안녕하세요! 3D프린팅 플랫폼 엠피니티 입니다. 오늘은 제가 진행 중인 '커피 맛을 설계하는 프로젝트', 스파이럴 커피 드리퍼 제작기를 공유해 드리려 합니다. 드립 커피의 맛은 물이 커피에 적셔지고, 머금어진 커피가 뜸 들이는 시간을 거쳐 아래로 내려오는'추출 시간의 차이' 에서 결정된다고 하죠? 이 미세한 시간 차이를 조절하기 위해 정말 다양한 형상의 나선(Spiral)을 디자인하고 실험했습니다. 고객이 원하는 최상의 맛을 찾아가는 과정, 그 치열했던 기록을 공개합니다!
찬물로 시작해서 뜨거운 물로 완벽하게 마무리한 제작 후기
1. 물의 흐름을 제어하라
커피 관련 제품을 개발하면서 매우 다양한 과제를 받았지만, 단순한 아이디어 하나로 시작된 드립퍼는 처음이었던 것 같습니다. 하리오가 좋기는 한데 뭔가 부족해.... 그래서 시작한 스파이럴 커피 드립퍼, 커피 추출 속도와 맛을 정교하게 제어하기 위해 드리퍼 내부에 나선형(Spiral) 구조를 설계했습니다. 물이 회오리치듯 내려가며 원두와 충분히 접촉하도록 유도한 디자인입니다.
2. 엠피니티가 제안하는 프로토타입 제작 및 테스트 과정
가장 중요한 건 '내가 의도한 대로 물이 내려가는가?'였습니다. 이를 검증하기 위해 두 가지 방식(FDM, Resin)으로 시제품을 제작했습니다.
Phase 1, FDM 프린터를 활용한 찬물 유속 테스트
드립 커피의 맛은, 커피에 물이 적셔지고 물을 머금은 거피가 뜸들이는 시간을 거처 아래로 내려오는 시간의 차, 이것을 확인하기 위하여 여러 가지 형상의 나선을 만들어서 여러 번의 시간차 실험을 해야 했습니다. 여러 가지 모양을 고객이 원하는 맛을 만들기 위해 여러 번 디자인하고 그 안에 가장 맞는 시간차를 만들어 내는 형상을 몇 가지 선택하여 맛을 볼 수 있는 단계로 넘어가야 했습니다. 우리는 처음부터 뜨거운 물을 붓지 못하는 상태에서 뜨거운 물을 부었을 때의 시간을 상상하며 실험을 계속하였습니다.
목적: 나선형 구조를 타고 물이 내려가는 속도(Flow rate) 측정
결과: 다양한 형상을 테스트하며 물이 회오리치며 원하는 속도에 떨어지는 목적물 제작
Phase 2: 실제 시음 테스트
유속 데이터가 확보된 후, 실제 커피 맛을 보기 위해 뜨거운 물(90°C 이상)을 사용한 드립 테스트를 진행했습니다. 더 정밀한 나선 형상과 매끄러운 표면을 위해 액상 레진(SLA/DLP) 방식으로 넘어갔습니다.
장점: FDM 과는 비교할 수 없는 투명도와 표면 조도! 내부에서 물이 회오리치는 모습이 훨씬 잘 보입니다.
목표: 실제 뜨거운 물을 부어 커피 맛(관능 평가)까지 테스트하기 위함입니다.
주 의 사 항 ! 레진 출력물로 커피 마실 때 주의 사항
많은 분들이 궁금해하실 것 같아요! 어떻게 마실 수 있도록 했을까?! 일반 3D 프린팅 레진은 '식품 등급'이 아니며 열에 매우 약합니다. 저처럼 시음 테스트를 하실 분들은 아래 내용을 꼭 확인하셔야 합니다.
A) 열 변형 문제 (녹아내림 주의)
일반적인 투명 레진이나 피규어용 레진은 "열변형온도(HDT)"가 약 50°C ~ 60°C 정도입니다. 여기에 90°C 이상의 드립용 물을 붓는다?
I 결과 : 드리퍼가 흐물 흐물거리고, 의도한 설계에 대한 검증이 나선 구조가 무너져 내려서 불가능 해집니다. 그러므로 인해 정확한 추출 시간 데이터도 얻을 수 없게 되죠.
B) 독성 물질 용출 (환경호르몬)
액상 레진은 완전히 경화되지 않으면 미세한 독성 물질이 남습니다. 특히 '고온'과 '산성(커피)' 액체는 이 독성 물질을 녹여내기에 딱 좋은 조건입니다. 절대 일반 레진 출력물에 바로 입을 대거나 커피를 내리면 안 됩니다.
해 결 책 ! 안전하게 테스트하는 3가지 방법
3. 연구 끝에 추천 드리는 고온 테스트 방법 3가지.
 |  |  |
A . 고내열 레진 + 식품 코팅 (가성비) | B. 실리콘 몰드 제작 (가장 추천) | C. 3D 프린팅용 세라믹 제작 (전문가) |
열에 강한 특수 레진으로 출력, 표면을 코팅해서 독성을 가두는 방식.
| 레진 프린터로는 '제품'이 아니라 '틀(Mold)'만 뽑는 방식.
| 가장 이상적, 고단가에 수축률 계산이 어려운 점이 있음. 1. 세라믹이 섞인 특수 레진으로 출력 후, 가마 굽기 2. B방법과 같은 방법, 석고로 틀 안에 석고물을 넣어 소성 합니다. |
4. 결론 그래서 엠피니티는 어떤 선택을?
사실 모두 다 해봤습니다. 이것이 맞다 저것의 단점은 모다 해도 결과적으로는 본인이 모두 해보고 그 결과를 바탕으로 새로운 답을 만들어야 할 것입니다. 하지만, 그래도 뭔가 좀 더 지름길을 드린다면 저는 '방법 B(실리콘 몰드)' 방식을 최종적으로 추천할 것 같습니다. 처음 설계 단계에서는 시뮬레이션용으로 FDM 프린트 방식을 쓰지만, 입에 들어가는 최종 테스트는 실리콘으로 복제해서 진행하는 것이 가장 안전하고 데이터도 정확했습니다.
커피 맛을 찾는 여정, 3D 프린터 덕분에 상상만 하던 나선 구조를 직접 만들어볼 수 있어 정말 즐겁습니다. 혹시 저처럼 커피 용품을 만드시는 메이커 분들이 계신다면 '내열성'과 '식품 안전'을 꼭 챙기시길 바랍니다! 궁금한 점은 댓글로 남겨주세요! 커피 좋아 하시는 분들을 위해 다음에 더 맛있는 커피 연구로 돌아오겠습니다. 감사합니다.