3D 프린팅 복합 소재의 힘 활용하기

이전 블로그에서 인기 3D 프린팅 열가소성 수지의 트레이드오프를 살펴봤습니다. 낮은 녹는점과 사용 용이성으로 신속 프로토타이핑에 이상적이지만, 기계적 성능 – 강도, 강성, 내열성 – 에서 종종 부족합니다. 마크포지드의 3D 프린팅 복합 소재는 용융 필라멘트 적층 방식과 유사한 공정으로 이러한 한계를 극복하고 기존 열가소성 수지를 정기적으로 능가하는 물성을 제공합니다.

복합 소재 설계 가이드 읽기

복합 소재란?

복합 소재는 둘 이상의 구성 요소를 결합해 단일 구성 요소만으론 얻을 수 없는 특성의 최종 제품을 만듭니다. 일반적인 섬유 복합체는 구조를 결합하는 매트릭스(matrix)와 기계적 거동을 주도하는 보강재(reinforcement) – 탄소 섬유나 유리 섬유 등 – 로 구성됩니다. 매트릭스와 보강재의 시너지로 복합체는 경량성을 유지하면서 열가소성 수지를 능가합니다. 예로 많은 탄소 섬유 적층은 강철보다 강하면서 무게는 1/10에 불과합니다.

마크포지드 3D 프린팅 복합 소재는 나일론 기반 열가소성 수지 오닉스(Onyx)(매트릭스)와 네 가지 연속 섬유 보강재 – 탄소, 유리 섬유, 고강도 고온 유리 섬유(HSHT), 케블라® – 중 하나를 결합합니다.

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3D 프린팅 복합 소재

모든 복합체처럼 이 부품들도 매트릭스와 보강재를 가집니다. 오닉스가 인성과 유연성을, 선택된 섬유가 강성, 강도, 내열성을 제공합니다.

유리 섬유(Fiberglass)

유리 섬유는 우리의 엔트리 레벨 보강재입니다. 유리 필라멘트로 구성되어 저비용으로 인상적인 성능을 냅니다. 굴곡 테스트에서 유리 섬유는 ABS보다 4배 강하고 11배 뻣뻣해, 순수 열가소성 수지 이상의 강도가 필요한 산업용 지그, 워크홀딩 등 응용에 이상적입니다.

탄소 섬유(Carbon Fiber)

탄소 섬유는 마크포지드 섬유 중 가장 강하고 뻣뻣합니다. 강도-중량비가 6061 알루미늄의 거의 2배로, 3D 프린팅 부품이 가공 금속을 성능과 무게 모두에서 능가하게 합니다. 하중 하에서 최소한만 휘므로 정밀도와 내구성이 중요한 응용에 탁월합니다. 많은 고객이 금속 가공 대신 소프트 죠, 최종 사용 부품, 생산 툴링 제작에 사용합니다.

케블라®(Kevlar®)

케블라®는 독특한 내구성과 낮은 밀도 – 다른 섬유보다 15~20% 가볍습니다 – 를 제공합니다. 강도 손실 없이 소성 변형 가능해 탄소 섬유의 취성 파단보다 점진적이고 예측 가능한 파단 모드를 보입니다. 케블라 강화 부품은 엔드 이펙터, 충돌 테스트 더미, 기계적 스톱 같은 고운동·고접촉 환경에 이상적입니다.

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고강도 고온 유리 섬유(HSHT)

HSHT는 내열성과 탁월한 충격 성능을 결합합니다: ABS 30배, PLA 100배 이상. 300°F(약 149°C)까지 강성 유지, 고탄성으로 하중 하에서 휘었다가 하중 제거 시 원상 복구. 반복 클램핑, 열충격, 고충격 힘을 받는 용접 지그, 열성형, 몰드 인서트 등에 완벽합니다.

복합 3D 프린팅

복합 3D 프린팅은 전체 제조 주기에 새로운 소재 물성 스펙트럼을 열어줍니다. 비용 효율적 강도의 유리 섬유, 초고성능 탄소 섬유, 내구성의 케블라, 내열 충격의 HSHT 중 적절한 섬유 선택으로 엔지니어는 이전엔 불가능하거나 너무 비쌌던 부품을 만들 수 있습니다.

3D 프린팅이 비즈니스를 어떻게 변화시킬지 알고 싶으신가요? 제품 전문가와 상담하세요.