In this study, a corrugated-core sandwich radar-absorbing structure was designed and fabricated via FDM (Fused deposition method) based 3D printing process and its electromagnetic absorption performance and mechanical properties were evaluated. The core material was composed of PLA dispersed with conductive carbon black (CB) nanoparticles which provided high dielectric loss. Based on the shape variables of the corrugated core, the structure was designed to achieve a broadband absorption below -10 dB over the C, X, and Ku bands. Radar-absorbing performance of the fabricated specimens was verified by free-space measurement system, the obtained reflection loss achieving below -10 dB across all targeted frequency ranges. Additionally, flexural tests were conducted and the obtained mechanical properties deteriorated due to particle agglomeration and weakened polymer bonding due to high CB contents. These results demonstrate that the 3D-printed corrugated core can provide an efficient approach to achieving both high geometric freedom and excellent radar absorbing performance.

본 연구에서는 코러게이트 코어를 갖는 샌드위치 전파흡수구조를 설계하고 FDM 방식의 3D 프린팅 공정을 통해 제작하여 전파흡수성능과 기계적 특성을 평가하였다. 코어 재료로는 전도성 나노 입자인 카본블랙이 분산된 PLA를 사용하여 높은 유전 손실 특성을 확보하였다. 코러게이트 코어의 형상에 대한 변수를 바탕으로 C-X-Ku 대역 전반에서 -10 dB 이하의 광대역 흡수 성능을 달성하도록 설계하였고 제작된 시편에 대한 자유공간측정을 수행한 결과 모든 대역에서 -10 dB 이하를 유지하여 우수한 전파흡수성능을 확인하였다. 또한, 굽힘 시험으로 기계적 특성을 평가한 결과 카본블랙 함량 증가에 따른 응집 및 고분자간 결합력 저하로 인해 기계적 물성이 감소됨을 확인하였다. 본 연구를 통해 3D 프린팅 기반 코러게이트 코어가 복잡한 형상에 대하여 높은 형상 자유도를 보임과 동시에 우수한 전파흡수성능을 만족시키는 효율적 접근 방안을 제시하였다.

Keywords: 적층 제조(Additive manufacturing), 전파흡수구조(Radar absorbing structure), 코러게이트 코어(Corrugated core), 열가소성 수지(Thermoplastic resin), 나노 입자 복합재료(Nano-particle composites)