3D 프린터 인필 재료 비율 계산기

3D 프린터 인필 재료 비율 계산기 사용법

FDM 3D 프린팅에서 인필(Infill)은 모델의 외벽 내부를 가벼우면서도 단단한 격자 구조로 채워주는 핵심 기법입니다. 내부를 완전히 채우는 100% 솔리드 출력 대신 적절한 인필 비율을 설정하면 출력 시간을 획기적으로 줄이고 고가의 필라멘트를 대폭 절약할 수 있습니다.

본 계산기는 3D CAD 소프트웨어나 슬라이서에서 확인한 모델 내부 체적(Cavity Volume)과 사용자가 목표로 하는 인필 비율(%)을 기반으로 다음 지표를 산출합니다:

• 내부를 격자로 채우는 데 필요한 실제 인필 체적($\text{cm}^3$)
• 필라멘트 소재(PLA, PETG, ABS, TPU 등)별 밀도를 반영한 예상 인필 무게($\text{g}$)
• 100% 꽉 채웠을 때와 비교해 절약되는 내부 공간 및 재료 절감률($\%$)

계산 방법

인필 체적은 내부 공동의 총 체적에 인필 밀도 비율을 곱하여 도출되며, 무게는 산출된 체적에 재질 고유 밀도를 곱해 계산합니다.

1. 인필 체적 계산 공식

2. 예상 인필 소요 무게 공식

3. 주요 필라멘트 소재별 기준 밀도표

• PLA (Poly Lactic Acid): 약 $1.24\,\text{g/cm}^3$ (표준 친환경 범용 소재)
• PETG (Polyethylene Terephthalate Glycol): 약 $1.27\,\text{g/cm}^3$ (우수한 내열성 및 인성)
• ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene): 약 $1.04\,\text{g/cm}^3$ (경량성과 후가공성이 뛰어난 소재)
• TPU (Thermoplastic Polyurethane): 약 $1.21\,\text{g/cm}^3$ (탄성이 있는 유연한 고무 소재)

계산 예시

예시 1: 150cm³ 탁상용 오거나이저 (표준 20% 인필)

• 모델 내부 체적: $150\,\text{cm}^3$
• 인필 설정 비율: $20\,\%$
• 사용 필라멘트: PLA ($1.24\,\text{g/cm}^3$)
• 인필 체적: $150 \times 0.20 = 30\,\text{cm}^3$
• 예상 인필 무게: $30 \times 1.24 = 37.2\,\text{g}$
• 결과: 내부 공간의 $80\,\%$인 $120\,\text{cm}^3$를 빈 공간으로 비워두어 약 $148.8\,\text{g}$의 재료를 절감합니다.

예시 2: 80cm³ 드론 마운트 부품 (고강도 40% 인필)

• 모델 내부 체적: $80\,\text{cm}^3$
• 인필 설정 비율: $40\,\%$
• 사용 필라멘트: PETG ($1.27\,\text{g/cm}^3$)
• 인필 체적: $80 \times 0.40 = 32\,\text{cm}^3$
• 예상 인필 무게: $32 \times 1.27 = 40.64\,\text{g}$
• 결과: 높은 충격 저항을 유지하면서도 $48\,\text{cm}^3$의 내부 공간을 절약합니다.

3D 프린팅 실전 슬라이싱 및 강도 최적화 팁

1. 강도를 높이려면 인필보다 외벽 두께(Wall Lines)를 늘리세요

   • 3D 출력물의 굽힘 강도와 인장 강도의 대부분은 바깥쪽 외벽(Perimeter)에서 결정됩니다.
   • 인필을 20%에서 50%로 올리는 것보다, 외벽 루프 수를 2줄($0.8\,\text{mm}$)에서 4줄($1.6\,\text{mm}$)로 늘리는 것이 훨씬 가볍고 튼튼합니다.

2. 인필 패턴에 따른 적합 용도

   • 자이로이드(Gyroid): 모든 방향(3차원)에서 균일한 인장·압축 하중을 견디며, 배수 및 유체 흐름에 유리합니다.
   • 그리드(Grid) / 삼각(Triangles): 상단 레이어를 안정적으로 지지하는 데 유리하나, 교차점에서 노즐 간섭이 발생할 수 있습니다.
   • 번개(Lightning): 상단 표면을 받치는 기둥 형태로만 인필을 생성하여 출력 시간과 재료를 극한으로 아껴주는 피규어 전용 패턴입니다.

3. 체적 단위 환산 참고

   • 3D 슬라이서(Cura, PrusaSlicer, Bambu Studio)에서 표시되는 체적이 세제곱밀리미터($\text{mm}^3$) 단위라면, $1,000\,\text{mm}^3 = 1\,\text{cm}^3$ 규칙을 적용해 변환할 수 있습니다. (예: $100,000\,\text{mm}^3 = 100\,\text{cm}^3$)