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다중재료 3D 프린팅 기술을 이용한 스킨스쿠버용 Diaphragm 개발
이승원(S. W. Lee),이준원(J. W. Lee),박근(K. Park) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
스쿠버 다이버는 물속에서 호흡하기 위해서 스쿠버 레귤레이터라는 장비를 사용하는데 이것은 다이빙을 위한 호흡 압력을 제어하는 압력 조절기이다. 스쿠버 호흡기는 1 단계 호흡기와 2 단계 호흡기로 구성되는데, 본 연구에서는 1 단계 호흡기의 다이어프램을 3D Printing 을 이용하여 개발하려 하였다. 기존의 다이어프램은 삼중 적층 구조와 Flexible 한 성질로 이루어져 있다. 따라서 이를 3D Printing 을 사용하여 재현하고자 하였다. Poly Jet 방식을 사용하여, 다이어프램을 개발하고자 하였고, 재료로는 유연한 성질을 가진 Tango 와 단단한 성질의 Vero 를 사용하였다. 먼저 Tango 와 Vero 의 혼합비율에 따른 쇼어 경도를 출력하였고, 기준의 다이어프램과 압축시험을 시행하여 비교하였다. 그 결과에 따른 Tango 와 Vero 의 혼합비율을 특정할 수 있었고, Vero 의 Volume Fraction 을 대략 특정할 수 있었다. 본 연구에서는 샌드위치 구조에서 동일 Volume Fraction 에 대해 어떤 구조가 효과적이고, 기존 다이어프램과 성질이 비슷하지 찾고자 하였다. 특정한 Volume Fraction 을 기준으로 여러 방식의 배열 출력으로 기존 다이어프램과 비슷한 특성을 가진 배열을 찾고자 하였다. 1D Digital Lamination 방식과 3D Digital Lamination 방식에서 다양한 배열을 출력하였다. 그 결과, 1D Digital Lamination 이 3D Digital Lamination 보다 강성이 크다는 것을 알 수 있었다.