A study on the design process of the brake valve body of railroad vehicle by selective laser sintering

본 연구에서는 현재 알루미늄 합금으로 제작되어 사용하는 철도차량의 주제동밸브 모듈 본체를 3D 프린팅기술을 활용하여 열가소성 수지로 제작하기 위한 설계 방안 연구를 진행하였다. 일반적으로 철도차량 주제동밸브 모듈의 본체는 기계 가공기술을 이용하여 알루미늄 블록 가공 방식으로 제작하게 된다. 이를 열가소성 플라스틱을 활용한 3D 프린팅으로 제작하는 경우 공정 특성과 제품 기능 특성을 감안한 재설계를 진행하여야 한다. 또한 3D 프린팅으로 제작시 본체 내부 유로 형상의 설계자유도가 확장되어 압력 기반 유동 효율을 향상할 수 있다. 이번 연구에서는 모듈 본체를 대표적인 3D 프린팅 기술의 하나인 선택적 레이저 소결 기술로 제작하기 위해서 고려해야 하는 설계 방안 수립을 목적으로 하여, 각 단계를 정립하였다. 각 구성 단계는 소재 특성, 표면 거칠기 특성, 유로 곡선화에 따른 유동 효율 검증 등으로 구성하였으며, 이를 기반으로 내부 유로 곡선화와 제작을 위한 재설계를 진행하였다. 최종적으로 3D 프린팅으로 제작한 주제동밸브 본체를 대상으로 성능시험을 진행하였다.