ABS와 PLA를 사용한 3D 프린팅: 차이점 및 비교

3D 프린팅은 다양한 분야에 다양한 방식으로 적용될 수 있습니다. 3D 프린팅 폴리머의 경우 ABS와 PLA가 가장 일반적인 두 가지 재료이며, 어떤 것을 선택할지에 대한 논쟁을 불러일으키는 경우가 많습니다.

FDM 3D 프린팅을 사용하는 초보자나 매니아에게는 어떤 재료가 더 적합한지 결정하는 것이 어려울 수 있습니다. 이 문제를 해결하려면 ABS와 PLA의 특성과 차이점을 주의 깊게 비교하고 이해하여 요구 사항에 가장 적합한 재료를 선택하는 데 도움을 주어야 합니다.

ABS와 PLA란 무엇입니까?

PLA(Polylactic acid)는 옥수수나 사탕수수와 같은 재생 가능한 식물 원료로 만들어 친환경성이 돋보입니다. 생분해성이고 사용이 간편하여 초보자도 쉽게 사용할 수 있습니다. PLA는 복잡한 인쇄물의 다양성 때문에 종종 선택되며 프로토타입 제작 및 건축 모델에 일반적으로 사용됩니다.

반면, ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)는 내구성과 내충격성을 갖추고 있어 강도가 요구되는 기능성 부품이나 프로토타입에 적합합니다. 이는 초기부터 3D 프린팅의 필수 요소였으며 산업 응용 분야에서 일반적으로 사용됩니다.

ABS 대 PLA: 차이점 및 비교

ABS와 PLA는 여러 측면에서 다릅니다. 아래 표는 ABS와 PLA 필라멘트의 재질 특성을 비교한 것입니다.

등록	ABS	PLA
화학 이름	아크릴로 니트릴 부타디엔 스티렌	폴리 락트산
인쇄 온도	210-240 ℃	180-200 ℃
녹는 점	173 ℃	200 ℃
인쇄 냄새	강한 자극적인 냄새	사탕향
가열 판 온도	80℃ 이상	60℃에서 사용
연장	6%	50%
밀도	1.3 g / cm³	1.4 g / cm³
인장 강도	37 MPa의	60 MPa의
프린트 헤드에 미치는 영향	핫엔드가 막히는 경향이 적습니다.	핫엔드가 막히기 쉬움
재료 특성	좋은 인성	고강도, 친환경 소재
생분해 성	아니	가능
충격강도(노치형 아이조드, J/m)	200 – 215	96.1
다루기 힘든	아니	가능
저항하는 UV	가능	아니
수축	수축되기 쉽다	최소의

ABS는 비교적 인쇄가 용이하지만 냉각 시 수축으로 인해 휘어지거나 벗겨지기 쉽습니다. 고온 환경에 적합하지만 통풍이 잘되어야 합니다. PLA는 수축을 최소화하여 인쇄가 용이하므로 대형 물체 및 현장 인쇄에 이상적입니다. 그러나 고온에는 적합하지 않으며 부서지기 쉽습니다. 내구성과 내열성을 위해 ABS를 선택하고, PLA는 생분해성이고 작업이 쉽습니다.

ABS 대 PLA: 열 성능

열 성능은 다양한 온도 조건에서 재료의 거동과 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 아래 표는 ABS와 PLA의 열성능 지표를 비교한 것입니다.

열 성능	ABS	PLA
용융 흐름 지수(MFI)	9.7cm³/10분	10.3cm³/10분
유리 전이 온도	105 ℃	60-65 ℃
궁극적인 온도	110-125 ℃	70-80 ℃
녹는 온도	210-240 ℃	160-190 ℃
인쇄 온도	230-250 ℃	190-220 ℃
권장 침대 온도	80-120℃(히트베드 사용 필요)	50-70℃(히트베드 사용 필수는 아님)

ABS는 PLA에 비해 유리전이온도(Tg)와 녹는점이 더 높습니다. 이를 통해 ABS는 더 높은 온도에서도 모양과 강성을 유지할 수 있으므로 열 안정성이 필요한 응용 분야에 적합합니다. 반면 PLA는 Tg가 낮고 고온에서 연화 및 변형되기 쉽습니다.

ABS 대 PLA: 후처리

이 두 재료는 인쇄된 부품의 부드러움에서 눈에 띄는 차이를 나타냅니다. 즉, PLA 부품은 더 빛나는 경향이 있는 반면 ABS는 더 무광택으로 보입니다.

그러나 일반적으로 ABS 3D 프린트 후처리는 PLA보다 쉽습니다. 이는 주로 ABS가 더 높은 내구성과 기계적 조작에 대한 적응성을 제공하기 때문입니다.

또한 ABS의 매끄럽고 광택 있는 표면을 얻으려면 아세톤 증기 스무딩을 사용할 수 있습니다. 무색의 액체인 아세톤은 ABS에 좋은 용매로, 표면의 작은 입자를 빠르게 용해시켜 부품을 유리처럼 매끄럽게 만듭니다. 그러나 PLA에서는 사용할 수 없습니다.

이 방법은 PLA에는 적용되지 않지만 다행스럽게도 PLA 소재에 대한 대체 솔루션이 있습니다. 우리는 또한 유사한 후처리 방법을 사용할 수 있습니다. 수동으로 THF(Tetrahydrofuran)를 사용하여 세련, ABS의 아세톤 처리만큼 효과가 크지는 않지만 PLA 부품의 표면 매끄러움을 어느 정도 향상시킬 수 있습니다.

ABS 대 PLA: 인쇄 가능성

ABS와 PLA는 모두 FDM(융합 증착 모델링) 3D 프린팅에 널리 사용됩니다. 그러나 최종 제품의 인쇄 적성과 품질에 영향을 미치는 인쇄 특성이 다릅니다.

ABS는 PLA에 비해 더 높은 인쇄 온도(일반적으로 220°C~260°C)가 필요합니다. 이렇게 높은 온도는 우수한 층 접착을 보장하고 뒤틀림 그리고 수축. 그러나 노즐 막힘, 재료 품질 저하 등 열 관련 문제의 위험도 증가합니다. 반면 PLA는 인쇄 온도 범위가 180°C~220°C로 낮습니다. 이렇게 하면 인쇄하기가 더 쉬워지고 열 관련 문제가 발생할 가능성이 줄어듭니다.

두 재료 모두 첫 번째 레이어와 인쇄 베드 사이의 접착력이 좋지 않아 뒤틀림이 발생하는 문제가 일반적입니다. 가장 일반적인 해결책은 테이프, 접착제 또는 스프레이로 인쇄 베드를 덮는 것입니다. 테이프의 경우 캡톤 테이프를 사용하는 것이 좋지만 마스킹 테이프도 좋습니다.

ABS 대 PLA: 비용

두 종류의 필라멘트 가격은 거의 비슷합니다. 그러나 목재나 기타 재료와 혼합된 PLA와 같은 특수 필라멘트는 일반적으로 더 비쌉니다.

일반적으로 PLA 및 ABS 필라멘트 1kg의 시작 가격은 약 $18 정도이지만, 기본 필라멘트 스풀의 평균 가격은 약 $20 정도인 것으로 보입니다. 물론 고품질 필라멘트나 멀티 컬러 또는 전문가급 옵션과 같은 특수 기능을 찾고 있다면 가격이 달라질 수 있습니다.

ABS 대 PLA: 생분해성

PLA는 식물성 재료로 만들어졌기 때문에 생분해성이 있습니다. 그러나 이러한 생분해 조건은 고온과 특정 미생물 환경에 대한 노출이 필요한 산업용 퇴비화 시설에만 존재합니다. 자연 환경에서 PLA가 완전히 분해되는 데는 최대 80년이 걸릴 수 있습니다.

반면에 ABS는 생분해되지 않으며 완전히 분해되는 데 수백 년이 걸릴 수 있습니다. 그러나 재활용이 가능합니다.

시간이 지남에 따라 PLA와 ABS는 모두 햇빛이나 습한 환경에 노출되면 성능이 저하될 수 있습니다.

ABS 대 PLA: 기계적 특성

PLA는 부서지기 쉽고 표면 경도가 더 높습니다. 구부릴 때 더 쉽게 부러지는 경향이 있습니다. 이 재료로 만든 물체는 자르고, 샌딩하고, 칠하고, 접착할 수 있습니다. 그러나 ABS와 달리 인쇄물 표면의 매끄러움을 향상시키기 위해 아세톤으로 처리할 수는 없습니다.

ABS 부품은 PLA 부품보다 단단하며 압력을 가하면 부러지기보다는 휘어질 가능성이 더 높습니다. ABS는 연성이 더 좋아 후가공도 더 쉽습니다.

ABS 대 PLA: 응용 분야

ABS는 내구성, 인성 및 열 안정성이 필요한 응용 분야에 일반적으로 사용됩니다. 자동차, 항공우주, 가전제품과 같은 산업에서 프로토타입, 기능성 부품, 최종 사용 제품을 만드는 데 적합합니다. ABS는 또한 매끄럽고 광택 있는 표면 마감이 필요한 장난감 및 기타 제품을 만드는 데 널리 사용됩니다.

PLA는 환경 친화성과 지속 가능성을 우선시하는 응용 분야에서 인기를 얻고 있습니다. 제작에 흔히 사용되는 프로토 타입, 컨셉 모델, 교육용 장난감 등이 있습니다. PLA는 무광택 마감이 필요하거나 시각적 외관이 덜 중요한 응용 분야에도 적합합니다.

ABS 대 PLA: 인쇄 속도

두 재료의 인쇄 속도는 일반적으로 비슷합니다. PLA는 일반적으로 60mm/s의 속도로 인쇄하는 반면 ABS는 일반적으로 40-60mm/s 범위 내에서 인쇄하며 이보다 더 빠른 속도를 달성하는 것은 어려울 수 있습니다.

ABS 대 PLA: 부품 정확도

ABS를 사용한 3D 프린팅은 PLA보다 더 복잡합니다. ABS가 녹으려면 더 높은 온도가 필요하기 때문에 부품 냉각 중에 급격한 변화가 더 많이 발생합니다. 이러한 열 수축은 부품 변형으로 이어질 수 있으며 뒤틀림은 가장 일반적인 문제 중 하나입니다.

ABS에 비해 PLA는 3D 프린팅이 훨씬 쉽고 안정적인 치수의 부품을 생산할 수 있는 소재입니다.

ABS 대 PLA: 강점

ABS는 굽힘 강도가 더 높고 파단 신율도 더 높습니다. 이는 어느 정도의 변형이나 응력에 직면하더라도 ABS가 구조의 무결성과 안정성을 유지할 수 있음을 의미합니다.

이와 대조적으로 PLA는 신율이 상대적으로 약하고 물리적 응력에 대한 민감도가 낮아 지속적인 물리적 하중이나 극한 환경에 노출이 필요한 응용 분야에는 적합하지 않습니다.

그러나 과도한 물리적 응력이나 극한 환경 조건(예: UV 복사 및 고온)을 견딜 필요가 없는 맞춤형 부품을 만드는 데 적합한 3D 프린팅 재료를 찾고 있다면 PLA가 좋은 선택이 될 것입니다.

ABS 및 PLA를 사용해야 하는 경우

이는 특정 상황의 두 가지 측면에 따라 달라집니다. 첫째, 인쇄 기술과 인쇄 어려움을 처리할 수 있는 능력, 둘째, 원하는 최종 제품의 종류입니다.

당신의 인쇄 기술?

PLA를 사용한 인쇄는 일반적으로 ABS에 비해 더 쉽습니다. 초보자이거나 인쇄 기술이 낮고 제품이 환경적 이점을 갖기를 원한다면 PLA를 선택할 수 있습니다. PLA는 인쇄 난이도가 낮고 자연 환경에서 생분해될 수 있습니다.

그러나 여전히 인쇄를 위해 ABS를 선택하려면 정확한 매개변수 설정과 미세한 인쇄 기술이 필요합니다. ABS의 인쇄 온도는 일반적으로 220-250℃이며 이는 PLA의 인쇄 온도(180-220℃)보다 높습니다.

무엇을 인쇄하고 있나요?

PLA는 고온에서 쉽게 부드러워지기 때문에 고온을 견뎌야 하는 부품을 만드는 데는 적합하지 않습니다.

PLA는 생분해성 소재이므로 환경에 대한 영향을 매우 염려하는 경우 선호되는 선택입니다.

ABS는 내열성이 좋아 내열 부품 제작에 적합합니다.

제품이 더 높은 강도와 ​​인성을 갖고 더 높은 인쇄 난이도를 견딜 수 있기를 원한다면 ABS를 선택할 수 있습니다.

맺음말

ABS와 PLA는 다양한 3D 프린팅 응용 분야에 적합한 서로 다른 특성과 특징을 지닌 두 가지 별개의 재료입니다. 궁극적으로 ABS와 PLA 사이의 선택은 3D 프린팅 프로젝트의 특정 요구 사항과 제약 조건에 따라 달라집니다.

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