3D 프린터, ABS PLA 소재

 

 

 

3D 프린터의 출력 방식에는 3가지가 있습니다

FDM ( Fused Deposition Modeling )

SLA ( Stereolithography ) 

SLS ( Selective Laser Sintering )

 

 

이 중 "FDM"  출력 방식에 사용 되는게 필라멘트 입니다

"FDM"방식은 흔히 3D프린터를 떠올리시면 바로 생각나는 이미지 입니다

롤 단위로 구성되어있는 고체의 약 1.75mm 라인을

히팅블럭으로 Input , 노즐의 끝으로 output 됩니다

노즐의 크기에 따라서 output 의 굵기를 조절할수 있습니다

노즐을 통해 용융된 재료는 얇은 라인을 형성하게 되고,

이 라인들이 겹겹이 쌓여 층(Layer)을 이루고 3차원으로 출력을 하게 됩니다

사용자의 선호도와 출력물의 용도에 따라 다르겠지만,

ABS 와 PLA 가 가장 많이 사용되고 있습니다

 

   FDM 방식 < 출처 : 자이지스트 >

 

위 그림에서 "2번" 부분이 필라멘트 롤 에서,

1번의 롤러를 통해 3번 노즐로 용융하여 적층합니다

위 사진과 같은 공정 순서를 FDM 의 방식이라고 합니다.

 

 

< 출처 : 3DAC >

 

이 방식에 사용 되는 필라멘트 에는 크게는 ABS와 PLA 그리고 그 외 소재들로 나뉩니다

먼저 ABS 부터 소개하겠습니다

ABS ( Acrylonitrile Butadiene Styrene )

▶ 유독가스를 제거한 친환경 고분자 석유추출물 재료를 이용

▶ 레고와 같은 성분과 성질

▶ 아세톤 증기를 이용한 후가공 (아세톤 훈증) 이 용이

▶ 피규어 제작에 많이 이용됨

▶ 선명하고 다양한 컬러 가능

▶ 플라스틱 접착제를 이용해 결합 가능

▶ 내충격성이 크고 내열성이 좋음

▶ 점착성이 우수하고 녹는점이 균일하여 기포발생이 적음

▶ 사포나 샌딩의 표면처리 용이

▶ 플라스틱용 도료나 아크릴 도료의 도장 가능

▶ 강도가 높고 열에 강하며 다른 소재에 비해 저렴

▶ 열수축으로 인한 베드 안착 어려움

▶ 전기적, 기계적, 내약품성이 우수

▶ 출력 시 유해가스가 발생

 

PLA ( Poly Lactic Acid )

▶ 가공성, 실용성, 안정성을 가진 소재

▶ 점착성이 우수하며 녹는점이 균일

▶ 균열, 수축 현상이 적어 안정적인 프린팅 가능

▶ 습기를 흡수하는 특성을 가지고 있어 프린트 시 높은 온도에 습기가 끓어 올라 표면에 기포 형성

▶ 후가공을 하기 위해 퍼티(Putty)를 사용하여 사포질을 해야 함으로 표면처리 및 후가공 어려움

▶ 옥수수와 사탕수수 추출물에서 유래한 안전한 친환경 바이오 플라스틱 소재

 

PVA - ( Poly Vinyl Alcohol ) 

▶ 물에 잘 녹아 서포터 ( support ) 재료로 쓰임

▶ 습기가 없는 건조한 곳에서 보관

 

WOOD - ( 재생목재 40% Polymer )

▶ 나무의 특성을 살린 컬러와 향

▶ 표면 가공 및 채색 가능

▶ 융점의 폭이 크고 작은 노즐에서 출력이 어려움 ( 0.5 mm 이상 노즐 사용 )

▶ 나무 가루와 pla가 혼합

▶ 나무의 질감표현에 유용

▶ 온도에 따라 출력물의 색상이 달라짐 ( 낮은 온도 살구색 높은 온도 짙은 갈색 )

▶ 강도가 약함

 

HIPS - ( High Impact Polystrene )

▶ "리모넨" 이라는 용액에 녹기 때문에 서포터 재질로도 사용

▶ ABS/PLA에 비해 신축성이 우수하며 기포발생이 적음

▶ 습기에 반응하며 균열이나 휨 현상이 있을수 있음

▶ 환기가 필요

 

TPU(Flexible) - (Themoplastic Poly Urethane)

▶ 고무성분이 들어가서 탄성과 유연성이 매우 뛰어남

▶ 잘 구부러지고, 회복력이 강함

▶ 빠른 속도로 출력하기 힘듬

▶ 서포터를 제거하기 어려움

 

나일론 ( Nylon )

▶ PLA 필라멘트보다 유연하고 부드럽고 탄력성과 광택이 뛰어남

▶ 염료를 이용한 도색이 용이

▶ 플렉서블 필라멘트에 비해 유연성이 낮음

 

엔지니어 ( engineer ) 필라멘트

최근 4차산업혁명과 더불어 제조업에서 많은 관심을 갖고 있는 부분입니다 

공업재료와 구조재료로 사용되고 있는 강도높은 플라스틱

강철보다 강하고 알루미늄보다 전성이 풍부함

금이나 은보다도 내약품성이 강한 고분자 구조의 고기능 수지.

따라서 강도와 탄성뿐만 아니라

내충격과 내마모성 내열성 내한성 화학반응이나 용매작용에 의한

손상을 견디는 성질인 내약품성 그리고 전기 절연성 등이 뛰어나서

가정용 및 일반 장화 등에 쓸수있습니다

헬멧/카메라/시계부품/항공기/휴대전화/생활용품 등 각 분야에서 활용이 가능

 

 

 

이 외에도 형광, 변색, 스톤, 카본 등등 새로운 소재들이 계속 개발중에 있습니다

기술과 수요의 변화에 따라 새로운 소재들을 소개하고자

3D 프린터 재료 카테고리로 따로 분류하였습니다.