PLA는 내열성이 있습니까? ABS, ASA, PETG 등!

3D 프린팅을 할 때는 항상 인쇄물의 최종 용도와 배치를 고려해야 합니다. 이렇게 하면 엄청난 양의 인쇄 시간, 재료 낭비, 예상치 못한 부정적인 결과를 절약할 수 있습니다.

고려해야 할 가장 중요한 사항 중 하나는 부품이 노출될 온도입니다. PLA가 3D 프린팅에 사용되는 가장 인기 있는 열가소성 수지라는 사실을 감안할 때 PLA가 내열성인지 아닌지에 관심이 있다는 것은 놀라운 일이 아닙니다.

60°C(149°F) 이상의 온도에 노출될 인쇄 모델에는 PLA를 사용하지 않는 것이 좋습니다. 이것이 유리 전이 온도이고 이 온도에 도달하면 변형되기 시작하므로 이러한 종류의 환경에 적합한 열가소성 수지가 아닙니다. 대신 ABS, 폴리카보네이트 또는 PETG를 사용해야 합니다.

PLA가 유일한 옵션이라면 물체를 열처리하여 저항을 높일 수 있습니다.

PLA가 태양에 녹을까

PLA의 녹는 온도는 약 160°C ~ 180°C로 거주 지역에 관계없이 태양 아래서 녹지 않습니다. 그럼에도 불구하고 PLA는 ABS, PET 또는 PETG와 같은 다른 필라멘트보다 열에 대한 저항성이 낮으며 일반적으로 실외 및 태양에 장기간 노출되어야 하는 용도에는 권장되지 않습니다.

간단히 말해서, 경험에 비추어 볼 때 PLA를 사용하여 야외에서 사용할 기능 부품이나 물체를 3D 프린팅하지 마십시오. ABS가 마음에 들지 않으면 이 두 가지 용도로 PET 또는 PETG를 사용하세요.

앞서 언급했듯이 PLA 필라멘트를 만들기 위해 특정 브랜드에서 사용하는 원료, 첨가제, 색상 및 제조 공정에 따라 융점은 160-180C 사이가 될 수 있습니다. 미친듯이 더운 여름날에도 거의 섭씨 160도만큼 더워지지 않습니다. 따라서 대답은 다음과 같습니다. 아니요, PLA는 태양에 녹지 않습니다. 녹지는 않지만 부서지기 쉽고 인장 강도와 내충격성을 잃게 됩니다.

또한 PLA의 유리 전이 온도(Tg)가 60°C-65°C에 불과하기 때문에 PLA 인쇄물은 그대로 두는 경우 몇 시간 내에 변형, 구부러지고, 뒤틀리고, 휘거나 처지는 경향이 있습니다. 더운 날 햇빛에 두십시오.

온도가 매우 높지 않은 경향이 있는 지역에 거주하는 경우 이러한 이전 문장이 특정 시나리오에 적용되지 않는다고 생각하는 경향이 있을 수 있습니다. 당신이 옳을 수도 있지만 3D 프린트의 구조적 무결성을 변형, 구부리거나 망치는 데 일년에 며칠 밖에 걸리지 않는다는 점을 명심하십시오.

햇빛에 노출될 대상을 인쇄할 때 고려해야 할 또 다른 사항은 색상입니다. 더 어두운 물체는 UV 빛과 에너지를 더 효율적으로 흡수하기 때문에 흰색 물체보다 더 빨리 가열되는 경향이 있습니다. 이 목적으로 PLA를 사용하지 않는 것이 전반적인 권장 사항이지만 다른 옵션을 사용할 수 없는 경우 더 선명한 색상을 선택하십시오.

PLA가 차 안에서 녹을까?

주변 온도가 35-40C에 불과하더라도 PLA 개체를 변형하거나 휘거나 처지게 하기에 충분합니다. 디지털 온도계를 소유하고 있다면 직사광선 아래에 주차된 자동차의 실내 온도가 외부 온도보다 약 10°C-20°C 더 높은지 확인할 수 있습니다. 이는 주로 실내의 온실 효과와 자동차의 차체 및 내부 색상 때문입니다.

대시보드에 놓은 물체는 더운 날 가장 변형과 뒤틀림이 발생하기 쉽지만 뒷좌석이나 트렁크에 물체를 놓는다고 해서 물체의 모양과 구조적 특성이 보존된다는 보장은 없습니다. 트렁크 내부에 물체를 배치하면 기술적으로 온실 효과로부터 보호할 수 있지만 장기간 배치하면 변형되기 쉽습니다.

더운 날 차 안에서 물건을 한 곳에서 다른 곳으로 옮기기만 하면 되는 경우에는 쿨러 안에 넣어두는 것이 좋습니다. 다소 극단적으로 들릴 수 있지만 이러한 경우에는 항상 대응하는 것보다 예방하는 것이 좋습니다. 특히 인쇄를 완료하는 데 몇 시간이 걸렸다면 더욱 그렇습니다.

내열성능을 위한 최고의 필라멘트

폴리카보네이트(150°C 저항)

PC는 일반적으로 PC/PBT(폴리부틸렌 테레프탈레이트)와 PC(직접적인 폴리카보네이트)의 두 가지 맛이 있습니다. 그들의 유리 전이 온도는 각각 110C와 150C입니다.

폴리카보네이트는 다른 필라멘트에 비해 가격이 조금 비싸지만 내열성 면에서는 최고의 열가소성 수지 중 하나입니다. 이로 인해 많은 산업에서 PC를 열가소성 수지로 사용하는 것을 선호하게 되었습니다. 그 외에도 인장 강도와 내충격성이 매우 강하고 내마모성이 뛰어난 소재입니다.

산업용 3d 프린터에 액세스할 수 없으면 순수한 폴리카보네이트를 인쇄할 수 없으며 Prusa의 PC Blend 또는 Polymaker 폴리카보네이트 필라멘트와 같이 폴리카보네이트 혼합을 타협하고 사용해야 합니다.

ABS(105°C 저항)

유리 전이 온도가 105C인 ABS는 내열성 부품을 인쇄하는 데 가장 좋은 선택 중 하나이기도 합니다. 또한 저렴하고 널리 사용 가능하며 견고한 재료입니다. 단점은 인쇄하기 어렵고 지저분하며 적절한 환기 설치를 고려해야 하는 유독 가스를 생성한다는 것입니다.

PETG(80°C 저항)

PETG의 유리전이온도는 80℃입니다. PLA보다 성능이 훨씬 뛰어나고 주변 온도가 45°C 이상인 경우에도 더운 여름날에 꽤 잘 견딥니다.

내 자신의 일화와 과학적 경험이 아닌, 검은 색 PETG조차도 야외 기능 개체를 인쇄하는 데 좋은 필라멘트입니다. 그들은 실패하기 전에 쉽게 몇 년 동안 지속될 수 있습니다.

그렇긴 하지만, 나는 여전히 당신의 자동차용 개체를 인쇄하는 데 권장하지 않습니다. 따뜻한 지역에서 직사광선 아래 주차된 자동차의 실내 온도는 냉각되어 섭씨 70도까지 올라갈 수 있습니다. 이렇게 하면 PETG 인쇄물이 쉽게 휘거나 변형되거나 처질 수 있습니다.

PETG로 인쇄하는 것에 대해 생각하고 있다면 어떤 특정 설정을 사용해야 하는지에 대해 쓴 이 기사를 읽고 끔찍한 인쇄를 하는 매우 저렴한 필라멘트가 있기 때문에 이 PETG 필라멘트도 구입해야 합니다!

PLA는 자외선에 강합니까?

PLA는 결코 UV 저항성 열가소성 물질이 아닙니다. 장기간 햇빛에 노출되면 영구적으로 손상될 수 있습니다.

PLA는 식물에서 얻은 유기 화합물로 만들어지며 생분해되며 자외선은 고분자 분자 구조에서 광화학 효과를 유발합니다. 이것은 분해 과정을 가속화하고 PLA는 빠르게 부서지기 쉽고 쉽게 부서지기 쉽습니다. 요약하면 앞서 언급한 것처럼 UV 노출의 위험이 있는 경우 기능성 PLA 부품을 인쇄하는 것은 전혀 권장하지 않습니다.

태양광이 PLA 인쇄물의 외관에 영향을 미칩니까?

PLA는 미적 모델을 인쇄하기에 완벽합니다. 상온에서 자외선 노출은 변형되거나 휘거나 처지지 않지만 실수하지 마십시오. 부서지기 쉽고 약해집니다. 유일한 문제는 UV 광선에 의해 유발되는 광화학 효과가 착색 안료의 분해도 유발한다는 것입니다. 이는 PLA 모델의 색상이 UV 광선에 노출되면 상당히 빠르게 퇴색한다는 것을 의미합니다.

3D 프린팅을 위한 최고의 UV 저항성 필라멘트

우리는 이전에 가장 내열성이 높은 필라멘트를 살펴보았고 이 섹션이 중복된 것처럼 보이지만 UV 광선 노출과 내열성을 구별하는 것이 중요합니다. 야외 활동을 할 때 손을 잡는 경향이 있지만 항상 그런 것은 아닙니다.

PETG

가장 순수한 형태의 PETG(색소 및 첨가물 없음)는 야외에서 잘 작동하며 장기간에도 직사광선 노출에 대한 내성이 있습니다. 참고로 부식성 화학 물질과 물에 대한 내성이 있어 대부분의 실외 사용 사례에 적합한 열가소성 수지입니다.

PETG가 햇빛에서 ABS 및 PLA보다 더 나은 성능을 보이는 이유

매끄러운 표면으로 인해 PETG는 표면에 도달하는 대부분의 방사선을 단순히 반사할 수 있습니다. 따라서 자외선은 광화학 반응을 일으키지 않아 부서지기 쉽고 색이 바래지 않습니다.

천연 PETG는 투명합니다. 이것은 폴리머 구조 내부에 열 에너지를 가두지 않는다는 것을 의미합니다. 따라서 주변 온도 상승에 더 강합니다.

딱딱한 ABS와 달리 PETG의 폴리머 구조는 매우 유연하여 팽창 및 수축이 가능합니다. 결과적으로 온도 변화에 따라 팽창 및 수축하여 기후 변동성의 부정적인 영향을 완화합니다.

ASA(아크릴 스티렌 아크릴로니트릴)

ASA는 ABS의 대안으로 개발된 초경량 열가소성 수지입니다. 그것은 또한 상당히 강하고 높은 충격과 높은 내마모성을 가지고 있기 때문에 열 및 UV 저항 기능 부품 인쇄에 가장 적합한 선택입니다.

ASA는 가혹하고 극한의 날씨를 경험하는 인쇄물에 가장 권장되는 필라멘트입니다. 그 특성으로 인해 이미 제조업체에서 LED 조명 및 태양광 조명용 실외 내후성 주택을 만드는 데 사용하고 있습니다. 차량 대시보드도 일반적으로 ASA로 만들어집니다.

구조적으로 ABS와 유사하지만 ASA는 날씨와 자외선에 더 강합니다(10배).

ASA의 단점은 대안과 비교할 때 비용이 많이 든다는 것입니다. 이 열가소성 수지 역시 일반 프린터로 인쇄하기 어려워 인쇄 실패 및 재료 낭비가 발생합니다.

PLA의 내열성을 높이는 방법

공정의 낮은 난이도와 우리가 얻을 수 있는 좋은 결과로 인해 PLA 물체를 어닐링하는 것은 PLA 물체의 강도와 내열성을 크게 높이는 가장 좋은 방법 중 하나입니다.

PLA 물체를 어닐링한다는 것은 최대 60°C(140°F) 또는 약간 높지만 160°C(320°F) 미만으로 천천히 가열하는 것을 의미합니다. 즉, 유리 전이 온도보다 약간 높지만 용융 온도보다 확실히 낮은 대상을 노출해야 합니다. 인쇄물을 이 온도에 대략 30~45분 동안 노출하는 것이 좋습니다.

어닐링은 3D 프린팅된 물체의 강도와 내열성을 어떻게 향상시키나요?

어닐링은 플라스틱에 있는 큰 결정 구조의 수를 증가시켜 인쇄된 부품을 더 강하고 내구성 있게 만들어 응력과 열 에너지를 더 고르게 재분배하는 데 도움이 됩니다.

현미경 수준의 플라스틱은 일반적으로 무질서하고 무정형으로 보입니다. 그들은 인쇄할 때 플라스틱이 작은 결정을 형성하는 일부 영역에서 빠르게 냉각되고 큰 결정이 형성되는 다른 영역에서 천천히 냉각되는 경우 "밴딩"이라는 현상을 일으킬 가능성이 있습니다. 어닐링 공정은 부품의 구조를 완화하고 따라서 성형 응력이 감소합니다.

어닐링은 또한 물체의 표면을 매끄럽게 하고 누락된 구멍을 채우기 때문에 후처리를 더 쉽게 만들고 마무리 공정을 위한 시간과 비용을 절약합니다. 어닐링은 부품을 사출 성형하는 경향이 있으며, 이는 일반적으로 보다 전문적이고 산업적인 등급으로 간주됩니다.