• 대한치과보철학회지
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• 제59권2호
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• pp.248-260
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• 2021

코발트-크롬 합금은 다양한 치과보철물 제작에 이용되고 있고, 다른 합금에 비해 저렴한 가격과 우수한 기계적 특성이 장점이다. 최근, 기존 제작 방식의 단점을 극복하기 위해 적층제조 방식인 선택적 레이저 용융 방법이 보철물 제작에 이용되고 있다. 선택적 레이저 용융 방법의 공정 중 급속 가열과 냉각 과정은 제작된 합금의 미세구조와 결정립을 미세화하고, 기포를 감소시켜 기존 제작 방식에 의한 합금에 비해 기계적 특성을 향상시킨다. 반면, 적층과 급속 가열 및 냉각은 다량의 잔류응력 축적을 초래하는데, 추후 기계적 특성에 악영향을 미칠 수 있다. 따라서, 잔류응력을 제거하기 위해 주로 열처리를 시행하고, 회복과 재결정화에 의한 잔류응력의 감소뿐만 아니라 상변태, 석출물 및 미세구조의 균질화가 동반되어 기계적 특성의 복잡한 변화가 나타난다. 본 문헌고찰에서 코발트-크롬 합금의 제작 방식 비교 및 선택적 레이저 용융 방법으로 제작된 합금의 특징에 대해 알아보고자 한다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제23권3호
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• pp.195-203
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• 2020

Selective laser melting(SLM) is one of the powder bed fusion(PBF) processes, which enables quicker production of nearly fully dense metal parts with a complex geometry at a moderate cost. However, the process still lacks knowledge and the experimental evaluation of possible process parameter sets is costly. Thus, this study presents a finite element analysis model of the SLM process to predict the melt pool characteristics. The physical phenomena including the phase transformation and the degree of consolidation are considered in the model with the effective method to model the volume shrinkage and the evaporated material removal. The proposed model is used to predict the melt pool dimensions and validated with the experimental results from single track scanning process of Ti-6Al-4V. The analysis result agrees with the measured data with a reasonable accuracy and the result is then used to evaluated each of the process parameter set.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.293-301
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• 2011

치과보철물의 소재는 생물 화학적, 물리적 안정성을 위하여 우수한 생체친화성이 요구된다. 그래서 본 연구에서는 새로운 기술인 레이저 선택용융 가공법으로 제작된 Co-Cr합금(SC시편), Ti합금(ST시편)을 일반적으로 사용되는 주조법으로 제작된 Co-Cr합금(CC시편), Ni-Cr합금(CN시편)과 비교분석하여 기계적 특성과 생물학적 안정성 평가를 실시하였다. 기계적 특성 평가를 위하여 인장시험을 통한 탄성계수를 측정하였다. 그리고 생물학적 안정성 평가를 위하여 유사체액(lactic acid-NaCl solution)을 이용한 용출물질 분석과 용출배지를 이용한 세포독성을 관찰하였다. 그 결과 레이저 선택용융 가공법으로 제작한 Co-Cr 합금이 주조법으로 제작한 Co-Cr합금보다 탄성계수가 높게 나타났다. 그리고 용출물질 분석과 세포독성 평가에서 레이저 선택용융 가공법으로 제작한 Co-Cr합금의 생물학적 안정성이 양호한 것으로 평가되었다. 결과에 의하여 레이저 선택용융 가공법으로 제작한 합금이 치과보철물 제작을 위한 합금으로 적용할 수 있는 것으로 판단된다.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권8호
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• pp.42-51
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• 2021

Investigations of process parameters are essential when fabricating high-quality parts using additive manufacturing. This study investigates the change in the mechanical characteristics of a SUS316L specimen fabricated using selective laser melting based on the energy density and bead overlap ratio. The SUS316L powder particles were spherical and 35 ㎛ in size. Single-bead and hexahedral shape deposition experiments were performed sequentially. A single bead experiment was performed to obtain the bead overlap ratios for different laser parameters utilizing laser power and scan speed as experimental parameters. A hexahedral shape deposition experiment was also performed to observe the difference in mechanical properties, such as the internal porosity, surface roughness, and hardness, based on the energy density and bead overlap ratio of the three-dimensional printed part. Laser power, scan speed, overlap ratio, and layer thickness were chosen as parameters for the hexahedral shape deposition experiment. Accordingly, the energy density applied for three-dimensional printing, and the experimental parameters were calculated, and the energy density and bead overlap ratio for fabricating parts with good properties have been suggested.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.25-31
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• 2018

선택적 레이저 용융 (Selective Laser Melting) 기법은 금속 소재를 다루는 대표적인 3D 프린팅 기법중의 하나이다. SLM 기법으로 제작되는 구조물의 특성을 좌우하는 주요 제작 인자로는 구조물의 적층 제작 방향, 레이저 파워, 레이저 스캔 스피드 및 스캔 간격 등을 고려할 수 있다. 이번 연구에서는 AlSi10Mg 합금을 대상 소재로 하여, 인장 시편의 제작 방향, 레이저 스캔 스피드 및 스캔 간격을 변수로 하여, 인장특성 결과를 비교 분석하였다. 인장특성으로는 항복 응력, 인장강도 및 연신율을 고려하였다. 시험결과로부터, 인장 시편의 제작 방향 기준으로 0도, 45도, 90도 순서로 항복 응력 값이 낮아짐을 확인하였다. 레이저 스캔 스피드 기준으로는 1870mm/min에서 가장 큰 항복 응력값을 보였으며, 스캔 스피드가 낮아질수록 항복 응력 크기도 줄어들었다. 레이저 스캔 간격 기준으로, 그 크기가 증가할수록 항복 응력값은 증가하지만, 다른 시험 기준에 비해 그 변화폭은 가장 적었다. 인장강도 및 연신율은 시험조건에 따른 명확한 경향성을 파악하기 어려웠다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.115-119
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• 2020

선택적 레이저 용융 (SLM, Selective Laser Melting) 기술은 미세한 금속 분말 위에 레이저를 조사하여 특정 영역의 융착을 진행하고 이 과정을 반복적으로 진행함으로써 최종적으로 3차원 형태의 구조물을 제작하는 최신의 적층 공정 기술이다. 적층 공정 기술 특성상 레이저에 의한 금속 소재의 용융 현상은 레이저의 조사 방향과 적층 방향 등 공정 조건에 의해 방향성을 가지게 되며 이로 인해 구조물 내에서 금속 소재 조성은 불균일 특성을 보인다. 본 연구에서는 SLM 기술을 적용하여 알루미늄 (AlSi10Mg) 시편을 제작하고 시편 내부의 소재 조성 특성을 분석하였다. 시편은 적층 제작 방향을 기준으로 0°, 45°, 90°로 구분하여 실린더 형태로 제작하였으며 시편 평면의 표면 형상을 광학적으로 분석하였다. 그리고 레이저 조사로 생성되는 시편 내부의 멜팅풀 형상을 대상으로 하여 멜팅풀 내부와 경계면에 대해 각각 TEM 분석을 수행하였다. 분석 결과로부터 멜팅풀 내부와 경계면의 미세 셀 구조의 차이를 확인하였고, Si 의 조성 비율이 셀의 경계면에서 더 높게 보임을 확인하였다.

• 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.

• 소성∙가공
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• 제19권8호
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• pp.517-522
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• 2010

Selective laser melting (SLM) is emerged as a new manufacturing technique to directly fabricate precise parts using metallic materials. The final characteristics of a component fabricated through the SLM process are strongly dependent upon various parameters such as laser power, scan rate and pulse duration, etc. This paper, therefore, focuses on the dimensional characteristics of melted $20{\mu}m$ Fe-Cr-Ni powder by fiber laser for the selective laser melting process. With energy density decrease, the height and depth were decreased. Although the conditions are of the same energy density, the shape is different by laser power and scan rate. The shapes at various laser parameters were divided into 3 groups based on depth over height. The smooth regular shape is obtained under the conditions of $50{\mu}m$ of powder height and $15-20{\mu}s$ of pulse duration. And the laser power influenced the variation of shape more significantly than the scan rate.

• 한국기계가공학회지
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• 제21권7호
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• pp.10-20
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• 2022

Recently, metal additive manufacturing (AM) is being investigated as a new manufacturing technology. In metal AM, powder bed fusion (PBF) is a promising technology that can be used to manufacture small and complex metallic components by selectively fusing each powder layer using an energy source such as laser or an electron beam. PBF includes selective laser melting (SLM) and electron beam melting (EBM). SLM uses high power-density laser to melt and fuse metal powders. EBM is similar to SLM but melts metals using an electron beam. When these processes are applied, the mechanical properties and microstructures change due to the many parameters involved. Therefore, this study is conducted to investigate the effects of the parameters on the mechanical properties and microstructures such that the processes can be performed more economically and efficiently.

• 구강회복응용과학지
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• 제37권1호
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• pp.39-47
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• 2021

의치의 금속구조물을 selective laser melting을 통하여 제작하는 경우 기존의 제작 방식에 비해 여러 기공 과정이 생략되어 시간이 절약되고 간편해진다. 또한 균질한 밀도의 금속구조물을 얻을 수 있어 우수한 기계적 성질, 특히 피로 파절에 대한 높은 저항성을 기대할 수 있다. 본 증례에서는 부분 무치악 환자에서 기존의 방식으로 최종인상을 채득하여 주모형을 제작하였고 이를 스캔하여 데이터화 하였다. 스캔 데이터 상에서 금속구조물을 디자인한 뒤 selective laser melting 방식으로 가철성 국소의치를 제작하였으며 기능적 및 심미적으로 만족스러운 결과를 보였기에 이를 보고하는 바이다.