방사선 차폐를 위한 3D 프린팅용 텅스텐-고분자 복합체 설계 (3D Printing of Tungsten-Polymer Composites for Radiation Shielding)

서지정보

· 발행기관 : 한국방사선학회
· 수록지 정보 : 한국방사선학회논문지 / 14권 / 5호 / 643 ~ 650페이지
· 저자명 : 엄돈건, 김신현

초록

가공이 용이한 방사능 차폐 소재, 특히 3D 프린팅이 가능한 소재는 원전용 로봇을 구현하거나 개인용 보호 장구 설계에 매우 중요하다. 본 연구에서는 FDM 방식의 3D 프린팅에 널리 사용되는 고분자 소재인 PLA와 ABS에 방사능 차폐 성능이 우수한 텅스텐 입자를 도입함으로써 3D프린팅이 가능한 방사능 차폐 소재를 구현하였다. 해당 소재는 거시적인 응집체 형성 없이 질량비 기준 텅스텐 함량을 50%까지 도입할 수 있으며, 3D 프린팅을 통해 임의의 형상을 갖는 구조체를 형성할 수 있다. 본 연구에서는 하나의 적용예로 방사능에 취약한 PCB를 보호할 수 있는 로봇 부속품을 텅스텐-고분자 복합체를 이용해 출력하고, 이들을 조립하여 실제 구동 가능한 로봇을 구현하였다.

영어초록

The materials with a high processiblity for radiation shielding, in particular for 3D printable materials, are highly demanding for producing robots working in nuclear plants and designing customized personal protection equipment. In this study, we suspend tungsten particles in a polymeric matrix of either PLA or ABS to compose tungsten-polymer composite filaments; PLA and ABS are widely used for conventional FDM-based 3D printing. The weight fraction of tungsten particles can be increased up to 50% without forming macroscopic aggregates. The composite filaments can be used to print 3D architectures with any shape and geometry. To demonstrate one of potential applications, we print parts for robot actuator and assemble them to protect PCB against gamma ray.

참고자료

· 없음