도면의 소재란 하나가 이후의 모든 문제를 결정합니다
지난주 외관 검증 부품 도면을 검토했는데 소재란이 '3D 프린팅 부품, 흰색'으로 적혀 있었습니다. 부품은 걸쇠가 있는 상하 케이스로 조립 시 반복 분해가 필요했습니다. 시제품이 돌아온 당일 바로 조립했고, 다음 날 걸쇠 뿌리가 갈라졌습니다. 레진 계열 소재를 사용했는데 인성이 부족했고 걸쇠 뿌리에 라운드 전환도 없었습니다. 이는 소재가 나빠서가 아니라 소재란에 기능 등급을 명확히 쓰지 않았기 때문입니다.
비슷한 상황이 반복됩니다. 레진 부품을 차 안에 두고 여름 내내 햇빛에 노출되자 치수가 줄고 휘었습니다. 나일론 부품은 기계에서 꺼내 측정했을 때는 합격이었지만 이틀 뒤 다시 측정하니 핵심 끼워맞춤 치수가 공차를 벗어났습니다. 흡습 팽창 때문입니다. PLA 부품을 구조재로 사용했더니 나사를 조일 때 구멍 벽이 그대로 부서졌습니다. 이런 문제는 '소재를 잘못 골랐다'는 한마디로 정리할 수 없고, 기능 등급, 사용 환경, 조립 방식, 검사 조건 네 가지가 도면 단계에서 정렬되지 않은 것입니다.
소재 선택은 '강도 순위표'를 보는 것이 아닙니다. PLA의 인장 강도 수치는 ABS보다 높지만 아무도 PLA로 자동차 내장 부품을 만들지 않습니다. 진짜 답해야 할 것은 이 부품이 보기 위한 것인지, 시험 조립용인지, 하중을 받는지, 최종 제품용인지입니다. 몇 도에서 작동하고 자외선이 있는지, 나사를 조여야 하는지, 치수 측정 시 어떤 상태로 검수하는지가 정해지면 소재 이름은 자연스럽게 한두 가지로 좁혀집니다. 반대로 소재 이름을 먼저 정하고 용도를 나중에 맞추면 십중팔구 조립이나 검사 단계에서 재작업이 발생합니다.
아래는 이 순서로 전개합니다. 먼저 기능 등급을 나누고, 다섯 소재의 실제 차이를 본 뒤, 사용 조건별 소재 선택 판단 기준을 제시하고, 마지막으로 도면 표기, 검사, 구매로 귀결됩니다. 각 절은 소재 백과사전 항목의 반복이 아니라 내일 바로 쓸 수 있는 판단을 지향합니다.
기능 등급을 먼저 나누고 소재 이름을 논하세요
소재 선택 논쟁이 생기는 이유는 대개 양쪽이 다른 것을 이야기하기 때문입니다. 구조 엔지니어가 '나일론으로 할까 PETG로 할까' 묻고 공급업체가 '둘 다 출력 가능합니다'라고 답하면 초도품이 조립되지 않습니다. 문제는 소재가 아니라 이 부품이 몇 번째 기능 등급인지 아무도 먼저 명확히 하지 않았다는 점입니다. 기능 등급이 정해져야 소재 이름이 의미를 갖습니다. 반대로 소재를 먼저 정하면 이후 조립, 검사, 비용의 함정을 한꺼번에 심는 셈입니다.
실제 사용 시나리오에 따라 네 등급으로 나눕니다. 외관/개념 부품은 형상과 비율만 검증하고 하중을 받지 않으며 조립하지 않습니다. 기능 검증 부품은 한 번 조립하고 한 번 움직여 기구 간섭을 검증합니다. 조립/하중 부품은 반복 분해가 필요하고 나사 예압이나 걸쇠 탄성을 견뎌야 합니다. 소량 최종 부품은 사용자에게 바로 출하되며 환경, 수명, 검수를 통과해야 합니다. 등급이 한 단계 올라가면 소재, 공정, 검사 방식도 대개 바뀝니다.
| 기능 등급 | 일반적 선택 소재/공정 | 대표적 위험 | 도면에 반드시 추가할 표기 |
|---|---|---|---|
| 외관/개념 부품 | PLA(FDM), 광경화 레진(SLA/DLP) | 레진 부품 취성, 햇빛 취약; PLA 층 무늬 뚜렷 | 외관면 방향, 층 두께, 지지 흔적 허용 여부 |
| 기능 검증 부품 | PETG, ABS, 인성 레진 | ABS 휨, 치수 변동; 레진 부품 나사산 쉽게 부서짐 | 핵심 끼워맞춤 치수, 공차 밴드, 조립 방향 |
| 조립/하중 부품 | 나일론(PA/PA-CF), ABS, PETG | 흡습 후 치수 변화; 층간 강도 부족 | 하중 방향, 충진율, 나사/인서트 방식 |
| 소량 최종 부품 | 나일론, ABS, 레진(소형), 또는 CNC/사출 전환 | 배치 일관성, 내열 내후성 부족 | 환경 온도, 검수 조건, 소재 상태 |
다섯 가지 재료의 실제 차이: 강도 순위표가 아니다
재료 선택에서 가장 흔한 실수는 재료를 약한 것에서 강한 것으로 이어지는 하나의 직선으로 보는 것이다. PLA가 저렴하고 출력이 잘 된다고 해서 장식품만 만들 수 있는 것은 아니며, 나일론이 인성이 좋다고 해서 모든 나일론 부품에 카클립을 장착할 수 있는 것도 아니다. 성패를 실제로 좌우하는 것은 내열성, 흡습성, 이방성, 후처리 윈도우이며, 이들은 다섯 가지 재료에서 큰 차이를 보인다.
| PLA | 약 50–60℃에서 연화되기 시작 | 취성, 노치 민감 | 흡습 낮음, 치수 비교적 안정 | 층 문양 미세, 연마·도장 가능, 내후성 나쁨 | 차량 내부 부품, 하중 받는 카클립, 장기 하중 부품에 사용 |
| ABS | 약 80–100℃ | 중간, 인성은 PLA보다 우수 | 흡습 중간, 휨 경향 뚜렷 | 아세톤 증기 광택 가능, 표면을 정교하게 마감 가능 | 대형 평면 부품에서 휨을 제어하지 않거나, 밀폐 챔버 휘발을 무시 |
| PETG | 약 65–75℃ | 인성 좋음, 층간 결합 강함 | 흡습 중간, 건조 필요 | 약간 투명, 표면이 다소 광택, 태핑 가능 | 고온 내성 부품으로 사용하거나, 고정밀 끼워맞춤 면에 사용 |
| 나일론(PA) | 약 100–150℃ (등급에 따라) | 인성 최고, 피로 내성 | 흡습 뚜렷, 습윤 상태에서 치수 증가 | 표면 다소 무광, 기계가공 후처리 가능 | 측정 후 바로 조립, 습도 조절 무시로 조립 공차 초과 |
| 광경화 수지 | 약 60–80℃ (수지에 따라) | 취성 큼, 충격 저항 나쁨 | 흡습 낮음, 그러나 장기적으로 노화 | 표면 가장 정교, 투명/고무 유사 가능 | 셀프 태핑 나사 직접 체결, 충격, 장기 옥외 |
이 표는 조회용이 아니라 배제용이다. 먼저 사용 조건에서 가장 강한 제약—온도인지, 충격인지, 치수인지—을 보고, 그다음 재료를 역으로 걸러낸다. 예를 들어 모터 옆에 장착되는 브래킷은 온도로 PLA와 대부분의 수지를 먼저 배제하고, 반복 분해·조립되는 카클립은 취성으로 PLA와 수지를 먼저 배제하며, 끼워맞춤을 측정해야 하는 나일론 부품은 흡습 때문에 측정 전 습도 조절을 먼저 요구한다.
흡습: 나일론과 PETG의 가장 숨은 실패 원인
나일론은 흡습 후 치수가 증가하며, 증가 폭은 등급, 환경 습도, 방치 시간에 따라 달라진다. 흔한 방법은 출력 후 먼저 건조하고, 통제된 습도에서 일정 시간 방치해 상태 평형을 이룬 뒤에야 측정과 조립을 하는 것이다. 이 단계를 건너뛰면 초도품은 측정 시 합격이지만 이틀 뒤 조립이 안 되는, 구매와 조립 사이에서 흔한 분쟁이 생긴다. PETG는 흡습이 나일론보다 뚜렷하지 않지만, 습기 찬 재료로 출력하면 기포가 생기고 층간 강도가 떨어진다. 건조 재료 호퍼는 기본 요구사항이다.
이방성: Z 방향 강도는 항상 XY 방향보다 낮다
FDM 계열 공정의 층간 결합 강도는 보통 XY 방향의 몇 분의 일에 불과하며, 구체적 비율은 재료와 파라미터에 따라 달라진다. 이는 같은 재료라도 출력 방향이 다르면 하중 성능이 두 배 이상 차이 날 수 있음을 의미한다. 도면에 재료만 적고 하중 방향을 적지 않으면, 출력업체는 서포트와 시간을 절약하는 방향으로 배치하고, 부품은 조립 시 층간에서 갈라지며 책임 소재를 가리기 어렵다. 하중 부품은 도면이나 공정 카드에 주 하중 방향을 반드시 표기하고, 필요하면 수지나 나일론에 후처리를 더해 보강해야 한다.

사용 조건별 선정: 온도, 하중, 조립, 옥외 네 가지 판단 기준
소재 등급은 출발점일 뿐이며, 사용 조건이 판단 기준입니다. 같은 도면이라도 차량 내부에 장착하는지 옥외 캐비닛에 장착하는지에 따라 소재 선정 결론이 완전히 반대가 될 수 있습니다. 아래 네 가지 판단 기준은 우선순위대로 정렬됩니다: 먼저 온도, 다음 하중, 그다음 조립 방식, 마지막으로 환경 노화를 봅니다. 각 판단 기준에는 if-then 결론과 해당 고장 모드가 제시됩니다.
온도: 열원 근처 또는 차량 내 직사광선 노출 시 PLA와 일반 레진을 먼저 제외
PLA의 유리 전이 온도는 낮아 업계에서 흔히 참고하는 값이 55–60 ℃ 부근입니다. 여름철 차량 내 센터 콘솔 표면 온도는 쉽게 70 ℃를 초과하며, PLA 부품은 연화되고 뒤틀리며 걸쇠가 클램핑력을 잃습니다. 일반 광경화 레진의 내온 범위도 좁은 편이며, 이는 레진 시스템에 따라 다르므로 도면에 명시되지 않은 경우 60 ℃ 이상을 장기간 견딜 수 있다고 가정하지 마십시오. 부품이 모터, 전원 또는 차량 내 직사광선 노출 영역에 가까우면 ABS, PETG 또는 나일론을 우선 선택하고, 내온에 대한 명확한 수치 요구가 있을 때는 공급업체에 해당 배치 소재의 실측 열변형 온도를 요청해야 하며 등급 명칭만 보고 판단해서는 안 됩니다.
하중: 굽힘과 충격을 받는 부품에는 취성 소재로 운을 걸지 마십시오
PLA는 강성이 좋지만 취성이 있어 충격을 받으면 취성 파괴가 일어나며 단면이 평평하고 항복 단계가 거의 없습니다. ABS와 PETG의 인성은 확실히 더 좋고, PETG의 층간 결합은 일반적으로 ABS보다 우수하여 걸쇠, 지그, 굽힘 브래킷에 적합합니다. 나일론(PA)의 인성과 피로 저항성은 다섯 소재 중 상위권이지만 흡습 후 치수가 변하므로 하중 부품은 컨디셔닝 상태를 반드시 검수 조건에 명시해야 합니다. 판단 규칙: 부품이 조립 또는 사용 중 반복적으로 굽혀지거나 낙하 충격을 받으면 PLA와 일반 레진을 제외하고, 단순 정적 압축만 받으면 PLA는 상온 건조 환경에서 여전히 사용 가능하지만 취성이라는 사실을 받아들여야 합니다.
조립: 나사 조임, 너트 압입, 걸쇠 제작 시 크리프와 나사산 강도를 먼저 확인
PLA와 레진 부품에 직접 태핑하여 나사를 조이면 몇 번 분해 조립 후 나사산이 헐거워지고, 레진 부품은 더 취성이 있어 셀프 태핑 나사가 구멍 벽에 균열을 일으키기 쉽습니다. 반복 분해 조립이 필요한 연결에는 일반적으로 열융착 구리 너트 또는 인서트용 장착 구멍을预留하거나 PETG, ABS, 나일론으로 변경합니다. 나일론은 걸쇠의 탄성 회복이 좋지만 장기 하중 시 크리프가 발생하여 클램핑력이 시간이 지나면서 감소합니다. 걸쇠가 장기간 클램핑력을 유지해야 하면 보상량을 설계하거나 금속 스프링으로 변경해야 합니다. ABS는 용제 연마 또는 증기 처리로 표면을 개선할 수 있지만 치수에 약간 영향을 주므로 맞춤면에 여유를 두어야 합니다.
옥외 및 습기: 자외선과 흡습은 두 가지 독립적인 고장 경로
옥외 부품은 자외선 노화와 흡습을 동시에 고려해야 합니다. ABS의 내후성은 보통이며 장기 직사광선 노출 시 분말화되고 변색됩니다. PETG의 내후성은 약간 더 좋지만 장기 옥외 소재는 아닙니다. 나일론은 흡습 후 치수가 팽창하며 업계에서 흔히 참고하는 값이 0.5%–2% 수준이고, 이는 등급과 컨디셔닝 상태에 따라 다르며 박벽 부품과 장척 부품이 더明显하게 영향을 받습니다. 부품이 옥외에 있으면서 치수 안정성도 요구되면 일반적으로 내후 등급으로 변경하거나 CNC 가공 금속 부품을 고려해야 합니다. 판단 규칙: 옥외 장기 사용 + 치수 민감인 경우 3D 프린팅 소재 안에서만 답을 찾지 말고 CNC 또는 판금 방안을 평가해야 합니다.
| 사용 조건 판단 기준 | 우선 선택 | 회피 | 대표적 고장 모드 |
|---|---|---|---|
| 열원 근처 / 차량 내 직사광선 노출(>60 ℃) | ABS, PETG, 나일론; 내온 레진은 실측 확인 필요 | PLA, 일반 광경화 레진 | 연화 뒤틀림, 걸쇠 클램핑력 상실 |
| 반복 굽힘 / 낙하 충격 | PETG, ABS, 나일론 | PLA, 일반 레진 | 취성 파괴, 층간 균열 |
| 반복 분해 조립 / 너트 압입 / 걸쇠 | PETG, ABS, 나일론 + 인서트 | PLA 직접 태핑, 레진 셀프 태핑 | 나사산 헐거움, 구멍 벽 균열, 크리프 이완 |
| 옥외 / 습기 + 치수 민감 | 내후 등급; CNC / 판금 평가 | ABS 장기 직사광선 노출, 나일론 미컨디셔닝 | 자외선 분말화, 흡습 팽창 초과 |
이 네 가지 판단 기준은 서로를 대체하지 않습니다. 차량 내 걸쇠 부품이 온도, 하중, 조립 세 가지를 동시에 충족하면 소재 선정 시 절충하지 말고 가장 엄격한 기준을 최저선으로 삼아야 합니다. 확신이 없을 때는 사용 조건을 한 문장으로 작성하여 도면과 함께 엔지니어링에 보내는 것이 소재표에서 추측하는 것보다 빠릅니다. 사용 조건에 따라 소재와 공정을 확인해야 할 때는 3D 프린팅 견적入口에서 도면을 제출하여 엔지니어링이 사용 조건에 맞는 제안을 하도록 할 수 있습니다.
도면에 반드시 추가해야 할 표기: 소재, 방향, 채움, 후처리
가장 흔한 재작업은 프린터가 어긋나는 것이 아니라 도면 정보가 부족하여 현장에서 기본 파라미터로 추측하는 것입니다. 소재란에 “3D 프린팅” 또는 “나일론”이라고 쓰는 것은 쓰지 않은 것과 비슷합니다. 아래는 도면이나 견적서에 바로 복사할 수 있는 표기 목록입니다.
소재란: 대분류가 아닌 등급과 상태를 기재
“PA12”라고 쓰는 것이 “나일론”이라고 쓰는 것보다 유용하고, “PA12 컨디셔닝 후”라고 쓰는 것이 “PA12”라고 쓰는 것보다 유용합니다. SLS 나일론 부품은 출고 직후 함수율이 낮고 며칠 방치하면 흡습으로 팽창하여 조립 구멍이 과盈에서 간극으로 바뀔 수 있습니다. 도면에는 최소한 소재 등급, 공정(FDM/SLA/SLS/MJF/DMLS), 컨디셔닝 여부, 어닐링 여부를 명시해야 합니다. FDM의 ABS와 사출 ABS는 같은 상태가 아니며, 전자는 층간 강도가 노즐 온도와 챔버 온도에 크게 영향을 받으므로 표기에 “FDM 공정으로 검수”라고 명시하여 사출 데이터로 프린팅 부품을 평가하는 것을 피하는 것이 좋습니다.
방향, 채움 및 핵심 치수: 세 가지를 함께 봐야 한다
FDM 부품의 Z방향 인장 강도는 일반적으로 XY방향의 절반 정도이며, 업계에서 흔히 보이는 차이는 40%–60%이고 구체적인 수치는 재료와 파라미터에 따라 달라진다. 힘을 받는 방향은 반드시 도면에 표기하거나, "층간 방향이 주 하중 방향에 수직이 되어서는 안 된다"고 직접 명시해야 한다. 채움률과 벽 두께는 강성을 결정하며, 15% 채움 부품은 외관용으로는 괜찮지만 하중을 받는 카클립으로 쓰면 층간에서 먼저 부러진다. 핵심 끼워맞춤 치수는 별도로 나열하고 공차대를 명시해야 하며, 전체적으로 "±0.2 mm"만 주어서는 안 된다. 방향에 따라 수축이 일치하지 않아 긴 변과 짧은 변의 실제 편차가 두 배까지 날 수 있기 때문이다.
지지면, 나사산 및 인서트: 조립 실패가 빈번한 영역
지지면을 제거한 후 표면이 거칠어지는데, 그 면이 밀봉면이나 슬라이딩 끼워맞춤면이라면 반드시 "비지지면"을 명시하거나 연마를 지정해야 한다. 3D 프린팅으로 직접 성형한 나사산은 강도가 낮아 M3 이하에서 특히 나사산이 쉽게 뭉개지므로, 도면에 "나사산 부위에 태핑용 파일럿 홀을 남길 것" 또는 "열융착 구리 너트"를 명기하고 인서트 모델과 압입 깊이를 제시해야 한다. 이 항목이 빠지면 초도품은 조립 공정에서 폐기될 가능성이 크다.
| 재료 등급 | 가장 저렴하거나 재고가 있는 재료로 | 내열성, 인성이 기준 미달, 기능 시험 실패 |
| 프린팅 방향 | 배치 시간을 절약하는 방향으로 | 하중 방향이 층간에 걸려 충격 시 파단 |
| 채움률/벽 두께 | 15% 채움, 2겹 벽 | 강성 부족, 조립 변형 |
| 핵심 치수 공차 | 전체를 일반 정밀도로 | 끼워맞춤면 초과 공차, CNC 재작업 필요 |
| 후처리 및 컨디셔닝 | 처리 없이 바로 출하 | 나일론 부품 흡습 후 치수 변동 |
위 항목들을 모두 채워야 견적서의 "재료비"와 "후처리비"에 근거가 생기고, 초도품도 재현 가능한 검수 기준선이 생긴다. 도면에 아직 외형만 있다면 견적 요청 시 기능 등급과 사용 환경을 함께 설명하여 공정 측이 먼저 재료와 방향을 제안하고, 이를 도면에 반영하도록 하는 것이 좋다. 빠르게 가격을 비교해야 할 때는 3D 프린팅 견적 페이지에서 모델을 업로드하고 위 표기를 첨부하면 확인 과정을 줄일 수 있다.
검사 및 구매: 재료가 바뀌면 검사구와 검수 방식도 바뀌어야 한다
같은 도면에서 재료란을 ABS에서 나일론으로 바꾸고 치수는 그대로 두어도 검사 결과는 완전히 달라질 수 있다. 3D 프린팅 부품의 검수는 사출이나 기계가공의 논리를 그대로 따를 수 없다. 재료 자체가 흡습하고, 방향에 따라 수축하며, 후처리 과정에서 계속 변형되기 때문이다. 검사 방안은 반드시 재료를 따라가야 하고, 구매 견적 요청 시에도 "재료 상태"를 명확히 적어야 한다. 그렇지 않으면 초도품 합격, 양산에서 분쟁이 일상이 된다.
핵심 치수를 어떻게 정할까: 먼저 "형상 치수"와 "끼워맞춤 치수"를 나눈다
3D 프린팅 부품에서 실제로 캘리퍼스/3차원 측정기가 필요한 것은 끼워맞춤 치수와 조립 기준이며, 외형 윤곽이 아니다. 외형 치수는 프린팅 방향, 수축, 지지대 제거의 영향을 크게 받으므로 보통 자유 공차를 주면 된다. 끼워맞춤 홀, 축, 카클립 간격, 장착면 평탄도가 검수의 핵심이다. 판정 원칙:
- 홀/축 끼워맞춤: 우선 플러그 게이지나 핀 게이지를 사용하고, 캘리퍼스로 내경을 측정하지 않는다. FDM과 SLA의 내부 홀은 실제로 근사 다각형이나 단차면이어서 캘리퍼스 판독값이 크게 나온다.
- 장착면: 평판과 필러 게이지 또는 3차원 측정기로 평탄도를 측정한다. 나일론과 ABS 부품은 냉각 후 휨이 흔하며, 평탄도가 표기 공차보다 0.2–0.5 mm 나쁜 경우가 업계에서 흔하므로 도면에 따라 확인해야 한다.
- 카클립/탄성 암: 간격과 벽 두께를 측정하고, 단일 지점 치수는 측정하지 않는다. 탄성 암의 두께 편차 0.1 mm만으로도 삽입/분리력이 두 배 차이 난다.
- 나사산과 인서트: 프린팅 나사산은 검수 치수로 권장하지 않으며, 파일럿 홀+셀프 태핑 또는 열융착 인서트로 검수하고 인서트 인발력은 별도로 정한다.
어떤 치수가 흡습과 방향의 영향을 가장 크게 받는가
나일론(PA)은 흡습 후 치수가 커지는데, 이는 재료 특성이지 프린팅 결함이 아니다. PA12를 습한 환경에 며칠 두면 선형 치수가 0.2%–0.5% 변할 수 있고, 큰 부품에서는 0.몇 mm에 해당한다. 방향 영향도 뚜렷하다. FDM 부품은 층간(Z방향)의 강도와 치수 안정성이 XY방향보다 약하므로, 끼워맞춤면이 Z방향에 걸리면 조립 간극을 XY방향보다 더 크게 두어야 한다. 수지 부품은 반대로 SLA 치수 안정성은 좋지만 장기간 자외선과 습기에 노출되면 서서히 크리프가 발생하므로 정밀 끼워맞춤면을 장기간 의존하기는 어렵다.
구매 견적 요청 시 명확히 써야 할 네 가지
"같은 재료, 다른 상태"는 3D 프린팅 구매에서 가장 흔한 분쟁 원인이다. 견적 요청 시 최소한 다음을 명확히 써야 한다:
- 재료 등급과 상태: PA12인지 PA12+유리섬유인지, "건조 상태 납품"인지 "컨디셔닝 상태 납품"인지 쓴다. 쓰지 않으면 공급업체는 기본적으로 프린팅 후 자연 상태로 납품한다.
- 검수 치수와 검사구: 어떤 치수가 핵심 치수인지, 어떤 검사구로 측정하는지 나열한다. "도면에 따름"만으로는 보통 부족하며, 3D 프린팅 부품은 어떤 치수가 면제인지 명확히 해야 한다.
- 후처리 요구사항: 지지대 제거, 연마, 샌드블라스팅, 염색, 어닐링, 컨디셔닝 — 각 항목이 치수와 외관에 영향을 미치므로, 쓰지 않으면 가장 손쉬운 방식으로 처리된다.
- 검사 보고서 요구사항: 초도품 보고서, 핵심 치수 실측값, 재료 배치가 필요한지 여부. 소량 최종 부품은 권장하고, 외관 검증 부품은 생략 가능하다.
도면의 재료란에 "나일론"이나 "수지"만 적혀 있다면 견적과 초도품은 어긋날 가능성이 크다. 재료 상태와 검수 조건을 도면이나 견적 요청서에 추가하는 것이 사후 재작업보다 훨씬 저렴하다. 빠르게 가격을 확인해야 할 때는 3D 프린팅 견적 페이지에서 도면을 업로드하고 재료 상태를 명시하거나, 3D 프린팅 역량 페이지에서 선택 가능한 재료와 후처리 범위를 확인할 수 있다.
이 소재 선정 논리가 적용되지 않는 경우
앞선 몇 절의 판단 기준은 모두 "부품이 범용 엔지니어링 플라스틱을 사용하고, 사용 온도가 80 ℃를 넘지 않으며, 배치 수량이 수십에서 수백 개"라는 전제 위에 세워져 있습니다. 아래 세 가지 선을 넘어서면 계속 PLA, ABS, PETG, 나일론, 레진 중에서 고르는 것은 문제를 뒤로 미룰 뿐입니다.
장기 고온, 난연, 의료, 식품 접촉
장기간 100 ℃ 이상에 노출되거나 UL 난연 등급, 생체 적합성, 식품 접촉 규정 준수가 필요한 경우에는 범용 소재 체계가 기본적으로 적용되지 않습니다. 이런 요구에는 PEEK, PEI, PPS 등의 고온 엔지니어링 플라스틱이나 전용 인증을 갖춘 레진 체계가 대응되며, 흔히 어닐링, 열간 등압 성형 등의 후처리가 함께 필요합니다. 이러한 소재는 프린팅 윈도우가 좁고 수축과 뒤틀림 제어가 어려우며, 견적과 납기도 눈에 띄게 뛰어오릅니다. 이런 도면을 만나면 올바른 행동은 먼저 사용 조건(온도, 매체, 인증 요구)을 명확히 적고, 장비와 소재가 맞는지 확인하는 것이지, 먼저 "그럭저럭 비슷한" 범용 소재를 골라 시제품을 만드는 것이 아닙니다.
고정밀 끼워맞춤면: 프린팅 후 보통 CNC 가공이 필요
베어링, 핀, 실링면과 끼워맞춤해야 하는 치수는 공차 대역이 흔히 ±0.02 mm 이내이며, 형상 공차도 제어해야 합니다. FDM, SLA로 직접 프린팅하여 이 수준을 안정적으로 달성하기는 어렵습니다. 단품 측정에서 합격하더라도 배치 일관성을 유지하지 못합니다. 업계의 일반적인 방법은 프린팅 소재에 여유를 두고 CNC로 끼워맞춤면을 정밀 가공하는 것입니다. 판단 규칙은 간단합니다. 압입, 슬라이딩 끼워맞춤, 실링이 필요한 치수는 프린팅으로 바로 맞춰지기를 기대하지 말고, 공정 경로에 후가공 공정을 미리 넣어야 합니다.
대량 최종 부품: 사출 성형 평가로 넘어갈 때
부품을 수천 개 이상 양산해야 할 때는 단품 프린팅 비용이 수량에 따라 거의 내려가지 않는 반면, 사출 성형의 금형비는 분산됩니다. 이때 계속 3D 프린팅을 쓰는 것은 보통 금형 개설 결정을 뒤로 미루는 것일 뿐입니다. 합리적인 경로는 프린팅 부품으로 기능 검증과 조립 확인을 마치고, 구조를 확정한 뒤 사출 성형으로 넘어가는 것입니다. 주의할 점은 사출 성형 전에 드래프트, 벽 두께 균일성, 게이트 위치 등의 검사를 보완해야 하며, 프린팅 부품에서 성립하는 구조가 사출 성형에서 반드시 성형되는 것은 아니라는 것입니다. 이런 전환은 사출 성형 역량과 신속 프로토타이핑의 연계 평가를 거칠 수 있습니다.
자주 묻는 질문
아래 몇 가지는 견적 문의와 초도품 검토에서 가장 자주 추궁받는 항목입니다. 답변에는 모두 조건이 붙습니다. 소재를 쓸 수 있는지는 사용 조건과 검수 방식에 달려 있지, 소재 이름이 듣기 좋은지에 달려 있지 않습니다.
PLA 부품을 기능 부품으로 쓸 수 있습니까?
기능 등급에 따라 다릅니다. 외관 검증, 조립 간섭 검사, 지그 위치 결정 블록처럼 저하중, 상온, 충격을 받지 않는 용도에는 PLA로 충분하며, 프린팅도 안정적이고 표면도 좋습니다. 그러나 지속적인 하중, 반복 분해 조립되는 카클립, 열원 근처나 차량 내 직사광선 노출이 관련되면 PLA의 내열성과 크리프가 치명적 약점이며, 장기 하중에서 서서히 변형되고 충격 시 취성이 있습니다. 이런 부품은 PETG, ABS 또는 나일론으로 바꾸는 것을 권장하며, 외관 부품의 비용 논리로 기능 부품을 도박하지 마십시오.
레진 부품(SLA/DLP)에 셀프 태핑 나사를 직접 조이거나 나사를 만들 수 있습니까?
직접 태핑하여 하중을 받는 것은 권장하지 않습니다. 대부분의 광경화 레진은 인성이 제한적이어서 셀프 태핑 나사를 조일 때 나사산 뿌리에서 갈라지기 쉽고, 반복 분해 조립 시 더 두드러집니다. 일반적인 방법은 인서트 홀을 남기고 열압입 구리 너트나 구조용 접착제로 금속 인서트를 고정하여 하중을 금속에 맡기는 것입니다. 반드시 직접 나사를 만들어야 한다면 낮은 토크, 적은 분해 조립 용도에만 사용하고, 도면에 나사 규격과 허용 토크를 명시하며, 초도품에서 파괴 검증을 해야 합니다.
나일론 부품의 치수가 왜 초과 편차로 측정됩니까?
먼저 흡습을 배제하십시오. 나일론(특히 PA6/PA12)은 환경에서 수분을 흡수하여 그에 따라 팽창하며, 막 내려와 측정한 값과 며칠 방치 후 측정한 값이 상당한 차이를 보일 수 있고, 박벽 부품에서 더 두드러집니다. 다음은 프린팅 방향과 이방성으로, 같은 치수가 층간 방향과 층내 방향에서 다르게 나타납니다. 판단 순서: 안정 상태까지 조습되었는지 확인, 측정 방향과 모델링 방향이 일치하는지 확인, 핵심 치수가 흡습 민감 영역에 있는지 확인. 조립 끼워맞춤이 빡빡하면 조습 후 상태를 기준으로 간극을 두는 것이 낫지, 막 내려온 치수로 공차를 정하지 마십시오.
PETG와 ABS 중 하나를 고르려면?
환경과 후처리 요구로 구분합니다. 내후성, 식품 또는 의료 용도 접촉(해당 규정 준수 등급 선택 필요), 낮은 냄새, 프린팅 용이성이 필요하면 PETG 쪽; 더 높은 내열성, 아세톤 폴리싱 또는 후속 접착, 사출 성형품에 가까운 인성 감촉이 필요하면 ABS 쪽(뒤틀림과 냄새에 주의, 밀폐 챔버 필요). 둘 다 고온 장기 하중 소재가 아니며, 열원 근처에서는 여전히 다른 소재를 선택해야 합니다. 단순 외관 부품이라면 PETG가 보통 더 간편합니다.
도면의 재료란을 어떻게 써야 잘못 제작되지 않습니까?
"3D 프린팅"이나 "플라스틱"만 쓰지 마십시오. 최소한 다음을 명확히 쓰십시오: 소재 체계와 등급(예: PA12, PETG), 공정(FDM/SLS/SLA 등), 핵심 치수와 공차 대역, 하중 방향과 프린팅 방향 요구, 충전율과 층 두께, 후처리(서포트 제거, 조습, 폴리싱, 도장), 그리고 검수 방식. 하나라도 빠지면 견적과 초도품이 기본값으로 진행될 수 있고, 마지막에 다투는 것은 "같은 소재 다른 상태"입니다. 확실하지 않은 항목은 견적 문의 시 바로 엔지니어에게 물어보고, 비워 두지 마십시오.
Key takeaways
- 기능 등급을 먼저 정하고 소재를 선택하세요. 외관 검증만 한다면 PLA/레진을 우선해도 되지만, 걸쇠, 나사산, 굽힘 부품을 장착해야 한다면 바로 PETG, ABS, 나일론으로 넘어가고 PLA에서 구조를 반복 수정하지 마세요.
- 내열은 소재 데이터시트의 단일 값이 아니라 '사용 환경 최고 온도 + 안전 여유'로 선택하세요. 열원에 가깝거나 차량 내부 조건에서는 PLA가 보통 먼저 파손됩니다.
- 레진 부품은 '취성 + 자외선 취약 + 흡습 취약'으로 관리하세요. 하중, 걸쇠, 나사산 연결부에는 표준 레진을 기본으로 쓰지 말고 엔지니어링 레진으로 바꾸고 낙하/체결 검증을 해야 합니다.
- 나일론 부품 도면에는 흡습과 방향을 반드시 표기하세요. 조습 전후 치수가 변하고 Z방향 강도는 보통 XY방향보다 낮으므로 핵심 하중 방향을 명확히 써야 합니다.
- 소재를 도면에 기입할 때는 공정, 충진/벽 두께, 지지면, 후처리, 핵심 치수 검사 방식을 함께 명확히 쓰세요. 그렇지 않으면 견적과 초도품이 각자 다르게 해석해 만듭니다.




