표제지
논문개요
목차
I. 서론 11
1. 이론적 배경 11
1) 세라믹 공정 12
2) 3D 프린팅 13
3) 재료 압출형 3D 프린팅 15
2. 연구 목적 17
II. 실험 방법 18
1. 출발 원료 18
2. 알루미나 페이스트 제조 21
1) 나노입자 함량에 따른 알루미나 페이스트 제조 21
2) 제조방법에 따른 알루미나 페이스트 제조 22
3) 알루미나 페이스트 특성 평가 26
3. 재료 압출형 3D 프린팅 29
1) 프린팅 공정 조건 최적화 29
2) 나노입자 함량에 따른 3D 출력물 소결 및 특성 평가 31
III. 실험결과 및 고찰 32
1. 나노입자 함량별 알루미나 페이스트 유변학적 특성 32
1) 점도 변화 32
2) 항복응력 변화 36
2. 제조방법에 따른 알루미나 페이스트 유변학적 특성 41
3. 3D 프린팅 46
1) 프린팅 공정 조건에 따른 출력 거동 변화 46
2) 나노입자 함량별 3D 프린팅 적층 변화 50
4. 소결 특성 52
IV. 결론 59
참고 문헌 61
ABSTRACT 67
표 1. 수축 거동으로부터 시작 온도와 최대 수축량 온도. 55
그림 1. 3D 프린팅 분류. 16
그림 2. (a) 마이크로 알루미나 powder의 SEM 이미지, (b) 나노 알루미나 powder의 TEM 이미지. 19
그림 3. NMP의 화학 구조. 19
그림 4. 실험 과정 전체 모식도. 20
그림 5. 밀링 시간에 따른 알루미나 입자 크기 변화; (a) 마이크로입자, (b) 나노입자. 24
그림 6. 알루미나 페이스트 제조 공정 모식도. 25
그림 7. 유변학적 정의. 28
그림 8. SOLIDWORKS로 모델링한 3D 구조물. 30
그림 9. 재료 압출형 3D 프린팅 장비. 30
그림 10. 서로 다른 고형분 함량을 가진 알루미나 페이스트의 나노입자 함량별 점성 거동; (a) 나노입자 0 wt%, (b) 3 wt%, (c) 5 wt%, (d)... 34
그림 11. 서로 다른 고형분 함량을 가진 알루미나 페이스트의 전단 속도; (a) 1 s-1, (b) 10 s-1, (c) 50 s-1 에서의 점도.[이미지참조] 35
그림 12. 서로 다른 고형분 함량을 가진 알루미나 페이스트의 나노입자 함량별 complex modulus 거동; (a) 나노입자 함량 0 wt%, (b) 3 wt%,... 38
그림 13. 고형분 54 vol%일 때 나노입자 함량에 따른 complex modulus 거동. 39
그림 14. 나노입자 함량과 고형분 함량에 따른 항복응력. 40
그림 15. Planetary mixer와 3-roll-mill로 제조한 나노입자 유무별 알루미나 페이스트의 점성 거동; (a) 0 wt% Planetary mixer, (b) 0 wt% 3-roll-mill, (c) 7 wt%... 43
그림 16. Planetary mixer와 3-roll-mill로 제조한 나노입자 유무별 알루미나 페이스트의 complex modulus 거동; (a) 0 wt% Planetary mixer,... 44
그림 17. 입도계를 통한 페이스트 균질성 확인; (a) 나노입자 7 wt%, 고형분 함량 54 vol% planetary mixer, (b)... 45
그림 18. 3-roll-mill로 제조한 나노입자 7 w%, 고형분 함량 62 vol% 알루미나 페이스트의 헤드 이동 속도와 로터... 48
그림 19. 헤드 이동 속도와 로터 회전 속도에 따라 프린팅한 알루미나 페이스트의 두께 변화. 49
그림 20. Planetary mixer로 제조한 최적화된 알루미나 페이스트를 나노입자 함량에 따라 프린팅한 최대 적층 높이 변화; (a) 나노입자 함량 0... 51
그림 21. (a) Dilatometer 분석을 통해 측정한 알루미나 페이스트의 수축 거동, (b) 수축 변화량. 54
그림 22. 분산제 열중량 분석 결과. 56
그림 23. 소결 공정 과정. 57
그림 24. 가압 성형한 N0, N7와 3-roll-mill로 제작한 N7의 소결 밀도. 58