Creality 3D 프린터 K1 Max 익스트루더 분해 및 고찰

K1 Max 를 테스트 하고 사용하는 중에 압출 불량이 발생해 버렸다.

K1 처럼 K1 Max 도 하자가 있어서 그런 것은 아니고.. 본체에 같이 포함되어져 있는 샘플로 받은 Hyper PLA 가 꼬여서 출력중에 공급이 되지 않으면서 장시간 익스트루더가 헛 돌면서 내부에 압출불량이 생긴 케이스였다.

어쩐지.. 개봉기 찍으면서 불길하더라니..

Hyper PLA 가 한번 리뉴얼이 된 것 같은데 ( 초기 모델과 다르게 지금 받은 제품은 외곽의 스티커 디자인이 살 짝 바뀜 ) 출력 품질은 좋아진 것 같은데, 필라멘트가 감겨 있다던지 마감은 좀 엉성한 것 같다.

어쨌든, 덕분에 K1 Max 도 어쩔 수 없이 익스트루더를 분해해서 고쳐줘야만 했다.

자세한 내용은 아래 영상을 참조하길 바란다.

이번에 K1 Max 를 분해하면서 몇까지 깨달은 사실이 있는데, 먼저 AI Lidar 부품이 추가되면서 익스트루더 분해가 상당히 까다롭게 변했다.

구조상 익스트루더를 분해하기 위한 나사를 제거하기 위해서는 먼저 라이다를 제거해줘야 한다. 이 과정이 아주 귀찮다.

그리고, 아마도 필라멘트가 제대로 공급 되지 않는 과정에서 내부의 톱늬 바퀴가 헛 돌면서 내부에 충격이 좀 가해져서 그런건지.. 원래 불량인건지 기어가 미묘하게 단차가 맞지 않았다.

아래 사진은 내가 막 분해를 했을때의 모습인데, 자세히 보면 좌 우 얼라이먼트가 맞지 않는다. 이러다 보니 막힌 필라멘트를 제거 했음에도 압출불량이 계속 나는 이유였다.

미묘하게 수평이 맞지 않는 두 기어

분해를 하고 수리를 하는 과정에서 나사를 단단히 조이는 것 만으로는 얼라인이 잘 맞지 않는 것을 발견했다.

어떤 3D프린터 전문가분이 쓴 K1 의 수리 글을 보니 아래 부품쪽이 휘어져 있다고 하던데, 내 k1 max 의 경우에는 육안으로는 휨이 확인되지 않아서 다른 문제가 또 있는 게 아닐까 생각이 든다.

내구성에 의심이 드는 부품?

별것 아니지만, 재 조립 과정에서 아래와 같이 무식하게라도 얼라인 문제를 신경써보면 조금이나마 개선이 되는 것 같다.

무식하게 맞춰본 수평

실제로 위와 같이 처리를 한 뒤로는 압출 문제는 발생하고 있지 않다.

확실하게는 모르겠지만, 나와 같이 필라멘트 꼬임으로 익스트루더에 제대로 된 힘이 가해지지 않았다던지, pla 가 아닌 abs 와 같이 좀 더 고온에서 출력이 되어야 하는 재료들에 올바른 온도가 가해지지 않아서 기어가 헛돈다던지 하는 이슈가 생겼을때 익스트루더 내부의 지지를 해주는 부품등에 큰 하중이 가해지고 이로 인해서 내부의 얼라인이 뒤틀리는 이슈가 자주 생기는 것이 아닌가 생각이 든다.

또한 익스트루더 재 조립후에 테스트를 하는 과정에서 필라멘트가 미묘하게 휘어져 있었는데, 이 상태로 필라멘트를 수동으로 주입해보니 강한 힘이 가해지는 것을 확인할 수 있었다.

필라멘트가 굽은 부분에서 익스트루더 내부에 큰 힘이 가해지는 것을 확인할 수 있었다.

다소 독특한 각도로 필라멘트를 공급해주는 K1 시리즈의 특성상 특정 각도, 특정 위치에서 익스트루더 기어에 꽤 큰 힘이 가해질 수 있겠다는 생각이 든다.

대학 학부시절 재료공학 수업의 일환으로 실험수업을 할 때 연성파괴, 취성파괴, necking 등등 다양한 상황에서의 재료에 가해지는 힘과 이에 대한 변형에 대해서 테스트를 해본 기억이 있다.

응력-변형률 선도(Stress-Strain Diagram) : 서강플랫폼
응력 변형도 선도 , 출처 : 서강 플랫폼

너무 오래전 기억이고, 내가 전공한 기계공학을 살려서 업무를 한적이 없기 때문에 올바른 정보를 전달하긴 어렵지만.. 어쨌든 목적에 맞게 부품을 만들고 이를 위한 재료를 선정할때, 단순히 단단하기만 해서는 안된다는 것을 알 수 있었다.

재료의 특성을 고려해서 온도, 응력이 가해지는 환경에 따라서 엄청 단단하고 견고한 부품도 순식간에 물렁 해질 수 있고, 이로 인해서 그 역할을 제대로 하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.

특히나 k1 과 같이 고속 3D 프린터를 표방하는 제품들은 더 빠른 출력을 위해서 더 빠른 공급이 가능해야 하는데, 이 과정에서 더 큰 힘과 부하가 발생할 것이다. 따라서 기존의 방식보다는 좀 더 극한의 상황이 단발적으로 발생하지 않을까 유추해본다.

반대로 말하면, 필라멘트 공급을 좀 더 원활하게 할 수 있는 각도에서 공급을 하면 알려진 익스트루더 압출 불량이 좀 줄어들 것 같기도한데.. 이건 따로 좀 테스트를 해볼 예정이다.

Creality 의 k1 시리즈에서 발생하고 있는 익스트루더의 압출 문제가 이러한 이슈와 연관성이 있는지는 잘 모르겠지만.. 기존의 3D 프린터의 제작 환경에서 구축해오던 익스트루더 제작을 위한 노하우와 지식들이 고속 프린팅 환경에서는 새로 쌓여가고 있는 상황이 아닐까 싶다.

아무쪼록 Creality K1 은 여러모로 재밌는 제품이고 포텐셜이 높은 제품이라고 생각하는데 압출 불량 이슈도 해결이 되길 바란다.

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