• 한국경영과학회:학술대회논문집
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• 대한산업공학회/한국경영과학회 2000년도 춘계공동학술대회 논문집
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• pp.724-727
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• 2000

Rapid Prototyping(RP)이란 3차원 솔리드 모델을 단면화한 뒤 하나씩 적층하는 가공방식을 총칭한다. 이때 단면화하는 방법에 따라서 uniform, adaptive slicing으로 나뉘며, 입력 모델에 따라서 direct slicing과 STL을 이용한 방식으로 나뉜다. 적층 방법에 따라서는 연속된 2D 윤곽을 기반으로 적층하는 vertical layer 방식과 인접한 두 개의 2D 윤곽들을 연결하며 만들어진 3D layer를 기반으로 가공하는 sloping layer방식으로 나뉠 수 있다. 현재 상용 RP 시스템들에서는 거의 모든 경우 vertical layer 방식이 채택되어 사용되고 있다. RP와 절삭 공정, 예를 들면 CNC 밀링의 장점을 효율적으로 결합하기 위해서는 임의의 복잡한 형상을 갖는 솔리드 모델을 정밀도에 제한이 없이 제조할 수 있어야 한다. 그러나 절삭 공정은 특별한 전문적 지식들을 필요로 한다 또한 상용 RP에서 사용하는 순차적인 적층 작업으로는 가공할 수 없는 형상들이 많다. 대표적인 것으로 지지대를 필요로 하는 형상들이 있다. 이러한 형상들을 지원하기 위해서는 복잡한 3D 형상을 절삭 가능한 형식으로 분할하는 것과 적층 가능한 순서대로 공정 계획하는 것이 필요하게 된다. 본 연구에서는 SDM에서 제시된 3D 분할 방법이 솔리드 모델을 기반으로 전개되어 STL file과 같은 삼각다면체 형식으로 근사화된 모델에 적용하기 어렵다는데 착안하여 STL file에서 읽어들인 삼각 다면체 모델을 가공 가능한 3D 형상으로 분할하는 알고리즘을 제시하고자 한다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2001년도 추계학술대회논문집 II
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• pp.916-921
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• 2001

형상기억합금 선(Shape Memory Alloy Fibers ： SMA Fibers)을 삽입한 복합재료 평판의 고온 환경에서의 열적 좌굴 및 진동 해석을 유한요소법을 이용하여 수행하였다 1 차 전단변형이론을 적용하여 적층판을 모델링하였고, 온도 변화 효과는 적층판의 전 영역에서 균일한 온도 분포로 가정하였다. 형상기억합금 선의 온도에 대한 비선형 재료 성질을 고려하여 열적 좌굴 해석 수행 시 반복 계산법을 이용하였고, 자유 진동 해석에서는 시스템의 자유도를 줄이기 위하여 Guyan-Reduction(CR)을 사용하였다. 온도 변화와 형상기억합금 선의 체적비(volume fraction) 및 초기 변형률(initial strain) 변화에 따른 임계 온도와 고유 진동수의 특성을 해석하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권2호
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• pp.257-261
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• 2022

건축물의 디자인 자유도 향상, 작업자 안전 향상, 비교적 쉬운 납기예측 등의 이점으로 건설 산업에 적용된 3D 프린팅 기술(Additive manufacturing, AM)은 각종 효과성의 검증과 산업적용이 진행되고 있다. 다만, 기존기술대비 낮은 성숙도로 인해, 건축AM기술의 전주기에 발생하는 새로운 문제들을 해소하기 위한 연구들이 진행 중이다. 본 논문에서는 이러한 문제점 중에서도 현장 환경에 건축물을 적층 시공하는 과정에서, 낮은 시공표면평탄이 적층 제조 형상물에 미치는 영향을 확인한다. 특히 레이저 스캐닝을 통한 3차원 재구성 및 정량 분석을 통해, 낮은 평탄도로 인한 불균일한 적층형상물을 분석하고, 이를 해소하기 위한 적층시공전략을 제안한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.123-131
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• 2007

본 연구에서는 등분포 하중을 받는 섬유 보강 복합재료 관의 좌굴 거동을 분석하였다. 등방성의 원통형 구조물의 경우, 좌굴 형상은 단면만 변형할 뿐 길이방향으로의 단면 형상은 일정한 2차원 좌굴이 발생하나, 섬유 보강 복합재료와 같은 이방성 재료로 구성된 원통형 구조물의 경우에는 길이 방향으로 단면의 형상이 변화하는 3차원 좌굴이 발생하게 된다, 또한 적층 구조물에서는 적층각의 변화에 따라 각 방향에 따른 재료의 강도가 변화하므로, 적층각의 변화는 구조물의 강도를 변화시킨다. 본 연구에서는 원통형 적층 구조물의 2차원 좌굴과 3차원 좌굴의 경계를 조사하고, 적층각 변화에 따른 섬유 보강 복합재료 관의 좌굴 강도를 평가하였다.

• 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.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권6호
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• pp.219-225
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• 2011

건설기술자들에게는 첨단 복합재료구조에 대한 이론이 너무 어려워서 간단하면서도 쉽게 적용할 수 있는 정확한 방법을 필요로 하고 있다. 단순지지된 적층판을 특별직교이방성 적층판 이론에 의하여 해석하였다. 본 연구에서는 형상비를 1 : 1 ~ 1 : 5 까지 변화시켜가며 해석을 수행하였다. 대부분의 교량이나 건물의 상판은 형상비가 큰 경우가 많은데, 이런 구조물의 평형방정식에 대한 종방항 모멘트항($M_x$)의 영향은 매우 작아서, 더욱 간단한 해석이 가능하다. 본 논문에서는 특별직교이방성 적층판의 고유진동수에 대한 형상비의 영향을 연구하였으며 이 방법을 사용하면 충분히 정확한 값을 산출할 수 있다. 본 논문의 연구의 결과는 단순지지된 특별직교이방성 적층판의 해석에 이용할 수 있다.

• Composites Research
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• 제12권3호
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• pp.55-65
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• 1999

형상기억합금 선을 삽입한 복합적층 보의 열좌굴 및 좌굴후 거동을 해석 및 실험적으로 고찰하였다. 균일한 온도분포, 양단고정 상태에서 형상기억합금 선을 삽입한 복합적층 보의 열좌굴 거동을 나타내었고 검토하였다. 삽입한 형상기억합금 선의 형상회복력은 복합적층 보의 열팽창 변형률을 감소시킴으로써 임계좌굴온도를 증가시키고 좌굴후 거동에서 횡방향 변형을 감소시키는 결과를 얻을 수 있었다. 형상회복력이 열좌굴에 미치는 영향을 온도-하중-횡방향 변위의 거동결과에서 세장비, 기하학적 초기결함, 형상기억합금 선의 삽입 위치 등의 설계변수를 고려하여 정량적으로 나타내었다. 온도-횡방향 변형의 결과로부터 임계좌굴온도를 구하는 접선교차점의 방법을 제안하였다. 열좌굴 및 좌굴후 거동에서 실험결과의 해석을 바탕으로 형상회복력이 임계좌굴온도에 미치는 영향을 나타내는 이론적인 식을 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제3권4호
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• pp.280-284
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• 2002

본 논문에서는 임의형상제작시스템을 위한 적층 및 이송장치의 컴퓨터 시뮬레이션을 보여주고 있다. 적층 및 이송 장치는 임의형상제작시스템의 필수적인 요소로서 절단된 슬라이스의 일관된 적층을 위해 안정된 작동을 하는 것이 매우 중요하다. 적층 및 이송장치는 공압장치로 모델링될 수 있다. 공압장치는 공압컴푸레서, 제어밸브 및 실린더 둥으로 구성되어있다. 설계변수를 변화시켜가면서 행한 시뮬레이션 결과로부터 시간응답을 예측할 수 있다. 결과에서 알 수 있는 것은 일부 설계변수를 변화시키면 안정된 동특성을 얻을 수 있다는 것이다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.559-570
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• 2014

본 논문에서는 적층탄성받침과 납 고무받침을 대상으로 재료 및 기하비선형을 고려한 3차원 유한요소로 모델링하고 다양한 파라미터에 대한 압축 및 전단특성을 비교 분석하여 적층고무받침의 해석적 데이터베이스를 구축하였다. 유한요소해석에서 적층고무받침을 모델링하기 위해서 고무시편시험을 통해 고무의 응력-변형률 관계를 얻어내고 커브피팅을 이용하여 고무재료상수를 구하였다. 고무재료상수를 검증하기 위하여 실제 적층탄성받침 제품 시험과 유한요소해석을 비교함으로서 고무재료상수의 유효성을 확인하였다. 적층탄성받침과 납고무받침의 압축거동은 1차 형상계수에 따라서 가장 큰 영향을 받았으며, 전단거동은 2차 형상계수에 따라 크게 달라지는 것을 알 수 있었다. 또한 납의 직경이 증가할수록 납 고무받침의 수평강성과 에너지 소산능력이 증가하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2002년도 춘계학술발표논문집
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• pp.55-58
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• 2002

본 논문은 쾌속제작법을 이용한 임의형상을 가공하는 새로운 방법의 개념을 소개하고 있다. 본 시스템은 레이저 절단, 이송, 적층, 소결의 단계를 통하여 세라믹재료로 된 임의형상을 가공할 수 있다. 시스템을 구성하는 주요장비로는 레이저발생장치, X-Y테이블, 이송시스템, 그리고 전기로 등이 있다. 이 시스템을 사공하면 표면의 거칠기가 매끄러운 형상을 상대적으로 짧은 시간에 제작할 수 있는 장점이 있다. 또, 2차 공정을 거치지 않고, 바로 물체를 제작할 수 있어 효율성이 높다고 할 수 있다. 제작된 모형은 바로 조립되어 사용할 수 있기 때문에 응용분야가 다양하다.