3D프린터 필라멘트, 소재별 특징과 용도 파헤치기
3D프린터의 결과물을 결정짓는 가장 큰 요인은 바로 ‘필라멘트’입니다. 마치 그림을 그릴 때 물감의 종류에 따라 표현이 달라지듯, 3D프린팅에서도 어떤 필라멘트를 사용하느냐에 따라 출력물의 강도, 유연성, 표면 질감, 내열성 등이 달라집니다. 각기 다른 매력을 지닌 필라멘트의 세계를 알아보고, 여러분의 프로젝트에 가장 적합한 재료를 선택해 보세요.
PLA: 가장 대중적이고 쉬운 선택
PLA(Polylactic Acid)는 옥수수 전분이나 사탕수수에서 추출한 친환경 소재로, 3D프린팅 입문자들에게 가장 사랑받는 필라멘트입니다. 생분해성이 뛰어나 환경 부담이 적으며, 출력 시 발생하는 냄새가 거의 없고 뒤틀림 현상이 적어 다루기 매우 쉽습니다. 다양한 색상과 투명도 옵션이 있어 시제품 제작, 교육용 모델, 장식품 등 폭넓은 용도로 활용됩니다. 다만, 내열성이 상대적으로 낮아 고온에 노출되는 환경에는 적합하지 않을 수 있습니다.
ABS: 뛰어난 내구성과 내열성
ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)는 레고 블록과 같은 내구성과 강도를 자랑하는 소재입니다. 높은 강도와 내열성을 가지고 있어 기능성 부품, 자동차 부품, 전자제품 케이스 등 실제 사용되는 제품을 만드는 데 적합합니다. 그러나 ABS는 출력 시 발생하는 냄새와 유해 물질 때문에 반드시 환기가 잘 되는 공간에서 사용해야 하며, 출력물 수축을 방지하기 위해 히팅 베드 사용 및 밀폐된 챔버 환경이 권장됩니다. 경험이 조금 있는 사용자에게 추천되는 필라멘트입니다.
| 필라멘트 종류 | 주요 특징 | 주요 용도 | 주의사항 |
|---|---|---|---|
| PLA | 친환경, 쉬운 출력, 다양한 색상, 낮은 내열성 | 시제품, 교육용 모델, 장식품, 취미용품 | 고온에 취약 |
| ABS | 높은 내구성, 내열성, 강도 | 기능성 부품, 자동차 부품, 전자제품 케이스 | 환기 필수, 출력 시 수축 가능성 |
다재다능한 PETG와 개성 넘치는 특수 필라멘트
PLA의 쉬운 출력성과 ABS의 견고함을 동시에 갖춘 필라멘트가 있다면 어떨까요? 바로 PETG입니다. 또한, 3D프린팅의 표현 영역을 확장시켜주는 다채로운 특수 필라멘트들도 존재합니다. 이들을 활용하면 더욱 창의적이고 개성 넘치는 결과물을 만들 수 있습니다.
PETG: PLA와 ABS의 장점을 결합하다
PETG(Polyethylene Terephthalate Glycol)는 PETG는 PLA의 비교적 쉬운 출력성과 ABS의 높은 강도 및 내열성을 결합한 매력적인 소재입니다. 물과 화학 물질에 대한 저항성이 뛰어나며, 강하고 내구성이 좋으면서도 유연성을 가지고 있어 병, 텀블러, 기능성 부품 등 다양한 용도로 활용됩니다. PLA보다는 약간 더 높은 출력 온도가 필요하지만, ABS만큼 까다롭지 않아 점차 사용자가 늘고 있는 추세입니다.
특수 필라멘트: 나만의 개성을 더하다
진정한 3D프린팅의 재미는 특수 필라멘트에서 시작될 수 있습니다. 목재 섬유가 포함된 ‘우드 필라멘트’는 출력물에 나무의 질감과 향기를 더해주며, 금속 분말이 함유된 ‘메탈 필라멘트’는 실제 금속과 유사한 무게감과 광택을 연출합니다. 이 외에도 유연한 ‘TPU’ 필라멘트는 신발 밑창이나 스마트폰 케이스 제작에, 야광 필라멘트는 독특한 시각 효과를 연출하는 데 사용됩니다. 이러한 특수 필라멘트는 때로는 전용 노즐이나 특정 출력 설정이 필요할 수 있으니, 사용 전에 반드시 제품 설명을 확인하는 것이 좋습니다.
| 필라멘트 종류 | 주요 특징 | 주요 용도 | 참고사항 |
|---|---|---|---|
| PETG | 강도, 내열성, 내화학성, 유연성 | 기능성 부품, 식품 용기, 병, 텀블러 | PLA보다 높은 출력 온도 필요 |
| 우드 필라멘트 | 나무 질감 및 향 | 장식품, 조형물, 가구 모형 | 노즐 마모 가능성, 샌딩 및 마감 가능 |
| 메탈 필라멘트 | 금속 질감 및 무게감 | 조형물, 액세서리, 디스플레이 오브제 | 일반 황동 노즐 마모 가능, 후가공 용이 |
| TPU | 유연성, 내마모성, 충격 흡수 | 신발 밑창, 스마트폰 케이스, 웨어러블 기기 | 출력 속도 조절 중요, 유연성이 높음 |
퀄리티를 높이는 3D프린터 부품의 역할
필라멘트만큼이나 3D프린팅의 퀄리티에 직접적인 영향을 미치는 것이 바로 프린터의 ‘부품’들입니다. 특히 노즐, 베드, 그리고 냉각 시스템은 필라멘트의 성능을 최대로 이끌어내고 매끄러운 출력물을 얻는 데 핵심적인 역할을 합니다.
노즐: 출력물의 시작점
3D프린터의 노즐은 녹인 필라멘트를 토출하여 출력물을 만들어내는 가장 기본적인 부품입니다. 노즐의 크기와 재질은 출력물의 디테일과 표면 품질에 큰 영향을 미칩니다. 일반적인 0.4mm 황동 노즐은 대부분의 필라멘트와 호환되지만, 탄소 섬유나 금속 분말이 포함된 특수 필라멘트를 사용할 경우 노즐 마모를 방지하기 위해 강화강이나 루비 팁과 같은 내마모성 재질의 노즐로 교체하는 것이 좋습니다. 또한, 노즐의 청결 상태는 필라멘트 막힘과 출력 불량을 방지하는 데 매우 중요합니다.
베드: 안정적인 출력의 기반
3D프린팅 시 출력물이 베드에 안정적으로 안착하는 것은 매우 중요합니다. 베드의 표면 재질과 평탄도는 첫 레이어의 접착력과 전체적인 출력물의 완성도를 좌우합니다. 일반적인 유리 베드는 평탄도가 우수하고 세척이 간편하며, PEI(Polyetherimide) 시트는 다양한 필라멘트와의 접착력이 뛰어나 널리 사용됩니다. 출력물이 잘 붙지 않는다면 베드 레벨링을 다시 확인하거나, 베드 온도를 높이거나, 전용 접착제를 사용하는 등의 방법을 시도해 볼 수 있습니다.
| 부품 | 역할 | 퀄리티에 미치는 영향 | 추천 재질/관리 |
|---|---|---|---|
| 노즐 | 필라멘트 토출 | 디테일, 표면 품질, 필라멘트 막힘 방지 | 0.4mm 황동 (일반), 강화강/루비 팁 (특수 필라멘트), 정기적인 청소 |
| 베드 | 출력물 안착 | 첫 레이어 접착력, 출력물 변형 방지 | 유리, PEI 시트, 베드 레벨링 및 적절한 온도 유지 |
| 냉각팬 | 출력물 냉각 | 형상 유지, 디테일 보존, 출력물 뒤틀림 방지 | 출력물 종류에 따른 적절한 팬 속도 조절 |
올바른 필라멘트 관리 및 출력 설정의 중요성
최고 품질의 필라멘트를 선택하는 것도 중요하지만, 이를 올바르게 관리하고 프린터 설정을 최적화하는 것 또한 3D프린팅 퀄리티를 결정짓는 핵심 요소입니다. 사소한 관리와 설정의 차이가 결과물에 얼마나 큰 변화를 가져오는지 알아보겠습니다.
필라멘트의 올바른 보관 방법
대부분의 3D프린터 필라멘트는 습기에 매우 민감합니다. 습기를 흡수한 필라멘트는 출력 시 기포가 발생하여 표면이 거칠어지고, 강도가 약해지며, 심하면 출력 불량으로 이어질 수 있습니다. 따라서 필라멘트는 사용 후 반드시 밀폐된 용기나 지퍼백에 넣어 실리카겔과 같은 건조제와 함께 보관하는 것이 좋습니다. 직사광선을 피하고 서늘한 곳에 보관하는 것도 중요합니다.
최적의 출력 설정을 찾아서
같은 필라멘트라도 프린터 제조사나 모델, 그리고 슬라이싱 소프트웨어 설정에 따라 출력 결과가 달라질 수 있습니다. 필라멘트 제조사에서 권장하는 출력 온도, 베드 온도, 출력 속도, 팬 속도 등을 참고하여 최적의 설정을 찾아나가는 과정이 필요합니다. 처음에는 권장 설정을 따르되, 실제 출력물을 보면서 온도를 1~2도씩 올리거나 내려보고, 출력 속도를 조절하며 가장 좋은 결과를 얻을 수 있는 값을 찾는 것이 좋습니다. 온도 타워(Temperature Tower)와 같은 테스트 모델을 출력해보는 것도 좋은 방법입니다.
| 관리/설정 항목 | 중요성 | 팁 |
|---|---|---|
| 필라멘트 보관 | 습기 방지, 출력 품질 유지 | 밀폐 용기 + 건조제 사용, 서늘하고 건조한 곳 보관 |
| 출력 온도 | 재료 용융 및 베드 안착 | 필라멘트 제조사 권장값 참고, 온도 타워 테스트 |
| 출력 속도 | 출력 시간 및 표면 품질 | 너무 빠르면 디테일 저하, 너무 느리면 표면 문제 발생 가능 |
| 베드 레벨링 | 첫 레이어 접착력 | 수평 유지 필수, 주기적인 점검 및 조정 |
| 팬 속도 | 출력물 냉각 및 형상 유지 | PLA는 높게, ABS는 낮게 설정하는 것이 일반적 |
# 끝