격자 코어 형상이 PETG 샌드위치 패널 성능에 미치는 영향

본 연구는 FDM 방식으로 제작된 PETG 샌드위치 패널의 격자 코어 형상이 인장 및 굽힘 특성에 미치는 영향을 규명하고자 했습니다. 정사각형, 원형, 타원형, 팔각형, 오각형, 육각형의 여섯 가지 코어 형상을 FDM 제어 변수 하에 제작하고 ASTM D638 및 D790 표준에 따라 기계적 특성을 평가했습니다. 실험 결과, 오각형 코어는 가장 높은 굽힘 강도(23.2 MPa)와 최대 하중(322 N)을 보였으며, 육각형 코어는 가장 높은 인장 강도(24.8 MPa)를 나타냈습니다. 분산 분석(ANOVA, p<0.001) 결과, 코어 형상이 인장 및 굽힘 강도 변화의 각각 93.4%와 93.8%를 설명하는 것으로 나타나, 코어 형상이 기계적 성능에 지배적인 영향을 미침을 확인했습니다. Taguchi S/N 비 평가에서는 인장 및 굽힘 성능 모두 코어 형상 변화에 대해 유사하게 높은 민감도를 보였습니다(상대적 차이 약 2.5%). ABAQUS/CAE로 구축된 탄소성 유한요소해석(FEA) 모델은 실험 결과와 4.1%의 오차 범위 내에서 굽힘 강도를 예측하여 모델의 신뢰성을 입증했습니다. 동일한 코어 토폴로지를 가진 PLA+ 패널과 비교했을 때, PETG 패널은 12~16%의 강도 손실을 보였으나 연성은 58~63% 증가했습니다. 이는 코어 토폴로지가 평가된 열가소성 매트릭스 전반에 걸쳐 성능을 결정함을 시사합니다. 본 연구 결과는 FDM으로 제작되는 샌드위치 구조물의 토폴로지 설계에 정량적인 지침을 제공할 것입니다.