연속 섬유 3D 프린팅을 위한 모세관 구동 방식 도입

"우리는 이것을 원스텝 3D 프린팅이라고 부릅니다."라고 델라웨어 대학의 조교수이자 이 연구의 저자인 Dr. Kun Fu는 말합니다. LITA(Localized In-Plane Thermal Assist) 3D 프린팅 방법이라고 하는 이 시스템은 스풀, 가이딩 바, 액체 수지 노즐 및 전기 장치에서 분사되는 탄소 섬유를 포함하는 로봇 팔에 장착된 일체형 프린트 헤드로 구성됩니다. 히터. 섬유가 부품 표면에 놓일 때 액체 수지가 섬유에 분사되고 바로 뒤이어 히터가 따라옵니다. Fu는 이 히터가 부품의 주입과 경화를 모두 돕습니다. Fu는 가열 과정이 실온 수지의 점도를 감소시켜 섬유 사이의 모세관 또는 튜브 모양의 틈을 따라 진공을 필요로 하지 않고 섬유에 주입하는 데 도움이 된다고 덧붙였습니다. Fu는 제조되는 부품의 필요와 크기에 따라 수지의 점도를 제어하기 위해 히터의 온도를 높이거나 낮출 수 있다고 말합니다.

이 방법은 열경화성 수지를 사용하여 연속 섬유를 거의 동시에 습윤화하고 경화할 수 있으며 연속 섬유 및 고온 열경화성에서 오는 복잡한 기하학적 특성과 높은 기계적 특성을 가진 3D 복합 부품을 신속하게 생산할 수 있는 가능성이 있습니다. 연구원들은 또한 시스템이 수평 및 수직 인쇄와 평면 또는 곡면 표면에 사용될 수 있음을 시연하여 시스템의 유연성을 추가했습니다.

Fu는 "이 기술은 지금까지 매우 유망했으며 우리가 아는 한 이런 기술을 발표한 것은 처음입니다."라고 말했습니다. Fu에 따르면, 연구원들은 이 기술에 대한 특허를 취득하는 과정에 있습니다.

또한, 델라웨어 대학과 파트너 KAI(미국 텍사스 댈러스)는 최근 NASA 우주선 및 착륙선 시스템의 열 보호 시스템용 연속 탄소 섬유 강화 복합 부품 제조에 LITA 3D 프린팅 방법을 사용할 수 있는 NASA 보조금을 받았습니다. Fu는 LITA 3D 프린팅 시스템이 고온 수지로 프린팅할 수 있는 능력 때문에 선택되었다고 말합니다.

현재 이 기술은 연구에 3K 탄소 섬유가 사용된 소규모에서만 시연되었지만 Fu는 팀이 더 큰 구성 요소에 더 넓은 탄소 섬유 토우를 사용할 수 있도록 로봇 시스템을 확장하기 위해 노력하고 있다고 말합니다. 연구원들은 현재 기술의 규모 확장 및 후속 상용화에 협력하는 데 관심이 있는 회사를 찾고 있습니다.

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