가전제품 교체 부품, 3D 프린팅으로 만들 수 있을까요?
부러진 서랍 레일, 금이 간 경첩 덮개, 냉장고 선반의 잃어버린 클립. 제조사는 더 이상 판매하지 않거나, 훨씬 큰 조립품의 일부로만 팝니다. 3D 프린팅으로 만든 복제품이 가장 빠른 해결책인 경우가 많습니다. 하지만 때로는 잘못된 해결책입니다.
이 글은 작업을 올리기 전에 둘을 구분하는 방법을 다룹니다.
제조사도 합니다
변두리 아이디어가 아닙니다. 2018년 Whirlpool은 Spare Parts 3D와의 제휴를 발표하고, 부품을 디지털화해 주문 시 교체품을 출력하겠다고 했습니다. 이유로는 단종과 예측하기 어려운 예비 부품 수요를 들었습니다 (3D Printing Industry).
차이는 이렇습니다. 정품 부품은 가전제품의 요구 사항에 맞춰 시험을 거쳤습니다. 직접 의뢰한 부품은 여러분과 제작자가 용도에 맞는지 직접 확인하지 않는 한 그렇지 않습니다.
영국 정부 보고서가 경고하는 것
영국 기업부(Department for Business)를 위한 2020년 보고서(BEIS Research Paper 2020/039, DLA Piper와 Exponent 작성)가 바로 이 문제를 다뤘습니다 (PDF). 보고서는 승인받지 않은 출력 부품이 일으킬 수 있는 위험으로 화재와 극단적인 고온, 감전, 그리고 가전제품이 멈추지 않거나 갑자기 작동하는 것 같은 기계적 고장을 꼽습니다. 또 출력 부품은 다공질일 수 있고 일부 방향에서는 성형 부품보다 약하다고 지적합니다.
보고서는 원래 제조사가 본 적 없는 부품까지 보증하길 기대할 수는 없다고도 말합니다. 출력 부품을 장착하면 보증에 영향을 줄 수 있습니다. 장착하기 전에 확인하세요.
안전, 경계선, 금지
| 부품 유형 | 예시 | 판단 |
|---|---|---|
| 외관용, 낮은 하중, 실온 | 손잡이 캡, 트림 덮개, 선반 클립, 서랍 스토퍼, 배터리 덮개 | 좋은 후보 |
| 움직이거나 하중을 받는 부품, 열 없음 | 서랍 롤러, 경첩 스페이서, 식품에 닿지 않는 믹서 부속품 | 적합한 소재와 시험 장착으로 가능 |
| 따뜻하거나 젖거나 식품에 닿는 부품 | 식기세척기 랙 부품, 냉장고 문 수납함, 식품에 닿는 모든 것 | 경계선. 아래 참조 |
| 안전과 직결된 부품 | 도어 인터록, 상용 전압이 흐르는 모든 것, 발열체 고정 부품, 가스·압력 부품, 칼날이나 모터를 덮는 보호대 | 출력하지 마세요. 정품을 구매하거나 기사를 부르세요 |
부품의 역할이 다치지 않게 막는 것이라면 3D 프린팅으로 할 일이 아닙니다.
열: 소재의 한계를 알아 두세요
출력용 플라스틱은 오븐이나 가스레인지의 온도보다 훨씬 낮은 온도에서 물러집니다. 소재 제조사 자체의 안내는 다음과 같습니다.
| 소재 | 제조사 안내 내용 |
|---|---|
| PLA | "60 °C가 넘는 온도에서 물러지고 변형됨" (Prusa) |
| PETG | "80 °C 미만의 온도"에서 사용하기에 적합 (Prusa) |
| ASA | "내열성(최대 93 °C)", 자외선 차단 (Prusa) |
| 나일론(PA) | "높은 내열성, 내화학성, 기계적 강도가 필요한 기술 부품"용으로 소개 (Prusa) |
이 수치는 제조사가 자사 필라멘트에 대해 안내하는 값일 뿐, 모든 스풀에 대한 보증이 아닙니다. 상한선으로 보고 여유를 두세요. Formlabs는 많은 플라스틱이 "약 60–70 °C에서 물러지고 변형된다"고 설명하는데(Formlabs), 이 때문에 일반 PLA는 뜨거운 식기세척기 코스 대부분을 견디기 어렵습니다.
식품 접촉: 조심하세요
Prusa는 원재료로서의 PLA와 PETG는 식품에 안전한 것으로 여겨지지만, 식품에 직접 닿는 것은 출력하지 말 것을 권한다고 말합니다. 적층 홈에 세균이 번식할 수 있기 때문입니다(Prusa PLA, PETG). Formlabs는 식품 안전 제품에는 FDA 21 CFR 또는 EU 규정 10/2011을 충족하는 소재가 필요하며, 식품용 코팅은 마모되므로 장기간 사용 시 식품 안전을 보장하지 않는다고 덧붙입니다(Formlabs).
부품이 식품에 닿는다면, 제작자에게 어떤 인증 소재와 공정을 쓸 것인지 물어보세요. 답하지 못한다면 그 부품을 식품에 쓰지 마세요.
하중: 부품이 하는 일을 제작자에게 알려 주세요
출력 부품은 보통 층 사이가 가장 약합니다. 좋은 제작자는 하중이 층을 따라 걸리도록 부품의 방향을 정하고, 중요한 곳에 벽과 인필을 더합니다. 그러려면 부품이 무엇을 지탱하는지, 어느 방향으로 당겨지는지, 휘어지는지를 알려 주어야 합니다.
요청서에 넣을 내용
- 가전제품의 제조사와 모델, 그리고 그 안에서 부품의 위치.
- 자 옆에 놓고 여러 방향에서 찍은 부러진 부품 사진.
- 주요 치수, 또는 보낼 수 있다면 부러진 부품 자체.
- 온도, 물, 세제, 식품에 노출되는 정도.
- 받는 하중과 고장 난 방식.
- 필요한 수량. 예비품을 함께 주문해도 추가 비용은 거의 들지 않습니다.
교체 손잡이 STL은 찾았는데 프린터가 없다면? 출력 맡기기
"교체 손잡이"를 검색하면 무료 파일이 수천 개 나옵니다. 오븐 손잡이, 가스레인지 손잡이, 선풍기 손잡이, 신디사이저 노브, 특정 가전 브랜드용 노브 모음까지. 검색 결과가 알려 주지 않는 것은 프린터가 없을 때 그다음에 무엇을 해야 하느냐입니다.
이 글이 채우는 빈틈이 바로 "파일을 찾았다"에서 "가전제품에 달았다"까지입니다.
1단계: 맞는 손잡이인지 확인하기
누군가 무엇이든 출력하기 전에, 종이 위에서 맞음새를 확인하세요.
- 축 모양. 대부분의 가전 축은 D자형(한쪽이 평평한 원형)입니다. 스플라인이거나 고정 나사가 있는 원형도 있습니다. 노출된 축을 정면에서 찍으세요.
- 축 지름과 평면 깊이. 캘리퍼스가 있다면 재세요. 모델 설명이나 파일 자체의 치수와 비교하세요.
- 깊이. 축이 얼마나 튀어나와 있는지, 패널과 손잡이 면 사이에 얼마나 공간이 있는지.
- 브랜드와 모델. 많은 파일은 한 가전 모델용으로 만들어집니다. "대부분 맞음"이라고 된 파일도 크기 조정이 필요할 수 있습니다.
파일이 정확히 맞지 않아도 제작자가 조정할 수 있는 경우가 많습니다. 일부 디자이너는 축 크기를 매개변수로 둔 맞춤형 버전을 공개합니다.
2단계: 라이선스 확인하기
모두가 건너뛰는 단계입니다. 무료로 다운로드할 수 있다는 것이 상업적으로 출력을 맡겨도 된다는 뜻은 아닙니다.
모든 모델 페이지에는 라이선스가 표시되어 있습니다. 가장 흔히 보게 될 것들은 다음과 같습니다.
| 라이선스 | 제작자가 돈을 받고 출력해 줄 수 있나요? |
|---|---|
| CC0 / 퍼블릭 도메인 | 예 (Cults) |
| CC BY | 예, 디자이너를 표시하면 |
| CC BY-SA / CC BY-ND | 예, 각 조건(동일 조건 공유 / 변경 금지)에 따라 |
| CC BY-NC (및 NC-SA, NC-ND) | 상업적 사용 불가. Creative Commons는 상업적 사용을 "주된 목적이 상업적 이익 또는 금전적 보상인 것"으로 정의합니다 (CC) |
| 플랫폼의 "개인 사용" 또는 "표준 디지털 파일" 라이선스 | 개인 사용만 가능. MyMiniFactory의 유료 파일 라이선스는 파일을 "어떤 식으로든 돈을 받는 방식으로 사용해서는 안 된다"고 합니다 (MyMiniFactory) |
MyMiniFactory는 또한 무료 물체에는 디자이너가 선택한 라이선스가 그대로 적용되므로 모델 페이지마다 확인해야 한다고 지적합니다.
필요한 손잡이가 비상업용이라면 정직한 선택지는 세 가지입니다.
- 디자이너에게 물어보세요. 많은 디자이너가 일회성 수리에는 허락해 주거나 상업 라이선스를 판매합니다.
- 상업 출력을 허용하는 라이선스의 다른 파일을 찾으세요.
- 내 치수로 제작자가 처음부터 모델링하게 하세요. 단순한 손잡이는 금방 끝나는 모델링 작업입니다.
제작자에게 STL만이 아니라 모델 페이지 링크를 주어 라이선스도 확인할 수 있게 하세요.
3단계: 열에 맞는 소재 고르기
오븐과 가스레인지 손잡이는 열 가까이에 있습니다. 소재의 한계가 중요합니다.
| 소재 | 제조사 안내 | 손잡이 용도 |
|---|---|---|
| PLA | "60 °C가 넘는 온도에서 물러지고 변형됨" (Prusa) | 램프, 선풍기, 신디사이저, 가구. 가스레인지나 오븐 근처는 안 됨 |
| PETG | "80 °C 미만의 온도"에서 사용 (Prusa) | 더 따뜻한 곳, 세탁기, 직접적인 열에서 떨어진 주방 가전 |
| ASA | "내열성(최대 93 °C)" (Prusa) | 손잡이가 그보다 뜨거워지지 않는다면 조리기구 패널에 더 나은 선택 |
이 수치는 해당 브랜드 필라멘트에 대한 안내값입니다. 손잡이가 잡기 힘들 만큼 뜨거워진다면 출력 플라스틱 손잡이는 잘못된 해결책입니다. 정품을 구매하세요.
손잡이는 조작부이지 안전장치는 아니지만, 헐겁게 돌아가는 것은 달지 마세요. 가스레인지에서는 미끄러지는 손잡이가 위험 요소입니다. 축을 단단하게 잡지 못한다면 쓰지 마세요.
4단계: 짧은 요청서 쓰기
- 모델 페이지 링크(라이선스가 보이도록).
- 축 사진과 치수.
- 소재, 또는 "오븐 근처이니 조언 부탁드립니다".
- 색상, 그리고 표시선을 채워야 하는지 두 번째 색으로 출력해야 하는지.
- 수량. 손잡이 하나가 부러졌다면 나머지도 같은 연식입니다. 한 번에 전체 세트를 주문하면 나중에 다시 작업을 맡기지 않아도 됩니다.
FAQ
3D 프린팅 부품을 식기세척기에 넣어도 되나요? 일반 PLA는 좋지 않은 선택입니다. Prusa는 60 °C를 넘으면 변형된다고 말합니다. PETG와 ASA는 제조사 안내에서 한계 온도가 더 높습니다. 제작자에게 어떤 소재를 쓸 것인지, 몇 도까지 견디는지 물어보세요.
출력 부품을 쓰면 보증이 무효가 되나요? 그럴 수 있습니다. 영국 BEIS 보고서는 제조사가 자신이 공급하지 않은 부품을 보증할 수 없다고 지적합니다. 장착하기 전에 보증 조건을 확인하세요.
제작자가 오븐이나 가스레인지 부품을 출력할 수 있나요? 열원이나 배선 근처에 있는 부품은 안 됩니다. 트림 덮개처럼 열에서 먼 외관 부품은 괜찮을 수 있습니다. 확신이 없다면 정품을 구매하세요.
부러진 조각만 있으면 어떻게 하나요? 그것만으로 충분한 경우가 많습니다. 자와 함께 사진을 찍고 주요 치수를 재세요. 제작자가 그것으로 부품을 모델링할 수 있습니다.
무료 STL을 다른 사람에게 출력시키는 것이 합법인가요? 라이선스에 따라 다릅니다. CC0와 CC BY는 상업 출력을 허용합니다. 비상업 및 "개인 사용" 라이선스는 허용하지 않습니다. 확실하지 않다면 디자이너에게 물어보세요.
오븐 손잡이에는 어떤 소재가 가장 좋나요? Prusa 가이드의 일반 필라멘트 중에서는 ASA의 온도 수치가 가장 높습니다(최대 93 °C). PLA는 열 근처에는 적합하지 않습니다. 손잡이가 ASA의 한계보다 뜨거워진다면 정품을 구매하세요.
파일이 비슷하지만 정확히 맞지는 않습니다. 조정할 수 있나요? 보통은 가능합니다. 제작자에게 축 치수를 보내면 구멍 크기를 조정할 수 있습니다. 라이선스가 수정을 허용하는 경우에만 가능합니다.
파일 없이 제작자가 내 낡은 손잡이를 복제할 수 있나요? 네. 사진, 치수, 또는 손잡이 자체를 보내면 새 모델을 만들 수 있습니다. 복제품에는 브랜드 로고를 넣지 마세요.
사진과 치수가 준비되면 부품을 무료로 올리고 제작자들의 입찰을 비교하세요.