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이민현(Min Hyun Lee),이종호(Jong Ho Lee),정재근(Jae Geun Jeong),전현섭(Hyeon Seop Jeon),정영훈(Young Hun Jeong) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.5
최근 기계, 신소재, 바이오 등 다양한 분야에서 복합소재의 활용이 늘고 있다. 복합소재는 크게 입자 강화, 섬유 강화, 구조형으로 분류된다. 이 중 입자강화 복합재료에서는 입자가 기재에 비해 강성이 높아 입자 주위 기지의 변형을 억제한다. 또한 기재에 분산된 입자가 전위의 움직임을 방해하거나 정지시켜 소성변형이 제한되고 재료의 항복 강도, 인장 강도, 경도가 향상된다. 본 연구에서는 PCL(Polycaprolactone)에 미세 염료 분말(Zion, Nano I&C)를 섞어 고분자-입자 복합소재를 제작하였다. 해당 소재의 염료 혼합에 따른 기계적 물성치 변화를 확인하기 위해 순수 PCL, 그리고 염료 농도를 5, 10, 15 wt%로 혼합한 소재를 몰드에 부어 제작한 시편으로 인장·압축 실험을 진행하였다. 그리고 각 농도별 소재들의 염료 농도 변화에 따른 소재의 강도 및 강성의 변화를 확인하였다. The composite materials have been vigorously used in various fields such as mechanical engineering, material science, and biomaterial. Composites are classified into particle-reinforced, fiber-reinforced and structural types. In the particle-reinforced composite, the particles is harder and stiffer than the matrix and restrain the deformation of the matrix around the particles. Also, the particles disturb or stop the motion of the dislocation, limiting plastic deformation: improving the strength and hardness of the composite. In this study, a polymer-particle composite was produced by mixing PCL(Polycaprolactone) with fine pigment powders (Zion, Nano I&C). Then its mechanical properties identified using a tensile and compressive mechanical tests.
윤욱희(Uk Hee Yoon),이민현(Min Hyun Lee),이명희(Myeong Hui Lee),전현섭(Hyeon Seop Jeon),정영훈(Young Hun Jeong) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.5
최근 바이오 분야에서 의족, 인공혈관, 바이오칩의 제작에 활용되는 등 3D 프린팅 기술의 활용도가 높아지고 있다. 3D 프린팅 방식 중 FDM(Fused Deposition Modeling)은 소재를 녹여 한 층씩 적층하여 구조물을 제작하는 방식인데 기존의 3축 기반 FDM 방식은 노즐의 출력 방향이 항상 지면에 수직으로 향하고 있다. 이로 인해 복잡한 형상을 출력하기 위해서는 서포트를 먼저 출력하고, 그 위에 구조물을 적층해야 한다. 해당 방식은 재료와 시간이 낭비되며, 서포터와 맞닿은 부분의 표면 품질이 떨어진다. 본 연구에서는 이러한 단점의 개선을 위해 6축 로봇 기반의 FDM 방식 3D 프린팅 공정을 구상하였다. 6축 로봇을 활용한 3D 프린팅 시 출력 노즐의 방향의 자유도가 향상되어 복잡한 형상을 서포트 없이 적층할 수 있다. Recently, the utilization of 3D printing has been increasing in the various fields. FDM(Fused Deposition Modeling) method is frequently used due to its simple operation and cheap apparatus price. The direction of the nozzle is always oriented perpendicular to the processing surface in common 3-axis FDM process. For this reason, it is required the support have to be printed first and structure need to be stacked on it to fabricate an overhang structure. In this study, FDM process based on a 6-Axis robot was designed to make the degree of freedom of the nozzle orientation wider. Consequently, it allows the overhang structure to be fabricated without support.