3D프린터 필라멘트 종류와 특징 - 그리고 중요성

3D프린터 필라멘트 종류와 특징 - 그리고 중요성

 

 

일반 잉크젯 복합기에는 잉크가 들어간다. 그렇다면 3D프린터에는 잉크가 아닌 무엇이 들어가는고 하니, 바로 필라멘트라고 불리우는 연료가 들어간다. 이 필라멘트가 바로 우리가 직접 만지는 3D프린터 결과물의 기본 재료라 할 수 있다.

 

필라멘트, 그 종류와 특징을 알아보자

우선, 필라멘트의 종류를 알아보자. 필라멘트 종류는 ABS, PLA, HIPS, POM, WOOD, NYLON 등이 있다. 이 종류 중에서 가장 많이 쓰이는 수지는 바로 PLA, ABS 이다. 이제 각 3D프린터의 원료인 필라멘트 종류별로 장단점을 한번 알아보도록 하자.

ABS - Acrylonitile Poly-Butadiene Styrene

장점 : 컬러가 다양하며 점착성이 우수하고 녹는점이 균일하여 기포발생이 적음.

단점 : 출력물 크기와 모형에 따라 균열이나 휨현상이 있을 수 있으며 좁은 공간에서 냄새로 인한 환기가 필요.

 

PLA - PolyLactic Acid (H2O,CO2로 생물분해)

장점 : 균열이나 수축 현상이 적고 점착성이 우수하고 녹는점이 균일하여 기포발생이 적음.

단점 : H2O, CO2에 반응하므로 개봉시 습기에 영향을 받으며 후가공이 힘듦.

 

PVA - PolyVinyl Alcohol

장점 :물에 녹으며 서포터(support)재료로 주로 쓰임.

단점 :보관할 경우 습기가 없고 선선한 건조한 곳에 보관.

WOOD - 재생목제 40% Polymer

장점 :나무의 특성을 살린 컬러와 향이 있으며 자르고 갈아내고 채색이 가능.

단점 :융점에 폭이 크고 적은 노즐에서 출력이 어려움. (0.5mm이상 노즐사용 권장)

 

HIPS - High Impact Polystyrene

장점 :ABS와 PLA에 대비하여 신축성이 우수하며 기포발생이 적음.

단점 :습기에 반응하며 균열이나 휨현상이 있을 수 있으며 좁은 공간에서는 냄새로 인한 환기가 필요.

플랙서블 필라멘트

장점 : 고무성분이 들어가서 탄성과 유연성이 매우 뛰어남. 출력물이 잘 구부러지고 원형으로 되돌아오는 성질이 강함.

단점 : 출력물을 지지하는 서포터를 제거하기가 어렵고, 빠른 속도로 출력하면 실패할 가능성 큼.

서포터란 구조적으로 불안정한 물체를 출력할 때 이를 보완해주는 임의의 구조물이라고 여기면 됨.

샌들이나 디자인 상품으로 개발 추천.

나일론(Nylon) 필라멘트

장점 : PLA필라멘트보다 유연하고 부드럽고 탄력성과 광택이 뛰어남. 염료를 이용한 도색 용이함.

단점 : 블렉서블 필라멘트에 비해 유연성이 낮음.

엔지니어 필라멘트

공업재료와 구조재료로 사용되고 있는 강도높은 플라스틱. 강철보다 강하고 알루미늄보다 전성이 풍부함. 금이나 은보다도 내약품성이 강한 고분자 구조의 고기능 수지. 따라서 강도와 탄성뿐만 아니라 내충격과 내마모성, 내열성, 내한성, 화학반응이나 용매작용에 의한 손상을 견디는 성질인 내약품성, 그리고 전기 절연성 등이 뛰어나서 가정용 및 일반 잡화 등에 쓸 수 있음. 헬멧 / 카메라 / 시계부품 / 항공기 / 휴대전화 / 생활용품 등 각분야에서 활용이 가능

대략 3D프린터 필라멘트의 종류와 특징에 대해서 알아보았다. 필자도 3D프린터 구매를 위해서 여러가지로 필라멘트에 대해 공부를 하고 있다. 왜냐하면, 필라멘트에 따라서 출력되는 결과물이 다르기 때문이다. 이는 우리가 이미 잉크젯 프린터를 구매를 해봐서 잘 아는 부분일 수 있는데, 이것에 비유를 하면 되겠다. 예를 들자면, 포토프린터로 사진을 뽑았는데, 시간이 지날수록 색이 바랜다면?! 이것은 필히 싸구려 잉크를 썼기 때문이다. 그렇다. 결국 잉크가 중요할수록 퀄리티도 좋아진다. 또한, 잉크를 아무거나 쓰면 (특히 재생잉크) 노즐이 막혀서 프린터 고장의 원인이 된다.

그렇기 때문에, 잉크를 고르는 건 신중해야 한다. 3D프린터도 마찬가지로, 필라멘트의 선택이 무척이나 중요하다. 그래서 여기저기 블로그를 돌아다니며 필자도 공부중에 있다. 현재까지 알아본 바로는, ABS 보다는 PLA 방식을 가정용으로 많이 쓴다고 한다.

이유는 크게 두가지가 있겠는데, 우선 첫번째로는 바로 건강 부분이 될 수 있겠다. ABS는 연소되면서 약간의 냄새가 발생을 하는데, 그래서 3D프린터 회사에는 기본적인 환기시스템이 셋팅되어 있다. 만약 가정에서 3D프린팅을 한다면, 환기가 잘 되는 곳에 프린터를 배치해서 써야 할 것이다. 또한 수축이 심하다는 단점이 있다. (위를 참고)

두번째로는 PLA는 ABS 보다는 수축이라든지 변형이 거의 없다. 대신 ABS에 비해 가격이 조금 더 나가고, 노즐이 막혔을 때 이물질 제거가 어렵다는 단점이 있다. 그리고 3D펜 이용시에는 ABS 보다는 공기중에서 굳는 강도가 ABS 보다는 약해서 무너질 수 있다. 이러한 이유로 ABS, PLA 둘 다 많이 쓰이지만 그중에서도 PLA를 조금 더 선호한다고 한다. 그래...다 좋은데, 건강을 무시할 순 없지.

보통은, 필라멘트 제조국가가 크게 세곳으로 분류된다. 중국 / 미국 및 영국 / 한국 이렇게 세 곳 이다. 그리고, 간단히 비교분석표를 만들어 보면, 이렇게 된다.

 

중국

미국&영국

한국

가격

싸다

비싸다

싸다

품질

하~중

중~상

중~상

 

 

그렇다. 필라멘트의 한국 시장규모는 점점 급부상 중이며, 이미 국내의 필라멘트 제조 업체 중에서도 미국이나 영국 쪽으로 수출을 진행하는 업체들도 꽤 생겨나고 있다. 사실, 이 부분은 중요한 것으로, 미국같은 경우는 ABS같이 화학적 냄새가 조금이라도 발생 시에는 판매가 될 수 없다. 그만큼 국내의 필라멘트 품질의 우수성을 인정받았다는 뜻이 된다.

그중에서 필자가 알아본 바로는, 바로 여기! 3D코리아 (3D Korea) 라고 하는 국내 필라멘트 업체가 가장 가성비가 좋아보였다. 후가공을 하지 않아도 마감처리가 왠만하면 거의 손을 안 거쳐도 될 정도의 퀄리티가 나왔다. 이곳에서 현재 만드는 필라멘트는 산업용 필라멘트도 있지만, 일반 3D프린터인 FDM용 필라멘트도 생산중이다. 그래서 해외로 많이 수출이 되고 있다고 한다. 국내에서는 이미 3D프린터 유저사이에서는 필라멘트로 인정받은 기업이라고 한다.

보시면 아시겠지만 제법 훌륭한 퀄리티를 뽑아준다. 국내 필라멘트의 수준이 이제 이정도로 치고 올라왔다고 할 수 있다. 나중에 필자가 3D펜을 구매하게 된다면, 3D코리아에서 필라멘트를 구매할 계획에 있다.

이건 야광 필라멘트다. 야광 필라멘트는 특히나 야광물질이 들어가는 부분이 있기 때문에 일반 필라멘트 보다 더욱 많은 기술력이 들어간다. 불량한 플라멘트를 사용하게 된다면, 분명 십중팔구 3D 프린터는 금방 망가지게 될 것이다.

즉, 필라멘트의 선택은 정말정말 중요하다. 서두에서도 언급했지만, 좋은 잉크젯 프린터일수록 좋은 잉크를 써야 하고, 레이져 프린터도 아무 재생토너나 썼다가는 안쪽에서 늘어붙는 현상이 빈번히 발생한다. 이건 필자가 삼성전자서비스에서 AS 기사로서 업무를 해왔기 때문에 잘 안다. 3D프린터, 필라멘트의 선택은 무척이나 중요하다. 무조건 싸다고 해서 다가 아니다