내열·고온 3D프린팅, 몇 도까지 견디나

사용 온도로 소재를 고르는 온도 사다리를 나타낸 설명용 이미지입니다.

열을 받는 부품이면 소재보다 목표 온도를 먼저 정합니다. 몇 도까지 견뎌야 하는지가 소재를 정합니다.

먼저 결론입니다. 90°C면 ABS, 140°C면 PC, 200°C 안팎이면 ULTEM, 그 위는 PEEK와 금속입니다. 다만 데이터시트 숫자를 그대로 믿으면 안 됩니다. 그 이유는 아래에 있습니다.

먼저 목표 온도를 정합니다

같은 "뜨겁다"도 조건이 다릅니다. 3가지를 정하면 소재가 좁혀집니다.

• 몇 도인가 — 표면 온도를 잽니다. 감이 아니라 숫자로 적습니다.
• 잠깐인가 계속인가 — 순간 스치는 열과 종일 받는 열은 다릅니다.
• 그 온도에서 힘을 받는가 — 하중이 있으면 견디는 온도가 내려갑니다.

온도별 소재 지도

목표 온도를 왼쪽에서 찾으면 보는 소재가 나옵니다.

나일론(PA)은 한 가지 주의가 있습니다. 열변형온도가 150~175°C로 높게 나오지만, 습기를 먹거나 힘을 받으면 실제 내열이 내려갑니다. 질긴 기능 부품에는 좋아도, 열이 핵심이면 PC를 먼저 봅니다. 나일론 자체는 나일론 3D프린팅에 정리했습니다.

HDT 숫자를 그대로 믿지 마십시오

데이터시트의 열변형온도를 HDT라고 부릅니다. 여기가 견적과 실사용에서 자주 어긋나는 지점입니다.

HDT는 잠깐 견디는 실험 온도입니다. 정해진 하중을 걸고 온도를 올려, 정해진 만큼 휘는 순간의 온도를 잰 값입니다. 그 온도에 계속 두어도 된다는 뜻이 아닙니다.

그래서 이렇게 잡습니다.

• 계속 받는 열이면 HDT보다 낮게 봅니다.
• 하중까지 걸리면 더 낮게 봅니다.
• 잘 모르면 한 단계 위 소재로 여유를 둡니다.

숫자 하나로 정하지 말고, 실제 표면 온도를 재서 알려주시면 여유를 얼마나 둘지 함께 잡습니다.

200°C 위아래로 소재가 나뉩니다

200°C가 기준선입니다.

그 아래에서 열과 충격을 함께 받으면 PC가 값이 쌉니다. 폴리카보네이트(PC) 3D프린팅에 정리했습니다.

200°C를 넘거나 인증이 걸리면 ULTEM·PEEK로 갑니다. 금속을 대신하는 사례는 ULTEM·PEEK 3D프린팅, 금속 대신 쓸 때에 있습니다. 플라스틱으로 안 되는 온도라면 금속 3D프린팅을 봅니다.

맡길 때 넘기면 되는 것

도면이 없어도 됩니다. 실물과 사용 조건을 알려주시면 역설계로 데이터를 만들고 소재를 잡습니다.

다시 봐야 할 경우

소재를 조건별로 묶어 놓은 지도는 3D프린팅 소재 종류, 용도로 고르는 지도에 있습니다.

담당자가 확인할 것

1. 표면 온도를 잽니다. 감이 아니라 숫자로 적습니다.
2. 연속인지 잠깐인지 정합니다. 연속이면 여유를 더 둡니다.
3. 하중이 함께 걸리는지 봅니다. 걸리면 한 단계 위 소재를 검토합니다.
4. 불이나 약품이 함께 오는지 확인합니다. 소재 조건이 늘어납니다.