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다양한 온도 환경에 따른 3D 프린트 복합재료의 기계적 물성 평가
Mechanical Properties of 3D Printed Composite Material on Various Thermal Environment 원문보기

Composites research = 복합재료, v.36 no.3, 2023년, pp.193 - 198  

강상훈 (School of Naval Architecture & Ocean Engineering, University of Ulsan) ,  김도현 (School of Naval Architecture & Ocean Engineering, University of Ulsan) ,  서형석 (School of Naval Architecture & Ocean Engineering, University of Ulsan)

초록
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선박 경량화와 관련하여 기존 복합재료 및 3D 프린트 복합재료를 적용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 염수 환경에 대한 내부식성과 경량화 특성이 있는 복합재료와 우수한 생산성을 가지는 3D 프린팅 기술을 연계한 3D 프린트 복합재료의 선박 및 해양구조물 적용 가능성을 확인하기 위해 시험을 진행하였다. 본 논문에 사용된 3D 프린트 복합재료를 선박 및 해양구조물에 적용하기 위해서는 해양환경에서 노출될 수 있는 온도 환경 영향을 고려해야 한다. 따라서 해양 환경에서 노출될 수 있는 온도인 저온(-50℃), 상온(20℃), 고온(50℃) 환경에서 Carbon + Onyx, Carbon + Nylon, HSHT glass + Onyx, HSHT glass + Nylon 소재의 시편으로 인장시험을 진행하였다. 인장시험 결과, Carbon + onyx 시편이 가장 높은 인장강도를 보였고 HSHT glass + onyx 시편이 가장 높은 인장 변형률을 보였다. 또한 인장 시험 결과 시편을 분석하여 다양한 온도 환경에 노출된 3D 프린트 복합재료 시편의 파손 형상에 대해 분석하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Currently, there are many discussions about composite materials and 3D printed composite material to weight reduction of ships. A test was conducted to confirm the applicability of the 3D printed composite material to ships and offshore structures by linking the 3D printing technology with excellent...

주제어

#3D 프린팅   #복합재료   #온도 환경   #기계적 특성  

표/그림 (14)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 온도환경이 3D 프린트 복합재료의 기계적 물성 미치는 영향을 확인하기 위해 탄소섬유/오닉스, 탄소섬유/나일론, 고강도고온 유리섬유/오닉스, 고강도고온유리섬유/나일론의 총 4가지 복합재 시편을 제작하여 각각 저온, 상온, 고온 환경에서의 기계적 물성을 확인하였다. 시험 결과 모든 복합재료에서 상온 대비 고온에서는 인장강도가 감소하고 저온에서는 인장강도가 증가함을 확인하였다.
  • 시편은 연속 섬유 두 종류와 기본 복합재료 두 종류를 사용하여 제작하였으며 제작한 시편의 기계적 물성 변화를 확인하기 위해 인장 시험을 진행하였다. 이를 통해 3D 프린트 복합재료의 선박 및 해양구조물 적용 가능성을 확인하고자 하였다.
  • 기존 복합재료의 경우 온도영향에 대한 기계적 강도 연구가 많이 수행되었지만, 3D 프린트 복합재료의 경우 온도 환경 영향 평가 연구가 많이 수행되지 않았다. 이에 본 논문에서는 3D 프린트 복합재료의 선박 및 해양구조물 적용을 위한 저온 및 고온 환경에서의 인장 특성을 비교하였다. 시편은 연속 섬유 두 종류와 기본 복합재료 두 종류를 사용하여 제작하였으며 제작한 시편의 기계적 물성 변화를 확인하기 위해 인장 시험을 진행하였다.
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참고문헌 (16)

  1. Choi, H.K., Nam, K.W., and Ahn, S.H., "Strength Characteristics of FRP Composite Materials for Ship Structure", Journal of？Ocean Engineering and Technology, Vol. 27, No. 4, 2013, pp. 45-54. 

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    원문보기 상세보기

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  4. Jeong, S.Y., Kang, K.J., and Jang, J.H., "A Review of Winterization Trend for Vessels Operating in Ice-covered Waters", Journal？of the Society of Naval Architects of Korea, Vol. 56, No. 2, 2019,？pp. 135-142. 

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  8. Torabizadeh, M.A., "Tensile, Compressive and Shear Properties？of Unidirectional Glass/epoxy Composites Subjected to？Mechanical Loading and Low Temperature Services", Indian？Journal of Engineering and Materials Sciences, Vol. 20, No. 4,？2013, pp. 299-309. 

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  14. Ministry of Oceans and Fisheries, ENFORCEMENT DECREE？OF THE SHIP SAFETY ACT. 

  15. Markforged, MATERIAL DATASHEET CompositesV5.2. 

  16. Choi, W.K., Kim, B.J., Min, B.G., Bae, K.M., and Park, S.J.,？"Effects of Sizing Treatment of Carbon Fibers on Mechanical？Interfacial Properties of Nylon 6 Matrix Composites", Elastomers and Composites, Vol. 45, No. 1, 2010, pp. 2-6. 

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