항공우주산업에서는 적층가공(AM)이 많은 관심을 받고 있는데, 특히 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)과 금속다중재료화는 구조부품의 경량화와 AM의 부가가치를 높이는 핵심 이슈이다. 3D 프린팅 기술. 동북대학교 대학원 공학연구부와 유체과학연구소는 2022년 5월 26일, 3D 라미네이트된 금속 기판에 직접 압착이 가능한 CFRP 접합 소재를 공동 개발했다고 발표했다. 현재 접착제 결합.
도호쿠 대학 공학 대학원의 Keiichi Shirasu, Masayoshi Mizutani, Shigeru Obayashi와 JAMCO의 공동 연구팀은 이 연구에서 SLM(Selective Laser Melting) 방법을 채택했습니다.
원통형 돌출부는 티타늄 합금 판의 표면에 3D 인쇄되었습니다. 원통형 돌출부의 표면 구조는 전단 하중을 크림프 CFRP로 효과적으로 전달할 수 있습니다. 3D 프린팅된 티타늄 합금 판과 CFRP 판 사이에 CFRP 프리프레그를 삽입하고 함께 가열 및 압착하여 CFRP/티타늄 합금 접합 재료를 성공적으로 제조했습니다. CFRP 플레이트와 원통형 돌출부는 여기에 삽입된 CFRP 프리프레그에 의해 함께 결합되어 CFRP/티타늄 합금 인터페이스에서 파단(계면 박리)을 억제합니다. 전단 결합 강도는 20.6MPa로 시중에서 판매되는 티타늄 합금 판재에 접목된 CFRP보다 64% 더 높습니다. 현재 접착 접착 수준과 같거나 더 높은 수준을 달성합니다.
이번 연구는 일본 NEDO(National New Energy and Industrial Technology Development Agency)의 선도적인 연구 프로그램인 "항공우주 분야에서 기존 접합보다 더 높은 신뢰성을 달성하기 위해 다중 재료 3D 접합 및 최적 성형 기술을 개발"한 결과입니다.
CFRP의 형상과 특성에 따라 금속 표면 구조가 최적화됩니다. 본 프로젝트의 결과와 결합하여 향후 실용 부품의 다중소재 구현 및 설계 유연성과 소재 특성을 고려한 제품 제조 기술을 확보할 수 있을 것으로 기대된다. 경량화를 실현하면서도 가공폐기물 발생량과 에너지 사용량을 대폭 삭감합니다.
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