유리 충전 SLA 레진 Rigid 4000, 후경화 시간은 어떻게 정할까
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SLA 레진 출력물이 단단해지는 시간은 어디까지일까? Formlabs가 제시한 Rigid 4000 Resin 사례에서는 후경화 첫 15분에 탄성률이 116% 올랐고, 그 뒤 추가 개선은 관찰되지 않았다. 탄성률은 힘을 받을 때 형상이 변하는 데 얼마나 저항하는지를 보여준다.
이 글은 Formlabs의 기술 자료를 바탕으로 한다. 이 수치는 특정 레진의 시험 사례이므로, 무엇을 측정했고 재료 안에서 어떤 변화가 일어났는지 함께 봐야 한다.
AI 개념 이미지: SLA 레진 출력물에 열과 빛을 가하는 후경화 과정을 나타낸다. 실제 장비나 제품을 촬영한 사진은 아니다.
SLA 레진 후경화는 무엇을 바꾸나
SLA는 빛으로 액상 레진을 굳혀 부품을 만드는 3D프린팅 방식이다. 출력 직후 부품은 형태를 갖췄어도 분자 사이의 결합 반응이 끝나지 않은 ‘그린 상태’다.
레진 내부를 서로 이어진 분자들의 그물망으로 생각하면 쉽다. 빛과 열을 받으면 남아 있는 부분들이 추가로 연결된다. 이런 연결이 늘면서 강성과 인장강도가 개선된다.
열은 그물망의 움직임을 키워 결합할 부분들이 만날 가능성을 높인다. 목표 온도에 도달한 다음 빛을 쬐면 남은 광개시제가 활성화돼 가까운 부분의 결합을 돕는다. 광개시제는 빛을 받아 경화 반응을 시작하는 성분이다.
빛만으로는 표면보다 훨씬 깊은 곳까지 후경화하기 어렵다. Formlabs의 Form Cure는 열과 빛을 함께 쓰며, 반사식 챔버에서 부품을 자동으로 회전시켜 고르게 후경화한다.
결합이 늘면 레진 내부의 그물망이 조금 조밀해져 부품 전체에 약간의 수축이 생긴다. 후경화를 마친 뒤에는 출력 직후와 치수가 조금 달라질 수 있다는 뜻이다.
단단해지는 변화에도 균형이 있다. 일반적으로 탄성률이 오르면 끊어지기 전까지 늘어나는 정도인 연신율은 줄어든다. 일부 레진은 적정 물성에 도달한 뒤에도 계속 경화하면 취성이 커지거나 뒤틀릴 수 있다.
Rigid 4000 Resin에서는 무엇을 측정했나
Rigid 4000 Resin은 미세 유리 입자를 넣은 복합 레진이다. 높은 강성과 강도, 하중 아래 낮은 변형이 필요한 부품을 위해 설계됐다. 후경화가 진행되면 입자 주변의 고분자가 더 연결돼 유리 입자를 단단히 붙잡는다.
Formlabs 재료 연구진은 재료별로 여러 온도에서 기계적 물성을 측정했다. 탄성률은 내부 결합 정도와 밀접해 후경화의 진행 정도를 살피는 지표가 된다. Rigid 4000 Resin은 온도의 영향도 커서 높은 온도에서는 짧은 시간에 탄성률이 크게 개선된다.
15분 뒤에는 왜 멈추나
Formlabs는 Rigid 4000 Resin을 15분 넘게 후경화하면 물성 변화 없이 외관상 황변이 시작된다고 설명한다. 대부분의 용도에 권장하는 조건은 자사 Form Cure 장비에서 80 °C로 15분이다. 이는 이 레진과 장비에 관한 권장값이다.
부품이 Formlabs의 시험 형상보다 상당히 크거나 두꺼우면 내부까지 데우는 데 더 긴 시간이나 높은 온도가 필요할 수 있다. 아이컨택은 두꺼운 Rigid 4000 Resin 부품을 만들 때 권장 시간을 그대로 적용할지 판단하려면 시험 형상과 부품 두께의 차이를 먼저 볼 만하다고 본다.
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