사출 성형 ABS 또는 폴리프로필렌을 Formlabs로 교체:최고의 3D 프린팅 재료 선택

전통적인 제조 분야에서는 ABS, 폴리프로필렌, 나일론 등 "빅 3"가 오랫동안 표준이 되어 왔습니다. 이는 예측 가능한 기계적 특성과 신뢰성으로 인해 높은 평가를 받는 사출 성형의 주력 제품입니다.

그러나 제품 개발 주기가 단축되고 기능성 최종 용도의 3D 프린팅 부품에 대한 수요가 증가함에 따라 엔지니어들은 이러한 플라스틱과 "외형"뿐만 아니라 작동도 유사한 3D 프린팅 재료를 점점 더 찾고 있습니다.

Formlabs에서는 프로토타입 제작과 생산 간의 격차를 해소하기 위해 특별히 설계된 기능성 수지 라이브러리를 개발했습니다. 그렇다면 ABS 부품을 교체할 때 어떤 Formlabs 수지를 사용해야 할까요? 아니면 최종적으로 나일론으로 사출 성형되거나 기계 가공될 기능적인 프로토타입을 제작하시나요? 

이 가이드에서는 가장 널리 사용되는 열가소성 수지를 살펴보고 응용 분야에 가장 중요한 기계적 특성을 기준으로 가장 적합한 Formlabs 소재를 선택합니다.

인터랙티브

어떤 3D 프린팅 재료를 선택해야 할지 결정하는 데 도움이 필요하십니까? 당사의 새로운 대화형 재료 마법사는 점점 늘어나는 당사의 수지 라이브러리에서 가장 관심을 갖는 특성과 귀하의 응용 분야를 기반으로 올바른 재료 결정을 내리는 데 도움이 됩니다.

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Lego®와 같이 ABS의 내구성, 강성 및 강성(취성 없음)을 모방할 수 있는 Formlabs 수지를 찾고 있다면 벽돌, Tough 2000 Resin이 최선의 선택입니다. 

ABS 또는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌은 가장 일반적으로 사용되는 열가소성 수지 중 하나이며 일반적으로 사출 성형을 통해 대량 생산됩니다. 대시보드 및 콘솔과 같은 대형 자동차 내부 부품뿐만 아니라 어린이 장난감(Lego® 블록), 스피커 및 주방 가전 인클로저와 같이 우리가 매일 사용하는 많은 소비자 제품에 매우 인기가 있습니다. ABS는 또한 FDM(융합 증착 모델링) 3D 프린터에 사용되는 가장 인기 있는 필라멘트 중 하나입니다. 

SLA 3D 프린터의 경우 사용자는 강성은 있지만 깨지기 쉬운 정도의 강성은 아닌 내구성 있고 견고한 소재를 찾고 있습니다. 이러한 응용 분야에서는 Tough 2000 Resin이 가장 가까운 비교입니다. Tough 2000 Resin 부품은 쉽게 구부러지지 않고 충격 강도가 좋으며 장기간 사용에도 견딜 수 있습니다. Tough 2000 Resin은 사출 성형 ABS보다 Notched Izod 충격 저항이 훨씬 낮지만 설계 복잡성 및 사용자 정의 가능성 측면에서 3D 프린팅이 제공하는 이점으로 인해 이와 같은 제약 조건을 고려한 설계가 가능해졌습니다. 

샘플 부분

Tough 2000 Resin V2는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)에 필적하는 강도와 강성을 지닌 견고한 소재로 인성과 고온 및 크리프 저항성이 결합되어 있습니다.

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HDPE(고밀도 폴리에틸렌)는 샴푸병, 우유병, 청소용품 용기용으로 대량 생산되는 플라스틱으로 쉽게 식별할 수 있습니다(플라스틱 재활용 규정 중 2위 — ♴). HDPE 제품은 블로우 성형되는 경우가 많으며 마모 및 마찰에 대한 저항력이 매우 높습니다. 이러한 내마모성은 HDPE를 리빙 힌지 및 균열 없이 자주 구부리거나 눌러야 하는 부품에 이상적으로 만듭니다. 

HDPE에 대한 최고의 Formlabs 재료 비교는 Tough 1000 Resin입니다. Tough 1000 Resin은 탁월한 파단 연신율, 표면 평활도 및 충격 강도가 필요한 부품에 적합한 소재로 이전에 매우 인기가 높았던 내구성 있는 Resin을 대체했습니다. 

Tough 1000 Resin은 고온이 존재하는 경우를 제외하고 거의 모든 시나리오에서 기계적 특성 측면에서 HDPE를 대체할 수 있습니다. Tough 1000 Resin의 HDT가 다소 낮아 열에 약간 변형되기 쉽습니다.

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Tough 2000 Resin V2는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)에 필적하는 강도와 강성을 지닌 견고한 소재로 인성과 고온 및 크리프 저항성이 결합되어 있습니다.

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Tough 1000 Resin은 마찰 저항성과 부드러운 유연성이 복제하려는 주요 특성인 상황에서 사출 성형 폴리프로필렌을 대체할 수 있습니다. 

폴리프로필렌(PP)은 낮은 마찰, 절연성, 화학적 및 충격 방지 특성으로 인해 널리 사용됩니다. 이 제품의 인기는 부분적으로 다양한 제조 기술에 적용할 수 있는 능력과 PP 부품의 다양한 두께와 강성을 생성하는 기술에 기인합니다. PP 부품은 주사기, 일회용 수저, 자동차 컵 홀더 등을 포함한 다양한 응용 분야에 사용할 수 있습니다. PP는 숫자 5 재활용 기호(♷)로 식별할 수 있습니다.

Tough 1500 Resin과 Tough 1000 Resin은 모두 최고의 폴리프로필렌 품질을 가지고 있습니다. 일부 PP 부품의 마찰 저항성과 부드러운 유연성을 원하는 경우 Tough 1000 Resin을 선택해야 합니다. 그러나 더 두꺼운 폴리프로필렌 부품의 강도와 내구성 강성을 찾고 있다면 Tough 1500 Resin을 선택해야 합니다. 

Tough 1500 Resin은 규정 준수 메커니즘 또는 셀프 태핑 나사 및 스냅핏이 있는 견고한 인클로저 등 강성과 연성의 균형을 유지해야 하는 부품에 이상적입니다. Tough 1500 Resin의 궁극적인 인장 강도와 굴곡 강도는 실제로 기존의 사출 성형 폴리프로필렌 소재보다 성능이 뛰어납니다. 하지만 파단 연신율은 상당히 낮습니다. 

Formlabs 나일론 11 파우더로 인쇄된 부품과 같은 SLS 3D 인쇄 나일론 소재는 사출 성형 폴리아미드와 화학적으로 동일합니다. SLA 3D 프린터에 직접적인 '나일론' 레진은 없지만 Tough 1000 Resin은 나일론 6을 대체할 수 있고, Tough 1500 Resin은 나일론 12를 대체할 수 있으며, Rigid 10K Resin은 유리 충전 나일론을 대체할 수 있습니다.

일반적으로 나일론이라고 불리는 폴리아미드는 깨지지 않으면서 강하고 뻣뻣합니다. 즉, '스냅백'이 가능하고 내열성 및 피로 저항성이 뛰어납니다. 폴리아미드(나일론)는 여러 가지 구조로 제공됩니다. 일반적으로 시작 구성 요소(모노머)의 탄소 원자 수를 나타내는 숫자로 식별됩니다. 예를 들어 나일론 6은 탄소 6개 빌딩 블록으로 만들어지고, 나일론 12는 탄소 12개 빌딩 블록으로 만들어집니다.

대량 생산된 나일론을 대체할 수 있는 최고의 Formlabs 소재는 물론 SLS 3D 프린팅 나일론입니다. 이는 강하고 내구성이 뛰어난 부품에 탁월한 나일론 12 파우더와 같은 다용도 소재이거나 나일론 11 파우더와 같은 보다 전문적이고 성능 중심적인 소재입니다. 또한 매우 견고한 부품을 위한 나일론 11 CF 파우더와 같은 매우 특수한 나일론 복합재도 있습니다. 

그러나 SLS 3D 프린팅 나일론을 선택할 수 없고 Formlabs SLA 수지 소재가 필요한 경우 폴리아미드를 대체하는 최선의 방법은 가장 관심 있는 소재 특성에 따라 달라집니다. 폴리아미드는 다양한 뛰어난 기계적 특성을 가질 수 있으므로 나일론의 강성, 내구성 또는 충격 강도를 가장 원하는지 결정하십시오. 강성을 위해 또는 충전 나일론 또는 복합 나일론을 대체하는 데 가장 적합한 재료는 매우 강하고 밀도가 높은 Rigid 10K Resin일 수 있습니다. 나일론 12의 유연성과 피로 저항에 더 관심이 있다면 비슷한 수지에 대한 최선의 선택은 Tough 1500 Resin입니다. 좀 더 '미끄러운' 나일론 6 소재를 원한다면 Tough 1000 Resin이 최선의 선택입니다.

이 제조 보조 장치 또는 생산 소모품은 Eaton이 뉴욕주 올리언(Olean) 소재지에서 단일 부품 흐름 제조 시스템을 통해 부품을 이동하도록 설계하고 사용합니다. 원래 Delrin에서 가공한 것(왼쪽)은 이제 나일론 12 파우더로 Fuse 시리즈 SLS 3D 프린터로 3D 프린팅되었습니다. 

아세탈 또는 상품명 Delrin®으로도 알려진 폴리옥시메틸렌(POM)은 높은 강성, 낮은 마찰 및 뛰어난 치수 안정성으로 인해 가공 가능한 플라스틱으로 제조 시나리오에서 매우 널리 사용됩니다. 구부러지거나 늘어나거나 습기를 흡수하지 않기 때문에 생산 소모품이나 제조 보조제를 위한 공장 환경에서 특히 인기가 있습니다. 

Delrin은 PP의 연성과 ABS의 강성을 갖추고 있으므로 사용 사례에 따라 Tough 1000 Resin 또는 Tough 2000 Resin이 작동할 수 있습니다. Eaton과 같이 대량 제조 지원 생산의 경우 Delrin 생산 소모품을 SLS 3D 프린팅 나일론 12 분말로 교체하면 원래 Delrin 부품과 동일한 강성과 내구성을 유지하면서 자재 비용과 노동 시간을 줄일 수 있습니다. 

사출 성형 TPU와 화학적으로 완전히 동일한 레진은 없지만 Fuse 시리즈의 인쇄 설정 편집기를 사용하여 서로 다른 경도계로 인쇄한 두 개의 SLS 3D 인쇄 TPU 90A 분말 개스킷과 같은 FDM 필라멘트 및 SLS 분말이 있습니다. 

열가소성 폴리우레탄(TPU)은 내구성, 내화학성, 내마모성이 뛰어난 유연한 엘라스토머입니다. 이는 진동 감쇠 응용 분야, 신발 및 구부리고 반동하거나 충격을 흡수해야 하는 많은 부품에 사용됩니다. TPU는 다양한 쇼어 경도로 제조될 수 있어 최종 사용 제품의 경도가 연질 50A부터 경질 90A+까지 다양합니다. 

Formlabs에는 SLS Fuse 시리즈(TPU 90A Powder)용 TPU 소재가 있지만 TPU의 수지 배합은 없습니다. 그러나 대량 생산된 TPU를 더 부드러운 경도계의 경우 Elastic 50A Resin으로 인쇄하고 약간 더 단단한 경도계의 경우 유연한 80A Resin으로 인쇄한 수지 부품으로 교체할 수 있습니다. 

Rigid 10K Resin은 매우 단단하고 강하며 단단한 소재를 찾는 상황에서 PEEK를 대체할 수 있습니다. 많은 Formlabs 사용자는 Rigid 10K Resin을 사용하여 수천 장의 샷을 위해 산업용 사출 성형 기계에 사용할 수 있는 3D 프린팅 사출 성형 툴링을 만듭니다. 

폴리에테르에테르케톤(PEEK)은 항공우주, 자동차, 의료 및 유틸리티 응용 분야에서 금속을 대체하는 데 사용할 수 있는 산업용 고성능 플라스틱입니다. PEEK를 단 하나의 3D 프린팅 재료로 대체하는 것은 불가능합니다. 다양한 특성에 걸쳐 너무 포괄적인 성능을 발휘합니다. 구조적으로 다르지만 관련 소재인 PEKK는 가공이 더 쉽고 PEEK의 극단적인 특성을 많이 공유합니다.

그러나 PEEK의 강성을 찾고 충격 저항성을 일부 희생할 수 있다면 Rigid 10K Resin이 적합합니다. PEEK의 높은 내열성이 필요하다면 High Temp Resin이 최선의 선택입니다. PEEK의 생체 적합성이 필요한 경우 BioMed Clear Resin, BioMed White Resin 또는 BioMed Black Resin과 같은 Formlabs의 생체 적합성 수지 제품군이 이상적입니다. 

ABS, PEEK, 폴리프로필렌과 같은 산업용 플라스틱은 조만간 3D 프린팅 재료로 완전히 대체되지 않을 것입니다. 사출 성형, 블로우 성형, 열성형 및 기타 대량 생산 공정을 통해 생산하는 것은 너무 비용 효율적이고 효율적입니다. 

그러나 3D 프린터와 재료가 더욱 발전하고 기술적으로 역량이 향상됨에 따라 3D 프린팅 부품은 소비재부터 제조 보조제, 기능성 프로토타입에 이르기까지 다양한 최종 사용 시나리오에서 기존 산업용 플라스틱을 대체할 수 있습니다. 

Formlabs 수지는 여러 상황에서 이러한 일반적인 재료를 효과적으로 대체할 수 있습니다. 필요에 따라 성능을 발휘할 수 있도록 특별히 고안되었으며 엄격한 테스트를 거쳤습니다. 

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