3D프린터운용기능사 실기, 출력에서 떨어지는 이유

3D프린터운용기능사 실기 준비는 대체로 모델링에 쏠려 있습니다. 강의도 교재도 퓨전360이나 인벤터로 도면을 따라 그리는 데 분량 대부분을 씁니다. 그럴 만합니다. 처음 배우는 사람에게는 모델링이 가장 큰 벽이니까요.

그런데 공개된 수험자 유의사항을 읽어보면 실격 조항은 출력과 후처리 쪽에 더 몰려 있습니다. 모델링을 잘 그려놓고 마지막 30분에 떨어지는 구조가 실제로 존재합니다.

먼저 분명히 해둘 것이 있습니다. 이 글은 합격 요령을 알려주는 글이 아닙니다. 저희는 아직 이 시험을 치르지 않았습니다. 대신 공개된 실기 문제 원문의 실격 조항이 3D프린팅에서 실제로 무엇을 뜻하는지 풀어 씁니다. 그건 프린터를 돌려본 경험으로 말할 수 있는 부분입니다. 시험 자체에 대한 사실은 전부 시행처 공개 자료에서 가져왔고 출처는 글 끝에 있습니다.

실격 조항은 어디에 몰려 있을까?

실기는 두 과제로 나뉩니다. 시험 1은 3D모델링 작업으로 1시간, 시험 2는 3D프린팅 작업으로 2시간입니다. 두 과제의 유의사항에 적힌 실격 사유 가운데 출력·후처리와 직접 얽힌 것만 추리면 이렇습니다.

공개된 수험자 유의사항 중 출력·후처리 관련 실격 사유

실격 사유	언제 결정되나
슬라이서 설정상 출력 예상시간이 1시간 20분을 초과	시험 1 (슬라이싱)
수험자가 직접 3D프린터 세팅을 하지 못하는 경우	시험 2 (세팅)
확인 미숙으로 설정조건·프로그램으로 프린팅이 되지 않는 경우	시험 2 (출력)
서포트를 제거하지 않고 제출	시험 2 (후처리)
서포트 제거 등 후처리 과정에서 파손된 작품	시험 2 (후처리)
어셈블리 형상을 1대1 척도 및 조립된 상태로 출력하지 않은 작품	시험 2 (출력)
출력물에 비번호 각인을 누락하거나 다른 번호를 각인	시험 2 (출력)

여기에 도면의 동작범위를 100퍼센트 만족하지 못하거나 초과해서 움직이는 경우, 형상이 누락되거나 도면에 없는 형상이 포함된 경우도 실격입니다. 그리고 모델링과 프린팅 중 하나라도 0점이면 그 자체로 불합격입니다. 두 과제는 따로 계산되지 않습니다.

왜 "1시간 20분"이 가장 위험한 함정일까?

이 조항이 특히 까다로운 이유는 시험 1에서 결정되는데 결과는 출력에서 드러나기 때문입니다. 모델링을 마치고 슬라이싱할 때 예상 출력시간이 1시간 20분을 넘으면 그 시점에 이미 실격 사유가 성립합니다.

인터넷의 여러 요약 자료가 이것을 '감점'으로 소개합니다. 공개된 원문에는 실격 사유로 적혀 있습니다. 요약본을 그대로 믿지 마시고 원문을 한 번 읽어보시길 권합니다.

시간을 계산해 보면 왜 이 제한이 붙었는지 짐작이 갑니다. 시험 2는 2시간입니다. 그 안에 프린터 세팅과 출력과 후처리를 전부 마쳐야 합니다. 출력이 1시간 20분을 채우면 세팅과 후처리에 쓸 시간이 40분 남습니다. 여유를 두려면 출력 예상시간을 제한선 가까이가 아니라 그보다 넉넉히 아래로 잡는 편이 안전합니다.

출력 시간을 줄이는 방향 자체는 3D프린팅에서 익숙한 이야기입니다. 레이어 높이를 올리고, 내부 채움을 낮추고, 벽 두께를 줄이고, 서포트를 필요한 곳에만 붙이는 쪽입니다. 다만 여기에는 대가가 있습니다. 레이어를 두껍게 하면 PLA라도 표면과 치수 정밀도가 떨어지고, 채움과 벽을 줄이면 얇은 부분이 후처리 중에 부러지기 쉬워집니다. 그리고 치수가 한 곳이라도 기준에서 2밀리미터를 넘게 벗어나면 그것도 실격입니다. 시간과 정밀도를 어디서 맞바꿀지가 이 시험의 실질적인 판단입니다.

구체적인 설정값을 여기서 제시하지는 않겠습니다. 시험장마다 프린터 기종과 슬라이서가 다르고, 같은 값이라도 장비에 따라 예상시간이 달라집니다. 값이 아니라 방향을 익혀두는 편이 실제로 도움이 됩니다.

베드 레벨링을 못 하면 왜 바로 실격일까?

시험 2의 첫 단계는 프린터 세팅입니다. 노즐과 베드의 이물질을 제거하고, PLA 필라멘트 장착 상태를 점검하고, 베드 레벨링 기능을 활용해 베드 위치를 잡습니다. 그리고 유의사항에는 수험자가 직접 프린터 세팅을 하지 못하는 경우가 실격으로 명시돼 있습니다.

더 중요한 조건이 하나 붙어 있습니다. 별도의 샘플을 출력해 테스트할 수 없습니다. 평소라면 작은 조각을 하나 뽑아보고 첫 레이어 상태를 확인한 뒤 본 출력을 걸겠지만, 여기서는 그게 안 됩니다. 첫 출력이 곧 본 출력입니다.

그래서 첫 레이어가 뜨거나 안 붙는 문제를 평소에 겪어보고 원인을 눈으로 구분할 줄 아는 것이 여기서 그대로 값을 합니다. 노즐이 너무 높아 실이 흐르는지, 너무 낮아 눌려 퍼지는지, 베드 표면 상태 때문에 안 붙는지를 출력 시작 30초 안에 판단할 수 있어야 합니다. 아니면 1시간 넘게 돌아간 뒤에야 잘못됐다는 걸 알게 됩니다. 남은 시간에 다시 뽑을 여유는 없습니다.

정전이나 기계 고장 같은 사고에는 작업 정지 시간에 5분을 더해 추가 시간을 준다고 되어 있습니다. 다만 중간부터 재시작이 불가능하다고 감독위원이 판단하면 프린팅 작업을 처음부터 다시 시작합니다.

서포트는 어떻게 붙이고 어떻게 떼야 할까?

서포트는 실격 조항이 양쪽에서 조입니다. 제거하지 않고 제출하면 실격이고, 제거하다가 작품이 파손돼도 실격입니다.

이 두 조항을 같이 놓고 보면 대비 방향이 나옵니다. 서포트를 아주 촘촘하게 붙이면 출력은 안정적이지만 떼기 어려워 파손 위험이 올라가고 시간도 더 듭니다. 반대로 너무 성기게 붙이면 출력 도중 무너지거나 아랫면이 지저분해집니다. 어셈블리를 조립된 상태로 뽑기 때문에 부품 사이 틈에도 서포트가 들어가는데, 그 안쪽은 손이 잘 닿지 않습니다.

후처리 도구도 결과를 좌우합니다. 날이 얇고 평평한 니퍼는 접점 가까이 파고들어 잘라내기 때문에 뜯는 힘이 덜 들어가고, 그만큼 얇은 부분이 부러질 확률이 낮아집니다. 무리하게 힘으로 뜯는 순간이 가장 위험합니다. 거스러미 정리까지 포함해 후처리 기본 순서를 손에 익혀두면 이 구간에서 잃는 시간이 크게 줄어듭니다.

조립된 상태로 출력한다는 게 무슨 뜻일까?

시험 1에서 두 부품을 조립된 어셈블리로 만들고, 시험 2에서는 그 상태 그대로 1대1 척도로 출력합니다. 부품을 따로 뽑아 나중에 끼우는 것이 아닙니다. 조립된 채로 한 번에 출력해 서로 움직이게 만드는 것이 과제입니다.

여기서 유격이 문제가 됩니다. 움직임이 생기는 부위의 치수 A와 B는 수험자가 정하되 기준 치수와의 차이를 1밀리미터 이하로 하라고 되어 있습니다. 틈을 너무 좁게 잡으면 출력 후 두 부품이 붙어버려 움직이지 않고, 너무 넓게 잡으면 제시된 동작범위를 초과해 흔들립니다. 둘 다 실격 사유입니다. 도면에 제시된 동작범위를 100퍼센트 만족하지 못해도, 초과해서 움직여도 안 됩니다.

실제 출력에서 틈은 설계값보다 좁아지는 쪽으로 나오기 쉽습니다. 노즐에서 나온 재료가 옆으로 조금 퍼지기 때문입니다. 이 경향은 장비와 설정에 따라 다르므로, 평소에 자기 프린터로 작은 유격 테스트를 몇 번 해보고 어느 정도 좁아지는지 감을 가지고 있는 편이 낫습니다.

시험장 프린터가 다르면 어떻게 대비할까?

모델링 소프트웨어는 개인 PC 지참을 신청해 본인이 익힌 것을 쓸 수 있다고 알려져 있습니다. 그런데 3D프린터는 시험장 장비를 씁니다. 같은 데이터라도 장비가 다르면 출력 예상시간과 결과가 달라집니다.

그래서 실기 원서접수 때 시험장을 고르는 것 자체가 준비의 일부입니다. 어떤 기종이 설치돼 있는지 미리 알아보고, 그 기종의 특성을 파악해두는 편이 유리합니다. 기종별 도감에서 빌드 볼륨과 핫엔드 구성, 알려진 약점을 확인해 두면 시험장에서 처음 보는 장비 앞에 앉는 상황을 줄일 수 있습니다.

참고로 출력용 파일은 수험자가 직접 프린터에 입력해야 하며 무선 네트워크를 이용한 전송은 사용할 수 없습니다. 시험장은 인터넷이 차단된 환경입니다. 클라우드에 연결해야 열리는 소프트웨어를 쓴다면 오프라인에서도 동작하는지 미리 확인해 두셔야 합니다.

안전 규정도 점수에 들어간다

이 부분은 놓치기 쉬운데 유의사항에 분명히 적혀 있습니다. 날이 있는 공구와 고온의 노즐로부터 위험을 막기 위해 보호장갑을 착용해야 하고, 미착용 시 채점상 불이익을 받을 수 있습니다. 출력 중에는 유해가스 차단을 위해 방진마스크를 반드시 착용해야 하며 이것 역시 미착용 시 불이익이 있습니다. 창문 개방과 환풍기 가동으로 충분한 환기 상태를 유지하며 작업하라는 항목도 있습니다.

또 시설이나 장비 조작, 재료 취급이 미숙해 위해를 일으킬 것으로 감독위원 전원이 합의해 판단하면 실격입니다. 출력이 끝난 뒤 노즐과 베드 등 사용한 프린터를 시험 전 상태로 정리하고 확인받는 것도 요구사항에 포함돼 있습니다.

연습은 무엇부터 하는 게 좋을까?

실격 조항을 거꾸로 읽으면 준비 항목이 나옵니다. 순서를 제안하면 이렇습니다.

첫째, 슬라이싱으로 예상 출력시간을 맞추는 연습입니다. 공개 도면으로 만든 어셈블리를 여러 설정으로 슬라이싱해 보며 어떤 값이 시간을 얼마나 줄이는지, 그 대가로 표면과 치수가 어떻게 변하는지 확인합니다. 이건 프린터 없이 슬라이서만으로도 절반은 할 수 있습니다.

둘째, 한 번에 성공시키는 출력입니다. 시운전 없이 바로 본 출력을 거는 상황을 평소에 만들어 보십시오. 첫 레이어를 눈으로 보고 판단하는 능력이 여기서 갈립니다.

셋째, 조립 상태 출력과 유격입니다. 움직이는 부품을 조립된 채로 뽑아 실제로 움직이는지 확인하는 연습입니다. 붙어버리는 쪽과 헐거운 쪽 양방향으로 실패해 보는 편이 감을 잡는 데 빠릅니다.

넷째, 서포트 제거입니다. 얇은 부분을 부러뜨려 보는 경험이 결국 안 부러뜨리는 손을 만듭니다. 이건 시험장에서 처음 해볼 일이 아닙니다.

모델링 연습과 이 네 가지는 성격이 다릅니다. 모델링은 앉아서 반복하면 늘지만, 위 항목들은 실제로 프린터를 돌려야 늡니다. 장비가 없다면 메이커스페이스처럼 장비를 개방하는 공간을 찾아보시는 편이 낫습니다.

자격증 자체가 취업에 어느 정도 힘을 쓰는지 궁금하시다면 채용공고를 전수로 확인한 글을 함께 보시면 판단에 도움이 됩니다.

참고 자료

• 큐넷 — 3D프린터운용기능사 실기 공개문제(요구사항·수험자 유의사항·공개도면)
• 한국산업인력공단 큐넷 — 3D프린터운용기능사 종목 정보
• 큐넷 — 기능사 연간 시험일정

이 글의 시험 관련 서술은 위 공개 자료를 근거로 했습니다. 요구사항과 유의사항은 개정될 수 있으니 응시 전 최신 공개문제를 직접 확인하시기 바랍니다.