|
사진은 FDM 방식에 사용되는 ABS 필라멘트. |
[clearfix]
1. 개요
Acrylonitrile Butadiene Styrene, ABSABS는 아크릴로나이트릴(Acrylonitrile), 뷰타다이엔(Butadiene), 스타이렌(Styrene)의 약자로 3가지 중 스타이렌이 주원료다.
ABS 수지는 폴리스티렌과 HIPS[1]의 단점을 보완하기 위해 만들어졌다.
2. 제조법
만들어지는 방법에 따라 2종류로 나뉘어진다.- Type A는 Acrylonitrile-Styrene 공중합체 수지와 Acrylonitrile-Butadiene 탄성중합체를 블렌드(Blend)하여 만들어진다.
- Type B 는 Styrene-Acrylonitrile 고분자에서 Polybutadiene을 Graft onto로 합성한 수지를 메인으로, 그라프트 되지 않은 Butadiene과 Acrylonitrile-Styrene 사슬을 포함한다.
고분자 구성 비율에서 스타이렌을 증가시키면 단단해짐과 동시에 성형성과 취약성이 증대되고, 뷰타다이엔의 성분을 늘리면 탄성 등의 고무로써의 특징이 증가한다. 혼성중합체의 성분 조합이 다르면 제품 성능도 미묘하게 변화하므로 용도에 따라 조합이 바뀌는 편.
이 고무의 미세구조는 중합 방법(emulsion, mass polymerization), 세 모노머의 비율에 따라 달라진다. 기본적으로 SAN이라는 스타이렌-아크릴로나이트릴 공중합체 위에 기름처럼 뷰타다이엔 섬이 떠다니는 구조로 되어 있다. 그렇기 때문에 마치 SAN이 뼈대, Butadiene이 완충제 역할을 하며 효과적인 충격 저항성을 갖는 것.
3. 사용
일반적으로 가공이 쉽고 내충격성(耐衝擊性)이 크고 내열성도 좋다. 폴리에틸렌에 비하여 내열성 80°C~93°C, 내충격성 0.8~4.5이다. 내충격성 4.5라는 것은 쇠망치로 때려도 깨지지 않을 정도의 강도이므로 자동차부품·헬멧·전기기기 부품·방적기계 부품 등 공업용품에 금속 대용으로 사용된다.도금도 가능하기 때문에 금속화 플라스틱으로 용도가 확대 중이다. 금속화된 것은 금속 대체품, 가전 기기, 사무 용품, 기구 하우징 등에 이용된다. ABS발포재의 경우, 합성 목재, 목각 대용품, 가구 등이 이용된다. 기계적 특성, 전기적 특성 내약품성이 뛰어난 편이다.
ABS는 현재 공급되는 FDM 3D 프린터 재료 중에서 PLA[2]와 함께 가장 대중적인 재료라고 할 수 있다. PLA와 달리 요구하는 온도가 높고 특유의 수축 현상 때문에 출력시 신경 써야할 부분이 많아서 초보자들은 잘 손대지 않는 편이다. 특히 출력하면서 가열된 ABS에서 냄새가 많이 나는 편이라 가정에서 쓰는 사람들은 약간 꺼리는 편. 다만 출력 만 문제없이 완료 된다면 PLA와는 다르게 달리 사포질, 도색, 접합 등 후가공 작업이 용이하고 굳은 후에는 냄새도 안 나서 사랑받는 재료이다. PLA 특유의 초파리 꼬임(...)이 없다는 것도 소소한 장점.
MP3 플레이어, 녹음기, 전자사전, 공학용 전자계산기, 워크맨, 일부 휴대용 라디오(초소형 내지는 중고가 제품)[3] 등 대부분 휴대용 전자제품은 폴리스타이렌이 아닌 ABS 수지가 쓰인다. 특히 휴대폰이나 노트북의 경우 PC수지를 섞은 개량형 ABS수지(이른바 ABS+PC 수지)가 많이 쓰인다. 기존 ABS 수지에 비해 내충격성과 내구성이 뛰어나기 때문. 이러한 장점 때문에 ABS+PC 수지가 충격받을 일이 많은 휴대폰이나 노트북에 많이 쓰인다. 유명 완구인 레고& 건담 프라모델[4]을 이 재질로 만든다.
4. 단점
스타이렌 분자구조 내에 벤젠고리가 존재해서 분해 시 굉장한 냄새가 나는 환경호르몬이자 발암물질인 스타이렌이 나오므로 특히 작업 중 발열 및 분진발생이 잦은 3D 프린터 사용시 주의 할 것. # ##또한 벤젠 성분 때문에 내후성이 좋지 않다. ABS 재질의 흰색 플라스틱이 세월 지나면 황변이 일어나 누렇게 변하는 이유이다. 레고 흰색 부품들이 오래 되면 누렇게 변색되는 것도 이 때문. 그리고 폴리스티렌이나 HIPS에 비해 기름에 상대적으로 약한 편이다.[5]
[1]
High Impact Poly-Styrene, 스타이렌에 뷰타다이엔 첨가.
[2]
Polylactic acid
[3]
4~5만원 넘어가는 조그만(명함크기 이하) 라디오에 폴리스티렌을 쓰면 회사 체면에 먹칠하는 거니와(폴리스티렌으로 제작된 라디오는 표면이 거칠거나 손에 쥐었을 때 무언가 부실한 느낌이 나는 등 확연하게 싸구려티가 난다) 제품 내구성에도 엄청난 악영향이 미친다.
[4]
모든 부품은 아니고 부분적으로 적용한다.
[5]
저렴한
키보드가 1년 정도 쓰면 키캡 부분이 번들거리는 이유인데,
지문에서 분비되는
피지가 키캡을 조금씩 녹이기 때문이다. PBT 등 다른 재질의 키캡은 더 잘 버틴다. 가격이 자비가 없을 뿐...