본 논문에서는 3D 프린팅 공정을 통해 제작된 단섬유 강화 복합소재 구조물의 기계적 거동을 효과적으로 예측하기 위한 AM 공정 연계 구조 해석 기법을 제안하였다. 복합소재 3D 프린터(Mark Two, Markforged)를 활용하여 다양한 노즐 경로를 갖는 인장 시편을 출력하였으며, 출력물에 대한 인장 시험을 진행하였다. 또한, 노즐 경로에 따른 부위별 이방 물성을 도출하기 위해 실험적 데이터를 기반으로 역공학 기법을 적용하였다. 제안된 AM 공정 연계 구조 해석 방안의 타당성을 검증하기 위해 실험 결과와의 비교/분석을 병 행하였으며, 부위별 이방 물성이 반영된 FE 모델을 바탕으로 AM 공정 연계 구조 해석을 수행함으로써 복합소재 3D 프린팅 출력물의 거동 양상을 정확하게 예측할 수 있음을 확인하였다.

In this paper, additive manufacturing (AM)-structural coupled analysis was proposed to accurately predict the mechanical behavior of 3D printed short-fiber reinforced composite structures. Tensile specimens were printed using a composite 3D printer (Mark Two, Markforged), and tensile tests were conducted on specimens manufactured with various nozzle paths. In addition, a reverse engineering scheme was applied to the experimental data to reasonably derive local anisotropic material properties according to the nozzle paths. Consequently, AM-structural coupled analysis was performed using the enhanced finite element model with mapped local materials properties, and the mechanical behavior of the 3D printed short-fiber reinforced composite was accurately described. To demonstrate the effectiveness of the proposed AM-structural coupled analysis model, the computational results obtained were compared with experimental results.

Abstract
1. 서 론
2. AM 공정 연계 구조 해석
    2.1 FDM 3D 프린팅 출력물에 대한 실험적 물성 도출
    2.2 역공학을 통한 해석적 이방 물성 도출
    2.3 노즐 경로가 고려된 구조 해석
3. 수치 예제 및 고찰
    3.1 탄성 영역 거동 특성 분석
    3.2 소성 영역 거동 및 파단 특성 분석
4. 결 론
감사의 글
References
요 지

• 이긍현(국립금오공과대학교 기계공학과 석사과정) | Geung-Hyeon Lee (Graduate Student, Department of Mechanical Engineering, Kumoh National Institute of Technology, Gumi, 39177, Korea)
• 장다영(국립금오공과대학교 기계공학과 석사과정) | Da-Young Jang (Graduate Student, Department of Mechanical Engineering, Kumoh National Institute of Technology, Gumi, 39177, Korea)
• 선채림(서울시립대학교 기계정보공학과 석사과정) | Chae-Rim Seon (Graduate Student, Department of Mechanical and Information Engineering, The University of Seoul, Seoul, 02504, Korea)
• 윤민호(서울시립대학교 기계정보공학과 부교수) | Minho Yoon (Associate Professor, Department of Mechanical and Information Engineering, The University of Seoul, Seoul, 02504, Korea)
• 한장우(국립금오공과대학교 기계시스템공학부 조교수) | Jang-Woo Han (Assistant Professor, School of Mechanical System Engineering, Kumoh National Institute of Technology, Gumi, 39177, Korea) Corresponding author