Study on Impact Properties of Polyamide 12 depending on Temperature by Selective Laser Sintering Process

Additive manufacturing process technology, known as the 3D printing process, is expanding its utilization from simple model realization to commercialized part production based on continuous material development. Recently, research and development have been actively carried out to fabricate lightweight and high-strength parts using polymers, such as polyamide (polyamide), which is a high-strength engineering plastic material. In this study, the Izod impact characteristics were analyzed for polyamide 12 (PA12) materials. For the specimen production, selective laser sintering process technology, which has excellent mechanical properties of finished products, was applied. In addition, PA12 and glass bead reinforced PA12 materials were produced. The specimens were classified according to the production direction on the production platform, and each specimen was subjected to an Izod test at test temperatures of $-25^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, and $60^{\circ}C$. As a result, the impact strength of PA12 and glass bead-reinforced PA12 of vertical direction specimens were 48.8% and 16.3% lower than those of the parallel specimens at a $25^{\circ}C$ test temperature and the impact strength of parallel specimens was improved by 46.5% and 20.4% at a test temperature of $60^{\circ}C$ compared to that at $-25^{\circ}C$.

선택적 레이저 소결 공정 적용 폴리아미드 12의 온도별 충격 특성에 관한 연구

3D 프린팅 공법으로 알려진 적층 공정 기술은 지속적인 소재 개발을 바탕으로 모형 제작부터 상용화 부품 제작까지 활용도를 확장하고 있다. 최근 들어 고강도 엔지니어링 플라스틱 소재 중의 하나인 polyamide (폴리아미드) 계열의 고분자를 활용하여 경량화 및 고강도의 부품을 제작하는 연구 개발이 활발히 진행되고 있다. 이번 연구에서는 polyamide 12 (PA12) 소재를 대상으로 Izod 충격 특성을 분석하였다. 시편 제작을 위해 기계적 특성이 우수한 선택적 레이저 소결 (Selective Laser Sintering) 공정 방식을 적용하였으며, PA12 및 글라스 비드 (glass bead) 보강 PA12 소재로 구분하여 제작하였다. 시편은 제작 플랫폼 상의 제작방향 별로 구분하였으며, 각 시험편을 $-25^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, $60^{\circ}C$의 시험온도 환경에서 Izod 테스트를 진행하였다. 그 결과로, 각 PA12 및 글라스 비드 보강 PA12의 충격강도 값은, $25^{\circ}C$시험온도에서 제작방향이 수직인 경우 평행 시편 대비하여 48.8% 및 16.3%의 충격강도 값 저하를, 시험 온도에 따른 영향으로는 평행 시편을 기준으로 $60^{\circ}C$의 충격강도 값이 $-25^{\circ}C$ 대비하여 46.5% 및 20.4% 향상됨을 확인할 수 있었다.