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다공성 구조체의 구조별 인장 하중에 대한 기계적 강도 특성
정현우(H. W. Jung),정효복(H. B. Jeong),박성준(S. J. Park) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
최근 3D 프린팅 기술의 발달로 의료기기, 항공 우주 등 다양한 분야에서 3D 프린팅이 활용되고 있으며, 특히 정형외과, 신경외과 등 의료계에서 임상으로 사용되는 임플란트에서 생체적 합성 및 강도 확보와 임플란트의 무게 감소 등 다양한 장점에 의해 다공성 구조(Porous Structure)를 접목한 3D 프린팅 임플란트가 각광받고 있다. 기존의 절삭가공 방식으로는 가공이 불가능했던 다양한 형태의 다공성 구조를 3D 프린팅으로 제조하고 있으며, 이에 따라 체내 삽입되는 임플란트에 최적화된 다공성 구조의 개발이 필요한 실정이다. 본 연구는 최근 의료계 임상현장에서 대표적으로 적용되고 있는 다공성 구조 중 6 가지를 선정하여 각 구조 별 인장 강도를 테스트하고 기계적 강도 특성을 비교하였다. 인장 시험은 금속재료의 인장시험 표준인 ASTM-E8 규격에 따라 시험 시편을 제작하였으며, 각 구조별로 3 회의 정적 인장 시험을 실시하였다. 본 연구 결과에 따르면, 구조의 차이에 따라 최대 인장강도가 1,900(N) 이상 차이가 날 수 있으며, 이는 복합 하중이 적용되는 인체 특성상 매우 큰 차이로 볼 수 있다. 추가적으로 압축 하중 및 비틀림 하중에 대한 특성 분석 및 피로 시험에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.