Thermal and Mechanical Properties of 3D printed CFRP Using Continuous Carbon Fiber/Epoxy Filament Produced by Pultrusion Process
발표자
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초록
내용
현재 3D 프린팅 산업에서 가장 많이 사용되는 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식은 재료를 열에 의해 녹여 일정 압력으로 노즐을 통해 압출해가는 적층 제조 방식(Additive Manufacturing, AM) 이다. 플라스틱 재료는 저중량, 저비용 및 가공 유연성으로 인해 FDM 기술에 공급되는 재료로 널리 사용되고 있다. 그러나 플라스틱 재료로 3D 출력되는 제품은 본질적인 기계적 강도가 제한적이다. 다양한 산업에서 요구되는 기계적 특성을 구현하기 위해서는 고분자 매트릭스에 탄소섬유를 강화재로 활용하여 탄소섬유강화플라스틱(carbon fiber-reinforced plastic, CFRP)를 제조하는 것이 가장 효과적인 방법이다. CFRP은 공압출(co-extrusion) 방식의 3D 프린터 출력을 통해 제조할 수 있다. 3D 프린팅 기술로 CFRP를 제조하기 위해서는 선행적으로 3D 프린팅용 필라멘트의 제조가 반드시 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 3D 프린팅으로 CFRP 제조 시 적용할 수 있도록 인발공정(pultrusion)을 통해 연속성 탄소섬유와 에폭시수지를 사용하여 연속성 탄소섬유/에폭시 필라멘트를 제조하였다. 그리고 공압출 방식을 통해 연속 탄소섬유/에폭시 필라멘트와 열가소성 필라멘트를 동시 출력하여 CFRP를 제조하고, 그들의 열적 및 기계적 특성을 조사하였다.