Variations in the Tensile Strength in Material Extrusion-type 3D Printed Specimens for Various Tool Paths

재료 압출 방식 3D 프린팅은 필라멘트 형태의 열가소성 수지가 노즐을 통해 압출되면서 제품을 형성하기 때문에 적층물의 강도 및 내구성에 한계를 가진다. 본 연구에서는 재료 압출 방식 3D 프린팅에서 적층 경로에 따른 인장특성을 분석하였다. 대칭 적층 경로 7개, 비대칭 적층 경로 6개로 총 13가지의 적층 경로로 시편을 제작하여 인장강도를 비교하였다. 또한 사출 성형으로 벌크(bulk) 및 웰드라인 시편을 제작하여 3D 적층 시편과 인장강도를 비교하였다. 3D 프린팅 시편의 적층 경로 15/-15와 30/-30 시편에서 벌크 소재보다 높은 인장강도를 보였으며 적층 경로 90/-90 시편에서는 가장 낮은 인장강도를 보였다. 3D 적층 시편에서 최대 전단 응력이 발생하는 면에서 파단되는 경우에 인장강도가 가장 크게 나타났다. 3D 프린팅에서 적층 경로 조절을 통해 소재 고유의 인장강도보다 더 큰 인장강도를 갖는 적층물을 얻을 수 있음을 확인하였다.