금속 적층제조에서의 격자구조 설계변수에 따른 탄성계수 분석 = Design of lattice structure for controlling elastic modulus in metal additive manufacturing

국문 초록 (Abstract)

적층제조 공정의 높은 설계자유도에 의해 기존 공정으로 성형이 어려운 형상이 적용된 제품의 제작이 가능해짐에 따라 복잡한 구조를 갖는 기능성 구조에 대한 연구자들의 관심이 증가되고 있다. 타이타늄 합금으로 제작되는 인체 삽입형 임플란트의 경우, 뼈와의 친화성을 확보하기 위해 다차원 격자구조를 적용하여 강도 및 탄성계수를 뼈와 유사한 수준으로 조절하고 있다. 따라서 격자구조의 설계 변수에 따른 기계적 특성에 대한 데이터 베이스 확보 및 관련 시뮬레이션 기술 개발은 개인 맞춤형 인플란트 제작을 효율적으로 수행할 수 있게 할 것이라 생각된다. 따라서 본 연구에서는 Ti-6Al-4V 합금 소재를 적용하여 설계변수별 격자구조체를 제작하고 이에 대한 탄성계수를 측정하였으며 그 결과를 시뮬레이션과 비교하여 정확한 탄성계수 예측을 위한 유한요소해석 방안을 제시하였다.