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Jun 27, 2023

역대 유리 중 가장 강한 유리

캐나다 스타트업 Fortis3D는 다양한 산업 응용 분야를 위한 두 가지 새로운 3D 프린팅 재료를 출시합니다. PA-GF20, PK-GF20 출시와 함께 Fortis3D는 자세한 분석을 제공했습니다.

캐나다 스타트업 Fortis3D는 다양한 산업 응용 분야를 위한 두 가지 새로운 3D 프린팅 재료를 출시합니다. PA-GF20 및 PK-GF20 출시와 함께 Fortis3D는 엔지니어가 강점과 적합한 응용 분야를 이해할 수 있도록 각 필라멘트의 재료 특성에 대한 자세한 분석을 제공했습니다.

고분자 공학의 배경을 바탕으로 과학자와 엔지니어로 구성된 Fortis3D 팀은 다른 것보다 더 강하고 유리 섬유 함량이 더 낮은 강화 폴리아미드(PA) 또는 나일론과 폴리케톤(PK) 3D 프린팅 필라멘트를 만들었습니다.

“우리는 시중에서 판매되는 대부분의 섬유 강화 필라멘트가 상대적으로 강하고 견고한 부품을 생산할 수 있지만 기존의 사출 성형용 섬유 강화 수지만큼 강하지는 않다는 사실을 발견했습니다. 우리는 또한 고가의 산업용 기계를 사용하는 사람뿐만 아니라 더 많은 사용자가 고강도 소재를 사용할 수 있도록 만들고 싶었습니다. 두 가지 목표를 모두 염두에 두고 우리는 시장에서 가장 강력한 두 가지 재료를 개발했으며 중급 프린터 사용자도 매우 고강도 부품을 만들 수 있도록 했습니다.”라고 Fortis3D의 비즈니스 관리자인 Wayne Lam이 말했습니다.

PA-GF20 및 PK-GF20의 특성

Fortis3D의 PA-GF20 및 PK-GF20 절단 유리 섬유 강화 소재는 3D 프린팅 고성능 기능성 부품용으로 제작되었습니다. 우수한 기계적 강도 외에도 두 제품 모두 내화학성, 고온성, 충격성, 내마모성을 갖추고 있어 가혹한 환경에서도 내구성이 뛰어납니다. 이 재료는 산업용 최종 사용 부품부터 지그 및 고정 장치에 이르기까지 다양한 용도로 사용됩니다.

업계에서 사용되는 대부분의 다른 유리 섬유 강화 필라멘트는 매우 짧은(100-300μm) 분쇄 유리 섬유를 사용하며 다양한 수지에 통합됩니다. 강도와 인쇄성이 우수함에도 불구하고 부서지기 쉬울 수 있습니다. 잘게 잘린 유리 섬유는 더 길고(3mm) 매우 높은 강도를 제공하는 동시에 기본 플라스틱 소재의 인성을 더 많이 유지하지만 통합하기가 더 어렵습니다. 두 유형의 섬유 모두 일반적으로 합성 과정에서 더 많이 분해되어 최종 제품의 섬유가 더 짧아집니다. 따라서 섬유 파손을 최소화하기 위해 가공하는 동안 예방 조치를 취해야 합니다.

PA-GF20 및 PK-GF20 3D 프린팅 재료에 대한 기술 데이터

Fortis3D의 개발 팀은 유리 섬유 함량이 더 낮은 부문에서 "가장 강한" 섬유 강화 PA 필라멘트 중 하나를 생성하기 위해 섬유 함량 및 처리 변수를 최적화했습니다. 감소된 유리 섬유 로딩은 인쇄성, 노즐 마모 및 표면 마감을 향상시킵니다. 컨디셔닝 후에도 78MPa의 높은 인장강도를 얻기 위해 화학적 커플링제를 추가로 사용하여 유리섬유와 폴리머 매트릭스 사이의 접착력을 강화했습니다.

사출 성형에 비해 인장 강도 보존율이 90% 이상이며, 다른 주요 브랜드의 유리 및 탄소 섬유 강화 나일론 소재보다 견고합니다. Fortis3D의 SnapPrint PA와 유사한 나일론 공중합체를 사용하면 일반적인 PA6GF 필라멘트와 비교하여 수분 흡수량이 30% 감소합니다. PA6GF 필라멘트와 달리 필라멘트가 주변 조건에 방치된 경우에도 스트링 현상이 최소화됩니다.

일수에 따른 유지 수분량을 그래픽으로 표현한 것입니다. Fortis3D를 통한 그래프.

폴리케톤(PK)은 프로필렌, 에틸렌 및 일산화탄소의 삼원공중합체로 PA12와 유사한 기능을 갖고 있지만 수분 흡수가 적고 화학적 및 충격 저항이 더 높으며 마찰과 마모가 적습니다. 또한 나일론과 달리 흡습 후에도 기계적 강도를 유지합니다. 환경적인 측면에서 폴리케톤 생산은 나일론 생산보다 최대 60% 적은 CO2를 발생시킵니다. 그러나 과도한 뒤틀림과 대부분의 베드 접착제 및 재료에 대한 접착력 부족으로 인해 독립적으로 인쇄하는 것은 극히 어렵습니다. 이 문제를 해결하기 위해 Fortis3D의 개발 팀은 PVA 접착제만으로도 대부분의 침대 재료에 적용할 수 있고 뒤틀림을 대폭 줄일 수 있는 독점 제제를 만들었습니다. 강화된 강도와 견고성을 위해 다진 유리 섬유를 첨가하여 수분을 과도하게 흡수할 위험 없이 업계의 다른 탄소 또는 유리 섬유 강화 나일론과 비교할 수 있는 소재를 만들었습니다. 수분 흡수율은 일반적인 PA6GF 필라멘트에 비해 약 70% 낮습니다. 이는 스트링이 제한되고 부품 강도가 일주일 동안 주변 조건에 영향을 받지 않음을 의미합니다.