3D프린팅 대표소재인 PA12!
지금부터 PA12 소재 특성을 알아보겠습니다. 
 

Hardware Guide를 영상으로 시청해보세요!

 

 

PA12란?

3D프린팅 대표 소재인 PA12에 대해 알아보겠습니다.
PA는 Polyamide(폴리아미드)의 약자이며 우리가 흔히 알고있는 나일론이고,
숫자 12는 분자구조내의 탄소원자갯수를 의미합니다.

 

PA12는 강도, 탄성, 내구성, 내열성, 내화학성이 뛰어나고 수분흡수율이 낮아 산업 현장에서 활발하게 사용되고 있습니다.
이렇게 설명만 들으셨을 때는 어떤 느낌인지 잘 감이 안 오시나요?

 

지금부터 PA12의 소재특성을 확인해보겠습니다.

 

 

1) 표면조도

 

그라파이팅 전		그라파이팅 후

 

PA12 소재로 3D프린팅을 하면 인쇄 직후에는 표면이 회색을 띄고 있습니다.
실제로 만져보면 오돌토돌한 질감을 가지고 있습니다.

 

높은 표면 퀄리티를 위해 흑연을 이용한 ‘그라파이팅’ 처리를 하면
실제 제품으로 바로 사용할 수 있을 정도로 표면이 깔끔해지고 검은색을 띄게 됩니다.

 

2) 전기전도성

PA12는 효과적인 전기 절연체로, 다른 폴리아미드와 달리 습기에 민감하지 않은 성질을 갖고 있습니다.
하지만 그라파이팅 후처리를 하고 나면 절연성을 지닌 PA12에 전기 전도성을 갖게 할 수 있습니다.

 

개발하는 제품의 특성 상 전기가 통하지 않아야 한다면, 꼭! 미리 그라파이팅 여부를 체크하셔야 합니다.

 

3) 강도

PA12는 다른 3D프린팅 소재에 비해 강도가 월등하게 높은 소재입니다.
망치로 충격을 가해도 형태를 유지하면서 깨지지 않는 것을 확인하실 수 있습니다.

 

강도 테스트

 

4) 탄성

PA12의 또다른 특징은 ‘탄성’입니다.
소재가 질기며 탄성이 우수합니다.
제품의 두께에 따라서 탄성이 달라진다는 점, 참고하시면 좋을것 같습니다.

 

탄성 테스트

 

5) 내구성

소재의 내구성 테스트를 위해서 한번 갈아보았습니다.
보시는 바와 같이 잘 갈리거나 마모되지 않습니다.
부스러지거나 가루가 나오지 않고, 소재가 뭉쳐져서 때가 나오는 모습입니다.

 

내구성 테스트

 

6) 내열성

내구성이 좋다면 내열성은 어떨까요?

 

일반적으로 플라스틱 병에 사용되는 PE의 내열 온도는 약 90~120℃ 정도,
테이크아웃 잔 뚜껑에 쓰이는 PS플라스틱의 내열 온도는 약 70~90℃ 정도입니다.
ABS-like의 경우에는 약 45℃에서 열 변형이 일어나는데요.

PA12 샘플에 약 100℃까지 열을 가한 뒤 변형이 있는지 확인해보았습니다.

 

내열성 테스트(가열 테스트)		내열성 테스트(가열 후 변형 테스트)

 

적외선 온도기로 측정했을 때 100℃ 정도의 온도로 가열했습니다.
이때 형태의 변화 없이 모양이 유지되는 것을 보실 수 있습니다.

 

실험에 사용한 열풍기 특성상 최대 100℃까지 가열했지만,
PA12의 내열온도는 약 175℃로 우수한 내열성을 가진 것이 특징입니다. 

 

7) 공차

제품을 개발할 때, 조립공차가 상당히 중요합니다.
PA12소재는 치수 정확도가 높아 조립이 필요한 제품에도 주로 사용되고 있는데요,
샘플을 이용하여 공차 차이에 따라 조립 느낌이 어떻게 달라지는지를 보여드리도록 하겠습니다.

 

이 샘플은 돌려서 끼웠다 뺄 수 있는 나사와 나사 구멍을 만들고
각 구멍에 공차를 0.2, 0.4, 0.6씩 주어 제작한 샘플입니다.

 

공차 테스트(공차 0.0)		공차 테스트(공차 0.4)

 

0.2의 공차가 있는 구멍은 0.4 공차에 비해서 체결감이 좋았습니다. 
따로 공차를 설정하지 않은 구멍에는 나사가 들어가지 않았고 나사도 돌아가지 않았습니다. 

 

마치며

지금까지 3D프린팅의 대표 소재인 PA12 소재에 대해 살펴봤습니다.
이러한 장점 덕분에 PA12는 전자제품, 기계, 자동차나 우주·항공 산업과 같이 다양한 산업에서 활용되고 있습니다.
 

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