필라멘트의 건조함과 습도는 3D 프린팅 효과에 상당한 영향을 미치는데, 특히 흡습성이 높은 필라멘트의 경우 더욱 그렇습니다. 이러한 필라멘트가 장시간 습한 환경에 노출되면 습기를 흡수하여 품질이 저하됩니다. 축축한 필라멘트를 3D 프린터의 핫엔드로 압출하여 가열하면 필라멘트가 녹으면서 내부의 물이 약 200~300°C의 고온에서 끓어 거품이나 가스가 형성됩니다. 이로 인해 인쇄 품질이 떨어지고 층간 접착력, 거품, 균열 및 기타 문제가 발생할 수 있습니다.

습한 환경에서 수분을 흡수하기 쉬운 필라멘트 유형은 다음과 같습니다: ABS, PA, PC, PETG, PVA, TPU, 탄소 섬유 복합 재료 등.

• ABS(아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌): ABS가 습기를 흡수하면 인쇄 과정에서 거품이 생기거나 인쇄 품질이 저하될 수 있습니다.
• PA(나일론): 습기를 흡수한 나일론은 인쇄 중에 거품이 생기거나 인쇄물의 강도와 품질에 영향을 미칠 수 있습니다.
• PVA(폴리비닐알코올): PVA는 수분 흡수에 매우 취약한 수용성 지지체 재료입니다. 수분을 흡수한 PVA는 매우 부드러워져 제대로 공급하기 어렵거나 지지 구조가 고장나거나 인쇄 결과가 나쁠 수 있습니다.
• 탄소섬유 복합소재(PAHT-CF/PET-CF/PLA-CF 등): 탄소섬유 복합소재는 탄소섬유와 수지로 구성되어 있습니다. 탄소섬유가 수분을 흡수하면 수지가 축축해져 성능이 저하되고 구조물의 전반적인 강도와 강성이 떨어집니다. 또한 인쇄 중에 거품이나 공극이 생겨 인쇄 대상의 표면 매끄러움에 영향을 미치거나 심지어 균열이 생길 수도 있습니다.

현재 업계에서 일반적으로 사용되는 방법은 생산 단계에서 알루미늄 호일 백에 필라멘트를 진공 포장하고 3D 프린터에 전용 필라멘트 건조 챔버를 장착하여 건조제와 함께 밀봉하여 사용하는 것입니다. 장기간 보관으로 인해 필라멘트가 축축한 경우 전용 건조 챔버를 사용하여 필라멘트를 건조하고 성능을 회복할 수 있습니다. Flashforge에서 최근 출시한 고속 듀얼 압출기 산업용 3D 프린터인 Guider 3 Ultra에는 기계 본체와 통합된 밀봉된 필라멘트 건조 챔버가 장착되어 있습니다. 건조제와 함께 사용할 경우 5일 이내에 습도를 10% 이하로 유지할 수 있습니다. 동시에 재료 챔버에는 습도 센서가 장착되어 챔버 내부의 습도를 정확하게 감지합니다.

이 비교 실험에서는 PAHT-CF를 주요 인쇄 재료로 사용하고 S-PAHT를 지지 재료로 사용합니다. 다음으로 인쇄 전 준비, 인쇄 프로세스를 비교합니다.

첫 번째 그룹에서는 각 단계의 건조 기준을 엄격히 따릅니다.

1. 재료를 건조 오븐에 넣고 110°C로 8시간 동안 설정하여 필라멘트를 완전히 건조시키고 성능을 회복합니다.
2. 건조된 소모품을 빨리 적재하고, 각 소모품 건조실에 건조제 3팩을 넣은 후 습도 센서를 켠 상태에서 뚜껑을 닫습니다.
3. 습도가 15% 이하로 떨어질 때까지 습도 센서를 관찰하여 챔버 내부가 건조한 환경을 유지하는지 확인합니다.
4. 인쇄 과정을 시작하고 재료 누출, 늘어짐, 접착 등의 문제가 없는지 인쇄 효과를 관찰합니다.

두 번째 그룹의 경우, 우리는 습한 필라멘트로 직접 인쇄할 것입니다:

1. 1단계: 축축한 필라멘트를 직접 로드하고 습도 센서를 켭니다. 주변 환경의 습도는 약 60%입니다. 이렇게 습한 여름 환경에서는 필라멘트가 축축해지기 쉽습니다.
2. 2단계: 건조제를 넣을 필요가 없고, 챔버 뚜껑을 닫을 필요도 없습니다.
3. 3단계: 인쇄 과정을 시작하고 관찰합니다. 축축한 재료는 인쇄 중에 “딱딱거리는” 소리를 내고, 압출 라인이 고르지 않으며, 표면에 비정상적인 질감이 있을 수 있습니다.

아래 두 이미지는 건조함을 유지하기 위해 밀폐된 필라멘트 챔버를 사용한 경우와 사용하지 않은 경우의 인쇄 결과를 비교합니다. 일반적인 상황에서는 단일 인쇄 작업이 몇 시간에서 수십 시간까지 걸릴 수 있습니다. 이 긴 기간 동안 필라멘트가 건조하게 유지되는 것이 최종 인쇄 대상의 품질을 보장하는 데 중요합니다. 두 그룹의 인쇄 결과 간의 차이는 매우 분명합니다. 건조한 필라멘트로 인쇄된 샘플은 매끄럽고, 고운, 깨끗하고, 깔끔한 표면을 가지고 있으며 눈에 띄는 끈이 없습니다. 반면에 축축한 필라멘트로 인쇄된 샘플은 거칠고, 끈이 많고, 심하게 누출된 표면 질감을 보입니다.

Flashforge Guider 3 Ultra와 Guider 3 Plus는 모두 밀폐형 필라멘트 건조 챔버를 갖추고 있어 최적의 인쇄 결과를 보장합니다. 이 기능 외에도 Flashforge는 필라멘트 건조 스테이션도 도입했습니다. 이 건조 스테이션은 최대 120°C까지 가열할 수 있어 습한 필라멘트를 효과적으로 건조하고 성능을 회복합니다. 건조 스테이션은 보관 공간이 넓어 최대 1kg 필라멘트 롤 6개를 수용할 수 있습니다. 게다가 실리카겔 건조제가 내장되어 있어 건조된 필라멘트를 장기간 보관할 수 있습니다.

플래시포지 소개

Flashforge는 글로벌 3D 프린터 산업의 선도적 브랜드입니다. Flashforge는 3D 프린팅 산업의 요구를 깊이 있게 탐구하여 새로운 FDM 3D 프린터 시리즈를 출시했습니다. 고속 Guider 시리즈 3D 프린터는 고속 프로토타입을 특징으로 하여 신속한 프로토타입 및 제조가 가능합니다. 고온 챔버가 있는 성능 중심의 Creator 시리즈 3D 프린터는 3D 프린팅 엔지니어링 소재, 탄소 섬유 및 유리 섬유 복합 소재에 적합합니다. 안정적이고 신뢰할 수 있는 3D 프린터, 고품질 3D 프린팅 소재, 전문 슬라이싱 소프트웨어 및 포괄적인 애프터 서비스를 제공하는 Flashforge는 중소기업에 신속한 제조를 위한 다양한 3D 프린팅 디지털 솔루션을 제공하고, 설계 반복 및 제품화를 가속화하며, 지능형 제작에서 3D 프린팅의 새로운 미래를 선도합니다.