수분 컨디셔닝

Polymaker 나일론 사양서는 건조 상태와 습윤 상태 두 조건의 물성 데이터를 함께 제공합니다.

나일론은 흡습성이 매우 높아 주변 수분을 쉽게 빨아들이기 때문입니다.

스풀 상태의 나일론은 건조하게 유지해야 제대로 출력됩니다.

수분을 너무 많이 먹으면 압출 중 팝핑, 크래킹 소리가 나고, 원인 파악이 어려운 출력 결함이 많이 생깁니다.

그런데 나일론은 스풀 상태뿐 아니라 완성된 출력물도 계속 수분을 흡수합니다.

공기 중 습도로부터 수분을 먹는 과정은 피하기 어렵습니다.

즉, 어닐링 후 나일론 출력물은 다시 수분을 먹으며 약간 커질 수 있습니다.

동시에 강성은 조금 낮아지고 충격 저항은 높아질 수 있습니다.

이 변화 폭은 어떤 나일론을 썼는지에 따라 다릅니다.

예를 들어 Fiberon™ PA12-CF10은 PA6/66 계열보다 수분 민감도를 낮추는 방향으로 설계됐습니다.

Materials App에서 Fiberon™ PA12-CF10의 Wet 데이터를 보면 변화 폭이 상대적으로 작습니다.

이는 Fiberon™ PA6-CF20와 비교하면 더 분명합니다.

물성에 미치는 영향

수분을 흡수하면 부품은 더 연성이 커지고 충격에 강해집니다.

즉, 잘 깨지지는 않지만, 힘을 받았을 때 더 쉽게 휘어질 수 있습니다.

강성과 충격 저항 관련 수치가 특히 달라집니다.

습윤 상태에서는 인장강도와 굽힘 탄성률은 낮아지고, 샤르피 충격강도와 파단 신율은 올라갑니다.

치수 정확도에 미치는 영향

부품이 수분을 흡수하면 실제로 크기가 약간 커집니다.

얼마나 커지는지는 사용한 나일론 종류, 부품 크기, 내부 밀도에 크게 좌우됩니다.

아래는 Polymaker 테스트 예시입니다.

어닐링 후, 수분 컨디셔닝 전의 40mm 큐브, 100% 인필:

수분 컨디셔닝 후 같은 출력물:

위 예시에서 어닐링 직후 음수 값이 보이는 것은, 잔여 수분이 빠지며 부품이 아주 약간 수축했기 때문입니다.

그 뒤 수분 컨디셔닝을 거치면 대부분의 출력물이 원래 크기보다 커집니다.

다만 Fiberon™ PA12-CF10은 예외적으로 변화가 작습니다.

치수 유지가 중요한 강한 나일론 부품이라면 이 소재가 유리한 이유 중 하나입니다.

정확한 치수 변화 기준값을 소재별로 하나로 제시할 수는 없습니다.

형상, 크기, 인필 밀도 영향을 많이 받기 때문입니다.

정밀 치수가 중요하다면 이 변화를 설계 단계에서 반드시 고려해야 합니다.

수분 컨디셔닝 방법

Polymaker 나일론은 수분 컨디셔닝 전에 먼저 어닐링하는 것을 권장합니다.

Warp-Free 기술 특성상 어닐링은 매우 중요합니다.

어닐링은 여기에서 자세히 볼 수 있습니다.

어닐링은 부품을 다시 건조시키므로, 수분 컨디셔닝 후에 어닐링하면 결국 다시 컨디셔닝이 필요합니다.

방법은 몇 가지가 있습니다.

1. 습한 환경에 48시간 두기: 작은 공간에 가습기를 틀거나, 젖은 스펀지를 넣은 밀폐 용기에 부품을 넣어 둘 수 있습니다.

2. 물에 담갔다가 48시간 두기: 물에 담그면 일시적으로 평형 이상으로 수분을 먹습니다. 이후 꺼내 두면 서서히 균형 상태로 돌아갑니다.

3. 그냥 2주간 실내에 두기: 별도 작업 없이도 공기 중 습도를 통해 서서히 적절한 상태에 도달합니다.

일부 사용자는 자동차용 스프레이 페인트로 수분 흡수를 막으려 시도하기도 합니다.

하지만 이에 대한 데이터는 많지 않습니다.

일반적으로 나일론 부품의 수분 컨디셔닝은 시간이 지나면 어느 정도 불가피합니다.