KR20180039812A - 금속 3d프린팅 필라멘트 - Google Patents

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KR20180039812A
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Abstract

본 발명을 통하여 기존의 금속 필라멘트가 가지는 단순한 기능을 복합화하여, 금속 질감, 가공성 등에서 종래의 제품과 차별화 하였으며, 표면연마를 통하여 다양한 금속질감 표현이 가능하게 하여 기존의 3D프린팅 제품의 기능성을 높혔다.

Description

금속 3D프린팅 필라멘트{Metal 3D Printing Filament}
본 발명은 3D프린팅에 이용되는 필라멘트 소재에 관한 것이다.
발명의 배경이 되는 기술로는 금속분말을 PLA와 혼합하는 기술, 펠렛으로 제조하기 위해 금속분말과 PLA의 혼합물을 사출하는 기술, 제조된 펠렛을 이용하여 일정한 직경의 필라멘트로 제조하는 기술을 포함한다.
종래에도 금속분말을 혼합하는 3D프린팅용 필라멘트가 있었으나, 금속 분말의 함량이 적고, 분포가 불균일하여 적층 시 필라멘트가 단선되는 문제가 있었다.
본 발명에서는 금속 분말, PLA 폴리머를 이용하여 각각의 소재가 가지는 장점을 살리면서, 최종적으로는 금속분말의 함량을 높히면서 균일한 분포를 가지도록 하였다.
본 발명을 통하여 기존의 금속 필라멘트가 가지는 단순한 기능을 복합화하여, 금속 질감, 가공성 등에서 종래의 제품과 차별화 하였으며, 표면연마를 통하여 다양한 금속질감 표현이 가능하게 하여 기존의 3D프린팅 제품의 기능성을 높혔다.
(도1) 1은 PLA펠렛, 2는 금속분말, 3은 혼합기, 4는 가열코일이다.
5는 금속분말 혼합 PLA, 6은 압출노즐, 7은 송풍기, 8은 응고된 필라멘트이다. 9는 롤러, 10은 3D필라멘트 보빈이다.
본 발명을 구현하기 위한 기술로는 금속분말을 PLA와 혼합하는 기술, 펠렛으로 제조하기 위해 금속분말과 PLA의 혼합물을 사출하는 기술, 제조된 펠렛을 이용하여 일정한 직경의 필라멘트로 제조하는 기술이 필요하다.
금속분말을 PLA와 혼합하는 기술로는 PLA를 200~220도씨로 가열하여 용융상태로 하는 공정과 0.03~0.05mm 크기분포의 금속분말을 혼합하는 공정을 포함한다. PLA 온도가 200도 보다 낮으면 용융되지 않으며, 220도보다 높으면 물성이 달라진다. 금속 분말은 0.03mm보다 작으면 혼합되기 어렵고, 0.05mm보다 크면 압출이 어렵다. 금속분말과 PLA의 혼합비는 82~87%가 적절하며, 82%이하일 경우에는 표면을 연마하여도 금속 질감이 나기 어렵다. 87%을 초과할 경우에는 필라멘트가 단선되기 쉬워 3D프린팅 출력이 어렵다.
펠렛으로 사출하는 기술로는 상기의 준비된 PLA와 금속분말을 혼합한 혼합 PLA를 일정한 크기의 펠렛으로 제조하는 공정이다. 펠렛의 크기는 5mm이내가 적당하며, 구형의 형태이면 양호하다. 펠렛의 크기가 5mm 보다 작으면 압출 시 배출되기가 용이하지 않으며, 5mm보다 크면 진동이 많이 발생한다.
제조된 펠렛을 3D필라멘트로 제조하는 기술로는 상기의 펠렛을 200~220도씨로 가열하여 직경 약 4.5mm 파이의 노즐로 압출하는 공정이다. 압출과정을 통하여 4.5mm파이의 노즐을 통과한 용융 금속혼한 PLA는 연속된 응고과정으로 최종 1.75mm의 3D프린팅용 필라멘트로 제조된다. 4.5mm보다 작은 노즐은 압출하기가 용이하지 않으면, 4.5mm보다 큰 노즐은 응고시간이 많이 걸려 생산성이 떨어진다.
1은 PLA펠렛, 2는 금속분말, 3은 혼합기, 4는 가열코일이다.
5는 금속분말 혼합 PLA, 6은 압출노즐, 7은 송풍기, 8은 응고된 필라멘트이다. 9는 롤러, 10은 3D필라멘트 보빈이다.

Claims (1)

1. 금속 분말, PLA 폴리머를 이용하여 각각의 소재가 가지는 장점을 살리면서, 최종적으로는 금속분말의 함량을 82~87%로 분포하게 하는 금속 3D프린팅 필라멘트 제조방법
KR1020160130949A 2016-10-10 2016-10-10 금속 3d프린팅 필라멘트 KR20180039812A (ko)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150042660A (ko) * 2013-10-11 2015-04-21 주식회사 로킷 에프디엠 방식의 쓰리디 프린터 용 세라믹/피엘에이 혼합 필라멘트
KR20150109758A (ko) * 2014-03-20 2015-10-02 한국과학기술연구원 3d 프린팅 촉각패턴 및 3d 프린터를 이용한 그의 제조방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20150042660A (ko) * 2013-10-11 2015-04-21 주식회사 로킷 에프디엠 방식의 쓰리디 프린터 용 세라믹/피엘에이 혼합 필라멘트
KR20150109758A (ko) * 2014-03-20 2015-10-02 한국과학기술연구원 3d 프린팅 촉각패턴 및 3d 프린터를 이용한 그의 제조방법

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