기존 ABS 사출 제품의 경우, 사출 시 사용되는 금형 제작에 큰 비용이 소모되므로, 시제품 생산 시 큰 비용 투자가 필요하다. 따라서 쉽게 시제품을 제작할 수 있는 3D 프린팅 방법에 관한 관심이 증가하고 있다. 현재 산업현장에서 사용되고 있는 ABS 사출 제품의 도금 공정은 1972년도에 발표한 US 3682786A와 같이 크로뮴산과 황산 혼합용액을 표면 에칭 제로 사용하며, 이러한 에칭 공정을 이용해 ABS 소재에 함유되어있는 뷰타다이엔을 용출시켜 표면에 미세 요철을 발생시킨다. 그리고 촉매제인 염화 팔라듐을 표면에 흡착한 후 도금 공정을 진행하고 있다. ABS 수지에 Cu 도금할 때 Cu 도금층과 ABS 수지 간의 밀착력이 가장 중요한 특성이며, 현재까지도 밀착력 특성을 향상하고자 후속 연구 개발이 진행 중인 상황이다.
본 연구에서는 사출 방식이 아닌 3D 프린팅 방식으로 제작된 ABS 소재 밀착력을 향상시키는 연구를 진행하였다. 먼저, 밀착력에 기여할 수 있는 요인으로 크로뮴산 에칭 시간으로 설정하였다. 크로뮴산 에칭의 경우 크로뮴산, 황산 혼합용액을 이용한 에칭 방식을 사용하였으며, 처리시간에 증가에 따른 표면 변화를 SEM 분석 장비를 이용하여 관찰 후 기존 사출 제품의 에칭 후 표면 형상을 비교하였다. 에칭 후에는 Pd 활성화, 화학 니켈. 전해 구리도금을 진행하였다. 이번 실험으로 3D 프린팅으로 제작된 ABS 소재 또한 일반 크로뮴산 에칭을 이용한 도금이 가능하다는 사실을 확인하였다. 그러나 도금 실험 도중 적층 방식의 3D 프린팅 기술로 제작된 시편에서 층과 층 사이에 공극이 발생하였으며, 그러한 공극으로 흡수된 크로뮴 에칭액은 후공정인 Pd 활성화 용액의 분해 및 Pd 흡착을 방해함으로, 이로 인해 미도금 현상이 발생하였다.
에칭 후 표면 형상 비교관찰 결과 일반 ABS와 유사한 표면 요철이 발생 되나, 빈도 측면에서 일반 ABS 대비 매우 낮다는 사실을 확인하였다. 또한, 표면 형상 관찰결과와 같게 일반 ABS보다 매우 낮은 밀착력 결과를 확인했다. 뷰타다이엔 성분은 ABS 소재의 내충격성 향상을 위해 첨가된다. 이러한 뷰타다이엔 성분은 크로뮴산 에칭 공정에서 용출되며 이러한 현상을 이용해 ABS 소재 표면에 미세 요철을 발생시킬 수 있게 된다. 미세 요철은 도금 밀착력에 큰 영향요인으로 우리는 뷰타다이엔 성분의 함량을 비교하였다. 함량 확인은 뷰타다이엔 성분의 함량에 따라 내충격성 물성이 다를 것으로 판단되어 각 ABS 소재 제조사에서 제공하는 충격시험 결과값을 확인하였다. 확인결과 일반 ABS 소재의 충격시험 특성이 약 67% 정도 높다는 사실을 확인하였으며, 이점을 근거로 뷰타다이엔 함량 또한 약 50% 정도 차이가 있을 것으로 예측하였으며, 이로 인해 밀착력 및 표면 형상에서 또한 차이가 발생하였음을 예상할 수 있었다.