3D 프린팅 필라멘트 식기세척기 사용 가능할까? 소재별 내열성 및 안전성 가이드
핵심 기준: 유리 전이 온도(Tg, Glass Transition Temperature)
식기세척기 표준 세척 온도 **55-75°C**. 필라멘트의 Tg가 이 범위 이상이어야 변형 없이 견딥니다. Tg 부근에서 연화 시작, Tg 초과 시 급격히 변형/녹음.
주요 필라멘트별 식기세척기 적합성
| 필라멘트 |
유리 전이 온도(Tg) |
식기세척기 안전성 |
비고 |
| PLA |
57-70°C |
❌ 불가 |
세척 온도와 Tg 겹침. 60°C에서 아이스크림처럼 변형, 80-100°C에서 녹음 |
| PETG |
75-85°C |
△ 조건부 가능 |
단순 가열 건조 모드(70°C 이하)만 가능. 고온 세척/건조 시 변형 위험. 글리콜 변형제로 결정화 어려워 내열성 한계 |
| ABS |
105°C |
✅ 가능 |
식기세척기 온도 범위 여유롭게 커버. 단, 식품 접촉용으론 비추(유해 물질 용출 가능성) |
| ASA |
100-110°C |
✅ 가능 |
ABS 유사 내열성, 자외선 저항성 추가 |
| PC(폴리카보네이트) |
145-150°C |
✅ 매우 안전 |
고온 출력 난이도 높음. 식품 등급 인증 제품 선별 필요 |
| PP(폴리프로필렌) |
100-110°C |
✅ 가능 |
식품 용기 소재로 검증됨. 출력 난이도 높음(워핑, 접착) |
| PolySmooth(PVBT) |
약 100°C |
✅ 가능 |
IPA 증기 처리 가능. 식품 안전성 확인 필요 |
PLA 식기세척기 절대 안 되는 이유
- Tg 57-70°C가 세척 온도(55-75°C)와 거의 일치
- 뜨거운 물/증기에 노출 시 급속 연화 → 변형 → 균열 → 파손
- 파편이 식기세척기 펌프/필터 막아 고장 유발 가능
- 수분 흡수 시 팽창으로 치수 변형, 층간 박리
PLA 위생 관리 대안
- 손세척만: 미지근한 물(40°C 이하) + 중성 세제 + 부드러운 스펀지
- 어닐링(Annealing): 80-100°C 오븐에서 30-60분 가열 → 결정화 촉진 → Tg 상승, 강도/내열성 향상. 단, 수축(2-3%) 발생해 치수 변화, 변형 위험 있음. 정밀 부품엔 부적합.
- 에폭시/식품용 왁스 코팅: 표면 밀폐로 수분/세균 침투 차단. 식품용 인증 제품 필수.
- 에틸렌 옥사이드(EtO) 가스 멸균: 의료기기 수준. 일반인 접근 어려움.
주의: FDM 출력물은 레이어 라인 사이 미세 틈새에 세균/바이러스 서식 가능. 식품 직접 접촉 용도면 후처리 필수 또는 식품 안전 인증 소재/공정 사용하세요.
전자레인지 사용은?
- PLA: ❌ Tg 낮아 녹음. 세균 번식 우려(마이크로포어)
- ABS: ❌ 내열성엔 견디나 유해 물질(BPA, 스티렌 등) 용출 위험. 식품용 비추
- PETG: △ 내열성 경계선. 식품용 등급이면 단시간 가능하나 권장 안 함
- PP, PC, PEI(울템): ✅ 전자레인지용 식품 용기 소재로 검증됨. 단, 3D 프린팅품은 층간 틈새 문제 잔존
식품 접촉용 출력물 제작 가이드라인
- 식품 안전 인증(FDA 21 CFR 177.1520, EU 10/2011, 한국 식약처) 필라멘트 사용
- 스테인리스/경화 스틸 노즐 사용(브라스 노즐 납 성분 용출 방지)
- 인필 100%로 내부 기공 최소화
- 퍼리미터 4-5겹 이상으로 벽 두껍게
- 식품용 에폭시/왁스로 전체 코팅(층간 틈새 밀폐)
- 출력 전 베드/노즐 세척, 전용 익스트루더 권장
결론
식기세척기용 출력물은 ABS, ASA, PC, PP, PVBT 계열로 제작하세요. PLA는 어떤 후처리(어닐링, 코팅)를 해도 식기세척기 환경에서 장기 신뢰성 보장 어렵습니다. 식품 직접 접촉 시엔 인증 소재 + 100% 인필 + 식품용 코팅 3박자 필수. 단순 장식/비식품 용도면 PLA도 손세척 전제로 사용 가능합니다.