MJF vs SLS: 폴리머 및 엘라스토머 3D 프린팅 기술 비교

선택적 레이저 소결(SLS)과 멀티 제트 퓨전(MJF)은 폴리머와 엘라스토머용으로 가장 널리 쓰이는 두 가지 3D 프린팅 기술입니다. 유사점도 있지만, 각 기술을 서로 다른 상황에 더 적합하게 만드는 차이점도 존재합니다.

3D 프린팅 기술 설명

선택적 레이저 소결(SLS)

SLS 기술에서는 프린터가 3D CAD 모델의 단면을 가이드로 사용하여 빌드 플랫폼에 소재 분말 레이어를 적층합니다. 고출력 CO2 레이저가 CAD 모델에서 요구하는 형상대로 이 레이어를 소결합니다. 이전 레이어 위에 또 다른 소재 레이어를 적층하고 다시 소결합니다. 이 레이어 적층과 소결 공정이 부품이 형성될 때까지 반복됩니다.

멀티 제트 퓨전(MJF)

MJF(Multi Jet Fusion)는 HP MJF로도 불리며 SLS와 유사합니다. 그러나 MJF에서는 각 분말 레이어가 적층되고 근소결 온도까지 가열된 후, 잉크젯 어레이가 레이어에 액체 퓨징 에이전트(fusing agent)를 분사합니다. 이 퓨징 에이전트는 적외선 흡수를 촉진합니다. 디테일링 에이전트도 파트 외곽 가장자리를 따라 적층됩니다. 이후 적외선 소스가 모든 것을 함께 소결하고, 이전 레이어 위에 새로운 분말 레이어가 적층됩니다. 이 공정이 파트 생성될 때까지 반복됩니다.

SLS와 HP MJF의 유사점

주요 유사점:

• 분말 소재를 사용하는 분말 융합 기술
• 소결을 위한 열원 필요
• 프린팅 중 오브젝트 서포트 불필요, 복잡한 형상 제작 가능
• 레이어 적층 방식으로 작동
• 주로 열가소성 플라스틱과 엘라스토머 사용

SLS와 HP MJF의 차이점

소재

SLS는 1997년 최초 특허 이후 훨씬 더 오랜 기간 존재해 왔습니다. 이 기술은 PA 11, PA 12, PA 12 Glass-filled, PEBA 2301 3D, Alumide, TPU 등 여러 소재를 지원하는 여러 발전을 거쳤습니다. 이는 SLS 공정에 소재 선택의 유연성을 제공합니다.

반면 MJF는 2017년에야 상업적으로 출시되어 비교적 신기술입니다. 따라서 현재 PA 12, PA 11, TPU 등 소수의 소재만 지원합니다.

치수 정밀도 및 피처 해상도

두 기술 모두 높은 치수 정밀도를 제공합니다. 그러나 MJF와 SLS를 비교하면, SLS 파트가 MJF보다 약간 더 미세한 피처 해상도를 가집니다. 다만 두 기술 모두 휨에 취약하므로 평평한 대형 면적 프린팅은 피해야 합니다.

처리 시간

단일 파트 생산 시 SLS와 MJF의 프린팅 시간은 대략 비슷합니다. 그러나 기계 세팅, 프린팅, 냉각을 포함한 전체 공정 시간은 MJF가 더 짧습니다. MJF 프린터는 탈착식 빌드 플랫폼을 가지고 있어 프린팅된 파트를 기계 외부에서 냉각할 수 있기 때문입니다. 또한 다량 파트 생산 시 MJF가 더 빠릅니다. 이 기술은 수십 개의 파트를 동시에 프린팅할 수 있습니다.

재활용성 측면에서는 MJF 프린팅 파트에서 회수된 분말의 80%가 재활용 가능한 반면, SLS는 30~50% 수준입니다.

표면 마감

두 기술의 파트 표면 마감은 모두 입자상(거친 느낌)이며, MJF 파트가 약간 더 매끄럽습니다. SLS 파트는 보통 흰색 또는 회색이며 다양한 색상으로 염색 가능합니다. MJF에 사용되는 퓨징 에이전트는 적외선 흡수 증진을 위해 검은색입니다. 이 검은색 때문에 MJF 파트는 보통 회색빛을 띠며 주로 검정으로 염색됩니다.

3D 프린팅 파트 물성

MJF와 SLS 파트는 기계적, 물리적 특성이 약간 다릅니다. 아래 표에 SLS와 MJF 물성을 비교했습니다.

특성	MJF	SLS
인장 강도 (MPa)	1700 (X,Y) 1800(Z)	1650 (X,Y) 1650 (Z)
인장 탄성률 (MPa)	48 (X,Y) 48 (Z)	48 (X,Y) 42(Z)
파단 신율 (%)	20 (X,Y) 15 (Z)	18 (X,Y) 24(Z)
융점 (°C)	187	176

파트 크기

SLS 프린팅은 MJF(최대 380 x 284 x 380mm)보다 더 큰 파트(최대 600 x 350 x 560mm)를 제작할 수 있습니다. 반면 MJF는 0.5mm까지의 미세 피처 프린팅이 가능한 반면, SLS는 최소 피처 크기가 0.8mm입니다.

비용

MJF와 SLS의 단일 파트 생산 비용은 대략 비슷하지만, MJF는 규모가 커질수록 저렴해집니다. HP MJF 프린터가 여러 파트를 동시에 프린팅할 수 있기 때문입니다.

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올바른 3D 프린팅 기술 선택 방법

특성	SLS	MJF
소재	PA 11, PA 12, PA 12 Glass-filled, TPU, PEBA 2301 3D, Alumide 등 다수 소재 지원	현재 PA 11, PA 12, PA 12 Glass-filled, TPU만 지원
치수 정밀도	MJF보다 약간 높은 치수 정밀도	매우 높은 치수 정밀도
처리 시간	MJF보다 오래 걸림, 특히 대량 생산 시	탈착식 빌드 플랫폼으로 파트 외부 냉각 가능, 동시 다중 파트 프린팅으로 SLS보다 단축
마감	입자상 표면 마감	입자상이나 SLS보다 약간 더 매끄러움
파트 크기	최대 600 x 350 x 560mm, 최소 피처 0.8mm	최대 380 x 284 x 380mm, 최소 피처 0.5mm
비용	단일 파트 생산 비용은 대략 동일, 대량 생산 시 MJF가 더 저렴

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