PLA를 사용한 3D 프린팅 방법과 올바른 재료 선택

본 가이드에서는 PLA를 사용한 3D 프린팅의 주요 이점, 다양한 유형의 PLA 재료, 요건에 따라 적합한 필라멘트를 선택하는 방법에 대해서 소개합니다.

PLA 3D 프린팅을 선택해야 하는 이유

PLA는 다양한 이점을 제공합니다. 이점은 다음과 같습니다.

• 쉬운 사용

• 비용 – 다른 필라멘트보다 저렴한 가격

• 다목적성 – 다양한 응용 환경에 적합

• 친환경 – 사탕수수 같은 작물로 만들어진 생분해성 폴리머

• 강성 및 강도

• 치수 정확성

• 매우 긴 품질 수명

• 평활한 표면 – 손쉬운 도색(아크릴 또는 에나멜)

• 뒤틀림 최소화

• 낮은 프린트 온도

PLA는 복합재를 비롯한 기타 재료와 혼합해서 사용할 수 있습니다. 따라서 야광이나 목재 무늬 같이 전문가와 같은 품질을 제공합니다.

사용 가능한 PLA 재료와 각 재료의 장단점

PLA는 여러 가지 유형이 있으며, 각 유형마다 이점도 다릅니다.

PLA. 일반적인 PLA로서 가장 많이 사용되며, 다양한 색상으로 제공됩니다.

• 장점 – 높은 강성, 손쉬운 프린트, 뒤틀림 최소화

• 단점 – 낮은 내충격성, 낮은 내화학성, 낮은 내온성

PLA+ / PLA plus. PLA를 변경한 유형으로서 다양한 형태로 제공됩니다. 일반적으로 PLA를 개선하여 내충격성이 좋고 기계적 성능이 우수합니다. 좋은 예로 Ultimaker Tough PLA가 있습니다. Ultimaker Tough PLA는 기능성 프로토타입이나 대형 도구를 프린트하는 데 이상적입니다.

• 장점 – 향상된 기계적 속성, 다수의 응용 환경에 적합

• 단점 – 일반 PLA보다 높은 가격, 다른 폴리머 함유

친환경 PLA. Kimya PLA-R 같은 PLA 필라멘트는 재활용이 가능한 생분해성 재료입니다. 또한 고속 프로토타이핑이나 도구 제작에도 적합합니다.

• 장점 - 손쉬운 사용, 품질 높은 표면 마감, 97% 재활용 재료로 구성, 우수한 치수 정확성

• 단점 - 일반 PLA보다 높은 가격

PLA 필라멘트가 공통적으로 사용되는 응용 환경

PLA는 현재 사용되는 재료 중에서 다목적성이 가장 우수한 재료 중 하나이기 때문에 다양한 응용 환경에 적합합니다. 다음은 PLA 필라멘트로 3D 프린팅할 경우 가장 효과적인 사용 방법을 설명한 것입니다.

• 프로토타입. 프로토타이핑 프로세스에서 부품을 여러 차례 반복 생산할 경우 저렴하고 안정적이며, 쉽게 사용할 수 있는 필라멘트가 필요합니다. Idea Reality는 PLA 같은 재료를 사용해 설계 프로토타입을 제작하여 내부에서 3D 프린팅함으로써 프로세스 속도를 높이고 있습니다. 이 말은 제품 출시 시간을 크게 앞당길 수 있다는 것을 의미합니다.

• 모델 및 시각 자료. PLA 필라멘트를 사용한 3D 프린팅은 필요하다면 매우 섬세한 부분까지 표현할 수 있습니다. PLA는 건축 설계를 스케일 모델로 제작할 수 있다는 점에서 Killa Design 같은 건축 설계 회사에게 매력적인 재료입니다. 이렇게 제작된 모델은 클라이언트에게 보여주면서 복잡한 개념을 설명하는 데 사용되거나, 교육 프로젝트에도 사용됩니다.

• 툴링. PLA 중에서도 특히 Ultimaker Tough PLA는 우수한 치수 정확성과 안정적인 내구성으로 툴링에 매우 적합합니다. Gerhard Schubert GmbH를 포함한 회사들은 PLA+ 같은 재료를 사용해 자사의 포장 기계에 새롭게 필요한 도구를 제작합니다.

• 매몰 주조. 금속 부품을 제작한다면 매몰 주조가 비용 효율적인 기법입니다. 특히 PLA는 금형을 3D 프린팅할 때 사용이 용이하다는 점에서 매몰 주조 프로세스에 이상적인 재료입니다.

PLA 필라멘트를 많이 사용하는 산업

PLA는 다목적성 때문에 가장 널리 사용되는 재료 중 하나입니다. 대부분 산업에서 PLA를 사용한 3D 프린팅에 더욱 무게를 두는 이유는 많습니다. 여기에서 몇 가지 예를 들어보겠습니다.

• 산업용. PLA는 지그, 고정구 및 도구를 제작하는 데 사용됩니다. Heineken은 Ultimaker Tough PLA를 사용해 유지보수 목적으로 맞춤형 공구를 제작합니다. PLA 필라멘트는 빠르고 믿을 수 있기 때문에 언제든지 예비 부품 또는 공구를 제작해 생산 라인의 다운타임을 최소화할 수 있습니다.

• 소비자 제품. 소비자 산업에 종사하는 기업들은 대부분 PLA를 사용해 최종 사용 제품을 제작합니다. Florenradica는 디자인 회사로서 Ultimaker PLA를 사용해 가방, 신발, 구두, 쥬얼리, 단추용 액세서리 같은 부품을 제작해 클라이언트에게 공급하고 있습니다. PLA는 마감이 우수하고 표현력이 섬세하기 때문에 탁월한 재료 선택이라고 할 수 있습니다. Florenradica는 프로토타이핑에도 PLA를 사용합니다.

• 의료. 모델을 빠르고 쉽게 프린트한 후 환자에게 수술 절차를 설명하는 데, 혹은 수련의 교육에 사용할 수 있습니다. 정형외과 의사인 Boyd Goldie는 “오늘날 영상의학 소프트웨어는 가상 모델을 화면으로 보여주지만 물리적 모델을 손에 넣을 방법이 없습니다."라고 말했습니다.

• 교육. 전문가들은 실습 교육에, 또는 적어도 가까운 거리에서 참여할 때 가장 교육 효과가 높다고 얘기합니다. 네덜란드의 국립 자연사 박물관인 Naturalis Biodiversity Center는 PLA를 사용해 공룡 해골에서 빠진 부분을 재현함으로써 박물관 방문객들에게 이전에는 보지 못했던 과거를 잠시 들여다볼 수 있는 기회를 제공하고 있습니다.

하드웨어 요건

PLA를 사용해 3D 프린팅할 경우 다음과 같은 기능을 갖춘 하드웨어가 효과적입니다.

• 히트 베드. 항상 그런 것은 아니지만 중간 정도의 온도가 접착력을 높여 만족스러운 프린트 결과를 보장합니다.

• 압출기 온도 게이지. 대부분 PLA 필라멘트는 약 200°C의 온도가 적합합니다.

• 냉각 팬 및 인클로저. 이 기능은 PLA를 사용해 프린트할 때 반드시 필요한 것은 아니지만 우수한 결과를 제공합니다.

PLA 필라멘트 유형 선택

PLA는 현재 FFF(Fused Filament Fabrication) 3D 프린팅 시장에서 가장 널리 사용되는 재료이지만 품질은 다양합니다.

특히 Ultimaker 3D 프린터에서 프린트한다면 Ultimaker 소재 또는 Ultimaker Marketplace의 소재를 사용하는 것이 좋습니다. 그러면 사전 구성된 프린트 프로파일을 사용해 설정 시간을 줄일 뿐만 아니라 프린트 작업을 준비할 때 실수할 가능성을 최소화할 수 있습니다.

• Ultimaker PLA. Ultimaker PLA는 매우 섬세한 모델부터 매몰 주조용 금형 인서트까지 다양한 응용 분야에 적합합니다. 대부분 산업에서 프로토타이핑은 물론이고 소형 도구를 제작하는 데 적합하다는 이점 때문에 PLA를 많이 사용합니다.

• Ultimaker Tough PLA. Ultimaker Tough PLA는 ABS에 버금가는 인성을 자랑합니다. 이렇게 인성이 우수하여 기능성 프로토타입, 기계식 부품, 대형 도구를 프린팅하는 데 적합합니다. 이러한 유형의 PLA는 항공 산업이나 자동차 산업 같은 분야에 사용하는 것이 더욱 효과적입니다.

• Kimya PLA-R. Kimya PLA-R은 완성 부품이나 도구를 제작하는 데 이상적입니다. 또한 고속 프로토타이핑에도 좋습니다. 그 밖에 미적 품질도 우수하여 디자이너나 소비자 제품을 제작하는 사람들에게 유용합니다.

PLA 필라멘트를 사용해 프린트하는 방법

PLA 필라멘트는 서로 다르기 때문에 제조사의 지침을 따르는 것이 좋습니다.

PLA 및 Tough PLA를 사용한 프린트 방법에 대한 가이드 전문은 Ultimaker 지원 페이지에서 찾아볼 수 있습니다. 그 밖에 호환되는 프린터와 소재, 우수한 접착력을 유지하는 방법, 프린트 환경을 최적화하는 방법에 대한 정보까지 포함되어 있습니다.

PLA를 사용한 3D 프린팅에 어떤 이점이 있는지 자세히 알고 싶으세요?