3D 프린팅 된 탄소 단섬유강화 복합재료의 후처리 효과가 재료의 기계적 성능에 미치는 영향 (Effect of Post-processing on Mechanical Properties of 3D Printed Carbon Chopped Fiber Reinforced Composites)

서지정보

· 발행기관 : 한국복합재료학회
· 수록지 정보 : Composites Research / 35권 / 6호 / 463 ~ 468페이지
· 저자명 : 차가락, 장승환

초록

상용 FFF (Fused filament fabrication) 3D 프린터로 제조된 탄소 단섬유강화 나일론 복합재료 구조의 내부 채움 패턴(Infill pattern)의 높은 공극률은 프린팅 된 구조의 기계적 성능을 결정한다. 본 연구는 프린팅 된 구조의 내부 채움 패턴의 공극률을 줄여서 기계적 특성을 개선하기 위해 사각형 내부 채움 구조로 제작된 Onyx 복합 재료 시편의 열압밀 조건에 따른 시편의 기계적 성능을 실험적으로 평가하고, 가장 우수한 기계적 물성을 유도하는 열압밀 공정 조건(145oC, 4 MPa, 12 min)을 찾았다. 현미경 관찰결과 열압밀 후처리를 겪은 복합재료 시편의 내부 채움 공극률이 효과적으로 줄어듦을 확인하였다. 후처리된 시편의 기계적 성능을 확인하기 위해, 후처리를 하지 않은 대조군 시편과, 후처리 후 밀도와 치수를 동일하게 설정하여 출력한 시편과 함께 인장시험 및 3점 굽힘시험을 수행하여 기계적 물성을 비교한 결과 열압밀 후처리를 수행한 경우 기계적 물성이 효과적으로 개선되는 것을 확인하였다.

영어초록

The high porosity of the infill pattern of carbon chopped fiber-reinforced Nylon composite structures fabricated by the fused filament fabrication (FFF) type 3D printers determines the mechanical performance of the printed structures. This study experimentally evaluated the mechanical performance of Onyx composite specimens fabricated with a rectangular infill structure under the hot-pressing condition to improve the mechanical properties by reducing the porosity of the infill pattern of the printed structure, and evaluated the best mechanical performance. The hot-pressing conditions (145oC, 4 MPa, 12 min) that induce the most appropriate mechanical properties were found. As a result of microscopic observation, it was confirmed that the infill porosity of the composite specimens subjected to post hot-pressing treatment was effectively reduced. In order to confirm the mechanical performance of the post-treated specimen, a tensile test and a three-point bending test were performed with a control specimen without post-treatment and a specimen printed with the same density and dimensions after post-treatment to evaluate the mechanical properties. As a result of comparison, it was confirmed that the mechanical properties were effectively improved when the post-treatment of hot-pressing was performed.

참고자료

· 없음