이 심층 개요는 3D 프린팅에 널리 사용되는 플라스틱 및 금속 재료를 탐색하고 특성과 용도를 대조하며 특정 요구 사항 및 목표를 기반으로 최적의 자료를 선택하는 데 도움이되는 구조화 된 접근 방식을 제공합니다.
플라스틱 3D 프린팅
플라스틱 3D 프린팅은 제조에 혁명을 일으켜 다양한 산업에서 더 빠른 프로토 타이핑 및 맞춤형 부품 생산을 가능하게했습니다. 잠재력을 최대한 활용하려면 사용 가능한 플라스틱 재료와 프로세스의 유형을 이해하는 것이 중요합니다. 각 재료 및 프로세스 조합은 강도, 내구성, 유연성 및 표면 품질과 같은 요소를 기반으로 다양한 응용 분야에 적합한 뚜렷한 장점을 제공합니다.
플라스틱 재료의 종류
3D 프린팅 재료는 열가소성 성, 열 세팅 플라스틱 및 엘라스토머로 분류됩니다. 이러한 각 재료는 열과 응력 하에서 다르게 작동하여 응용 프로그램의 적합성에 직접적인 영향을 미칩니다.
| 재료 유형 | 키 속성 | 공통 응용 프로그램 |
| 열가소성 | 재연 가능하고 재사용 할 수 있습니다. 일반적으로 강하고 유연합니다 | 프로토 타입, 기계 부품, 인클로저 |
| 열 세팅 플라스틱 | 경화 후 영구적으로 경화; 우수한 내열 저항 | 전기 절연체, 주조, 산업 구성 요소 |
| 엘라스토머 | 고무 같고 탄력적이며 유연합니다 | 웨어러블, 씰, 유연한 커넥터 |
열가소성증 : 이들은 녹고 재 형성 및 재활용 할 수 있기 때문에 3D 프린팅에서 가장 일반적으로 사용되는 재료입니다. 이것은 다양한 제품을 위해 다재다능합니다.
열세트 플라스틱 : 일단 경화되면이 재료는 다시 녹을 수 없습니다. 고온과 화학 저항은 극한 조건에 노출 된 산업 부품 및 부품에 적합합니다.
엘라스토머 : 신장 성과 유연성으로 알려진 엘라스토머는 유연성 또는 반복적 인 변형이 필요한 부품에 이상적입니다.
에 대한 자세한 내용 열가소성 성과 서모 세트 재료.
플라스틱 3D 프린팅 프로세스
각 3D 인쇄 프로세스는 비용, 세부 사항 및 재료 옵션 측면에서 고유 한 이점을 제공합니다. 프로세스 선택은 필요한 부분 품질, 내구성 및 생산 속도에 따라 다릅니다.
| 프로세스 | 장점 | 단점 |
| FDM (융합 증착 모델링) | 저렴한 비용, 쉬운 설정 및 넓은 재료 가용성 | 제한된 해상도, 가시 레이어 라인, 높은 디테일이 느려집니다 |
| SLA (스테레오 리소그래피) | 고해상도, 부드러운 표면 마감 | 더 비싸면 수지는 부서지기 쉽습니다 |
| SLS (선택적 레이저 소결) | 고강도, 복잡한 형상에 적합하며 지원이 필요하지 않습니다 | 높은 비용, 거친 표면 마감, 파우더 취급이 필요합니다 |
FDM : 경제성과 접근성으로 유명한 FDM은 빠른 프로토 타이핑 또는 덜 상세한 모델에 이상적입니다. 장비의 진입 비용이 낮아 교육 환경 및 애호가 응용 프로그램에서 인기가 있습니다.
SLA : SLA는 매우 고해상도 부품을 생산하므로 보석 또는 치과에 사용되는 것과 같이 부드러운 마감재가 필요한 복잡한 모델에 적합합니다. 그러나 재료는 부서지기 쉬우므로 기능적 프로토 타입에 대한 사용을 제한 할 수 있습니다.
SLS : SLS가 지원 구조없이 강력하고 내구성있는 부품을 인쇄하는 능력은 기능적 프로토 타입 및 복잡한 내부 형상이있는 부품에 이상적입니다. 단점은 더 높은 비용과 표면 마감을 개선하기위한 후 처리의 필요성입니다.
FDM 3D 프린팅
FDM 또는 융합 증착 모델링은 가장 널리 채택 된 3D 인쇄 기술입니다. 단순성, 비용 효율성 및 다양한 열가소성 필라멘트로 인기가 있습니다.
인기있는 FDM 3D 프린팅 재료
| 재료 | 특성 | 이상적인 응용 |
| PLA | 생분해 성, 인쇄 용이성 및 저렴한 비용 | 프로토 타입, 취미 모델, 시각 보조 도구 |
| ABS | 강력하고 충격 방지 및 열 내성 | 기능적 부품, 자동차 부품 |
| PETG | 유연하고 PLA보다 강하며 화학 저항성 | 컨테이너, 기계 부품, 기능적 프로토 타입 |
| TPU | 유연하고 고무 같은, 매우 탄력적입니다 | 개스킷, 신발, 유연한 부품 |
PLA : 생분해 가능하고 광범위하게 이용 가능하므로 프로토 타이핑 및 교육 프로젝트를위한 자료가됩니다. 그러나 장기 기능적 사용에 필요한 내구성이 부족합니다.
ABS :이 재료는 강도, 내열 및 인성 사이의 균형을 제공하기 때문에 자동차 및 전자 산업에서 선호됩니다. 그러나 인쇄 중 배출로 인해 가열 된 침대와 환기가 필요합니다.
PETG : PLA의 용이성과 ABS의 강도를 결합한 PETG는 일반적으로 스트레스와 화학 물질에 대한 노출을 견딜 수있는 기능적 부품에 일반적으로 사용됩니다.
TPU : TPU는 고무 같은 특성을 가진 유연한 필라멘트이므로 웨어러블 기술 또는 씰과 같은 내구성과 유연성이 필요한 부품에 이상적입니다.
SLA 3D 프린팅
SLA (스테레오 리소그래피)는 UV 레이저를 사용하여 액체 수지를 고체 부품으로 치료하고 층별로 층. 그것은 매우 상세하고 부드러운 객체를 만드는 데 탁월하여 정밀도가 중요한 산업에 특히 적합합니다.
인기있는 SLA 3D 프린팅 재료
| 재료 | 특성 | 일반적인 용도 |
| 표준 수지 | 세부 사항, 부드러운 마감, 부서지기 쉬운 | 미적 프로토 타입, 세부 모델 |
| 거친 수지 | 충격 저항성, 내구성이 향상됩니다 | 기능적 부품, 기계식 어셈블리 |
| 캐스트 가능한 수지 | 투자 캐스팅 응용 프로그램을 위해 깨끗하게 태워 버립니다 | 보석, 치과 캐스팅 |
| 유연한 수지 | 고무 같은 유연성, 휴식시 낮은 신장 | 그립, 웨어러블, 소프트 터치 구성 요소 |
표준 수지 : 이들은 매우 상세하고 시각적으로 매력적인 모델을 만드는 데 널리 사용되지만 종종 기능적 사용에는 너무 부서지기 쉬운 것입니다.
거친 수지 : 강도와 내구성이 더 필요한 부품 용으로 설계된이 수지는 재료가 기계적 응력을 견딜 수있는 기능적 프로토 타입에 이상적입니다.
캐스트 가능한 수지 :이 수지는 깨끗하게 태워서 정밀도가 중요한 보석 또는 치과 용 크라운과 같은 금속 부품을 주조하는 데 이상적입니다.
유연한 수지 : 고무 같은 특성을 제공하는이 수지는 소프트 그립 또는 웨어러블 장치와 같은 세부 사항 및 유연성이 필요한 응용 분야에 사용할 수 있습니다.
SLS 3D 프린팅
선택적 레이저 소결 (SLS)은 레이저에서 소결 가루 플라스틱을 사용하는 강력한 3D 인쇄 공정으로지지 구조가 필요하지 않고 내구성이 높은 부품을 만듭니다. SLS는 일반적으로 항공 우주 및 자동차와 같은 산업에서 기능 부품을 생성하는 데 사용됩니다.
인기있는 SLS 3D 프린팅 재료
| 재료 | 특성 | 이상적인 용도 |
| 나일론 (PA12, PA11) | 마모와 화학 물질에 강하고 내구성이 뛰어나며 내구성이 강합니다 | 기능적 프로토 타입, 기계 부품, 인클로저 |
| 유리로 채워진 나일론 | 강성 및 내열성 증가 | 스트레스가 많은 부품, 산업 응용 분야 |
| TPU | 탄성, 내구성, 고무 같은 특성 | 웨어러블, 유연한 커넥터, 개스킷 |
| Alumide | 알루미늄 분말과 혼합 된 나일론, 내열성 | 뻣뻣한 부품, 향상된 기계적 특성 |
나일론 : 강도와 내구성으로 유명한 나일론은 기능적 프로토 타입 및 생산 부품에 적합합니다. 마모 및 화학 물질에 대한 저항은 기계 및 산업 응용 분야를위한 재료입니다.
유리로 채워진 나일론 : 유리 섬유를 첨가하면 강성과 내열성이 증가하여 고 스트레스가 많은 고온 응용 분야와 같은 고온 응용 분야에 적합합니다.
TPU : FDM에서의 사용과 마찬가지로 SLS의 TPU는 씰, 개스킷 및 웨어러블 기술과 같은 내구성이 우수한 유연한 부품을 생산하는 데 탁월합니다.
Alumide :이 복합 재료는 나일론과 알루미늄 분말의 혼합으로 향상된 기계적 강도와 내열성을 제공하므로 추가 강성과 내구성이 필요한 산업 부품에 적합합니다.
3D 인쇄 재료 및 프로세스 비교
| 기능 | FDM | SLA | SLS |
| 해결 | 저에서 중간 | 매우 높습니다 | 중간 |
| 표면 마감 | 가시 레이어 라인 | 부드럽고 광택이 있습니다 | 거칠고 거친 |
| 힘 | 보통 (재료에 따라 다름) | 저에서 중간 | 높음 (특히 나일론으로) |
| 비용 | 낮은 | 중간에서 최고 | 높은 |
| 복잡한 기하학 | 지원 구조가 필요합니다 | 지원 구조가 필요합니다 | 지원이 필요하지 않습니다 |
FDM : 미학에 중점을 둔 저예산 프로토 타이핑 및 기능 부품에 가장 적합합니다.
SLA : FDM 또는 SLS 부품만큼 강하지는 않지만 매우 상세하고 시각적으로 즐거운 부품에 이상적입니다.
SLS : 더 높은 비용이 들지만 기능 프로토 타입 및 소규모 배치 생산에 대한 최상의 강도 및 복잡성의 균형을 제공합니다.
금속 3D 프린팅
금속 3D 프린팅은 주로 항공 우주, 자동차 및 의료 분야와 같은 산업의 고성능 응용 프로그램에 사용됩니다. 그것은 전통적인 제조업에서 불가능한 가볍고 강하고 복잡한 형상을 생성 할 수 있습니다.
인기있는 금속 3D 프린팅 재료
| 재료 | 특성 | 공통 응용 |
| 스테인레스 스틸 | 부식성, 내구성 | 의료 임플란트, 툴링, 항공 우주 부품 |
| 알류미늄 | 경량, 부식성, 중간 강도 | 항공 우주, 자동차, 경량 구조 |
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티타늄 | 매우 강하고 가벼우 며 생체 적합성 | 의료 임플란트, 항공 우주, 성능 부품 | | Inconel | 고온 및 부식성 니켈 합금 | 터빈 블레이드, 열교환 기, 배기 시스템 |
금속 3D 프린팅 재료는 의료 사용을위한 내열, 부식성 또는 생체 적합성과 같은 특정 응용 요구 사항에 따라 선택됩니다.
금속 3D 프린팅 대안
풀 메탈 3D 프린팅이 필요하지 않지만 여전히 강화 된 특성이 필요하면 복합 필라멘트 또는 금속 주입 플라스틱과 같은 대안이 있습니다.
| 대체 | 특성 | 이상적인 응용 프로그램 |
| 복합 필라멘트 | 경량, 강성 증가, 인쇄하기 쉬운 | 기능적 프로토 타입, 가벼운 부품 |
| 금속 주입 플라스틱 | 금속, 저렴한 비용의 모양과 느낌을 시뮬레이션합니다 | 장식적인 부분, 예술 프로젝트 |
이 재료는 전체 금속 3D 프린팅의 복잡성이나 비용없이 금속과 같은 특성을 허용하므로 강도가 강하지 않는 기능 부품에 이상적입니다.
올바른 3D 프린팅 재료를 선택하기위한 단계별 지침
1. 응용 프로그램 요구 사항을 정의하십시오
3D 인쇄 부품이 필요한 것을 명확하게 설명하여 시작하십시오.
필요한 기계적 특성 (강도, 유연성, 내구성)은 무엇입니까?
열, 화학 물질 또는 기타 환경 적 요인에 노출됩니까?
음식 안전, 생체 적합성이거나 다른 안전 표준을 충족해야합니까?
원하는 표면 마감과 외관은 무엇입니까?
2. 3D 인쇄 프로세스를 고려하십시오
사용하는 3D 프린팅 기술은 재료 옵션에 영향을 미칩니다.
FDM (융합 증착 모델링) 프린터는 PLA, ABS, PETG 및 나일론과 같은 열가소성 필라멘트를 사용합니다.
SLA (스테레오 리소그래피) 및 DLP (디지털 라이트 프로세싱) 프린터는 포토 폴리머 수지를 사용합니다.
SLS (선택적 레이저 소결) 프린터는 일반적으로 분말 나일론 또는 TPU를 사용합니다.
금속 3D 프린터는 스테인레스 스틸, 티타늄 및 알루미늄 합금과 같은 분말 금속을 사용합니다.
3. 자재 속성을 응용 프로그램 요구 사항에 맞추십시오
프린터와 호환되는 재료의 특성을 조사하고 응용 프로그램 요구 사항과 비교하십시오.
힘과 내구성을 위해 ABS, 나일론 또는 PETG를 고려하십시오.
유연성을 위해 TPU 또는 TPC를 살펴보십시오.
내열, ABS, 나일론 또는 엿보기의 경우 좋은 옵션입니다.
식품 안전 또는 생체 적합성을 위해 전용 식품 등급 또는 의료 등급 재료를 사용하십시오.
4. 사용 편의성 및 사후 처리를 평가합니다
각 자료로 작업하는 실용성을 고려하십시오.
PLA와 같은 일부 재료는 가열 된 침대와 밀폐 된 프린터가 필요한 ABS와 같은 다른 것보다 인쇄하기가 더 쉽습니다.
수지 인쇄물을 세척하고 우편으로 구축 해야하는 반면 필라멘트 인쇄물은 지원 및 샌딩 지원이 필요할 수 있습니다.
일부 재료는 최종 결과를 향상시켜 스무딩, 페인팅 또는 기타 후 처리 기술을 제공 할 수 있습니다.
5. 비용과 가용성의 요인
마지막으로 재료의 비용과 접근성을 고려하십시오.
PLA 및 ABS와 같은 일반적인 필라멘트는 일반적으로 저렴하고 광범위하게 이용 가능합니다.
탄소 섬유 또는 금속으로 채워진 필라멘트와 같은 특수 재료는 비용이 더 많이 들고 찾기가 더 어려울 수 있습니다.
SLA, DLP, SLS 및 금속 프린터의 수지 및 금속 분말은 필라멘트보다 더 비싼 경향이 있습니다.
결론
3D 프린팅 재료는 광범위한 애플리케이션을위한 다양한 옵션을 제공합니다. 재료를 선택할 때는 기계적 특성, 열 안정성 및 화학 저항과 같은 특정 요구 사항을 고려하십시오. 각 자료의 속성 및 응용 프로그램을 이해하면 3D 인쇄 프로젝트에 가장 적합한 옵션을 선택할 수 있습니다.
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3D 프린팅 재료 FAQ (간결함)
1. 가장 일반적인 3D 프린팅 재료는 무엇입니까?
PLA, ABS, PETG 및 나일론과 같은 열가소성.
2. PLA와 ABS의 차이점은 무엇입니까?
PLA : 식물 기반, 인쇄하기 쉬우 며 덜 강력하고 내열성.
ABS : 석유 기반, 강력하고 강력한 내성, 뒤틀림이 발생하기 쉽습니다.
3. 어떤 유연한 3D 프린팅 재료를 사용할 수 있습니까?
TPU (열가소성 폴리 우레탄) 및 TPC (Thermoplastic co-polyester).
4. 3D 프린트 금속 부품을 할 수 있습니까?
예, 특수 금속 3D 프린터 또는 후 처리 플라스틱 인쇄물.
5. 3D 프린트 플라스틱 음식-안전입니까?
PLA 및 ABS와 같은 표준 플라스틱은 아니지만 PET 및 PP와 같은 특정 식품 등급 재료입니다.
6. 3D 프린팅 수지와 필라멘트의 차이점은 무엇입니까?
7. 3D 프린팅 재료를 어떻게 재활용 할 수 있습니까?
플라스틱을 갈아서 다시 엑스 트루 드, 재활용 또는 산업 퇴비 PLA를 수집하고 정렬합니다.
