• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.319-325
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• 2018

3D 프린팅 (적층 공정) 기술은 소재와 공정기술의 지속적인 연구개발을 토대로 초기 모형 제작 활용으로부터 현재는 산업현장의 양산형 부품 제작까지 그 쓰임새가 확대되고 있다. 3D 프린팅의 대표적인 고분자 소재로서 고강도 엔지니어링 플라스틱의 하나인 polyamide (폴리아미드) 계열의 소재는 제품의 경량화 및 내구성의 장점으로 자동차용 부품 제작에 주로 활용된다. 이번 연구에서는 적층기법 중 제작품의 물성이 우수한 선택적 레이저 소결 기법 (Selective Laser Sintering)을 적용하여 polyamide 12 (PA12) 및 글라스 비드 (glass bead) 보강 PA12 소재 2가지를 대상으로 시편을 제작하고 온도에 따른 굴곡특성을 분석하였다. 작업 플랫폼 기준으로 $0^{\circ}$, $45^{\circ}$, $90^{\circ}$ 방향으로 각 시편을 제작 후, $-25^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, $60^{\circ}C$ 등 3개 시험온도 환경에서 굴곡 테스트를 진행하였다. 그 결과로, PA12 는 $-25^{\circ}C$ 에서 $90^{\circ}$ 제작 방향이, $25^{\circ}C$ 와 $60^{\circ}C$에서는 $0^{\circ}$ 제작방향이 최대 굴곡강도를 가졌다. 글라스비드 보강 PA12는 제작방향이 $0^{\circ}$인 겨우 모든 시험온도에서 최대 굴곡강도 값을 보였다. 두 소재의 서로 다른 굴곡강도 변화 경향은 굴곡시험시 발생하는 응력 종류에 따라 적층 레이어 평면 방향에 의한 영향이 서로 다르기 때문으로 판단된다.

• 패션비즈니스
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• 제24권3호
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• pp.85-100
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• 2020

Recently, 3D printing technology, which is suitable for small-volume production of many varieties, has become considered a key manufacturing technology in the 4th industrial revolution. However, the nature of 3D printing technology means it is not yet able to be applied to traditional textiles due to Fabric Flexibility. The aim of this study is to investigate Textile Structural Design by finding the optimal yarn thickness for Selective Laser Sintering (SLS) 3D printed structures on geogrid dobby woven fabric that gives the optimal flexibility and tensile strength in the final product. The test results for tensile load strength of the 3D printed test samples, using 1.0mm, 0.8mm, 0.6mm and 0.4mm yarn thicknesses, showed that all were found to be above 250N, this higher than the tensile strength of 180N that is recommended for textile products. Based on these results, the four dobby structural patterns with 3D printing produced had four yarn thicknesses: 1.0mm, 0.8mm, 0.6mm, and 0.4mm. The thinner the yarn, the more flexible the fabric; as such the optimal conditions to produce SLS-based 3D printed textiles with suitable strength and flexibility used a thickness of yarn in the range of 0.4mm to 0.6mm.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.434-439
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• 2020

최근, 치과 산업에서 레이저를 열원으로 합금을 제조하는 선택적 레이저 용융법(Selective laser melting, SLM)이 소개되고 있다. 하지만 SLM으로 제작된 금속-세라믹 수복물에 대한 연구가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구의 목적은 SLM 그리고 CAST(casting)에 의해 제조된 Co-Cr 합금의 금속-세라믹(metal-ceramic) 결합 강도(bond strength)를 평가하는 것이다. SLM 그리고 CAST 방법을 사용하여 Co-Cr 시편을 제조하고 세라믹을 소결하여 시료를 제작하였다. 연구의 실험은 표본 준비 및 분석을 통해 2020년 1월부터 6월까지 수행되었다. 금속-세라믹 결합 강도는 만능 시험기에 의해 측정되었다. 부착 세라믹의 면적분(The area fraction of adherence ceramic, AFAC)은 SEM/EDS로 시편의 Si 함량을 측정하였다. 금속-세라믹 결합 강도 및 AFAC 결과는 t-test를 사용하여 분석하였다(α = .05). SLM 그리고 CAST Co-Cr 합금 사이의 결합 강도에 대해서는 유의한 차이가 발견되지 않았다(P>.05). SLM은 CAST 그룹보다 많은 세라믹 부착성(ceramic adherence)을 나타냈다(P<.001). 세라믹과 합금의 결합 강도는 제조 방법엥 영향을 받지 않았다. 그러나 SLM은 더 우수한 세라믹 부착성을 보였다. 이는 향후 임플란트 상부 보철물 제작에도 SLM으로 제작한 합금이 사용 가능한 것을 시사한다. CAST 방식의 단점을 극복하고 시간과 비용을 절약할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국생산제조학회지
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• 제21권3호
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• pp.516-524
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• 2012

Selective Laser Sintering(SLS) system consists of various element technologies. Main components of the system include a position control system, a speed control system of the roller, and nitrogen atmosphere furtherance for the powdered sintering. Other systems which make the core of the SLS system are build room and the feed room for powder epitaxial, a temperature control system, and a scan path generator for the laser. The powder material for laser sintering is necessary to produce prototypes in Solid Freeform Fabrication(SFF) based on SLS process. This powder material is sintered in powder room using $CO_2$ laser after spreading evenly using roller to reproduce mold via SFF. This study addresses an SFF system by using the SLS process which applies single laser system to enable manufacturing of 3D shape. And to evaluate applicability of the single laser system, experiments were conducted with optimal fabricating process.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1299-1302
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• 2004

A real object duplication system (RODS), including three dimensional (3D) scanner and solid freeform fabrication system (SFFS), is a device to make three-dimensional objects directly from the drawing or photo data. A Selective Multi-Laser Sintering (SMLS) process designed in this paper is by which computer images received using 3D scanner are built up from polymer powder on building room of large size using dual laser at industrial type SFF system. Using the process can rapidly produce real object duplication components of industrial type such as cylinder, engine block, chassis of automobile, etc. In this paper, the industrial type SFF system using SMLS process is manufactured and the system is satisfied with high precision and high speed processing technique. To research characteristics of each part for theindustrial type SFF system, a structure and thermal analysis and test of each part is carried out. Also, to achievement of high performance for industrial type SFF system, design and fabrication for the structure, heater, nitrogen supply, laser and control part are carried out.

• 한국정밀공학회지
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• 제23권4호
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• pp.183-190
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• 2006

Digital 3D Real Object Duplication System (RODS) consists of 3D Scanner and Solid Freeform Fabrication System (SFFS). It is a device to make three-dimensional objects directly from the drawing or the scanning data. In this research, we developed an office type SFFS based on Three Dimensional Printing Process and an industrial SFFS using Dual Laser. An office type SFFS applied sliding mode control with sliding perturbation observer (SMCSPO) algorithm for control of this system. And we measured process variables about droplet diameter measurement and powder bed formation etc. through experiments. In case of industrial type SFFS, in order to develop more elaborate and speedy system for large objects than existing SLS process, this study applies a new Selective Dual-Laser Sintering (SDLS) process and 3-axis Dynamic Focusing Scanner for scanning large area instead of the existing f lens. In this process, the temperature has a great influence on sintering of the polymer. Also the laser parameters are considered like that laser beam power, scan speed, and scan spacing. Now, this study is in progress to evaluate the effect of experimental parameters on the sintering process.

• 한국정밀공학회지
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• 제17권7호
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• pp.124-131
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• 2000

Rapid Prototyping(RP) models are no longer used only for design verification. Currently, parts built utilizing layer manufacturing technology can be employed as functional prototypes and as patterns or tools for different manufacturing processes such as vacuum casting, investment casting, injection molding, precise casting and sand casting. This trend of Rapid Prototyping application meets the requirement of concurrent engineering and its range covers a more spreaded area. The aim of this paper is saving the manufacturing lead time and cost of plastic parts having hollow space shapes used by prototype-car. Using rapid prototype patterns, made by the Selective Laser Sintering(SLS) technique, a new approach of manufacturing resin-based blow mold is discussed. It has a great potential fur making prototype-car parts with the batch size of under 200 parts, in case of rapid modification due to a subsequent design changes in developing stage. So, the process proposed in this research shows reduction of process time and manufacturing cost when compared with the conventional process such as a Zinc Alloy fur Stamping(ZAS) mold.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.134-134
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• 2016

The effect of different thermal treatments on the sub-50 nm copper nanoparticles is examined in the aspects of chemical, electrical and surface morphology. The copper nanoparticles are chemically synthesized and fabricated for paste-type solution. Simple bar coating method is practiced as a deposition process to form copper thin film on a typical slide glass. Deposited copper thin films are annealed by two different routes: general tube furnace with 99.99 % Ar atmosphere and selective laser sintering process. The thermal behavior of the different thermal-treated copper thin films is compared by SEM, XRD, FT-IR and XPS analysis. In this study, the laser sintering process ensures low annealing temperature, fast working speed and ambient-accessible route. Moreover, the laser-sintered copper thin film shows good electrical property and enhanced chemical stability than conventional thermal annealing process. Consequently, the proposed laser sintering process can be compatible with plastic substrate for flexible applications.

• 한국기계가공학회지
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• 제17권5호
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• pp.117-122
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• 2018

3D printing technology and its applications have grown rapidly in academia and industry. We consider a 3D printing system designed for the selective laser sintering (SLS) method, which is one of the powder bed fusion (PBF) techniques to build up the final product by layering sintered powder slices. Thermal distortion of printing products is a critical challenge in 3D printing. This study investigates temperature-dependent conformational behaviors of 3D printed samples of sintered poly-ether-ether-ketone (PEEK) powders using molecular dynamics simulations. The wear and chemical resistance properties of PEEK are understood, as it is a well-known biocompatible material used for implants. However, studies on physical phenomena at nanoscale in PEEK are rarely published in public. We simulate dissipative particle dynamics to elucidate how a cavity regime forms in PEEK at different system temperatures. We demonstrate how PEEK structures deform subject to the system temperature distribution.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.190.2-190.2
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• 2015

최근에 최적의 모체 결정과 활성제 이온을 선택하여 우수한 발광과 흡광 특성을 갖는 산화물 형광체를 합성하여 디스플레이, 고체 레이저, 백색 발광 소자를 제작하는데 관심이 고조되고 있다. 본 연구에서는 열 및 화학적으로 안정한 $Gd_2MoO_6$를 모체 결정으로 선택하고 $Eu^{3+}$, $Sm^{3+}$ 이온을 활성제 이온으로 각각 도핑하여 다양한 종류의 색을 구현하는 새로운 종류의 형광체를 제조하고자 한다. 비교적 간단한 장비로 구성되고 볼밀 작업을 통하여 쉽게 초기 물질을 혼합 분쇄하고 소결할 수 있는 고상반응법을 사용하여 합성하였다. 특히, 모체 결정에 주입되는 활성제 이온을 둘러싸고 있는 국소적인 환경이 반전 대칭에서 벗어나는 정도를 파악하여 활성제 이온의 발광 파장의 세기가 최대가 되는 최적의 조건을 규명하고자 한다. $Eu^{3+}$ 이온이 도핑된 $Gd_2MoO_6$ 형광체의 발광 스펙트럼은 $Eu^{3+}$ 이온의 함량에 관계없이 모든 시료에서 전형적인 $Eu^{3+}$ 이온의 $^5D_0-^7F_j$ (j=1-4) 전이에 의한 발광 스펙트럼을 나타내었고, 가장 강한 적색 발광 파장은 611 nm에서 관측되었다. $Sm^{3+}$ 이온이 도핑된 $Gd_2MoO_6$ 형광체의 경우에, $Sm^{3+}$ 이온의 함량에 관계없이 모든 시료에서 $Sm^{3+}$ 이온의 $^4G_{5/2}-^6H_j$ (j=5/2, 7/2, 9/2) 전이에 의한 발광 스펙트럼을 나타내었고, 가장 강한 발광 파장은 616 nm에서 관측되었다. 이외에도, 결정 입자와 발광 세기의 상관 관계를 조사하였다.