KR20200052435A - Test for strength between layers deposited by 3d printing - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a method for estimating strength between 3D printing stacked interfaces. The method for estimating strength between 3D printing stacked interfaces comprises the steps of: a) forming a stacking part by stacking, on an upper surface of a base material part of a predetermined size, metal powder at a predetermined thickness by 3D printing; b) cutting the base material part and the stacking part into predetermined shapes, wherein a test specimen is produced by cutting the base material part and the stacking part so that the same has interface portions in which portions thereof are in contact with each other; c) fixing a base material part-side end of the test specimen to a first jig for tension and fixing a stacking part-side end of the test specimen to a second jig for tension; d) applying a tensile load to the test specimen through the first jig for tension and the second jig for tension; and e) evaluating the strength between the interfaces of the interface portions while applying the load. Therefore, the method can provide high-quality products produced by 3D printing.

Description

3D 프린트 적층 계면간 강도 평가방법{TEST FOR STRENGTH BETWEEN LAYERS DEPOSITED BY 3D PRINTING}Method for evaluating strength between 3D printed laminated interfaces {TEST FOR STRENGTH BETWEEN LAYERS DEPOSITED BY 3D PRINTING}

본 발명은 3D 프린팅 기술로 제작되는 제품에서 적층되는 2차원 단면의 계면간의 강도 평가방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for evaluating strength between interfaces of two-dimensional cross-sections laminated in a product manufactured by 3D printing technology.

3D 프린팅 기술은 2차원 단면을 높이 방향으로 적층함으로써 3차원의 형상을 구현하는 기술로, 적층되는 2차원 단면간의 계면 강도가 높아야 제작된 전체 제품의 강도가 확보된다.3D printing technology is a technology that realizes a three-dimensional shape by stacking two-dimensional cross-sections in the height direction, and the interface strength between the two-dimensional cross-sections to be stacked is high to ensure the strength of the entire manufactured product.

또한, 클래딩(cladding) 기술로 제품 표면에 코팅을 할 경우, 모재와 클래딩 적층부 간의 결합력은 계면 강도를 의미하며, 이러한 지표는 클래딩 기술에서 중요한 평가 요소가 된다.In addition, when the product surface is coated with cladding technology, the bonding force between the base material and the cladding laminate refers to the interface strength, and these indices are important evaluation factors in the cladding technology.

금속 3D 프린팅 기술은 열원을 이용하여 소재를 적층하는데, 이때 적용되는 용입열에 의하여 적층부와 모재부의 금속 결정구조는 변태되어 소재의 기계적 성질에 영향을 미치게 되며, 적층부와 모재부의 계면은 열 응력(thermal stress)에 의한 결함 발생이 빈번하여 금속 3D 프린팅 기술에서 적층계면에 대한 평가 및 분석이 요구된다.The metal 3D printing technology uses a heat source to stack the materials. At this time, the metal crystal structure of the stacked portion and the base material is transformed by the heat of penetration applied to affect the mechanical properties of the material, and the interface between the stacked portion and the base material is thermal. Defects due to thermal stress are frequently generated, and evaluation and analysis of the lamination interface is required in the metal 3D printing technology.

그런데, 3D 프린팅 산업이 주목을 받으면서 관련 산업전반에서 적층계면 간의 강도를 평가하기 위한 실험 방법이 필요한 실정이지만, 3D 프린팅으로 제작된 적층부의 계면 강도를 평가하는 실험 방법이 전무한 실정이다.However, as the 3D printing industry is receiving attention, there is a need for an experimental method for evaluating the strength between lamination interfaces in all related industries, but there is no experimental method for evaluating the interfacial strength of a laminate produced by 3D printing.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 2차원 단면을 높이 방향으로 적층함으로써 3차원의 형상을 구현하는 3D 프린팅 기술로 제작되는 제품에 대한 기계적 강도를 평가함으로써 높은 품질의 3D 프린팅 제작 제품을 제공할 수 있도록 한 3D 프린트 적층 계면간 강도 평가방법을 제공하는데 있다.Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a high-quality 3D printed production product by evaluating the mechanical strength of a product manufactured by 3D printing technology that realizes a three-dimensional shape by stacking two-dimensional cross-sections in a height direction. To provide a method for evaluating the strength between 3D printed lamination interfaces.

본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린트 적층 계면간 강도 평가방법은, a) 일정 크기의 모재부의 상면에 3D 프린팅으로 금속 분말을 일정 두께로 적층하여 적층부를 성형하는 단계; b) 상기 모재부 및 적층부를 소정의 형상으로 절단하되 상기 모재부 및 상기 적층부의 일부분이 접하는 계면부를 갖도록 절단하여 시험편을 제작하는 단계; c) 상기 시험편의 모재부측 단부를 인장용 제1 지그에 고정하고, 상기 시험편의 적층부측 단부를 인장용 제2 지그에 고정하는 단계; d) 상기 인장용 제1 지그 및 상기 인장용 제2 지그를 통해 상기 시험편에 인장 하중을 부여하는 단계; 및 e) 하중을 부여하는 과정에서 상기 계면부의 계면간의 강도를 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method for evaluating the strength between 3D printed lamination interfaces according to an embodiment of the present invention includes: a) forming a laminate by laminating metal powder to a predetermined thickness by 3D printing on a top surface of a base material of a certain size; b) cutting the base material portion and the stacked portion in a predetermined shape, but cutting the base material portion and the portion of the stacked portion so as to have an interface portion to prepare a test piece; c) fixing the end portion of the test piece to the first jig for tension, and fixing the end portion of the test piece to the second jig for tension; d) applying a tensile load to the test piece through the first jig for tension and the second jig for tension; And e) evaluating the strength between the interfaces at the interface in the process of applying the load.

일 실시예에서, 상기 d)단계는, 상기 시험편을 목표온도까지 가열하고 일정시간 유지하는 단계; 및 상기 목표온도에서 시험편이 가열되면 상기 시험편의 길이방향으로 인장하중을 부여하는 단계를 포함한다.In one embodiment, the step d), heating the test piece to a target temperature and maintaining it for a certain period of time; And when the test piece is heated at the target temperature, imparting a tensile load in the longitudinal direction of the test piece.

일 실시예에서, 상기 e)단계는 상기 시험편이 상기 계면부의 계면간의 분리에 의한 파단이 관찰되는지 여부를 확인하는 단계를 포함한다.In one embodiment, step e) includes checking whether the test piece is observed to be broken by separation between interfaces of the interface.

본 발명에 따른 3D 프린트 적층 계면간 강도 평가방법에 의하면, 3D 프린팅 제작 부품에 대한 적층 계면간 강도를 평가하기 위한 시험편 제작 방법 및 시험 방법을 제공하여, 2차원 단면을 높이 방향으로 적층함으로써 3차원의 형상을 구현하는 3D 프린팅 기술로 제작되는 제품에 대한 기계적 강도를 평가하고, 높은 품질의 3D 프린팅 제작 제품을 제공할 수 있는 이점이 있다.According to the method for evaluating the strength of inter-interface 3D printed laminates according to the present invention, a test piece manufacturing method and a test method for evaluating inter-layer interfacial strength for 3D printed production parts are provided, and three-dimensional sections are stacked in a height direction. It has the advantage of evaluating the mechanical strength of a product produced by 3D printing technology that realizes the shape of and providing a high-quality 3D printing production product.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린트 적층 계면간 강도 평가방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2a는 도 1의 S110 단계의 모습을 나타낸 도면이다.
도 2b는 도 1의 S120 단계의 모습을 나타낸 도면이다.
도 2c는 도 1의 S130 단계 및 S140 단계의 모습을 나타낸 도면이다.1 is a flow chart for explaining a method for evaluating strength between 3D printed lamination interfaces according to an embodiment of the present invention.
2A is a view showing a state of step S110 of FIG. 1.
2B is a view showing a state of step S120 of FIG. 1.
FIG. 2C is a view showing steps S130 and S140 of FIG. 1.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린트 적층 계면간 강도 평가방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Hereinafter, a method for evaluating strength between 3D printed laminate interfacial interfaces according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention can be applied to various changes and may have various forms, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosure form, and it should be understood that it includes all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown to be enlarged than the actual for clarity of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components. For example, the first component may be referred to as a second component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the second component may be referred to as a first component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, terms such as “include” or “have” are intended to indicate the presence of features, numbers, steps, actions, elements, parts or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains. Terms, such as those defined in a commonly used dictionary, should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application. Does not.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린트 적층 계면간 강도 평가방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2a는 도 1의 S110 단계의 모습을 나타낸 도면이고, 도 2b는 도 1의 S120 단계의 모습을 나타낸 도면이고, 도 2c는 도 1의 S130 단계 및 S140 단계의 모습을 나타낸 도면이다.1 is a flow chart for explaining a method for evaluating strength between 3D printed lamination interlayers according to an embodiment of the present invention, FIG. 2A is a view showing a state of step S110 of FIG. 1, and FIG. 2B is a step S120 of FIG. 1 2C is a view showing a state of steps S130 and S140 of FIG. 1.

도 1 내지 도 2c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린트 적층 계면간 강도 평가방법은, a) 일정 크기의 모재부의 상면에 3D 프린팅으로 금속 분말을 일정 두께로 적층하여 적층부를 성형하는 단계(S110); b) 상기 모재부 및 적층부를 소정의 형상으로 절단하되 상기 모재부 및 상기 적층부의 일부분이 접하는 계면부를 갖도록 절단하여 시험편을 제작하는 단계(S120); c) 상기 시험편의 모재부측 단부를 인장시험기의 제1 지그에 고정하고, 상기 시험편의 적층부측 단부를 인장시험기의 제2 지그에 고정하는 단계(S130); d) 상기 인장용 제1 지그 및 상기 인장용 제2 지그를 통해 상기 시험편에 인장 하중을 부과하는 단계(S140); 및 e) 하중을 부과하는 과정에서 상기 계면부의 계면간의 강도를 평가하는 단계(S150)를 포함한다.1 to 2C, a method for evaluating strength between 3D printed lamination interfaces according to an embodiment of the present invention comprises: a) laminating a metal powder to a predetermined thickness by 3D printing on a top surface of a base material portion of a predetermined size to form a laminated portion Step (S110); b) cutting the base material portion and the stacked portion in a predetermined shape, but cutting the base material portion and the portion of the stacked portion so as to have an interface portion to make a test piece (S120); c) fixing the base-side end of the test piece to the first jig of the tensile tester, and fixing the end-side of the laminated part of the test piece to the second jig of the tensile tester (S130); d) imposing a tensile load on the test piece through the first jig for tension and the second jig for tension (S140); And e) evaluating the strength between the interfaces at the interface in the process of imposing a load (S150).

상기 모재부(110)는 금속 재질이고, 소정의 두께를 갖는 사각의 플레이트 형상으로 준비될 수 있다. 상기 모재부(110)의 금속의 종류에는 특별한 제한은 없으며, 강도 평가를 위해 3D 프린팅이 가능한 여러 금속 종류 중에서 선택될 수 있다.The base material 110 is a metal material, and may be prepared in a rectangular plate shape having a predetermined thickness. There is no particular limitation on the type of metal of the base material 110, and it can be selected from several types of metals capable of 3D printing for strength evaluation.

상기 적층부(120)는 사각의 평면 형상을 갖도록 형성될 수 있고, 상기 적층부(120)를 형성하기 위한 금속 분말의 종류에는 특별한 제한은 없으며, 강도 평가를 위해 3D 프린팅이 가능한 여러 금속 종류 중에서 선택될 수 있다.The lamination part 120 may be formed to have a square planar shape, and there is no particular limitation on the type of metal powder for forming the lamination part 120, and among various metal types capable of 3D printing for strength evaluation Can be selected.

일 예로, 상기 모재부(110) 및 적층부(120)는 동일 재질로 구비될 수 있다.For example, the base material portion 110 and the stacking portion 120 may be provided with the same material.

상기 인장시험기는 수평 이동이 가능한 제1 지그(210) 및 제2 지그(220)를 갖는 통상의 인장시험기가 사용될 수 있다. 제1 지그(210) 및 제2 지그(220)는 시험편(100)을 가열할 수 있도록 구비된다.The tensile tester may be a conventional tensile tester having a first jig 210 and a second jig 220 capable of horizontal movement. The first jig 210 and the second jig 220 are provided to heat the test piece 100.

상기 S110 단계에서, 모재부(110)의 상면에 적층되는 적층부(120)는 모재부(110)의 면적보다 작은 면적으로 적층될 수 있다.In the step S110, the stacked portion 120 stacked on the upper surface of the base material portion 110 may be stacked with an area smaller than the area of the base material portion 110.

상기 S120 단계에서, 모재부(110) 및 적층부(120)를 절단할 때, 모재부(110)는 사각 형상의 제1 지그연결부(111) 및 제1 지그연결부(111)로부터 연장되되 제1 지그연결부(111)의 폭보다 작은 폭으로 감소하여 연장되는 적층부연결부(112)를 갖도록 절단되고, 적층부(120)는 사각 형상의 제2 지그연결부(121) 및 제2 지그연결부(121)로부터 연장되되 제2 지그연결부(121)의 폭보다 작은 폭으로 감소하여 연장되는 모재부연결부(122)를 갖도록 절단된다. 이때, 모재부(110)의 적층부연결부(112)의 단부측의 평면의 일부 및 적층부(120)의 모재부연결부(122)의 단부측의 저면의 일부가 서로 접한 상태가 되도록 절단되어, 모재부(110) 및 적층부(120) 간에 접하는 계면부(101)를 갖는 시험편(100)이 제작된다.In the step S120, when cutting the base material portion 110 and the stacked portion 120, the base material portion 110 extends from the first jig connecting portion 111 and the first jig connecting portion 111 having a square shape, but the first The jig connecting portion 111 is cut to have a stacking portion connecting portion 112 that extends to a width smaller than the width, and the stacking portion 120 has a second quadrangular jig connecting portion 121 and a second jig connecting portion 121 It extends from but is cut to have a base material connecting portion 122 extending from a width smaller than the width of the second jig connecting portion 121. At this time, a part of the plane of the end side of the stacking part connection part 112 of the base material part 110 and a part of the bottom surface of the end side of the base material part connection part 122 of the stacking part 120 are cut to be in contact with each other, A test piece 100 having an interface portion 101 in contact with the base material portion 110 and the stacked portion 120 is manufactured.

상기 S130 단계에서, 시험편(100)의 모재부(110)의 제1 지그연결부(111)가 제1 지그(210)에 고정되고, 시험편(100)의 적층부(120)의 제2 지그연결부(121)가 제2 지그(220)에 고정된다. 이때, 계면부(101)는 제1 지그(210) 및 제2 지그(220)의 이격된 공간 내에 위치한다. 즉, 계면부(101)는 제1 지그(210) 및 제2 지그(220)와 연결되지 않는다. 제1 지그(210) 및 제2 지그(220)의 이동 방향은 시험편(100)의 길이방향과 평행하다.In step S130, the first jig connecting portion 111 of the base portion 110 of the test piece 100 is fixed to the first jig 210, and the second jig connecting portion of the stacked portion 120 of the test piece 100 ( 121) is fixed to the second jig 220. At this time, the interfacial portion 101 is located in the spaced apart space of the first jig 210 and the second jig 220. That is, the interface 101 is not connected to the first jig 210 and the second jig 220. The movement direction of the first jig 210 and the second jig 220 is parallel to the longitudinal direction of the test piece 100.

상기 S140 단계는 시험편을 목표온도까지 가열하는 단계; 및 상기 목표온도까지 시험편이 가열되면 상기 시험편의 길이방향으로 인장하중을 부여하는 단계를 포함한다.The step S140 includes heating the test piece to a target temperature; And when the test piece is heated to the target temperature, imparting a tensile load in the longitudinal direction of the test piece.

상기 목표온도는 다수 설정될 수 있다. 예를 들어, 목표온도는 200℃, 400℃, 600℃, 800℃로 각각 설정될 수 있다. A plurality of target temperatures may be set. For example, target temperatures may be set to 200 ° C, 400 ° C, 600 ° C, and 800 ° C, respectively.

상기 S150 단계는 S140 단계에서 설정되는 각각의 목표온도 별로 고온 환경에서 3D 프린트 적층 계면간 강도 평가가 진행될 수 있다. 이때, 각각의 목표온도 별로 시험편(100)의 인장강도를 측정하며, 시험편(100)이 계면부(101)에서 파단되었는지 여부를 확인한다. 시험편(100)이 계면부(101)에서 파단되지 않고 적층부(120) 또는 모재부(110)에서 파단된 경우 계면부(101)의 계면 간의 강도가 양호한 것으로 판단된다.In step S150, strength evaluation may be performed between 3D printed lamination interfaces in a high-temperature environment for each target temperature set in step S140. At this time, the tensile strength of the test piece 100 is measured for each target temperature, and it is checked whether the test piece 100 is broken at the interface 101. When the test piece 100 is not broken at the interface portion 101 but is broken at the stacked portion 120 or the base material portion 110, it is determined that the strength between the interfaces of the interface portion 101 is good.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린트 적층 계면간 강도 평가방법은 3D 프린팅 제작 부품에 대한 적층 계면간 강도를 평가하기 위한 시험편 제작 방법 및 시험 방법을 제공하여, 2차원 단면을 높이 방향으로 적층함으로써 3차원의 형상을 구현하는 3D 프린팅 기술로 제작되는 제품에 대한 기계적 강도를 평가하고, 높은 품질의 3D 프린팅 제작 제품을 제공할 수 있는 이점이 있다.The method for evaluating the strength of inter-interface 3D printed laminates according to an embodiment of the present invention provides a test piece production method and a test method for evaluating inter-layer interfacial strength for 3D printed production parts, and stacks two-dimensional sections in a height direction By doing so, it is possible to evaluate the mechanical strength of a product produced by 3D printing technology that realizes a three-dimensional shape, and to provide a high-quality 3D printed production product.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.The description of the presented embodiments is provided to enable any person of ordinary skill in the art to use or practice the present invention. Various modifications to these embodiments will be apparent to those skilled in the art of the present invention, and the general principles defined herein can be applied to other embodiments without departing from the scope of the present invention. Thus, the present invention should not be limited to the embodiments presented herein, but should be interpreted in the broadest scope consistent with the principles and novel features presented herein.

Claims (3)

a) 일정 크기의 모재부의 상면에 3D 프린팅으로 금속 분말을 일정 두께로 적층하여 적층부를 성형하는 단계;
b) 상기 모재부 및 적층부를 소정의 형상으로 절단하되 상기 모재부 및 상기 적층부의 일부분이 접하는 계면부를 갖도록 절단하여 시험편을 제작하는 단계;
c) 상기 시험편의 모재부측 단부를 인장용 제1 지그에 고정하고, 상기 시험편의 적층부측 단부를 인장용 제2 지그에 고정하는 단계;
d) 상기 인장용 제1 지그 및 상기 인장용 제2 지그를 통해 상기 시험편에 인장 하중을 부여하는 단계; 및
e) 하중을 부여하는 과정에서 상기 계면부의 계면간의 강도를 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
3D 프린트 적층 계면간 강도 평가방법.a) forming a laminated part by laminating metal powder to a certain thickness by 3D printing on the upper surface of the base material part of a certain size;
b) cutting the base material portion and the stacked portion into a predetermined shape, but cutting the base material portion and a portion of the stacked portion so as to have an interface portion to prepare a test piece;
c) fixing the end portion of the test piece to the first jig for tension, and fixing the end portion of the test piece to the second jig for tension;
d) applying a tensile load to the test piece through the first jig for tension and the second jig for tension; And
e) evaluating the strength between the interfaces of the interface in the process of applying the load,
Method for evaluating strength between 3D printed lamination interfaces. 제1항에 있어서,
상기 d)단계는,
상기 시험편을 목표온도까지 가열하고 일정시간 유지하는 단계; 및
상기 목표온도에서 시험편이 가열되면 상기 시험편의 길이방향으로 인장하중을 부여하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
3D 프린트 적층 계면간 강도 평가방법.According to claim 1,
Step d),
Heating the test piece to a target temperature and maintaining it for a predetermined time; And
When the test piece is heated at the target temperature, characterized in that it comprises the step of applying a tensile load in the longitudinal direction of the test piece,
Method for evaluating strength between 3D printed lamination interfaces. 제2항에 있어서,
상기 e)단계는 상기 시험편이 상기 계면부의 계면간의 분리에 의한 파단이 관찰되는지 여부를 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
3D 프린트 적층 계면간 강도 평가방법.According to claim 2,
The step e) is characterized in that the test piece comprises the step of confirming whether or not fracture due to separation between the interfaces is observed.
Method for evaluating strength between 3D printed lamination interfaces.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005214918A (en) * 2004-02-02 2005-08-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Device for evaluating adhesive force of laminated component, and its method
KR20080090721A (en) * 2007-04-05 2008-10-09 희성금속 주식회사 Peel test sample manufacturing method of metal same and different kind cladding materials and peel testing method by the sample
JP2009276221A (en) * 2008-05-15 2009-11-26 Sumitomo Light Metal Ind Ltd Tensile strength evaluating method of joining interface in lap fillet joint and test piece therefor
JP2017214635A (en) * 2016-06-02 2017-12-07 三菱重工業株式会社 Method for forming dissimilar metal laminated structure
JP2018036219A (en) * 2016-09-02 2018-03-08 東京電力ホールディングス株式会社 Residual life estimation method of laminated structure

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005214918A (en) * 2004-02-02 2005-08-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Device for evaluating adhesive force of laminated component, and its method
KR20080090721A (en) * 2007-04-05 2008-10-09 희성금속 주식회사 Peel test sample manufacturing method of metal same and different kind cladding materials and peel testing method by the sample
JP2009276221A (en) * 2008-05-15 2009-11-26 Sumitomo Light Metal Ind Ltd Tensile strength evaluating method of joining interface in lap fillet joint and test piece therefor
JP2017214635A (en) * 2016-06-02 2017-12-07 三菱重工業株式会社 Method for forming dissimilar metal laminated structure
JP2018036219A (en) * 2016-09-02 2018-03-08 東京電力ホールディングス株式会社 Residual life estimation method of laminated structure

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