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[3D 프린터·펜] ②3D 펜 안전사용법과 주의사항
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[3D 프린터·펜] ②3D 펜 안전사용법과 주의사항
  • 박주현 기자
  • 승인 2021.10.29 12:32
  • 댓글 0
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3D 프린팅 펜의 구조와 원료
3D 펜 안전사용 가이드, 가장 중요한  '환기'
안전사고 유형, 화상·유해 물질 흡입·베임·타박상 등

3D 프린터 안전사용 수칙

3D 프린터의 작업이 진행되는 공간에는 출입을 삼가고, 친환경 PLA 필라멘트를 사용한다. 부득이 출입해야 할 경우 마스크와 보호장갑, 보안경을 착용하고, 반드시 환기시켜 준다. 사용 중에는 장치 내부를 열어 보지 않고, 필라멘트 투입 및 교체 시에는 화상에 유의한다. 출력물 제거를 위해서 노즐과 베드의 온도가 충분히 내려갔는지 확인한다. 출력물 제거 후 30분 이상 충분한 환기가 필요하다. 화학물질을 활용한 후가공 시 산업용 방진마스크를 착용한다.
출처='학교 내 무한상상실 안전 매뉴얼'

3D 프린터는 작동을 하기 시작한 다음 사용자가 그 공간에 있지 않아도 인쇄가 가능하다. 하지만 3D 펜의 경우는 손으로 작동하는 장치이기 때문에 전체 인쇄 과정 중에 신체가 장치와 더 가까울 수밖에 없다.

그래서 노출이 더 높아질 수 있고, 특히 어린이가 사용할 때는 더욱 주의가 필요한 이유다.

3D 프린팅 펜 그림과 3D 프린팅 펜의 회로도 구조(상단), 온라인 에어로졸 측정을 위한 실험용 설정(하단) / JoVE 저널 '3D 프린팅 펜의 입자 배출 평가(2020년)' 
3D 프린팅 펜 그림과 3D 프린팅 펜의 회로도 구조(상단), 온라인 에어로졸 측정을 위한 실험용 설정(하단) / JoVE 저널 '3D 프린팅 펜의 입자 배출 평가(2020년)' 

3D 프린팅 펜의 구조와 원료

3D 펜은 글루건과 3D 프린터의 출력 원리를 그대로 적용한 펜 형태의 기기다. 펜촉에 위치한 노즐에서 가열된 액체 플라스틱이 흘러나오면서 원하는 데로 3D 입체의 형상을 만들 수 있다.

전문가들은 3D 펜은 낮은 온도에서 사용하는 저온 필라멘트 지원, 환기가 잘 되는 환경에서만 사용해야 한다고 말한다. 3D 프린터는 입자 이외에도 휘발성 유기 화합물(VOC)의 방출이 되는 것으로 나타났으며, 3D 펜이 유사한 배출을 일으킬 수 있다고 가정되기 때문이다.

'삼성반도체이야기'에 따르면 3D 펜의 원료인 필라멘트의 종류는 다양한데 대표적으로  ▲PLA(Poly Lactic Acid), ▲ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene), ▲PCL(Poly Capro Lactone) 등이 많이 사용된다. 

3D 펜의 원료인 필라멘트의 종류 /삼성반도체이야기 갈무리
3D 펜의 원료인 필라멘트의 종류 /삼성반도체이야기 갈무리

초등학교와 중학교에서 많이 사용되는 3D 펜은 PCL 필라멘트를 이용한 저온형 사용이 권장되고 있다. 지난해 말 교육부와 한국과학창의재단에서 기획 발행한 '학교 내 무한상상실 안전 매뉴얼'에 따르면 PCL 필라멘트는 80~100℃의 저온에서 사용이 가능한 필라멘트로 인체에 무해한 재료라고 밝히고 있다.

3D 펜 안전사용 가이드, 가장 중요한  '환기'

또한 매뉴얼에는 3D 펜과 3D 프린터를 안전하게 사용하기 위한 팁으로 사용 전·중·후 모두 환기에 대한 내용이 언급되어 있다. 

사용 전) 작동법 숙지, 재료 확인, 환기 실시 (창문과 출입구 등을 5분 정도 열어둔다)
사용 중) 마스크 착용, 환기 실시, 작업 중 방해금지, 맨손으로 만지지 말것, 끼임주의 등 (5분 정도 환기를 위해 문을 열어두고 사용시간이 길어지면 1시간 단위로 5분 이상 환기한다)
사용 후) 환기 실시, 장갑 착용, 작업 후 정리, 마스크 착용 등(교실의 창문과 출입문을 열고 1시간 정도 충분히 환기시킨다)

출처='학교 내 무한상상실 안전 매뉴얼'

3D 펜 안전사고 유형, 화상·유해 물질 흡입·베임·타박상

안전사고의 사례는 작업을 중지하기 위해 필라멘트를 손가락으로 잡아당기거나, 노즐에 필라멘트가 막혀 수리하는 과정에서 식지 않은 3D 펜을 손으로 잡았다가 화상을 입는 경우가 있다. 

환기가 충분하지 못한 체 밀폐된 공간에서 3D 펜을 사용하다 두통을 호소하는 경우 유해 물질 흡입의 위험이 있다. 또한 필라멘트 끝 부분을 정밀 니퍼나 쪽가위 등으로 자르다가 부주의로 손가락 등을 베이는 사고가 발생하거나 3D 펜의 고장 문제를 해결하고 재조립하는 과정에서 손가락이 본체와 겉면 케이스에 끼여 멍이 들 수 있다. 

'학교내 무한상상실 안전 매뉴얼'(2020.12) /교육부, 한국과학창의재단
'학교 내 무한상상실 안전 매뉴얼'(2020.12) /교육부, 한국과학창의재단

사용 전에는 사용법과 안전수칙을 숙지하고, 환기장치 가동이 됐는지 확인한다. 마스크와 보호장갑, 보안경을 착용하고, 끼임 사고 예방을 위해 옷과 머리를 단정히 정리한다.

3D 펜을 사용할 때는 책상 위에 바른 자세로 않아 사용해야 하며, 사용 전·중·후 모두 실내 환기를 실시해야 한다. 사용 직후 사출 된 필라멘트는 만지지 말고 펜이 동작하면 필라멘트가 나오는 펜촉 부분은 절대로 만지지 말아야 한다.

물이 묻은 손으로 3D 펜과 전기 기구를 만지지 않아야 하고, 연결이 많은 멀티탭에 3D 펜을 연결하지 않는다. 펜에 얼굴을 너무 가가이 하거나 장난치지 않는다. 30분 이상 장시간 3D 펜을 연속으로 사용할 때는 전원을 끄고 충분히 식혀 준다. 사용하지 않을 때는 펜 끝을 몸 반대편으로 둔다. 

어린이들이 사용 시 필라멘트가 제대로 나오지 않을 때는 색을 교체할 때 강제로 힘을 줘서 빼지 말고 선생님이나 어른에게 도움을 요청한다. 

3D 펜 안전하게 사용팁 /'학교 내 무한상상실 안전 매뉴얼'(2020.12) 교육부, 한국과학창의재단

개봉한 필라멘트는 공기가 들어가지 않는 밀폐 봉지에 넣어 보관하며 건조제가 있으면 함께 넣는 것이 권장된다. 필라멘트 끝부분을 니퍼와 쪽가위 등으로 자르고 3D 펜에 삽입하고 노즐이 막히지 않도록 주기적으로 청소를 하는 게 좋다. 필라멘트가 일정하게 나오지 않는 경우는 노즐에 이물질이 있는지 확인하고 제거한다. 

사용 후 노즐에 필라멘트가 채워져 있으므로 재사용 시에는 충분히 필라멘트를 뽑아 준 후에 사용한다. 필라멘트가 꼬인 상태에서 압출기에 삽입되면 톱니바퀴에 필라멘트가 걸려 압출기에 고장이 발생할 수 있다. 사용 후 3D 펜 노즐에 남아있는 필라멘트를 완전히 제거하고 정리할 때는 전원을 끈 3D 펜의 열기가 식었는지 확인하고 진행한다.

[케미컬뉴스=박주현 기자]



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