으로 내리면서 확인하는 것입니다. 

종이가 살짝 긁을 정도, 펜이 써질 정도의 높이가 얼마인지 알면 준비는 끝납니다. 

Gcode 상에서 가장 첫번째 나오는 Z 값을 바꿔주시면 됩니다. 

Z0.2 라고 되어 있다면 Z26.2 라고 바꿔주시고

그다음줄에 G92 Z0.2 라고 해주시면 되겠습니다. 

만약 처음 나오는 Z 가 Z0.1 이면 같은 방식으로 Z26.2 라고 하시고 다음줄에 G92 Z0.1 로 하면 되겠죠. 

그런데 영상에도 나왔듯이 Gcode 의 처음 나오는 Z 가 스타트코드에 입력된 값이 있을 수 있습니다. 

그러면 스타트 코드의 입력된 값을  볼펜 높이 보다 조금 위로 값을 주던지 아얘 이 줄을 없애버리시면 되겠습니다. 

그렇게 하면 Gcode 수정은 끝나고 이를 SD 카드에 넣어 출력하시면 됩니다. 

다음으론 직교인데요.

직교방식 프린터에서는 볼펜을 달고 Z home 을 할 때 볼펜이 바닥을 찍거나 할 수가 있을 것입니다. 이때는 만들어진 Gcode 에서 G28 을 삭제하여 오토홈이 되지 않도록 하는게 필요합니다.  하더라도 G28 X0 Y0 라고 하여 Z 는 제외한 오토홈을 하고 Z 는 기존 미리 해놓은 값을 그대로 가져와서 출력 진행되도록 할 필요가 있겠습니다.  이것이 되면 나머지는 델타와 동일하게 수정하시면 됩니다. 

그럼 모두들 해피 프린팅 되세요.. ^^