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ISSN : 2093-5145(Print)
ISSN : 2288-0232(Online)
Journal of the Korean Society for Advanced Composite Structures Vol.9 No.3 pp.54-63
DOI : https://doi.org/10.11004/kosacs.2018.9.3.054

Safety and serviceability of form-liners manufactured by a FDM 3D printer

Hyeon-Woong Nam1, Kee-Jeung Hong2
1Undergraduate course, Department of Civil Engineering, Kookmin University, Seoul
2Professor, Department of Civil Engineering, Kookmin University, Seoul, Korea

본 논문에 대한 토의를 2018년 11월 30일까지 학회로 보내주시면 2018년 12월호에 토론결과를 게재하겠습니다.


Corresponding author: Hong, Kee-Jeung Department of Civil Engineering, Kookmin University, 77, Jeongmeung-ro, Seongbuk-gu, Seoul, Korea. Tel: +82-2-910-5463, Fax: +82-2-910-4939, E-mail: kjhong@kookmin.ac.kr
July 25, 2018 September 12, 2018 September 15, 2018

Abstract


Aesthetic appearances of concrete structures have not been considered much in Korea. Since Law of Appearance Improvement in Korea was established in 2013, major concrete structures should consider improvement of structure appearance. In our previous study, a large 3D printer was developed in order to manufacture form-liners for concrete structures. These form-liners can help to build concrete structures having aesthetic pattern or figure at their sides. In this paper, we 1) perform specimen tests to determine orthotropic properties of specimens manufactured by FDM 3D printer, 2) perform finite element analyses, 3) check safety and serviceability, and 4) suggest some recommendations for the manufactured form-liners.



FDM 3D프린터로 제작한 폼라이너의 안전성 및 사용성

남 현웅1, 홍 기증2
1국민대학교 건설시스템공학과 학사과정
2국민대학교 건설시스템공학과 교수2

초록


우리나라에서는 콘크리트 구조물의 미적외관에 대한 관심이 미비했으나, 2013년에 경관법이 개정되면서 콘크리트 구조물의 미적외관을 개선하는 노력이 의무화되었다. 이전 연구에서 콘크리트 폼라이너를 제작하기 위해서 대형 3D프린터를 개 발하였다. 대형3D프린터로 제작한 폼라이너를 통해서 콘크리트 구조물 측면에 미적 패턴 또는 그림을 효과적으로 만들 수 있 다. 본 논문에서는 1)적층출력방식(FDM)으로 3D프린팅된 시편의 비등방성을 고려하기 위한 시편실험를 수행하고, 2)유한요소해 석 통해서 3)제작한 폼라이너의 안전성과 사용성을 검토하고 4)제작된 폼라이너에 제작 시 필요한 권장사항을 제시한다.



    1. 서 론

    현재 토목, 건축 분야는 경제적이면서도 안전에 대한 기술경험이 많이 축적된 콘크리트를 많이 사용하지만, 콘크리트 미관창출을 위한 국내의 노력은 매우 저조 하며, 그나마 일부 활용되고 있는 콘크리트 면의 미관 처리 기술은 매우 초보적인 수준이다. 더불어, 시간이 지나면서 콘크리트의 노화가 진행되고 철근이 부식되 면서 콘크리트가 떨어져 나오기 때문에, 미관을 유지 관리하기가 매우 어렵다. 2013년에 개정된 경관법 (Ministry of Justice, 2013)에서 도로, 철도 등 사회기 반시설과 건축물에 대한 경관조성이 의무화되었으므 로, 콘크리트구조물의 미관을 개선하는 노력이 필요하 다.

    국외 선진국에서는 음각처리 된 강재 거푸집을 사 용하여 콘크리트 면의 정교한 미관처리를 하고 있다. 이 강재 거푸집을 제작하기 위해서는 상당한 비용이 요구되는 때문에 국내에서는 널리 활용되고 있지 못 하다. 3D프린터로 콘크리트 폼라이너를 제작한다면, 지금보다 저렴하게 더 다양한 문양을 제작할 수 있다.

    Figure 1과 같은 일반적인 거푸집을 콘크리트 타 설 및 양생 시 사용하면 콘크리트 면을 단조로운 평 면으로만 제작이 가능하다. 반면, Figure 2와 같이 거 푸집 표면에 부조처리용 음각을 포함하는 폼라이너를 장착하여 콘크리트 양생 후 거푸집 탈형 시 폼라이너 와 거푸집을 탈형하면 다양한 입체부조를 콘크리트 면에 구현할 수 있다. 이 경우 조형을 위해 음각으로 처리된 반 입체구조의 폼라이너를 3D프린터로 제작하 게 된다.

    3D프린터 제작방식 중 FDM(Fused Deposition Modeling, 1992)방식의 특허가 만료되어 오픈소스화 됨에 따라 제작장비를 누구든지 조립할 수 있다. 이를 응용하여 대형 3D프린터를 본 연구에서 제작하였고, 이를 활용하여 폼라이너를 제작한다. FDM방식의 제 작은 적층형태로 입체형상을 제작하는 방식이므로, 적 층면내의 재료특성과 적층면외의 재료특성이 현저히 다르게 된다. 따라서 본 연구는 3D프린터의 제작재료 에 대한 특성을 파악하고, 척층출력된 재료의 물성치 와 모재의 물성치를 시편실험을 통하여 비교한다. 적 층출력된 재료의 비등방성 물성치를 고려하여 양생 전 콘크리트 자중을 받는 폼라이너의 거동을 유한요 소해석하고, 가설공사표준시방서에 준하여 안전성과 사용성을 검토한다(Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, 2014).

    2. FDM 출력방식

    FDM 방식은 현재 개인용 3D프린터에 가장 많이 사 용되고 있으며 많은 제조사들이 적용하고 있는 기술 이다. 높은 내열성과 강도를 가지고 있고, 노즐의 크 기가 커질수록 조형물의 표면이 거칠게 제작된다. FDM 방식은 필라멘트 또는 펠릿 타입의 플라스틱을 헤드에서 녹이고 노즐을 통해 사출시켜 입체형상을 적층하는 방식이다. 그러므로, 적층재료의 적층면내와 적층면외 재료특성이 서로 현저히 다르게 된다. 본 연 구에서 펠릿 타입의 플라스틱을 사용한 FDM 방식 대 형 3D프린터를 설계 및 제작하였고(Figure 3), 이를 활용하여 폼라이너를 적층출력하였다(Figure 4). 본 논 문에서는 적층출력된 비등방성 재료의 실험 물성치를 폼라이너의 유한요소해석에 반영한다.

    3. 재료특성

    3D프린터에 주로 사용되는 제작재료는 대표적으로 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)와 PLA (Polylactide)가 있다. 일반적으로 필라멘트를 공급하는 업체에서 제공하는 ABS모재의 물성치는 탄성계수 2100MPa, 푸아송비 0.33이다(MATBASE, 2016). PLA 모재의 물성치는 탄성계수 3500MPa, 푸아송비 0.36이 다(Park, Jeong-Min, 2006). 하지만 FDM 적층출력 방 식에 의해 제작된 재료 물성치는 모재와는 다르며 비 등방성 특성을 가진다.

    적층출력된 시편의 각 방향 물성치를 시편실험을 통해 결정할 수 있다. 이러한 적층출력된 시편의 비등 방성을 고려하여, 출력물이 하중에 효율적으로 저항할 수 있도록 출력방향을 선택할 수 있다. 적층출력된 재 료의 면내 방향을 각각 x와 y라 하면, 이 두 방향의 물성치는 거의 같은 값을 갖게 된다. 이러한 경우, 직 교이등방성(orthotropic)의 성질을 갖는다고 하며, 응력 과 변형률의 관계는 식 (1)과 같다(Kelly, J. M., 2005).

    [ ε 1 ε 2 ε 3 ε 4 ε 5 ε 6 ] [ 1 E 1 v 21 E 2 v 31 E 3 v 12 E 1 1 E 2 v 32 E 3 v 13 E 1 v 23 E 2 1 E 3 1 2 G 23 0 0 0 1 2 G 13 0 0 0 1 2 G 12 ] [ σ 1 σ 2 σ 3 σ 4 σ 5 σ 6 ]
    (1)

    여기서, ε1, ε2, ε3는 각각 x축, y축, z축방향의 변 형률, E1, E2, E3는 각각 x축, y축, z축방향의 탄성계 수, ε4, ε5, ε6는 xy면, yz면, xz면의 전단변형률, G12, G23, G13는 xy면, yz면, xz면의 전단탄성계수이다. vijj축방향 축변형에 대한 i축방향 축변형의 비율을 나타내는 푸아송비이다.

    3.1 시편실험

    앞에서 언급한 적층출력된 재료의 직교이등방성 물성 치를 구하기 위해, 출력재료(ABS와 PLA), 출력방향 (면내와 면외), 하중조건(인장과 압축)에 따라서 각각 5회씩 실험하였다. 인장시편의 치수는 Table 1이고 압 축시편의 치수는 Table 2이다. 최대하중 500kN인 UTM를 사용하여 인장 및 압축실험을 수행한다. 면외 방향 시편의 경우 작은 하중에서 취성파괴가 발생할 수 있기 때문에 하중재하 속도를 상대적으로 느리게 한다. 즉, 인장실험 할 때는 지그에 인장시편을 물린 뒤 면내방향 시편의 경우 0.1mm/min으로 변위를 제어 하고, 면외방향 시편의 경우 1mm/min으로 변위를 제 어하여 실험을 수행한다(Figure 5). 압축실험의 경우 2mm/min으로 변위를 제어하여 실험을 수행한다 (Figure 6).

    실험 후 파괴된 시편의 여러 형상 중, Figure 78은 ABS재료의 적층면내 및 면외 인장시편의 파괴형 상을 보여주고, Figure 910는 PLA재료의 적층면내 및 면외 압축시편의 파괴형상을 예로 보여준다. 압축 시편의 경우 좌굴발생을 막기 위해 인장시편에 비해 상당히 두꺼운 단면을 갖도록 한다.

    Figure 1114는 ABS재료의 적층면내 압축, 적층 면내 인장, 적층면외 압축, 적층면외 인장에 대한 시 편실험결과를 각각 차례대로 보여준다. Figure 1518 는 PLA재료에 대해 역시 같은 순서의 시편실험 결과 를 보여준다. 선형거동을 보이는 구간의 기울기를 통 하여 적층면내 시편의 탄성계수(Ex ,Ey,Ez)를 계산하 고, 항복하중을 시편 단면적(압축시편의 경우 100mm2, 인장시편의 경우 40mm2)으로 나누어 항복응력((fy)x, (fy)y, (fy)z)을 구하여 Table 310에 정리하였다. 이들 시편실험 결과의 평균값으로, ABS와 PLA시편의 적층 면내(x, y방향)와 면외(z방향)의 탄성계수와 항복응력 을 압축 및 인장에 대해 나누어서 차례대로 Table 11 에 정리하였다. Figure 12, 13, Table 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10

    3.2 ABS와 PLA의 전단탄성계수

    ABS와 PLA로 적층출력된 시편에 대한 인장과 압축 실험은 수행되었으나, 전단실험은 정교한 지그제작과 측정이 필요하므로 실험수행에 상당한 어려움이 있다. 이 절에서는 기존에 수행한 시편실험을 토대로 전단 탄성계수를 가정하여 해석에 적용하고자 한다. 등방성 모재의 경우 전단탄성계수 ( G = E / { 2 ( 1 + v ) } ) 는 축방향 탄성계수에 비례한다. 각 방향의 포아송비 간의 차이 가 크지 않다고 가정한다면, 적층출력된 재료의 전단 탄성계수는 탄성계수와 같은 비율로 모재에 비해 증 감할 것이다. 이러한 가정을 토대로 전단탄성계수 G 값을 가정하고 해석을 수행한다. 추후 시편실험을 통 해 정확한 전단탄성계수를 구하게 되면 더욱 정확한 해석이 가능할 것이다.

    적층출력된 ABS는 모재 ( E = 2275 M P a , v = 0.33 ) 에 비해서 압축탄성계수 Ex, Ey, Ez가 각각 134.3%, 134.3%, 109.9%로 증가했고, 인장탄성계수 Ex, Ey, Ez가 각각 73.5%, 73.5%, 78.7%로 감소했다. ABS모 재의 압축탄성계수에 대한 적층출력된 ABS시편 압축 탄성계수의 증감비(면내전단탄성계수 134.3%, 면외전 단탄성계수 109.9%)만큼 등방성 ABS모재 전단탄성계 수 G = 855.3 M P a 를 증감시켜 구한 값을 적층출력된 ABS시편의 전단탄성계수로 취급할 수 있다. 결국, ABS로 적층출력된 시편의 전단탄성계수 Gxy, Gyz , Gzx는 각각 1148.7 M P a , 934.0 M P a , 934.0 M P a 이다. 같 은 방법으로, 인장탄성계수의 증감비(73.5%, 73.5%, 78.7%)로 계산한 적층출력된 ABS시편의 전단탄성계 수 Gxy , Gyz , Gzx는 각각 628.6 M P a , 673.1 M P a , 673.1 M P a 이다.

    적층출력된 PLA는 모재 ( E = 3500 M P a , v = 0.36 ) 에 비해서 압축탄성계수 Ex ,Ey,Ez가 각각 135.5%, 135.5%, 116.9%로 증가했고, 인장탄성계수 Ex , Ey, Ez가 각각 72.6%, 72.6%, 77.9%로 감소했다. 앞의 ABS 적층시편과 같은 방법으로, 등방성 PLA모재의 전단탄성 계수 G = 1286.8 M P a 를 증감시켜 구한 압축탄성계수 증 감비에 따라 계산된 적층출력된 PLA시편의 전단탄성계 수 Gxy, Gyz , Gzx는 각각 1743.6 M P a , 1504.3 M P a , 1504.3 M P a 이고, 인장탄성계수 증감비에 따라 계산된 적층출력된 PLA시편의 전단탄성계수 Gxy, Gyz , Gzx는 각각 934.2 M P a , 1002.4 M P a , 1002.4 M P a 이다.

    이렇게 계산된 전단탄성계수를 Table 12에 정리하 였다. ABS와 PLA로 적층출력된 시편에 대해 압축을 받을 때와 인장을 받을 때의 전단탄성계수가 다르게 계산되므로, 압축을 주로 받는 인필요소에는 압축탄성 계수의 증감비로 계산한 전단탄성계수를 적용한다. 반 면, 휨에 의한 인장과 압축을 동시에 받는 표면요소는 인장탄성계수의 증감비로 계산한 전단탄성계수를 적 용하여 보수적인 해석을 수행한다.

    4. 유한요소해석

    4.1 하중조건

    폼라이너는 타설된 콘크리트가 양생 되기 전에는 흘 러내리는 콘크리트의 유체압에 저항해야 하며, 폼라이 너의 하단부에서 가장 큰 유체압이 작용할 것이다. Figure 19에 콘크리트 양생 전의 유체압을 보여주며, 가장 큰 유체압을 받는 폼라이너의 하단부(박스 표시) 를 모델링하여 유한요소해석을 수행한다. 폼라이너의 하단부에 작용하는 측압의 크기를 구하기 위해서, 일 반콘크리트의 단위중량 24 k N / m 3 이 3m의 깊이로 작 용한다고 가정하고, 최대유체압에 해당하는 압력을 등 분포로 폼라이너 하단부 유한요소모델에 재하하여 보 수적으로 해석한다. Figure 20은 폼라이너의 정면도에 서 해석대상이 되는 폼라이너의 하단부를 박스로 표 시하여 보여준다.

    4.2 경계조건

    기존 콘크리트 거푸집을 사용하는 것 대신에 콘크리 트와 닿는 거푸집 표면에 폼라이너를 장착하여 양생 후 탈형하는 방식으로 콘크리트 면에 미관을 창출한 다. 콘크리트를 타설하게 되면 폼라이너의 면외방향으 로 측압이 발생하게 된다. 이때 거푸집들은 면외방향 으로 움직이지 않도록 동바리로 고정되어 있으므로 그 위에 고정된 폼라이너 역시 면외방향의 움직임은 고정된 것으로 볼 수 있다. 또한, 인접한 폼라이너들 끼리 서로 고정하여 면내방향으로 움직이지 않도록 하고, 폼라이너 밑면을 거푸집에 부착하여 폼라이너 밑면의 회전을 고정한다. 이를 고려하여 거푸집에 인 접한 격자인필이 거푸집 면에 완전고정된 것으로 가 정할 수 있다. 이렇게 거푸집에 완전고정된 격자인필 부분을 Figure 21에 표시하여 보여준다.

    4.3 유한요소모델 제원

    폼라이너의 물성치는 앞선 실험을 통해서 추정한 물성 치를 사용하고, 요소는 판요소를 사용한다. 출력시 소 요시간을 단축하기 위해서 인필 생성시 노즐이 한번만 지나가도록 가정하였으므로 판요소의 두께는 노즐 두 께인 0.7mm로 한다. 유한요소해석을 수행한 폼라이너 유한요소해석모델(Figure 22)에서 표면요소와 인필요소 의 요소좌표를 고려하여 앞서서 도출한 적층출력한 비 등방성재료의 물성치결과(Table 1112)를 사용한다.

    3D프린터를 사용한 출력물은 내부 채움의 정도 (%) 혹은 인필의 간격(mm)으로 사용자가 필요한 강 도와 경제성을 조절할 수 있다. 인필간격은 6mm부터 3mm씩 증가시켜서 18mm까지 모델링한다.

    유로폼 지지부로부터 폼라이너 표면까지의 높이는 문양의 굴곡을 고려하여 최대 50mm로 가정한다. Figure 23은 해석결과 중 PLA재료의 인필간격 18mm 인 폼라이너 하단부 모델에 대한 면내방향의 응력해 석결과이다.

    4.4 사용성 검토

    2018년 현재 폼라이너에 대한 기준이 제시되어 있지 않기 때문에, 가설공사표준시방서에 나오는 거푸집 변 형기준을 폼라이너의 변형기준으로 적용한다(Table 13). 가설공사표준시방서에서 제시되는 거푸집변형 기 준에는 미관의 중요도에 따라서 표면의 등급을 A, B, C 등급으로 나누고 있다. 폼라이너는 정교한 미관을 창출하기 위한 목적상 표면의 변형을 최소화해야 하 기 때문에, A등급 기준을 폼라이너의 변형기준으로 적용한다. 즉, 순 간격 1.5m 이내의 변형이 상대변형 (ln/360)과 절대변형(3mm) 중 작은 값 이하가 되어야 한다. 가설공사표준시방서에서 ln은 거푸집 경간의 길 이이다. 폼라이너에서 거푸집 경간 길이를 그대로 사 용하면 상대변형 기준 값은 1.5m 경간에 대해 4.2mm 이다. 폼라이너에서는 인필간격을 경간 ln을 취급하여 더욱 정교한 미관을 만들 수 있도록 한다. 이 경우, 폼라이너의 상대변형은 절대변형보다 언제나 작게 되 어, 사용성 검토 시 상대변형 기준이 지배한다.

    사용성을 검토하기 위해, 인필간격의 크기를 증가 시키면서 폼라이너 표면의 최대변형을 유한요소해석 을 통해 계산하고, 이를 Figure 2425에서 보여준다. 유한요소해석 결과는 두 경우로 나누어 수행한다. 첫 번째 경우는 3.2절의 마지막 문단에서 설명하였듯이, 인장과 압축을 받는 부재를 구분하여 전단탄성계수를 다르게 가정하여 계산한 것이고(FEM Case 1), 두 번 째 경우는 보수적인 계산을 위해 제일 작은 전단탄성 계수(ABS 적층재료 전단탄성계수 628.6MPa과 PLA 적층재료 전단탄성계수 934.2MPa)를 모든 부재에 적 용하여 계산한 것이다(FEM Case 2).

    Figure 24 ABS 폼라이너의 경우, FEM Case 1과 2 의 해석결과 인필간격 12mm에서 변형기준을 초과하 기 시작함을 알 수 있다. FEM Case 1과 2의 계산된 변형의 차이는 크지 않으므로, 전단탄성계수의 사용성 에 대한 영향은 크지 않음을 알 수 있다. 이는 폼라이 너 표면의 변형은 주로 휨에 의해 발생하고 있기 때 문이다. 이러한 결과는 앞에 가정한 전단탄성계수가 실제값과 어느 정도 차이가 있어도 사용성 검토하는 결과에는 별다른 영향을 끼치지 않을 것임을 알 수 있다. Figure 25 PLA 폼라이너의 경우도 Figure 24와 유사한 결과를 보인다.

    Figure 2627은 ABS 폼라이너의 인필요소와 표 면요소의 안전성을 검토하기 위해 계산된 최대응력과 항복응력을 비교한다. 인필요소와 표면요소 모두 최대 응력이 항복응력보다 매우 작으므로 안전성에는 충분 한 안전율을 확보하고 있음을 알 수 있다. 그러므로, 인필간격을 결정함에 있어서 안전성보다는 사용성이 지배적임을 알 수 있다. 또한, FEM Case 1과 2의 계 산된 최대응력이 서로 유사하게 나타남을 알 수 있다. 인필요소에서의 최대응력은 압축력에 의해 발생하고 표면요소에서의 최대응력은 휨에 의해 발생하므로 가 정한 폼라이너의 전단탄성계수가 최대응력 계산에 미 치는 영향은 작게 됨을 알 수 있다. Figure 2829는 PLA 폼라이너의 인필요소와 표면요소의 안전성을 검 토하기 위해 계산된 최대응력과 항복응력을 비교한다. 이들은 앞의 Figure 2627에서 보인 것과 유사한 결 과를 보여 준다.

    5. 결 론

    본 연구의 결론은 다음과 같다.

    1. 3D프린터로 적층출력된 폼라이너의 직교이방성 물성치를 시편실험을 통해 구하였다.

    2. 시편실험으로 구한 직교이방성 물성치와 가정 한 전단탄성계수를 사용한 적층제작 폼라이너의 유한 요소해석을 통해, 양생 전 콘크리트 자중을 받는 폼라 이너의 변형과 응력을 계산하였다.

    3. 가설공사표준시방서의 상대변위기준 결정 시 사용하는 경간을 3D프린터 인필의 간격으로 보수적으 로 수정하여 상대변위기준을 제시하였다. 이에 준하여 3D프린터로 제작한 폼라이너의 안전성과 사용성을 검 토하였다.

    4. ABS와 PLA 폼라이너 두 경우 모두 안전성을 만족한다. ABS의 경우 인필간격 9mm 이하부터, PLA 는 인필간격 12mm 이하부터 사용성기준을 만족하는 결과를 보여준다. 일반적인 3D프린터 출력물 공급업 체들은 인필밀도 30∼35% 정도를 권장하며, 이때의 인필간격은 프린터 기종과 노즐 두께에 따라 조금씩 상이하지만 대략 3mm 이하이다(Choi, Won, 2015). 이 는 폼라이너와 비교해 봤을때, 매우 조밀한 간격이며 안전측이다.

    5. 폼라이너의 경우는 일반적인 출력물보다 몇 배 더 크기 때문에 사용된 재료와 출력시간이 경제성에 매우 큰 영향을 미친다. 기능적으로 저하가 없는 선에 서 가능하면 인필간격을 크게 설정하도록 할 필요가 있다. 인필밀도가 10%일 때 인필간격은 대략 8mm 정 도이므로, 해석예제(인필간격 9mm와 12mm)보다 안전 한 경우가 된다.

    6. 이 논문의 해석예제와 같은 조건의 실험을 수 행하여 해석결과를 검증하는 연구가 필요하다.

    7. 향후, 다양한 경우에 대한 해석을 통해 보수적 인 설계가 가능한 방법을 제시할 필요 있다.

    ACKNOWLEDGMENT

    본 연구는 국토교통부 국토교통기술촉진연구사업 (17CTAP-C097481-03)의 연구비지원에 의해 수행되었 습니다.

    Figure

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    A typical form
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    Application of a form-liner and a form
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    The developed FDM 3D printer
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    The form-liner manufactured by large 3D printer
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    Tensile coupon test
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    Compressive coupon test
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    In-layer tensile failure of the ABS coupons
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    Out-layer tensile failure of the ABS coupons
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    In-layer compressive failure of the PLA coupons
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    Out-layer compressive failure of the PLA coupons
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    Stress-strain curves from in-layer compressive tests on ABS coupons
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    Stress-strain curves from in-layer tensile tests of ABS coupons
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    Stress-strain curves from out-layer compressive tests on ABS coupons
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    Stress-strain curves from out-layer tensile tests on ABS coupons
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    Stress-strain curves from in-layer compressive tests on PLA coupons
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    Stress-strain curves from in-layer tensile tests of PLA coupons
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    Stress-strain curves from out-layer compressive tests on PLA coupons
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    Stress-strain curves from out-layer tensile tests on PLA coupons
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    Pressure on form-liner from concrete before curing
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    Finite element analysis location
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    Boundary conditions on the finite element model for the form-liner
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    Finite element model for the form-liner
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    In-layer stress of the PLA form-liner where the infill space is 18mm
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    Serviceability of ABS form-liners
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    Serviceability of PLA form-liners
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    Safety of infills in ABS form-liners
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    Safety of elements in the face in ABS form-liners
    KOSACS-9-54_F28.gif
    Safety of infills in PLA form-liners
    KOSACS-9-54_F29.gif
    Safety of elements in the face in PLA form-liners

    Table

    Dimension of tensile test coupons
    Dimension of compressive test coupons
    Yield stress and elasticity modulus from in-layer compressive tests on ABS coupons
    Yield stress and elasticity modulus from in-layer tensile tests on ABS coupons
    Yield stress and elasticity modulus from out-layer compressive tests on ABS coupons
    Yield stress and elasticity modulus from outlayer tensile tests on ABS coupons
    Yield stress and elasticity modulus from in-layer compressive tests on PLA coupons
    Yield stress and elasticity modulus from in-layer tensile tests on PLA coupons
    Yield stress and elasticity modulus from out-layer compressive tests on PLA coupons
    Yield stress and elasticity modulus from outlayer tensile tests on PLA coupons
    Properties of materials manufactured by FDM
    Shear moduli of materials manufactured by FDM
    Deformation criteria of form in ‘The standard specification for construction of temporary structures’

    Reference

    1. Choi, Won (2015), Measurement of Physical Properties of PLA Filaments Supplied to 3D Printer , Journal of Korean Society of Agricultural Engineers, Vol. 57No. 6, p. 141. doi:
    2. Kelly, J. M. (2005), Solid Mechanics, Part 1. MATBASE (2016), GP-ABS Properties, http://www.matbase.com
    3. Ministry of Justice (2013), Landscape Act Law No. 13726.
    4. Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs (2014), Standard Specifications for Construction, p. 28.
    5. Park, Jeong-Min (2006), Study on the true stress-strain behavior of PC and PC / ABS materials, Fall Conference and Journal of Korean Society of Mechanical Engineers, pp. 11-16.