일반적 내열성 3D 프린팅 플라스틱

 3D 프린팅에서 열가소성 플라스틱은 이미 널리 사용되고 있습니다. 하지만 고온에서도 안정성을 유지해야 하는 특정 응용 분야에서는 고내열성 플라스틱 소재가 매우 중요한 역할을 합니다. 이번 글에서는 자주 사용되는 대표적인 내열성 3D 프린팅 플라스틱 소재들과 그 특징을 소개하고, 프린팅 과정에서 발생할수 있는 과열 문제를 어떻게 효과적으로 대응할 수 있는지도 함께 알아보겠습니다.

일반적인 내열성 3D 프린팅 플라스틱 소재

1. ABS(아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌)는 내구성과 내열성이 뛰어난 대표적인 열가소성 플라스틱으로, 최대 약 100°C의 온도까지 견딜 수 있습니다. 기능성 시제품, 자동차 부품, 하우징 등에 널리 사용되며, 실용성과 가공성이 뛰어난 소재로 알려져 있습니다.

2.PETG(폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜)는 유연성과 강도를 동시에 갖춘 소재로, 우수한 내열성으로 약 70~80°C의 온도에서도 안정적인 성능을 보입니다. 식품 안전, 용기, 기계 부품 등에 자주 사용되며, 투명도와 내충격성도 우수해 실용성이 높은 플라스틱입니다.

3.PC(폴리카보네이트)는 뛰어난 강도와 내열성으로 잘 알려져 있으며, 약 140°C 이상의 온도도 견딜수 있습니다. 헬멧, 자동차 헤드라이트 렌즈, 방탄 유리 등 다양한 분야에서 널리 사용됩니다.

4.PEEK(폴리에테르에테르케톤)은 반결정성 열가소성 플라스틱으로, 우수한 내식성과 높은 기계적 강도를 가지고 있습니다. 항공우주 및 의료용 임플란트와 같이 고난이도의 응용 분야에서 사용됩니다. PEEK의 융점은 343°C이며, 약 170°C의 고온 환경에서도 안정적으로 사용될 수 있습니다. 따라서 인쇄 환경에 대한 요구 조건이 매우 높으며, 충분한 열 공급이 필요합니다.

5.TPU(열가소성 폴리우레탄)는 유연하고 탄성이 뛰어난 소재로, 약 80~100°C까지의 내열성을 갖고 있습니다. 휴대폰 케이스, 가스켓 등 유연한 부품을 제작하는데 적합한 재료입니다.

6.PP(폴리프로필렌)은 알칼리, 애시드, 유기용제에 대한 뛰어난 화학적 저항성을 가지고 있습니다. 최대 100°C의 내열성을 자랑하여, 식품 용기나 자극적인 화학 물질과 접촉하는 인쇄 부품에 자주 사용됩니다.

플라스틱 프린팅의 과열 문제를 해결하는 방법

 플라스틱은 압출기에서 뽑혀 나올 때 보통 190도에서 310도 사이의 온도를 가집니다. 이때는 아직 뜨거워서 유연하게 다양한 형태로 만들수 있습니다. 하지만 식기 시작하면 금방 단단해져, 원형태 그대로 유지하게 됩니다. 그래서 노즐을 통해 플라스틱이 원활히 흐를수 있도록 하면서도, 3D 프린팅된 부품이 정확한 치수를 유지할수 있도록 빠르게 굳도록 하기 위해서는 출력 온도의 뜨거움과 냉각 사이의 균형을 잘 맞추는 것이 중요합니다.

1.냉각 부족

과열이 발생하는 가장 흔한 원인은 플라스틱을 충분히 식히지 않았기 때문입니다. 이렇게 되면 뜨거운 플라스틱이 천천히 식는 동안 형태가 쉽게 변하게 됩니다. 대부분의 플라스틱은 출력 후의 변형을 방지하기 위해 각 레이어를 빠르게 냉각시키는 것이 좋습니다. 프린터에 냉각 팬이 있다면, 팬의 세기를 높여서 플라스틱이 더 빨리 식도록 해보세요.

2.과도한 출력 온도

플라스틱을 더 낮은 온도에서 압출하면 더 빨리 굳으면서 형태를 잘 유지할수 있습니다. 출력 온도를 5~10도 정도 낮춰보세요. 다만 온도를 너무 많이 낮추면 플라스틱이 충분히 녹지 않아 노즐의 작은 구멍을 제대로 통과하지 못할수 있으니 주의해야 합니다.

3.과도한 출력 속도

각 레이어를 너무 빠르게 출력하면, 이전 레이어가 충분히 식기 전에 다음 뜨거운 플라스틱이 그 위에 쌓이게 될수 있습니다. 특히 각 레이어가 몇 초 만에 출력되는 아주 작은 부품에서는 이런 문제가 더 중요하게 작용합니다. 작은 레이어의 경우 출력 속도를 줄여서, 다음 레이어가 출력되기 전에 충분히 식고 굳을수 있도록 해주는것이 좋습니다.

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