부서지기 쉬운 인쇄물 수정: PLA와 PLA+에 대한 엔지니어의 평가

매주 새로운 고객이 제 공장에 들어와 익숙한 이야기를 들려줍니다. 아름답게 인쇄되었지만 깨끗하게 두 동강 난 플라스틱 부품을 들어 올리며 "이해가 안 돼요. PLA+로 인쇄했는데... 강한 "그게 왜 실패했을까?"

내 대답은 항상 똑같아요. 나는 두 조각을 집어들어요. 내 책상에 있는 필라멘트—표준 PLA 하나, 제가 ​​신뢰하는 PLA+ 브랜드 중 하나입니다. 둘 다 구부립니다. 일반 PLA는 약간 구부러지고 날카로운 스냅, 부러집니다. PLA+는 더욱 휘어지고, 응력으로 인해 하얗게 변하며, 최종적으로 찢어지기 전까지 오랫동안 변형이 지속됩니다.

"그게" 내가 그들에게 말했다. "전체 이야기예요."

PLA와 PLA+(PLA Pro라고도 함)를 둘러싼 혼란은 데스크톱 3D 프린팅 업계에서 가장 큰 좌절감과 막대한 비용 손실을 초래하는 실패의 원인 중 하나입니다. 이는 뛰어난 기술력에서 비롯된 문제입니다. 자료 불투명한 마케팅으로 과학이 흐려졌습니다. 정보에 기반한 엔지니어링 결정을 내리려면 "+"가 실제로 무엇을 의미하는지, 그리고 더 중요하게는 그것이 무엇을 의미하는지 이해해야 합니다. 하지 않습니다.

지금 당장 답변이 필요한 분들을 위해 핵심을 말씀드리겠습니다.

제품 특장점	표준 PLA	PLA+ (강력 PLA)
핵심 이점	사용 편의성이 뛰어나고 견고하며 디테일이 뛰어납니다.	인성 및 충격 저항성이 크게 향상되었습니다.
주요 약점	매우 취성이 강하고 저온 저항성이 있음	인쇄하기 약간 어렵고, 내열성이 낮음
강도(강성)	더 높은 강성(굽힘 탄성률)	강성이 낮고 유연성이 더 뛰어납니다.
강도(강인함)	매우 낮음(쉽게 깨짐)	5-10배 더 높음 (부러지기 전에 구부러지다)
온도 저항	불량(약 60°C / 140°F에서 연화됨)	불량(약 60°C / 140°F에서 연화됨)
인쇄 가능성	인쇄하기 가장 쉬운 소재(10/10)	약간 더 까다롭고 더 높은 온도가 필요합니다(8/10)
비용	최저 비용	표준 PLA보다 15-30% 더 비쌉니다.
지원 기기	"겉모습과 비슷한" 프로토타입, 시각적 모델	"작동하는" 프로토타입, 스냅핏, 기능적 부품

하지만 이 표는 아무리 유용하더라도 전체 이야기를 말해주지는 않습니다. why PLA+는 망치로 맞아도 깨지지 않는 반면, 일반 PLA는 유리처럼 깨집니다. 이를 이해하려면 기본으로 돌아가야 합니다.

기초: 표준 PLA란 무엇인가?

"플러스"를 추가하기 전에 먼저 기본 원리를 이해해야 합니다. 폴리락틱산(PLA)은 취미 및 전문가용 3D 프린팅의 명실상부한 왕좌를 차지하고 있으며, 그럴 만한 이유가 있습니다. 옥수수 전분이나 사탕수수와 같은 재생 가능한 자원에서 추출한 열가소성 폴리에스터입니다. 우리 세계에서 PLA는 초도 제작 프로토타입, 건축 모형, 그리고 기계적 성능보다 시각적 충실도가 더 중요한 모든 것에 사용되는 소재입니다.

익히지 않은 날것의 스파게티를 생각해 보세요. 뜯어보려고 하면 아주 뻣뻣하고 강합니다(높은 인장 강도). 하지만 조금만 구부리면 아무런 경고 없이 부러집니다. 이것을 취성 파괴이는 표준 PLA의 결정적인 특성입니다.

이러한 취성은 반결정질 분자 구조에서 비롯됩니다. PLA는 단단하여 선명한 디테일을 인쇄하고 다른 소재에서 흔히 발생하는 "뒤틀림" 현상을 방지하는 데 적합합니다. 또한 유리 전이 온도(Tg)가 약 60°C(140°F)로 낮습니다. 이러한 낮은 온도 덕분에 PLA는 인쇄가 매우 쉽고(가열 베드나 인클로저가 필요하지 않음), 뜨거운 차 안에 PLA 부품을 방치해서는 안 됩니다.

따라서 표준 PLA는 다음과 같습니다.

• 인쇄가 용이함: 내구성이 뛰어나고, 뒤틀림이 적으며, 독성 가스가 발생하지 않습니다.
• 뻣뻣하고 강함(긴장 시): 정적인 하중을 지탱하는 부품에 적합합니다.
• 다루기 힘든: 충격 저항성이 거의 없습니다.
• 저온 저항 : 햇빛에 두지 마세요.

그것은 완벽한 "유사한" 프로토타입을 위한 재료 - 부품 더 비싼 제조 공정을 시작하기 전에 디자인의 형태와 적합성을 확인할 수 있습니다.

백만 달러짜리 질문: PLA+의 "+"는 무엇인가요?

가장 중요한 것은 다음과 같습니다. "PLA+"는 표준화된 소재가 아니라 마케팅 용어입니다.

화학적 조성이 정의된 ABS(아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌)나 PETG(폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜)와 달리, "PLA+"는 필라멘트 제조업체가 기계적 특성을 개선하기 위해 개질한 자체 PLA 블렌드에 사용하는 포괄적인 명칭일 뿐입니다.

비밀은 첨가제에 있습니다. 기본 소재는 여전히 PLA이지만, 제조사는 PLA의 거동을 바꾸기 위해 충격 보강제 및 기타 폴리머와 혼합했습니다. 이렇게 생각해 보세요. 일반 PLA는 100% PLA입니다. PLA+는 90% PLA에 10% 다른 성분을 첨가한 것입니다. 그 "다른 성분"은 보통 폴리우레탄의 일종으로, 가장 흔히 TPU(열가소성 폴리우레탄)로, 유연한 소재를 만드는 데 사용되는 것과 같은 물질입니다. 전화 상자.

이 고무성 폴리머를 소량 강성 PLA 매트릭스에 첨가함으로써 제조업체는 재료의 방식을 근본적으로 변경합니다. 응력을 처리합니다. 충격 에너지가 균열(취성 파괴)로만 가는 대신, 고무 첨가제가 그 에너지를 흡수하고 소산시켜 부품이 파손되기 전에 휘어지고 변형될 수 있도록 합니다. 재료는 취성에서 두들겨 펼 수 있는.

이것이 바로 "+"의 마법입니다. 전통적인 의미에서 반드시 더 강한 것은 아니지만 (사실, 종종 덜 단단합니다), 극적으로, 경이롭게 강하다.

두 개의 지그 이야기: 내 첫 번째 "PLA+" 변환

PLA+의 비즈니스 가치를 처음으로 진정으로 이해했던 순간을 기억합니다. 의료 기기 한 회사가 문제를 가지고 저희에게 찾아왔습니다. 조립 라인에서 수십 개의 3D 프린팅 지그를 사용하여 부품을 고정했습니다. 저렴하고 빠르기 때문에 일반 PLA로 출력했습니다.

문제는 작업자가 사람이었다는 점이었습니다. 가끔 지그를 떨어뜨리거나 도구로 부딪히곤 했습니다. 그럴 때마다 PLA 지그가 부서졌습니다. 누군가 인쇄실로 달려가 예비 지그를 가져오는 동안 30분의 생산 시간이 낭비되었습니다. 이로 인해 매주 수천 달러의 숨겨진 가동 중단 비용이 발생했습니다.

그들은 알루미늄으로 지그를 가공할 수 있냐고 물었습니다. 가능하긴 했지만, 현재 플라스틱에 5달러씩 쓰고 있는데 지그 하나당 300달러가 더 들 것이라고 했습니다.

저는 다른 해결책을 제안했습니다. 똑같은 디자인을 가져와 같은 기계에 출력했는데, 고품질의 "강력한 PLA"(제가 테스트해 본 PLA+ 브랜드)를 사용했습니다. 다음 날, 저는 그들의 공장에 가서 수석 엔지니어에게 원래 PLA 지그를 건네주고 콘크리트 바닥에 떨어뜨려 보라고 했습니다. 지그는 세 조각으로 폭발했습니다.

그러고 나서 그에게 새 PLA+ 지그를 건넸습니다. 그는 지그를 떨어뜨렸고, 튕겨 나갔습니다. 벽에 던졌더니 벽에 자국이 남았습니다. 그는 망치로 지그를 쳤습니다. 지그는 움푹 패이고 변형되었지만, 산산조각 나지는 않았습니다. 충격을 흡수한 것이었죠.

그의 표정이 모든 것을 말해 주었습니다. 필라멘트 비용이 20% 증가(지그당 5달러에서 6달러로)했지만, 주간 가동 중단으로 인한 수천 달러의 손실을 줄였습니다. 학문적인 의미에서 지그를 "더 강하게" 만든 것이 아니라, 실제 환경에서 더 튼튼하고 복원력이 뛰어나도록 만들었습니다. 이것이 바로 PLA+의 철학입니다.

우리는 핵심적인 차이점을 확인했습니다. 일반 PLA는 단단하지만 잘 부러지는 반면, PLA+는 단단함은 떨어지지만 훨씬 더 강합니다. 이제 이러한 차이점이 수치상으로 어떻게 나타나는지, 그리고 PLA+는 차세대 엔지니어링 등급 필라멘트와 비교했을 때 어떤지 알아보겠습니다.

엔지니어링 대결: PLA 대 PLA+ 대 PETG

부서진 지그 이야기는 핵심 원리를 잘 보여주지만, 제 공장에서는 이야기만으로 결정을 내리는 것이 아닙니다. 데이터를 기반으로 합니다. 진정으로 정보에 기반한 선택을 하려면 이러한 소재 간의 차이를 정량화해야 합니다. 그리고 그 비교를 진정으로 유용하게 만들기 위해서는 폴리머 사다리의 다음 단계인 PETG를 도입해야 합니다.

PETG(폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜)는 생수병 제작에 사용되는 플라스틱 계열과 동일합니다. PLA의 사용 편의성과 ABS와 같은 산업용 소재의 내구성을 연결하는 다리 역할을 하는 것으로 여겨집니다. PETG는 중요한 중간 지점에 위치하며, 어떤 소재가 적합한지 이해하는 것이 올바른 결정을 내리는 데 중요합니다.

아래는 제 엔지니어들과 함께 사용하는 비교표입니다. 이 표는 절대적인 수치는 아니며 제조업체마다 약간의 차이가 있을 수 있습니다. 하지만 실제 성능은 예상하실 수 있습니다. 표 작성 후, 이 수치들이 여러분의 부품에 어떤 의미를 갖는지 자세히 살펴보겠습니다.

제품 특장점	표준 PLA	PLA+ (강력 PLA)	PETG
주요 이점	사용 편의성, 견고성, 디테일	인성, 충격 저항성	내구성, 내열성, 낮은 수축률
주요 약점	다루기 힘든, 저온 저항성	저온 저항	스트링, 흡습성(습기를 흡수함)
굽힘 탄성률(강성)	~3.5 GPa(매우 단단함)	~2.8 GPa(더욱 유연함)	~2.1 GPa(세 가지 중 가장 유연함)
충격 강도(인성)	매우 낮음 (~10-15 kJ/m²)	높음  (~40-60 kJ/m²)	매우 높음  (~80-100 kJ/m²)
유리 전이 온도(Tg)	~60°C(140°F)	~60°C(140°F)	~80°C(176°F)
인쇄 가능성	10/10 (가장 쉬움)	8/10 (온도가 약간 더 높고 냉각성이 좋습니다)	7/10 (끈이 생기기 쉬우므로 건조가 필요합니다)
흡습성	높음	높음	높음  (건조하게 유지해야 함)
자외선 저항	불량(햇빛에 의해 분해됨)	불량(햇빛에 의해 분해됨)	좋은 (일부 야외 사용에 적합)
비용	$ (기준선)	$$ (PLA보다 약 20% 더 많음)	$$ (PLA보다 약 25% 더 많음)
평결: 가장 적합한 대상은…	닮은 프로토타입, 건축 모형	작동하는 것과 유사한 프로토타입, 스냅핏, 지그	기능성 부품, 기계 하우징, 야외용 품목

이제 이 행들이 실제로 무엇을 의미하는지 살펴보겠습니다.

데이터 디코딩: 강도 대 강성 대 인성

이는 재료 과학에서 가장 오해받는 개념이며, PLA 대 PLA+ 논쟁의 핵심입니다.

• 강성(굽힘 탄성률): 이는 재료의 굽힘 저항을 ​​측정합니다. 숫자가 높을수록 재료가 더 단단하다는 것을 의미합니다. 표준 PLA는 차트에서 가장 단단한 재료입니다.. 그래서 딱딱하고 강하게 느껴지는 거예요. 부러지기 전까지는요.
• 인성(충격 강도): 이는 재료가 에너지를 흡수하고 파괴되지 않고 변형되는 능력을 측정합니다. 이것이 바로 망치 시험입니다. 하지만 여기서는 이야기가 완전히 반대입니다. PLA+는 표준 PLA보다 3~5배 더 튼튼하고, PETG는 PLA+보다 거의 2배 더 튼튼합니다.

그것을 이런 식으로 생각 :

• 일반 PLA는 유리막대와 같습니다. 매우 단단해서 무거운 무게를 지탱해도 휘지 않지만, 날카로운 충격에는 깨질 수 있습니다.
• PLA+는 두꺼운 나무못과 같습니다. 같은 무게를 지탱해도 눈에 띄게 휘어지지만, 망치로 내리치면 움푹 들어가고 깨지지는 않습니다.
• PETG는 나일론 막대와 비슷합니다. 훨씬 더 유연해서 망치로 부수기가 매우 어렵습니다.

테이크 아웃 : 부품이 절대적으로 견고해야 하고 갑작스러운 충격을 받지 않아야 한다면 일반 PLA로 충분합니다. 떨어뜨리거나, 휘거나, 제자리에 고정될 수 있는 기능성 부품이라면 PLA+가 최소 요건입니다.

열 문제: 유리 전이 온도(Tg)

이것은 두 번째로 중요한 행입니다. 유리 전이 온도(Tg)는 폴리머가 딱딱한 유리 상태에서 부드럽고 고무 같은 상태로 전이되는 지점입니다.

중요한 점을 발견하셨나요? PLA와 PLA+는 모두 내열성이 낮습니다. PLA+에 인성을 부여하는 첨가제는 다음과 같습니다. 아무것도 더운 차에서 성능을 개선하기 위해서입니다. 둘 다 같은 조건에서 쓸모없는 물웅덩이로 변할 것입니다.

PETG가 진정한 가치를 보여주기 시작하는 곳입니다. 엔지니어링 재료약 80°C의 유리전이온도(Tg)로 20도의 추가적인 열 헤드룸을 제공합니다. 여름날에도 끄떡없는 대시보드 거치대와 스마트폰을 떨어뜨리는 거치대의 차이입니다.

숨겨진 살인자: 습기(흡습성)

모든 3D 인쇄 필라멘트 흡습성이 있어 공기 중의 수분을 흡수합니다. 하지만 완전히 똑같은 것은 아닙니다. 필라멘트가 수분을 흡수하면 물 분자가 갇히게 됩니다. 인쇄 중, 이렇게 갇힌 수분은 핫엔드에서 즉시 증기로 변하여 펑, 삐걱거림, 거품을 발생시킵니다. 결과적으로 인쇄 품질이 약하고 끈적끈적하며 보기 흉하고 층 접착력도 떨어집니다.

PLA와 PLA+는 습기에 비교적 강합니다. 일반적인 환경에서 스풀을 몇 주 동안 꺼내 놓아도 여전히 잘 인쇄될 가능성이 높습니다.

하지만 PETG는 수분을 흡수하는 스펀지입니다. PETG 스풀을 습한 환경에 며칠만 방치해도 문제가 발생할 수 있습니다. RM에서는 모든 PETG 스풀을 건조제 팩과 함께 밀폐 용기에 보관하고, 중요한 작업의 경우 인쇄 전 전용 오븐에서 4~6시간 동안 필라멘트를 건조합니다. 이는 대부분의 취미 작가들이 거치지 않는 단계이며, PETG 사용에 어려움을 겪는 가장 큰 이유입니다.

인쇄 경험: 사용 편의성 및 실용성

PLA가 최고인 데에는 이유가 있습니다. 바로 놀라운 내마모성입니다. 거의 모든 표면에 잘 붙고, 별도의 마감 처리가 필요 없으며, 최소한의 튜닝만으로도 아름다운 결과물을 만들어냅니다. "그냥" 작품” 자료.

PLA+도 PLA만큼 쉽지만, 첨가제가 완전히 녹고 레이어가 제대로 접착되도록 약간 더 높은 온도(보통 10~15°C 더 높음)에서 인쇄하는 것이 좋습니다. 또한, 부품 냉각이 잘 되어 선명한 디테일을 유지하는 것이 좋습니다.

PETG는 학습 곡선이 가파른 편입니다. "끈적임"이나 "스며남" 현상이 나타나 인쇄물 전체에 거미줄처럼 가는 털이 남습니다. 수축 설정을 신중하게 조정하면 이러한 문제를 해결할 수 있지만, 더 많은 노력이 필요합니다. 또한, 더 높은 온도의 노즐(230~250°C)과 우수한 접착력을 위한 가열 베드(70~85°C)가 필수적입니다.

간단한 사례 연구: 드론 랜딩 기어

농업용 드론 스타트업 고객이 랜딩 기어 프로토타입을 제작하고 있었습니다. 처음에는 일반 PLA 소재로 시작했습니다. 부품은 완벽해 보였지만, 첫 번째 착륙 시 기어가 깨지면서 값비싼 카메라 탑재물이 위험해졌습니다.

그들은 PLA+로 전환했습니다. 엄청난 개선이었습니다. 이제 착륙 시 기어가 휘어져 충격을 흡수할 수 있었습니다. 변형되고 휘어지긴 했지만, 부서지지는 않았습니다. 시제품 제작에는 문제가 없었지만, 몇 번의 착륙을 거치면서 휘어진 기어를 교체해야 했습니다.

마지막으로 PETG 소재로 부품을 인쇄했습니다. 완벽한 균형을 이루었습니다. 강한 착륙 시 파손 없이 충분히 유연하면서도, 충격이 심각하지 않으면 원래 모양으로 복원될 만큼 단단했습니다. 게다가 드론은 뜨거운 아스팔트 포장 도로에 자주 놓여 있었는데, PETG의 높은 Tg 덕분에 기어가 햇빛에 천천히 변형되는 것을 방지할 수 있었습니다. 약간 더 높은 소재의 경우, 비용과 약간 더 많은 인쇄 튜닝 타임을 거쳐 그들은 실제로 현장에서 사용할 수 있는 기능적인 부품을 얻었습니다.

우리는 확립했습니다 재료 특성 그리고 그 실질적인 의미. 선택은 분명해 보입니다. 외관은 PLA, 견고함은 PLA+, 내구성은 PETG입니다. 하지만 이는 방정식의 절반에 불과합니다. 좋은 소재가 나쁜 디자인을 살릴 수는 없습니다. 이러한 소재의 장점을 활용하고 단점을 피하도록 부품을 설계하려면 어떻게 해야 할까요?

적층 제조를 위한 설계(DfAM): 재료를 돈으로 전환

우리는 재료의 특성과 그 실제적인 의미를 확립했습니다. 선택은 분명해 보입니다. 외관은 PLA, 견고성은 PLA+, 내구성은 PETG입니다. 하지만 이는 방정식의 절반에 불과합니다. 제 공장에서는 설계가 잘못되어 수백만 달러짜리 재료가 10달러짜리 결과물을 만들어내는 것을 보았습니다. 반대로, 엔지니어의 작업 그들은 한 가지 중요한 진실을 이해했기 때문에 값싼 필라멘트로 기적을 만들어냈습니다. 아무리 좋은 소재라도 나쁜 디자인을 살릴 수는 없습니다.

3D 프린팅 공정에 맞게 특별히 부품을 설계하는 과정을 설계라고 합니다. 첨가제 제조또는 DfAM. 이것은 싸우는 것과 기계와 작업 RM에서 가장 중요하게 여기는 DfAM 규칙 다섯 가지는 다음과 같습니다. 이 규칙들을 무시하는 것은 고성능 필라멘트 한 스풀을 값비싼 폐기물 더미로 만드는 가장 빠른 방법입니다.

규칙 1: 속도가 아닌 힘을 위해 방향을 잡으세요

이것은 FDM(융합 적층 조형)의 타협할 수 없는 기본 원칙입니다. 출력하는 모든 부품에는 층층이 쌓인 선으로 형성된 눈에 보이지 않는 나뭇결이 있습니다. 본드 사이에 이러한 층은 항상 단일 연속 압출 플라스틱 가닥의 강도보다 상당히 약합니다. 이러한 특성을 이방성이라고 하며, 이를 무시하면 부품이 파손됩니다.

선반을 고정하기 위해 설계된 간단한 브래킷을 상상해보세요.

• 잘못된 방향: 만약 너라면 브라켓을 서서 인쇄하세요 위로 올라가면 층선은 선반과 평행을 이룰 것입니다. 선반을 아래로 당기는 힘은 층을 떼어내려는 방향으로 작용할 것입니다. 즉, 가능한 가장 약한 방향으로 작용할 것입니다. 결제 게이트웨이, 스냅.
• 오른쪽 방향: 브래킷을 평평하게 눕혀서 출력하면, 레이어 선은 힘과 수직이 됩니다. 힘은 이제 길고 연속적인 플라스틱 가닥을 잡아당기고 있습니다. 부품은 최대 강도를 발휘하게 되며, 방향이 잘못된 부품보다 5~10배 더 강한 경우가 많습니다.

내 공장의 사례: 우리는 새로운 엔지니어를 위한 일련의 C-클램프 인쇄 PLA+를 사용하는 조립 스테이션에서 작업했습니다. 디자인은 괜찮았지만, 첫 번째 배치는 조이려고 하자마자 "C" 윗부분에서 계속 부러졌습니다. 제가 다가가서 부러진 부품들을 살펴보니 깨끗하고 투명한 레이어 라인이 눈에 띄었습니다. 그는 빌드 플레이트에 더 많은 부품을 한 번에 넣기 위해 세워서 출력했습니다. 클램프 하나를 옆으로 눕혀 출력했는데, 완벽하게 작동했습니다. 하나를 출력하는 데는 네 배나 시간이 걸렸지만, 첫 번째 배치는 100% 스크랩이었습니다. 몇 시간의 출력 시간을 절약하려는 그의 노력 때문에 우리는 하루 작업과 필라멘트 1kg을 잃었습니다.

규칙 2: 오버행에 대한 45도 규칙을 마스터하세요

FDM 프린터는 한 겹씩 부품을 제작합니다. 인쇄할 수 없다는 뜻이에요 공중에. 빈 공간 위로 뻗어 나온 모든 형상을 오버행이라고 합니다. 대부분의 최신 프린터는 각 층이 아래 층에 의해 충분히 지지되기 때문에 최대 약 45도 각도의 오버행도 문제없이 처리할 수 있습니다.

60도에 가까워지면 표면이 처지고 품질이 떨어집니다. 90도(평평하고 수평으로 돌출된 부분)에서는 프린터가 녹은 플라스틱을 공기 중으로 분사하기만 하여 치명적인 고장을 초래합니다.

해결책은 지원 자료를 추가하는 것(시간, 비용, 사후 처리가 추가됨)이거나, 더 나은 방법으로는 기능을 설계하여 제거하는 것입니다.

• 평평한 90도 오버행 대신 45도 챔퍼를 사용할 수 있나요?
• 부품 측면의 둥근 바닥 구멍 대신 눈물방울 모양으로 바꿀 수 있나요?

이 간단한 고려 사항이 아마추어 디자이너와 전문가를 구분합니다. 전문가는 엄청난 양의 서포트 재료 없이도 스스로 출력되는 부품을 디자인합니다.

규칙 3: 필렛과 모따기를 사용하여 응력 관리

이 규칙은 특히 일반 PLA와 같은 취성 소재를 다룰 때 매우 중요합니다. 날카로운 내부 모서리는 "응력 집중점" 역할을 합니다. 부품에 힘이 가해지면 모든 응력이 그 작은 지점으로 집중되어 균열이 발생하기 매우 쉽습니다.

필렛(둥근 내부 모서리)을 추가하면 응력이 부드럽게 흐를 수 있는 경로를 만들어 훨씬 더 넓은 면적으로 분산되고 부품의 강도가 크게 향상됩니다. 이는 부품의 견고성을 높이는 가장 쉽고 효과적인 방법 중 하나입니다. PLA+는 더 강하지만 좋은 설계를 통해 이점을 얻을 수 있는데, 필렛은 부품이 휘어지는지, 결국 피로에 취약해지는지를 가르는 중요한 요소입니다.

규칙 4: 구멍을 약간 크게 설계하세요

이것은 여러분의 좌절을 몇 시간이나 줄여줄 전문가의 팁입니다. CAD 모델에 10mm 구멍을 뚫으면 못 FDM 프린터에서는 10mm 구멍으로 나옵니다. 프린터, 재료, 슬라이서 설정에 따라 항상 약간 더 작은 구멍이 나오는데, 일반적으로 0.2mm에서 0.5mm 정도입니다.

이는 두 가지 이유에서 발생합니다. 냉각 시 플라스틱의 열 수축과 처음 몇 겹의 "눌림"입니다. 핀을 구멍에 맞춰야 하는 다중 부품 조립품을 설계하는 경우, 이 점을 반드시 고려해야 합니다. RM에서는 표준 방식을 따릅니다. 틈새 맞춤의 경우, 핀보다 0.3mm 더 큰 구멍을 모델링합니다. 꽉 끼우는 방식의 경우, 구멍을 정확히 맞추거나 0.1mm 더 크게 모델링합니다. 이렇게 하면 핀이 약간 더 작게 나오고 핀을 삽입하는 데 힘이 필요하다는 것을 알고 있기 때문입니다. 이러한 점을 고려하지 않는 것이 고객이 설계한 조립품이 첫 시도에서 제대로 맞지 않는 가장 큰 이유입니다.

규칙 5: 벽 두께는 충전 비율보다 더 중요합니다.

초보자들은 충전율에 집착하여 100% 충전된 부품이 가장 튼튼하다고 생각합니다. 하지만 이는 거의 사실이 아닙니다. FDM 부품의 강도는 주로 외벽, 즉 "경계선"에서 비롯됩니다.

집을 짓는 것과 비슷하다고 생각해 보세요. 외벽은 구조적 안정성의 대부분을 담당하지만, 내부 건식벽체는 그렇지 않습니다. 둘레를 두 배로 늘리는 것(예: 벽 2개에서 4개로 늘리는 것)은 충전재를 20%에서 50%로 늘리는 것보다 강도에 훨씬 더 큰 영향을 미칩니다. 또한 재료 사용량이 적고 출력 시간도 단축됩니다. RM에서 출력하는 기능 부품의 95%는 4~6개의 벽을 사용하며, 충전재는 25~40%로 적당합니다. 충전재를 100%로 사용하면 재료 낭비일 뿐만 아니라, 플라스틱으로 인해 내부 응력이 크게 증가하여 부분적으로 식는다.

최종 판결: 작업에 적합한 도구 선택

그렇다면 PLA와 PLA+ 중 어느 것이 더 좋을까요? 이 모든 것을 종합해 보면 답은 간단합니다. 이는 전적으로 직업에 따라 달라집니다.

• 표준 PLA를 선택하세요 미관, 섬세한 디테일, 그리고 견고함이 주요 고려 사항이며, 부품이 충격, 굽힘 또는 50°C 이상의 온도에 노출되지 않는 경우 적합합니다. 시각적 프로토타입, 건축 모형, 전시용 제품에 완벽한 소재입니다.
• PLA+(강력한 PLA)를 선택하세요 충격, 낙하 또는 굽힘에도 견딜 수 있는 기능성 부품이 필요할 때 적합합니다. 시제품, 지그, 고정 장치, 스냅핏 기능이 있는 부품 제작에 이상적인 소재입니다. 범용 엔지니어링 필라멘트로 널리 사용됩니다.
• PETG를 선택하세요 PLA+의 견고함과 더불어 뛰어난 내열성 및 자외선 안정성이 필요할 때 적합합니다. 실외, 고온 환경에서 사용되는 부품이나 내구성과 내화학성이 더 필요한 기계 부품에 적합합니다.

재료는 단지 첫 번째 선택일 뿐입니다. 진정한 성공은 재료의 특성을 이해하고 이를 활용하여 부품을 설계하는 데서 비롯됩니다. 훌륭한 DfAM 원칙을 따르면 단순한 물체 프린팅에서 벗어나 엔지니어링 솔루션으로 나아갈 수 있습니다.

자주 묻는 질문 (FAQ)

그렇다면 실제로 PLA와 PLA+ 중 어느 것이 더 "강력"할까요?

이것은 까다로운 질문입니다. 표준 PLA는 딱딱한 (굽힘에 더 잘 견딤) 그러나 PLA+는 강하다 (충격에 더 잘 견딥니다). 대부분의 기능성 소재에서는 인성이 강도의 더 중요한 요소이므로, PLA+는 실제 사용에 더 "강력한" 소재로 선택됩니다.

PLA+에서도 표준 PLA 인쇄 설정을 사용할 수 있나요?

거의 그렇습니다. 특히 레이어 접착력 측면에서 최상의 결과를 얻으려면 노즐 온도를 표준 PLA보다 10~15°C 정도 높여야 합니다. 다른 모든 요소(베드 온도, 속도, 수축)는 일반적으로 동일하게 유지됩니다.

어떤 경우에 PLA+ 대신 PETG를 선택해야 할까요?

두 가지 주요 원인이 있습니다. 첫째, 부품이 60°C(140°F)를 초과하는 환경, 예를 들어 화창한 날의 차량 내부에서 사용되는 경우입니다. 둘째, 부품이 직사광선에 장시간 노출되는 경우입니다. PETG의 자외선 차단 기능은 모든 유형의 PLA보다 훨씬 뛰어납니다.

이러한 소재를 사용해 인쇄할 때 실패하는 가장 큰 원인은 무엇입니까?

PETG의 경우 가장 큰 원인은 필라멘트가 젖어 있는 것입니다. PLA와 PLA+의 경우, 제가 가장 흔하게 접하는 불량은 잘못된 부품 방향(DfAM 규칙 #1 위반)이나 베드 수평이 맞지 않아 첫 번째 레이어 접착 문제가 발생하는 것입니다.

PLA+가 정말 20% 추가 비용을 들일 만한 가치가 있나요?

작동하지 않는 디스플레이 작품을 인쇄하는 경우라면 안 됩니다. 하지만 작동하는 부품을 인쇄하는 경우에는 당연히 그렇습니다. 파손된 부품 하나당 발생하는 비용(재인쇄 시간, 재료 낭비, 그리고 부착된 부품의 잠재적 손상까지 포함)은 거의 항상 PLA+ 스풀 전체에 지불하는 소액의 추가 비용보다 높습니다. 이는 신뢰성에 대한 투자입니다.

추가 읽기를 위한 참조

• MatterHackers – 필라멘트 비교 가이드: https://www.matterhackers.com/filament-comparison-guide (주요 공급업체가 제공하는 필라멘트 특성과 인쇄 특성에 대한 우수한 실제 데이터베이스입니다.)
• PrusaPrinters – PLA를 사용한 3D 프린팅의 기본: https://help.prusa3d.com/materials-pla (PLA로 인쇄하는 데 필요한 실질적인 측면을 다루는 주요 프린터 제조업체의 포괄적인 가이드)
• Ultimaker – 적층 제조를 위한 설계: https://ultimaker.com/learn/design-for-additive-manufacturing-dfam/ (오버행, 벽 두께, 방향 등 DfAM의 핵심 원칙을 다루는 일련의 전문가 기사)

 

책임 한계

이 페이지의 정보는 정보 제공 목적으로만 제공됩니다. RM 본 정보의 정확성이나 완전성에 대해 명시적이든 묵시적이든 어떠한 진술이나 보증도 하지 않습니다. 본 웹사이트를 통해 제공되는 제3자 서비스의 경우, RM 네트워크, 성능 매개변수, 허용 오차를 지정하고 확인하는 것은 구매자의 책임입니다. 재료견적 과정 중 꼼꼼한 작업과 세심한 주의를 기울여 주시기 바랍니다. 더 자세한 정보를 원하시면 언제든지 문의해 주세요.o 최대한 빨리 여기를 클릭해주세요..

RM: 정밀 제조 파트너

RM 업계의 선두주자입니다 맞춤형 제조 솔루션20년 이상의 풍부한 경험을 바탕으로 전 세계 5,000여 고객사의 신뢰받는 파트너로 자리매김했습니다. 고정밀 가공을 포함한 다양한 제조 서비스를 전문으로 제공합니다. CNC 가공, 판금 제조, 3D 인쇄, 사출 성형예산 및 금속 스탬핑—당신에게 진실을 제공하기 위해 원스톱 쇼핑 경험.

세계적 수준의 시설에는 100개 이상의 최첨단 장비가 갖춰져 있습니다. 5 축 가공 센터를 운영하고 ISO 9001:2015를 엄격히 준수합니다. 품질 관리 시스템. 저희는 150개국 이상의 고객에게 속도, 효율성, 그리고 탁월한 품질을 모두 갖춘 솔루션을 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다. 신속한 프로토 타입 대량 생산을 통해 최단 24시간 내 납품을 약속드리며, 이를 통해 고객이 시장에서 경쟁 우위를 확보하는 데 도움을 드립니다. RM 선택 효율적이고 신뢰할 수 있으며 전문적인 제조 협력업체를 선택하는 것을 의미합니다.

오늘 당사 웹사이트를 방문하여 당사의 역량을 확인해 보세요. www.rapmaf.com