2편에서는 출렬 품질 테스트를 해보기 위해, 해외에서 3D프린터 출력품질 테스트를 하는 방법으로, Tom's Guide와 Make: Magazine에서 시행하는 3D프린터 출력 테스트를 Zortrax M300 3D Printer대상으로 출력품질을 테스트 해보겠습니다.

출력조건은 아래와 같습니다.
사용 필라멘트 : Zortrax M300용 정품 필라멘트(Z-HIPS) 색상은 Grey, Natural White를 사용
레이어 두께(Layer Thickness) : 0.19mm
내부채움(infill) : Low (Cura기준으로 보면, 15~20%정도)
후가공 : 안함

1. Tom's Guide 테스트 방법
1) 로뎅의 생각하는 사람(Thinker) 스캔한 모델링 데이터 출력테스트
 

이 테스트는 어깨 부분의 곡선부분이 잘 출력이 되는지, 근육들이 잘 표현이 되는지를 보는 것입니다.
M300에서는 출력품질을 3단계(Draft Normal, High)로 선택할 수 있습니다. 
High로 출력한 게 품질이 더 좋네요.

2) 연성기어 세트(Planetary Gears Set)
복잡한 기기를 파트별로 출력해서, 잘 조립이 되고, 작동이 되는지를 테스트하는 겁니다.
출력물의 크기를 가늠해보시라고, 종이컵을 옆에 놓았습니다. 
조립도 잘 되고, 작동도 잘 됩니다.

3) 복잡한 별모양의 구조물을 출력하는 테스트
Tom's Guide에서 테스트한 모델링 파일을 못 찾아서, 아래의 구조물로 대체했습니다.
Tom's Guide의 테스트 모델보다, 뾰족한 꼭지들의 각도가 더 날카롭기 때문에, 아래 출력물의 구조가 Tom's Guide에서 테스트한 것보다 출력 난이도가 더 높다고 보셔도 될 것 같습니다.
 

2. Make: Magazine 테스트 방법
아래 링크는 테스트하는 방법을 설명한 Make: Magazine의 기사입니다. 
 

http://makezine.com/2014/11/07/how-to-evaluate-the-2015-make-3dp-test-probes/

이 테스트는 전반적인 시스템(3D프린터 기계, 소프트웨어, 소재)의 성능을 측정하는 방법입니다.
그리고, 이 테스트는 테스트 항목별로 점수를 매길 수 있습니다. 즉, 다른 프린터와 점수로 비교할 수 있게 테스트를 만든겁니다.

Dimensional Accuracy (치수 정확도)
아래의 출력물에 6 개의 크기가 다른 원이 있는데요. 이 원들의 직경을 X,Y축방향으로 측정하여 오차가 얼마나 있는지를 측정하는 테스트입니다.
X,Y축 방향으로 측정한 값의 차이가 프린터의 백래시(backlash)의 크기를 의미합니다.

Make: Magazine에서는 아래와 같이 점수를 준다고 합니다.
1점, 평균값이 0.4mm보다 크면.
2점, 평균값이 0.4 ~ 0.3mm.
3점, 평균값이 0.2 ~ 0.3mm.
4점, 평균값이 0.1 ~ 0.2mm.
5점, 평균값이 0 ~ 0.1mm. 

아래 사진의 6개의 크기가 다른 원을 디지털 버니어 캘리퍼스로 측정했습니다.
평균값이 0.075mm 가 나왔습니다.
 

Bridging Performance
서포트 없이 얼만큼의 길이를 갈 수 있는지, 쳐지는 현상등을 체크하는 테스트입니다.
사용하는 소재의 물성에 따라서 결과치가 달라질 수 도 있을 겁니다.

1점 : 어느 것 하나라도 연결이 안됐을때,
2점 : 가장 긴 상단의 2개만 연결이 안됐을때
3점 : 연결은 다 성공했지만, 연결된 (주변/외곽등)부분이 떨어졌을때(쳐졌을때)
4점 : 가장 짧은 하단의 2개가 연결된 (주변/외곽등)부분이 떨어지는(쳐지는) 현상없이 연결됐을때
5점 : 모두 다 연결된(주변/외곽등)부분이 떨어지는(쳐지는) 현상없이 연결됐을때
(2mm이하로 떨어지는(쳐지는) 것 까진 성공으로 봐준답니다.)
 

Overhanging Performance
30, 45, 60, 70도 각도에서, 쳐짐현상, 필라멘트 분출 흔들림(wobbling extrusions), 내부채움(infill)이 잘되는지를 확인하는 테스트입니다.

점수를 매기는 기준은 아래와 같습니다.
1점 : 어느 각도에서건 하나라도 형태가 제대로 만들어지않았을 때,
2점 : 형태는 만들어졌는데, 60,70도 각도에서 필라멘트가 쳐지고, 내부채움(infill)이 제대로 안됐을때,
3점 : 70에서만 필라멘트가 쳐지거나 떨어지는 현상이 있을때
4점 : 모든각도에서 필라멘트 쳐짐,떨어짐이 없고, 60,70도의 경우, 30,45도 각도와 약간의 차이가 있을때,
(경사가 급한, 60,70도의 경우, 경사가 낮은 각도만큼 필라멘트 적층이 잘되기 어렵기때문입니다.) 
5점 : 모든 각도에서 거의 차이가 없이 출력이됐을때,
 

Negative Space Tolerances
아래 테스트는 아래 그림과 같이 크기가 다른 홀과 고정핀을 함께 출력해서 원기둥이 몇 개나 손으로(기구사용하지 않고) 뽑히는지를 테스트하는 것인데, 얼마나 정밀하게 출력됐는지를 테스트하는 겁니다.
점수는 아래와 같이 줍니다.
0점 : 하나도 안뽑히면,
1점 : 0.6mm 하나만 뽑히면,
2점 : 0.6mm, 0.5mm 두 개만 뽑히면,
3점 : 0.6, 0.5, 0.4mm 3개만 뽑히면,
4점 : 0.6, 0.5, 0.4, 0.3mm  4개가 뽑히면,
5점 : 5개 다 뽑히면
 

Fine Positive Space Features Performance
조그맣고, 뾰족한 첨탑을 얼마나 정밀하게 잘 만드는지를 테스트 하는 겁니다. 
제 생각에는 프린터의 extruder의 토출량 컨트롤과 retraction기능도 함께 볼 수 있지않을까 싶네요.

아래 모델의 크기를 가늠해보시라고 종이컵을 놨는데요. 모델의 크기가 상당히 작아서 쉽지 않은 테스트라 생각됩니다.
점수는 아래와 같이 줍니다.
1점 : 소재의 압출(flow)에 따라 익스투러더 막힘/토출량 부족등의 이유로 첨탑이 만들어지지 못하면,
2점 : 첨탑은 만들어졌지만, 거미줄이 많이 생기면,
3점 : 거미줄로 연결되는게 약간있는 상태로 첨탑이 만들어졌지만, 토출량 부족/과다로 인해 형태가 제대로 안만들어진 경우
4점 : 거미줄없로 연결됨 없이 첨탑이 만들어졌지만, 압출량에 문제가 있는 경우
5점 : 거미줄로 연결됨 없고, 토출량 이슈로 울퉁붕퉁하지 않게 첨탑이 잘 만들어졌을때 
 

Mechanical Resonance in XY
XY축의 기계적인 공명현상을 측정하는 겁니다. 
출력된 벽면의 잔물결, 삽입물들을 확인합니다.
XY축 지지대의 공명현상, 선형 압출시의 적층제어, 레이어변경시의 적층제어를 측청하는 테스트입니다.(번역을 했지만, 어렵네요^^; 그냥 벽면이 매끄럽게 잘 나오는지를 테스트하는 겁니다.)
이 공명테스트는 정량적인 측정이 어려워서, 성공/실패 테스트로 합니다.
점수는 아래와 같습니다.

0점 : 벽면 코너의 울퉁불퉁한게 있거나, 벽중간에 삽입물같은게 끼면, 실패
2점 : 벽면이 울퉁불퉁하지 않으면, 통과
 

Mechanical Resonance in Z
Z축의 기계적인 공명테스트입니다.
0점 : 출력상단부의 눈에 띄는 레이어 결함 수평면이 울퉁불퉁한게(이랑이) 드러나 보이면, 실패
2점 : Z축방향(높이)으로 레이어 결함이 없으면, 성공

Make : magazine의 또 다른 테스트는
2015년도에 Make: 에서 3D프린터 테스트용으로 만든 모델링데이터입니다.
테스트 용도로 제작한 MakerFaire_PIP_Supports.stl 파일을 출력해서,
머리, 팔, 다리의 모든 관절을 움직에게 하는 겁니다.
출력물의 크기가 크지않아서, 이것도 그리 쉽지 않습니다.^^
프린터의 정확도가 좋지 않으면, 출력후에 관절들을 움직이게 만들다가 잘 부러집니다.

아래 링크에서 Make: Magazine의 테스트 모델링 파일( MakerFaire_PIP_Supports.stl)을 다운받으실 수 있습니다.
http://www.thingiverse.com/MAKE/collections/2015-test-prints-make-annual-guide-to-3d-printing

Make: 매거진의 테스트 항목들은 꽤나 까다롭습니다.

Tom's Guide의 테스트 방법보다 더 가혹합니다만, 3D프린터의 성능을 여러가지 기계적인 성능테스트를 통해서  알 수 있는 나름대로 정밀한 테스트이고, 점수를 매길 수 있는 시스템까지 만들었습니다. 
그래서, 제 개인적으로는 더 신뢰가 가네요.
점수는 저의 주관적인 관점이 들어갈 수 있어서, 제가 여기서 점수를 매기지는 않았습니다. 이 글을 보시는 분들의 개인적인 판단에 맡기겠습니다.
 

 이상으로 Zortrax M300 3D프린터의 출력 테스트를 마칩니다.

3D프린터가 있는 분들은 Make 매거진의 테스트 파일들을 다운로드받아서 출력테스트를 해보셔도 재밌을 것 같습니다.

이상입니다.