3D 프린팅 서비스의 주요 소재: PLA부터 금속 합금까지

3D 프린팅은(는) 여러 산업 분야에서 제품을 설계, 프로토타입 제작, 제조하는 방식을 변화시켰습니다. 하지만 세련된 기계와 혁신적인 디자인 너머에는 적층 제조의 근본적인 기둥인 재료가 있습니다. 재료 선택은 3D 프린팅된 객체의 강도, 유연성, 외관 및 비용에 영향을 미쳐 성공과 실패를 가를 수 있습니다.

생분해성 플라스틱부터 항공우주 등급 금속까지, 전문 3D 프린팅 서비스에 사용되는 주요 재료에 대한 분석과 각 재료의 고유한 특징을 소개합니다.

1. PLA (폴리락트산): 친환경적인 시작

최적 용도: 프로토타입, 소비재, 취미 프로젝트

PLA는 특히 융합 증착 모델링(FDM)에서 가장 일반적으로 사용되는 3D 프린팅 재료 중 하나입니다. 옥수수 전분이나 사탕수수와 같은 재생 가능한 자원으로 만들어져 생분해성이 뛰어나 친환경적인 옵션입니다.

장점:

• 프린팅이 용이함

• 뒤틀림 최소화

• 저렴하고 널리 사용 가능

단점:

• 응력 하에서 부서지기 쉬움

• 낮은 내열성

PLA는 미적 모델과 초기 단계 프로토타입에 이상적이지만 기계적 내구성이 필요한 기능성 부품에는 적합하지 않습니다.

2. ABS (아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌): 내구성이 뛰어난 실용적인 재료

최적 용도: 기능성 프로토타입, 인클로저, 자동차 부품

ABS는 PLA에 비해 더 나은 인성과 내열성을 제공합니다. 레고 블록부터 자동차 부품까지 모든 제품에 사용됩니다. 그러나 더 높은 프린팅 온도가 필요하고 뒤틀림이 더 쉬우므로 가열 베드나 인클로저가 필요한 경우가 많습니다.

장점:

• 내구성이 뛰어나고 충격에 강함

• 기계 부품에 적합

• 광택 마감 처리를 위해 매끄럽게 처리 가능

단점:

• 프린팅 시 연기 발생

• 적절한 설정 없이는 뒤틀림 발생

3. PETG (폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜): 균형 잡힌 성능

최적 용도: 기계 부품, 용기, 전자 제품 하우징

PETG는 PLA와 ABS 사이의 격차를 해소합니다. PLA보다 강하고 유연하며 내열성이 뛰어나면서 ABS보다 프린팅이 더 쉽습니다.

장점:

• 우수한 내화학성

• 반유연성 및 인성

• 낮은 냄새와 최소한의 뒤틀림

단점:

• 긁힘에 취약

• 프린팅 시 약간의 끈적임 발생

ABS의 어려움 없이 견고하고 신뢰할 수 있는 프로토타입이 필요한 엔지니어들이 선호하는 재료입니다.

4. 레진 (SLA/DLP): 높은 디테일과 매끄러운 마감

최적 용도: 미니어처, 치과 모델, 보석 프로토타입

SLA(광경화형 입체 조형) 및 DLP(디지털 광원 처리) 프린터에 사용되는 레진은 놀라운 디테일과 매끄러운 표면을 제공합니다. 표준, 강성, 유연성, 치과용, 생체 적합성 등 다양한 종류의 레진이 있습니다.

장점:

• 높은 정밀도

• 우수한 표면 품질

• 특정 요구 사항에 맞는 특수 공식

단점:

• 표준 형태에서는 부서지기 쉬움

• 후경화 및 세척 필요

• 필라멘트보다 비쌈

레진 프린팅은 디테일이 가장 중요한 의료, 보석, 산업 디자인과 같은 산업 분야에서 가장 많이 사용되는 선택입니다.

5. 나일론 (폴리아미드): 강하고 유연함

최적 용도: 기능성 부품, 기어, 힌지 및 내마모성 부품

나일론은 강도, 내구성 및 약간의 유연성으로 유명합니다. 까다로운 응용 분야에 사용되며 기계적 특성과 충격 및 피로 저항성으로 선호됩니다.

장점:

• 높은 강도 대 중량비

• 내마모성 및 낮은 마찰

• 우수한 내화학성

단점:

• 흡습성(수분 흡수)

• 높은 프린팅 온도 필요

전문가들은 기능성과 수명이 중요한 경우 나일론을 사용합니다.

6. TPU (열가소성 폴리우레탄): 유연한 경쟁자

최적 용도: 가스켓, 휴대폰 케이스, 웨어러블 부품

TPU는 고무와 같은 탄성을 허용하는 유연한 재료입니다. 움직임, 충격 저항 또는 편안함이 필요한 응용 분야에 사용됩니다.

장점:

• 고도로 유연하고 탄성적임

• 충격 및 마모 저항성

• 시간이 지나도 내구성 유지

단점:

• 유연성으로 인해 프린팅이 더 어려움

• 더 느린 프린팅 속도 필요

TPU는 의료, 스포츠웨어 및 소비재 전자 제품과 같은 산업 분야에 필수적입니다.

7. 금속 합금: 고성능 응용 분야를 위한 산업 강도

최적 용도: 항공우주, 자동차, 의료 임플란트, 툴링

금속 3D 프린팅은(는) 가능한 것의 경계를 넓혔습니다. 직접 금속 레이저 소결(DMLS) 또는 바인더 제팅과 같은 방법을 사용하여 이제 산업은 매우 복잡하고 강하며 가벼운 부품을 생산할 수 있습니다.

일반적으로 사용되는 금속:

• 스테인리스강: 강하고 부식 방지 기능이 있으며 다용도로 사용 가능.

• 티타늄: 가볍고 생체 적합하며 매우 강함 - 항공우주 및 의료용으로 이상적.

• 알루미늄: 가볍고 강도 대 중량비가 우수함.

• 인코넬: 우수한 내열성 및 내식성을 가진 슈퍼 합금.

장점:

• 탁월한 강도와 내구성

• 기존 가공으로는 불가능한 복잡한 형상

• 최종 사용 부품 및 기능성 프로토타입에 유용

단점:

• 높은 비용

• 특수 장비 필요

• 더 느린 생산 시간

금속 3D 프린팅은 비교할 수 없는 디자인 자유도와 재료 성능을 제공하여 첨단 제조를 혁신하고 있습니다.

마지막 생각

3D 프린팅의 세계는 사용되는 재료만큼이나 다양합니다. 새로운 아이디어를 프로토타입으로 만들려는 디자이너이든, 강력한 기능성 부품이 필요한 제조업체이든, 가능한 한계를 뛰어넘으려는 연구원이든, 필요에 맞는 3D 프린팅 재료가 있습니다.

적층 제조가 계속 발전함에 따라 재료의 범위와 기능이 확장되어 새로운 응용 분야와 산업을 열어갈 것입니다. 이러한 재료를 이해하는 것은 정보에 입각한 디자인 결정을 내리고 3D 프린팅의 모든 잠재력을 실현하는 데 핵심입니다.