SLS 3D 프린팅에 폴리락트산(PLA) 분말 적용

레이저 소결(SLS) 기술은 높은 정밀도, 무지지대 출력, 다양한 소재 사용 가능성 등의 장점을 자랑하며, 여러 분야에서 널리 사용되는 제조 기술 중 하나로 자리매김하고 있습니다. 현재 SLS 프린팅에 주로 사용되는 고분자 소재로는 나일론 및 그 복합재료, TPU, PPS, PEEK, PP 등이 있습니다. 금속이나 세라믹에 비해 고분자 소재는 낮은 성형 온도, 낮은 레이저 소결 출력, 높은 정밀도 등의 이점을 제공합니다. 또한, 다양한 종류와 특성의 고분자 소재와 여러 가지 개질 기술의 적용은 SLS 3D 프린팅에서 그 장점을 더욱 극대화합니다.

3D 프린팅 기술이 시제품 제작에서 최종 부품 제조로 초점을 옮기고 양산 적용 사례가 증가함에 따라, 고분자 분말 소재는 향후 발전 가능성이 매우 높습니다.

SLS 3D 프린팅 분야에서 폴리락트산(PLA) 분말은 열성형 및 압축 성형에 필요한 맞춤형의 정밀한 형상을 구현할 수 있습니다. PLA 분말을 사용한 프린팅 공정은 이러한 성능 특성 덕분에 안전하고 무독성입니다. 주조 공정에 적용할 경우 연기나 유독 가스가 발생하지 않아 탄소 배출량이 적고 환경 친화적입니다. 또한 PLA 분말은 녹는점이 낮아 에너지 소비를 줄이는 데 도움이 됩니다.

객관적으로 볼 때, 폴리락트산(PLA) 분말 3D 프린팅 소재는 여러 장점을 가지고 있지만, 특정 전문 분야에서의 적용에는 다소 한계가 있습니다. 그러나 생체 적합성과 생분해성이 우수한 고분자 소재인 PLA 분말은 이러한 단점을 보완하고 의료 분야에서 그 장점을 부각시킬 수 있습니다.

이미지 | 선전 폴리락트산 분말 소재

또한, 폴리락트산(PLA) 단량체는 하나의 키랄 원자를 포함하고 있어 폴리-L-락트산(PLLA), 폴리-D-락트산(PDLA), 폴리라세믹 락트산(PDLLA)과 같은 다양한 입체배치를 갖는 고분자를 생성할 수 있습니다. SLS 기술을 이용하여 조성비가 다른 PLA 분말을 조합하면 분해 주기와 같은 다양한 특성을 제품에 부여할 수 있습니다. PLLA와 PDLA는 공결정화를 통해 융점이 높고 내열성 및 내용매성이 우수한 입체복합체를 형성합니다.

1. 맞춤형 의료기기 및 장비

SLS(선택적 레이저 소결) 기술은 수술 기구 및 의족과 같은 의료 기기 및 장비를 제조하는 데 사용될 수 있습니다. SLS 기술은 복잡한 형상을 한 번에 제작할 수 있기 때문에 특정 환자에게 맞춤화된 제품을 생산하여 뛰어난 적응성과 편안함을 제공할 수 있습니다.

2. 생체 조직 및 장기 모델

SLS 기술은 의학 연구, 교육 및 수술 계획을 위한 생체 모방 조직 및 장기 모델을 제작하는 데 사용될 수 있습니다. 이러한 모델은 의사에게 환자의 상태를 보다 직관적으로 이해할 수 있도록 돕고 수술 계획 및 교육에 도움을 줄 수 있습니다.

3. 생체의료재료 연구

SLS는 의료 제품을 직접 제조하는 것 외에도 생체 재료의 연구 개발에도 활용될 수 있습니다. SLS 기술을 사용하면 조직 공학 및 약물 전달과 같은 응용 분야에 필요한 특정 구조와 특성을 가진 생체 재료를 만들 수 있습니다.

현재 심천주성(Shenzhen Jusheng)은 PCL, PLLA, PDLA 단일중합체뿐만 아니라 PDLLA, PLGA, PLCL 등의 공중합체를 킬로그램 단위로 생산할 수 있는 역량을 보유하고 있습니다. 특히 고분자량 PLLA(고유점도 4.0 dL/g)와 PCL(고유점도 2.0 dL/g)의 중합 기술을 완벽하게 습득했으며, 다양한 공중합 비율과 말단기 구조를 적용한 중합도 가능합니다. 또한, 독자적인 정제 기술을 통해 제품의 기술적 지표를 더욱 향상시켜 이식용 폴리락트산 산업 표준 YY/T 0661-2017 및 중국 약전의 관련 의약품 고분자 부형제 요건을 충족하고 있습니다.

심천주성(Shenzhen Jusheng)은 미세구체 기반 에멀젼 액적 제조 기술 연구를 통해 크기 조절이 가능하고 입자 크기가 균일한 에멀젼 액적을 제조하는 데 성공했습니다. 액적 응고 공정 연구를 통해 표면이 매끄럽고 구형도가 높으며 10~100μm 범위에서 D50 값을 조절할 수 있는 PLLA, PCL, PLGA 재질의 미세구를 제조했습니다. 또한, 특수 입자 크기 분류 공정을 통해 입자 크기 분포를 더욱 좁혀 스팬 값(span value)을 0.7 미만으로 낮췄습니다.