IJPEM-GT

Conformal Mold Heating and Cooling Using a Carbon Nanotube Film Heater and Additively Manufactured Cellular Metamaterial
CNT 히터와 적층제조 메타물질의 만남: 고효율 금형 가열/냉각 기술 활용

박근/서울과학기술대학교

CNT 필름 히터는 우수한 전열 특성을 가지면서도 얇은 두께로 제작할 수 있어 곡면형 제품의 표면 균일 가열에 장정이 있는 반면 낮은 열적 관성(Thermal inertia)으로 인해 적절한 단열이 필수적이다.
본 연구에서는 적층제조 기술을 사용하여 미세 격자구조를 제작하고, 미세 격자구조의 열차단 효과를 이용하여 금속 단열체로 활용하였다.
미세격자 금속단열체를 CNT 필름 히터 배면에 위치시켜 금형 표면을 신속하고 균일하게 가열할 수 있었으며, 냉각 단계에서는 미세격자 공극으로 냉매를 순환시켜 신속하고 균일한 냉각을 구현하였다.
상기 결과는 ‘단열재는 냉각 효율을 저하시킨다’는 기존의 한계점을 극복한 열적 메타물질(Thermal metamaterial)을 고효율 금형 가열/냉각 기술에 적용한 사례로, 향후 다양한 열관리 부품에서 활용이 가능하다.