나노 탄소 필라멘트 기반 3D 프린팅 압저항 센서 개발 연구 (A Study on Piezoresistive 3D Printing Sensors Based on Nano-Carbon Filament)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 A / 47권 / 8호 / 643 ~ 649페이지
· 저자명 : 오광원, 최백규, 김성용, 문현우, 조정훈, 김광희, 김병탁, 강인필

초록

본 논문에서는 나노 탄소 압저항 필라멘트(NCPF: nano-carbon piezoresistive filament)로 제작된 3D 프린팅 센서의 특성을 실험 연구하였다. ABS 수지와 2 wt%의 다중벽 탄소 나노튜브로 제작된 NCPF 의 압저항 특성을 기반으로, 3D 프린터를 활용하여 스트레인 센서와 토크 센서를 제작하였다. 그리드 패턴의 스트레인 센서는 0.12% 범위의 인장과 압축에 대하여 13%의 선형성을 보였으나, 고분자를 기반으로 하는 센서에서 발생하는 히스테리시스 특성도 함께 나타났다. 스포크(spoke) 형상의 토크 센서는 금속 스트레인 게이지 보다는 낮은 감도(0.06 V/N·m) 특성을 보였으나 선형성 측면에서 유사한 특성을 보였다.

영어초록

In this paper, we experimentally studied the characteristics of 3D printed sensors made from nano-carbon piezoresistive filament (NCPF). Using the piezoresistivity of NCPF made from ABS resin and 2 wt% multi-walled carbon nanotubes (MWCNT), we fabricated strain and torque sensors using a 3D printer. The strain sensor with a grid pattern showed a linearity of 13% over a range of 0.12% tensile and compressive strains but also exhibited hysteresis characteristics commonly found in polymer-based sensors. The torque sensor with a spoke shape showed lower sensitivity (0.06 V/N·m) than metal strain gauges but demonstrated similar linearity.

참고자료

· 없음