사례 연구: Nylon AF80 – 3D 프린팅으로 지질 센서 설계 혁신

전통적으로 적층 제조는 자동차, 교육, 건축 등 분야에서 사용되어 왔습니다. 그러나 이 프로젝트는 지질학 분야에서 개발되었습니다.

체코 과학원 지질학 연구소의 연구 엔지니어 Tomas Feřtek은 3D 프린팅을 사용해 기계식 센서 마운트, 센서 본체, 고압 챔버용 모터를 제작했습니다.

새 센서를 테스트하고, 설계를 최적화 및 수정할 필요가 적층 제조로 이어졌습니다. 3D 프린팅은 제조 속도를 높여 외부 업체 의존 없이 독립적으로 수행할 수 있게 하며, CNC 밀링 머신으로 제작한 부품보다 생산 비용을 절감합니다.
필요한 부품 중 하나는 압력 센서 역할을 해야 했습니다. 이 응용 분야에서는 내마모성과 내화학성이 있는 소재 사용이 중요했습니다.

시중에 있는 다양한 기술 필라멘트 특성을 검토하던 중, 문제의 부품 제작에 필요한 모든 요건을 충족하는 소재를 찾아 이를 선택했습니다: Fillamentum이 제조한 Nylon AF80 아라미드 필라멘트.

Nylon AF80 아라미드 필라멘트는 아라미드 섬유와 폴리아마이드 혼합물로 만들어진 3D FDM 프린팅용 소재입니다. AF80 나일론은 자가 윤활 소재로 트라이볼로지적 특성을 가집니다: 이 소재로 만든 부품은 특히 미끄럽습니다. 아라미드는 충격, 마모, 유기 용제, 열에 강한 견고한 합성 섬유입니다.

아라미드 섬유 보강과 AF80 나일론 특성이 결합되어 Nylon AF80 아라미드 필라멘트는 다음과 같은 특성을 가집니다:

• 트라이볼로지적 특성
• 높은 인장 강도
• 높은 내열성
• 내충격성

이 특성들은 체코 과학원 지질학 연구소 프로젝트에서 매우 유용했으며, 이 필라멘트를 테스트한 최초의 기관 중 하나가 되었습니다.
Nylon AF80 아라미드 필라멘트로 출력할 때 Tomas Feřtek은 ABS 출력 시 사용하던 설정과 동일하게 사용했으며, 열 베드 온도만 140°C로 수정했습니다. Tomas Feřtek은 Nylon AF80 아라미드 필라멘트 출력이 자신과 지질학 연구소의 모든 기대를 충족했다고 밝혔습니다.

기타 특징 중 층간 접착력이 우수하거나 무광 마감으로 심미적으로 매우 매력적이라는 점을 강조했습니다. 출력 팁으로는 전문가용 3D 프린터, 가급적 히팅 챔버가 있는 프린터에서 출력할 것, 폴리아마이드용 적절한 접착제(예: Magigoo PA) 사용, 부품 냉각을 천천히 해 워핑 같은 문제 방지를 권장했습니다.

적층 제조를 제조 기술이나 프로토타이핑으로 활용하는 것은 중소기업과 기관에 큰 진전으로, 다음을 달성하게 합니다:

• 독립성
• 즉각성
• 비용 절감

3D 프린팅 덕분에 이러한 기업은 생산이나 프로토타이핑 서비스를 아웃소싱할 필요가 없습니다. 따라서 최종 부품에 도달할 때까지 설계 테스트, 개선, 수정을 수행할 수 있습니다. 다른 기업에 의존하지 않음으로써 제조 시간이 단축되고, 결과적으로 제조 또는 프로토타이핑 공정 관련 비용이 최소화됩니다.