• 제목/요약/키워드: 성형재료

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3D 프린팅을 이용한 토기·자기 문화재 복원 연구 (Restoration of Earthenware & Porcelain Cultural Assets using 3D Printing)

  • 이해순;위광철
    • 보존과학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.131-145
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    • 2015
  • 문화재 보존처리는 손상된 문화재의 수명을 연장하고 그 가치를 재조명하는 실질적 수단으로서 높이 평가 받고 있다. 그러나 보존처리 과정은 대부분 보존처리자의 경험과 기술에 의한 수작업에 의존하고 있어 이에 따르는 많은 시간과 노력이 요구된다. 최근에는 문화재의 재질 특성과 형상에 따라 보다 정확하고 손쉽게 보존처리를 진행할 수 있는 방법을 채용할 수 있게 되었다. 즉, 지금까지 수작업으로 이루어지는 보존처리과정을 3D 프린터를 이용하여 컴퓨터상에서 구현된 입체 형상 데이터를 실물로 출력하는 방법을 이용하는 것이다. 먼저 문화재의 결손 부분을 컴퓨터상의 데이터로 구축한 다음 3D 프린터로 출력하여 결손 부분을 손쉽게 성형 및 가공 과정을 거치는 것이다. 3D 프린터 적용결과 반복적인 출력 및 디지털데이터의 형태 및 수치 조정이 가능하였으며, 다양한 소재를 활용한 여러 가지 복원재료로 부터 시험출력을 통하여 문화재 복원의 완성도를 향상시킬 수 있었다. 본 연구에서 도자기 결손부분 복원을 위한 3D 프린터 적용 시험을 위하여 현대 재현품인 청자칠보무늬향로와 차륜식토기 2점을 인위적으로 파손시켰다. 복원결과 수작업에 비해 작업시간 단축 및 정확한 형태의 재현 등에서는 좋은 효과를 나타내었다. 반면 정밀한 접합 및 표면 질감을 생생하게 표현하기 위해서는 약간의 2차적인 수작업이 필요하였다.

고속 전단 가공에 의한 PC/ABS 블렌드의 열적 물성 변화 연구 (Effects of the High Shear Rate Processing on the Thermal Properties of PC/ABS Blends)

  • 이형일;이한기;김대식;최석진;김선홍;유재정;용다경;이승구;이기윤
    • 폴리머
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    • 제38권3호
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    • pp.320-326
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    • 2014
  • 본 연구에서는 polycarbonate(PC)/acrylonitrile-butadiene-styrene(ABS) 블렌드의 고속 전단 가공 조건하에서의 열적 물성 변화에 대해 연구하였다. 고전단 압출 성형기(NHSS2-28)를 이용하여 공정조건인 스크류 회전속도와 전단 부하 시간을 변화시키면서 가공하였다. 고전단 부하 실험 후에 유리전이온도($T_g$) 변화를 조사하여, 전단 부하 조건에 따라 약 $143^{\circ}C$에서 약 $133^{\circ}C$로 감소하는 경향을 관찰하였다. 열 중량 분석(TGA)을 통해 열분해 현상을 관찰하여 전단을 가하지 않은 경우 ABS와 PC의 분해곡선이 뚜렷한 두 단계로 나타났으나, 고속 전단 가공을 한 경우 분해하는 경향이 일직선상으로 변화되어 나타났다. 이에 대한 물성변화의 원인을 조사하기 위해 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하여 분산상의 크기 또한 감소함을 확인하였고, 만능 재료 시험기(UTM)를 이용하여 신율이 고속 전단 가공을 한 경우, 소폭 감소하다가 특정 조건 이상에서는 급격한 감소를 보임을 관찰하였다. 결론적으로 적정한 고속 전단 응력 조건 이하에서는 PC/ABS 블렌드의 유리전이온도가 수렴하고, 적정 조건 이상에서는 유리전이온도가 급감하므로 전단응력에 의해 열화되는 것을 확인하였다.

필렛효과에 따른 미세혈관 문합커플러(AnaFix®) 마이크로핀의 응력분포 (Stress Distribution in Microvascular Anastomotic Coupler (AnaFix®) Micropins with Respect to the Fillet Radius)

  • 지대원;김철웅
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권11호
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    • pp.1139-1145
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    • 2011
  • 기존 봉합사를 이용한 미세혈관수술의 단점을 개선한 기계식 미세혈관 문합시스템은 크게 문합링-핀 시스템 및 디바이스로 구분된다. 유한요소해석을 이용한 본 연구에서 문합링파트는 생체적합성과 사출성형 가공성이 우수한 High Density Polyethylene(HDPE)가 적용되었고, 마이크로핀은 SUS316, Ti-6Al-4Nb, Ti-6Al-4V, unalloyed titanium 이상 4가지 재료가 적용되었다. 미세혈관 문합링 마이크로핀의 fillet radius, neck length가 von Mises stress 변화에 미치는 영향을 평가하기 위해 Short Neck(SN)과 Long Neck(LN)으로 구분하고, 필렛이 존재하지 않는 경우(SN-1, LN-1)와 존재하는 경우(SN-2, SN-3, LN-2, LN-3)로 구분하였다. 필렛 유무와 형상에 대한 von Mises stress의 변화비인 Fillet Radius Rate(FRR)와 동일 필렛형상 내에서 neck 길이변화에 따른 von Mises stress의 변화비인 Neck Length Rate(NLR)의 결과를 종합해본 결과 SN-3의 마이크로핀 neck 형상이 가장 안전한 설계 형상임을 파악할 수 있었다.

Nb-doped BCFN 세라믹 막의 제조 및 산소투과 특성 (Preparation and Oxygen Permeability of Nb-doped BCFN Ceramic Membrane)

  • 김종표;손수환;박정훈;이용택
    • 멤브레인
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    • 제21권1호
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    • pp.55-61
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    • 2011
  • 고상반응법을 이용하여 $BaCo_{0.7}Fe_{0.22}Nb_{0.08}O_{3-{\delta}}$ (BCFN) 조성의 산화물을 합성하였으며, 합성된 분말은 압축 성형 후 $1,200^{\circ}C$에서 소결하여 치밀한 세라믹 분리막을 제조하였다. 제조된 $BaCo_{0.7}Fe_{0.22}Nb_{0.08}O_{3-{\delta}}$ 분리막의 XRD 분석결과 단일상의 페롭스카이트 구조를 보였다. 밀봉재료로 glass ring을 사용하여 가스누출 실험 및 산소투과 분석을 하였으며, 산소투과 분석 결과 온도와 산소분압($Po_2$)이 증가할수록 산소투과량은 증가하였고, $Po_2$ = 0.63 atm의 경우 $950^{\circ}C$에서 $2.3mL/min{\cdot}cm^2$의 값을 나타내었다. 또한, 이산화탄소 300 ppm이 포함된 혼합공기를 사용할 경우 모사공기($Po_2$ = 0.21 atm)를 사용한 경우에 비해 산소투과량이 최대 2.9%만 감소하였다. 이는 $BaCo_{0.7}Fe_{0.22}Nb_{0.08}O_{3-{\delta}}$ 분리막이 다른 분리막에 비해 이산화탄소에 대해 안정하다는 것을 의미한다.

모형 레진근관에서 근관의 만곡도가 니켈-티타늄 전동 파일의 screw-in effect에 미치는 영향 (Influence of root canal curvature on the screw-in effect of nickel-titanium rotary files in simulated resin root canal)

  • 손지영;하정홍;김영경
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제35권5호
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    • pp.374-379
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    • 2010
  • 연구목적: 근관의 만곡도가 니켈-티타늄 전동파일의 screw-in effect에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 0, 10, 20, 그리고 30도의 만곡을 가지는 80개의 레진모형근관 (Nissin Dental Prod. Inc.)에서 0.06 경사도 30번 전동화일 (ProTaper, Dentsply-Maillefer)을 분당 300회전, 단일 pecking 동작으로 기구조작하였으며 dynamometer를 이용하여 발생한 screw-in force를 측정하였다. 결과치는 one-way ANOVA로 통계처리 하였고, Scheffe multiple range test를 사용하여 95% 수준에서 유의성을 검정하였다. 결과: 근관의 만곡도가 작을수록 screw-in force가 높게 나타났으며 (p < 0.001), 모든 그룹 간에 유의성 있는 차이를 보였다. 결론: 이 결과로 미루어 볼 때, 근관의 만곡도가 작을수록 screw-in force가 많이 발생하는 것으로 보여지며, 따라서 기구조작 동안의 screw-in force를 방지 또는 억제하기 위해서는 만곡도가 작은 근관을 성형할 때 더 많은 주의가 요구될 것으로 생각된다.

두개골 성형술의 사용 재료와 수술 시기에 따른 감염율 (The Infection Rate in Case of Cranioplasty According to Used Materials and Skull Defect Duration)

  • 김영우;유도성;김달수;허필우;조경석;김재건;강준기
    • Journal of Korean Neurosurgical Society
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    • 제30권sup2호
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    • pp.216-220
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    • 2001
  • Objective : Cranioplasty is required to protect underlying brain, to correct major aesthetic deformities, or both. The ideal material for this purpose is autogenous bone. When this is not available, alloplastic or artificial materials may be used. In this study authors compared the infection rate according to the cranioplasty materials(the frozen autologous bone vs. bone cement), and duration of the skull defect. Materials : Between May 1994 and December 1999, 111 patients with skull defect treated with cranioplasty(82 cases of frozen autologous bone and 29 cases of artificial bone material) were included in this study. There were 77 males and 34 females with a mean age of 41.4 years(range 1-85 years). 57 patients had head trauma and 54 had non-traumatic insults. According to the duration of skull defect, there were 28 cases under 1 month, 33 cases of 1-2 months, 15 cases of 2-3 months, 20 cases of 3-6 months and 15 cases over 6 months of duration. Results : Overall infection rate was 9.9%. In cases with frozen autologous bone and artificial bone material, the infection rate was 8.5% and 13.7%, respectively. The infection rate according to the duration of skull defect was 3.6%(among 28 cases) under 1 month of age, while those were 12%(4 among 33 cases) at 1-2 months, 20%(3 among 15 cases) at 2-3 months, 5%(1 among 20 cases) at 3-6 months and 13%(2 among 15 cases) over 6 months. Accoring to the underlying disease, the infection rate in traumatic cases was 12%(7 among 57 cases) and that in non-traumatic one was 3.7%(2 among 54 cases). Conclusion : From this study, it appears that skull defect should be repaired as soon as possible, because early cranioplasty can lower the infection rate. And surgeons could save the patients' cranial bone as possible as they can because autologous bone is not only cost effective in cosmatic purpose but lower the infection rate.

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시멘트 도포 방법에 따른 포스트의 push-out 접착 강도 비교 (Comparison of push-out bond strength of post according to cement application methods)

  • 김서령;염지완;박정길;허복;김현철
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제35권6호
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    • pp.479-485
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    • 2010
  • 연구목적: 이 연구의 목적은 레진 시멘트의 포스트 공간 내 적용 방법에 따른 포스트의 push-out접착 강도를 비교하는 것이었다. 연구 재료 및 방법: 30개의 발거된 하악소구치를 사용하여 시멘트의 적용 방법에 따라 세 그룹으로 나누었는데 lentulo-spiral을 이용하여 포스트 공간 내에 레진 시멘트를 적용하는 그룹 (group Lentulo), 직접 포스트 표면에 레진 시멘트를 도포하는 그룹 (group Direct), elongation tip을 이용하여 포스트 공간 내에 레진 시멘트를 적용하는 그룹 (group Elongation tip)으로 나누었다. 근관을 성형, 충전한 뒤 Rely-X post drill을 사용하여 포스트 공간을 형성하였고, Rely-X fiber post를 Rely-X Unicem 적용하여 광중합 하였다. 시편을 아크릴릭 레진에 포매 하고 저속 절단기로 치아 장축에 수직으로 절단하여, 하나의 치아에서 치관부, 중앙, 근단부의 세 개의 시편을 얻었다. 절단한 시편을 Universal Testing Machine으로 push-out 접착 강도를 측정하였다. 접착 실패가 일어난 시편을 수술용 현미경 하에서 관찰하여 그 실패 양상을 결정하였다. 결과: 치근의 위치에 따른 push-out 접착 강도는 유의한 차이를 보였으며, 전용의 elongation tip을 사용한 그룹이 가장 높은 push-out 접착 강도를 나타냈다. 결론: 레진 시멘트를 포스트에 직접 적용하거나 lentulo-spiral을 사용하는 기존의 방법에 비해 elongation tip을 사용하는 것이 self-adhesive 계면의 결함을 줄이고 근관치료한 치아의 수복 성공율을 높일 수 있을 것으로 생각된다.

한국인의 구치부 근관작업장에 관한 연구 (Study of endodontic working length of Korean posterior teeth)

  • 김정엽;이상훈;이광희;박상혁
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제35권6호
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    • pp.429-435
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    • 2010
  • 연구목적: 본 연구의 목적은 한국인의 근관 작업장에 대한 ISO규격의 근관 치료용 기구의 길이가 적절성을 평가하기 위한 것이다. 연구 재료 및 방법: 2006-2008년까지 경희의료원 동서신의학병원 보존과에서 구치부의 근관 치료를 받은 환자를 670명 선발하였다. 모든 근관 치료는 한 명의 술자에 의해 시행되었으며 통법의 와동을 형성하였고 변연 융선부터 0.5 mm의 교합면삭제를 시행하였다. 근관장은 전자 근관장 측정기(Root ZX)를 이용하여 측정하였고 방사선 사진으로 보정하였다. 근관장의 길이는 근관 성형 정도에 따라 달라지기 때문에 이 실험에서는 초기 근관장만을 이용하였다. 심한 우식이 있거나 보철물이 있는 경우, 근관이 석회화 되어서 정상적인 근관 치료를 할 수 없는 경우, 상악 대구치의 근심 설측 근관과 하악의 C-shape 근관을 가진 치아는 실험군에서 제외하였다. 총 487개 소구치 근관과 870개 대구치 근관의 근관장을 측정하였고 각각의 평균 및 표준편차를 측정하였다. 또한 각 길이별 빈도 분포 및 정규 분포를 관찰하였다. 결과: 1. 소구치 근관에서 20 mm 이하의 근관장을 갖는 경우는 전체의 66.5%였으며 22 mm 이하의 근관장을 갖는 경우는 전체의 95.4%였다. 2. 한국인의 소구치 근관장을 측정한 결과, 현재 시판중인 21 mm, 25 mm의 기구보다는 23 mm의 기구가 더 적절하였다. 결론: 한국인의 소구치 근관 치료시 21 mm, 25 mm의 기구보다는 23 mm의 기구가 더 적절하였으며 대구치의 경우 21 mm의 기구의 사용이 적절하다고 사료된다.

열전지용 리튬음극의 전기화학적 특성 (Electrochemical Properties of Lithium Anode for Thermal Batteries)

  • 임채남;윤현기;안태영;여재성;하상현;유혜련;백승수;조장현
    • 공업화학
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    • 제29권6호
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    • pp.696-702
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    • 2018
  • 최근 열전지는 우주 및 국방분야에서 활용하기 위하여 고출력 및 고에너지 밀도의 새로운 전극재료가 요구되는 실정이다. 본 논문에서는 성형성과 용량의 한계를 가지는 펠릿 타입의 리튬-실리콘 합금(Li(Si)) 음극을 대체하기 위하여 고밀도를 가지는 리튬음극을 제조하고, 단위전지 및 열전지의 전기화학적 성능에 미치는 영향을 고찰하였다. 리튬음극은 $500^{\circ}C$에서 안정적인 작동을 위하여 철 분말을 바인더로 사용하였고 리튬 중량별(17, 15, 13 wt%) 단위전지 성능평가를 통해 리튬 13 wt%에서 안정적인 성능을 확인하였다. 또한 리튬음극을 사용한 단위전지의 개회로전압이 2.06 V로 Li(Si) 음극 개회로전압 1.93 V에 비해 약 0.1 V 이상 높게 나타났고, first phase에서 리튬음극의 비용량은 $1,632As{\cdot}g^{-1}$로 Li(Si) 음극의 비용량 $1,181As{\cdot}g^{-1}$에 비해 약 1.4배 정도 성능이 향상됨을 확인하였다. 리튬음극을 적용한 열전지를 상온 및 고온 성능시험 결과를 통하여 Li(Si) 음극 열전지에 비해 전압 및 작동시간 등이 탁월하며, 출력특성 및 에너지밀도가 획기적으로 향상됨을 확인하였다.

오토클레이브 진공포장법의 공정 조건에 따른 복합재의 미세기공률 분석 (Analysis of Composite Microporosity according to Autoclave Vacuum Bag Processing Conditions)

  • 윤현성;안우진;김만성;홍성진;송민환;최진호
    • Composites Research
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    • 제32권5호
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    • pp.199-205
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    • 2019
  • 복합재는 원하는 방향으로 섬유를 배열하여 일체형으로 제조할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 복합재는 제작과정에서 층(ply)과 층 사이에 있는 미세 공기, 소재 내부의 수분 또는 경화 중의 부적절한 온도와 압력 등으로 인하여 미세기공이 형성될 수 있으며, 이는 복합재 부품의 기계적 강도저하의 주요 원인으로 평가되고 있다. 본 논문에서는 오토클레이브 진공백 성형법을 이용하여 복합재 두께 별로 공정 조건(경화압력, 압밀시간, 압밀압력, 진공압력)을 변화시켜가며 복합재 패널을 제작하여 미세기공률을 분석하였다. 미세기공률은 이미지 분석법, 용해법, 연소법을 이용하여 평가하였으며, 초음파 감쇠계수와의 연관성을 분석하였다. 실험결과, 미세기공률 분석의 정확도는 용해법이 가장 우수한 것으로 나타났으며, 경화압력이 낮아질수록 미세기공률이 증가하고 높은 초음파 감쇠계수 값을 가짐을 확인하였다. 또한, 동일한 경화압력이라도 적층두께가 증가할수록 초음파 감쇠계수가 증가하고 기공률이 증가됨을 확인하였다.