Prusa(프루사) i3 MK2 리뷰

이번에 소개할 리뷰는 오픈형 3D프린터의 시초이자 교과서 같은 존재인 프루사 i3 MK2입니다.

리뷰도 1년이 넘은 글이지만, 프루사에 관련된 글이라 여전히 가치가 있는 글입니다.

출처 및 원문: https://all3dp.com/original-prusa-i3-mk2-review-reprap-3d-printer-kit/

에디터 노트: 이번 리뷰는 Thomas Sanladerer의 YouTube 영상으로 부터 가지고 온 내용들입니다. 

저희가 오리지널 프루사 i3 MK2 리뷰를 진행하는 동안 발견 한 2가지가 있습니다.

첫 번째는 동일 가격대의 3D프린터의 성능에 대한 기대치를 완전히 바꾸어 버렸습니다.

두 번째는 이 제품은 분명히 매진일 것입니다.이 리뷰는 저의 개인적인 경험 이외에는 그 어떤것에도 영향을 받지 않았습니다. 저는 이 3D프린터가 현존하는 최고의 3D프린터라고 확신합니다! (2016년10월 작성)

우선 i3가 무엇을 의미할까요? 3D프린터에 관심이 있다면 다른 많은 프린터 키트에서 'Prusa i3' 또는 단순히 'i3'나 'i4'라는 단어를 많이 보았을 겁니다. 사실 그 중에 몇몇은 i3와는 전혀 관계가 없습니다.

'Prusa'는 프라하에서 온 Josef Jo Prusa 라는 사람의 이름입니다. Prusa Mendel이 그의 첫번째 인기 디자인 이었습니다. Mendel의 싸고 단순화한 버젼의 제품이었습니다.

오늘 날에는 프루사 리서치는 브랜드, 엔지니어링, 영업팀까지 거의 60명에 이르는 조직이 되었습니다.

Original Prusa i3 MK2 Review: 기능과 스펙

프루사 i3 MK2는 하드웨어와 소프트웨어 모두 오픈소스이고, 두 분야에서 모두 뛰어난 기능을 제공하고 있습니다. 오리지널 프루사 i3 MK2가 얼마나 뛰어난 스펙을 가지고 있는지 살펴 보도록 하겠습니다.

가운데에 위치한 x축과 z축을 지지하는 플래이트와 수직으로 이동하는데 사용되는 M12 막대, 그리고 y축은 매우 익숙한 디자인 입니다. 이 디자인은 250mm x 210mm x 200mm 의 조금 큰 빌드볼륨을 제공합니다.

출력물은 MK42 히트베드에 출력이 됩니다. 히트베드는 두꺼운 PCB로 만들어 졌는데, 알루미늄이나 유리 등의 단단한 재질이 없습니다. 그리고 유리섬유강화 수지로 제작되어서 출력물이 베드에 붙게 하기 위해서는 얇은 PEI호일이 필요합니다. 그래서 단순히 PLA를 출력하게 될 경우, 베드의 가열과 쿨링이 핫엔드와 비슷하게 매우 빠르게 진행되고, y축 관련 설정도 매우 간단히 할 수 있습니다.

MK42 히트베드는 여러개의 히팅존이 있어서 가장 자리가 먼저 식게되는 문제점을 보완하였습니다. 비교적 넓은 출력물일 경우에는 베드 전체의 균일한 온도가 중요하기 때문입니다.

그리고 올메탈 E3D v6.1 핫엔드를 사용하여서 그 어떤 재질이든 출력이 가능합니다. 관련 설정과 황동재질의 0.4mm 노즐을 사용하여, PLA, ABS, PET,나일론 그리고 나무 등의 입자혼합형 필라멘트들을 사용할 수 있습니다. 또는 경화되었거나 코팅이 된 노즐로 교환 한 뒤에 유리나 탄소섬유 강화 필라멘트를 사용할 수 도 있습니다. 또는 더 빠른 출력을 위해 볼케이노 히터와 노즐을 추가 할 수 도 있습니다.

또는 더욱 정밀한 출력을 하고 싶다면 0.25mm 노즐로 교환을 하여도 됩니다. *기본설정 만으로도 충분히 훌륭한 출력이 가능하지만, v6.1 핫엔드는 더욱 다양한 출력이 가능합니다..

핫엔드 다음에 다룰 내용은 요즘 출시되는 프린터들에는 필수적인 베드의 프루브입니다. 그냥 일반적인 프루브 보다 더 작은 프루브입니다. P.I.N.D.A 프루브 라고 알려진 이 커스텀 센서는 더 적은 면적을 차지하고 5v의 전압으로도 동작이 가능합니다.

프루사 i3 MK2는 이 프루브를 여러가지 작업에 활용합니다. 첫번째는 베드 오토레벨링 입니다. 플랫폼이 약간 기울었거나 휘어 있는 것을 프린터가 자동으로 잡아주게 됩니다. 두번째는 프루사 i3 MK2를 키트버젼에서 조립을 하여 만든 경우, 칼리브레이션 스팟을 통해서 x축과 y축의 높이를 칼리브레이션 해주게 됩니다. 따라서 프래임의 아랫부분의 조립을 제대로 하지 않아 정렬이 제대로 되지 않더라도 칼리브레이션을 통해서 제대로 된 출력을 하게 됩니다.

몇몇 리뷰어들은 이런 내용은 다루지도 않습니다. 기기가 스스로 정확하게 조절하기 때문에 정밀하게 조절할 필요도 없습니다. 이 베드 오토레벨링과 칼리브레이션 모두 프루사 리서치팀에서 개발한 기능이고 Marlin 펌웨어의 일부가 되었습니다. 따라서 모든 사람이 이용할 수 있게 된 것 입니다. 오픈소스의 힘입니다! 

프루사에 달린 이 단조로운 LCD 컨트롤러를 통해서 프루사의 대부분의 작업을 제어 하게 됩니다. 저는 클릭휠 방식의 컨트롤러를 선호합니다. 손가락 하나로 쉽고 빠르게 제어가 가능하기 때문입니다. 비록 작은 부분이기는 하지만 큰 차이를 느끼게 하는 부분입니다.

LCD에는 칼리브레이션, 필라멘트 인/아웃 등의 옵션이 있습니다. 이 기능들은 단순한 스크립트들이 아닙니다. 실제로 정상적으로 작동을 하는지를 인식을 하고 동작을 하도록 되어 있습니다.예를 들면 히터의 온도가 제대로 올라가는지, 높이가 정확한 위치에 있는 지 등을 감지하여 동작합니다. 다시 말하자면, 프린터를 엉망으로 조립하였거나 어떠한 부분에 문제가 생기더라도 프루나가 그 즉시 고장나지는 않습니다.

이 장비는 Ultimachine Mini Rambo로 구동이 됩니다. 때문에 히터의 구동부에서 단락이 발생하더라도 안전합니다. 프레임의 뒷쪽에는 팬이 없는 파워서플라이가 있는데, 사용 중에는 약간의 열이 발생합니다.

여기서 굉장한 점은 커넥터부분에 덮개가 있는데, 이 부분은 설치가 된 상태로 배송이 됩니다. 많은 전선들을 직접 장치로 연결할 필요도 없습니다. 단순하게 전원선을 IEC 커넥터에 연결하고, 다른 한쪽을 Mini Rambo 메인보드에 연결만 하면 됩니다. 그리고 프레임이 접지가 잘 되도록 파워서플라이를 붙여줘야 하고, 수직프레임 역시 서브프레임을 잘 받쳐서 튼튼하게 잘 조립이 되도록 하여야 합니다.

전체 와이어링 중에서 특히 눈에 띈 점은 특이한 와이어(묶음)이었습니다. 익스트루더와 히트베드로 가는 와이어에는 같은 위치가 반복적으로 구부러 져도 튀틀리거나 닳지 않도록 3mm의 나일론 필라멘트가 포함되어 있습니다. 이 점은 드레그체인을 사용하는 방법을 제외하고, 와이어들을 관리하기에 가장 좋은 방법이라는 생각이 듭니다.

Prusa i3 MK2의 조립 및 성능에 관한 후기는 다음 글에서 계속 다루도록 하겠습니다.

Prusa i3 MK2를 직접 조립하기 위해서는 조립 시간으로 5시간 정도를 계획하여야 합니다. 조립과정은 매우 즐거웠습니다. 전체 조립과정을 보고 싶으시다면 조립 실시간 영상(링크)을 보시기 바랍니다. 약간 긴 시간이었지만 그래도 약 500명의 사람들을 즐겁게 해드릴 수 있었습니다.

조립 매뉴얼대로 조립을 진행한 뒤에는 자동 칼리브레이션을 통해서 프린팅을 하기 전 준비과정을 진행합니다. 설명서의 사진들이 엄청나게 잘 표현한 것은 아니지만, 온라인 설명서를 통해서 부족한 부분들을 보완할 수 있습니다.

Jo Prusa로 부터 2개의 장비를 받았습니다. 하나는 완성된 버젼이고, 다른 하나는 조립키트입니다. 완성된 버젼은 배송과정에서 약간 손상된 상태였습니다. 베드부분의 락이 약간 느슨해진 상태였고, 벨트 마운트가 손상되었고, LCD케이스도 프레임에 의해서 찢어진 것 처럼 보였습니다. LCD케이스는 케이블타이로 묶어서 해결이 되었고, 벨트 마운트 부분은 조립키트에서 파트를 교체하여서 해결하였습니다. Prusa Research에서는 교체가 필요한 파트가 있으면 다시 배송해 줍니다. 

두 종류의 프루사가 모두 조립이 되었고, 완벽하게 동작을 하였습니다. 싸인이 된 프레임이나 시리얼 넘버가 없다면, 둘을 구분하기가 힘들 정도입니다.

두 장비에는 테스트를 위한 준비를 하였습니다. 키트 장비는 더미셋업이 된 상태이고, 완성 장비는 이미 관련된 설정과 테스트가 완료가 된 상태입니다. 각각의 부분들이 어떻게 동작하는지 비교를 해보겠습니다.

이 두 MK2들은 모두 잘 동작하였습니다. 먼저 완성된 프루사 i3 MK2 프린터로 직접 출력한 것을 보여 드리겠습니다.

이 출력물은 샘플로 제공된 gcode를 출력한 것입니다. Fillamentum Rapunzel Silver 필라멘트를 사용하였습니다. 출력은 완벽하게 이루어 졌습니다. 이 출력에 대해서 그 어떤 비판 할 요소가 없었습니다. Ultimaker수준의 퀄리티를 보여주었습니다.

나중에 다른 물건을 출력하였을 때, 이 샘플만큼 잘 출력이 될까요? 맞습니다. 출력이 가능합니다. Prusa Research에서는 윈도우즈와 맥OSX용 소프트웨어 인스톨러를 제공하고 있고, 리눅스 유저를 위한 설치 가이드를 제공하고 있습니다. 소프트웨어 패키지에는 드라이버, 슬라이서(설정완료된 상태), 프린터 호스트, Netfabb 인스톨러, 컬러 프린트툴, 펌웨어 업데이트가 포함되어 있습니다.

하나 씩 보도록 하겠습니다. 먼저 드라이버 부터 알아 보겠습니다. 프루사를 UBS로 연결을 하면 시리얼 포트로 인식을 하게 됩니다. 그래서 대부분의 프린터 호스트 소프트웨어에서도 인식을 할 수 있습니다. 라즈베리파이를 옥토프린트나 다른 클라우드 솔루션과 연결하여서 사용 할 수 도 있습니다. 그리고 윈도우즈10에서는 기본적으로 포함된 3D빌더 어플리케이션을 통해서 3D프린터와 바로 연결되어 인쇄를 하거나 CAD툴에서 슬라이서나 호스트를 거치지 않고 인쇄가 가능합니다.

정말 놀라운 기능입니다. 3D Systems와 Stratasys의 제품을 제외하고는 이러한 3D프린터는 아직 없는 것 같습니다. Prusa i3 MK2는 프린터 장비로 인식이 되어서, 프린트 큐에 들어가게 됩니다. 그리고 윈도우즈 3D 프린터 인터페이스를 통해서 다이렉트로 인쇄가 진행 됩니다. 굉장히 좋은 기능입니다!

물론 전통적인 방식으로 STL파일을 만든 뒤, 슬라이서를 통해서 인쇄 할 수 도 있습니다. 슬라이서는 Slic3r가 비교적 새롭고 기능이 좋습니다.

Slic3r에는 Prusa i3 MK2의 프로필이 포함되어 있고, 다양한 레이어 높이와 노즐크기 설정이 가능합니다. 시중에서 판매중인 0.25mm 노즐도 지원이 됩니다. PLA, ABS, PET, Taulman T-Glase, Bridge Nylon등의 많은 재질의 필라멘트들도 지원이 되고 있습니다. 모두 다 테스트를 해보았는데, 잘 인쇄가 되었습니다.

다른 슬라이서를 선호한다면, Cura나 Simplify3D도 사용이 가능합니다. Prusa의 싸이트에서 프로필을 다운로드하여서 사용 할 수 있습니다.

프로필을 사용하여서 3D프린터를 한번에 출력이 가능한 상태로 만들 수 있습니다. 이는 매우 효율적인 방법입니다. 직접 3D프린터를 설정하게 된다면 몇 번의 실패를 더 하면서 시간이 낭비될 수 도 있습니다. 하지만 프로필을 사용한다면 이러한 시간을 아끼고, 잘 설정이 된 프린터를 즉시 사용할 수 있습니다.

지금까지 프루사로 출력된 대부분의 물건들은 이미 설정이 되어 있는 그대로를 사용한 것입니다. 설정값이 없는 재질의 필라멘트를 사용하기 전까지는 설정값을 바꿀 필요가 없었습니다.

제가 대부분의 커스텀 프린터에서 사용해 온 좋은 기능은 출력 전에 베드의 테두리에 핫엔트 프라이밍을 하는 것 입니다. 슬라이서를 통해서 스커트를 그리는 것 보다 더 효과적이고, 프린트 공간을 절약할 수 있습니다. 

다음은 소프트웨어를 다루어 보겠습니다. Prusa i3 MK2의 펌웨어 업데이트 툴을 통해서 지속적으로 최신펌웨어로 유지할 수 있습니다. 제가 잘못 사용 중인 부분이 있다면, 펌웨어에서 인식을 해서 알려주게 됩니다.

펌웨어 업그래이드를 통해서 성능이 향상 되기도 합니다. 하지만 펌웨어가 전기를 더 소모하거나 하지는 않습니다. MK2와 함께 제공된 Slic3r를 사용한다면, 3D프린터의 LCD를 통해서 새로운 펌웨어가 있다는 내용이 나오게 됩니다.

다음 내용은 컬러프린트입니다. 프루사는 한가지 색상만 인쇄가 가능한 3D프린터 입니다. 하지만 인쇄 중간에 필라멘트를 교체하여서 색상을 바꿀 수 있는 기능이 있습니다. 이 기능은 프린트 중에 LCD를 통해서도 가능하고 Gcode를 생성할 때, 색상이 바뀌는 지점에서 ready-to-print 를 삽입해서 색상을 바꿀 수 있습니다.

Original Prusa i3 MK2 Review: 평가

전체적으로 보았을 때, Prusa i3 MK2를 사용하는 동안에 장애가 거의 없었습니다.하지만 이 프린터도 FDM방식의 3D프린터이기 때문에 다른 3D프린터와 같이 한계가 분명히 있습니다. 

제가 프린트에 실패한 "오징어 공격" 모델입니다. 크기를 축소해서 프린트를 하기에는 더 어려워지기는 하였습니다. 오버행 부위가 너무 많고, 휘면서 출력에 실패하였습니다.

Original Prusa i3 MK2에는 2가지 모드가 존재 합니다. 파워모드와 사일런트모드 입니다. 저는 대부분의 작업을 사일런트모드로 사용하였습니다. 가장 시끄러운 부분인 핫엔드의 팬 조차도 조용 하였습니다.

"오징어 공격" 모델을 파워모드로 출력을 하였더라면, 출력에 성공했을 거라는 생각도 듭니다. 물론 굉장히 시끄러워지기 때문에 생활공간 과는 분리된 곳에서 사용하여야 합니다.

요약을 해보겠습니다. 이 오리지널 프루사 i3 MK2는 고성능의 메인 프린터는 아닐 수 있습니다. 하지만 혁신적이고 유용한 기능들을 통해서 비슷한 수준의 성능을 발휘 할 수 있는 프린터 입니다.

다시 한번 말하지만, 이 프루사 i3 MK2는 제가 지금까지 보았던 모든 필라멘트를 사용하는 3D프린터들 중에서 최고의 성능을 보여준 프린터 입니다. 심지어 아무런 설정이 되어 있지 않은 상태에서도 잘 출력이 됩니다. 지금 이 순간부터는 이 프린터가 앞으로 다른 프린터들의 사용난이도, 기능, 출력 퀄리티 등을 평가하게 되는 기준으로 삼을 것 입니다.