SLS vs MJF: 분말 베드 융합 3D 프린팅의 핵심 차이점 완벽 분석

멀티 제트 퓨전(MJF)과 선택적 레이저 소결(SLS)은 분말 베드 융합 계열에 속하는 산업용 3D 프린팅 기술입니다. 두 공정 모두 폴리머 분말 입자를 열적으로 융합(소결)하여 층층이 부품을 제작합니다.

두 기술의 가장 큰 차이는 열원입니다. SLS는 레이저로 각 단면을 스캔하며 소결합니다. 반면 MJF는 분말에 잉크(퓨징 에이전트)를 분사해 적외선을 흡수시키고, 적외선 에너지원을 빌드 플랫폼에 조사해 잉크가 도포된 영역을 융합합니다. 본질적으로 MJF는 SLS와 바인더 제팅 기술을 결합한 방식입니다.

SLS와 MJF가 매우 유사한 부품을 생성하므로, 설계자는 두 공정의 차이를 이해하는 것이 중요합니다. 이 글에서는 워크플로, 정밀도, 소재, 비용, 리드 타임 측면에서 SLS와 MJF를 비교합니다.

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SLS와 MJF 3D 프린팅 공정은 어떻게 작동하나요?

SLS와 MJF는 유사한 제작 공정과 워크플로를 가지지만, 몇 가지 핵심적인 차이가 있습니다. 제작 공정부터 살펴보겠습니다.

선택적 레이저 소결 (SLS)

SLS 프린터는 먼저 빌드 플랫폼 위에 얇은 분말 층을 펼칩니다. CO₂ 레이저가 각 단면을 스캔하며 분말을 소결합니다. 플랫폼이 한 층만큼 내려가면 과정이 반복되어 빌드가 완료됩니다. 부품을 분말에서 꺼내기 전에 전체 빈이 냉각되어야 합니다.

더 자세한 메커니즘은 심층 기사 SLS 3D 프린팅이란?을 참고하세요.

나일론으로 출력된 SLS 부품

멀티 제트 퓨전 (MJF)

MJF로 출력 시, 머신은 먼저 빌드 플랫폼 위에 얇은 분말 층을 펼치고 이 층을 준소결 온도까지 가열합니다. 잉크젯 노즐(일반 2D 데스크톱 프린터 노즐과 유사)이 장착된 캐리지가 베드를 지나며 분말에 퓨징 에이전트를 분사합니다. 동시에 디테일링 에이전트를 분사해 부품 가장자리 근처의 소결을 억제합니다.

강력한 IR 에너지원이 빌드 베드를 지나가며 퓨징 에이전트가 도포된 영역을 소결하고, 나머지 분말은 그대로 둡니다. 모든 부품이 완료될 때까지 반복합니다.

SLS와 마찬가지로 출력된 부품은 분말에 묻혀 있으며, 추가 가공을 위해 꺼내기 전에 냉각되어야 합니다. MJF에 대한 더 자세한 내용은 멀티 제트 퓨전(MJF)이란? Hubs 설명을 참고하세요.

나일론으로 출력된 MJF 부품

SLS와 MJF 워크플로 비교

SLS로 출력할 때는 각 단면을 포인트 단위로 융합하는 반면, MJF는 더 선형적으로 융합합니다. 하지만 리코팅 단계(및 총 레이어 수)가 총 출력 시간을 주로 결정하므로 출력 시간 자체는 크게 달라지지 않습니다. 이 단계는 SLS와 MJF 모두 같은 시간이 소요됩니다.

그러나 빈 냉각과 후가공은 MJF에서 훨씬 빠릅니다. HP는 출력된 빈의 냉각 속도를 높이고 분말 제거를 돕는 전용 후가공 스테이션을 제공합니다. MJF에서는 빌드 후 분말의 80~85%를 재활용 및 회수할 수 있지만, SLS에서는 각 빌드당 분말의 50%만 재활용 가능합니다.

더 빠른 냉각 시간과 분말 재활용/재사용 개선 덕분에 MJF 운영자는 빈이 부분적으로만 차 있어도 작업을 시작하는 데 주저하지 않습니다. 반면 SLS 머신 운영자는 빈이 채워질 때까지 출력을 대기하는 경우가 많습니다. 이 워크플로의 핵심 차이가 더 짧은 리드 타임으로 이어집니다.

SLS와 MJF의 치수 정밀도는 어떤가요?

SLS와 MJF 모두 커스텀 부품에 높은 치수 정밀도를 제공하는 산업용 기술입니다. 다만 MJF가 SLS보다 약간 우위에 있습니다.

이는 주로 MJF 프린트헤드가 1200 DPI(약 0.022mm마다 1도트)로 소재를 증착하는 반면, 일반적인 SLS 레이저 스팟 크기는 지름 약 0.3~0.4mm이기 때문입니다. 또한 MJF에서 사용하는 디테일링 에이전트가 작은 형상과 날카로운 에지 출력에 도움을 줍니다.

SLS와 MJF 모두 서포트 구조가 필요 없어 서포트 제거 자국 없이 자유형상 모델 제작이 가능합니다. 하지만 두 기술 모두 변형에 취약하므로 설계 시 넓은 평평한 면은 피해야 합니다. 두 기술을 광범위하게 테스트한 결과, MJF 출력 부품이 SLS 출력 부품보다 변형에 더 취약한 것으로 나타났습니다.

	MJF	SLS
치수 정밀도	±0.3% (하한 ±0.2mm)	±0.3% (하한 ±0.3mm)
일반적 빌드 크기	380 x 285 x 380mm	300 x 300 x 300mm (최대 750 x 550 x 550mm)
일반적 레이어 두께	70~100미크론	100~120미크론
최소 벽 두께 *	0.6mm	0.7mm
최소 디테일	0.25mm	0.30mm

두 기술 모두 구조적 영역의 권장 최소 벽 두께는 1mm임을 기억하세요.

SLS와 MJF 3D 프린팅으로 어떤 표면 품질을 얻을 수 있나요?

SLS나 MJF 기술로 출력한 3D 프린팅 부품은 거친 표면 마감을 가지며 후가공을 통해 높은 수준으로 개선할 수 있습니다. 부품의 주요 요구사항이 심미성이라면 후가공에 염색을 포함하는 것을 권장합니다.

색상 측면에서 MJF 시스템은 현재 검은색 퓨징 에이전트를 사용합니다. 어두운 소재가 복사를 더 효과적으로 흡수하기 때문입니다. 결과적으로 MJF로 출력한 부품은 연한 회색을 띱니다. 추가 염색 단계로 균일한 검은색 마감을 얻을 수 있습니다.

반면 SLS 부품은 보통 흰색으로 출력되며 어떤 색상으로든 염색 가능합니다. 회색 SLS 나일론 분말도 사용 가능하며, 이 소재로 출력한 부품은 MJF 부품과 비슷해 보이지만 촉감이 더 매끄럽습니다.

출력 직후 MJF 부품

검은색 염색 후 MJF 부품

흰색 나일론으로 출력된 SLS 부품

회색 나일론 SLS 부품

SLS와 MJF의 소재 물성은 어떤가요?

PA 12(나일론)은 SLS와 MJF 모두에 사용되는 주 소재입니다. 이 소재로 출력 시 MJF 부품이 SLS 부품보다 우수한 강도와 유연성, 더 균일한 기계적 특성을 가집니다. MJF가 나일론으로 더 나은 출력 품질을 제공하지만, SLS 프린터는 카본 충전 PA, 알루미늄 충전 PA(알루마이드), 플렉시블 TPU 등 더 다양한 소재 옵션을 제공합니다.

MJF의 소재 제한은 두 기술 선택 시 분명한 단점입니다. 하지만 MJF는 개방형 소재 플랫폼이자 빠르게 성숙하는 기술로, 더 많은 설계자와 엔지니어가 그 이점을 발견함에 따라 소재 개발이 가속화될 것입니다.

	HP PA 12	SLS PA 12
인장 강도	XY: 48 MPa Z: 48 MPa	XY: 48 MPa Z: 42 MPa
인장 탄성률	XY: 1700 MPa Z: 1800 MPa	XY: 1650 MPa Z: 1650 MPa
파단 신율	XY: 20% Z: 15%	XY: 18% Z: 4%

SLS와 MJF 3D 프린팅의 비용과 리드 타임은 어떤가요?

비용과 리드 타임은 SLS와 MJF 선택 시 두 가지 필수 요소입니다. Hubs 플랫폼에서 두 기술 각각에 대해 소규모 실험을 진행했습니다.

테스트 모델로 브래킷 설계(아래 사진)를 사용해 각 기술별로 미국 내 3D 프린팅 서비스 업체로부터 두 건의 견적을 요청했습니다. 하나는 시제품 주문(1개), 다른 하나는 소량 배치 생산(10~100개)입니다.

테스트 모델의 부피는 28.8cm³, 바운딩 박스 치수는 101.9 x 45.0 x 18.0mm입니다.

회색 SLS 나일론으로 출력된 테스트 브래킷

가격 측면에서 MJF로 출력이 SLS보다 약 15~30% 더 비용 효율적이었습니다. 부품 수량이 많아질수록 가격 차이는 줄어들었는데, 이는 기술의 간소화된 후가공 워크플로(냉각, 분말 제거 등) 때문으로 보입니다. 또한 MJF는 SLS보다 약 3일 정도 더 빠른 리드 타임을 보입니다.

이것이 MJF가 보편적으로 우수한 공정이라는 의미는 아닙니다. 비용 효율성이 낮음에도 SLS는 카본/유리 충전 나일론, TPU, PP 등 훨씬 더 다양한 소재를 제공합니다.

SLS와 MJF의 가격과 리드 타임을 더 자세히 평가하려면 sales@hubs.com으로 문의하시면 담당자가 상세히 안내해 드립니다.

	HP PA 12	SLS PA 12
인장 강도	XY: 48 MPa Z: 48 MPa	XY: 48 MPa Z: 42 MPa
인장 탄성률	XY: 1700 MPa Z: 1800 MPa	XY: 1650 MPa Z: 1650 MPa
파단 신율	XY: 20% Z: 15%	XY: 18% Z: 4%

SLS와 MJF는 미래에 어떻게 발전할까요?

SLS 머신은 빌드당 단일 소재만 생산 가능하지만, MJF 부품은 서로 다른 소재 물성을 가질 수 있습니다. 퓨징 에이전트의 종류나 농도를 변경해 이를 구현합니다. HP는 MJF로 부품의 기계적, 열적, 광학적, 심지어 전기적 특성까지 제어할 수 있다고 주장합니다.

하지만 이 기능은 1세대 MJF 프린터에서는 아직 사용할 수 없습니다. 2세대 HP 프린터는 멀티 소재 및 멀티 컬러 출력을 지원할 것으로 예상됩니다.

SLS 쪽에서는 가정이나 사무실에서 사용할 수 있는 가격 경쟁력 있는 데스크톱 SLS 솔루션 개발이 주목할 만한 업데이트입니다. 이 시스템들은 큰 잠재력을 가지고 있지만, 아직 이 용도에 적합한 실용적인 머신은 시장에 출시되지 않았습니다.

자주 묻는 질문

MJF가 SLS보다 더 강한가요?

MJF로 제작된 부품이 SLS 부품보다 더 강하고 유연합니다. 또한 SLS 부품이 출력 방향을 따라 약한 반면, MJF 부품은 더 균일한 기계적 특성을 가집니다.

MJF가 SLS보다 더 비용 효율적인가요?

일반적으로 MJF는 저밀도 부품에 더 저렴하고, SLS는 솔리드한 부품에 더 적합합니다. 단일 아이템 출력에는 MJF가, 네스팅된 아이템에는 SLS가 더 비용 효율적입니다.

MJF가 SLS보다 더 정확한가요?

SLS와 MJF는 비슷한 정밀도로 부품을 출력합니다. 이는 기술 자체보다는 제조사가 각 기술에 대해 가진 경험에 더 의존하는 경우가 많습니다.

소재와 색상 측면에서 SLS가 MJF보다 나은가요?

SLS는 여러 나일론과 엘라스토머 프로토타이핑 TPU 등 더 다양한 소재 옵션을 제공합니다. 색상 다양성도 SLS가 더 높습니다. MJF는 회색 부품을 출력해 후가공으로 검은색 염색이 가능하지만, SLS 부품은 흰색으로 출력되어 어떤 색으로든 염색 가능합니다. 두 공정 모두 사용 가능한 소재는 나일론 12(PA 12)와 유리 충전 나일론(PA 12 GF)입니다.

대량 부품 생산에 MJF가 SLS보다 나은가요?

전반적으로 MJF가 SLS보다 부품을 더 빠르게 제작하므로, 더 짧은 시간에 더 많은 부품을 생산할 수 있습니다.

MJF 부품이 SLS 부품보다 기계적 물성이 더 좋은가요?

MJF 출력 부품은 일반적으로 전체 지오메트리에서 더 일관된 기계적 특성을 가집니다.