• 한국지진공학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.321-330
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• 2023

In this study, the structural performance of the specimen fabricated through 3D printing was evaluated through monotonic loading experiments analysis to apply to 3D printed structures. The compression and flexural experiments were carried out, and the experimental results were compared to the finite element model results. The loading directions of specimens were investigated to consider the capacity of specimens with different curing periods, such as 7 and 28 days. As a result, the strength tended to increase slightly depending on the stacking direction. Also, between the 3D-printed panel composite and the non-reinforced panel, the bending performance depended on the presence or absence of composite reinforcement.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권2호
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• pp.76-83
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• 2022

이 연구는 적층 시공 시 타설 초기부터 외기에 직접 노출되는 조건을 모사하여 밀봉조건과 노출조건에 따른 수축거동을 100일 이상 실험적으로 분석하였다. 결합재 치환에 따른 수축거동 분석을 위해 1종 시멘트, 플라이애시, 실리카흄을 사용하여 동일한 조건에서 길이변화율을 측정하였다. 혼화제 사용이 수축거동에 미치는 영향을 분석하기 위해 적층 시공 시 사용되는 셀룰로오스계 점도조절제와 유지계 수축저감제를 사용하였다. 표면노출양생 시 초기 수축 발생시점이 단축됐으며, 플라이애시와 실리카흄을 사용 시 수축량은 양생조건에 따라 OPC100 배합 대비 60 - 110% 증가했다. 점도조절제와 수축저감제 적용은 양생조건에 따라 최소 18%에서 최대 70% 수축량을 저감시켰다. 시험체의 온도는 양생초기 15 ℃까지 일시적으로 저하됐으며, 수축거동과 상관성을 이 연구를 통해 확인했다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.95-103
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• 2022

4차산업혁명은 건설뿐만 아니라 많은 산업의 발전에 큰 영향을 미치고 있으며, 인공지능 및 빅데이터와 같은 4차산업혁명과 관련된 다양한 기술이 주목받고 있다. 하지만 4차산업혁명 기술에 대한 우리나라 건설산업 구성원들의 중요도 및 준비도와 같은 인식에 대해서 알려진 바는 부족하다. 본 연구는 우리나라 건설산업 구성원들이 4차산업혁명 기술들에 대해 어떻게 인식하고 준비하고 있는지 설문을 통해 파악하였다. 또한, 산업계와 학계의 협력가능점수를 바탕으로 협력 가능성이 높은 기술은 어떤 것이 있는지 제시하였다. 설문 결과 전체적으로 4차산업혁명 기술의 중요도는 높게 평가되었지만, 준비도 및 대학교육이나 사업에서의 활용 정도는 낮게 평가되었다. 또한, 산학협력 가능성이 높은 4차산업혁명 기술은 빅데이터/인공지능, 3D 프린팅/3D 스캐닝 순서로 높게 나타났다. 이를 바탕으로 4차산업혁명 전문인력 양성 및 준비도 향상에 도움이 될 수 있으며, 나아가 4차산업혁명 기술들을 건설산업에 적용시켜 혁신을 이루는데 기여할 것이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권2호
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• pp.35-42
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• 2024

이 연구에서는 기중 및 수중환경에서 출력한 3DP 콘크리트에 대하여 적층성능과 역학적 특성평가를 수행하였다. 적층성능은 굳지 않은 콘크리트에서의 Green strength test와 적층 직후와 1시간에서의 높이와 처짐량으로 평가하였다. 배합 30분 후 콘크리트 압축강도는 5.0 kPa이며, 3시간 후의 압축강도는 7.9 kPa로 초기 강도 대비 1.6배 높았다. 적층 부재의 총 높이는 출력환경과 관계없이 설계 높이를 만족하였다. 적층 1 시간 후의 기중과 수중환경에서의 처짐량은 각각 1 mm와 0.2mm로 수중환경에서 처짐량이 작게 발생하였다. 겉보기 밀도는 A-M>A-P>UW-P 시험체 순으로 나타났으며, 이는 적층 콘크리트 출력과정 중에 콘크리트와 함께 혼합된 공기의 양이 많고 수중출력 시에는 콘크리트 내부로 물이 침투되어 밀도가 낮아진 것으로 판단된다. UW-P/A-P의 압축강도 비는 재령 1일에서는 0.86이었지만, 재령 7일을 기점으로 수중 제작 콘크리트의 압축강도가 높게 나타났다.

• 한국환경보건학회지
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• 제44권6호
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• pp.524-538
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• 2018

Objective: This study aimed to identify the size distributions of particulate matter emitted during 3D printing according to operational conditions and estimate particle inhalation exposure doses at each respiratory region. Methods: Four types of printing filaments were selected: acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), polylactic acid (PLA), Laywood, and nylon. A fused deposition modeling (FDM) 3D printer was used for printing. Airborne particles between 10 nm and $10{\mu}m$ were measured before, during, and after printing using real-time monitors under extruder temperatures from 215 to $290^{\circ}C$. Inhalation exposures, including inhaled and deposited doses at the respiratory regions, were estimated using a mathematical model. Results: Nanoparticles dominated among the particles emitted during printing, and more particles were emitted with higher temperatures for all materials. Under all temperature conditions, the Laywood emitted the highest particle concentration, followed by ABS, PLA, and nylon. The particle concentration peaked for the initial 10 to 20 minutes after starting operations and gradually decreased with elapsed time. Nanoparticles accounted for a large proportion of the total inhaled particles in terms of number, and about a half of the inhaled nanoparticles were estimated to be deposited in the alveolar region. In the case of the mass of inhaled and deposited dose, particles between 0.1 and $1.0{\mu}m$ made up a large proportion. Conclusion: The number of consumers using 3D printers is expected to expand, but hazardous emissions such as thermal byproducts from 3D printing are still unclear. Further studies should be conducted and appropriate control strategies considered in order to minimize human exposure.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.273-284
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• 2018

3D printing technology in the construction field is currently being developed and commercialized actively in foreign countries, but the development of material and equipment is underway as an initial research stage in Korea. It is necessary to implement commercialization through the introduction of 3D printing technology in the construction field as soon as possible in Korea, but there is no guideline for suitable equipment and materials in Korea at present. Therefore, in order to help prepare for commercialization, it is necessary to provide data such as equipment size and materials suitable for commercialization at the initial stage. This study investigates the types, specifications, and applications of equipment that are being used overseas to provide the equipment type and material cost required in the initial stage of commercialization in Korea. Using the surveyed data, it was possible to calculate the advantages and disadvantages of the equipment type and specification, and the cost of materials used. As a result of the analysis, Gantry type is suitable for the domestic commercialization, and the standard of the output area is $100m^2$ and the extrusion amount of $250m^3/sec$ is proposed, and the material cost of the commercial product is 20thousand won. The suggestions in this study will help to plan the construction of products and equipments to commercialize 3D printing technology in construction field in the future.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권1호
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• pp.27-38
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• 2023

본 연구에서는 3D 프린팅 기술을 활용하여 타입말뚝 선단의 모양에 따른 관입성 분석을 현장 축소모형시험을 통해 관찰하고, 대변형 수치해석을 통해 타입 중 말뚝 선단에 집중되는 최대응력의 변화를 확인하였다. 3D 프린터를 통하여 다양한 직경, 각도 그리고 모양의 말뚝 선단 모형을 제작하였고, 이를 현장 축소모형시험에 활용하였다. 이를 통해, 말뚝 선단 조건에 따른 말뚝의 침하량의 변화를 관찰하였다. 더 나아가, 대변형 수치해석 기법을 적용하여 다양한 말뚝 선단 조건에 따른 타입 중 말뚝 선단부의 최대응력의 변화와 최대응력 작용 위치 또한 확인하였다. 현장 축소모형시험과 대변형 수치해석의 결과 분석을 토대로 말뚝 선단 조건의 변화를 통해 타입말뚝의 관입성을 향상 시킬 수 있으며 선단부에 집중되는 최대응력 또한 완화 시켜 말뚝 시공 중 말뚝 손상을 방지할 수 있을 것으로 결론지을 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.20-29
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• 2022

이 연구에서는 ME 방식 3D 프린터로 출력한 시멘트 복합체의 내구성을 개선하기 위해 PDMS, 규산나트륨, 표면강화재를 침지 후 도포하는 방식으로 후처리 하였으며 각각의 내구성 개선 정도를 평가하였다. 그 결과, 모든 평가에서 후처리 한 시험체의 내구성능이 그렇지 않은 시험체에 비해 내구성이 개선되는 경향을 나타냈다. 내흡수성과 염소이온 침투 저항성, 탄산화 저항성의 경우 PDMS로 후처리 했을 때 후처리 하지 않은 시험체에 비해 각각 평균 36.3 %, 77.1 %, 50.4 % 개선되어 가장 우수한 것으로 나타났으며 내동해성의 경우 규산나트륨으로 후처리 했을 때 평균 47.5 % 개선되어 가장 우수한 것으로 나타났다. 3D 프린팅용 시멘트 복합체의 후처리 용액 중 대체로 PDMS가 우수한 것으로 나타났으나 이 연구에서 제안한 바와 같이 침지 후 도포하는 후처리 방식은 3D 프린터로 출력한 시멘트 복합체 구조물에 실질적으로 적용하기 어려울 수 있으므로 시공성을 고려한 성능개선재료에 대한 후속 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• Tribology and Lubricants
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• 제38권1호
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• pp.27-31
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• 2022

Harmonic drives have attracted increasing attention with the development of materials, parts, and related equipment. Harmonic drives exhibit high deceleration, high accuracy, and light weight. The stiffness of flexible splines according to the radial load is studied using a commercial FEM program to design the structure of the flexible spline and finite element to improve the weight and price competitiveness of harmonic drives. In addition, several studies have measured and compared friction coefficients based on 3D printed tread patterns. However, owing to the characteristics of plastic materials, a decrease in stiffness in the radial direction is inevitable. To prevent a decrease in stiffness in the radial direction, we designed and manufactured flex splines with a wrinkle shape. Through structural analysis, the reaction force and stiffness in the radial direction were determined. In addition, the maximum angle of the mound was derived by theoretical calculations, and the performance of the harmonic drive was compared with the results obtained in the mound experiment. Structural analysis shows that the shape of wrinkles decreased the stress and reaction force and increased the safety factor in comparison with that of the circular shape. During performance verification through continuous experiments, the developed harmonic drive showed continuous performance similar to that of an actual tank model. It is expected that the flex spline with a compliant spring and wrinkle shape will prevent a decrease in the radial stiffness.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.259-266
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• 2022

본 논문에서는 프리팹 구조물의 품질관리를 위한 딥러닝 및 비전센서 기반의 조립 성능 평가 모델을 개발하였다. 조립부 검출을 위해 인코더-디코더 형식의 네트워크와 수용 영역 블록 합성곱 모듈을 적용한 딥러닝 모델을 사용하였다. 검출된 조립부 영역 내의 볼트홀을 검출하고, 볼트홀의 위치 값을 산정하여 k-근접 이웃 기반 모델을 사용하여 조립 품질을 평가하였다. 제안된 기법의 성능을 검증하기 위해 조립부 모형을 3D 프린팅을 이용하여 제작하여 조립부 검출 및 조립 성능 예측 모델의 성능을 검증하였다. 성능 검증 결과 높은 정밀도로 조립부를 검출하였으며, 검출된 조립부내의 볼트홀의 위치를 바탕으로 프리팹 구조물의 조립 성능을 5% 이하의 판별 오차로 평가할 수 있음을 확인하였다.