SLS 3D프린팅 증기 평활화: 표면 거칠기와 부품 특성은 어떻게 달라지나
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SLS 3D프린팅 부품의 거친 표면을 다듬을 때, 표면만 달라질까? Formlabs의 기술 자료에 따르면 증기 평활화는 출력 부품을 용제 증기에 노출하는 후처리다. 열과 증기가 표면층에 작용해 더 매끄럽고 밀폐된 표면을 만들며, 내부 코어는 주로 그대로 남는다.
AI 개념 이미지: SLS 3D프린팅 부품의 거친 표면이 증기 평활화로 매끄러워지는 모습을 보여준다. 실제 장비나 제품을 촬영한 사진은 아니다.
SLS 부품의 거칠기는 얼마나 줄었나
SLS는 가루 재료를 레이저로 선택적으로 굳혀 부품을 만드는 방식이다. 출력한 부품의 표면에는 거칠기와 기공이 남을 수 있다. 증기 평활화에서는 열과 용제 증기가 바깥층을 선택적으로 녹여 그 표면을 다듬는다. 부품 전체를 같은 방식으로 바꾸는 공정이 아니라 표면에 주로 작용하는 후처리다.
Formlabs가 AMT·DyeMansion과 진행한 시험에서는 Formlabs SLS 분말 부품의 평균 표면 거칠기가 증기 평활화 후 63~81% 감소했다.
시험 범위도 함께 읽어야 한다. AMT와의 보고서에는 Nylon 12, Nylon 11, TPU 90A, Nylon 11 CF, Nylon 12 GF 분말이 포함됐다. DyeMansion VX1으로 처리한 Nylon 12 분말 부품에 대해서는 표면 마감과 기계적 특성, 치수 정확도가 보고됐다. 따라서 위 감소 폭을 모든 SLS 재료와 장비에 그대로 적용할 수는 없다.
증기는 눈에 바로 보이지 않는 면에도 닿을 수 있다. Formlabs는 가려진 면을 포함한 부품 표면에 균일하게 작용할 수 있다는 점을 다른 코팅 공정과 비교한 이점으로 설명한다. 안쪽 면의 마감까지 중요한 형상에서 살펴볼 차이다.
표면을 다듬으면 다른 성질도 바뀔까
Formlabs와 AMT의 시험에서는 평활화 후 기계적 특성의 변동이 작았다. Formlabs는 이 결과를 근거로 외관과 표면 마감을 개선하면서 부품의 기능과 구조적 완전성을 유지할 수 있다고 설명한다. 여기서 확인된 것은 해당 협업 시험의 결과다.
위생과 관련된 측정값도 있다. Formlabs와 AMT는 Nylon 12 분말 부품에서 MRSA 세균 증식이 60% 감소했다고 보고했다. 이는 해당 재료의 시험값이며, 모든 부품에서 같은 감소 폭을 뜻하지는 않는다.
SLS 증기 평활화를 설계에 반영한다면
공정 조건은 장비와 재료에 따라 달라진다. 증기 평활화 업체마다 용제와 처리 변수가 다르고, 장비 제조사는 SLS 재료별 프로파일을 마련한다. 프로파일은 재료에 적용할 처리 조건을 묶어 둔 설정이다. 벽 두께와 부품 크기도 그 설정에 반영해야 한다.
걸이 방향도 정해야 한다. Formlabs는 컵처럼 오목한 부분에 용제가 고이지 않도록 그 부분을 아래로 향하게 걸어 용제가 흘러내리도록 권장한다.
AMT와 DyeMansion은 두께 1~2 mm 부품과 2 mm 초과 부품에 서로 다른 프로파일을 쓴다. 또 처리 중에는 부품을 금속 와이어 랙에 매달아야 한다. 아이컨택은 두께가 다른 영역이 한 부품에 있다면 적용 장비의 프로파일과 걸이 위치를 설계 단계에서 함께 확인할 만하다고 본다.
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