3D프린터에 사용되는 소재는 다양하게 많습니다
고체,액체, 분말 등이 있는데 오늘은 일반적으로 가장 많이 사용되는 고체(열가소성 수지)에 대해
알아볼까 합니다.
두번으로 나누어서 올려보려 합니다.
2024.12.20 - [분류 전체보기] - 고체기반방식
2024.12.06 - [분류 전체보기] - CURA(printing program) 설치 및 프로그램 사용법 2
2024.11.24 - [분류 전체보기] - 3D프린터(FlashForge)
2024.11.20 - [분류 전체보기] - FDM 3D프린터 소재
2021.08.02 - [왕초짜를 위한 3D프린팅 기초 실기 공부하기] - FDM 3D 프린터 방식
2020.05.31 - [3D프린팅 첫걸음] - 3. 3D 프린팅 소재
▶ 열가소성 수지, 금속, 목재, 종이, 탄소섬유, 나일론, 모래, 유리 등 매우 다양하다.
▶ 소재의 형태 : 액체, 고체, 분말 등으로 구분
▶ 재료의 형태 : 조형성, 견고함의 차이가 발생
▶ 열가소성 수지류 : ABS, 나일론, 폴리스틸렌 등, 시제품과 완구, 생활용품, 패션 등에 적용됨
º 제조단가 저렴,
º 제조 단가 저렴한 반면 표면의 정밀성 떨어짐
▶ 금속소재 : 티타늄, 알루미늄, 코발트 등
º 기계 부품, 금형, 의료 분야에서 적용
º 장점 : 분말 기반에서 많이 사용되는 소재, 원료의 다양성과 견고한 결과물
º 단점 : 고가의 산업용 프린터에서 주로 사용
▶ UV 레진과 같은 액체 형태의 소지 소재 :
º 장점 : 표면의 정밀도가 높다
º 단점 : 내구성이 떨어진다.
▶ 그 외 : 종이, 목재, 청동, 유리, 모래, 고무, 식재료 등의 소재들이 개발되어 사용되고 있다.
https://youtu.be/s220Y6psjlI?si=wd37ZJ236GwZMmxM
① ABS(Acrylonitrile Poly-Butadiene STYRENE)
▶ 플라스틱으로 이용되고 있다.
º 석유화합물로 만들어진 재료로 가력이 저럼, 후가공(2차가공)이 용이한 소재
º 장점 : 점착성과 강도가 우수, 유연한 성질도 있다.
º PLA 소재에 비해 내구성 좋다.
º 출력 후에는 연마와 페인트 도색을 할 수 있다./ 다양한 칼라 지원
º 단점 : 변색이 일어날 수 있다.
º 녹는점이 높아 냉각 과정 중 균열, 휨 현상이 쉽게 발생한다.
º 용매제 : 아세톤
▶ ABS 소재는 ABS-M30, M30i, ABS-Plus, ABSi, ABS-ESD7 등이 있다.
▶ ABS-M30 소재 : FDM 기술 방식의 엔지니어링 산업용 플라스틱으로 열가소성 수지 중 가장 저렴하다.
기능성 시제품 지그용
▶ ABS-M30i 대표적 특징 : 생체에 적합하고 감마, 산화에틸렌 살균이 가능하다.
기능성 시제품
[ABS-M30 BMW 3D 프린팅 픽스처]
▶ABS Plus 내구성 강해 콘셉트 모델에 적합, 다양한 색상, 견고성 제공,
º 시간이 지나도 부품의 안정성 유지함
º 수용성 서포트 재료의 사용이 가능하다.
º 연료 저장 등 기능성 시제품 분야에 적합한 소재다.
▶ABS-ESD7 º 정전기 분산소재 : 폭발의 위험이 있는 부품에 사용 가능한 열가소성 수지
º 연료 저장 등 기능성 시제품 분야에 적합한 소재다.
º 정전하 방지 방지 부품용
▶ABSi 광 투과성 제품, 유체의 흐름을 모니터링 하기위한 시스루 부품 제작에 용이한 소재
º 호박색, 빨간색, 천연 색상으로 조명이 통과하는 반투명 시제품을 제작할 수 있다.
º 자동차 설계, 의료기기 시제품, 항공 우주 분야에 유용한 소재
② ASA(Acrylic Styrene Acrylonitrile)
▶ 내후성 수지, 기계적 강도, UV 안정성을 갖춤 실외용으로 적합, 최종 기능성 시제품제작에 사용되는 소재
▶ 공기 중의 산소나 오존, 자외선에 노출되면 변색, 물성치의 저하가 일어나는 문제점 개선옥외용 외장재료 사용이 가능한 수지다
▶ 자동차, 선박, 건축 자재 등 여러 분야에서 응용, 도장 없이 원료 착생만으로 성형된 제품을 사용할 수 있다.
③ PLA(Poly-Latic Acid)
▶ 친환경소재, 옥수수, 감자 전분 등 100% 재생 가능 한 식품 추출 원료를 사용한 무독성 친환경 소재
▶재질 : 단단, 녹는 점(약 180~220 ºC)이 비교적 낮아(열에 약함) 균열이나 휨 현상이 덜하다.
▶ 광택있고, 단면 연결성이 좋아 서포터없이 50º 기울기 조형의 출력이 가능
▶ 단점 : 탄성부족(딱딱한 성질), 후가공에 적합하지 않다.
º 내구성도 ABS에 비해 상대적으로 떨어진다.
º 사용한 제품 재생이 어렵고 가격 또한 ABS보다 더 비싼 편이다.
④ 나일론(NYLON)
1935년 월러스 캐러더스에 의해 첫 생산
▶ 폴리 아마이드로 알려진 합성 고분자류의 명칭
▶ 인장강도, 내마모성, 내약품성, 내열성이 좋다.
▶ 마찰 계수가 낮아 금속 대체용품으로 기계적 성질이 우수, 잘 깨어지지 않는 특성이 있다.
▶ 가장 오래된 엔지니어링 플라스틱으로 내피로성이 요구되는 제품에 적합(금속대체용품)
▶ 가장 큰 규모를 점유하고 있다.
▶ 스트라타시스의 nylon12와 툴만의 Taulman3D 618 nylon이 대표적 제품
▶ 장점 : 높은 강도와 내구성 좋고 유연성을 갖추고 있다.
▶ 섬유염료를 이용해 후 가공 염색이 가능하다.
⑤ PC (Poly-Carbonate)
▶ 내충격성이 강한 엔지니어링 열가소성 플라스틱.
▶ 1956년 독일의 바이엘(Bayer)社에서 제조된 수지다.
▶ 시제품 제작, 소량 생산의 최종제품 제작, 치공구 제작 등~
자동차, 우주항공, 의료, 전기부품 등 다양한 분야에 폭넓게 사용되고 있다.
▶ 내구성이 우수, 엔지니어링 재료로 치수가 안정적, 고온 변형이 적고 높은 장력과 유연성을 갖추고 있다.
▶ 접착 시 : 순간접착제, UV 접착제를 사용.
접착제 선정이 틀리면 크랙이 발생할 수 있다.
▶ 스트라타시스(Stratasys)는 재료 활용도를 다양화 하기 위해 물에 녹는 PC ‘Soluble support(SR-100)’를 출시
⑤ -1 PC-ABS
전동 공구 시제품 제작과 산업 장비 제조처럼 까다로운 제품 제작에 사용
자동차, 가전, 통신 산업에 사용되고 있다.
⑤-2 PC-ISO
PC-ISO : 살균이 가능하여 식품과 의약품 포장, 의료 장비 제작에 사용되는 생체 적합성 재료.
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