다중적층 소재 레이저용접 열영향 해석
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2021
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Korean
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자료형태
학술저널
수록면
319-319(1쪽)
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고분자화합물인 폴리머는 낮은 온도에서 성형성이 매우 우수하고 무게 대비 강도가 좋아서 자동차 내외장재에 많이 사용된다. 환경문제가 점점 심각해짐에 따라 배기가스 규제는 더욱 강화되고 있으며, 경량 소재인 폴리머 또한 계속해서 금속 재료의 대체재로써 사용량이 늘어날 전망이다. 늘어나는 폴리머 사용량과 함께 폴리머의 접합기술에 대한 연구가 활발하다. 폴리머의 이종재료 접합 시 접착제로서 폴리우레탄, 에폭시 등을 이용한다. 하지만, 화학조성이나 제조사의 혼합비 조성에 따라 매우 다양한 특성을 발휘하고, 원가 부담 및 제조공장의 환경오염이 문제점으로 지적되고 있다. 이러한 문제를 보완하기 위해 레이저투과 접합을 이용하여 투과성이 높은 폴리머(PC)를 흡수성이 높은 폴리머(ABS) 위에 올려놓고 레이저 빔을 투과성이 높은 폴리머를 통하여 조사시켜 레이저의 출력을 하단의 폴리머에 전달하여 계면에서 접합시킨다. 이때 두 폴리머 사이 스테인리스 소재의 Wire Mesh를 추가하여 레이저투과 접합을 하면 기존의 이종소재 폴리머 접합 강도보다 더 좋은 접합강도를 얻을 수 있다.
본 연구에서는 980nm 다이오드 레이저와 레이저투과 접합을 이용하여 용접한 다중 적층 폴리머 소재의 열분포 분석을 진행하였다. 실시간 온도측정을 위하여 FLIR™ 열화상 카메라를 사용하였고 실험결과를 이론적 검증 및 컴퓨터 시뮬레이션으로 해석하기 위해서 다중물리해석 툴인 COMSOL™ Multiphysics가 사용되었다. 실시간으로 측정한 용접온도와 컴퓨터 시뮬레이션으로 해석한 온도를 비교분석 하였다.
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