FDM3D프린터 출력! PLA필라멘트와 ABS필라멘트 차이점

2D프린터가 활자나 그림을 인쇄하듯이 입력한 도면을 바탕으로 3차원의 입체 물품을 만들어내는 기계 3D프린터.

 

일반 종이프린터도 잉크젯, 레이저 등 종류가 다양하듯이 RP(Rapid prototype) 장비의 종류도 다양합니다.

플라스틱을 녹여내서 형상을 만드는 방법, 액체 수지를 굳혀 형상을 만드는 방법 그리고 가루로 된 파우더로 형상을 만드는 방법 등 다양한데요, 출력방식이 다른 장비가 다양하듯 그에 따른 재료 또한 다양합니다.

 

그래서 오늘은 FDM3D프린터에 사용되는 재료에 대해 알아보도록 하겠습니다.

FDM(Fused Deposition Modeling)방식은 고체로 된 재료에 열을 가해 재료를 녹인 후 노즐로 재료가 나오게끔 해서 베드에 아래부터 위로 층층이 쌓아 올려 형상을 만드는 방식을 말합니다.

 

이 장비의 특징을 보면 다른 방식의 프린터에 비해 장치 구조와 프로그램이 간단해서 장비 가격과 유지보수 비용이 낮고, 재료 또한 저렴한 편입니다.

그리고 다양한 소재 적용이 가능하며 대형화에 용이하고, 다양한 산업분야에 적용이 가능하다는 장점이 있습니다.

다만 모델 표면 조도의 퀄리티가 높지 않고, 매끄럽게 보이지도 않으며 한층 한층 쌓아 올려 형상을 만드는 방식이다 보니 층층이 쌓인 모습이 보이는 경우가 많습니다.

그리고 재료가 압출되어 쌓아 올리며 굳히는 과정에서 소재가 흘러내리는 것을 방지하기 위해서 지지대가 필요하며 출력후에는 지지대를 제거하는 작업이 필요합니다.

무엇보다 속도가 느리다는 것!!!

출력물의 크기가 크면 클수록 시간은 배로 걸립니다ㅠㅠ

이 장비 소재가 저렴한 편이라고 했는데 FDM방식의 소재는 필라멘트(Filament)라고 하는데요, 이 재료의 종류도 엄청 다양합니다.

PLA, ABS, PVA, WOOD, HIPS, TPU 등등 다양한데 그중에서 많이 사용하는 소재는 PLA와 ABS입니다.

 

많이 사용하는 재료 두 가지만 설명하고, 다른 소재들은 다음에 다시 포스팅할게요!

1. Poly-Lactic Acid

필라멘트 압출방식의 대표적인 소재 중 하나인 이 소재는 옥수수나 사탕수수의 전분을 이용해서 만들기 때문에 친환경 소재로 땅에 묻거나 바닷속에서 6개월~2년이면 전부 분해가 된다고 합니다.

이 소재의 장단점을 살펴보자면 먼저 장점으로는

- 녹는점이 190~230℃이고, 베드온도를 높게 할 필요가 없다.

- 열수축 현상이 없다

- 친환경 소재이다.

- 출력 시 냄새가 거의 없다.

 

그렇다면 단점은 무엇일까?

- 열에 의한 변형이 취약하다

- 내구성이 약해 상대적으로 깨지기 쉽다.

- 다른 소재보다 후가공 작업이 어렵다.

2. Acrylonitrile Butadiene Styrene

ABS는 아크릴로나이트릴(Acrylonitrile), 뷰타다이엔(Butadiene), 스타이렌(Styrene)의 약자로 3가지 중 스타이렌이 주원료이며 폴리스티렌과 HIPS의 단점을 보완하기 위해 만들어졌습니다.

이 소재의 특징과 장단점을 살펴보면

- 녹는 온도는 210~260℃이며 베드온도는 90~110℃로 설정해야 한다.

- 강도, 열에 대한 적당한 내구성과 가격이 저렴하며 일반인들이 가장 많이 사용하는 소재입니다.

- 후가공에 용이하다.

- 착색, 광택처리, UV코팅이 가능하며 도금도 가능하다.

 

단점은 무엇일까?

- 열 수축 현상 때문에 PLA재료보다는 정밀한 조형 모델 구현이 어렵다.

- 출력 시 유해한 성분이 나오며 냄새가 나기 때문에 환기를 시켜야한다.

- 시간이 지나면 흰색 소재가 황색으로 변하는 현상이 일어나서 누렇게 변한다.

 

지금까지 FDM3D프린터 소재에 대해 알아보았는데요, PLA는 친환경 소재라는 것이 매력적이고, 후가공이 필요하다면 ABS를 사용하는 것이 좋을 것 같습니다.