[3D프린터개발산업기사 필기] 3D프린터 교정 및 유지보수

3D프린터개발산업기사 필기 시험의 각 과목에 대해 학습한 내용을 정리하였으며, 이와 관련된 기출문제 몇가지 풀이를 마지막에 정리하였습니다.

 

품질보증

성능개선

1. 재료 압출형 주요 부품

  (1) 익스트루더 : 쿨엔드에서 유입된 필라멘트를 이송하여 핫엔드에서 용융/압출시켜 노즐을 통해 프린팅하는 장치.

  (2) 구동 모듈 : 직교 방식, 델타봇 방식 등이 있다.

  (3) 베드 : 3D프린팅이 실시되는 작업 공간.

2. 재료 압출형 성능 검사 항목

  (1) 노즐 온도 : 노즐 온도가 낮은 경우 소재가 원활히 압출되지 않거나 노즐 막힘이 발생한다.

  (2) 필라멘트 공급 장치 : 필라멘트에 가해지는 장력이 약한 경우 익스트루더 모터가 회전하더라도 필라멘트 공급이 제대로 되지 않고, 기어가 헛돌거나 불연속적인 기계음을 발생시키며 출력 시 중간에 끊기는 현상이 발생한다.

  (3) 베드 수평도 : 수평도가 맞지 않으면 출력물이 똑바로 출력되지 않는다.

  (4) 노즐/베드 간 간격 : 노즐/베드 간격이 일정하게 유지되어야 한다.

  (5) 베드 온도 : 초기 출력 층을 잘 안착시키기 위해서 적절한 온도 설정이 필요하다.

  (6) 3축 구동부 : 구동부의 해상도 및 정밀도에 대한 성능 검증을 수행해야 한다.

3. 압출 성능 검사

  (1) 노즐 온도 검사 : 접촉식/비접촉식 온도계를 사용하여 S/W 설정 온도와 실제 온도의 차이가 발생하는지 검사한다.

  (2) 필라멘트 공급 검사 : 공급부에 소음 발생 시 육안으로 확인하고, 육안으로 확인이 어려운 경우 필라멘트에 눈금을 표시하여 균일한 속도로 공급되는지 검사할 수 있다.

4. 베드 수평도 조정

  (1) 노즐/베드 간격 조정 : 명함 한 장 정도의 간격을 유지하도록 조정한다. 수동식의 경우 수동 조절 기구를 회전하여 조정한다.

  (2) 베드 수평도 조정 : 프린터별로 제시된 수평 조정 기능을 사용하여 모든 위치에 간격이 균일하게 유지되도록 조정한다. 베드 사이즈가 소형(200mm이하)인 경우 모서리 4점 측정, 중형 이상인 경우 9점 이상의 지점에서 측정한다.

5. 구동부 위치 정밀도 검사

  - 수동으로 신호를 부여하여 이송시킨 후 정확한 위치로 이송되었는지 측정하여 검사한다.

6. Torture test를 통한 성능 검사

  - 각종 성능을 판단할 수 있는 검사용 출력물을 출력하여 성능을 검사한다.

7. 작동상 문제점 개선

  (1) 익스트루더 모터 회전 안함 : 모터의 토크 부족. 모터 인가 전류를 증가시키거나, 노즐의 막힘을 확인한다.

  (2) 익스트루더 모터 회전하나 필라멘트 공급 안됨 : 장력 부족. 쿨엔드 부위의 체결을 강화한다.

  (3) COM 포트 인식 안됨 : 드라이버를 재설치하고, 보드에 아예 반응이 없는 경우 보드를 교체해본다.

  (4) 연결은 되나 프린터 반응 없음 : 냉각팬의 동작을 확인하고, S/W 설정을 확인한다.

  (5) S/W에서 출력중으로 표시되나 반응 없음 : 노즐/베드 가열에 시간이 소요될 수 있으므로 기다려본다. 기다려도 프린팅이 시작되지 않는 경우 히터 부위나 온도 센서에 문제가 있는지 확인한다.

  (6) 소재에 따른 수축 특성 : PLA보다 ABS에서 수축이 많이 발생. 적정 온도 사용이 중요하다.

신뢰성검증

1. 시스템의 신뢰성 예측 방법

  (1) MTTF(Mean Time To Failure) : 주어진 시간에서 다음 고장 발생까지의 시간. 수리 불가한 제품의 평균 고장 시간 산출.

  (2) MTFB(Mean Time Between Failure) : 고장에서 다음 고장까지의 시간을 의미함. 수리 가능한 제품의 평균 고장 시간을 산출.

  (3) MTTR(Mean Time To Repair) : 고장에서 수리되는데까지 소요되는 시간.

2. 신뢰성 시험의 종류

  (1) 시험 목적에 따른 종류 : 적합시험, 결정시험

  (2) 시험 장소에 따른 종류 : 실험실 시험, 현장 시험

  (3) 가속 여부에 따른 종류 : 가속 시험, 정상 시험

  (4) 정형과 비정형 여부에 따른 종류

3. 신뢰성 시험 항목

  (1) 온도 관련 신뢰성 시험

  (2) 습도 관련 신뢰성 시험

  (3) 진동 관련 신뢰성 시험

규격인증 진행

1. 지역별 안전 인증의 종류

  (1) 한국 : 전기용품안전인증(KC)

  (2) 미국 : 미국연방정부안전기준(UL), 미국 연방정부 전파인증(FCC)

  (3) 유럽 : 유럽공동체 안전 인증(CE)

  (4) 일본 : 일본 전기용품 안전인증기준(PSE)

  (5) 중국 : 중국 안전 및 품질인증(CCC)

2. 시험 규격에 따른 시험 방법

  (1) 내전압시험 : 피측정체의 절연 성분 사이에 얼마나 높은 전압을 견딜 수 있는지 평가하는 시험

  (2) 누설전류시험 : 제품이 실제 전원이 인가되어 동작 중이고 제품 외부로 노출된 도체 부분을 사용자가 만졌을 때 인체를 통해 흐르는 누설 전류가 안전한 값 이하로 흐르는가 여부를 평가하는 시험

  (3) 절연저항시험 : 전기적으로 절연되어 있는 두 지점 사이의 절연 저항을 측정하는 시험

3. 전자파 적합성 시험

  (1) 전자파 적합성(EMC) : 전자파로 인한 기기의 오작동이나 고장을 방지하기 위한 시험. 전자파 장애(EMI) 시험과 전자파 내성(EMS) 시험이 있다.

  (2) 전자파 장애(EMI) : 외부로부터 전자파 간섭 또는 교란에 의해 회뢰의 기능이 악화되거나 불량해지는지 여부를 평가하는 시험. 전도 잡음(CE)과 방사 잡음(RE) 시험이 있다.

  (3) 전자파 내성(EMS) : 자연환경 또는 주변 기기로부터 유입되는 전자파에 견디는 능력을 시험.

3D프린팅안전관리

1. 3D프린터 별 안전 관리

  (1) 금속 3D프린터 : 금속 분말은 폭발성이 있어 화재를 주의해야 한다. Class D급 소화기가 필요하다.

  (2) 재료 압출 방식 : 고온의 히터가 과열로 인한 화재를 주의한다. 초미세먼지도 주의한다.

  (3) 광중합 방식 : 재료의 유독성 냄새를 주의한다.

2. 화재 방지를 위한 장비

  - 스파크 방지 도구, 습식 세퍼레이터 및 정전기 방지 진공 흡입 장치

3. 개인 보호 장비 및 관련 장비

  - 보호 마스크, 접지, 안전화, 안전 장갑, 보호복, 내화성 후드 및 의류

4. 메탈 프린팅 화재 진압 방법

  - Class D급 소화기 사용

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2019년 3D프린터개발산업기사 필기 기출문제 풀이

61. 3D프린터 장비의 안전 인증테스트에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 절연저항 테스트는 제품에 사용된 전기 절연특성을 측정하는 것이다.

② 내전압시험 테스트는 제품의 회로와 접지사이에 고전압을 인가해서 제품이 견디는 능력을 측정하는 것이다.

③ 접지 도통 테스트는 절연된 제품표면과 Power시스템 접지사이의 경로를 점검하는 것이다.

  (접지 도통 테스트는 노출된 금속 표면과 Power시스템 접지 사이의 경로를 점검하는 것이다.)

④ 누설 전류 테스트는 AC전원과 접지사이에 흐르는 전류가 안전규격을 넘지 않는지를 점검하는 것이다.

 

70. 전자파 적합성(EMC) 시험 항목 중 전자파 내성(EMS) 시험에 해당하지 않는 것은?

① 전압 강하

② 전자파 방사

③ 정전기 방전

④ 전도 잡음(CE)

  (전자파 장애(EMI) 시험 : 전도 잡음(CE), 방사 잡음(RE) 시험)

 

74. 파레토 차트(Pareto Chart)의 활용에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 문제점의 원인을 파악하고, 개선 효과를 확인하기 위하여 사용된다.

② 조사 대상 결정, 점유율 계산, 그래프 작성 및 필요 사항 기재로 이루어진다.

③ 어느 항목이 가장 문제가 되는지 찾아낼 수 있고, 문제 항목의 크기, 순위를 한눈에 알 수 있다.

④ 제품 및 프로세스의 발생 가능한 문제점 및 원인들을 사전에 예측하고 위험도를 평가하여 사전 예방이 가능하도록 한다.

  (파레토 차트는 품질 개선 과정에서 사용하는 중요한 도구이다. 중요한 20%의 원인이 전체 문제의 80%를 발생시킨다. 파레토 차트는 이러한 중요한 요소를 구별하기 위한 그래프이다.)

 

75. 3D프린터 장비의 위해요소를 파악하기 위한 시험방법 중 절연저항 시험에 관한 설명이 아닌 것은?

① 충전, 유지, 측정, 방전의 4단계를 거친다.

② 전기적으로 결합되어 있는 한 지점의 절연 저항을 측정하는 것이다.

  (전기적으로 절연되어 있는 두 지점의 절연 저항을 측정하는 것이다.)

③ 제품이 생산된 직후뿐만 아니라 일정 기간 사용한 후 절연의 상태를 검사하는데 유용하다.

④ 정기적으로 절연 저항 시험을 실시하면 절연 파괴가 일어나기 전에 절연 불량을 판별해 낼 수 있다.