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고분자와 세라믹의 만남: 고분자를 통한 세라믹 3D 프린팅 기술의 발전
Polymer meets ceramic: Polymer-driven advancement of ceramic 3D printing technology 원문보기

세라미스트 = Ceramist, v.23 no.1, 2020년, pp.4 - 15  

차채녕 (울산과학기술원 신소재공학부)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The recent advances and popularity of 3D printing technology have centered around building polymerbased 'plastic' materials, due to their low cost, simple and efficient processing, and mechanical toughness. For this reason, printable polymers are actively recruited to create 'ceramic resins' that al...

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문제 정의

  • 본문에서는 현재까지 개발된 다양한 세라믹 3D 프린팅기술의 특징과 장단점 등과 세라믹 3D 프린팅에서 고분자의 역할을 소개하고자 한다.4-6) 특히, 가장 최근 개발된 고분자에서 세라믹으로 직접 변환 가능한 신개념 고분자 유래 세라믹 (polymer-derived ceramics)을 이용한 프린팅 기술을 통해 미래 세라믹 3D 프린팅의 방향에 대해서 고찰하고자 한다.
  • 특히 고분자 기반 3D 프린팅 기술의 비약적인 발전을 발판 삼아, 고분자와 세라믹을 혼합하는 형태의 기술로 승화시킨 세라믹 3D 프린팅을 개발하여 발전을 거듭하고 있다. 본문에서는 현재까지 개발된 다양한 세라믹 3D 프린팅기술의 특징과 장단점 등과 세라믹 3D 프린팅에서 고분자의 역할을 소개하고자 한다.4-6) 특히, 가장 최근 개발된 고분자에서 세라믹으로 직접 변환 가능한 신개념 고분자 유래 세라믹 (polymer-derived ceramics)을 이용한 프린팅 기술을 통해 미래 세라믹 3D 프린팅의 방향에 대해서 고찰하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
광경화 방식의 3D 프린팅 기술인 SLA가 가장 널리 사용되는 이유는 무엇인가? 13) SLA는 현재 가장 널리 사용되고 있는 광경화 방식의 3D 프린팅 기술이다. 광경화 가능한 어떤 레진도 적용 가능하며, 레이저를 통해 고해상도 성형이 가능하고, 일반적으로 사용하는 단층형 photolithography와 달리 적층 가공까지 가능하기 때문이다. 이와 더불어, Hull이 1986년에 최초 개발한 이후 설립한 3D Systems사에서 SLA를판매하기 시작하면서 최초의 상용 3D 프린팅 장비로 시장을 선점하였기 때문이기도 하다. Halloran 교수의 초기 연구 이후, SLA를 이용한 세라믹 3D 프린팅 연구가 하나의 큰 연구 줄기로 발전하였다.
Selective laser sintering (SLS)는 무엇인가? Selective laser sintering (SLS)은 SLA와 함께 초창기 3D 프린팅 기술 개념을 정립한 주요한 기술로써, 레이저를 통해 고온의 집적된 에너지를 분말 베드에 조사하여 원하는 부분을 선택적으로 용융-소결하는 방식이다 (Fig. 8).
고분자 물질이 갖는 특성은 무엇인가? 고분자는 연성이 높고, 온도에 따른 용융/고화가 일정하고, 그에 따른 기계적 물성이 연속적으로 변한다. 또한 자외선과 같은 광 조사를 통해 광경화성 고분자의 라디칼 중합반응을 유도하여 고체화가 가능하다.
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참고문헌 (38)

  1. Kodama, H., Automatic method for fabricating a three-dimensional plastic model with photohardening polymer. Rev. Sci. Instrum., 52 [11], 1770-73 (1981). 

  2. Patel, D. K.; Sakhaei, A. H.; Layani, M.; Zhang, B.; Ge, Q.; Magdassi, S., Highly Stretchable and UV Curable Elastomers for Digital Light Processing Based 3D Printing. Adv. Mater., 29 [15], 1606000 (2017). 

  3. Hull, C. W. Apparatus for production of threedimensional objects by stereolithography. US 4,575,330, 1986. 

  4. Chen, Z.; Li, Z.; Li, J.; Liu, C.; Lao, C.; Fu, Y.; Liu, C.; Li, Y.; Wang, P.; He, Y., 3D printing of ceramics: A review. J. Eur. Ceram. Soc., 39 [4], 661-87 (2019). 

  5. Hwa, L. C.; Rajoo, S.; Noor, A. M.; Ahmad, N.; Uday, M. B., Recent advances in 3D printing of porous ceramics: A review. Curr. Opin. Solid State Mater. Sci., 21 [6], 323-47 (2017). 

  6. Bae, C.-J.; Ramachandran, A.; Chung, K.; Park, S., Ceramic Stereolithography: Additive Manufacturing for 3D Complex Ceramic Structures. J. Korean Ceram. Soc, 54 [6], 470-77 (2017). 

  7. Marcus, H. L.; Beaman, J. J.; Barlow, J. W.; Bourell, D. L., Solid freeform fabrication. Powder processing. Am. Ceram. Soc. Bull., 69 [6], 1030-31 (1990). 

  8. Sachs, E.; Cima, M.; Cornie, J., Three-Dimensional Printing: Rapid Tooling and Prototypes Directly from a CAD Model. CIRP Annals, 39 [1], 201-04 (1990). 

  9. Griffith, M. L.; Halloran, J. W. In Ultraviolet curable ceramic suspensions for stereolithography of ceramics, American Society of Mechanical Engineers, Production Engineering Division (Publication) PED, pp. 529-34 (1994). 

  10. Griffith, M. L.; Halloran, J. W., Freeform fabrication of ceramics via stereolithography. J. Am. Ceram. Soc., 79 [10], 2601-08 (1996). 

  11. Brady, G. A.; Halloran, J. W., Stereolithography of ceramic suspensions. Rapid Prototyping Journal, 3 [2], 61-65 (1997). 

  12. Badev, A.; Abouliatim, Y.; Chartier, T.; Lecamp, L.; Lebaudy, P.; Chaput, C.; Delage, C., Photopolymerization kinetics of a polyether acrylate in the presence of ceramic fillers used in stereolithography. J. Photochem. Photobiol. A: Chem., 222 [1], 117-22 (2011). 

  13. Zanchetta, E.; Cattaldo, M.; Franchin, G.; Schwentenwein, M.; Homa, J.; Brusatin, G.; Colombo, P., Stereolithography of SiOC Ceramic Microcomponents. Adv. Mater., 28 [2], 370-76 (2016). 

  14. Felzmann, R.; Gruber, S.; Mitteramskogler, G.; Tesavibul, P.; Boccaccini, A. R.; Liska, R.; Stampfl, J., Lithography-Based Additive Manufacturing of Cellular Ceramic Structures. Adv. Eng. Mater., 14 [12], 1052-58 (2012). 

  15. 송경은, 깨지기 쉬운 세라믹, 3D프린터로 한번에 인쇄한다. 동아사이언스 April 24, 2017. 

  16. Duan, B.; Wang, M.; Zhou, W. Y.; Cheung, W. L.; Li, Z. Y.; Lu, W. W., Three-dimensional nanocomposite scaffolds fabricated via selective laser sintering for bone tissue engineering. Acta Biomater., 6 [12], 4495-505 (2010). 

  17. Sing Swee, L., Direct selective laser sintering and melting of ceramics: a review. Rapid Prototyping Journal, 23 [3], 611-23 (2017). 

  18. Subramanian, K., Selective laser sintering of alumina with polymer binders. Rapid Prototyping Journal, 1 [2], 24-35 (1995). 

  19. Tang, H.-H.; Chiu, M.-L.; Yen, H.-C., Slurrybased selective laser sintering of polymercoated ceramic powders to fabricate high strength alumina parts. J. Eur. Ceram. Soc., 31 [8], 1383-88 (2011). 

  20. Guo, D.; Li, L.-t.; Cai, K.; Gui, Z.-l.; Nan, C.-w., Rapid Prototyping of Piezoelectric Ceramics via Selective Laser Sintering and Gelcasting. J. Am. Ceram. Soc., 87 [1], 17-22 (2004). 

  21. Danforth, S., Fused Deposition of Ceramics: A New Technique for the Rapid Fabrication of Ceramic Components. Materials Technology, 10 [7-8], 144-46 (1995). 

  22. Jafari, M. A., A novel system for fused deposition of advanced multiple ceramics. Rapid Prototyping Journal, 6 [3], 161-75 (2000). 

  23. Khatri, B.; Lappe, K.; Habedank, M.; Mueller, T.; Megnin, C.; Hanemann, T., Fused Deposition Modeling of ABS-Barium Titanate Composites: A Simple Route towards Tailored Dielectric Devices. Polymers, 10 [6], 666 (2018). 

  24. Iyer, S.; McIntosh, J.; Bandyopadhyay, A.; Langrana, N.; Safari, A.; Danforth, S. C.; Clancy, R. B.; Gasdaska, C.; Whalen, P. J., Microstructural Characterization and Mechanical Properties of Si3N4 Formed by Fused Deposition of Ceramics. International Journal of Applied Ceramic Technology, 5 [2], 127-37 (2008). 

  25. Mohanty, S.; Larsen, L. B.; Trifol, J.; Szabo, P.; Burri, H. V. R.; Canali, C.; Dufva, M.; Emneus, J.; Wolff, A., Fabrication of scalable and structured tissue engineering scaffolds using water dissolvable sacrificial 3D printed moulds. Materials Science and Engineering: C, 55, 569-78 (2015). 

  26. Wen, Y.; Xun, S.; Haoye, M.; Baichuan, S.; Peng, C.; Xuejian, L.; Kaihong, Z.; Xuan, Y.; Jiang, P.; Shibi, L., 3D printed porous ceramic scaffolds for bone tissue engineering: a review. Biomaterials Science, 5 [9], 1690-98 (2017). 

  27. Eckel, Z. C.; Zhou, C.; Martin, J. H.; Jacobsen, A. J.; Carter, W. B.; Schaedler, T. A., Additive manufacturing of polymer-derived ceramics. Science, 351 [6268], 58-62 (2016). 

  28. Ainger, F. W.; Herbert, J. M., The Preparation of Phosphorus-Nitrogen Compounds as Non-Porous Solids. Academic Press: New York, pp. 168-182 (1965). 

  29. Chantrell, P. G.; Popper, P., Inorganic Polymers and Ceramics. Academic Press: New York, pp. 87-103 (1965). 

  30. Jansen, M.; Jungermann, H., A new class of promising ceramics based on amorphous inorganic networks. Curr. Opin. Solid State Mater. Sci., 2 [2], 150-57 (1997). 

  31. Fritz, G.; Raabe, B., Bildung siliciumorganischer Verbindungen. V. Die Thermische Zersetzung von Si(CH3)4 und Si(C2H5)4. Z. Anorg. Allg. Chem., 286 [3-4], 149-67 (1956). 

  32. Seishi, Y.; Josaburo, H.; Mamoru, O., Continuous silicon carbide fiber of high tensile strength. Chem. Lett., 4 [9], 931-34 (1975). 

  33. Riedel, R.; Passing, G.; Schonfelder, H.; Brook, R. J., Synthesis of dense silicon-based ceramics at low temperatures. Nature, 355 [6362], 714-17 (1992). 

  34. Liu, G.; Zhao, Y.; Wu, G.; Lu, J., Origami and 4D printing of elastomer-derived ceramic structures. Science Advances, 4 [8], eaat0641 (2018). 

  35. Fu, Y.; Chen, Z.; Xu, G.; Wei, Y.; Lao, C., Preparation and stereolithography 3D printing of ultralight and ultrastrong ZrOC porous ceramics. J. Alloys Compd., 789, 867-73 (2019). 

  36. Wang, M.; Xie, C.; He, R.; Ding, G.; Zhang, K.; Wang, G.; Fang, D., Polymer-derived silicon nitride ceramics by digital light processing based additive manufacturing. J. Am. Ceram. Soc., 102 [9], 5117-26 (2019). 

  37. Wang, X.; Schmidt, F.; Hanaor, D.; Kamm, P. H.; Li, S.; Gurlo, A., Additive manufacturing of ceramics from preceramic polymers: A versatile stereolithographic approach assisted by thiol-ene click chemistry. Additive Manufacturing, 27, 80-90 (2019). 

  38. Colombo, P.; Mera, G.; Riedel, R.; Soraru, G. D., Polymer-Derived Ceramics: 40 Years of Research and Innovation in Advanced Ceramics. J. Am. Ceram. Soc., 93 [7], 1805-37 (2010). 

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