지난 회차에서는 BMCU(Bambu Multi Control Unit) 🛒 부품 주문과 출력물 조립 과정을 다뤘습니다. 조립 후 테스트 과정에서 예상치 못한 필라멘트 엉킴 현상이 발생했습니다. 이번 포스팅에서는 이 문제를 해결하기 위해 도입한 ‘Filamentalist‘ 시스템에 대해 기술합니다.
1. 문제 상황: 70cm의 퇴각(Retraction) 거리
멀티 소재 출력 시 필라멘트가 교체될 때 발생하는 퇴각 거리는 약 70cm에 달합니다. 일반적인 버퍼(Buffer) 구조만으로는 이 정도의 범주를 안정적으로 수용하기 어렵다는 결론을 내렸습니다.
필라멘트가 뒤로 밀려날 때 남는 여장 선들이 꼬이거나 스풀 밖으로 이탈하는 현상이 발생하여, 이를 강제적으로 감아줄 시스템이 절실했습니다.
2. 대안 탐색 및 Filamentalist 선정
처음에는 AMS Lite 🛒 방식의 홀더를 고려했습니다. 태엽을 감아 에너지를 저장했다가 필라멘트가 퇴각할 때 다시 감기는 방식을 구상했으나, 고정 파트의 설계가 모호하다는 한계가 있었습니다.
오픈소스 프로젝트인 Filamentalist를 분석한 결과, 구동 방식이 기존 구상과 달랐습니다.
Filamentalist와 일반 방식 비교
| 구분 | 일반적인 태엽 방식 (AMS Lite형) | Filamentalist 방식 |
|---|---|---|
| 핵심 원리 | 태엽/스프링 에너지 저장 및 방출 | 원웨이 클러치 베어링 활용 |
| 구동 방식 | 퇴각 시 스프링 힘으로 감음 | 필라멘트의 전후 운동으로 롤러 직접 회전 |
| 복잡도 | 기계적 장력이 중요하여 설계가 까다로움 | 별도 동력 없이 베어링의 파지력으로 구동 |
Filamentalist의 핵심 메커니즘
● 핵심 부품: 원웨이 클러치(One-way Clutch) 베어링 🛒
● 작동 원리: 에너지를 저장하는 방식이 아닌, 필라멘트의 전진/후진 운동에 따라 스풀을 거치한 롤러를 직접 회전시키는 구조입니다.
● 특징: 별도의 동력이 필요 없으며, 베어링이 필라멘트를 견고하게 잡아주는 힘만으로 롤러를 구동합니다.
🛠️ 프로젝트 핵심 준비물 (BOM)
독자 여러분의 구축을 돕기 위해 본문에 사용된 핵심 부품들을 정리하였습니다.
● Bambu Lab A1 mini 🛒 : 프로젝트의 메인 3D 프린터
● 원웨이 클러치 베어링 (HF0812 등) 🛒 : Filamentalist의 핵심 구동 부품
● 608ZZ 베어링 🛒 : Filamentalist의 주요부품
● 스피드랙 (Speed Rack) 🛒 : 전체 시스템 거치를 위한 프레임
● 고급 PLA 필라멘트 🛒 : 멀티 컬러 출력 테스트용
3. 검증 및 결과: 안정적인 퇴각 구현
출력물을 준비하고 원웨이 클러치 베어링을 장착하여 테스트를 진행했습니다.
● 구조적 이점: 복잡한 태엽 구조 없이도 필라멘트의 앞뒤 운동을 스풀의 회전으로 변환하여 매우 깔끔한 시스템을 형성합니다.
● 작동 확인: 필라멘트 파지력(Grip)이 확보될 경우, 출력(Extrude)과 퇴각(Retract) 시 롤러가 원활하게 작동함을 확인했습니다.
이 시스템을 통해 70cm에 달하는 퇴각 구간에서도 필라멘트가 엉키지 않고 스풀에 다시 감기는 환경을 성공적으로 구축했습니다.
4. 향후 계획: 12색 대응 스피드랙 챔버
기존 8색 프로젝트에서 확장하여, 현재 보유 중인 Bambu Lab A1 mini 🛒 2대에 대응하는 시스템으로 수정합니다.
시스템 확장 계획
● 하드웨어 구성: 1.2m 스피드랙(Speed Rack) 활용
● 배치 계획: 총 12개의 스풀 자리를 확보하여 기기당 6개씩 할당
● 수정 사항: 기존 사용하던 밀폐 박스에 Filamentalist를 이식하고, 기밀성을 유지할 수 있는 가공 방안 검토
| 목표 항목 | 상세 내용 |
|---|---|
| 대응 색상 | 총 12색 (6색 x 2대) |
| 보관 방식 | 기밀 유지형 밀폐 박스 + Filamentalist |
| 거치대 | 1.2m 대형 스피드랙 챔버 구성 |
다음 포스팅에서는 이 시스템을 스피드랙 챔버에 실제 적용하는 과정을 공유하겠습니다. 밀폐 박스 내부에 Filamentalist를 배치했을 때 실제 출력이 끊김 없이 유지될지, 기밀 유지는 가능할지 테스트 결과를 공개합니다.
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● Bambu Lab A1 mini 🛒
● 원웨이 클러치 베어링 🛒
● 스피드랙(Speed Rack) 🛒
● Bambu Multi Control Unit (BMCU) 🛒