목적 기계적 특성 측면에서 더 높은 성능의 폴리머들이 재료 압출 기반 적층제조에 활용 가능해짐에 따라, 충전(infill) 파라미터 설정을 결정하는 일은 출력물의 작동 성능과 기계적 성능을 모두 달성하기 위해 더욱 중요해지고 있다. 탄소섬유 강화 폴리에터에터케톤(carbon fiber reinforced poly-ether-ether-ketone, CFR-PEEK)의 재료 압출을 대상으로, 본 연구는 충전 파라미터가 작동 성능과 기계적 성능에 미치는 영향을 규명하는 것뿐만 아니라, 상충하는 효과를 고려하는 다기준 의사결정 과정을 통해 적절한 충전 설정을 도출하는 것을 목적으로 한다. 설계/방법론/접근 본 연구에서는 두 가지 주요 충전 파라미터(즉, 충전 패턴과 밀도)가 각 성능 지표(즉, 출력 시간, 시편 질량, 에너지 소비, 최대 인장 하중)에 미치는 영향을 조사하기 위해 완전요인 실험(full-factorial experimental design)을 각각 수행함으로써, 각 성능 지표에 대한 최적의 충전 설정을 도출한다. 작동 성능을 위한 에너지 소비와 기계적 성능을 위한 최대 인장 하중에 초점을 맞추어, 상충하는 성능 지표들에 대한 상대적 선호를 반영하여 가장 적절한 충전 설정을 식별하기 위해 이상해(ideal solution)에 대한 유사성에 의한 순서선호(order preference by similarity to ideal solution, TOPSIS) 기법을 추가로 적용한다. 결과 그 결과, 작동 성능 지표들에는 밀도 25%의 육각 벌집(honeycomb) 패턴이 일관되게 최적으로 식별된 반면, 기계적 성능 지표인 최대 인장 하중에는 밀도 100%의 삼각(triangular) 패턴이 최적인 것으로 나타났다. 또한, 작동 성능과 기계적 성능에 대한 선호 가중치의 특정 범위가 CFR-PEEK의 전체 재료 압출 성능을 위한 최적 파라미터 설정을 안내할 수 있음을 시사한다. 독창성/가치 본 연구의 결과는 작동 측면과 기계적 측면 및 그에 따른 가능한 상충관계를 함께 고려함으로써, 실무자가 충전 파라미터를 선택적으로 결정하는 데 도움을 줄 수 있다.

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