융합 필라멘트 제작 방식으로 제조된 PLA-목재 복합체의 피로 거동

이 논문에서는 융합 필라멘트 제작 방식으로 처리된 목재로 강화된 폴리락틱산 기반 복합체(상표명: Timberfill)의 피로 거동을 회전 굽힘 피로 테스트를 통해 분석합니다. 이 소재는 본래 폴리머 필라멘트 간의 내부 마찰을 증가시켜 PLA의 저항성을 높이는 것을 목표로 개발되었습니다. 이 연구는 목재의 포함이 기능적 관점에서 예상되는 기계적 장점을 제공하는지 확인하는 것을 목표로 합니다. 목재가 소재의 기계적 거동에 미치는 영향을 비강화 PLA 샘플에서 관찰된 유사한 실험 결과와 비교하여 평가합니다. 우선, 최대 사이클 수를 초래하는 최적의 매개변수 및 수준이 결정되고, PLA에서 발견된 것과 비교됩니다. 레이어 높이, 충전 수준 및 노즐 직경이 피로 수명에 가장 큰 영향을 미치는 매개변수로 입증되었습니다. 두 번째 단계에서는 최적의 매개변수 세트로 제조된 샘플 세트를 다양한 응력 수준에서 테스트하여 S-N 곡선을 나타냅니다. 최대 응력이 17.9 MPa인 샘플에서 무한 수명이 관찰되었습니다. 따라서 이 값은 주기적 굽힘 응력에 처한 Timberfill 원통형 부품의 내구 한계에 대한 하한값으로 간주될 수 있습니다. SEM 관찰 결과 목재가 PLA 매트릭스에 해로운 영향을 미친다는 것이 밝혀졌습니다. 이는 부착된 필라멘트의 결합력을 감소시키고 기본 재료의 연성 거동을 증가시키기 때문입니다.