3D프린터소재 알아보기.

어제 비바람이 몰아치더니 오늘은 날씨가 정말 좋네요!

하늘도 맑고, 구름도 뭉게뭉게~ 날씨가 좋으니 기분도 너무 좋고~ 일할 맛 나네요! 다들 남은 하루도 파이팅하세요!!!

오늘은 3D프린터소재에 대해 포스팅하려고 합니다.

3D프린터종류가 다양한 만큼 소재 또한 다양한데요, FDM과 FFF방식에 주로 사용되고 있는 Filament.

필라멘트는 사전적 의미로는 가는 실, 실 모양의 것, 거미줄, 섬유, 단섬유 그리고 전구, 백열전등, 진공관의 필라멘트를 뜻합니다.

먼저 이 필라멘트라는 소재들을 사용하는 FDM3D프린터에 대해 알아볼게요.

플라스틱 재료를 녹여 노즐에서 분사하여 적층하는 방식으로 구성이 비교적 단순하고 특허가 다른 방식에 비해 일찍 풀려 시중에 가장 많은 부분을 차지하며 대중화되어 있는 방식의 프린터입니다.

 

장비와 소재가 저렴하여 많은 사람들이 찾는 장비지만 외벽에 층이 보이고, 서포트가 생기는 부분은 표면이 고르지 못하며 지저분해 보이는 단점이 있지만 가정에서도 사용할 수 있고, 교육용으로도 많이 사용되고 있습니다.

그런데 같은 방식에 생김새도 비슷하지만 이름은 FDM과 FFF 두 가지로 불리는 이유!

이 기술이 처음 개발되었을 때 3D프린터라고 하면 알아주는 스트라타시스(Stratysys)라는 회사에서 FDM(Fused Deposition Modeling)으로 상표를 등록했습니다.

 

3D인쇄가 제조업에서 많은 관심과 인기를 얻자 RepRap이라는 회사에서 FFF(Fused Filament Fabrication)로 불리는 방식으로 기존에 먼저 등록된 상표권에 대해 침해를 하지 않기 위해 새로운 이름으로 특허를 다시 등록해서 사용하게 되었습니다.

그러면서 이름이 2가지로 불리게 된 거죠.

이 장비들에 사용되는 필라멘트 소재가 굉장히 다양한데 몇 가지만 간단히 알아볼게요.

먼저 가장 많이 사용하는 ABS에 대해 알아보겠습니다.

 

ABS는 Acrylonitrile Butadiene Styrene의 약자로 폴리스티렌(Polystyrene)과 HIPS의 단점을 보완하기 위해 만들어졌다고 하는데 이 소재의 장점은 가공이 쉽고, 내충격성이 크면서 내열성이 좋습니다.

망치로 때려도 깨지지 않을 정도가 내충격성 4.5정도인데 ABS는 0.8~4.5로 아주 좋은 편이라 금속을 대체해서 많이 사용합니다.

현재 3D프린터 출력 시 가장 많이 사용하는 대중적인 재료이며 수축으로 휨 현상이 있어서 출력할 때 신경을 많이 써야 하며 후가공 작업이 용이해서 전시모형이나 목업 등 모형제작에 많이 활용되고 있습니다.

 

또 다른 3D프린터 소재인 PLA는 poly lactic acid의 약자로 옥수수나 사탕수수 등으로 만든 친환경 소재입니다.

이 소재는 중금속, 환경호르몬, 유해물질 등이 검출되지 않아 안전하고, 생분해성 플라스틱으로 일반적인 플라스틱은 자연분해 되는데 100년 이상 시간이 걸리지만 PLA는 6개월~1년 사이에 자연분해 됩니다. 그리고 냄새와 수축이 적어 히팅베드와 챔버가 없는 저가형 장비에서도 출력 가능하다는 장점이 있습니다.

 

그러나 습기에 약해서 소재 보관 시 지퍼백과 같은 공기가 통하지 않는 밀폐 용기에 습기제거제와 함께 보관해야 되기 때문에 굉장히 번거롭고 까다롭습니다.

나일론 소재는 많은 산업 분야에서 사용되는 합성 폴리머 소재로 강도, 유연성, 내구성이 우수하기 때문에 기계부품을 만드는데 사용 가능합니다.

그리고 후가공 작업이 용이하지만 수축이 심해 휨 현상이 나타나며 소재 가격이 비싸기도 하고, 습기에 취약하기 때문에 보관이 까다롭다는 단점이 있습니다.

3D프린터소재 몇 가지만 간단히 포스팅해봤는데요, 실제로는 Flexible, TPE, TPU, HIPS, PC, PET, PVA등 수십 가지가 더 있습니다.

필라멘트 종류 정말 다양하지 않나요?!! 다른 소재들은 다음 기회에 좀 더 자세히 포스팅하도록 하겠습니다.