3D 프린팅에서 구조적 무결성은 3D 프린트가 기능하는 동안 무너지지 않아야 하므로 중요합니다. 3D 프린팅은 제공하는 품질로 인해 널리 받아들여지는 인기 있는 제조 공정입니다. 3D 프린트 부품의 강도 향상에는 많은 요소가 작용합니다.
이 문서는 강한 3D 프린트를 만드는 방법에 대한 세부 정보를 제공하며, 개인 3D 프린터를 보유하거나 신속 시제품 제작 서비스에 아웃소싱하려는 사람들에게 유용합니다. 개인 3D 프린터가 있다면 최상의 결과를 얻기 위해 설정을 조정하는 방법을 배울 수 있습니다. 프로젝트를 아웃소싱하려면 다양한 소재와 최근 후처리 기술에 대한 정보를 얻어 시제품 제작 서비스와 더 잘 소통하는 방법을 알 수 있습니다. 강한 3D 프린트 부품을 만드는 간소화된 버전을 살펴보세요.
개인 작업용 3D 프린터를 갖는 것은 개인 제품 제조에 더 효율적이고 효과적입니다. 그러나 3D 프린팅에 깊이 빠져 그 사용에 대한 지식이 없다면 강한 3D 프린트를 만드는 데 약간의 어려움이 있을 수 있습니다. 3D 프린터에는 높고 강한 프린트를 위해 조정할 수 있는 많은 설정이 있습니다. 아래는 이를 사용하여 강한 3D 프린트를 만드는 방법입니다.
3D 프린트의 강도를 높이는 한 가지 방법은 내부 밀도를 높이는 것입니다. 내부 밀도는 0%에서 100%까지이며, 0은 완전히 중공, 100은 완전히 솔리드를 의미합니다.
이론적으로 100% 인필 밀도는 3D 프린트를 매우 강하게 만들어야 합니다. 하지만 실질적으로 대부분의 설계자는 70%를 넘어가면 3D 프린트 강화에 미치는 영향이 적다는 것을 발견했습니다. 대신 필라멘트 사용량, 프린팅 시간, 비용, 3D 프린터 부담이 엄청나게 증가합니다.
참고: 강도를 위해 최소 20% 인필 밀도를 유지하고, 가능하다면 인필 밀도를 늘리기 전에 벽 두께(아래 설명)를 조정하세요.
3D 프린트 소재의 벽 두께는 "벽 라인 수(Wall Line Count)"와 "외부 선 너비(Outer Line Width)"로 측정됩니다. 벽이 얼마나 두꺼운지 보여주며, 이를 늘리는 것은 강한 3D 프린트를 만드는 중요한 방법입니다. 벽 두께를 늘리면 3D 프린트 부품이 안쪽보다 바깥쪽에 더 많은 변형을 받기 때문에 강도가 증가합니다.
벽 두께를 늘리면 프린트된 소재를 강화할 뿐만 아니라 오버행(3D 모델에서 프린트하기 어려운 기하학적 형상)과 수밀성도 개선됩니다.
참고: 일반 제품의 경우 최소 벽 두께 ≥ 1.2mm를 유지하세요. 더 강한 강도를 위해 이를 늘릴 수 있습니다.
얇은 레이어를 사용하면 후속 층 사이의 접착력과 밀도가 좋아져 3D 프린트 부품이 강화됩니다. 설계자들은 0.1mm(100미크론)까지 낮추면 강도를 극대화할 수 있다고 말합니다. 하지만 프린팅 시간이 그에 상응하게 증가합니다.
3D 프린트를 강화하는 또 다른 방법은 올바른 인필 패턴을 사용하는 것입니다. 인필 패턴은 인필 밀도와 함께 작동하며 3D 프린트의 내부 지지 구조 역할을 합니다. 또한 부품에 약간의 강성을 더하고 벽 변형을 방지합니다. 강한 3D 프린트를 만들기 위해 인필 패턴을 사용하는 방법으로는 30~50% 범위의 조밀한 인필 패턴을 사용해야 합니다.
사용하는 인필 패턴 유형도 3D 프린트가 얼마나 강할지 결정합니다. 시도해 볼 수 있는 세 가지 인필은 아래와 같습니다:
삼각형 인필 패턴은 변형될 가능성이 적고 최상의 지지 구조를 제공하므로 강합니다. 대부분의 3D 애호가들은 삼각형이 가장 강한 모양이기 때문이라고 봅니다.
삼각형 인필을 사용하면 프린트 헤드의 직선 이동으로 인해 프린트 속도도 향상됩니다. 결과적으로 강도와 속도 때문에 삼각형 인필이 많은 3D 애호가들 사이에서 최고의 선택입니다.
직사각형 인필은 평행 및 수직 압출의 그리드로 인해 100% 인필 밀도를 달성할 수 있습니다. 삼각형 인필과 마찬가지로 프린트 헤드의 직선 이동으로 인해 높은 프린트 속도를 가집니다.
이들은 테셀레이션된 육각형을 가지며 중량 대비 강도 비율이 가장 높습니다. 앞의 두 인필 패턴과 달리 프린트 헤드가 지속적으로 방향을 바꾸기 때문에 프린팅은 느리지만 3D 프린트 강화에도 효과적입니다.
유량을 조정하는 것도 3D 프린트 부품을 강하게 만드는 이상적인 방법이 될 수 있습니다. 하지만 이 방법을 사용하면 언더 및 오버 압출을 유발하지 않도록 주의해야 합니다. 따라서 대부분의 설계자는 작은 변경만 하도록 합니다.
다음에 대해 유량을 조정할 수 있습니다:
유량을 조정하여 3D 프린트를 강화할 수 있습니다. 하지만 대부분의 사람들은 체적 유량 달성 불가능 문제를 해결하고 정확도를 개선하기 위해 유량을 조정합니다.
인기 있는 슬라이서인 Cura에 따르면, 라인 너비를 레이어 높이의 짝수 배수로 조정하여 3D 프린트를 강화할 수 있습니다. 하지만 이 설정은 압출과 직접 관련되므로 주의해야 합니다. 라인 너비의 큰 변화는 오버 및 언더 압출로 이어질 수 있습니다.
냉각은 설정 후 층의 접착력에 영향을 미치는 3D 프린팅의 중요한 공정입니다. 빠른 냉각은 후속 층이 다른 층과 결합할 수 없어 접착력을 감소시킬 수 있습니다. 하지만 냉각은 사용하는 소재에 따라 달라집니다. 예를 들어 PLA는 강력한 냉각 팬 아래에서 가장 잘 작동합니다. 따라서 작업 중인 소재에 따라 냉각 속도를 줄여야 합니다.
3D 프린팅에는 약한 것으로 알려진 소재가 있습니다. 따라서 강한 3D 프린트를 만드는 것은 강한 3D 프린팅 소재를 사용하는 것이 될 수 있습니다. 강도와 동의어인 특성을 가진 세 가지 주요 소재가 있습니다.
ABS는 무거운 사용에 적합하지 않은 강한 3D 프린트를 만드는 훌륭한 3D 프린팅 소재입니다. 3D 프린팅에서 최고의 플라스틱 폴리머 중 하나인 강하고 가벼운 특성을 가진 열가소성 수지입니다.
PLA는 무거운 사용과 고해상도에 적합한 프린트를 위한 비싼 3D 프린팅 소재입니다. 인장 강도 7,250 psi를 가지지만 빛에 노출되면 분해됩니다.
이것은 강도로 인해 최근 인기를 얻고 있는 새로운 필라멘트입니다. 약 4,100~8,500 psi의 인장 강도를 가져 PLA보다 강하고 ABS보다 약합니다. 하지만 PLA보다 덜 유연하고 ABS보다 더 유연합니다.
세 가지 중 올바른 소재를 선택하려면 저항력, 층간 결합, 굽힘 힘, 강성, 충격 저항 능력을 고려해야 합니다. 아래는 각각에 대한 세 가지 비교입니다:
PLA와 ABS의 차이점에 대해 더 알고 싶다면 RapidDirect의 기사를 확인하세요.
3D 프린트를 강화하는 또 다른 방법은 부품 방향을 사용하는 것입니다. 부품 방향은 3D 프린터에 부품을 배치하는 것입니다. 3D 프린터는 녹은 소재의 얇은 층을 점진적으로 증가하는 높이에 증착하여 작동합니다. 높이가 점진적으로 증가하는 것이 3차원 부품을 형성합니다. 층이 증착되면 이전 층과 결합합니다. 그러나 두 층 사이의 인터페이스는 약한 지점이며, 3D 프린트는 이 인터페이스에서 부러집니다.
이를 이해하는 좋은 방법은 선반용 브래킷을 만드는 것입니다. 브래킷이 선반에 부착되는 곳에서 가장 큰 힘이 아래쪽으로 작용한다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 힘과 반대쪽에 인터페이스가 있는 옆면으로 프린트하는 것이 좋습니다.
부품 방향이 어렵다면 층간 결합 경향이 더 좋은 소재(예: PETG)를 사용해야 합니다. 또한 부품 방향은 프린트 표면의 매끄러움과 많은 소재가 필요하여 프린트 비용에 영향을 미친다는 점에 유의하세요.
이는 프린팅 후에 발생하므로 강한 3D 프린트를 만드는 직접적인 방법은 아닙니다. 3D 프린트를 강화하기 위해 에폭시/폴리에폭사이드를 사용하는 것을 포함합니다. 에폭시 코팅은 경화제와 에폭시 코팅으로 만들어진 불용성 표면 코팅입니다. 내용매성, 내구성, 강도가 있어 PLA, ABS, SLA 같은 소재 코팅에 적합합니다.
3D 프린트에 에폭시 코팅을 적용하는 것은 쉬운 작업입니다. 아래 단계를 따라 해보세요:
경화제 조금만으로도 프린트를 코팅하고 강화할 수 있으므로 많이 사용할 필요 없습니다. 3D 프린트에 에폭시 코팅을 적용하면 더 강해지고 투명하고 광택 있는 표면을 제공합니다.
3D 프린터 설정을 조정하는 것이 3D 프린트를 강하게 만드는 유일한 방법은 아닙니다. 후처리 방법인 에폭시 코팅 외에도 다른 방법을 사용할 수 있습니다. 아래는 최근 인기 있는 두 가지 중요한 방법입니다.
어닐링은 강화 목적으로 3D 프린트를 온도 상승에 노출시키는 방법입니다. 테스트에 따르면 어닐링 사용 후 약 40%의 강도 증가가 있다고 합니다. PLA, ABS, PETG, ASA 같은 소재와 호환됩니다.
어닐링은 플라스틱 구조가 실패하기 쉽기 때문에 3D 프린트 강화에 중요합니다. 3D 프린팅 전 플라스틱은 비정질/무질서 미세 구조를 가집니다. 그러나 3D 프린트를 가열하면 비정질 구조가 스스로 결정질 형태로 재구성되어 이러한 3D 프린트가 실패하기 쉬워집니다.
어닐링은 여기서 3D 프린트의 결정질 구조를 큰 결정에서 작은 결정으로 변경하는 데 필수적입니다. 플라스틱 폴리머나 완성된 3D 프린트 제품을 어닐링할 수 있습니다. 플라스틱 폴리머나 3D 프린트 부품을 어닐링하려면 유리 전이 온도 이상이고 녹는점 이하의 온도에서 가열하세요.
전기도금은 실용적이고 저렴하기 때문에 인기 있는 방법입니다. 3D 프린트를 전해질과 도금 금속(인기 있는 산업용 금속은 아연, 크롬, 니켈)에 담그는 것을 포함합니다. 전류를 전해질을 통해 통과시키면 금속 이온이 3D 프린트 주위에 코팅을 형성합니다. 이는 내구성 있고 오래가는 3D 프린트 형성으로 이어집니다.
목적에 적합하지만, 단점은 높은 강도의 더 나은 3D 부품을 만들기 위해 많은 층이 필요하다는 것입니다.
강한 3D 프린트는 사용 시 무너지지 않는 프린트이므로 강한 3D 프린트를 만드는 방법을 아는 것이 매우 중요합니다. 3D 프린트를 강화하는 세 가지 방법이 있습니다. 하나는 공정 자체 중(3D 프린터 설정 조정), 올바른 소재 사용, 후처리 공정입니다. 이 방법들 중 하나를 사용하면 강한 3D 프린트를 만들거나 시제품 제작 서비스와 소통하여 3D 프린트 부품을 강화하는 방법을 논의할 기회가 있습니다.
3D 프린팅은 품질, 효율성, 효과성, 복잡한 부품 제작 능력으로 사용되는 인기 있는 방법입니다. 그러나 3D 프린트 강도 개선은 3D 프린터 작동 방식, 사용할 올바른 소재, 후처리 기술에 대한 고급 지식이 필요합니다.
강도, 내구성, 미학, 품질이라는 올바른 속성을 가진 3D 프린트를 원한다면, 중국의 최고의 신속 시제품 제작 서비스 중 하나인 RapidDirect와 파트너십을 맺는 것이 좋은 선택입니다. 우리는 맞춤형 3D 프린팅 서비스를 제공하며, 맞춤 가공 부품에 대한 즉석 견적과 전체 치수 검사 보고서를 받을 수 있습니다. 3D 프린팅 관련 모든 문의는 오늘 연락주세요.
PLA는 3D 프린팅에서 가장 자주 사용되는 소재 중 하나입니다. 구조적 부품 제작에 적합한 엄청난 인장 강도를 가집니다. 강하지만 위에 강조된 방법을 사용하여 PLA 3D 프린트를 강화할 수도 있습니다. 3D 프린트 강화의 일반적인 방법에는 에폭시 적용, 어닐링, 전기도금이 포함됩니다.
가장 강한 3D 프린팅 가능 소재는 무엇인가요?3D 프린팅에 사용되는 모든 프린팅 가능 소재 중 폴리카보네이트가 가장 강합니다. 강도(인장 강도 9,800 psi)와 내열성으로 '데스크톱 프린팅의 진정한 왕'으로 불립니다. 내열성으로 인해 매우 높은 온도(베드 약 145°C, 헤드 약 290°C)가 필요합니다. 개방 환경에서 휠 수 있으므로 소재를 인클로저로 감싸야 합니다. 폴리카보네이트는 고강도 기능성 부품 제작에 적합합니다.
프린트를 더 강하게 만들려면 어떻게 하나요?프린트를 더 강하게 만드는 방법은 많습니다. 3D 프린터 설정을 조정하거나, 더 강한 소재로 변경하거나, 에폭시 소재 코팅, 어닐링, 전기도금 같은 후처리 방법을 사용할 수 있습니다.
3D 프린팅
3D 프린팅 기술 덕분에 상상한 것을 그대로 구현하는 설계가 가능해졌습니다. 건설, 자동차, 의료 등 수많은 분야에서 중요한 진전과 비용 절감을 이뤘습니다. 기존 기술로도 품질 좋은 설계는 가능하지만, 3D 프린팅은 가장 복잡한 디자인도 문제없이 출력·사용할 수 있게 합니다. 전문가 조언 5가지를 통해 누구나 고품질 출력을 달성할 수 있습니다. 1. 3D 프린팅에 맞춘 설계 배치 조정 기계·조립 장비 제작 시 가장 중요한 단계. 3D 프린터는 100% 정밀하지 않습니다. 부품 간 적절한 간극(클리어런스) 설계로 편차 보정 필수.
이미지 1: 3D 프린팅 리소페인. 출처: Formlabs 리소페인(Lithophane) = 두께 차이로 투과광량 조절해 입체 이미지 구현. 19세기 기원(왁스 조각→석고 몰드→도자기 소성). 오늘날 3D 프린팅으로 누구나 쉽게 제작 가능. 고해상도 필요로 SLA(광경화) 프린터가 최적. Form 3 Form Cure UniZ Slash XYZ Nobel 1. 사진 선정 SLA 고해상도 덕에 좋은 대비·선명도 사진이면 디테일 우수한 리소페인 변환. 저대비 사진은 흑백 변환, 대비 증대, 배경 제거 등 사진 편집으로 보정.
