3D 프린팅 기술이 제조 산업에서 점점 중요한 역할을 차지하면서, 출력물의 **파트 정밀도(Part Accuracy)**는 부품 신뢰성과 조립 호환성을 평가하는 핵심 지표로 떠오르고 있습니다. 특히 Stratasys의 산업용 FDM 3D 프린터를 사용할 경우, **데이터시트(Data Sheet)**에 명시된 파트 정밀도 정보를 정확하게 해석하는 것이 매우 중요합니다. 이 글에서는 Stratasys 데이터시트에 나오는 파트 정밀도의 의미와 해석법, 실제 적용 팁을 설명합니다.
1. 파트 정밀도란 무엇인가?
파트 정밀도는 설계된 CAD 모델의 치수와 실제 출력된 부품 사이의 오차 범위를 의미합니다. 이는 ±값으로 표현되며, 일반적으로 다음과 같은 형식으로 표기됩니다:
±0.2mm 또는 ±0.002mm/mm
이 수치는 단순히 출력의 품질을 넘어서, 실제 조립 가능 여부, 치수 허용 오차 관리, 반복 출력 시 일관성 유지 여부를 판단하는 기준이 됩니다.
F123 series를 예로 설명하려고 합니다.
2. 데이터 시트의 정밀도
3. Stratasys 데이터시트에서 정밀도 표기 방식
Stratasys의 FDM 시스템 데이터시트에는 다음과 같은 표기 형태가 일반적입니다:
Accuracy: ±0.2 mm or ±0.002 mm/mm, whichever is greater
이 표기에서 중요한 점은 다음 두 가지입니다:
- 기본 오차(±0.2mm): 출력물의 크기와 무관하게 발생할 수 있는 최소한의 정밀도 편차
- 상대 오차(±0.002mm/mm): 출력물이 클수록 누적되어 발생할 수 있는 치수 오차
예시 해석:
100mm 길이의 부품을 출력한다고 가정하면,
±0.2mm vs ±(0.002mm × 100mm) = ±0.2mm
즉, 오차는 ±0.2mm입니다.
하지만 200mm 부품의 경우:
±(0.002mm × 200mm) = ±0.4mm > ±0.2mm → 최종 오차는 ±0.4mm가 적용
이처럼 출력 크기에 따라 정밀도 오차가 증가할 수 있다는 점을 이해하는 것이 중요합니다.
4. 예를 들어 설명
| 사이즈 | 치수 정밀도 | 계산식 |
| 50mm | +/- 0.200 | - |
| 99mm | ||
| 100mm | ||
| 101mm | +/- 0.202 | = 101*0.002 |
| 150mm | +/- 0.300 | = 150*0.002 |
| 200mm | +/- 0.400 | = 200*0.002 |
| 250mm | +/- 0.500 | = 250*0.002 |
5. 재료별 정밀도 차이도 고려해야
Stratasys는 다양한 FDM 재료(ABS, ASA, ULTEM™, PC 등)를 지원하며, 재료의 열팽창률과 수축 특성에 따라 정밀도 오차가 다를 수 있습니다. 데이터시트에는 일반적으로 **"when using [material] under controlled conditions"**라는 문구가 포함되며, 이는 다음과 같은 의미입니다:
- 환경 조건: 적정 온도와 습도, 정밀 캘리브레이션 상태
- 프린터 상태: 정기적인 유지보수 및 소재에 맞는 팁/빌드시트 사용
- 출력 설정: 권장된 레이어 높이, 인필, 서포트 구성 유지
따라서 데이터시트 상의 수치는 최적 조건에서의 기준 정밀도이며, 실제 출력에서는 ±값이 조금 더 커질 수도 있습니다.
6. 파트 정밀도를 높이기 위한 팁
정밀도를 최대한 확보하고 싶다면 다음과 같은 방법을 고려해보세요:
- 출력 방향 최적화: 중요 치수는 XY 방향으로 배치
- 앵커 및 챔퍼 사용: 수축 방지를 위한 형상 보완
- 가공 여유 확보: 정밀 가공이 필요한 부분은 사후 가공을 고려
- 프린팅 환경 관리: 온도 변화, 진동 등을 최소화
- 정기적인 캘리브레이션: 노즐, 베드 레벨, 챔버 온도 확인
7. 정밀도와 반복 정밀도의 차이
Stratasys는 **정밀도(Accuracy)**와 **반복 정밀도(Repeatability)**를 구분합니다.
- 정밀도: CAD 설계와 출력물 간 차이
- 반복 정밀도: 동일 부품을 여러 번 출력했을 때의 일관성
이 둘은 모두 중요하며, 데이터시트에는 주로 정밀도만 표시되므로 반복 출력 테스트는 사용자가 직접 확인해야 합니다.
결론: 데이터시트 해석은 출력 품질의 시작
Stratasys의 FDM 프린터는 산업용 수준의 정밀도를 자랑하지만, 데이터시트에 명시된 수치를 그대로 믿기보다는 해석하고, 이해하고, 실제 조건에 적용하는 과정이 중요합니다. 정밀도 수치를 어떻게 해석하느냐에 따라 출력물의 품질은 물론, 제작 성공률과 시간, 비용까지 크게 좌우될 수 있습니다.
파트 정밀도는 단순한 숫자가 아니라, 성공적인 3D 출력의 기준입니다.
