[인더스트리뉴스 최정훈 기자] 3D프린팅 솔루션이 연구개발, 서비스, 제조 분야 등 다방면으로 보급되면서 기존 부품과 같은 견고함과 시각적 디자인을 살려 줄 소재에도 관심이 집중되고 있다. 특히, 3D프린터 사용자들은 순전히 기능적인 측면만이 아닌 시각적으로도 매력도를 높여 줄 수 있냐를 따져보기 시작한 것이다. 더욱이 최근 희귀병 논란으로 안전성 담보도 3D프린터 선택에 있어 하나의 척도도 떠올랐다. 

이런 상황에서 3D시스템즈(3DSystems)가 다양한 니즈를 충족시킬 제품 Figure4® Rigid White을 선보였다. 깨끗한 흰색 소재이다 보니, 완성도 높은 표면 품질과 외관을 유지할 수 있다. △의료용 핸들 및 고정구 △전자 인클로저(Enclosure) 및 기타 장치용 소형 부품 △모터 하우징, 커버, 가드, 지그, 고정구 및 스냅핏(Snap-fit) 부품 등 매끄러운 마감 처리와 생체 적합성이 필요한 다양한 응용 분야에 적합다는 것이 3D시스템즈의 설명이다. 

Figure4 Rigid White는 UV, 고습 등 악조건에서도 선명하고 오래동안 백색 컬러를 유지할 수 있다. 65도 변형 온도, 20% 연신율, 2200MPa 굴곡 탄성률, 등방성(Isotropic properties), UL94 HB 가연성 등도 주요 특성이다.

3D시스템즈의 3D프린터 Figure4 시리즈는 플라스틱으로 원형 제작에서 생산까지 가능한 초고속 적층제조 기술을 제공하고 있다. 생산형, 모듈형, 독립형, 주얼리 4개 분야로 나눠져 업체 특성에 맞는 솔루션을 구축할 수 있다. 

여기에 ‘Figure4 Rigid White’를 사용하면, 사출성형이나 우레탄 주조 공정에서 쓰이는 육중한 장치 없이도 정밀 플라스틱 부품을 직접 디지털 방식으로 생산할 수 있다. 당일 완성 부품을 대거 양산할 수 있어 툴링 비용과 투입 시간을 줄일 수 있는 것이다.

산업 컨설팅 및 제조업체 Worxsimple LLC 대표 데이비드 배커(David Baker)는 “이 같은 수준의 부품 강도와 마감 처리를 고대해 왔다. Figure 4 Rigid White는 의료 기기 제조 장비에 필수적인 매끄러운 중첩, 표면 품질이 우수하고 섬세한 디테일의 튼튼한 원형을 그대로 구현할 수 있다. 자사는 작업에 사용되는 다른 유사 폴리머를 Figure 4 Rigid White로 교체했다”고 밝혔다. 

가장 눈여겨볼 강점은 견고성이다. ASTM D4329 표준 방법에 따라 테스트한 결과 실내 안정성은 8년, ASTM G154 표준 방법에 따라 테스트한 결과 실외안정성은 2년으로 나타났다. 테스트에서는 인장강도, 연신율, 인장 탄성률, 충격 강도에 대한 실내외 안정성이 포함됐다. 

Figure4 Rigid White는 UV, 고습 등 악조건에서도 선명하고 오래동안 백색 컬러를 유지할 수 있다. 65도 변형 온도, 20% 연신율, 2200MPa 굴곡 탄성률, 등방성(Isotropic properties), UL94 HB 가연성 등도 주요 특성이다. 

ISO10993-5 및 ISO10993-10에 부합하는 ‘생체 적합성’도 두드러진다. 최근에 3D프린팅 안정성이 화두로 떠오르면서 소재의 위험성을 좌시할 수 없어졌다. Figure4 Rigid White는 2차 열경화가 필요치 않는 DLP 방식 3D프린터에 쓰인다. 논란의 논란의 중심에 선 FDM 방식은 고체 필라멘트를 한층 한층 쌓아 나가는 방식인데, DLP 방식은 고체 필라멘트가 아닌 액체상태 레진이라는 광경화성 물질을 사용해 적층한다. 빠른 시간 내 더 얇고 세밀하게 출력할 수 있어 해상도가 우수하다는 평가다.

ASTM D4329 표준 방법에 따라 테스트한 결과 실내 안정성은 8년, ASTM G154 표준 방법에 따라 테스트한 결과 실외안정성은 2년으로 나타났다. 테스트에서는 인장강도, 연신율, 인장 탄성률, 충격 강도에 대한 실내외 안정성이 포함됐다. [자료=3D시스템즈]

3D시스템즈 관계자는 “소재 안정성에 대한 고객사 문의가 종종 오고 있다. 자사 솔루션은 폐쇄형태이기 때문에 유해물질을 직접적으로 접촉할 여지가 없다. 또한, 누가 사용하더라도 볼 수 있도록 사용 지침 메뉴얼을 제공하고 있다”며, “Figure4 Rigid White의 경우에도 액체상태 자체를 직접 접촉하지 않는 이상 인체에 해로운 피해를 주지 않는다”고 언급했다.

소재 개발 박차

새로운 3D프린터도 중요하지만 현장에 적용할 다양한 소재를 개발하는 것도 매우 중요하다. 3D시스템즈는 새로운 소재 개발에 지속적인 연구개발 및 투자를 단행하고 있다. Figure 4 시리즈에 사용할 수 있는 고성능 레진 4가지가 출시됐다. 

3D 시스템즈는 일반 포토폴리머 레진과 달리 실내 및 실외 환경에서 장기적인 기계적 성능과 안정성을 갖추고 있다. 최근 가전, 자동차, 의료, 그리고 항공 우주 등과 같은 업계에 적합한 Figure 4 High Temp 150C FR Black, Figure 4 Touch 65C Black, Figure 4 Touch 60C White, Figure 4 Rigid Gray를 발표했다.

Figure 4 High Temp 150C FR Black은 항공 우주 및 방위, 자동차, 그리고 가전 분야의 플라스틱 부품을 생산할 수 있는 고강도, 난연성 레진이다.

Figure 4 Rigid Gray는 사출 성형에 버금가는 표면 마감을 제공하며 장기적인 환경 안정성을 제공하는 산업용 소재이다. 이 소재는 도색, 도금 및 레이저 에칭에 적합하여, 높은 정밀도와 정확도가 요구되는 소모품 및 일반 용도의 시제품 제작 및 생산에 적합하다.

[최정훈 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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