[FDM]탄소 섬유 복합재를 선택하는 방법

탄소 섬유 복합재를 선택하는 방법



복합재는 다양한 특성과 사용 사례를 포괄하는 재료 카테고리입니다. 그리고 탄소 섬유 복합재 내에서도 선택한 특정 재료에 따라 매우 다른 결과를 얻을 수 있습니다. 이 기사에서는 사용 가능한 다양한 UltiMaker 탄소 섬유 복합재를 살펴보고 귀하의 요구 사항에 가장 적합한 것을 결정하는 데 도움을 드릴 것입니다. 먼저 모든 UltiMaker 탄소 섬유 소재가 어떤 특성을 공유하는지 살펴보겠습니다.






탄소섬유를 이용한 3D 프린팅의 장점과 단점





탄소섬유는 무게 대비 강도가 높아 오랫동안 인기 있는 소재였습니다. 결과적으로 항공우주, 자동차, 스포츠 장비 등 고성능(및 고비용) 애플리케이션에 자주 사용됩니다. 그러나 순수 탄소섬유는 가공이 어렵고 가격이 비싸다.


탄소섬유 강화 복합재료를 만나보세요. 잘게 썬 탄소섬유를 폴리머에 첨가하여 만든 탄소섬유는 탄소섬유의 많은 장점을 유지하는 동시에 결합된 재료의 유익한 특성도 그대로 이어받을 수 있습니다. 이 과정은 두 금속을 결합하여 합금을 만드는 것과 유사하게 작동합니다.


카테고리로서의 탄소 섬유 복합재는 여러 가지 이유로 유용하지만 가장 주목할만한 점은 UltiMaker에서 만든 것과 같은 표준 데스크탑 3D 프린터를 사용하여 탄소 섬유 부품을 인쇄할 수 있다는 것입니다. 결과적으로 UltiMaker는 두 가지 전문 3D 프린터 제품군에 걸쳐 호환 가능한 여러 타사 재료와 함께 네 가지 탄소 섬유 복합 재료를 제공합니다. 각 항목을 개별적으로 살펴보기 전에 모두 공유하는 속성을 살펴보겠습니다.






저렴한 비용으로 고성능



탄소 섬유 복합재의 정확한 특성은 결합된 폴리머에 따라 다르지만 거의 모두 높은 강도 및/또는 강성 특성을 가지고 있습니다. 특히 구성 폴리머 자체와 비교할 때 더욱 그렇습니다. 3D 프린팅은 탄소 섬유 부품을 그 어느 때보다 비용 효율적으로 만들어 주지만 성능 향상에는 여전히 비용이 듭니다. 탄소섬유 복합재는 PLA나 PETG와 같은 보급형 3D 프린팅 소재보다 가격이 더 비쌉니다. 그러나 다른 특수 소재에 비해 여전히 가격이 저렴하며, 특히 UltiMaker 탄소 섬유 소재는 가격 대비 성능이 뛰어납니다.


비용 외에도 탄소 섬유로 프린팅할 때 주의해야 할 유일한 점은 섬유 자체가 마모성이 있다는 것입니다. 즉, 특수 노즐이 필요하다는 것입니다. 이것이 S 시리즈 프린터 에서 인쇄할 때 CC PrintCore가 필요 하고 Method 시리즈 프린터 에서 1C 압출기가 필요한 이유입니다 .






아름다운 무광택 마감





탄소 섬유 복합재의 덜 분명한 이점 중 하나는 최종 부품이 깔끔한 무광택 마감 처리를 통해 시각적으로 만족스러운 아이덴티티를 제공하고 3D 프린팅의 미적 단점 중 하나인 레이어 라인을 상쇄하는 데 도움이 된다는 것입니다. UltiMaker 탄소 섬유 복합재로 프린팅된 부품에서는 레이어 라인이 훨씬 눈에 띄지 않으므로 최종 사용 부품은 물론 시각적 또는 개념 증명 프로토타입에 놀라울 정도로 좋은 옵션이 됩니다.






가장 적합한 UltiMaker 탄소 섬유 복합재는 무엇입니까?



UltiMaker에서 제공하는 각 탄소 섬유 복합재에는 고유한 장점이 있습니다. 즉, 고성능 재료가 필요한 경우 요구 사항에 맞는 재료를 찾는 데 문제가 없을 것입니다.



PET CF



PET CF는 UltiMaker의 복합재 제품군 중 최신 제품이자 S 시리즈 프린터에서 처음으로 사용할 수 있는 제품입니다. 이는 성능 응용 분야에 필요한 높은 강도, 강성 및 내열성을 제공하며, 인쇄된 부품을 어닐링하여 이러한 모든 특성을 향상시킬 수 있다는 추가 이점도 있습니다 . 어닐링 공정은 부품의 온도 저항을 80°C에서 놀라운 181°C로 향상시키는 동시에 강도를 30%, 강성을 10% 증가시킵니다.


PET CF는 또한 습기 민감도가 낮고 신뢰성이 높아 다른 타사 복합재보다 인쇄가 훨씬 쉽습니다. 마지막으로, 이는 UltiMaker가 제공하는 다양한 색상으로 제공되는 유일한 합성물입니다. 일반적인 검정색 외에 파란색과 회색 옵션도 선택할 수 있습니다.



ABS Carbon Fiber



ABS 탄소 섬유는 Method 시리즈의 ABS 신뢰성과 탄소 섬유의 성능을 결합합니다. 즉, 여전히 많은 장점을 유지하면서도 대부분의 타사 복합재보다 프린팅하기가 훨씬 쉽습니다. ABS 탄소 섬유는 RapidRinse 서포트 소재 와 호환되는 Method 시리즈의 유일한 복합재이기 때문에 사용하기가 더욱 쉽습니다. 쉽고 편리한 서포트 제거로 무한한 설계 유연성을 제공합니다. 따라서 짧은 기간 동안 여러 실험 설계 반복을 수행해야 하는 경우에 매우 적합합니다. ABS 탄소 섬유는 인쇄 실패에 대한 걱정을 없애고 디자인 혁신에 집중할 수 있게 해줍니다.



Nylon Carbon Fiber (Nylon 6/66 blend)


 

나일론 6 탄소 섬유는 다른 탄소 섬유 복합재의 높은 강도 특성을 가지고 있지만 나일론 6 탄소 섬유를 차별화하는 가장 중요한 점은 엄청나게 높은 열 변형 성능입니다. 이 소재는 최대 184°C의 온도를 견딜 수 있습니다. 이는 ABS보다 100°C 이상 높고 어닐링된 PET CF 부품보다 훨씬 높은 온도입니다. 따라서 자동차나 산업 분야와 같이 내열성이 중요한 모든 상황에 완벽한 소재입니다.



Nylon 12 Carbon Fiber



나일론 12 탄소 섬유의 주요 장점은 습기 흡수에 강하여 후처리 없이도 프린팅이 더 쉽고 프린팅된 부품의 최종 외관이 더 깔끔해진다는 것입니다. 증가된 사용 편의성에 대한 절충점은 나일론 6 탄소 섬유보다 내열성이 낮지만 어닐링 전의 ABS 탄소 섬유 또는 PET CF보다 내열성이 여전히 높다는 것입니다.



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[출처] https://ultimaker.com/learn/choose-the-right-carbon-fiber-composite/

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