# 펠렛(Pellet) 3D프린팅에 대해 알아보자
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| Pellet 3D printing |
필라멘트는 펠렛 형태의 열가소성 수지를 가공하여 만들어집니다.
필라멘트 대신 펠렛을 인쇄에 직접 사용할 수 있다면 비용도 훨씬 저렴해지고 더 많은 유형의 재료도 사용할 수 있습니다.
펠렛 3D 프린터는 어떤 경우에 선택할까요?
- 우리는 전에 FFF(Fused Filament Fabrication) 프린터의 프린트헤드 이동 방식에 따른 프린터 종류를 살펴본 적이 있습니다. 이 FFF 프린터의 한 변형으로 필라멘트 대신 펠렛을 사용하는 프린터가 있습니다.
- 이번에는 이 펠렛 3D 프린팅에 대하여 살펴보도록 하겠습니다.
- FFF에 사용되는 필라멘트는 펠렛 형태의 열가소성 수지를 가공하여 만들어집니다.
- 만약 필라멘트 대신 펠렛을 인쇄에 직접 사용할 수 있다면 비용도 훨씬 저렴해지고 더 많은 유형의 재료도 사용할 수 있을 것입니다. 이런 점 때문에 최근 점점 많은 펠렛 3D 프린터가 시장에 나오고 있습니다.
- 이 방식은 Pellet Additive Manufacturing(PAM) 또는 Fused Granulate Fabrication(FGF)라 불리기도 합니다.
1. 펠릿 압출 공정 (Pellet Extruder)
- 펠렛을 원료로 사용하려면 FFF 프린터에서 사용하는 압출기와는 다른 방식의 압출기가 필요합니다.
- 아래 <그림>에서 보이는 것처럼 펠렛 압출기에서 입구를 통해 주입된 펠렛은 회전하는 스크류와 중력에 의해 나선형 경로를 따라 압출기 스크류 베인에서 아래로 떨어집니다. 펠릿은 융점(비정질 폴리머의 경우 연화 영역)에 도달할 때까지 점진적으로 가열됩니다. 나사 메커니즘이 회전하며 연화된 재료를 노즐 밖으로 밀어냅니다.
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| Filament Extruder and Pellet Extruder |
- 필라멘트 3D 프린팅과 비교할 때 펠렛 3D 프린팅의 장점과 단점은 다음과 같습니다.
2. 펠렛 사용의 장점
1) 저렴한 재료비
- 펠렛에서 필라멘트를 생산하는 공정이 제거되므로 재료비가 최대 10배 가까이 낮아집니다.
2) 다양한 재료
- 필라멘트 종류도 계속해서 다양해지고 있지만 사출 성형에 광범위하게 사용되는 펠렛 종류에는 미치지 못합니다. 또한 필라멘트로는 만들기 어려운 펠렛도 있습니다.
- 예를 들어 탄소섬유(carbon fiber) 함량이 높은 플라스틱은 부서지기 쉬어 성공적으로 스풀링하기 어렵습니다.
3) 빠른 인쇄 속도
- 펠릿 압출기의 유속은 스크류의 크기와 속도에 의해서만 제한됩니다. 일반적으로 펠릿 압출기는 더 큰 노즐 크기를 가지므로 더 높은 유속과 짧은 시간에 더 많은 재료를 압출할 수 있습니다.
4) 대형 인쇄
- 펠렛은 인쇄를 중단하지 않고 연속적으로 호퍼에 자동 공급할 수 있어 큰 물체를 인쇄할 때 유용합니다.
3. 펠렛 사용의 단점
1) 해상도 및 복잡성
- 노즐의 크기가 크다 보니 펠렛 3D 프린팅은 FFF에 비해 해상도가 낮습니다.
- 허용 오차도 크고 복잡한 형상에서 상세한 인쇄물을 생성할 수 없습니다.
2) 흐름 제어
- 대부분의 펠렛 프린터는 압출기가 새 위치로 이동하는 동안 노즐에서 플라스틱이 재료가 스며나오는 것(oozing)을 잘 처리하지 못합니다.
- 이를 방지하려면 펠릿 압출기가 경로 끝에서 스크류 방향을 반대로 해야 하는데, 이는 압출기에 해로울 수 있습니다.
3) 열 관리
- 큰 펠릿 노즐로 인쇄할 때 압출 비드가 너무 많은 열을 유지하고 다음 레이어를 지지할 만큼 충분히 냉각 및 응고되지 않을 수 있습니다.
- 반면에, 레이어 시간이 너무 길면 이전 레이어가 너무 차가워 접착이 잘 되지 않기 때문에 레이어 접착력이 저하됩니다.
4) 기계 크기
- 펠렛 압출 시스템은 상대적으로 무겁고 큰 공간을 차지합니다.
언제 펠렛 프린터를 선택할까요?
높은 수준의 해상도와 복잡한 형상 등 높은 품질이 요구된다면 비용이 많이 들더라도 여전히 필라멘트 프린터가 최선입니다.
그러나 빠른 속도가 필요하고 제작 모델이 클 경우 또는 재료 비용의 제한을 받는 경우는 해상도와 정밀도를 희생할 수 있다면 펠릿 3D 프린터가 더 나은 선택일 수 있을 것입니다.