3D 프린팅용 유연 소재 톱: 성능 및 응용

3D 프린팅은 유연하고 고무 같은 소재를 프린팅하는 데 있어 훌륭한 가능성과 다양한 종류를 제공합니다. 양산 부품부터 취미가들의 혁신적이고 멋진 프로젝트까지, 확인해볼 가치가 있습니다. 제오메트리에서 사용 가능한 기술들의 유연한 3D 프린팅 소재 옵션을 살펴보겠습니다.

다양한 3D 프린팅 소재의 쇼어 경도 지표

유연한 폴리머의 경우 쇼어 경도(Shore hardness)는 주목해야 할 주요 특성 중 하나입니다.

쇼어 경도 척도는 서로 다른 소재를 비교할 때 공통 참조점을 제공하기 위해 만들어졌습니다. 듀로미터 게이지로 측정합니다. 서로 다른 소재의 경도를 측정하기 위해 다양한 쇼어 경도 척도가 있습니다.

• 쇼어 OO 척도: 젤 같은 극도로 부드러운 소재 측정(예: 젤 인솔)
• 쇼어 A 척도: 매우 부드럽고 유연한 것부터 거의 유연성이 없는 준강성 플라스틱까지 넓은 범위 측정
• 쇼어 D 척도: 매우 단단한 고무, 준강성 및 강성 플라스틱 측정(예: PVC 파이프)

이미지에서 볼 수 있듯 서로 다른 척도 간에 겹치는 부분이 있습니다. 예를 들어 쇼어 경도 95A인 소재는 쇼어 50D이기도 합니다.

제오메트리에서 사용 가능한 3D 프린팅 유연 소재

각 프린팅 기술은 다른 폴리머나 레진을 필요로 합니다. 각 기술이 요구하는 프린트 소재와 그 특성을 자세히 보겠습니다.

열가소성 폴리우레탄(TPU)

TPU는 열가소성 엘라스토머(TPE) 범주에 속합니다. TPE는 10 쇼어 OO에서 72 쇼어 D까지 세 가지 경도 척도를 아우르지만, 가장 일반적으로 쇼어 A 척도가 사용됩니다.

TPU 폴리우레탄 88/95A

일명 울트라신트(Ultrasint™) TPU01로, 멀티 제트 퓨전(MJF) 전용 다목적 소재입니다. 이 소재는 열가소성 우레탄으로 유연성, 높은 인열 강도, 좋은 디테일을 제공합니다. TPU 3D 프린팅은 ABS, PLA, 나일론 같은 다른 3D 프린팅 소재로는 달성하기 어려운 독특한 가능성을 제공합니다.

플라스틱과 고무의 특성을 결합한 TPU는 쉽게 구부리거나 압축할 수 있는 탄력 있고 내구성 있는 부품을 생산할 수 있습니다. 이 소재는 스케이트보드 휠처럼 딱딱한 고무 같은 특성을 보여 다양한 최종 용도 애플리케이션을 가능하게 합니다. 또한 프린팅이 쉽고 우수한 자외선 및 가수분해 저항성을 가집니다. 자세한 특성은 TPU M95A 사양서를 참조하세요.

기술: 멀티 제트 퓨전(MJF)

플렉스 TPU/TPE 유사

내구성 있고 유연하며 고무 같은 소재가 필요하다면 선택적 레이저 소결(SLS)용 플렉시블 TPU/TPE가 완벽한 옵션입니다. 변형 후 우수한 회복성과 높은 자외선(UV) 안정성을 가진 이 엘라스토머 SLS TPU는 많은 이점을 제공합니다. 흥미로운 구조 설계를 통해 자동차부터 신발 산업까지 다양한 애플리케이션용 부품을 3D 프린팅할 수 있습니다. 이 소재는 매끄러운 백색 표면을 제공하며 우수한 가수분해 저항성과 뛰어난 충격 흡수력을 가집니다.

기술: 선택적 레이저 소결(SLS)

TPU 소재는 FDM 프린팅에도 사용할 수 있지만, 보통 파우더 기반 기술인 SLS나 MJF로 프린트했을 때보다 품질이 낮으며, 가격도 거의 차이가 없습니다.

TPU 특성

산업에 이점을 주는 TPU의 몇 가지 독점적 핵심 특성이 있습니다.

내마모/스크래치 저항성

높은 내마모성과 스크래치 저항성은 내구성과 높은 심미적 가치를 의미합니다. 자동차 인테리어 부품, 스포츠 및 기술 부품처럼 내마모성과 스크래치 저항성이 중요한 애플리케이션에서 TPU는 다른 열가소성 소재 대비 탁월한 결과를 제공합니다.

자외선 저항성

우수한 기계적 특성 유지 외에도 자외선에 대한 놀라운 안정성을 보여 밝은 색상과 어두운 색상 부품 모두에 우수한 색상 안정성을 제공합니다. 산업계는 TPU의 높은 스크래치 저항성과 자외선 성능에 의존해 심미적 부품의 색상 견뢰도를 보장할 수 있습니다.

높은 유연성

TPU는 높은 유연성, 충격 흡수, 반발력을 제공해 신발, 스포츠 장비, 정형외과 모델 제작에 탁월한 선택입니다. 이 특성은 자동차 인테리어와 에어 필터 커버에도 매우 유용합니다.

기타 장점

• 넓은 온도 범위에서 우수한 유연성
• 훌륭한 저온 및 충격 강도
• 강력한 내후성 및 고에너지 방사선 저항성
• 전체 경도 범위에서 높은 탄성
• 오일, 그리스 및 수많은 용제에 대한 내성

플렉시블 CLIP 레진

CLIP 레진은 카본 DLS 3D 프린팅 기술에 사용되는 고품질 레진 클래스입니다. 제오메트리에서는 세 가지 유형의 플렉시블 CLIP 레진을 제공합니다. 비디오 개요로 어떻게 생겼는지 확인하세요:

• DLS EPU 40 (1:22)
• DLS FPU 50 (2:36)
• DLS SIL 30 (3:36)

DLS EPU 40 (엘라스토머 폴리우레탄)

EPU 40은 높은 탄성과 인열 저항이 필요한 애플리케이션에 좋은 선택인 고성능 폴리우레탄 엘라스토머입니다. 엘라스토머 폴리우레탄 CLIP 레진은 높은 성능 덕분에 순환 인장 및 압축 하중 하에서 탁월한 탄성 거동을 가능하게 합니다. 늘리고 구부려도 원래 프린트된 모양으로 돌아옵니다.

EPU 40은 쇼어 경도 70A의 상업용 TPU와 비교 가능합니다. EPU 레진은 고무 같고, 내구성 있으며, 유연하고, 신축성이 있으며, 100µm(0.1mm) 레이어 두께는 거의 보이지 않습니다. 부품이 사출 성형 모델과 매우 가까워 시제품 제작에 매우 흥미롭습니다. EPU 40 사양서를 참조하세요.

주요 특징

• 높은 탄성
• 인열 저항
• 화학적 및 생체 적합성

응용

• 개스킷 및 씰
• 충격 흡수기
• 진동 아이솔레이터

DLS FPU 50 (플렉시블 폴리우레탄)

FPU 50은 충격, 마모, 피로에 강한 준강성 소재로 반복적 응력을 견뎌야 하는 부품에 좋은 선택입니다. 이 소재는 견고한 인클로저, 힌지 메커니즘, 마찰 피팅에 이상적일 수 있습니다. FPU는 뛰어난 피로 및 내열성으로 폴리프로필렌과 비교 가능합니다. 0.25mm 두께의 특징도 3D 프린팅 가능하며, EPU 40처럼 고무 같고 탄력적이지는 않습니다. DLS FPU 50 전체 사양을 참조하세요.

주요 특징

• 강인하고 피로 저항성
• 높은 인장 강도
• 높은 충격 및 항복 강도

응용

• 스냅 핏
• 스트레인 릴리프
• 작은 전기 회로를 캡슐화하는 마운트 및 브라켓

DLS SIL 30 (실리콘)

SIL은 쇼어 A 경도 35의 상업용 TPE와 비교 가능한 실리콘-우레탄 소재입니다. CLIP 기술은 폴리우레산 및 시아네이트 에스테르 기반 레진 같은 복잡한 화학을 포함한 새로운 폴리머 클래스로 3D 프린팅을 가능하게 합니다. 그 결과 일반적인 엔지니어링 요구사항을 반영하는 다양하고 성장하는 소재 선택지가 생겼습니다. SIL 30 사양서를 참조하세요.

주요 특징

• 부드러운 터치
• 생체 적합성
• 인열 저항

응용:

• 착용형(손목 밴드, 헤드폰 패드)
• 의료 장비

이 모든 CLIP 레진은 장기(>30일) 피부 접촉에 적합합니다. 마찬가지로 모두 단기(<24시간) 점막 접촉에 사용할 수 있으나 EPU 40*은 피부 접촉만 적합합니다. 따라서 의료 산업에서 안전한 소재 프린팅에도 활용됩니다.

유연 소재 비용 비교

제오메트리 견적 엔진에서 CAD 모델에 대한 세 가지 레진의 비용 비교를 해보겠습니다.

소재	단가(1개)	단가(10개)	단가(100개)
TPU 폴리우레탄 88/95A(MJF)	29.95€	12.37€	11.41€
플렉스 TPU/TPE 유사(SLS)	25.84€	23.24€	21.41€
EPU 40	212.44€	48.82€	48.82€
FPU 50	436.53€	100.31€	100.31€
SIL 30	632.56€	159.24€	159.24€

결론

대중 시장에서 사용 가능한 3D 프린팅용 유연 소재는 크게 두 가지 유형입니다: FDM, MJF, SLS 3D 프린터로 프린트 가능한 TPU와 CLIP 레진(카본 DLS). 더 저렴한 부품을 원하면 TPU 소재를, 높은 강도나 인열 저항 같은 첨단 소재 특성이 필요하면 더 비싼 CLIP 레진을 선택하세요.

이 모든 3D 프린팅 옵션은 제오메트리에서 이용 가능합니다. CAD 파일을 업로드하고 가격 옵션을 확인하세요.