실리카 복합소재의 물성에 따른 DLP 3D printing 적용 연구
The effect of silica composite properties on DLP-stereolithography based 3D printing
0
조회
0
다운로드
3
인용
0
참고문헌
키워드
초록
최근 3D 프린팅 기술은 산업적인 응용분야의 확대를 위해 다양한 복합소재의 적용이 연구되고 있다. 기존 3D 프린팅 기술은 대부분 플라스틱 소재 위주로 개발되어 왔으며, 세라믹 소재의 경우 물리적, 화학적으로 우수한 물성을 가지고 있음에도 불구하고 상대적으로 3D 프린팅 적용을 위한 연구개발이 초기 단계에 머무르고 있다. 본 연구에서는DLP(digital light processing) 3D프린팅 공정에 적용을 위해 다양한 입도의 실리카를 기반으로 광경화성 복합소재를 합성하였다. 다양한 적층 방식의 3D 프린팅 기술 중에서 DLP 3D 프린팅 방식은 광경화성 수지에 빛을 조사하여 3차원 기물을제조하는 기술로 정밀도가 우수하고 다양한 소재 적용성이 높다. 합성된 실리카 복합소재의 충진율에 따른 유변학적 거동분석을 통하여 DLP 3D 프린팅 적용가능성을 확인하였고, 원활하게 적층조형이 잘 이루어지는 것을 확인하였다. 3D 프린팅된 시편의 인쇄 정확도는 디자인과 약 3 % 미만의 차이를 나타내었고, 실리카 입자의 충진율이 80 wt%일 때 34.3 MPa의강도를 나타내었다.
Abstract
Recently, various composite materials for additive manufacturing are interested to expand the application field of 3D printing. 3D printing technique was mainly developed using polymer, and ceramic materials for 3D printing are still in the early stage of research due to the requirement of high solid content and post treatment process. In this study, silica particles with various diameters were surface treated with silane coupling agent, and synthesized as silica composite with photopolymer to apply DLP 3D printing process. DLP is an additive manufacturing technology, which has high accuracy and applicability of various composite materials. The rheological behavior of silica composite was analyzed with various solid contents. After DLP 3D printing was performed using silica composites, the printing accuracy of the 3D printed specimen was less than about 3 % to compare with digital data and he bending strength was 34.3 MPa at the solid content of 80 wt%.
참고문헌 (12)
- H.W. Park, "Status and application of 3-D printing technology", J. KSME, 54, pp.32~ (2014)
- 최재원, "3D 프린팅 기술 동향", 한국기계가공학회지, 14(3), pp.1~8 (2015), 한국기계가공학회[DOI]
- S.H. Paek, "Introduction of 3D printing technology &applications", J. Ind. Eng. Chem, 18, pp.2~ (2015)
- M.L. Griffith, "Freeform fabrication of ceramics via stereolithography", J. Am. Ceram. Soc, 79, pp.2601~ (1996)
- G.A. Brady, "Stereolithography of ceramic suspension", J. Rap. Prot, 3, pp.61~ (1997)
- J.S. Yun, "Development of ceramic-reinfored photopolymers for SLA 3D printing technology", Appl. Phys. A, 122, pp.629~ (2016)
- R. He, "Fabrication of complex-shaped zirconia ceramic parts via a DLP-stereolithography-based 3D printing method", Ceram. Int, 44, pp.3412~ (2018)
- L. Hezhen, "Dental ceramic prostheses by stereolithography-based additive manufacturing: potentials and challenges", Adv. Appl. Ceram, 117, pp.1743~ (2018)
- 송성규, "실란 커플링제에 의해 표면이 개질된 실리카 나노입자의 분광학적 분석", Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHAK), 49(2), pp.181~186 (2011), 한국화학공학회
- C. Hinczewski, "Ceramic suspensions suitable for stereolithography", J. Eur. Ceram. Soc, 18, pp.583~ (1998)
- Z. Chen, "Curing characteristics of ceramic stereolithography for an aqueousbased silica suspension", Proc. IMechE, 224, pp.641~ (2010)
- 이진욱, "광경화 3D 프린팅 공정을 위한 실리카 복합소재 합성 및 특성 분석", 한국재료학회지, 29(1), pp.23~29 (2019), 한국재료학회[DOI]