• 한국정밀공학회지
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• 제18권8호
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• pp.64-70
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• 2001

In all the Rapid Prototyping (RP) techniques, the computer-aided design (CAD) model of a three-dimensional part is sliced into horizontal layers of uniform, but not necessarily constant, thickness in the building direction. Each cross- sectional layer is successively deposited and, at the same time, bonded onto the previous layer. The stacked layers form a physical part of the model. The objective of this study is to develop a software for automatic generation of unit shape part(USP) for a new RP process, Variable Lamination Manufacturing using the linear hotwire cutting technique and expandable polystyrene foam sheet as part material(VLM-S). In order to examine the applicability of the developed software to VLM-S, USPs of general three-dimensional shapes, such as an auto-shift lever knob and a pyramid shape were generated.

• 한국기계가공학회지
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• 제13권2호
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• pp.8-14
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• 2014

Many kinds of robots and machines have been developed to replace human laborin industrial and medical fields, as well as domestic life. In these applications, the device sneed to obtain environmental data using diverse sensors. Among such sensors, the tactile sensor is important because of its ability to get information regarding surface texture and force through the use of mechanical contact. In this research, a simple tactile sensor was developed using the direct writing of pressure sensitive material and layered fabrication of photocurable material. The body of the sensor was fabricated using layered fabrication, and pressure sensitive materials were dispensed between the layers using direct writing. We examined the line fabrication characteristics of the pressure sensitive material according to nozzle dispensing conditions. A simple $4{\times}4$ array flexible tactile sensor was successfully fabricated using the proposed process.

• 한국정밀공학회지
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• 제19권7호
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• pp.97-105
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• 2002

The use of rapid prototyping (RP) has reduced time to market, cut total costs and improved product quality by giving design and manufacturing teams the opportunity to verify and fine tune designs before committing them to expensive tooling and fabrication. In order to improve their unique characteristics according to the working principles, Variable Lamination Manufacturing process (VLM-ST) and corresponding CAD/CAM software (VLM-Slicer) is developed. The objective of this study is to improve the accuracy of VLM-ST process, and it can be done by offset fur cutting error correction, cutting path overrun fur sharp edge and reference shape generation for off-line stacking. It has been shown that, through the verification experiments for given practical shapes, the proposed algorithms are effective for diverse categories of three-dimensional shapes.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.47.2-47.2
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• 2009

인체의 뼈와 같은 손상된 경조직을 치료 또는 대체하기위한 정형외과용 임플란트를 설계하는데 있어 뼈의 생체역학적 특성과 유사한 성질을 갖는 다공성 지지체에 대한 연구가 최근 관심을 끌고 있다. 다공성 지지체는 조직이 원활히 재생될 수 있어야 하며, 또한 주변 조직과도 생물학적인 고착이 잘 되도록 기공들이 상호 연결된 구조를 가져야 한다. 이와 같은 다공성 지지체용 소재를 제조하기 위하여 본 연구에서는 타이타늄 분말을 사용하여 3차원 적층조형공정으로 다공성 타이타늄 지지체를 제조하였다. 제조된 다공체의 물성 및 기계적 특성을 평가하기 위하여 압축시험과 변형해석을 수행하였으며, 아울러 제조된 지지체의 생체적합성 향상을 위하여 양극산화 공정 등의 표면처리를 수행하여 그에 대한 특성을 평가하였다. 분말야금 공정으로 제조된 지지체는 골조직의 성장에 적합한 약 $300\sim400{\mu}m$의 기공 크기를 갖도록 제어하였고, 기공도는 60~75%로 제어하였다. 아울러 다공성 타이타늄의 생체적합성을 부여하기 위하여 양극산화공정으로 지지체의 표면에 Ca 및 P을 포함하는 산화층을 형성시키는 표면처리를 수행하였다. 양극산화공정에 의하여 표면에 미세기공을 포함하는 산화층을 형성시킬 수 있었으나 이와 같은 표면구조는 조골세포의 부착과 영향에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 확인되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권8호
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• pp.881-886
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• 2014

5 축 기반 3 차원 금속 프린팅에서는 파트형상에 overhang/undercut 형상이 존재하여도 tilting과 rotating의 2 축을 이용하여 파트형상의 조형 방향을 자유롭게 바꾸어 지지구조물(support structure) 형상피처의 추가 없이 3-D 적층(3DL: 3-D layering)이 가능하게 된다. 이를 위해서는 overhang/undercut의 형상근처에서 국부적으로 tilting과 rotating 정보에 맞는 조형 층 적층 정보를 제공하는 새로운 전처리기(preprocessor) 기능이 필요하게 된다. 본 논문에서는 overhang/undercut 과 같은 형상들을 자동으로 진단하고 검출하여 3 차원 layering 이 가능할 수 있도록 방사형 기울기 측정법(calculation of radial gradient: CRG)과 은유적 자동 분할 알고리듬(implicit auto-partitioning algorithm: IAP)을 통해 다중 적층 알고리듬(Multi-part Layering Algorithm: MPL)을 구현함을 제시하고 이를 실제 STL 형상파일에 적용하여 제시된 이론을 검증하고자 하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권12호
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• pp.1647-1653
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• 2011

일반적으로 사출금형의 사출주기는 플라스틱 제품의 냉각 시간에 크게 좌우되는 데, 냉각회로를 적용하여 조절할 수 있다. 금형의 냉각회로는 전통적으로 기계가공을 통하여, 직선형상만을 생성할 수 있었지만, 최근 적층조형 방법의 개발로 코어 형상을 따라가는 형상적응형 냉각회로를 생성할 수 있게 되었다. 한편 금형의 다이 재질로 열저항력이 크고, 치수변화가 적은 H13 스틸이 널리 사용되고 있지만, 열전도율이 낮기 때문에 냉각효율은 높지 않다. 이러한 점에서 열전달 효율을 극대화 시킬 수 있는 방법으로 H13 스틸과 구리(Cu)를 기능적으로 혼합한 기능성 경사 복합재(FGM)를 적층조형을 이용하여 냉각회로에 적용하는 방안이 검토되고 있다. 이러한 시도로서 본 논문에서는 H13 스틸과 Cu 간의 FGM을 이용한 형상적응형 냉각회로의 모델링 방법을 제안하고자 한다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제39권3호
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• pp.337-344
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• 2016

본 연구에서는 3차원(3-dimensional, 3D) 프린팅 기술로 출력된 팬톰에 대한 X선 투과성을 평가하고자 하였다. 3D 프린팅 방식은 용융적층조형(fused deposition modeling, FDM) 방식을 이용했으며 소재는 아크릴로나이트릴 뷰타다이엔 스타이렌(acrylonitrile butadiene styrene, ABS)을 사용하였다. 팬톰은 원통 모양으로 설계하였으며 전산화단층영상장비(computed tomography, CT)에서 획득한 단면영상으로 균일도를 측정하였다. X선 투과성 평가는 3D 출력된 팬톰 내부에 이온챔버를 삽입하여 실시하였다. 그 결과, 평균 균일도가 2.70 HU이었으며 기존 폴리메틸 메타크릴레이트(poly methyl methacrylate, PMMA) CT 팬톰과 3D 프린터로 출력된 팬톰에서 측정된 X선 투과성의 상관관계는 0.976로 높은 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 향후 3D 프린팅 기술을 이용한 방사선정도관리 팬톰 제작에 기초자료로 활용할 수 있으리라 기대한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.6019-6026
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• 2015

본 연구에서는 소량생산 및 개인 맞춤형 제작으로 매우 유용한 3D 프린팅 기술을 이용하여 자가 맞춤형 부목을 제작하고자 하였다. 방법으로는 3D 프린터를 이용하여 용융적층조형방식(fused deposition modeling)으로 부목을 제작하였으며, 재료는 열가소성 플라스틱 계열인 ABS(acrylonitrile butadiene styrene) 수지를 이용하였다. 부목의 모델링은 실제 인체의 손 부위 3차원 전산화단층영상을 이용하였으며 통풍이 가능하도록 설계하였다. 그 결과 실제 인체 손 모양과 일치하는 자기 맞춤형 부목이 성공적으로 출력되었다. 또한 기존 부목보다도 우수한 방사선영상을 획득할 수 있었다. 결론적으로 본 연구에서 제시한 3D 프린팅 사례는 ABS 수지를 이용한 용융적층조형방식의 유사한 구조물을 출력할 때 기초자료로 사용할 것으로 판단된다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.242-242
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• 2004

다양하게 변화하는 소비자의 요구에 만족하기 위해 제품 디자인의 빠른 변화가 요구되며 이에 따라 빠르게 3차원 형상을 구현하는 기술이 필요하게 되었다. 일반적으로 사용되는 적층 방식의 쾌속 조형기술은 고가의 재료비 및 운영비, 기능성 파트 제작의 어려움, 표면에 적층 무늬가 존재 등의 문제점이 존재한다. 그러나 기계 가공 방식의 경우 다양한 재료의 가공이 가능하고 높은 형상 정밀도가 유지되는 장점이 있다. 특히, 폼을 이용하여 3차원 형상을 구현하는 방법은 현업에서 많이 사용되고 있다.(중략)

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.775-780
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• 2007

쾌속조형기술(Rapid Prototyping Technology)은 설계단계에 있는 3차원 모델을 시제품(Prototype)으로 다른 중간과정 없이 빠르게 생성하는 새로운 기술을 말한다. CAD 모델 데이터는 3차원 형상 시스템이지만 모니터 화면이나 문서로 출력할 때는 2차원으로 밖에 표시되지 않는다. 반면에 쾌속조형기술은 설계된 3차원 CAD 데이터를 2차원 단면 데이터로 변환한 후 RP(Rapid Prototyping)공정을 적용하여 순차적으로 적층해 감으로써 CAD 데이터와 같은 3차원 입체 형상을 제작하게 된다. 그러나 RP 시스템은 매우 가격이 비싸서 칫솔이나 완구 등과 같은 생활용품을 제작하는 중소기업에서는 구입하기 어려운 상황이다. 본 논문에서는 오픈소스를 사용하여 RP 기술을 구현함으로써 저렴한 가격으로 구매할 수 있는 RP 시스템을 개발하기 위한 3차원 제어시스템을 제안하였다.