3D 프린터는 현재 다양한 산업에서 응용되고 있으며 메이커 스페이스나 교육시설 등에서도 주요한 제작 수단으로 활용되고 있다. 하지만 가정이나 교육시설, 메이커 스페이스 등에서는 비용과 공간상의 문제로 산업용 등급의 장비를 찾아보기가 어렵고 보통 저비용의 데스크탑 FDM 프린터들이 활용되고 있다. 하지만 이러한 데스크탑 저비용 FDM 방식 프린터의 경우 챔버의 기능과 출력 가능 소재에 한계점이 존재한다. 이러한 저비용 FDM 프린터의 한계는 상황에 따라서 운용자에게 건강상의 문제를 일으킬 가능성이 있고, 출력물이 예상보다 낮은 물성을 가져 빠르게 파괴될 가능성이 있으며, 내열성, 내화학성을 가진 다양한 열가소성 플라스틱 소재를 사용하지 못함으로서 FDM 3D 프린터의 활용 가능성을 제한하는 결과를 가져온다. 따라서 본 과제에서는 이러한 문제를 해소하는 저비용의 FDM 방식 프린터를 설계하고 제작하는 것을 목적으로 하였다.
다양한 산업용 프린터의 설계를 분석하고 비용을 절감할 수 있는 부분을 찾아 설계를 진행했다. 얼티메이커 방식의 갠트리를 활용하여 공간과 비용상의 이점을 얻을 수 있었다.
설계 후 시제품 제작을 진행하였으며 최종적으로 완성된 시제품을 통해 실제로 엔지니어링 소재들의 출력을 진행해볼 수 있었다. 또한 핫엔드 온도 400도 및 베드 온도 150도, 챔버 온도 100도를 달성할 수 있었으며, 이중 챔버와 공기 정화 장치를 이용하여 안전한 운용이 가능하도록 하였다.
본 과제를 통하여 기존 저비용 FDM 방식 프린터의 문제점을 해결하면서 시제품 기준 100만원 이하의 재료비로 목적을 달성할 수 있었다. 이는 기존 산업용 프린터의 1/10 이하의 비용으로 다양한 소재에 대한 접근 및 챔버 기능의 보강을 달성한 것이다.