3D 프린터로 다이빙 탱크 립밤 케이스 키링 만들기 | FDM 나사산 설계 완벽 가이드

 

 

스쿠버 탱크 모양 립밤 케이스 키링을 3D 프린터로 직접 설계하고 출력해봤어요. 단순한 출력 후기가 아니라 FDM 나사산 설계에서 부딪히는 공차 문제와 해결 방법까지 기구설계 엔지니어 관점에서 정리했어요. Bambu Lab P2S, PLA 기준 실측값도 함께 담았어요.

📌 사용 장비 및 환경
프린터: Bambu Lab P2S Combo (AMS 멀티 컬러 지원)
필라멘트: PLA
슬라이서: Bambu Studio
설계 툴: (본인 사용 CAD 툴 기재)

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1. 왜 다이빙 탱크 립밤 케이스인가

첫 출력물 주제를 고민하다가 실용적이면서 다이버 감성이 있는 것을 만들고 싶었어요. 바닷바람과 건조한 날씨에 입술이 자주 트는데, 다이빙 가방에 달고 다닐 수 있는 립밤 케이스면 딱이겠다 싶었죠.

스쿠버 탱크(공기통) 형태는 원통형이라 립밤을 넣기에도 구조적으로 자연스럽고, 상단 밸브 부분을 뚜껑으로 활용하면 개폐 구조도 깔끔하게 만들 수 있어요. 형상 자체는 단순하지만, 뚜껑 개폐를 위한 나사산 설계가 이 프로젝트의 핵심 과제였어요.

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2. 설계 구조

전체 구조는 세 파트로 나뉘어요.

파트	역할	설계 포인트
탱크 몸통	립밤 본체 수납	립밤 외경에 맞게 내경 설계, 암나사 적용
상단 뚜껑	밸브 형태, 개폐 기능	수나사 적용, 손가락으로 쉽게 돌아가는 피치 설정
키링 고리	가방·지퍼에 연결	탱크 하단 일체형으로 설계

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3. FDM 나사산 설계 핵심 3가지

3D 프린팅에서 나사산이 있는 부품을 설계할 때 가장 많이 실패하는 부분이에요. 일반 기계 설계 치수 그대로 출력하면 뚜껑이 잠기지 않거나, 반대로 너무 헐거워서 쉽게 풀리는 문제가 생겨요. FDM 출력 특성을 고려한 세 가지 핵심 설정을 정리해드릴게요.

① 피치 (Pitch)

피치는 나사산과 나사산 사이의 간격이에요. FDM 출력에서 피치가 너무 촘촘하면 레이어가 뭉개져서 나사산 형태가 제대로 나오지 않아요.

💡 권장 설정
M20 이하 나사산 기준 피치 1.5~2.0mm 권장. 피치가 작을수록 출력 품질 요구가 높아지고 실패율이 올라가요.

② 공차 (Tolerance)

설계 치수 그대로 출력하면 FDM 특성상 소재가 약간 불어나서 수나사와 암나사가 맞물리지 않아요. 특히 암나사(내부 나사산)는 출력 후 내경이 좁아지는 경향이 있어요.

💡 권장 설정
암나사 기준 설계 치수 대비 +0.2~0.3mm 여유 추가. 필라멘트 브랜드와 출력 환경에 따라 편차가 있으니 테스트 출력으로 먼저 확인하는 걸 추천해요.

③ 레이어 두께 (Layer Height)

레이어 두께가 두꺼울수록 나사산 표면이 계단처럼 거칠어져요. 나사산 정밀도를 높이려면 레이어를 얇게 설정해야 해요.

💡 권장 설정
나사산 부분은 0.12~0.15mm로 얇게 설정. 전체 출력 시간이 길어지는 단점이 있지만, 체결감 차이가 확실히 나요.

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4. 실제 출력 과정 — 10번의 시행착오

위의 세 가지 변수를 하나씩 조정하면서 총 3일간 10회 이상 출력과 조립을 반복했어요. 주요 실패 원인과 해결 방법을 정리하면 이렇게 돼요.

시도	문제	원인	수정 방향
1~3회	뚜껑이 아예 안 들어감	암나사 공차 부족	암나사 내경 +0.2mm 추가
4~6회	뚜껑이 들어가지만 헐렁함	공차를 너무 많이 줌	+0.15mm로 줄여서 재출력
7~8회	나사산 표면이 거칠어 체결 불량	레이어 두께 0.2mm로 두꺼움	레이어 0.12mm로 변경
9~10회	미세 조정	피치 간격 최적화	피치 1.75mm로 고정 후 완성

최종적으로 손가락으로 슥슥 돌리면 딱 맞게 잠기는 뚜껑이 완성됐어요. 같은 립밤 케이스를 만들 계획이라면 위의 최종 수치부터 시작하는 걸 추천해요.

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5. 완성 스펙 정리

✅ 최종 출력 설정값
피치: 1.75mm
암나사 공차: 설계 치수 +0.15mm
레이어 두께: 0.12mm
필라멘트: PLA
출력 시간: 약 (본인 실측값 기재)
필라멘트 소모량: 약 (본인 실측값 기재)

💡 활용 팁
ChapStick 등 표준형 립밤 기준으로 설계했어요. 다른 브랜드 립밤은 외경이 다를 수 있으니 캘리퍼스로 실측 후 내경을 조정하세요. 일반적인 립밤 외경은 약 18~19mm 범위예요.

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6. 마치며 — 3D 프린팅으로 다이빙 굿즈 만들기의 가능성

립밤 케이스 하나를 만들면서 FDM 출력에서 나사산이 왜 어려운지, 그리고 어떻게 접근해야 하는지를 몸으로 익혔어요. 설계 수치만 맞는다고 바로 되는 게 아니라, FDM 출력 특성을 이해하고 변수를 하나씩 잡아가는 과정이 필요해요.

다음 프로젝트로는 핀 스트랩 버클, 마스크 스트랩 클립 같은 소모성 다이빙 부품을 직접 만들어볼 계획이에요. 바다에서 직접 써볼 날이 기대돼요! 🤿

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