최고 성능의 산업용 FDM 플라스틱 5가지

FDM(Fused Deposition Modeling)은 용융된 열가소성 재료를 사용하여 완성된 부품을 만드는 간단하고 다양한 3D 프린팅 기술입니다. 이 과정에서 열가소성 FDM 재료는 FDM 기계의 가열된 인쇄 노즐 내부에서 녹은 다음 부품이 형성될 때까지 설정된 공구 경로로 층별로 압출됩니다. FDM은 오늘날 가장 널리 사용되는 적층 제조 공정 중 하나입니다.

일반적인 오해는 FDM이 3D 프로토타이핑 및 모델링에만 사용될 수 있다는 것입니다. 실제로 FDM은 항공 우주, 자동차, 로봇 공학 및 전자 산업에서 강력한 고성능 부품을 만드는 데 자주 사용됩니다. 일반적인 예로는 항공기 내부 부품, 자동차 교체 부품, 산업용 지그 및 고정 장치가 있습니다. 고성능 플라스틱을 사용하지 않고는 이러한 고성능 부품을 제조할 수 없습니다. 다음은 FDM 공정에 사용되는 가장 고성능의 5가지 재료에 대해 알아야 할 모든 것입니다.

1. ULTEM® PEI

폴리에테르이미드(PEI)의 브랜드 이름인 ULTEM®은 30년 이상 제조 산업의 필수품이었으며 극한 조건을 견디도록 특별히 설계된 몇 안 되는 상업적으로 이용 가능한 비정질 열가소성 수지 중 하나로 남아 있습니다. 안정적이고 가벼운 이 FDM 플라스틱 소재는 장기간 217°C 이상의 온도를 견딜 수 있으며 변동하는 온도에서도 안정적으로 유지됩니다. 또한 본질적으로 난연성이 있으며 연기가 거의 발생하지 않습니다.

ULTEM의 기계적 사양은 다음과 같습니다.

• 파단 인장 강도(73°F):15,200psi
• 굴곡 강도(73°F):22,000psi
• 파단 신율(73°F):60%
• 융점:426°F

강도와 내구성으로 인해 ULTEM®은 회로 기판, 식품 준비 및 살균 장비와 같은 고성능 산업 응용 분야에 자주 사용됩니다. 또한 ULTEM®은 지방, 오일, 알코올, 산 및 기타 수용액과 접촉할 때 균열에 저항하기 때문에 자동차 애플리케이션 및 항공기 부품에 이상적입니다.

ULTEM®은 변속기 부품, 화재 차단기, 비행기 시트 커버 등에서 찾을 수 있습니다. 모든 장점에 대해 제품 팀은 이 FDM 재료가 매우 비싸고 극성 염소화 용매가 있는 경우 균열이 생기기 쉽다는 것을 알아야 합니다.

2. 나일론 6

나일론은 충격 성능을 저하시키지 않으면서 우수한 강도와 강성을 제공하는 것으로 알려진 고성능 엔지니어링 열가소성 수지 제품군입니다. 이 FDM 재료는 특정 화학적 및 기계적 특성을 달성하기 위해 다양한 첨가제와 결합될 수 있으므로 매우 다양하고 다양한 사용 사례에 적용할 수 있습니다. 가공이 가능한 고탄성 필라멘트인 나일론 6은 산업용 FDM 응용 분야에 특히 적합합니다.

나일론 6은 고온에서 고강도, 저온에서 우수한 충격 강도 및 우수한 내피로성을 갖는다. 또한 매끄럽고 유리와 같은 표면 섬유는 뛰어난 내마모성을 제공합니다. 일반적인 응용 분야에는 산업용 코드, 전기 몰딩, 연료 시스템 구성 요소 및 금속 베어링 또는 부싱 교체가 포함됩니다. 비강화 나일론 6의 기계적 사양은 다음과 같습니다.

• 인장 강도:76MPa
• 굴곡 강도:110MPa
• 경도:116, Rockwell R
• 용융 온도:220°C(428°F)

3. 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)

ABS는 강하고 단단하며 충격에 강한 고성능 엔지니어링 열가소성 수지입니다. 엔지니어와 제품 팀은 작업성을 손상시키지 않으면서 시간이 지나도 기계적으로 강하고 안정적으로 유지되기 때문에 이 소재로 작업하는 것을 선호합니다. ABS는 용접이 매우 용이하고 표준 기계를 사용하여 가공하기 쉬우며 용융 온도가 낮아 특히 FDM 기계에서 가공하기에 적합합니다. 설계자는 ABS의 높은 표면 밝기와 우수한 표면 측면을 좋아합니다.

ABS의 기계적 사양은 다음과 같습니다.

• 파단 신율:10 – 50%
• 파단 인장 강도:29.8 – 43 MPa
• 항복 인장 강도:29.6 – 48MPa
• 굴곡 계수:1.6 – 2.4GPa

그러나 이 FDM 플라스틱 소재에는 단점이 있습니다. ABS는 내마모성과 충격에 강하지만 내후성이 떨어지고 흠집이 생기기 쉽습니다. 또한 케톤 및 에스테르에 대한 내용제성이 좋지 않습니다. 특정 그리스는 ABS에 응력 균열을 일으킬 수 있습니다. 그러나 이러한 문제점을 해결할 수 있다면 산업용 애플리케이션을 위한 강력한 FDM 소재를 발견하게 될 것입니다. 일반적인 용도로는 파이프 피팅, 자동차 부품 및 전자 하우징이 있습니다.

4. 폴리카보네이트(PC)

폴리카보네이트는 고성능의 엔지니어링 등급 비정질 열가소성 수지입니다. 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)보다 강하고 나일론보다 더 단단한 이 FDM 플라스틱은 내구성이 있으며 시간이 지나도 스트레스가 많은 조건에서도 색상과 강도를 유지하는 것으로 알려져 있습니다.

PC는 가볍고 내마모성이며 본질적으로 난연성이며 135°C까지 열적으로 안정적입니다. 또한 희석된 산, 지방족 탄화수소 및 알코올에 내성이 있습니다. 그러나 PC가 연마성 알칼리성 세제와 방향족 및 할로겐화 탄화수소에 민감하다는 점은 주목할 가치가 있습니다.

설계 관점에서 PC는 설계자에게 많은 유연성을 제공합니다. 이 소재는 투명도가 높아 유리와 마찬가지로 빛의 90%를 투과할 수 있으며 투명 폴리카보네이트는 굴절률이 1.584입니다. PC 시트는 모든 미학에 맞는 다양한 색조로 제공됩니다. FDM 투명 재료를 수정처럼 깨끗하게 유지하려면 설계자는 UV 광선에 장기간 노출된 후 황변에 주의해야 합니다. 이 FDM 소재의 일반적인 응용 분야로는 안전 헬멧, 방탄 유리, 자동차 헤드램프 렌즈, 의료 기기 및 전기 부품이 있습니다.

폴리카보네이트의 기계적 사양은 다음과 같습니다.

• 인장 강도:9,500psi
• 굴곡 계수:345,000psi
• 264psi에서 열 변형 온도:270°F
• 선형 열팽창 계수:3.8인치/인치/°Fx10-5

5. 폴리페닐설폰(PPSF)

폴리카보네이트와 마찬가지로 PPSF는 견고하고 투명하며 본질적으로 난연성인 FDM 소재입니다. 열 변형 온도가 274°C이고 연속 사용 온도가 260°C인 PPSF는 회로 차단기 및 항공기 내부와 같은 고온 환경에서 사용되는 고성능 플라스틱 부품에 이상적입니다.

PPSF는 또한 우수한 전기 절연 및 유전 특성, 감마선에 대한 높은 내성, 매우 낮은 수분 흡수율을 가지고 있습니다. 이 물질은 생리학적으로도 불활성이므로 식품 접촉에 적합합니다.

기계적 사양은 다음과 같습니다.

• 파단 인장 강도:75.8 – 76MPa
• 파단 신율:30 – 90%
• 굴곡 계수:2.38 – 2.41GPa
• 절연 강도:14.2 – 20kV/mm

ULTEM®과 같은 PPSF는 일부 제품 팀에서 사용하기에 엄청나게 비쌀 수 있습니다. 또한 투명도가 낮아 특정 설계 매개변수를 제한할 수 있습니다.

차기 프로젝트에 적합한 FDM 플라스틱 선택

융합 증착 모델링은 프로토타이핑, 모델링 및 산업 등급 고성능 부품에 적합한 다용도 적층 제조 공정입니다. ULTEM®(PEI), 나일론, ABS, 폴리카보네이트 및 PPSF는 모두 FDM 3D 프린팅 소재로 다양한 분야에서 다양한 고성능 애플리케이션을 견딜 수 있는 강도와 내열성을 갖추고 있습니다.

그러나 이 5가지 FDM 프린팅 재료는 빙산의 일각에 불과하다. 선택할 수 있는 다른 고성능 플라스틱이 많이 있으며 제품 팀은 수많은 옵션에 압도되기 쉽습니다. 숙련된 제조 파트너와 협력하면 FDM 재료 선택이 훨씬 쉬워집니다.

Fast Radius 팀은 FDM 3D 프린팅을 포함한 3D 프린팅 기술에 대한 다년간의 경험을 보유하고 있습니다. 노련한 디자이너, 엔지니어 및 기술자로 구성된 당사 팀은 다음 프로젝트에 완벽한 FDM 플라스틱 재료를 선택하고 전체 제품 개발 수명 주기를 최적화하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 시작하려면 지금 문의하세요.

FDM 및 기타 적층 제조 기술을 언제 사용해야 하는지에 대한 자세한 내용은 Fast Radius 리소스 센터를 방문하십시오.

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