[3D프린팅소재] 3D프린팅 FDM용 소재 특징

안녕하세요. '나도부자다'입니다.
오늘은 3D프린팅 기술 중에서 가장 많이 사용되고 있는 FDM 3D프린팅 기술의 소재관점에서 포스팅하고자합니다. FDM기술은 용융적층방식이므로 사용되는 소재는 낮은 온도에서 잘 녹아야됩니다. 그래서 가장많이 사용되는 소재가 열가소성 플라스틱 소재입니다. 열가소성 플라스틱은 온도에 따라 녹았다가 다시 굳어지는 플라스틱이라 이해하시면 됩니다. 예를 들어 열경화성 소재인 타이어 만들때 사용되는 고무는 사용할 수 없는 것이죠. 그렇다면 주로 어떤 소재가 FDM프린터에 많이 사용될까요? 시장자료에 따르면 PLA소재와 ABS소재가 가장많이 사용되고 있습니다.

출처: 위키피디아 PLA

출처: 위키피디아 ABS

그 이유는 간단한데요 프린팅 조건을 가장쉽게 세팅할 수 있고 또 조형물을 만들었을 때 가장 안정적이기 때문입니다.

다른소재는 사용할 수 없을 까요? 당연히 사용할 수 있습니다. 그대신 다음과 같은 조건을 만족해야합니다.

첫째, 녹았다가 다시 굳을 때 너무 빨리 굳으면 안됩니다. 그 이유는 FDM 3D프린터는 집에서 흔히 사용하는 글루건과 같은 원리로 작동하는데 너무 빨리 굳게 되면 베드에 부채이 되지 않거나 층간의 접착력이 떨어 질 수 있기 때문입니다. 예를 들면 여러분이 글루건으로 무언가를 붙인다고 가정했을 때 적당한 시간 후에 굳어서 접착이 되어야 하기 때문입니다. 만약 너무 빨리 굳는다면 글루건으로 짜내자마자 굳어서 사용하기 힘들겠죠. 이런개념으로 생각하면됩니다. 그래서 사용할 수 있는 소재가 한정적이죠. 지금까지 설명한 특성이 바로 결정화 속도입니다. 결정화 속도는 일반적으로 플라스틱을 이루고 있는 분자 구조가 단순할때 빨라지는 특성이 있습니다. 가령, 퍼즐을 맞출때 큰퍼즐 보다 작은퍼즐을 맞추기까지의 시간이 더 오래 걸리는거죠. 결론적으로 이야기하자면 결정화속도가 느린것이 좋습니다.

둘째, 변형이 쉽게 일어나면 안됩니다. 플라스틱이든 어떤 물질이든(물 제외) 상이 바뀔때 부피가 변하게 되는데 액상에서 고상으로 갈 때 부피가 줄어들게 됩니다. 이렇게 상이 변할때 부피가 상대적으로 변하지 않는 소재가 사용하기 좋은 것이죠.

이 두가지를 가장 잘 만족하는 소재가 바로 PLA, ABS, PETG, PVA, HIPS 등이 있습니다.

이상으로 포스팅을 마치겠습니다.