ABS, PLA, PETG, TPU, ASA, PBT, 나일론 필라멘트 비교: 핵심 차이점 완벽 가이드

3D 프린팅 필라멘트 선택의 기준

최적의 3D 프린팅 필라멘트나 엔지니어링 플라스틱을 선택하는 것은 프로젝트의 요구사항(강도, 유연성, 내열성, 표면 마감 등)에 따라 결정됩니다. 데스크톱 3D 프린팅과 경량 엔지니어링 분야에서 가장 널리 사용되는 플라스틱은 PLA, ABS, PETG, TPU, ASA, PBT, 나일론입니다. 각 소재는 고유한 기계적, 열적, 화학적 특성을 가지며, 이는 출력 용이성뿐만 아니라 완성된 부품의 기능과 수명에도 직접적인 영향을 미칩니다.

1. ABS (아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌)

ABS란 무엇인가?

ABS는 아크릴로니트릴, 부타디엔, 스티렌 세 가지 단량체로 구성된 테르폴리머입니다. 내구성, 강도, 가공 용이성으로 널리 알려진 엔지니어링 열가소성 수지로, 레고 블록, 자동차 부품, 전자제품 하우징 등 일상생활부터 산업용까지 폭넓게 쓰입니다.

ABS 필라멘트 주요 특성

분류	특성	수치/설명
물리/기계적	밀도	1.04~1.07 g/cm³
	인장 강도	40~50 MPa
	충격 강도	우수 (충격과 낙하에 강함)
	경도	단단하고 적당한 경도
	굴곡 강도	PLA보다 높음
	항복 강도	일반적인 하중 지지 용도에 충분
열적	사용 온도 범위	-40°C ~ 70~105°C (그레이드별 상이)
	유리 전이 온도	약 105°C
	열 안정성	PLA보다 고온에서 형상 및 기계적 강도 유지 우수
	녹는점	약 220~260°C
기타	전기 절연성	양호 (전기 부품 하우징에 적합)
	수분 흡수율	낮으나 0은 아님

출력성 (Printability)

노즐 온도 220~260°C, 베드 온도 80~110°C 필요. 온도 변화와 공기 흐름에 민감해 인클로저(챔버) 필수이며, 출력 중 냄새와 연기가 발생하므로 환기가 중요합니다. 워핑(뒤틀림)과 크랙 방지를 위해 안정적인 출력 환경이 핵심입니다.

장단점

장점	단점
강성, 인성, 충격 저항의 우수한 균형	급속 냉각이나 공기 흐름 시 워핑/크랙 발생
사출 성형, 가공, 3D 프린팅 모두 가능	PLA보다 높은 출력 온도 필요
넓은 온도 범위에서 성능 유지	가열 시 눈에 띄는 연기 발생
도색, 접착, 후가공 용이	반복 응력 하에서 비교적 취약
저렴한 비용 (약 $20/kg)	UV 안정제 없이는 내후성 낮음

주요 용도

• 장난감 (레고 블록), 자동차 내/외장 부품, 가전 하우징, 배관 파이프/피팅, 프로토타입, 커스텀 카 파츠

2. PLA (폴리락트산 / Polylactic Acid)

PLA란 무엇인가?

옥수수, 사탕수수 등 식물 전분에서 추출한 젖산을 중합해 만든 바이오플라스틱입니다. 생분해성(산업용 퇴비 조건 하)과 생체적합성을 갖춰 친환경 소재로 각광받습니다.

PLA 필라멘트 주요 특성

분류	특성	수치/설명
물리적	밀도	약 1.24 g/cm³
	외관	투명~반투명, 다양한 색상 가능
	냄새	무취, 무독성 (식품 관련 용도 적합)
	수분 흡수	중간 정도 (보관 시 건조 필요)
기계적	인장 강도	50~70 MPa
	경도	비교적 단단하나 취성 있음 (휘기보다 파손)
	연신율	낮음 (덜 연성)
	가공성	절단, 샌딩, 드릴링 용이
	취성	충격 시 깨지기 쉬움
열적	유리 전이 온도	55~60°C
	녹는점	190~220°C
	사용 온도	50°C 이하 권장 (고온 변형 우려)
생분해성	산업용 퇴비 시설에서 분해 가능 (가정용 퇴비/매립지에서는 매우 느림)

출력성

가장 출력하기 쉬운 필라멘트. 베드 접착 우수, 워핑 거의 없음, 인클로저 불필요, 오버행과 세밀한 디테일 표현 탁월. 초보자용으로 최적.

장단점

장점	단점
출력 난이도 매우 낮음	고온/실외 사용 부적합
다양한 색상 및 특수 마감 (실크, 매트, 야광 등)	UV 노출 시 열화
저렴하고 구하기 쉬움 ($20/kg 내외)	취성, 충격에 파손됨
표면 품질 우수	산업용 퇴비 시설 없이는 실질적 생분해 어려움

주요 용도

• 데스크톱 3D 프린팅 (입문자~전문가), 식품 포장, 농업용 멀치 필름, 생체의료용(봉합사, 임플란트), 친환경 섬유

3. PETG (폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜 수정)

PETG란 무엇인가?

PET에 글리콜(CHDM)을 공단량체로 도입해 결정화를 억제, 비정질 상태로 만든 코폴리에스터. 투명성, 내충격성, 가공성이 PET보다 향상되었습니다.

PETG 필라멘트 주요 특성

분류	특성	수치/설명
물리적	투명도	광투과율 91% 이상
	밀도	약 1.27 g/cm³
	외관	투명, 글로시, 다양한 색상
기계적	인장 강도	50~60 MPa
	파단 연신율	최대 180%
	충격 강도	85 kJ/m² (아크릴의 15~20배)
	굴곡 탄성률	2060~2160 MPa
	항복 강도	50.3~53.1 MPa
	경도	Rockwell 106~116
열적	유리 전이 온도	70~80°C
	사용 온도	-40°C ~ 80~120°C
	녹는점	PET보다 낮아 열성형/출력 용이
기타	내화학성	대부분 산/알칼리/유기용제에 강함
	내자외선성	UV 흡수제 함유로 실외 사용 적합
	수분 흡수	낮음 (출력 전 건조 권장)

출력성

노즐 220~250°C, 베드 70~90°C. ABS보다 워핑 적고 인클로저 불필요. 다만 스트링(실오라기)과 베드 과접착(표면 손상 우려) 경향이 있어 튜닝 필요.

장단점

장점	단점
강도, 유연성, 출력 용이성의 좋은 균형	튜닝 안 되면 스트링/우징 발생
내화학성, 내자외선성 우수	표면이 PLA/ABS보다 글로시함
ABS보다 워핑 적음	일부 베드에서 과접착으로 표면 손상 가능
투명/반투명 옵션 다양	PLA만큼 딱딱하지 않고 ABS만큼 내열성 높지 않음

주요 용도

• 식품/음료/의약품/화장품 용기, 전자 하우징, 건축용 사인/패널, 의료 기기, 자동차 헤드라이트 커버, 3D 프린팅 기능성 파츠, 신용카드, 수축 필름

4. TPU (열가소성 폴리우레탄 / Thermoplastic Polyurethane)

TPU란 무엇인가?

열가소성 엘라스토머(TPE) 계열로, 부드러운 세그먼트와 단단한 세그먼트가 교대로 연결된 블록 공중합체 구조입니다. 고무 같은 탄성과 플라스틱의 가공성을 동시에 지닙니다.

TPU 필라멘트 주요 특성

분류	특성	수치/설명
물리적	밀도	1.14~1.22 g/cm³
	투명도	폴리카보네이트계 등급은 우수
	표면	글로시/매트, 고무 같은 감촉
기계적	경도 범위	Shore A 60 ~ Shore D 80 (전 범위에서 탄성 유지)
	인장 강도	30~65 MPa
	파단 연신율	600~800% 이상
	내마모성	천연 고무의 2~10배
	내파단성	우수
열적	사용 온도	-40°C ~ 90°C (등급 따라 -50°C~120°C)
	유리 전이 온도	낮음 (영하에서도 유연)
	내열성	연속 80~100°C
내화학/환경	내유성	폴리에스터계 우수
	내수/가수분해성	폴리에테르계 우수
	내후성	알리파틱계는 UV 안정, 방향족계는 황변 가능
	생체적합성	의료용 등급은 무독성, 피부/체내 접촉 가능

출력성

노즐 200~230°C, 베드 40~60°C. 직접 구동 익스트루더 권장, 보우덴 방식은 매우 느린 속도와 세심한 리트랙션 튜닝 필요. 흡습성이 강해 건조 필수.

장단점

장점	단점
유연하고 내구성 뛰어남	출력 난이도 높음 (특히 보우덴)
충격 흡수, 진동 감쇠 우수	느린 속도, 최소 리트랙션 필요
착용감 좋은 웨어러블/맞춤형 부품에 최적	흡습성 강함
내화학성, 내마모성 우수	고하중 구조 부품에는 부적합

주요 용도

• 신발 밑창/쿠션, 자동차 개스킷/호스/내장재, 폰 케이스/웨어러블 밴드, 의료용 카테터/튜브, 스포츠 보호대, 산업용 씰/롤러, 3D 프린팅 유연 파츠/리빙 힌지/댐퍼

5. ASA (아크릴로니트릴 스티렌 아크릴레이트)

ASA란 무엇인가?

ABS의 기계적 특성에 PMMA 수준의 내후성을 결합해 개발된 테르폴리머. "해-섬(sea-island)" 구조로 SAN 수지가 연속상, 아크릴 고무가 분산상을 이루어 UV와 습기에 강합니다.

ASA 필라멘트 주요 특성

분류	특성	수치/설명
물리/기계적	밀도	1.05~1.09 g/cm³
	인장 강도	38~48 MPa
	노치 충격 강도	480~580 J/m
열적	열변형 온도 (1.86 MPa)	85~105°C (개량 그레이드는 더 높음)
	사용 온도	-20°C ~ 75°C 이상
내후성	UV 저항	장기 햇빛 노출에도 황변/탈색/열화 거의 없음
	크리프 저항	지속 하중 하 영구 변형 낮음
	수분 흡수	낮음
출력성	노즐/베드 온도	240~260°C / 90~110°C
	워핑	ABS보다 적으나 인클로저 권장
	연기/냄새	ABS보다 적음 (환기 권장)

장단점

장점	단점
뛰어난 UV/내후성	ABS보다 비싸고 구하기 어려움
높은 강도와 충격 저항	베드 접착 까다로울 수 있음
ABS 대비 낮은 워핑	고온 출력 필요, 인클로저 이점 있음
실외에서 색상/광택 유지

주요 용도

• 자동차 외장 트림/미러 하우징/그릴, 건축 자재(지붕재, 사이딩, 창틀), 야외 가구/놀이기구, 실외 전기함/안테나 하우징, 3D 프린팅 실외용 파츠

6. PBT (폴리부틸렌 테레프탈레이트)

PBT란 무엇인가?

반결정성 열가소성 폴리에스터로, 치수 안정성, 내열성, 내화학성이 뛰어나 엔지니어링 플라스틱으로 널리 쓰입니다.

PBT 필라멘트 주요 특성

분류	특성	수치/설명
물리적	밀도	1.31~1.35 g/cm³
	표면 경도	높음, 스크래치 저항 우수
기계적	인장/충격 강도	높음 (구조용 부품 적합)
	피로 저항	반복 응력 후 성능 유지 우수
	치수 안정성	고온다습에서도 변형 적음
열적	연속 사용 온도	-40°C ~ 110°C
	녹는점	220°C 이상
	난연성	난연 그레이드 존재
내화학성	내약품성	염소, 강알칼리 세척제 등에 강함 (식품/실험 장비 적합)
	수분 흡수	매우 낮음 (반결정 구조)
전기적	절연성	고주파/고습 환경에서도 우수
내자외선성	양호 (실외 사용 적합)
출력성	노즐/베드 온도	240~270°C / 110~130°C
	워핑	대형 파츠에서 우려, 냉각 관리 중요

장단점

장점	단점
높은 내마모성으로 장수명	완전 투명하지 않음 (투명 필요시 타 소재 블렌딩)
우수한 내화학성	고온 가공으로 금형/장비 비용 증가
넓은 온도 범위에서 치수 안정	대형 파츠 워핑 가능성
낮은 수분 흡수로 치수/절연 안정	범용 플라스틱보다 고가
가공/성형 용이, 다양한 색상	일부 프로파일/맞춤 형상 공급 제한적
재활용 가능, 친환경적 생산

주요 용도

• 자동차 커넥터/센서 하우징/엔진룸 부품, 전기/전자 소켓/스위치/차단기, 기계식 키보드 키캡, 기어/부싱, 식품 가공 장비, 정밀 기계 부품

7. 나일론 (폴리아마이드 / PA)

나일론이란 무엇인가?

아마이드 결합(-CONH-)이 반복되는 합성 폴리머 계열. 1930년대 실크 대체재로 개발되어 섬유부터 엔지니어링 부품까지 폭넓게 사용됩니다. PA6(카프로락탐 개환중합), PA66(헥사메틸렌디아민+아디프산 축합중합) 등이 대표적입니다.

나일론 필라멘트 주요 특성

분류	특성	수치/설명
물리적	밀도	1.14~1.15 g/cm³
	수분 흡수	높음 (포화 시 3% 이상, 치수 안정성에 영향)
기계적	인장 강도 (PA66)	80~100 MPa (HDPE의 2~3배)
	항복 강도	인장 강도와 비슷, ABS 초과
	내충격/피로성	반복 굽힘/충격 후 강도 유지 우수
	내마모성	마찰계수 낮음, 무급유 운전 가능
	경도	Shore D 약 80
열적	녹는점	215~260°C (타입별 상이)
	사용 온도	-40°C ~ 105°C (유리섬유 강화 시 140°C+)
내화학/환경	내약품성	오일/그리스/용제/대부분 산알칼리 견딤 (강산/장기 UV는 열화)
	내자외선성	기본 그레이드는 UV 취약 (안정제 첨가 시 개선)
전기적	절연성	습한 환경에서도 우수, 높은 내전압
출력성	노즐/베드 온도	240~270°C / 70~100°C
	필수 조건	출력 전/중 건조 필수 (흡습 시 스트링/약한 적층)
	워핑	높음, 인클로저 및 베드 접착제 권장

장단점

장점	단점
금속에 육박하는 기계적 강도/강성	높은 수분 흡수로 치수 변화/특성 저하
뛰어난 내마모/피로 저항 (이동 부품 최적)	UV 열화 (안정제 없으면)
광범위한 내화학성 (연료/윤활유 등)	난연성 낮음, 연소 시 유독 가스
자가 윤활성 (외부 윤활제 불필요)	PE/PP보다 고가
우수한 내열성 (특히 강화 그레이드)	재활용 어려움 (#7, 지자체 수거 드묾)
전기 절연성 안정적	수분으로 인한 결함(기포, 줄무늬) 방지 위해 정밀 가공 필요
금속 대비 경량 (자동차/항공우주 유리)
염색 용이

주요 용도

• 섬유/의류, 자동차 기어/부싱/연료라인/엔진룸 부품, 베어링/기어/케이블타이/패스너, 지퍼/칫솔모/스포츠용품, 전기 커넥터/하우징, 의료용 봉합사/보철물, 낙하산 줄/군용 스트랩, 3D 프린팅 기능성 프로토타입/지그/엔드유즈 파츠

8. 7대 필라멘트 종합 비교표

특성	PLA	ABS	PETG	TPU	ASA	PBT	나일론
출력 난이도	매우 쉬움	보통	쉬움	어려움	보통	보통/어려움	어려움
권장 노즐 온도	190~220°C	220~260°C	220~250°C	200~230°C	240~260°C	240~270°C	240~270°C
권장 베드 온도	20~60°C	80~110°C	70~90°C	40~60°C	90~110°C	110~130°C	70~100°C
인클로저 필요?	아니오	예	아니오	아니오	권장	권장	강력 권장
베드 접착 용이성	매우 좋음	나쁨	좋음	보통	보통	어려움	어려움
층간 접착력	좋음	좋음	매우 좋음	좋음	좋음	좋음	좋음
출력 속도	빠름 (60+ mm/s)	보통 (40~60)	빠름 (60+)	느림 (20~40)	보통 (40~60)	보통 (30~60)	보통 (30~60)
서포트 제거	쉬움	보통	보통	어려움	보통	어려움	어려움
워핑 경향	매우 낮음	높음	낮음	매우 낮음	낮음	보통~높음	높음
수축률	낮음	높음	낮음	매우 낮음	낮음	보통~높음	높음
흡습 민감도	보통	낮음	보통	높음	낮음	보통	매우 높음
건조 필수?	가끔	드물게	가끔	항상	드물게	가끔	항상
강도 (인장)	높음, 취성	좋음	좋음	보통	좋음	높음	매우 높음
유연성	낮음	보통	보통	매우 높음	보통	낮음	보통
충격 저항	낮음	좋음	보통	매우 높음	높음	좋음	높음
경도	높음	보통	보통	낮음 (Shore A/B)	보통	높음	보통
내구성	낮음	좋음	좋음	탁월	탁월	탁월	탁월
내마모성	낮음	보통	보통	높음	보통	높음	매우 높음
유리 전이 온도 (°C)	50~65	105	75~80	-	~45~60	70~90	50~60
최대 사용 온도 (°C)	~60	~100	~70~80	~80 (그레이드별)	~100	~110	~120
내화학성	나쁨	보통	좋음	탁월	좋음	탁월	좋음
내자외선성	나쁨	나쁨	좋음	좋음	탁월	좋음	보통
생분해성?	산업용 퇴비	아니오	아니오	아니오	아니오	아니오	아니오
식품 안전?	예*	아니오	예*	예*	아니오	아니오	아니오
출력 시 연기/냄새	최소	강함	최소	최소	ABS보다 적음	최소	최소
후가공 용이성	쉬움 (샌딩/도색)	쉬움 (샌딩/아세톤 증기)	쉬움 (샌딩)	어려움	쉬움	어려움	어려움
표면 마감	매끈, 글로시	무광/글로시	글로시	매트/약간 거침	무광/글로시	매끈/글로시	매끈/새틴
색상 다양성	매우 높음	높음	높음	높음	보통	제한적	보통
투명 옵션	일부	없음	있음	없음	없음	없음	없음
비용	낮음	낮음	보통	보통	높음	높음	높음
대표 용도	프로토타입, 모형, 장난감	기능성 파츠, 하우징	기능성, 실외용	유연, 댐핑	실외, 자동차	전기, 기계, 산업	기어, 부싱, 엔지니어링
주요 약점	취성, 저내열/내UV	워핑, 연기, UV	스트링, 덜 딱딱함	출력 어려움, 구조용 부적합	비용, 고온 필요	워핑, 고온, 건조 필요	흡습, 워핑, 접착
재활용	산업용	#7 (다양)	#1 (PET류)	#7 (다양)	#7 (다양)	기계적 재활용 가능	기계적 재활용 가능

강도 기준 필라멘트 선택 가이드

인장 강도: 당기는 힘에 가장 강한 필라멘트는?

폴리카보네이트(PC)가 최강, 나일론(PA)도 매우 우수. PLA도 인장 강도는 높으나 갑작스러운 파단 거동. ABS, PETG, ASA가 그다음.

층간 접착력: Z축 방향 강도

나일론이 압도적. 일부 나일론은 XY/Z 방향 강도 차이가 거의 없어 세로 출력 파츠도 강함. ABS/ASA는 급랭 시 층간 약화 주의. PC도 양호하나 인클로저 필요.

전단/비틀림 저항

PC, 나일론이 최강. 탄소/유리섬유 강화 타입은 더 우수. PLA, ABS는 보통. PETG, 나일론은 파단 전 변형이 큼.

충격 저항: 돌발 충격에 강한 소재

나일론 1위, ABS, ASA 우수. PC는 강화 타입에서 취성 파단 가능. PLA는 나일론/ABS/ASA 대비 낮음.

굴곡 강도: 강성 vs 유연성

강성이 필요하면 PC > PLA 순. 나일론은 같은 하중에서 변형이 크고 크리프(지속 변형) 발생해 고강성 브래킷/홀더엔 부적합. 탄소섬유 강화 PC가 최고 강성이나 출력 난이도 높고 취성.

크리프 저항: 지속 하중 하 형상 유지

PC가 최소 변형으로 최우수. 나일론이 가장 많이 변형되어 지속 하중 부품에 부적합.

내열성: 고온 환경 대응

나일론, PC가 최상위. PLA는 차량 실내 온도에서도 변형. ASA, ABS는 중간 수준. ASA는 내열+내UV 조합으로 실외용 강점.

특성	최우수 필라멘트	차선/참고
인장 강도	PC, 나일론	PLA, ABS, ASA, PETG
층간 접착	나일론	ABS, ASA, PC
전단/비틀림	PC, 나일론	ABS, ASA, PLA
충격 저항	나일론	ABS, ASA
굴곡 강도	PC	PLA
크리프 저항	PC	ABS, ASA
내열성	나일론, PC	ASA, ABS

프로젝트별 추천 필라멘트

• 최대 종합 강도: 폴리카보네이트 (PC) — 인장/굴곡/크리프 최강, 단 충격 취성/출력 난이도 높음
• 충격 저항 우선: 나일론 > ABS, ASA
• 고온 환경: 나일론, PC
• 고강성, 비유연 부품: 탄소섬유 강화 PC (출력 난이도 높음, 취성 주의)
• 범용 엔지니어링: ABS, ASA, PETG — 내구성, 사용성, 기계적 특성의 균형
• 층간 강도 중요한 3D 프린트: 나일론 (일부 타입은 Z방향 강도 XY와 거의 동일)

※ 브랜드, 블렌드, 강화 타입(탄소/유리섬유)에 따라 특성 차이 발생 가능. 프로젝트의 구체적 기계적/환경적 요구사항을 종합 고려해 선정하세요.

용도별 필라멘트 빠른 선택 가이드

• 입문자/장식용 출력: PLA — 가장 쉬운 출력, 최다 색상
• 기능성/기계 부품: ABS, PETG, ASA, 나일론 — 강도, 내열, 내구성 우위
• 실외/UV 노출: ASA, PETG — PLA, ABS 대비 월등한 내후성
• 유연성/신축성 필요: TPU — 신축/충격 흡수 부문 독보적
• 특수 엔지니어링(산업/고마모): PBT, POM, 나일론 — 산업 현장/고하중 마모 환경에서 검증된 성능