시중에는 신속한 프로토타입 제작이나 소규모 생산을 위한 수천 가지 플라스틱이 있습니다. 특정 프로젝트에 적합한 플라스틱을 선택하는 것은, 특히 야심 찬 발명가나 기업가에게는 쉽지 않은 일입니다. 각 소재는 비용, 강도, 유연성, 표면 마감 측면에서 타협점을 제시합니다. 부품이나 제품의 용도뿐만 아니라 사용 환경도 고려해야 합니다.
일반적으로 엔지니어링 플라스틱은 향상된 기계적 물성을 가지고 있어 내구성이 뛰어나고 제조 과정에서 변형되지 않습니다. 일부 플라스틱은 강도, 내충격성, 내열성을 향상시키기 위해 개질될 수도 있습니다. 최종 부품이나 제품의 기능에 따라 고려해야 할 다양한 플라스틱 소재에 대해 자세히 알아보겠습니다.
기계 부품 제작에 가장 흔히 사용되는 수지 중 하나는 나일론, 즉 폴리아미드(PA)입니다. 폴리아미드에 몰리브덴을 혼합하면 표면이 매끄러워져 움직임이 용이합니다. 그러나 나일론과 나일론을 함께 사용하는 기어는 플라스틱처럼 서로 달라붙는 경향이 있어 권장하지 않습니다. PA는 내마모성이 뛰어나고 고온에서 우수한 기계적 물성을 지닙니다. 나일론은 플라스틱을 이용한 3D 프린팅에 이상적인 소재이지만, 시간이 지남에 따라 수분을 흡수합니다.
폴리옥시메틸렌(POM)은 기계 부품에도 탁월한 선택입니다. POM은 듀폰의 델린(Delrin)을 만드는 데 사용되는 아세탈 수지입니다. 델린은 기어, 나사, 바퀴 등에 사용되는 귀중한 플라스틱입니다. POM은 높은 굽힘 강도, 인장 강도, 강성, 경도를 가지고 있습니다. 그러나 알칼리, 염소, 뜨거운 물에 의해 분해되고 접착이 어렵습니다.
프로젝트가 어떤 종류의 용기라면 폴리프로필렌(PP)이 가장 좋은 선택입니다. 폴리프로필렌은 내열성이 뛰어나고 기름과 용제에 강하며 화학 물질을 방출하지 않아 안전하게 먹을 수 있어 식품 보관 용기에 사용됩니다. 또한 폴리프로필렌은 강성과 충격 강도의 균형이 뛰어나 끊어지지 않고 반복적으로 구부릴 수 있는 고리를 쉽게 만들 수 있습니다. 파이프와 호스에도 사용할 수 있습니다.
또 다른 옵션은 폴리에틸렌(PE)입니다. PE는 세계에서 가장 흔한 플라스틱으로 강도, 경도, 강성이 낮습니다. 일반적으로 의약품 병, 우유, 세제 용기를 만드는 데 사용되는 유백색 플라스틱입니다. 폴리에틸렌은 다양한 화학 물질에 대한 내성이 뛰어나지만 녹는점이 낮습니다.
아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 소재는 높은 내충격성과 인열 및 파단 저항성이 요구되는 모든 프로젝트에 이상적입니다. ABS는 가볍고 유리 섬유로 강화할 수 있습니다. 스티렌보다 가격이 비싸지만, 높은 경도와 강도 덕분에 수명이 더 깁니다. 신속한 프로토타입 제작을 위한 퓨전 성형 ABS 3D 모델링.
ABS는 그 특성상 웨어러블 기기에 적합한 소재입니다. Star Rapid에서는 E3design의 스마트워치 케이스를 사출 성형된 검정색 선도색 ABS/PC 플라스틱으로 제작했습니다. 이러한 소재 덕분에 기기 전체가 비교적 가벼워지면서도, 시계가 단단한 표면에 부딪히는 등의 간헐적인 충격에도 견딜 수 있습니다. 다재다능하고 충격에 강한 소재가 필요하다면 고충격 폴리스티렌(HIPS) 소재가 좋은 선택입니다. 이 소재는 내구성이 뛰어난 전동 공구 케이스 및 공구 케이스 제작에 적합합니다. HIPS는 가격이 저렴하지만 환경 친화적인 소재로 여겨지지 않습니다.
많은 프로젝트에서 고무와 같은 탄성을 가진 수지를 사출 성형에 사용합니다. 열가소성 폴리우레탄(TPU)은 높은 탄성, 저온 성능 및 내구성을 위한 다양한 특수 제형을 갖추고 있어 좋은 선택입니다. TPU는 전동 공구, 롤러, 케이블 절연, 스포츠 용품에도 사용됩니다. TPU는 내용제성이 뛰어나 내마모성과 전단 강도가 높아 다양한 산업 환경에서 사용할 수 있습니다. 하지만 대기 중 수분을 흡수하여 생산 과정에서 가공이 어려운 것으로 알려져 있습니다. 사출 성형에는 열가소성 고무(TPR)가 사용되며, 이는 저렴하고 취급이 용이하여 충격 흡수 고무 그립 제작 등에 사용됩니다.
부품에 투명 렌즈나 창문이 필요한 경우 아크릴(PMMA)이 가장 좋습니다. 강성과 내마모성이 뛰어나 플렉시글라스와 같은 비산 방지 창문을 만드는 데 사용됩니다. PMMA는 광택이 잘 나고 인장 강도가 우수하며 대량 생산 시 비용 효율적입니다. 하지만 폴리카보네이트(PC)만큼 충격이나 내화학성이 뛰어나지는 않습니다.
프로젝트에 더 강한 소재가 필요한 경우, PC는 PMMA보다 강하고 뛰어난 광학 특성을 지니고 있어 렌즈 및 방탄 유리창에 적합한 선택입니다. PC는 상온에서 파손 없이 구부리고 성형할 수 있습니다. 고가의 금형 도구 없이도 프로토타입 제작에 유용합니다. PC는 아크릴보다 가격이 비싸고, 뜨거운 물에 장시간 노출되면 유해 화학 물질이 방출될 수 있으므로 식품 안전 기준을 충족하지 못합니다. PC는 충격과 긁힘에 강하여 다양한 용도에 적합합니다. Star Rapid에서는 이 소재를 사용하여 Muller Commercial Solutions 핸드헬드 단말기용 하우징을 제작합니다. 이 부품은 견고한 PC 블록에서 CNC 가공되었으며, 완벽한 투명성이 요구되었기 때문에 수작업으로 샌딩하고 증기 연마를 거쳤습니다.
이 글은 제조 분야에서 가장 일반적으로 사용되는 플라스틱 몇 가지에 대한 간략한 개요입니다. 이러한 플라스틱 대부분은 다양한 유리 섬유, 자외선 안정제, 윤활제 또는 기타 수지를 사용하여 특정 사양을 달성할 수 있습니다.
고든 스타일스는 쾌속 프로토타입 제작, 쾌속 툴링 및 소량 생산 기업인 스타 래피드(Star Rapid)의 설립자이자 사장입니다. 엔지니어링 경력을 바탕으로 스타일스는 2005년 스타 래피드를 설립했으며, 그의 리더십 아래 회사는 직원 수 250명으로 성장했습니다. 스타 래피드는 3D 프린팅 및 CNC 다축 가공과 같은 최첨단 기술과 기존 제조 기법 및 높은 품질 기준을 결합한 국제적인 엔지니어 및 기술자 팀을 보유하고 있습니다. 스타 래피드에 합류하기 전, 스타일스는 영국 최대의 쾌속 프로토타입 제작 및 툴링 기업인 스타일스 RPD(STYLES RPD)를 소유 및 운영했으며, 이 회사는 2000년 ARRK 유럽에 매각되었습니다.
게시 시간: 2023년 4월 19일