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Study of the print behavior of fillers in the material extrusion printing process = 재료 압출 인쇄 공정에서 필러의 인쇄 양상에 대한 연구
서명 / 저자 Study of the print behavior of fillers in the material extrusion printing process = 재료 압출 인쇄 공정에서 필러의 인쇄 양상에 대한 연구 / Tobias Matthias Beran.
저자명 Beran, Tobias Matthias
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2018].
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8031790

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MME 18008

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초록정보

Fused filament fabrication (FFF) with filled polymers has grown popularity due to the improved material properties. However, nozzle clogging is observed for higher filler contents, resulting in a failed print. Based on the flow behavior and filler orientation in an FFF nozzle, an experiment varying nozzle diameter, filler size, resin viscosity, and volume content is designed. Clogging of sphere-filled and fiber-filled polymers is investigated in a custom nozzle flow test device (NOFT). The ratio between nozzle diameter and filler diameter was found to have the highest effect on nozzle clogging. Sphere-filled polycarbonate was found to clog for ratios $\frac{D}{d}\leqq6.2$. A distribution in the ratio of Stokes‘s drag force to extrusion force was found to describe intermittent clogging of sphere-filled polymers. The flow behavior in an FFF nozzle was investigated with respect to nozzle diameter, filler size, resin viscosity, and volume content. A viscosity model to predict material printability was derived, based on the observations of the different factors studied and the required volume flow rate.

충전된 고분자를 이용한 융합 수지 압출 적층 조형 기술(FFF)은 개선된 물성으로 인해 인기를 얻었습니다. 하지만, 필러의 내용물이 많으면 노즐 막힘 현상이 나타나게 되어 인쇄가 정상적으로 되지 않습니다. 고분자의 유동성과 FFF노즐 내에서의 충전재의 방향성에 기반을 두어 노즐직경, 충전재의 크기, 레진의 점도, 그리고 부피당 레진의 함량을 바꾸는 실험을 설계하였습니다. 구형과 섬유형태로 충진 된 중합체의 막힘은 주문 제작된 노즐 유동 실험 장치(NOFT)에서 확인되었습니다. 노즐 직경과 필러의 직경 사이의 비율이 노즐 막힘에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 밝혀졌습니다. 구체로 채워진 폴리카보네이트는 $\frac{D}{d}$ 비율이 6.2 이하일 때, 막힘 현상이 일어났습니다. 유체의 점성에 의한 항력 대 압출력의 비율분포가 구형으로 충진된 고분자의 간헐적인 막힘 현상을 설명해내었습니다. FFF노즐에서의 유체거동은 노즐 직경, 충전재 크기, 레진 점도, 부피당 레진함량에 관해 조사했습니다. 연구 된 다양한 요인의 관찰 및 필요한 체적 유량에 기초하여 재료의 인쇄 가능성을 예측하는 점도 모델을 도출했습니다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MME 18008
형태사항 1 v. : 삽도 ; 30 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : Tobias Matthias Beran
지도교수의 영문표기 : Choongsik Bae
지도교수의 한글표기 : 배충식
Including appendix
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 기계공학과,
서지주기 References : p. 85-91
주제 fused filament fabrication
FFF
extrusion
filled polymers
reinforced feedstock
nozzle clogging
printability
이용한 융합 수지 압출 적층 조형 기술
압출 성형
충전된 고분자
노즐 막힘
인쇄할
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