3D 프린터 Ender3 스텝모터 소음 감소용 댐퍼 적용방법

(포스팅 2019.06.14 ㅡ> 2022.04.08에 재작성)

 

3D 프린터를 가정에서 사용할 때, 공간만 차지할 것이라 생각하기 쉽습니다. 설치하는 과정에선 절대 알 수 없고 실제 동작해보고서야 알게되는, 모터 소음 문제가 있습니다.

 

스테핑모터란, 움직이는 각도를 매우 정밀하게 제어할 수 있는 모터를 말합니다.

출처 : https://www.motioncontrol.co.kr/default/news/?nwsid=n3&uid=7187

이런 모터가 동작할때 사람의 눈으로 보기에는 스윽 회전하는 것처럼 보이지만, 내부적으로는 아주 작고 반복되는 회전을 하게 됩니다. 작은 단위로 속도를 높였다 낮추었다 하면서 기계적인 소음이 발생하게 됩니다.

 

이러한 소음은 모터구동원리가 원인이므로 근본적인 해결은 어렵습니다. 일반적인 해결책은 고무로된 댐퍼를 사용하여 모터의 진동을 흡수시키는 것입니다.

 

댐퍼를 사용할 경우 3D 프린터를 분해했다가 조립하기도 하고 추가 나사가 필요하기도 합니다. 3D 프린터를 분해하긴 좀 어렵다고 생각하시는 분들은 바닥에만 고무를 깔아서 소음을 줄일 수 있습니다.

 

https://besixdouze.net/52

prusa mk3s 3D 프린터 진동 그리고 소음

 

댐퍼를 사용하신다면 대표적으로 아래의 블로그가 있습니다.

http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=fuls&logNo=221371230282

Ender-3 소음을 줄이기 위한 Damper 설치

 

댐퍼는 모든 스테핑모터에 설치해야 합니다. 3D 프린터에는 'X축, Y축,  Z축, 익스튜더' 이렇게 4개의 모터가 달려있습니다. 이 중 Z축은 사용빈도가 매우 적으므로 3개의 댐퍼를 구입합니다.

 

Ender3 의 경우, 스테핑 모터의 열을 바디가 식혀주는 구조인데, 댐퍼를 사용하면 모터의 열이 빠져나가지 못하는 문제가 발생합니다. 따라서 적당한 크기의 방열판(가로세로 3.5cm)도 추가구입하시는 것이 좋습니다.

 

Ender3 및 일반적으로 3D 프린터에 사용되는 모터의 규격은 NEMA17 입니다. 이에 맞는 댐퍼를 구입하시면 됩니다.

 

http://item.gmarket.co.kr/detailview/item.asp?goodscode=1605632568

기타 공구세트 ￦6,790

댐퍼를 구입하셨으면, 설치가 가능한지 확인해 봅니다. 댐퍼 자체의 두께가 있기 때문에 여러가지 고민을 해 보아야 합니다.

제가 가지고 있는 3D 프린터 Ender3 의 경우 댐퍼를 설치하면 스테핑 모터가 제 위치에 고정되지 않았습니다. 인터넷을 뒤져가며 여러가지 출력물을 만들어서 해결하였습니다. 작업하시면서 추가로 필요할 나사를 미리 주문하시면 좋습니다.

 

X축의 경우

https://www.thingiverse.com/make:669786

Thingiverse - Digital Designs for Physical Objects

설치한 사진입니다. 이 과정에서 M3x40 나사 두개가 추가로 사용되었습니다.

Y축의 경우입니다.

https://www.thingiverse.com/make:669784

Thingiverse - Digital Designs for Physical Objects

Z축의 경우, 프린터 출력 층이 변경될때 아주 잠깐만 움직이므로 댐퍼를 설치하지 않아도 됩니다.

 

익스튜더의 경우 좀 까다롭습니다.

X축 Y축 Z축의 경우, 모터가 일정량 이상의 힘만 가할 수 있으면 사용에 지장이 없기 때문에, 댐퍼를 설치하기 위하여 모터를 약간 이동시키거나 벨트의 장력이 조금 변경되어도 문제가 없습니다. 그러나 익스튜더는 필라멘트를 끌어오는 역할을 하기 때문에, 댐퍼를 설치하기 위해서 위치 변경을 할 경우 익스튜더의 정상적인 동작을 보장하기 어렵습니다.

 

제가 해결한 방법은 아래와 같습니다.

https://www.thingiverse.com/thing:3694808

Ender-3 Extruder Mount for Damper by kyNam

여기까지 진행하셨다면, 댐퍼 설치전과 후의 소음차이가 확연하게 느껴지실 것입니다.

궁금하신게 있으시다면 댓글 달아주시면 최대한 답변 드리겠습니다.

 

저의 경우는 댐퍼를 사용하여 소음을 매우 줄이는데는 성공하였으나, 같은 방에 두고 잠자기에는 무리가 있었습니다. 그래서 소음을 막는 상자(인클로저)까지 만들게 되었습니다.

이에 대해서는 별도로 포스팅하겠습니다.