3D 프린팅 필라멘트 혁신, 제조 가능성 확대

3D 프린터를 마법사로, 다채로운 필라멘트를 마법의 재료로 상상해 보세요. 겉보기에는 평범한 이 실들이 플라스틱 펠릿에서 손 안의 마법 실로 놀라운 변신을 합니다. 오늘, 3D 프린팅 필라멘트 뒤에 숨겨진 매혹적인 이야기를 공개하여 전체 수명 주기를 이해하고 진정한 3D 프린팅 전문가가 될 수 있도록 돕겠습니다.

필라멘트란 무엇인가요?

필라멘트는 주로 열가소성 고분자로 구성됩니다. 이 플라스틱은 독특한 특징을 가지고 있습니다. 가열하면 부드러워져 성형이 가능하고, 냉각되면 굳어져 형태를 유지합니다. 모델링 점토와 마찬가지로 열가소성 수지는 반복적으로 가열, 성형, 냉각될 수 있어 융합 필라멘트 제작(FFF) 3D 프린팅에 이상적입니다.

열가소성 수지는 본질적으로 단량체라고 하는 작은 단위의 긴 사슬인 고분자로 구성됩니다. 각 진주가 단량체를 나타내고 전체 가닥이 고분자를 형성하는 진주 목걸이를 상상해 보세요. 동일한 단량체가 연결되면 균일한 고분자가 생성됩니다. 그러나 서로 다른 단량체를 결합하면 다양한 색상과 모양의 진주를 혼합하여 더욱 다재다능한 목걸이를 만드는 것과 유사하게 다양한 특성을 가진 공중합체가 생성됩니다.

제조 과정

필라멘트 생산에는 몇 가지 주요 단계가 포함됩니다.

• 원료 선택: 제조업체는 PLA, ABS, PETG와 같이 다양한 유형으로 제공되는 작은 곡물과 같은 입자인 플라스틱 펠릿으로 시작하며, 각 펠릿은 서로 다른 응용 분야에 대해 고유한 특성을 제공합니다.
• 혼합 및 배합: 성능을 향상시키기 위해 첨가제를 기본 플라스틱과 혼합합니다. 이러한 첨가제는 기본 레시피를 변형시키는 요리 재료와 유사하게 강도 부스터, 열 안정제 또는 착색제를 포함할 수 있습니다.
• 건조 과정: 잔류 수분은 필라멘트 품질을 손상시켜 시간이 지남에 따라 젖은 나무가 뒤틀리는 것과 유사한 인쇄 결함을 유발할 수 있으므로 수분 제거가 중요합니다.
• 압출: 건조된 펠릿은 본질적으로 큰 주사기인 압출기에서 녹인 다음 다이를 통해 밀어 넣어 필라멘트의 정확한 직경(일반적으로 1.75mm 또는 2.85mm)을 형성합니다. 용융된 플라스틱은 냉각되어 최종 제품으로 굳어집니다.
• 스풀링 및 포장: 완성된 필라멘트는 스풀에 감겨져 소비자에 도달하기 전에 수분 흡수 및 오염을 방지하기 위해 조심스럽게 포장됩니다.

첨가제 및 공중합체: 가능성 확장

다양한 첨가제 및 재료 조합은 특수 필라멘트를 생성합니다.

• 보강재: 유리 섬유, 탄소 섬유 또는 금속 분말은 드론 프레임 또는 장식용 금속 물체와 같은 까다로운 응용 분야의 강도를 높입니다.
• 착색제: 안료는 진홍색 스포츠카에서 청록색 해양 생물에 이르기까지 미적으로 만족스러운 인쇄를 위해 생생한 색상을 생성합니다.
• 안정제: 산화 방지제는 환경 노출으로 인한 열화를 방지하여 장기간 사용 수명을 연장합니다.
• 대전 방지제: 이것들은 먼지 흡착을 줄여 인쇄의 청결을 유지합니다.
• 난연제: 고온 환경에 필수적이며 연소 위험을 최소화합니다.
• 가소제: 이러한 첨가제는 전화 케이스 또는 인체 공학적 신발에 적합한 굽힘 가능한 재료를 생성합니다.

공중합체는 서로 다른 플라스틱을 결합하여 재료 특성을 더욱 다양화합니다. 예를 들어 PLA와 ABS를 혼합하면 인쇄 용이성과 내열성을 모두 갖춘 필라멘트가 생성됩니다.

올바른 필라멘트 선택

적절한 필라멘트를 선택하려면 다음 사항을 고려해야 합니다.

• 응용 분야 요구 사항: 구조 부품에는 강화 필라멘트가 필요하고 유연한 구성 요소에는 탄성 혼합물이 필요합니다.
• 프린터 호환성: 일부 기계는 특정 재료만 허용하는 반면 다른 기계는 더 넓은 범위를 지원합니다.
• 환경 조건: 습기에 민감한 재료는 건조한 보관 또는 특수 취급이 필요합니다.
• 사용자 경험: 실험을 통해 개별 요구 사항 및 선호도에 맞는 최적의 재료를 식별하는 데 도움이 됩니다.

필라멘트 구성, 제조 및 선택 기준을 이해하면 제작자가 3D 프린팅의 잠재력을 최대한 활용할 수 있습니다. 재료 과학이 발전함에 따라 산업 및 취미 모두에서 혁신적인 응용 분야의 가능성도 커질 것입니다.