필라멘트 보빈 질량 데이터베이스 만들기

[김성민의 삼디 Life - 필라 보빈 질량 데이터베이스 만들기]

필라멘트가 정말 조금 남았을 때 이정도 양으로 지금 뽑으려는 모델링을 충분히 출력진행할 수 있을지 궁금할 때가 있습니다. 

이럴 때 지난번 영상으로 필라멘트의 길이를 보빈 직경으로 부터 대략적으로 도출해내는 방법을 소개드린적이 있습니다. (링크참조 : https://youtu.be/9k5VCLDo428)

그러나 보다 쉬운 방법으로는 그냥 질량을 재는 것이 아닐까 생각이 들어 (몇바퀴 감겨있는지 확인이 안되는 경우도 있어서) 준비해보았습니다. 

1. 준비해야 할 것들

남아있는 필라멘트의 양을 알기 위해 필요한 것은 2가지입니다. 

첫째는 필라멘트의 정확한 밀도를 아는 것입니다. 

둘째는 필라멘트의 질량을 아는 것입니다. 

이렇게 두가지로 구분지은 이유는 실제로 출력에 관련된 사항은 질량이 아니라 '길이' 이기 때문입니다. 

큐라와 같은 슬라이서에서는 길이를 바탕으로 질량과 재료비를 산출해주는 기능이 있습니다. 

이때 나오는 질량 값은 길이를 가지고 밀도를 곱해서 나온 값일 뿐입니다.  비용은 여기서 산출된 질량값에 필라 구입비용이 곱해진 것이구요.  밀도와 비용은 큐라의 경우는 Material 셋팅에서 해주게 됩니다. 

2. Density 알아내기 

 가장 첫번째로 준비해야하는 Density 라고 하는 밀도값은 어떻게 얻을 수 있을지 궁금했습니다.  나무 필라멘트나 금속 필라멘트 혹은 TPU 같이 필라멘트마다 밀도가 다를텐데 말입니다. 

혹시나 판매사이트에 정보가 올라와 있는지 국내 판매업체의 정보들을 인터넷에서 찾아보았습니다. 약 7군데 정도의 서로다른 필라멘트 정보를 살펴보았는데,  단 하나의 필라멘트 외에는 밀도정보를 제공하는 곳은 없었습니다. (그런데 그 정보마저 단위가 잘못기재되어 있었습니다)

질량을 이용해서 남은 필라를 역계산해보려고 할 때 처음부터 쉽지 않다는 생각이 들었습니다.  그렇다고 아얘 의미없는 데이터는 아니기에 일단 평소 사용하는 PLA 에 대해서만이라도 알아놓고자 했습니다. 

PLA 의 밀도값은 의외로 어렵지 않게 얻을 수 있었습니다. 

여러가지 방법으로 확인해 본 바에 의하면 대략 1.2 ~ 1.25 g/cm3 정도가 되더군요.

첫째론 업체의 정보를 통해 얻을 수 있었습니다.  

둘째론 간혹 필라멘트 질량과 함께 전체 길이를 340m 정도라고 제시해놓은 곳이 있는데, 이를 이용해서 계산해볼 수 있었습니다. 

1kg / (직경제곱*3.14/4*전체길이)

= 1000g / (0.175cm*0.175cm*3.1415*34000cm/4) = 1.228 g/cm3

세째론 Cura 의 설정값을 통한 것입니다. 

Generic PLA 에서 1.24 g/cm3 의 값을 얻을 수 있었습니다. 

어차피 길이를 통하는 것도 정확한 보빈 내경과 (업체 제공하는 내경은 필라 감겨있는 곳의 내경이 아니라 필라 거치하는 곳을 감안한 안쪽 내경이라 필라 길이 계산에 사용할 수 없음) 몇바퀴 감겨있는지 확인이 어려울 수 있으므로 엄밀한 정확성 보다는 대략적으로 출력이 가능한지 여부 정도만 알면 되니깐 이 정도로 만족하겠습니다. 

3. 보빈 질량 알기

필라멘트가 감겨있는 원형의 틀을 스풀이라고도 하고 보빈이라고도 하는것 같더군요. 일단 필라멘트가 보빈에 감겨있기 때문에 전체 질량을 측정하게 되면 보빈의 질량과 필라의 질량이 더해진 값을 알 수 있습니다. 

만약 보빈만의 질량을 알 수가 있다면 우리는 언제든지 전체 질량을 재어서 보빈질량을 빼주기만 하면 필라 무게를 알 수 있겠지요.  고수분들은 이미 이런 방식으로 남은 필라양을 산출해 내시더군요.  문제는 보빈 무게가 정리된게 없다는 것입니다. 

저도 여러가지 필라를 써왔지만 남아 있는 보빈이 몇개가 없네요. 

그래도 지금부터라도 하나씩 질량 데이터를 남겨놓는다면 나중에 유용한 정보가 될 듯 싶어서 이렇게 모아보았습니다. 

이렇게 전자저울과 집에서 아직 버리지 않고 남겨둔 보빈들을 모아보았습니다. 

모은다음에 하나씩 그냥 측정해보는 것이죠.  

이 보빈은 표면이 맨들맨들 한 내써팝에서 구매했던 16500 가격의 PLA 필라 보빈입니다.

위 보빈은 표면에 육각큐브 모양의 무늬가 있는 통짜 보빈인데, 인터넷에서 16000원 정도에 판매가 되는 필라의 보빈입니다. 

중국산 초저가 필라멘트로 가격경쟁이 붙어 현재 11,500원에 살수가 있는 표면에 구멍이 숭숭 뚫려 있는 필라의 보빈입니다. 

이것들을 모아보면 이렇게 정리해볼 수 있겠네요.

4. 질량 확인해보기

이렇게 나온 데이터를 가지고 실제 필라 질량을 확인해보기로 했습니다. 

포장을 뜯지 않은 중국산 저가 필라가 있어서 저울에 올려보았습니다. 

이렇게 나왔네요.

1208g - 183g = 1025g 이었습니다. 

1kg 에서 오차가 있는 것은 겉에 비닐포장과 내부에 실리카젤의 무게를 감안하지 않았기 때문일 것 같습니다. 

이제 큰 출력물을 뽑을 때 남아 있는 필라의 무게만 재면 중간에 필라가 부족해질지 마무리를 할 수 있을지 알게 되겠군요.

혹시 이 글을 보시는 분은 자신의 필라 보빈의 무게를 재어서 댓글로 남겨주시기 바랍니다. 

제가 정리해서 재공유드리도록 하겠습니다. 

모두 즐거운 프린팅 생활 되세요.. ^^

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