펠릿
펠릿을 호퍼에 넣으면 압출기의 공급 구역으로 들어갑니다. 이 단계의 재료는 서로 분리된 고체 입자입니다.
재료 상태: 고체 펠릿.
펠릿에서
완성된 부품까지
압출기 내부와 출력 중에 소재에 일어나는 변화를 단계별로 살펴봅니다.
공급
회전하는 스크루가 펠릿을 잡아 압출기의 가열부 쪽으로 이동시킵니다. 스크루의 역할은 재료를 유로를 따라 전진시키는 것입니다.
재료 상태: 유로를 따라 이동하는 고체 펠릿.
가열
히트브레이크 부근의 전이 영역에서 펠릿이 가열됩니다. 표면층이 연해지고 녹기 시작하면서 접촉한 펠릿이 점차 달라붙습니다. 내부에는 아직 고체 부분이 남아 있습니다.
재료 상태: 연해진 표면과 내부의 고체 부분.
용융물
히트브레이크를 지나면 재료가 압밀 구역으로 들어갑니다. 스크루가 재료를 전진시키고 압밀하여 펠릿 사이의 빈틈을 줄입니다. 열에 의해 남아 있던 고체 부분이 서서히 녹아 개별 펠릿이 연속된 용융물로 바뀝니다.
재료 상태: 펠릿이 점차 용융물로 바뀝니다.
노즐
재료는 용융 상태로 노즐에 도달합니다. 스크루가 재료를 공급하고 용융물은 노즐 구멍을 통해 출력 표면으로 나옵니다.
재료 상태: 노즐을 통해 나오는 용융물.
부품
프린터는 지정된 경로를 따라 재료를 쌓습니다. 용융물은 이전 레이어와 결합하고 냉각되면서 굳습니다. 레이어를 차례로 쌓아 디지털 모델을 완성된 부품으로 만듭니다.
재료 상태: 형태를 유지하는 출력 레이어.
주요 장점
기술의 강점
더 합리적인
원료
펠릿을 직접 출력하면 필라멘트 제조라는 중간 단계가 사라집니다. 특히 부피가 큰 제품에서 재료 비용을 줄일 수 있습니다. 절감 폭은 특정 폴리머, 공급업체와 구매량에 따라 달라집니다.
폭넓은 선택
다양한 폴리머
소재 선택이 기성 필라멘트 제품군에 제한되지 않습니다. FGF는 실 형태로 공급하기 어려운 연질 엘라스토머를 포함해 열가소성 펠릿을 활용할 수 있습니다. 특정 등급의 사용 가능 여부는 프린터의 특성에 따라 달라집니다.
높은 생산성의
잠재력
스크루 압출기는 높은 용융 유량을 제공할 수 있습니다. 작은 노즐로도 빠른 출력이 가능합니다. 압출 능력이 충분하다면 속도는 프린터 기구의 성능, 부품 형상과 선택한 조건에 따라 달라집니다.
활용할 수 있는
재생 원료
FGF는 필라멘트를 먼저 만들지 않고 적합한 재생 원료를 사용할 수 있습니다. 재생 열가소성 플라스틱을 새 제품 생산에 다시 활용할 가능성이 열립니다. 적합성은 성분, 상태와 공급 시스템의 호환성에 따라 결정됩니다.
한계
기술의 강점
유량 제어는 압출기 설계에 따라 달라집니다. 나머지 항목은 FDM/FFF에도 해당합니다.
| 특성 | 부품에 미치는 영향 |
|---|---|
| 유량 제어 및 리트랙션 |
스크루 정지 후의 잔류 압력으로 재료가 새거나 출력 구간 사이에 실이 생길 수 있습니다. 압력을 빠르게 해소하고 안정적인 공급을 복원하는 것은 별도의 엔지니어링 과제입니다. 리트랙션 효과는 압출기 설계와 제어 시스템에 따라 달라집니다. |
| 생산성과 세부 표현의 균형 |
생산성을 위해 노즐 직경과 레이어 높이를 늘리면 작은 형상에 영향을 주고 레이어가 더 눈에 띕니다. 매끄러운 표면과 정밀한 맞춤부에는 추가 가공이 필요할 수 있습니다. |
| 레이어 간 결합 강도 |
인접 비드와 레이어의 불완전한 융합, 내부 빈 공간은 부품을 약하게 만들 수 있습니다. 하중을 받는 제품을 설계하고 출력 조건을 선택할 때 이를 고려해야 합니다. |
| 수축 및 변형 |
폴리머가 불균일하게 냉각되면 뒤틀림이 발생하거나 설계 형상에서 벗어날 수 있습니다. 이러한 현상의 정도는 재료, 부품 형상 및 온도 조건에 따라 달라집니다. |
| 서포트 돌출된 부분을 위한 구조 |
일부 오버행 구간에는 서포트 추가, 부품 방향 변경 또는 설계 수정이 필요합니다. 이는 재료 소비량과 후처리에 영향을 줍니다. |
다른
제조 기술과의 비교
| 비교 기준 | FDM / FFF필라멘트 출력 | FGF펠릿 출력 | 사출성형펠릿을 원료로 하는 성형 |
|---|---|---|---|
| 재료 | 필라멘트 형태의 열가소성 수지로, 경질·연질·충전재 함유 재료가 있습니다. 선택은 적합한 필라멘트의 공급 여부와 프린터 성능에 따라 달라집니다. | 연질 엘라스토머와 충전 폴리머를 포함하는 펠릿 형태의 열가소성 수지입니다. 선택이 시판 필라멘트 종류에 제한되지는 않지만, 재료가 압출기 및 출력 조건과 호환되어야 합니다. | 엘라스토머와 충전 폴리머를 포함하는 펠릿 형태의 열가소성 수지입니다. 제품 요구 사항, 금형 충전 조건 및 장비 성능을 고려하여 등급을 선택합니다. |
| 생산 준비 | 슬라이서에서 모델을 준비하고 출력 조건을 설정합니다. 금형은 필요하지 않습니다. 수정한 모델을 다음 출력용으로 준비할 수 있습니다. | 슬라이서에서 모델을 준비하고 재료와 노즐에 맞춰 압출 및 출력 조건을 설정합니다. 금형은 필요하지 않습니다. 설계 변경은 디지털 모델에서 이루어집니다. | 금형을 설계·제작한 후 공정을 조정합니다. 제품 형상을 변경하려면 금형 수정이나 교체가 필요할 수 있습니다. |
| 형상 | 복잡한 형상과 내부 공동을 만들 수 있습니다. 오버행에는 서포트와 이를 제거할 수 있는 접근 공간이 필요할 수 있습니다. 얇은 벽과 작은 형상은 노즐과 출력 설정의 영향을 받습니다. | 복잡한 형상과 내부 공동을 만들 수 있습니다. 오버행에는 서포트와 이를 제거할 수 있는 접근 공간이 필요할 수 있습니다. 얇은 벽과 작은 형상에는 적절한 노즐과 안정적인 용융물 공급이 필요합니다. | 금형을 채우고 제품을 꺼낼 수 있도록 설계해야 합니다. 공동과 언더컷은 금형 구조를 복잡하게 만들 수 있습니다. 얇은 벽과 작은 형상은 금형 설계와 용융물 유동성에 따라 달라집니다. |
| 결과물 품질 | 정밀도와 표면 품질은 장비, 노즐, 레이어 높이 및 수축에 따라 달라집니다. 표면에 적층 무늬가 보일 수 있습니다. 강도는 압출된 비드 사이의 결합과 출력 방향에 영향을 받습니다. | 정밀도와 표면 품질은 장비, 노즐, 레이어 높이, 수축 및 압출 안정성에 따라 달라집니다. 강도는 비드와 레이어 사이의 융착 및 출력 방향에 영향을 받습니다. | 표면은 금형의 질감을 재현합니다. 정밀도는 금형, 수축 및 공정 안정성에 따라 달라집니다. 용융물이 만나는 웰드 라인과 충전재 함유 재료의 섬유 배향이 강도에 영향을 줄 수 있습니다. |
| 완성 부품까지 걸리는 시간 | 준비, 출력, 냉각 및 필요한 후처리를 포함합니다. 출력 시간은 기계 구조, 이동 경로 및 선택한 설정에 따라 달라집니다. 가능한 재료 공급량은 필라멘트 이송과 핫엔드의 용융 능력에 제한됩니다. | 준비, 출력, 냉각 및 필요한 후처리를 포함합니다. 작은 노즐로도 빠른 출력이 가능합니다. 압출기의 토출량이 충분하다면 출력 시간은 프린터 기계부의 속도와 가속도, 부품 형상 및 선택한 설정에 따라 결정됩니다. | 첫 생산에는 금형 제작과 공정 조정이 포함됩니다. 가동 후에는 충전, 냉각, 취출의 반복 사이클로 제품을 생산합니다. 러너와 플래시를 제거하는 작업이 추가로 필요할 수 있습니다. |
| 경제성 | 원료: 필라멘트는 일반적으로 동등한 펠릿보다 비쌉니다. 생산 시작: 금형 비용 없이 준비하고 설정합니다. 제품: 비용은 재료 소비량, 장비 가동 시간 및 후처리로 결정됩니다. 생산 수량이 늘어나면 준비 비용을 더 많은 제품에 분산할 수 있지만, 각 부품의 출력 비용은 계속 원가에 포함됩니다. |
원료: 펠릿을 사용하면 원가에서 재료비가 차지하는 부분을 줄일 수 있습니다. 생산 시작: 금형 없이 준비하고 설정합니다. 제품: 경제적 결과는 원료 소비량, 생산성, 장비 가동 시간 및 후처리에 따라 달라집니다. 생산 수량이 늘어나면 준비 비용은 전체 수량에 분산되지만, 각 부품의 출력 비용은 그대로 남습니다. |
원료: 펠릿. 생산 시작: 금형 설계·제작 및 공정 조정 비용입니다. 제품: 생산 수량이 늘수록 금형 비용을 더 많은 부품에 분산할 수 있으며, 짧은 생산 사이클은 양산 비용을 낮춥니다. |
구체적인 소요 시간, 품질 및 원가는 선택한 재료, 장비, 부품 형상과 생산 수량에 맞춰 평가합니다.