PET와 PETG는 모두 열가소성 폴리에스터이지만, 서로 대체 가능한 소재는 아닙니다. PET는 병용, 필름용, 섬유용, 엔지니어링용 제품 등을 포함하는 광범위한 소재 계열입니다. 가공 산업에서 PET-P 또는 PETP는 일반적으로 반결정성 엔지니어링 등급 PET를 의미합니다. 이에 비해 PETG는 투명성, 인성 및 열성형성으로 잘 알려진 개질된 비결정성 공중합 폴리에스터입니다.
CNC 가공의 경우, PET-P는 강성, 내마모성, 내크리프성 및 치수 안정성 때문에 주로 선택되며, 정밀 구조 부품, 기어, 부싱 및 가이드 부품에 적합합니다. PETG는 투명 커버, 시야창, 패널 및 하중이 적은 보호 부품에 더 일반적으로 사용됩니다. 이 기사에서는 두 소재의 화학 구조, 기계적 특성, 물리적 및 열적 성능, 전기적 특성, 내화학성, CNC 가공성, 그리고 소재 선정 기준을 비교합니다.
PET와 PETG란 무엇인가요?
PET와 PETG는 모두 열가소성 폴리에스터 계열에 속하지만, 구조와 중점적으로 고려되는 성능 면에서는 차이가 있습니다. PET는 기본 소재 계열이며, PET-P는 반결정성 엔지니어링 등급 PET의 일반적인 명칭이고, PETG는 공중합체로 개질된 형태의 PET입니다.
PET란 무엇인가요?
PET는 다음의 약자입니다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트. 일반적으로 테레프탈산과 에틸렌글리콜의 중축합 반응을 통해 생산됩니다. 결정도, 등급 및 가공 방법에 따라 PET는 병, 필름, 섬유 및 공업용 부품 등에 사용될 수 있습니다. 따라서 PET 제품마다 투명도, 강성, 내열성 및 기계적 성능이 상당히 다를 수 있습니다.
이 기사에서 PET는 주로 기존의 병용 또는 필름용 PET가 아닌, 시트, 봉, CNC 가공 부품에 사용되는 엔지니어링 등급 PET를 의미합니다. 엔지니어링 PET는 일반적으로 높은 강성, 낮은 수분 흡수율, 우수한 치수 안정성을 갖추고 있어, 정밀한 결합이나 장기적인 하중 지지 성능이 요구되는 부품에 적합합니다.
PET-P란 무엇인가요?
PET-P는 다음과 같이 표기되기도 하며, PETP, 일반적으로 반결정성 엔지니어링 등급의 PET를 가리킵니다. 이는 별도의 고분자가 아니라, 기계적 강도, 치수 안정성, 내마모성 및 가공성을 향상시키기 위해 개발된 PET의 한 종류입니다. 주로 시트, 봉, 튜브 형태로 공급됩니다.
PET-P는 기어, 부싱, 롤러, 가이드 부품, 전기 절연체 및 정밀 구조 부품으로 가공되는 경우가 많습니다. 이러한 이유로, 본 기사에서 다루는 PET의 기계적 특성 및 가공 특성은 주로 PET-P를 지칭합니다.
PETG란 무엇인가요?
PETG는 다음의 약자입니다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜 개질체. 이는 CHDM과 같은 공중합체를 PET 고분자 시스템에 도입함으로써 제조되며, 이를 통해 소재의 결정화 경향을 줄여 주로 비결정질 상태를 유지하게 합니다.
이러한 구조 덕분에 PETG는 높은 투명도와 우수한 내구성을 갖추며, 가공 범위가 넓습니다. 일반적으로 투명 보호대, 투시창, 패널 및 하우징 등에 사용됩니다. PETG는 CNC 밀링, 드릴링, 절단 및 선반 가공이 가능하지만, 표면이 비교적 부드러워 절단 시 발생하는 열, 긁힘 및 클램핑 압력에 더 민감합니다.
PET와 PETG의 비교 요약
다음 표는 CNC 가공 및 재료 선정과 가장 밀접한 관련이 있는 8가지 요소를 정리한 것입니다.
| 비교 요소 | PET / PET-P | PETG |
|---|---|---|
| 강성 | 높음; 하중을 지탱하는 부품에 적합 | 중간 수준; 경량 부품에 적합 |
| 충격 인성 | 보통 | 더 높음 |
| 치수 안정성 | 좋음; 엄격한 공차에 적합함 | 보통 |
| 마모 저항 | 좋음 | 제한적 |
| 내열성 | 더 높음 | 더 낮고 열에 더 민감한 |
| 수분 흡수 | 낮음 | 낮음 |
| CNC 가공성 | 선반 가공, 밀링, 드릴링 및 나사 가공에 매우 적합합니다 | 가공은 가능하지만, 절삭 열을 제어해야 합니다 |
| 일반적인 가공 문제 | 거친 부분과 얇은 벽면의 변형 | 용융, 공구 접착, 표면 긁힘 |
전반적으로 PET-P는 정밀도, 내마모성 및 하중을 견뎌야 하는 부품에 더 적합하며, PETG는 투명성, 내충격성 및 하중이 적은 부품에 더 적합합니다.
화학 조성 및 분자 구조
PET는 테레프탈산(PTA)과 에틸렌글리콜(EG)의 중축합을 통해 생산됩니다. 가공 조건에 따라 비정질 또는 반결정질 구조를 형성할 수 있습니다. CNC 가공에 사용되는 PET-P는 일반적으로 반결정질로, 더 높은 강성, 내마모성 및 치수 안정성을 갖추고 있습니다.
PETG는 PET 고분자 사슬에 CHDM과 같은 공단량체를 도입하여 제조된 개질형 공중합 에스테르입니다. 이러한 개질 과정을 통해 결정화가 억제되어 PETG는 대부분 비결정질 상태를 유지합니다. 그 결과, PETG는 더 뛰어난 투명성과 인성을 제공하지만, 강성, 내열성 및 장기적인 치수 안정성은 일반적으로 PET-P보다 낮습니다.
기계적 특성
아래 수치는 대표적인 엔지니어링 등급 PET-P 및 PETG 소재를 비교한 것입니다. 실제 수치는 등급, 두께, 온도 및 시험 방법에 따라 달라질 수 있습니다.
| 기계적 특성 | PET / PET-P | PETG |
|---|---|---|
| 인장 항복 강도 | 약 83 MPa | 약 50 MPa |
| 인장 탄성 계수 | 약 3.17 GPa | 약 2.03 GPa |
| 굽힘 강도 | 약 117 MPa | 약 68 MPa |
| 굴곡률 | 약 3.31 GPa | 약 2.06 GPa |
| 파단 시 신장률 | 약 30% | 약 180% |
| 노치 이조드 충격 강도 | 약 27 J/m | 약 105 J/m |
| 록웰 경도 | 약 R125 | 약 R108 |
인장 강도 및 강성
PET-P는 일반적으로 PETG보다 인장 항복 강도와 인장 탄성 계수가 높아, 하중을 받았을 때 휘거나 변형될 가능성이 적습니다. 따라서 지지 부품, 장착 블록, 정밀 맞춤 부품 및 지속적인 기계적 하중을 받는 부품에 더 적합합니다.
PETG는 강성은 낮지만 연성이 뛰어나, 큰 하중을 지탱할 필요가 없는 투명 하우징, 보호 커버 및 구조 부품에 더 적합합니다.
굽힘 성능
PET-P는 약 117 MPa의 굽힘 강도와 약 3.31 GPa의 굽힘 탄성 계수를 가지며, 이로 인해 굽힘에 대한 저항성이 뛰어납니다. 따라서 평탄도를 유지해야 하는 긴 부재, 얇은 지지판 및 가공 부품에 적합합니다.
PETG는 굽힘 계수가 낮고, 지속적인 하중이나 고온 조건에서 변형될 가능성이 높기 때문에 경량 용도에 더 적합합니다.
내충격성 및 인성
PETG는 일반적으로 PET-P보다 파단 신장률과 노치 충격 강도가 훨씬 높습니다. 파손되기 전까지 더 많은 변형을 흡수할 수 있어, 충격, 낙하 또는 진동에 노출될 수 있는 투명 보호대나 하우징에 적합합니다.
PET-P는 높은 충격 인성보다는 강성과 치수 안정성을 중시합니다. 따라서 응력 집중을 줄이기 위해 얇은 벽면, 날카로운 모서리 및 노치 부분은 신중하게 설계해야 합니다.
경도, 마모 및 크리프
PET-P는 일반적으로 PETG보다 표면 경도가 높아, 압입 및 마모에 대한 내성이 더 뛰어납니다. 이 소재는 주로 기어, 부싱, 롤러 및 가이드 부품에 사용됩니다.
또한 PET-P는 더 뛰어난 크리프 저항성을 갖추고 있어, 지속적인 하중이 가해질 때 치수를 더 효과적으로 유지할 수 있습니다. 반면 PETG는 장기간의 응력이나 높은 온도 조건에서 서서히 변형될 가능성이 더 높습니다.
물리적 및 열적 특성
다음 수치는 엔지니어링 등급 PET-P 및 PETG 시트의 대표적인 값입니다. 정확한 수치는 공급업체의 기술 데이터 시트를 통해 확인해야 합니다.
| 특성 | PET / PET-P | PETG |
|---|---|---|
| 밀도 | 약 1.41 g/cm³ | 약 1.27 g/cm³ |
| 24시간 수분 흡수 | 약 0.07% | 약 0.20% |
| 1.8 MPa에서의 열변형 온도 | 약 116°C | 약 68°C |
| 선형 열팽창 계수 | 약 5.9 × 10⁻⁵/°C | 약 7.0 × 10⁻⁵/°C |
| 참조 서비스 온도 | 최대 약 110°C | 일반적으로 약 −40~60°C |
밀도와 수분 흡수
PET-P는 PETG보다 밀도가 약간 높지만, 두 소재 모두 수분 흡수율이 비교적 낮습니다. PET-P는 수분 흡수율이 낮고 강성이 높아, 습도 변화가 심한 환경에서도 치수 정확도를 유지하는 데 도움이 됩니다.
또한 PETG는 나일론과 같은 소재에 비해 수분 흡수량이 훨씬 적지만, 정밀한 공차가 요구되거나 장기간 하중이 가해지는 용도에서는 일반적으로 PET-P보다 치수 안정성이 떨어집니다.
투명성과 외관
엔지니어링 등급 PET-P는 일반적으로 무색, 흰색, 회색 또는 검은색으로 공급됩니다. 이 소재는 투명도보다는 주로 기계적 성능, 내마모성 및 치수 안정성을 고려하여 선택됩니다.
PETG는 일반적으로 높은 투명도와 표면 광택을 갖추고 있어, 시야창, 디스플레이 부품, 투명 하우징 및 기계 보호 덮개 등에 적합합니다. 다만 표면이 긁힘에 더 취약합니다.
내열성
동일한 하중 조건에서 PET-P는 일반적으로 PETG보다 열변형 온도가 훨씬 높습니다. 따라서 고온에서도 강성과 치수 정밀도를 더 잘 유지할 수 있습니다.
PETG는 열에 더 민감합니다. CNC 가공 시 스핀들 속도가 지나치게 빠르거나, 이송량이 부족하거나, 칩 배출이 원활하지 않으면 소재가 연화되거나 공구에 달라붙거나 가장자리가 녹아내릴 수 있습니다.
열팽창 및 치수 안정성
PET-P는 일반적으로 PETG보다 선형 열팽창 계수가 낮아, 온도 변화에 따른 치수 변동이 적습니다. 따라서 엄격한 공차, 정밀한 맞물림, 그리고 장기적인 치수 안정성이 요구되는 부품에 더 적합합니다.
PETG는 치수 정밀도보다 투명성, 내구성 또는 외관이 더 중요한 경우에 더 적합합니다.
전기적 특성
다음 수치는 보강재가 포함되지 않은 PET-P 및 PETG 등급의 대표적인 값입니다. 시험 빈도, 두께 및 시험 방법에 따라 결과에 차이가 있을 수 있습니다.
| 전기적 특성 | PET / PET-P | PETG |
|---|---|---|
| 유전율 | 약 3.4 | 약 2.4 |
| 절연 내력 | 약 20 kV/mm | 약 16.1 kV/mm |
| 부피 저항률 | 약 10¹⁸ Ω·cm | 약 10¹⁵ Ω·cm |
| 표면 저항률 | 약 10¹⁶ Ω | 약 10¹⁶ Ω/□ |
PET-P와 PETG 모두 전기 저항률이 높아 일반적인 전기 절연 재료로 사용할 수 있습니다. 특히 PET-P는 치수 안정성이 더 뛰어나 절연 블록, 지지대 및 정밀 전기 부품에 적합합니다. PETG는 투명한 전기 커버 및 보호 패널에 더 적합합니다.
일반적인 PET-P 및 PETG는 본질적으로 정전기 방지 성질을 가지거나 전기 전도성을 띠지 않습니다. 정전기 제어가 필요한 용도의 경우, 정전기 방지 첨가제나 전도성 충전재가 포함된 등급의 소재를 사용해야 합니다.
내화학성
PET-P와 PETG는 금속처럼 녹슬지는 않지만, 호환되지 않는 화학 물질에 노출될 경우 팽창, 연화, 균열, 투명도 저하 또는 기계적 강도 감소가 발생할 수 있습니다.
| 화학 매체 | PET / PET-P | PETG |
|---|---|---|
| 희석산 | 좋음 | 좋음 |
| 오일 및 윤활유 | 좋음 | 좋음 |
| 세제 및 비누 용액 | 좋음 | 좋음 |
| 알코올 | 보통은 괜찮음 | 보통은 괜찮음 |
| 강알칼리 | 불량; 가수분해가 발생할 수 있음 | 한정적; 팽창이나 균열이 발생할 수 있음 |
| 아세톤, 톨루엔 및 이와 유사한 용매 | 장기간 접촉하는 것은 권장하지 않습니다 | 흐림 현상, 연화 또는 팽창을 일으킬 수 있습니다 |
| 온수와 증기 | 제한된 저항 | 제한된 저항 |
| 농축산 | 주의하여 사용하십시오 | 심각한 손상을 초래할 수 있습니다 |
PET-P와 PETG는 일반적으로 다양한 오일, 약산 및 일반적인 세제에 대한 내성을 보입니다. 그러나 강알칼리, 케톤, 방향족 용매 및 고온 가수분해 환경에서는 주의가 필요합니다. 또한 투명한 PETG 부품은 호환되지 않는 화학 물질에 노출될 경우 흐려지거나 응력 균열이 발생하거나 표면 광택이 사라질 수 있습니다.
실제 내화학성은 농도, 온도, 노출 시간, 잔류 응력 및 재료 등급에 따라 달라집니다. 화학 장비, 세정 시스템 또는 장기간 침지 용도에 사용되는 부품은 공급업체의 호환성 데이터와 실제 매체 시험을 통해 평가해야 합니다.
CNC 가공에 사용되는 PET 대 PETG
PET-P와 PETG 모두 CNC 가공이 가능하지만, 절삭 안정성, 열 민감도 및 치수 제어 면에서 차이가 있습니다.
PET / PET-P CNC 가공
- 절단 성능: PET-P는 강성이 높고 절삭 시 지지력이 우수하여 밀링, 선반 가공, 드릴링 및 정밀 윤곽 가공에 적합합니다.
- 치수 정확도: 열팽창 계수가 낮고 수분 흡수율이 낮아 구멍 위치, 평탄도 및 결합 치수를 안정적으로 유지하는 데 도움이 됩니다.
- 표면 마감: 날카로운 공구와 적절한 이송 속도를 사용하면 안정적이고 매끄러운 가공면을 얻을 수 있습니다.
- 드릴링 및 나사 가공: PET-P는 드릴링, 리밍, 태핑 및 선반 가공 나사산 가공에 매우 적합하며, 구멍 벽면과 나사산 형상이 비교적 안정적입니다.
- 변형 위험: 벽이 얇은 부품이나 재료가 대량으로 제거된 부품은 내부 응력이 해소되면서 뒤틀릴 수 있습니다.
- 대표적인 부품: 기어, 부싱, 롤러, 가이드, 절연체 및 정밀 구조 부품.
PETG CNC 가공
- 절단 성능: PETG는 밀링, 드릴링, 절단, 선삭 가공이 가능하지만, 재질이 더 부드러우며 마찰열에 더 민감합니다.
- 치수 정확도: 절단 온도와 클램핑 압력은 최종 치수에 더 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
- 표면 마감: 투명한 표면은 긁힘, 클램프 자국, 공구 자국 및 국소적인 백화 현상이 발생하기 쉽습니다.
- 드릴링 및 나사 가공: 가공 중 열 축적을 방지하기 위해 칩을 자주 제거해야 합니다. 나사산은 경량 고정 용도로 사용하는 것이 가장 좋습니다.
- 변형 위험: 얇은 판재와 투명 부품은 과도한 클램핑 힘으로 인해 변형될 수 있습니다.
- 대표적인 부품: 시야창, 기계 보호 장치, 투명 패널, 계기 하우징 및 디스플레이 부품.
PET 및 PETG 가공을 위한 CNC 가공 팁
PET/PET-P 가공 요령
- 날카로운 초경 공구를 사용하십시오: 날카로운 절삭날은 절삭력, 발열 및 버 생성을 줄여줍니다.
- 일정한 이송 속도를 유지하십시오: 이송 속도가 너무 낮으면 마찰이 증가하는 반면, 이송 속도가 지나치게 빠르면 모서리가 손상될 수 있습니다.
- 재료를 단계별로 제거하십시오: 벽이 얇거나 정밀도가 높은 부품을 가공할 때는 깊은 절삭을 피하십시오.
- 칩을 즉시 제거하십시오: 깊은 구멍이나 홈에 칩이 쌓이면 국부적인 발열과 표면 손상을 일으킬 수 있습니다.
- 클램핑 힘 제어: 얇은 판재, 가느다란 부품 및 정밀 부품은 과도하게 고정해서는 안 됩니다.
- 마감 여유를 남겨 두세요: 최종 정밀 가공을 진행하기 전에, 황삭 가공 후 공작물이 안정화되도록 기다리십시오.
PETG 가공 요령
- 날카롭고 광이 난 도구를 사용하십시오: 이를 통해 재료의 당김 현상, 공구 접착, 용융된 가장자리가 줄어듭니다.
- 사료를 충분히 비치해 두십시오: 절삭 공구가 같은 부위를 반복적으로 문지르지 않도록 주의하십시오.
- 스핀들 속도 제어: 과도한 속도와 불충분한 급재가 결합되면 재료가 부드러워질 수 있습니다.
- 압축 공기를 사용하십시오: 압축 공기는 과도한 액체 냉각제를 추가하지 않고도 냉각 및 칩 배출을 개선합니다.
- 투명한 표면을 보호하세요: 흠집이나 클램프 자국이 생기지 않도록 보호 필름을 그대로 두거나 부드러운 패드를 사용하십시오.
- 펙 드릴링 방식을 사용하십시오: 정기적으로 드릴을 뒤로 빼서 칩을 제거하고 열 축적을 줄이십시오.
- 클램핑 압력을 줄이십시오: 얇은 시트와 투명 커버는 균일하고 낮은 압력으로 고정해야 합니다.
PET와 PETG: 어느 쪽을 선택해야 할까요?
다음과 같은 경우에는 PET / PET-P를 선택하세요
- 더 높은 강성
- 엄격한 치수 공차
- 더 뛰어난 내마모성
- 장기 내하 성능
- 더 높은 작동 온도
- 정밀 밀링, 선반 가공, 드릴링 또는 탭 가공
- 기어, 부싱, 롤러 및 가이드 부품
다음과 같은 경우 PETG를 선택하세요
- 높은 투명도
- 더 뛰어난 내충격성
- 투명한 기계 보호 장치 또는 관찰창
- 표면 외관이 우수함
- 2차 열 굽힘 또는 열 성형
- 경량 투명 구조 부품
- 공차 요구 사항이 중간 수준인 부품
PETG는 단순히 충격 인성이 더 높다는 이유만으로 PET-P를 대체해서는 안 되며, PET-P는 높은 투명도가 요구되는 용도에는 적합하지 않습니다. 최종 소재 선정 시에는 기계적 하중, 작동 온도, 치수 공차, 마찰 조건, 화학 물질 노출 및 외관 요구 사항을 종합적으로 고려해야 합니다.
결론
PET-P와 PETG는 모두 폴리에스터 계열에 속하지만, 각각 다른 공학적 용도로 사용됩니다. PET-P는 강성, 내마모성, 내크리프성 및 치수 안정성이 요구되는 정밀 기계 부품에 더 적합합니다. 반면 PETG는 가드, 패널, 관찰창과 같이 투명하고 내충격성이 필요하며 하중이 적은 부품에 더 적합합니다.
웰도 가공 서비스로는 CNC 밀링, 선반 가공, 드릴링 및 맞춤형 가공 서비스 PET-P, PETG 및 기타 엔지니어링 플라스틱용입니다. 도면과 적용 요건을 제출하시면 적합한 소재 추천 및 가공 견적 부품 형상, 성능 요구 사항 및 제조 복잡성을 고려하여.
