저폐기물 멀티컬러: 재료 낭비를 대폭 줄이는 7가지 비법

Lisa Ernst · 30.01.2026 · 기술 · 7분

3D 프린팅에서 다채롭고 복잡한 물체를 구현하려는 바람은 종종 현실적인 한계에 부딪힙니다. 멀티컬러 3D 프린팅은 결과는 인상적이지만, 전통적으로 상당한 재료 낭비를 수반합니다. 필요한 퍼지(Spülvorgänge) 및 와이프 타워(Wipe-Tower)는 재료와 시간을 소모할 뿐만 아니라 불필요하게 환경에 부담을 줍니다. 그러나 산업은 빠르게 발전하고 있으며, 이러한 재료 손실을 현저히 줄이기 위한 점점 더 영리한 솔루션을 제공하고 있습니다.

요약: 멀티컬러 3D 프린팅에서 재료 낭비 줄이기

멀티컬러 3D 프린팅에서 폐기물을 줄이는 것은 여러 가지 이유로 중요합니다. 비용을 절감하고, 자원을 보존하며, 환경에 더 좋습니다. 핵심 요점은 다음과 같습니다.

소프트웨어 최적화: 슬라이서 설정을 조정하고, 퍼지 재료를 인필로 유도합니다.
전략적 계획: 색상 변경을 최소화하고, 여러 물체를 동시에 프린팅합니다.
하드웨어 혁신: 도구 교환기(예: Prusa XL, Flashforge), 최적화된 핫엔드(Anycubic Kobra X) 또는 다중 재료 장치(Prusa MMU3) 사용.
유지보수: 노즐과 프린터를 정기적으로 청소하고 보정합니다.
디자인: 지지 구조와 색상 변경을 줄이도록 모델을 프린팅에 최적화하여 디자인합니다.
테스트 객체: 특수 모델을 사용하여 최적의 퍼지 볼륨을 결정합니다.
재활용: 폐기물을 플라스틱 유형별로 신중하게 분리하고 전문 서비스에 제공합니다.

멀티컬러 프린팅에서 왜 폐기물이 발생하는가?

아시다시피, 색상을 바꿀 때마다 노즐을 철저히 퍼지해야 합니다. 이는 색상 혼합이나 노즐 막힘을 방지하기 위해 필수적입니다. 복잡한 다색 프린팅에서는 순식간에 수십 그램의 재료 낭비가 발생할 수 있습니다. 많은 슬라이서의 기본 설정은 종종 매우 보수적이어서 재료 손실을 더욱 증가시킵니다. 제대로 유지보수되지 않았거나 막힌 노즐은 이 효과를 더욱 악화시킬 수 있습니다.

폐기물은 주로 다음으로 인해 발생합니다:

퍼지 과정 (Purge): 색상 변경 시 노즐을 청소하는 과정.
와이프 타워 (Wipe-Tower): 남는 필라멘트를 퍼지하는 별도의 구조물.
지지 구조물: 특히 복잡한 형상에 필요합니다.
프린팅 실패: 프린팅 과정의 오류로 인해 쓸모없는 부품이 발생합니다.

7가지 비법: 소프트웨어 및 프린팅 전략으로 폐기물 줄이기

올바른 소프트웨어와 신중한 프린팅 계획을 통해 재료 손실을 현저히 줄일 수 있습니다. 최신 슬라이서는 이제 진정한 최적화 전문가가 되었습니다.

1. 슬라이서 설정 최적화

슬라이서의 퍼지 볼륨에 대한 기본 설정은 종종 지나치게 주의적입니다. 이러한 값을 보정하는 것이 좋습니다. 필요한 퍼지 볼륨은 핫엔드의 멜트 존 길이 및 사용되는 필라멘트 색상과 같은 요인에 따라 달라집니다. 예를 들어, 밝은 색상이나 투명 필라멘트는 어두운 색상 후에 더 많은 퍼징이 필요할 수 있습니다.

2. 퍼지 재료를 현명하게 사용

일부 슬라이서는 퍼지 재료를 주 모델 또는 두 번째 객체의 인필로 직접 유도할 수 있는 기능을 제공합니다. 이렇게 하면 '폐기물'이 갑자기 유용한 재료가 됩니다. 깨끗한 색상 분리를 위해서는 보통 새로운 색상으로 깨끗하게 프린팅된 세네 층의 바깥쪽 쉘만으로도 충분합니다.

3. 전략적 프린팅 계획

같은 색상 영역을 영리하게 그룹화하거나 여러 부품을 동시에 프린팅함으로써 퍼지 횟수를 크게 줄일 수 있습니다. 때로는 퍼지 폐기물을 완전히 피하기 위해 단색으로 프린팅하고 나중에 물체를 칠하는 것이 더 합리적일 수 있습니다.

4. 보정을 위한 테스트 객체

L자형 및 S자형 조각 또는 단층 테스트와 같은 특수 테스트 객체는 불필요한 재료 낭비 없이 최적의 퍼지 볼륨을 결정하는 데 도움이 됩니다. 단층 테스트는 더 많은 필라멘트를 소모하지만 색상 혼합을 더 잘 감지할 수 있는 수직 테스트 타워보다 더 빠르고 재료를 절약할 수 있습니다.

테스트 방법	장점	단점
단층 테스트	빠르고 재료 소비가 적으며, 많은 색상 변경을 동시에 테스트합니다.	얇은 층의 투명성 문제, 참조선 부족.
수직 테스트 타워	색상 혼합의 좋은 감지, 퍼지 볼륨의 정밀한 조정.	높은 재료 소비, 긴 프린팅 시간.

5. 색상 변경을 통해 프린팅 시간 최소화

모든 색상 변경에는 시간이 소요됩니다. 예를 들어, Prusa MMU3를 사용한 색상 변경은 약 1분(45초 교체 시간 + 와이프 타워 시간)이 걸립니다. 0.2mm 층에 5가지 색상을 사용하는 10cm 높이의 모델의 경우, 색상 변경에만 33시간이 소요될 수 있습니다. 색상 수를 줄이고 불필요한 색상 변경을 피하면 프린팅 시간을 크게 단축할 수 있습니다.

6. 가변 층 두께 활용

가변 층 두께를 사용하면, 특히 세부 묘사가 덜 필요한 영역에서 층 수와 따라서 색상 변경 횟수를 줄일 수 있습니다.

7. 프린터 유지보수 및 보정

프린터, 특히 노즐의 정기적인 유지보수와 E-스텝 및 재료 흐름 보정은 프린팅 실패율과 재료 낭비를 줄입니다. 깨끗하고 잘 보정된 노즐은 더 적은 퍼징이 필요합니다.

멀티 재료 프린팅을 위한 하드웨어 혁신

가장 흥미로운 발전은 현재 하드웨어 분야에서 나오고 있습니다. 제조업체들은 색상 변경을 훨씬 더 효율적으로 만들거나, 성가신 퍼징을 완전히 없애는 시스템을 개발하고 있습니다.

Prusa XL: 도구 교환기

Prusa XL은 어떻게 가능한지를 보여줍니다. 도구 교환기를 통해 각 색상마다 자체 압출기와 자체 노즐을 가집니다. 최대 5개의 다른 도구 헤드가 동시에 장착될 수 있습니다.

출처: prusa3d.com

Prusa XL의 혁신적인 도구 교환기는 별도의 노즐로 다색 프린팅을 가능하게 하여 재료 소비를 크게 줄입니다.

이 시스템은 PLA/PETG 및 TPU와 같은 다양한 필라멘트를 사용한 멀티 재료 프린팅에서 빛을 발할 뿐만 아니라 재료 손실을 최소화합니다. 36x36x36cm의 넉넉한 빌드 공간을 갖춘 Prusa XL은 거의 퍼지 폐기물을 생성하지 않아 시장에서 가장 효율적인 멀티컬러 솔루션 중 하나로 간주됩니다.

Flashforge 도구 교환기 시스템: 특허받은 효율성

Flashforge도 흥미로운 접근 방식으로 경쟁에 참여합니다. 특허받은 도구 교환기 시스템은 최대 6개의 프린트 헤드를 관리할 수 있습니다. 특히 영리한 점은 모터 및 전자 장치와 같은 고가 부품은 홀더에 남아 있고, 도구 헤드에는 가장 필요한 기계 부품만 포함된다는 것입니다. 연결은 기계적 잠금 장치와 자석의 정교한 조합을 통해 작동합니다. 이 시스템 역시 폐기물 없는 멀티 재료 3D 프린팅을 목표로 합니다.

Anycubic Kobra X: 속도와 효율성의 만남

Anycubic Kobra X는 다색 프린팅에서 속도와 효율성에 중점을 둡니다. 최적화된 Ace Gen 2 프린트 헤드를 통해 두 가지 색상에서 30%의 시간 절약을 약속하며, 퍼지 폐기물을 무려 40-50% 줄입니다. 이는 인상적인 개선입니다!

출처: 3printr.com

Anycubic Kobra X는 다색 프린팅에서 재료 소비를 크게 줄이는 혁신적인 프린트 헤드로 인상적입니다.

권장 프린팅 속도 300mm/s와 빌드 공간 260 x 260 x 260 mm로 일상적인 사용에 견고한 성능을 제공합니다. 추가 모듈 없이 Kobra X는 4가지 색상을 지원하며, 확장 시 최대 19가지 색상을 지원합니다.

Prusa MMU3 (Multi Material Unit): Prusa 프린터용 확장 장치

Prusa MMU3는 일반 Prusa MK 프린터를 멀티컬러 기계로 만듭니다. 한 층에서 최대 5가지 다른 색상을 처리할 수 있는 능력을 갖추고 있어 수백 번의 색상 변경이 필요한 복잡한 프로젝트도 마스터할 수 있습니다. 색상 변경은 약 1분(실제 변경에 45초와 와이프 타워 시간)이 걸립니다. MMU3는 작은 와이프 타워가 필요하더라도 필라멘트를 절약하는 저폐기물 솔루션입니다.

다른 접근 방식 간략히

3D 프린팅 세계는 다양한 다른 솔루션을 실험하고 있습니다:

Y-스플리터가 있는 단일 핫엔드 시스템: 여기서는 필라멘트가 핫엔드 내부에서 변경되어 퍼지 폐기물을 생성합니다.
혼합 핫엔드 (Mixing Hotends): 적은 폐기물로 빠른 색상 변경이 가능하지만, 종종 누수(Leaking) 및 스트링징(Stringing) 문제와 씨름합니다.
IDEX 프린터 (Independent Dual Extruder): 두 개의 독립적인 프린트 헤드가 동시에 프린팅하거나 빠르게 교체합니다. 여기서도 누수 문제가 발생할 수 있습니다.
필라멘트 패치워크 시스템 (예: Mosaic Palette): 다른 필라멘트를 하나의 스트랜드로 용접하여 전환을 위해 와이프 타워가 필요합니다.

3D 프린팅 폐기물 재활용

모든 최적화에도 불구하고 폐기물을 완전히 피할 수는 없습니다. 성공적인 재활용의 핵심은 재료 유형별로 신중하게 분리하는 것입니다. PLA, PETG, ABS, TPU는 별도의 명확하게 표시된 용기에 보관해야 합니다. 혼합되면 재료를 사용할 수 없게 됩니다.

출처: heise.de

신중한 재료 분리는 3D 프린팅 폐기물의 성공적인 재활용을 위한 첫 번째 단계입니다.

일반 재활용 시설은 다양한 플라스틱 종류를 구별할 수 없고 작은 형태가 기계를 막을 수 있으므로 3D 프린팅 폐기물로 종종 압도되지만, 이러한 재료에 대한 전문 서비스가 있습니다. 특히 헌신적인 메이커는 플라스틱 분쇄기, 건조기 및 압출기를 사용하여 자체 필라멘트를 만듭니다. 가장 큰 과제: 균일한 필라멘트 직경(공차 ±0.03mm)을 달성하는 것입니다.

FAQ: 3D 프린팅 폐기물에 대한 자주 묻는 질문

Q: 3D 프린팅 폐기물을 일반 가정 쓰레기에 버릴 수 있습니까?

A: PLA는 고온에서 산업 퇴비화 시설에서만 분해되므로 일반 쓰레기에 버려야 합니다. PETG, ABS 및 기타 석유 기반 플라스틱도 전문 재활용 옵션이 없는 경우 일반 쓰레기에 속합니다.

Q: 다른 종류의 플라스틱을 혼합하면 어떻게 됩니까?

A: PLA와 PETG와 같은 다른 플라스틱을 혼합하면 약하고 부서지기 쉬우며 쓸모없는 재료가 됩니다. 깨끗한 분리는 모든 재활용에 결정적입니다.

Q: 3D 프린팅 폐기물을 재사용할 창의적인 방법이 있습니까?

A: 네! 잘못 프린팅된 물체, 지지 구조물 및 큰 와이프 타워는 포장재, 화분용 배수재 또는 모형 제작(미니어처 지형)에 재사용될 수 있습니다.

결론

멀티컬러 3D 프린팅은 점점 더 자원 효율적이 되고 있습니다. 최신 슬라이서 소프트웨어, 신중한 프린팅 전략 및 도구 교환기 시스템과 같은 혁신적인 하드웨어는 한때 낭비적이었던 프로세스를 더 효율적이고 지속 가능하게 만듭니다. 발전은 환경에 불필요한 부담을 주지 않으면서 인상적인 결과를 제공하는 지능형 시스템 방향으로 분명하게 나아가고 있습니다. 업계가 재료 효율성을 개선하고 3D 프린팅을 더욱 환경 친화적으로 만들기 위해 지속적으로 노력하는 것을 보는 것은 고무적입니다.

출처: 유튜브