3D 프린팅의 세계는 흥미롭지만 때로는 예상치 못한 문제에 부딪히기도 합니다. 그중에서도 PETG 필라멘트를 사용할 때 흔히 겪는 골칫거리가 바로 ‘노즐 똥’ 또는 ‘오징(Oozing)’ 현상입니다. 노즐 똥은 프린터 노즐이 한 지점에서 다른 지점으로 이동할 때, 마치 거미줄처럼 가느다란 실이 생기거나 작은 플라스틱 방울이 떨어지는 현상을 말합니다. 이는 최종 출력물의 품질을 저하시키고 후처리 작업을 늘리는 주범이 됩니다. PETG는 그 자체로 끈적하고 점성이 높은 재료 특성 때문에 이러한 현상이 더욱 두드러지게 나타나죠.
이 가이드에서는 PETG 출력 시 발생하는 노즐 똥 현상을 효과적으로 줄이기 위한 핵심 열쇠, 바로 ‘리트랙션(Retraction)’ 값 설정에 대해 깊이 있게 다루고자 합니다. 리트랙션은 노즐이 이동하기 전에 필라멘트를 잠깐 뒤로 당겨 노즐 내부의 압력을 낮추고, 불필요한 필라멘트가 흘러나오지 않도록 하는 기능입니다. 올바른 리트랙션 값을 찾는 것은 PETG 출력 성공의 절반 이상을 차지한다고 해도 과언이 아닙니다.
PETG 출력 시 리트랙션이 중요한 이유
PETG는 뛰어난 강도, 내열성, 그리고 유연성 덕분에 기능성 부품 제작에 널리 사용되는 필라멘트입니다. 하지만 앞서 언급했듯이, 높은 점성과 끈적이는 특성 때문에 노즐에서 불필요하게 흘러나오는 경향이 강합니다. 이때 리트랙션이 제대로 작동하지 않으면 다음과 같은 문제들이 발생할 수 있습니다.
- 출력물 표면에 지저분한 실타래나 거미줄 같은 ‘스트링잉(Stringing)’ 발생
- 출력물 곳곳에 작은 플라스틱 방울인 ‘블롭(Blob)’ 또는 ‘징크(Zits)’ 형성
- 노즐 이동 경로에 필라멘트가 묻어나면서 이전에 출력된 레이어를 손상시키거나 지저분하게 만듦
- 결과적으로 출력물의 외관 품질 저하 및 불필요한 후처리 시간 증가
따라서 PETG의 특성을 이해하고 리트랙션 값을 최적화하는 것은 깨끗하고 고품질의 출력을 얻기 위한 필수적인 과정입니다.
리트랙션의 핵심 요소 이해하기
리트랙션은 단순히 필라멘트를 뒤로 당기는 동작이지만, 그 안에는 몇 가지 중요한 설정 값들이 있습니다. 이 값들을 정확히 이해하고 조절하는 것이 노즐 똥 현상을 줄이는 데 결정적인 역할을 합니다.
리트랙션 거리
리트랙션 거리는 노즐이 이동하기 전에 필라멘트를 뒤로 당기는 길이를 의미합니다. 이 거리가 너무 짧으면 노즐 내부의 압력이 충분히 해소되지 않아 스트링잉이 발생하기 쉽습니다. 반대로 너무 길면 필라멘트가 너무 많이 당겨져 재압출 시 지연이 생기거나, 노즐 내부에서 필라멘트가 식어 막히는 ‘히트 크립(Heat Creep)’ 현상이 발생할 수 있습니다. 또한, 불필요한 필라멘트 마모를 유발할 수도 있습니다.
- 보우덴(Bowden) 방식 프린터: 익스트루더 모터가 노즐에서 멀리 떨어져 있는 구조로, 필라멘트 튜브의 길이가 길기 때문에 보통 4~8mm 정도의 비교적 긴 리트랙션 거리가 필요합니다.
- 다이렉트 드라이브(Direct Drive) 방식 프린터: 익스트루더 모터가 노즐 바로 위에 위치한 구조로, 필라멘트 경로가 짧아 0.5~2mm 정도의 짧은 리트랙션 거리로도 충분한 경우가 많습니다.
리트랙션 속도
리트랙션 속도는 필라멘트를 뒤로 당기는 속도를 의미합니다. 속도가 너무 느리면 필라멘트가 노즐 내부에서 충분히 빠르게 압력을 해소하지 못해 스트링잉이 발생할 수 있습니다. 반대로 너무 빠르면 필라멘트가 급격하게 당겨지면서 익스트루더 기어에서 미끄러지거나, 필라멘트가 끊어지거나, 노즐 내부에서 공기 방울이 생기는 등의 문제가 발생할 수 있습니다.
- 일반적으로 25~60mm/s 사이의 속도가 많이 사용됩니다. PETG는 다른 필라멘트보다 약간 느린 속도가 유리할 수 있습니다.
- 너무 빠른 속도는 필라멘트가 익스트루더 기어에 의해 갈리는 ‘그라인딩(Grinding)’ 현상을 유발할 수 있습니다.
리트랙션 프라임 속도
리트랙션 프라임 속도는 리트랙션 후 필라멘트를 다시 노즐로 밀어 넣는 속도를 의미합니다. 이 속도는 리트랙션 속도와 동일하게 설정하거나, 약간 느리게 설정하는 것이 일반적입니다. 너무 빠르면 재압출 시 과도한 압력이 발생하여 블롭을 만들 수 있고, 너무 느리면 재압출 지연으로 인해 출력물에 빈 공간이 생길 수 있습니다.
PETG 리트랙션 값 찾기 실전 가이드
최적의 리트랙션 값은 프린터 모델, 필라멘트 종류(브랜드), 노즐 직경, 심지어는 주변 환경(온도, 습도)에 따라 달라질 수 있습니다. 따라서 자신에게 맞는 값을 찾기 위한 체계적인 테스트 과정이 필요합니다.
단계 1 기본 설정으로 시작하기
새로운 PETG 필라멘트를 시작하거나 프린터 설정을 변경할 때는, 슬라이서(Cura, PrusaSlicer 등)에서 제공하는 PETG 기본 프로파일이나 필라멘트 제조사가 권장하는 리트랙션 값으로 시작하는 것이 좋습니다.
- 보우덴 방식: 리트랙션 거리 5mm, 속도 40mm/s
- 다이렉트 드라이브 방식: 리트랙션 거리 1mm, 속도 30mm/s
이 값들은 시작점일 뿐이며, 여기서부터 미세 조정을 시작합니다.
단계 2 리트랙션 테스트 모델 활용하기
최적의 리트랙션 값을 찾기 위한 가장 효율적인 방법은 ‘리트랙션 테스트 타워’와 같은 작은 테스트 모델을 출력하는 것입니다. 이 모델들은 스트링잉이나 블롭이 쉽게 나타나는 구조로 설계되어 있어, 짧은 시간 안에 여러 설정 값을 테스트할 수 있습니다.
- Thingiverse나 Printables 같은 3D 모델 공유 사이트에서 ‘retraction test’로 검색하면 다양한 모델을 찾을 수 있습니다.
- 테스트 모델은 작고 빠르게 출력되므로 필라멘트 낭비를 최소화할 수 있습니다.
단계 3 체계적인 값 변경 및 테스트
- 리트랙션 거리 조절:
- 기본 설정으로 테스트 모델을 출력하고 결과를 확인합니다.
- 여전히 스트링잉이 심하다면, 리트랙션 거리를 0.5mm씩 늘려가며 다시 출력합니다. (예: 5mm -> 5.5mm -> 6mm)
- 스트링잉이 줄어들다가 출력물에 빈 공간이 생기거나, 필라멘트가 갈리는 현상이 나타나면 거리가 너무 길다는 신호입니다.
- 최적의 거리를 찾았다면, 해당 값으로 고정합니다.
- 리트랙션 속도 조절:
- 최적의 리트랙션 거리를 찾았다면, 이제 리트랙션 속도를 조절합니다.
- 속도를 5mm/s씩 늘려가며 테스트 모델을 출력합니다. (예: 40mm/s -> 45mm/s -> 50mm/s)
- 스트링잉이 줄어드는 최적의 속도를 찾습니다.
- 속도가 너무 빨라 필라멘트가 갈리거나 익스트루더에서 ‘딸깍’하는 소리가 나면 속도를 낮춥니다.
- 프라임 속도 조절 (필요시):
- 일반적으로 리트랙션 속도와 동일하게 설정해도 무방하지만, 재압출 시 블롭이나 빈 공간이 생긴다면 프라임 속도를 미세하게 조절해봅니다.
- 블롭이 생긴다면 프라임 속도를 약간 낮추고, 빈 공간이 생긴다면 약간 높여봅니다.
이 과정은 인내심을 가지고 반복해야 합니다. 한 번에 여러 값을 변경하지 말고, 한 번에 하나의 변수만 변경하여 그 효과를 명확히 파악하는 것이 중요합니다.
노즐 똥 줄이기에 도움이 되는 추가 팁
리트랙션 설정 외에도 PETG의 노즐 똥 현상을 줄이는 데 도움이 되는 몇 가지 추가적인 방법들이 있습니다.
출력 온도 조절
PETG는 비교적 높은 온도에서 출력되지만, 온도가 너무 높으면 필라멘트가 과도하게 액화되어 노즐 똥이 심해집니다. 반대로 너무 낮으면 레이어 접착력이 약해지고 압출 불량이 발생할 수 있습니다. 필라멘트 제조사가 권장하는 온도 범위 내에서 5°C 단위로 온도를 낮춰가며 테스트해보세요. 스트링잉이 줄어들면서도 레이어 접착력이 유지되는 최적의 온도를 찾는 것이 중요합니다.
쿨링 팬 속도 조절
PLA와 달리 PETG는 쿨링 팬을 너무 강하게 사용하면 레이어 접착력이 약해질 수 있습니다. 하지만 노즐 똥 현상에는 쿨링이 도움이 될 수 있습니다. 브릿지(Bridge) 구간이나 오버행(Overhang) 구간을 제외하고는 쿨링 팬을 20~50% 정도로 낮게 설정하는 것이 일반적입니다. 노즐 똥이 심하다면, 쿨링 팬 속도를 조금씩 높여보되, 레이어 접착력 저하가 없는지 주의 깊게 확인해야 합니다.
이동 속도(Travel Speed) 증가
노즐이 한 지점에서 다른 지점으로 이동하는 속도(Travel Speed)를 높이면, 필라멘트가 노즐 밖으로 흘러나올 시간이 줄어들어 스트링잉을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 하지만 너무 빠르게 설정하면 프린터의 진동이 심해지거나, 노즐이 출력물과 충돌할 위험이 있으니 적절한 값을 찾아야 합니다.
콤빙(Combing) 모드 활용
슬라이서의 ‘콤빙’ 기능은 노즐이 출력물의 내부 영역을 가로질러 이동하도록 하여, 노즐 똥이 출력물의 외부에 나타나는 것을 방지합니다. 이 기능은 스트링잉을 완전히 없애지는 못하지만, 외부 품질을 향상시키는 데 효과적입니다. ‘All’ 또는 ‘Not in Skin’ 옵션을 선택하여 테스트해보세요.
와이프(Wipe) 설정
와이프 기능은 노즐이 압출을 멈추기 직전에 짧은 거리를 움직여 노즐 끝에 남아있는 여분의 필라멘트를 출력물에 닦아내는 기능입니다. 이는 노즐 똥이나 블롭을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 보통 0.1~0.4mm 정도의 값을 사용합니다.
필라멘트 건조
PETG는 흡습성이 있는 재료이므로, 습기에 노출되면 출력 품질이 저하되고 노즐 똥 현상이 심해질 수 있습니다. 필라멘트 건조기를 사용하거나, 밀폐 용기에 제습제와 함께 보관하여 필라멘트를 건조하게 유지하는 것이 중요합니다.
흔한 오해와 사실 관계
PETG 리트랙션 설정과 관련하여 몇 가지 흔한 오해들이 있습니다.
- 오해: 리트랙션 거리는 길수록 좋다.
사실: 리트랙션 거리가 너무 길면 필라멘트가 노즐 내부에서 너무 많이 당겨져 재압출 지연, 히트 크립, 필라멘트 마모 등의 부작용이 발생할 수 있습니다. 적절한 ‘최소한의’ 거리를 찾는 것이 중요합니다.
- 오해: 리트랙션 속도는 빠를수록 좋다.
사실: 속도가 너무 빠르면 익스트루더 기어가 필라멘트를 갈아버리거나, 필라멘트가 끊어질 수 있습니다. 또한, 노즐 내부에서 갑작스러운 압력 변화로 인해 공기 방울이 생길 수도 있습니다. PETG는 특히 끈적이기 때문에 다른 필라멘트보다 약간 느린 속도가 더 효과적일 수 있습니다.
- 오해: 모든 PETG 필라멘트는 동일한 리트랙션 설정을 사용한다.
사실: 필라멘트 제조사, 색상, 심지어 생산 로트에 따라 미묘한 물성 차이가 있을 수 있습니다. 따라서 새로운 필라멘트를 사용할 때는 항상 테스트를 통해 최적의 값을 찾아야 합니다.
자주 묻는 질문
Q1: 리트랙션 값을 아무리 조절해도 스트링잉이 사라지지 않아요. 어떻게 해야 하나요?
A1: 리트랙션 외의 다른 요인들을 확인해봐야 합니다. 가장 먼저 출력 온도를 5°C 단위로 낮춰보고, 쿨링 팬 속도를 조절해보세요. 필라멘트가 습기를 머금었을 수도 있으니 건조하는 것도 좋은 방법입니다. 또한, 노즐이 마모되었거나 부분적으로 막혔을 가능성도 있으니 노즐을 교체하거나 청소해보는 것도 고려해보세요.
Q2: 리트랙션 거리를 너무 길게 설정하면 어떤 문제가 생기나요?
A2: 리트랙션 거리가 너무 길면 필라멘트가 노즐 목(Heat Break) 부분까지 너무 많이 당겨져, 뜨거운 노즐에서 녹은 필라멘트가 차가운 히트 싱크 쪽으로 이동하여 굳을 수 있습니다. 이로 인해 노즐이 막히는 ‘히트 크립’ 현상이 발생할 수 있습니다. 또한, 필라멘트가 익스트루더 기어에 의해 반복적으로 갈려나가 마모될 수 있습니다.
Q3: 다이렉트 드라이브 프린터인데도 리트랙션 거리를 길게 줘야 스트링잉이 줄어드는 것 같아요. 문제가 있는 건가요?
A3: 일반적으로 다이렉트 드라이브는 짧은 리트랙션 거리를 사용하지만, 프린터의 특정 설계(예: 히트 브레이크의 길이, 노즐 내부 구조)나 필라멘트의 특성에 따라 예상보다 긴 거리가 필요할 수도 있습니다. 다만, 2mm 이상으로 길어진다면 히트 크립이나 필라멘트 마모가 발생하지 않는지 주의 깊게 관찰해야 합니다. 다른 설정(온도, 속도, 쿨링)을 먼저 최적화한 후, 그래도 해결되지 않을 때만 리트랙션 거리를 조심스럽게 늘려보는 것이 좋습니다.
Q4: 리트랙션 속도를 너무 빠르게 설정하면 어떤 문제가 생기나요?
A4: 너무 빠른 리트랙션 속도는 익스트루더 기어가 필라멘트를 제대로 물지 못하고 미끄러지게 하여 ‘그라인딩’ 현상을 유발할 수 있습니다. 이는 필라멘트를 손상시키고 압출 불량으로 이어집니다. 또한, 필라멘트가 너무 급격하게 당겨지면서 노즐 내부에서 공기 방울이 생기거나, 필라멘트가 끊어지는 등의 문제가 발생할 수 있습니다.
비용 효율적인 리트랙션 값 찾기
최적의 리트랙션 값을 찾는 과정은 필라멘트를 소모하는 과정이기도 합니다. 하지만 몇 가지 방법을 통해 비용을 절감하며 효율적으로 테스트할 수 있습니다.
- 작은 테스트 모델 사용: 앞서 언급했듯이, 리트랙션 테스트 타워와 같은 작은 모델은 필라멘트 소모가 적고 출력 시간이 짧아 여러 번 반복 테스트하기에 좋습니다.
- 필요한 부분만 출력: 실제 출력하고자 하는 모델의 일부(예: 스트링잉이 발생하기 쉬운 얇은 기둥 부분)만 잘라내어 테스트 모델로 사용하는 것도 좋은 방법입니다.
- 테스트 기록 유지: 각 테스트마다 어떤 설정을 사용했고 어떤 결과가 나왔는지 기록해두면, 나중에 다시 같은 문제를 겪을 때 시행착오를 줄일 수 있습니다. 이는 필라멘트 낭비를 줄이는 장기적인 방법입니다.
- 저렴한 PETG 필라멘트로 테스트: 만약 여러 브랜드의 PETG를 사용한다면, 테스트 과정에서는 비교적 저렴한 PETG 필라멘트를 사용하여 초기 값을 잡고, 최종적으로 사용할 고품질 필라멘트로 미세 조정을 하는 것도 비용 절감에 도움이 됩니다.
PETG의 리트랙션 값 찾기는 3D 프린팅 숙련도를 높이는 중요한 과정입니다. 인내심을 가지고 다양한 설정을 시도해보면서 자신만의 최적의 값을 찾아낸다면, 훨씬 더 깨끗하고 만족스러운 PETG 출력물을 얻을 수 있을 것입니다.