ABS, ASA, PC를 이용한 성공적인 3D 프린팅을 위한 11가지 팁

ABS, ASA, PC 소재를 성공적으로 출력하려면 세 가지 요소를 잘 관리해야 합니다. 바로 금속 재질의 핫엔드, 따뜻하고 밀폐된 출력실, 그리고 완전히 건조된 필라멘트입니다. ABS와 ASA는 100~110°C의 베드 온도에서 240~260°C의 노즐 온도로 소성할 수 있으며, 폴리카보네이트는 110~130°C의 베드 온도와 270~310°C의 노즐 온도가 필요합니다. 이 목록에 있는 나머지 재료들은 모두 이 세 가지 기본 조건에 부합합니다.

ABS, ASA, PC는 PLA와 무엇이 다를까요?

ABS, ASA 및 PC는 PLA보다 유리 전이 온도가 약 45~85°C 높은 비정질 엔지니어링 열가소성 수지입니다. 이러한 특성 때문에 PLA를 연화시키는 열에도 견딜 수 있으며, 냉각될 때 단단하게 수축합니다. 그만큼 유리 전이 온도 비정질 고분자가 단단한 유리 상태에서 부드러운 고무 상태로 변하는 지점을 말하며, 이는 하중을 지탱하는 부품의 실질적인 한계점입니다.

FFF 방식으로 출력된 시편에 대한 독립적인 측정 결과는 이 세 가지 재료가 펠릿 형태가 아닌 출력된 후에 실제로 어떻게 작용하는지에 대한 유용한 기준을 제공합니다.

그러한 가치관은 다음에서 비롯됩니다. FFF 방식으로 인쇄된 ASA, 나일론 12, PC 및 PC-ABS의 특성 분석 결과가 발표되었습니다., 0.254mm 레이어 두께, 100% 채움 밀도, 45°/−45° 래스터를 사용했습니다. 형상, 채움 밀도 및 방향에 따라 결과는 달라질 수 있지만, PC가 세 가지 재료 중 가장 강하고 내열성이 뛰어나며, 출력하기 가장 어렵다는 것은 변함없는 사실입니다.

팁 #1: 고온용 올메탈 핫엔드를 장착하세요

PTFE 라이너는 약 240°C 이상에서 열화가 시작되는데, 이는 세 가지 재료 모두의 작동 온도보다 낮기 때문에 전체가 금속으로 된 핫엔드가 필요합니다. 많은 기본형 프린터는 여전히 용융 영역까지 PTFE 튜브를 사용합니다. 특정 온도 범위를 넘어서면 튜브가 파손되어 연기가 발생하고 막힘 현상이 더 자주 발생하는데, 이는 정확히 해당 온도에서 발생합니다. ABS, ASA, 특히 PC 수요.

완전 금속 핫엔드는 가열 영역에서 PTFE를 제거하여 ABS 및 ASA 소재가 필요로 하는 최고 온도인 270°C와 폴리카보네이트 소재가 필요로 하는 300°C 이상을 유지할 수 있도록 합니다. QIDI현재 생산되는 프린터에는 370°C 핫엔드가 기본으로 장착되어 있어 세 가지 온도 모두에 충분한 여유를 제공합니다.

팁 #2: 울타리는 필수입니다

ABS, ASA, PC는 모두 냉각되면서 눈에 띄게 수축하는데, 이러한 수축으로 인해 모서리가 휘거나 층이 갈라지는 것을 방지하는 가장 효과적인 방법은 인클로저를 사용하는 것입니다. 박리(층들이 서로 분리되는 현상)는 이전 층이 새로운 층이 접착될 수 있는 온도보다 낮아질 때 발생합니다.

메커니즘은 온도 자체가 아니라 열 구배입니다. 압출 프린팅에서 주변 온도를 시뮬레이션한 연구에 따르면, 제작 환경 온도를 50°C에서 120°C로 올리면 다음과 같은 결과가 나타났습니다. 출력 부품의 잔류 응력 감소, 왜냐하면 더 느리고 균일한 냉각은 내부에 갇힌 응력을 줄이기 때문입니다.같은 연구에 따르면 비정질 폴리머와 반결정질 폴리머의 뒤틀림 반응은 다르므로 인클로저가 만능 해결책은 아닙니다. 하지만 비정질 ABS/ASA/PC 계열의 경우 인클로저는 가장 가치 있는 업그레이드입니다. 3D 프린터 보호 케이스가 중요한 이유 더 자세한 근거를 설명합니다.

• ABS/ASA용: 아크릴판으로 만들거나 구입할 수 있는 간단한 상자는 대부분의 변형과 균열을 방지할 만큼 충분한 열을 가둡니다.
• 폴리카보네이트용: PC는 특히 대형 부품의 경우 50~70°C를 유지하는 능동 가열 챔버를 사용하면 이점을 얻을 수 있습니다. QIDI'에스 Plus 4 Max4는 최대 65°C까지 능동적으로 가열되는 챔버를 작동시키며, 이 챔버는 해당 범위 내에 있습니다.

팁 #3: 적절한 침대 표면을 선택하고 따뜻하게 유지하세요

ABS 및 ASA의 경우 100~110°C, 폴리카보네이트의 경우 110~130°C에서 PEI 또는 가롤라이트 표면에서 소성하십시오. 가열판은 모형의 밑면을 수축하여 떨어져 나가는 온도보다 높게 유지시켜 줍니다.

• 침대 온도는 일반적으로 다음과 같습니다. ABS 및 ASA의 경우 100~110°C.
• 폴리카보네이트는 일반적으로 더 높은 온도, 흔히 110~130°C의 온도를 필요로 합니다.

표면 선택은 온도만큼이나 중요합니다. PEI(폴리에테르이미드) 시트 일반적으로 가장 많이 사용되는 소재는 표면이 매끄럽거나 질감이 있는 형태로 제공되며, 뜨거울 때는 단단히 접착되고 식으면 쉽게 분리됩니다. 가롤라이트(G-10) 시트는 엔지니어링 등급 필라멘트에 탁월한 접착력과 내구성을 제공합니다. 접착제가 있는 유리 섬유도 사용 가능하지만 접착력이 일정하지는 않습니다.

팁 #4: 필라멘트를 완전히 건조하게 유지하세요

ABS와 ASA는 약 65°C에서, PC는 70~80°C에서 최소 4~6시간 동안 건조시킨 후 출력하십시오. 세 가지 재질 모두 공기 중의 습기를 흡수하는데, 특히 폴리카보네이트가 가장 심합니다. 습기가 있는 필라멘트는 핫엔드에서 증기로 변하면서 압출물에 기포를 생성하고, 이로 인해 필라멘트가 엉키거나 표면이 거칠어지며 부품이 약해지고 잘 부러지게 됩니다.

PC/ABS-FR 수치는 다음과 같습니다. QIDI해당 필라멘트에 대해 발표된 값에는 2.10%의 수분 흡수율도 명시되어 있는데, 이는 혼합 소재가 폴리카보네이트의 수분 흡수 특성을 물려받았다는 것을 보여줍니다. 민감한 소재의 경우, 필라멘트 건조기에서 바로 인쇄 오랜 시간 동안 공기 중에 노출된 스풀은 인쇄하는 동안 습기를 다시 흡수하기 때문에 이것이 확실한 답입니다. 고성능 필라멘트 똑같이 행동한다.

팁 #5: 테두리와 뗏목을 사용하여 워프 현상을 제어하세요

모서리가 날카롭거나 면적이 작은 부분에는 10~20줄 정도의 테두리를 추가하고, 아무리 해도 들리는 길고 얇은 부분에는 래프트를 사용하세요. 따뜻한 밀폐된 공간, 즉 가열판 안에서도 기하학적 원리는 당신을 좌절시킬 수 있습니다.

• 가장자리: 모델의 밑면 주위에 동심원을 그려 접촉 면적을 늘리고 가장자리를 고정합니다. 10~20개 정도가 좋은 시작점입니다.
• 뗏목: 모델 전체 아래에 두꺼운 출력 베이스를 사용하여 수축을 흡수하는 부품 대신 베이스 자체가 수축을 흡수하는 안정적인 기반을 제공합니다.

팁 #6: 온도 타워를 사용하여 설정을 미세 조정하세요

새 스풀을 사용할 때마다 온도 타워를 출력하십시오. ABS 및 ASA의 경우 240~260°C 범위에서, 폴리카보네이트의 경우 270~310°C 범위에서 측정하십시오. 제조업체들이 발표합니다 권장 범위, 하지만 최적의 선택은 브랜드 간, 심지어 같은 브랜드 내에서도 색상 간에 차이가 납니다.

온도 타워는 동일한 단면을 온도를 낮추면서 출력하여 레이어 접착력, 표면 품질 및 스트링 현상을 나란히 비교할 수 있도록 합니다. 레이어 접착력은 열이 가해질수록 향상되지만 표면 품질은 저하되므로, 깨끗한 표면을 얻을 수 있는 최고 온도를 찾아야 합니다.

팁 #7: 냉각 팬 사용법 익히기 - 보통은 끄는 것으로 해결

ABS, ASA, PC 소재로 출력한 대부분의 경우 부품 냉각 팬을 0%로 설정하십시오. 급격한 국부 냉각은 부품 내부에 온도 차이를 발생시켜 층간 분리를 초래하고 전체 부품을 약화시킵니다. 이는 팬이 하는 역할과는 정반대입니다. 인민해방군.

팁 #2에서 설명한 밀폐형 구조는 PLA 소재에 팬을 사용하는 것과 같은 역할을 합니다. 즉, 부품의 경화 속도를 조절하는 것입니다. 단, 오버행이 크거나 레이어링 시간이 매우 짧은 모델의 경우, 팬 속도를 10~25% 정도로 낮추면 처짐을 방지할 수 있습니다. 이 경우 슬라이서 프로그램에서 특정 모델에만 적용하는 설정을 따로 지정해야 하며, 전체 설정에 적용해서는 안 됩니다.

팁 #8: 접착력을 높이려면 속도를 늦추세요

엔지니어링 소재를 30~60mm/s의 속도로 출력하십시오. 그 속도라면 각 층이 아래층과 제대로 융합될 만큼 충분히 오랫동안 용융 상태를 유지하게 되는데, 이것이 층 내부의 강도뿐 아니라 층 사이의 강도를 만들어내는 핵심입니다. 기능성 부품의 경우 속도를 최적화하는 것은 적절하지 않습니다. 하중을 받았을 때 가장 먼저 파손되는 것은 층간 접합이기 때문입니다.

팁 #9: 천천히 식히세요

출력이 완료되면 히터를 끄되, 밀폐 용기는 닫아둔 상태로 부품이 용기 안에서 실온에 도달하도록 두십시오. 뜨거운 부품을 차가운 실내 공기 속으로 당기면 열 충격으로 인해 변형이 발생합니다. 부품은 일반적으로 천천히 식으면서 수축하여 플레이트에서 저절로 분리되므로, 모델이 달라붙었을 때 억지로 떼어내려고 애쓸 필요가 없습니다.

팁 #10: 유해 가스를 책임감 있게 다루세요

ABS와 ASA 소재는 인쇄 과정에서 휘발성 유기 화합물인 스티렌을 방출하므로, 밀폐된 공간을 환기시키거나 필터를 설치해야 합니다. 휘발성 유기 화합물 스티렌은 상온에서 쉽게 증발하는 탄소 기반 화학 물질이며, 특히 스티렌은 강한 냄새가 나고 자극적일 수 있습니다.

• 최적의 선택: 팬을 이용해 밀폐된 공간의 공기를 외부로 배출하십시오.
• 좋은 대안: 활성탄을 작동시키고 HEPA 필터 울타리 안쪽.
• 최저한의: 밀폐된 사무실이나 침실보다는 환기가 잘 되는 방에서 인쇄하십시오.

팁 #11: 인쇄 후 열처리를 고려하세요

ABS를 약 105°C에서 4시간 동안 열처리하면 인장 강도가 약 6% 증가하고, 탄소 섬유 강화 ABS의 경우 거의 13% 증가하는 것으로 측정되었습니다. 어닐링은 부품을 녹는점 이하의 온도로 유지한 다음 천천히 냉각시키는 열처리로, 인쇄 과정에서 발생한 내부 응력을 해소합니다.

열처리된 FDM 시편에 대한 연구에 따르면 순수 ABS는 105°C에서 4시간 후 24.7 MPa에서 26.34 MPa로 향상되었으며, 20 wt% 재활용 탄소 섬유 ABS는 29.59 MPa에서 향상되었다고 보고되었습니다. 동일한 처리 조건에서 33.42 MPa. 같은 연구에서 125°C에서 4시간 동안 처리하면 순수 ABS가 약간 변한다는 사실이 밝혀졌습니다. 약한 — 더 높은 온도가 반드시 더 좋은 것은 아니라는 증거.

실제 방법: 부품을 모래 위에 놓고 대류 오븐에 넣은 다음, 재료의 유리 전이 온도 바로 아래까지 약 1시간 동안 가열하고 오븐 안에서 천천히 식히십시오. QIDI자신의 것 인쇄 후처리 참고 사항 워크플로우를 자세히 살펴보고, 사용하는 필라멘트 브랜드에 맞는 어닐링 온도를 항상 확인해야 합니다.

ABS 소재를 사용할 때, 어닐링은 인쇄 후 계획해야 할 유일한 단계가 아닙니다.증기 평활화는 한 번의 공정으로 층간 경계를 메우고 부품을 밀봉할 수 있지만, 가연성 용매를 사용하고 적절한 장비 설치가 필요합니다. 아세톤 증기 평활화 단계별 가이드 환기, 노출 시간 및 치수 정확도를 떨어뜨리는 오류에 대해 다룹니다.

ABS, ASA, PC 중 어떤 것을 사용해야 할까요?

실내용 기능성 부품에는 ABS를, 실외용 부품에는 ASA를, 내열성이나 강성이 필수적인 요구 사항일 경우에는 PC를 사용하십시오. 세 가지는 워크플로는 공유하지만 애플리케이션은 공유하지 않습니다.

ABS용

ABS는 사람들이 처음으로 접해보는 첨단 소재인 경우가 많습니다. PEI 시트에서는 세 가지 접착제 중 가장 다루기 쉽지만, 가장 강한 냄새를 풍깁니다. 유리 표면에 최대한 접착력을 높이려면 일부 사용자는 폐자재를 녹여 만든 "ABS 슬러리"를 붓으로 바르기도 합니다. ABS 필라멘트 아세톤에.

ASA의 경우

ASA(아크릴로니트릴 스티렌 아크릴레이트) ABS는 부타디엔 고무상이 아크릴산 에스테르 엘라스토머로 대체된 소재이며, 바로 이러한 대체가 자외선 안정성을 부여하는 핵심 요소입니다. 아사 ABS보다 변형이 약간 적고 햇빛에 노출되어도 황변 및 취성이 적어 실외에 노출되는 모든 기능 부품에 기본적으로 사용되는 소재입니다.

PC용

폴리카보네이트는 난이도가 상당히 높은 소재로, 초보자가 다룰 수 있는 재료가 아닙니다. 가장 중요한 규칙은 건조 상태를 유지하는 것입니다. 건조 단계를 절대 건너뛰지 마세요. 가능한 한 가장 뜨겁고 안정적인 환경에서 출력하십시오. 대형 출력물의 경우 능동 가열 챔버가 거의 필수적입니다. PEI 시트가 첫 번째 레이어를 제대로 고정하지 못하는 경우, PC 전용 베드 접착제가 필요할 수 있습니다.

자주 발생하는 두 가지 사항에 대해서는 별도의 설명이 필요합니다. 부품이 직사광선에 노출될 경우, 다음을 확인하세요. 직사광선 노출에 대한 ASA와 PETG의 비교, 이는 자외선 안정성과 한 계절 동안의 색상 유지력을 비교하는 것입니다. 만약 가전제품에서 발생하는 열을 견뎌야 한다면, 고온 기기 거치대에 PC와 ASA 중 어떤 것이 더 좋을까요? 오븐, 건조기 및 모터 근처의 브래킷에 중요한 열 변형 수치를 통해 작동합니다.

ABS, ASA 및 PC 인쇄 관련 FAQ

ABS를 출력할 때 온도는 몇 도인가요?

ABS 출력 시에는 노즐 온도를 240~260°C, 베드 온도를 100~110°C로 설정하는 것이 좋습니다. 새 필라멘트를 사용할 때마다 해당 온도 범위에서 온도 타워 테스트를 실시하고, 출력 표면이 깨끗하게 나오는 가장 높은 온도 설정을 선택하십시오. 열이 가해지면 레이어 접착력이 향상됩니다.

밀폐 장치 없이 ABS를 출력할 수 있나요?

작은 부품은 어느 정도 손상되지 않을 수 있지만, 면적이 크거나 모서리가 날카로운 부품은 개방형 프레임에서 변형되거나 박리될 수 있습니다. 인클로저는 베드의 열을 가두고 냉각 속도를 늦춰 모서리가 플레이트에서 떨어져 나가는 것을 유발하는 내부 응력을 방지합니다.

ABS 출력물에서 층 사이가 계속 갈라지는 이유는 무엇인가요?

레이어 갈라짐 현상은 거의 대부분 냉각이 고르지 않아서 발생합니다. 인클로저를 닫고, 부품 냉각 팬을 0%로 설정하고, 노즐 온도를 최대 범위까지 올리고, 인쇄 속도를 30~60mm/s로 낮추고, 프린터가 바람이 부는 곳에 놓여 있지 않은지 확인하십시오.

ASA가 ABS보다 더 나은가요?

ASA는 아크릴 에스테르 고무 성분이 자외선에 의한 열화에 강하기 때문에 실외 부품에 더 적합합니다. 반면 ABS는 햇빛에 노출되면 누렇게 변색되고 부서지기 쉬워집니다. 또한 ASA는 변형도 ABS보다 약간 적습니다. 실내 부품의 경우 두 소재의 성능이 비슷하기 때문에 일반적으로 가격이 더 저렴한 ABS를 선택하는 경우가 많습니다.

PC 필라멘트를 건조해야 하나요?

네, 예외 없이 그렇습니다. 폴리카보네이트는 ABS나 ASA보다 수분을 더 빨리 흡수하기 때문에, 젖은 상태로 출력하면 기포가 생기거나 실처럼 늘어지는 약한 출력물이 나옵니다. 70~80°C에서 최소 4~6시간 동안 건조시킨 후, 가능하면 건조기에서 꺼낸 직후 바로 출력하세요.

폴리카보네이트는 어떤 온도에서 사용해야 하나요?

폴리카보네이트는 일반적으로 ABS 및 ASA에 사용되는 100~110°C보다 높은 110~130°C의 온도가 필요합니다. 여기에 PEI 또는 가롤라이트 표면을 추가하고, 첫 번째 층이 여전히 들뜨는 경우 폴리카보네이트 전용 접착제를 사용하십시오.

열처리가 ABS를 실제로 더 강하게 만드는 걸까요?

온도 범위가 좁은 경우에만 어느 정도 강도 향상이 나타납니다. 발표된 FDM 테스트 결과에 따르면 순수 ABS 소재를 105°C에서 4시간 동안 열처리했을 때 인장 강도가 약 6% 증가했으며, 탄소섬유 20wt% 함유 ABS의 경우 약 13%까지 증가했습니다. 반면, 동일한 조건에서 125°C로 4시간 열처리했을 때는 강도가 약간 감소했습니다. 열처리는 유리전이 온도 바로 아래에서 해야 하며, 그 이상에서는 하지 않아야 합니다.

고급 필라멘트를 성공적으로 출력하세요

ABS, ASA, 폴리카보네이트는 PLA보다 설정 과정이 더 복잡하지만, 결과물은 그만한 가치가 있습니다. 필요한 장비는 간단합니다. 금속 재질의 핫엔드, 인클로저, 100~130°C를 유지하는 베드, 그리고 필라멘트 건조기만 있으면 됩니다. 설정값도 잘 정립되어 있습니다. ABS와 ASA는 240~260°C, PC는 270~310°C, 팬 끄기, 30~60mm/s의 이송 속도, 그리고 천천히 냉각하는 것이 좋습니다. 이 설정값을 제대로 맞추면 열, 햇빛, 기계적 스트레스 등 실생활 환경에서 발생하는 다양한 스트레스를 견딜 수 있는 견고한 부품을 출력할 수 있습니다.