아크릴 대 폴리카보네이트 가공:주요 차이점 및 올바른 재료 선택

2022년 11월 16일 게시

이전 2022년 11월 16일 fastradius.com에 게시됨

플렉시유리 또는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)라고도 알려진 아크릴과 폴리카보네이트는 모두 CNC 가공을 통해 부품을 제조하는 데 적합한 가볍고 투명한 플라스틱입니다. 아크릴은 강도와 투명성이 뛰어나 일반 유리를 대체할 수 있는 탁월한 소재인 반면, 폴리카보네이트는 놀라울 정도로 견고하고 충격에 강해 안전 유리와 같이 투명성과 향상된 내구성이 필요한 응용 분야에 이상적입니다.

아크릴과 폴리카보네이트는 여러 측면에서 유사하지만 이 두 가지 공통 재료 사이에는 하나가 다른 것보다 특정 용도에 더 적합하도록 만들거나 가공 공정에 영향을 주어 리드 타임과 비용에 영향을 줄 수 있는 몇 가지 중요한 차이점이 있습니다. 이 기사에서는 프로젝트에 가장 적합한 제조 옵션을 선택하고 선택한 재료에 어울리는 디자인을 만들 수 있도록 아크릴 및 폴리카보네이트 가공에 대해 알아야 할 사항을 살펴보겠습니다.

아크릴 및 폴리카보네이트 가공:알아야 할 사항

아크릴을 가공할 때 캐스트 아크릴은 압출 아크릴보다 더 나은 선택인 경우가 많습니다. 왜냐하면 후자는 가공 과정에서 균열이나 칩이 발생할 가능성이 더 높기 때문입니다. 이는 부품 치핑을 방지하기 위해 도구 경로 전략을 신중하게 선택해야 하는 경우가 있음을 의미합니다. 또한, 아크릴은 내열성이 약하기 때문에 매끄러운 표면 마감을 위해서는 날카로운 절단 도구를 사용해야 합니다. 아크릴의 융점이 낮다는 것은 가공 중에 다른 플라스틱보다 낮은 절단 이송 속도를 사용해야 함을 의미합니다. 이송 속도가 높을수록 마찰과 열이 더 많이 발생하고 부품이 파손될 가능성이 있기 때문입니다. 필요한 경우 가공 전에 아크릴을 냉동고에 보관하여 가능한 한 시원하게 유지할 수 있습니다.

인성과 내충격성을 갖춘 폴리카보네이트는 가공에 더 적합하며 특히 CNC 밀링에 적합합니다. 그러나 폴리카보네이트 가공 시 절삭 공구의 날카로움은 여전히 ​​중요합니다. 가공 과정에서 너무 많은 열이 발생하면 폴리카보네이트 시트가 녹을 수 있기 때문입니다. 폴리카보네이트는 아크릴보다 칩이 발생할 가능성이 적기 때문에 기계 가공이 더 쉽고 보다 표준적인 도구 경로 전략을 사용할 수 있습니다. 또한 온도 작업 범위가 더 높기 때문에 문제를 일으킬 가능성을 줄이면서 더 공격적인 전략을 사용할 수 있어 잠재적으로 시간과 비용을 절약할 수 있습니다.

아크릴과 폴리카보네이트의 응용분야

아크릴과 폴리카보네이트는 모두 가볍고 기계 가공이 가능하며 산업 전반의 다양한 응용 분야에 적합한 고유한 특성을 가지고 있습니다.

아크릴은 자동차, 건설, 항공우주 산업에서 널리 사용되는 소재이며 건조 상자, 렌즈, 방사선 차폐물, 건조기 등에 자주 사용됩니다. 또한 투명성, 강도 및 높은 충격 저항성으로 인해 유리를 대체할 수 있는 훌륭한 대안이 되며 일반적으로 온실, 수족관, 테라리움, 보안 장벽 등에 사용됩니다.

아크릴과 마찬가지로 폴리카보네이트는 자동차, 항공우주, 건설 산업에서 널리 사용되지만 폴리카보네이트 부품은 제한된 오토클레이브 및 방사선 멸균을 견딜 수 있기 때문에 열에 대한 저항성과 강력한 치수 안정성으로 인해 의료 산업에서 매우 인기가 높습니다. 보다 일반적인 응용 분야 중에서 폴리카보네이트는 POS 소매 디스플레이, 안면 보호대, 건축 기능, 투명 매니폴드, 방탄 창 등에 자주 사용됩니다.

부품에 아크릴을 사용할 때의 장단점

아크릴은 다음과 같은 다양한 긍정적인 특성을 제공합니다:

• 투명성:  아크릴은 최대 92%의 빛을 통과시켜 일부 등급의 유리나 대부분의 다른 열가소성 플라스틱보다 더 투명합니다. 투명성을 유지하면서 색상을 지정할 수도 있지만 더 불투명한 아크릴 부품을 제조하는 것도 가능합니다.
• 강도:  아크릴은 유리보다 훨씬 강하고 충격에 강합니다. 대부분의 아크릴 등급은 유리보다 4~8배 더 강합니다.
• 환경 저항성:  아크릴은 긁힘, 풍화 및 자외선에 대한 저항력이 자연스럽기 때문에 옥외용으로 이상적입니다.
• 내화학성:  아크릴은 알칼리, 세제, 세정제, 묽은 무기산을 포함한 많은 화학물질에 내성이 있습니다.
• 수분 흡수:  아크릴은 수분 흡수율이 낮아 실외 용도로 사용할 때 크기를 유지할 수 있습니다.
• 코팅 호환성:  표면 품질을 개선하고 수명을 연장하며 특정 요구 사항을 충족시키기 위해 아크릴 부품을 정전기 방지, 하드 코팅 또는 눈부심 방지 레이어로 코팅할 수 있습니다.
• 가성비:  강도, 내구성 및 투명도에도 불구하고 아크릴은 제조 및 가공 비용이 상대적으로 저렴합니다. 이에 비해 폴리카보네이트는 약 35~40% 더 비쌉니다.
• 색상:  아크릴은 다양한 색상으로 제공됩니다.

CNC 가공 아크릴에는 단점이 없는 것은 아닙니다. 이전에 언급한 바와 같이 아크릴은 폴리카보네이트에 비해 깨지거나 부서지기 쉬우며, 구조적 무결성을 잃고 160°C가 넘는 온도에서 녹기 시작하므로 기계 가공이 약간 더 어렵습니다. CNC 가공용 아크릴 부품을 설계할 때 상대적으로 낮은 녹는점을 기억해야 합니다. 왜냐하면 제조 과정에서 소재가 변형되기 쉽기 때문입니다. 용융 위험을 방지하고 고품질 표면 마감을 달성하려면 적절한 이송 속도와 통과 깊이를 사용하는 것이 중요합니다. 마찬가지로, 채터링을 줄이고 고품질 절단을 달성하려면 플루트 길이가 짧고 절단 깊이가 비트 직경의 약 절반인 도구를 사용하여 아크릴 부품을 가공해야 합니다.

제품의 용도에 따라 아크릴이 프로젝트에 가장 적합한 옵션인지 여부도 결정됩니다. 예를 들어, 아크릴은 생체 적합성이 매우 뛰어나 뼈 임플란트, 의치 또는 기타 피부 접촉 응용 분야에 적합한 옵션입니다. 마찬가지로 날씨, 자외선 및 긁힘에 대한 저항성이 있어 야외에서 사용되는 부품에 적합합니다. 반면, 아크릴은 식기세척기나 전자레인지와 같은 고온 환경에 노출되는 식품 용기에는 최선의 선택이 아닐 수 있습니다. 아크릴 부품은 최대 65°C(149°F)까지만 크기를 유지하며 이 시점에서 부드러워지기 시작하기 때문입니다. 

폴리카보네이트 부품 사용의 장점과 단점

폴리카보네이트 사용의 장점은 다음과 같습니다:

• 투명성:  폴리카보네이트는 유리만큼 효과적으로 빛을 투과할 수 있는 자연적으로 투명한 열가소성 수지로 렌즈, 조명, 방탄 유리에 이상적입니다. 아크릴과 마찬가지로 폴리카보네이트도 투명성을 유지하면서 착색이 가능합니다.
• 다양성:  유리 충전 및 FDA 준수 변형을 포함하여 시장에는 여러 가지 폴리카보네이트 제제가 있으므로 프로젝트 요구 사항에 맞는 제품을 찾을 수 있을 것입니다.
• 강도 및 충격 저항:  폴리카보네이트는 유리의 약 200배에 달하는 인장강도를 가지며, 충격에 대한 저항력도 뛰어납니다. 따라서 방탄유리나 보호구 등에 많이 사용됩니다.
• 수축 및 치수 안정성:  폴리카보네이트는 대부분의 조건에서 치수를 유지하며 수축률이 0.6~0.9%로 낮습니다.
• 환경 저항성:  폴리카보네이트는 자연적으로 UV 방사선에 대한 저항력이 있으며 다양한 수분 수준과 변동하는 온도를 견딜 수 있어 실외 응용 제품 및 안경류에 탁월한 소재입니다.
• 내화학성:  폴리카보네이트는 희석된 산, 오일, 왁스, 지방족 탄화수소, 알코올 및 그리스를 포함한 다양한 화학 물질에 대한 저항력이 있습니다.
• 수분 흡수:  폴리카보네이트는 아크릴에 비해 흡습성이 약간 낮습니다.
• 코팅 호환성:  아크릴과 마찬가지로 폴리카보네이트 부품도 정전기 방지, 하드 코팅, 눈부심 방지 층으로 코팅할 수 있습니다. 폴리카보네이트는 UV 및 김서림 방지 레이어와도 호환됩니다.
• 높은 가공성:  폴리카보네이트는 내구성이 뛰어나고 열에 잘 견디기 때문에 아크릴보다 기계 가공이 더 쉽습니다.

폴리카보네이트에는 많은 긍정적인 특성이 있지만 CNC 가공 프로젝트에 폴리카보네이트를 사용하는 데에는 높은 비용과 찌그러짐에 대한 취약성을 포함하여 몇 가지 단점이 있습니다. 또한 폴리카보네이트는 쉽게 긁히기 때문에 마무리 작업이 필요할 가능성이 더 높으며 증기 연마 및 코팅과 같은 특정 마무리 공정만 폴리카보네이트 부품에 적용된다는 사실로 인해 작업이 복잡해집니다.

또한 폴리카보네이트 부품은 두꺼운 부분에서 싱크나 보이드가 발생하기 쉽다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 이를 방지하려면 나중에 조립할 수 있도록 두꺼운 요소를 더 작고 얇은 섹션으로 나누는 것이 가장 좋습니다. 비용을 염두에 두면 이 팁을 기억하기 쉽습니다. 단일 폴리카보네이트 블록에서 두꺼운 부품을 가공하는 것은 원자재 비용과 가공 시간으로 인해 일반적으로 작은 부품을 가공하는 것보다 비용이 더 많이 듭니다.

아크릴 및 폴리카보네이트 마감 옵션

아크릴과 폴리카보네이트에 사용할 수 있는 여러 마감 옵션이 있으며, 여기에는 부품의 모양과 느낌이 최종 용도에 맞게 준비되고 선명도도 향상되는 데 도움이 되는 일부 마감 옵션이 포함됩니다.

• 가공된 그대로 마무리:  표준적이고 가장 경제적인 마무리인 '가공된 상태' 또는 '가공된 상태'는 부품에 추가 후처리가 적용되지 않음을 의미합니다. 가공된 부품은 치수 마감이 단단하고 더 빠르고 저렴한 제조 옵션을 제공할 수 있습니다. 어떤 경우에는 가공된 부품에 작지만 눈에 띄는 표면 도구 자국, 결점 또는 긁힘이 있을 수 있습니다.
• 비드 블래스팅:  균일한 외관을 만들어내는 경제적인 마감 처리인 비드 블래스팅은 칙칙하거나 새틴 마감 처리를 남기는 경향이 있으며 도구 자국 및 표면 흠집을 제거하는 데 효과적입니다.
• 증기 연마:  이 마감 옵션은 용제 증기를 사용하여 무광택 또는 불투명 표면을 매끄럽고 고광택이거나 광학적으로 투명한 표면으로 변환합니다. 증기 연마는 거친 표면이 허용되지 않거나 선명도가 가장 중요한 부품에 자주 사용됩니다. 

절단 과정에서 충분한 주의를 기울이면 아크릴 및 폴리카보네이트 부품의 가공 표면은 일반적으로 반투명하지만 재료가 녹으면 거의 불투명해질 수 있습니다. 용융이 발생하는 경우 증기 연마와 같은 후처리 옵션을 통해 표면 불투명도를 해결할 수 있습니다. 그러나 아크릴 및 폴리카보네이트 부품의 가공 상태 마감은 광학적으로 투명하지 않다는 점에 주목할 가치가 있습니다. 다이아몬드 툴링을 사용하는 경우 광학적 선명도를 얻을 수도 있지만 이는 비용이 크게 증가하므로 견적 과정에서 특별히 요청해야 합니다.

핵심:가공용 아크릴과 폴리카보네이트 비교

가공된 아크릴을 포함하는 디자인에는 응력 균열 가능성이 높으므로 특별한 주의를 기울여야 합니다. 이를 염두에 두고 아크릴이 녹거나 균열이 발생하는 것을 방지하려면 면도날처럼 날카로운 절단 도구를 사용하는 것이 좋습니다. 다이아몬드 절단기는 최상의 표면 조도를 제공하지만 초경 절단기는 훨씬 더 저렴합니다. 또한 아크릴이 녹는 것을 방지하기 위해 상대적으로 빠른 이송 속도를 사용해야 하지만, 너무 빨리 이송하면 극심한 절단 압력과 파손이 발생할 수 있다는 점을 기억하세요.

폴리카보네이트는 일반적으로 강성, 인성, 내구성 및 높은 융점 덕분에 기계 가공에 더 적합하지만, 폴리카보네이트는 아크릴보다 투명도가 낮다는 단점이 있습니다. 그러나 보호 장비, 퓨즈 박스 또는 크고 견고한 구성 요소와 같은 특정 용도의 부품을 만들어야 하는 경우 투명성은 문제가 되지 않을 수 있습니다. 반면, 투명성이 최우선 순위인 제품을 디자인한다면 아크릴을 가공하는 데 더 많은 노력을 기울이는 것이 그만한 가치가 있을 수 있습니다.

SyBridge를 통해 부품 설계에 생기를 불어넣기

제조 프로젝트에 적합한 재료를 선택하는 것은 성공과 실패의 차이가 될 수 있습니다. 아크릴과 폴리카보네이트의 장점과 단점을 살펴봤지만 이것이 유일한 선택은 아니라는 점을 기억할 가치가 있습니다. 다양한 CNC 가공 재료가 부품 설계 및 의도한 응용 분야와 호환될 수 있으며 올바른 재료를 선택하는 것은 복잡한 과정이 될 수 있습니다. 

다행스럽게도 SyBridge와 같은 제조 파트너는 이러한 복잡성을 줄이고 특정 재료에 존재하는 문제를 해결할 수 있습니다. 아크릴, 폴리카보네이트 또는 기타 재료가 귀하의 부품에 가장 적합한지 결정하는 데 도움을 주는 것 외에도 당사 팀은 생산이 최대한 원활하고 비용 효율적으로 진행되도록 보장하는 데 필요한 도구와 전문 지식에 대한 액세스를 제공할 수 있습니다. 프로젝트를 시작하는 것도 간단합니다. 계정을 만들고 디자인을 업로드하면 부품 견적을 즉시 받을 수 있습니다. 또는 귀하의 프로젝트를 가능하게 하는 방법에 대해 자세히 알아보려면 지금 저희에게 문의하세요.