• 대한기계학회논문집A
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• 제24권9호
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• pp.2235-2245
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• 2000

The necessity of using rapid prototyping(RP) for short-run manufacturing is continuously driving a development of a cost-effective technique that will produce completely-finished quality parts in a very short time. To meet these demands, the improvements in production speed, accuracy, materials, aid cost are crucial. Thus, a new hybrid-RP system performing both deposition and machining in a station is proposed. For the new hybrid RP process to maintain the same degree of process automation as in currently available processes like SLA or FDNI, a sophisticated process planning system is developed. In the process planner, CAD models(STEP AP203) are partitioned into 3D manufacturable volumes called 'Ueposition feature segment"(DFS) after machining features called "machining feature segmenf'(MFS) are extracted from the initial CAD model. Once MFS and DFS are identified, the process planner arranges them into a chain of processes and automatically generates machining information for each DFS and MFS. The goal of this paper is to present a framework for a process planning system for hybrid RP processes and to outline the geometric algorithms involved in developing such an environment.

• 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.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권12호
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• pp.1229-1235
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• 2015

3D 프린터를 이한 인공지지체 제작 기술은 손상된 골 조직 재생을 위해 개발되고 있다. 골 조직 재생에 적하기 위해 인공지지체는 생체적합성, 생분해성 그리고 적절한 기계적 특성을 지녀야 하며, 분한 양의 공극과 내부 연결성을 지닌 구조로 제작되어야 한다. 본 연구에서는 3 차원 이중 공극 인공지지체를 제작하기 위해서 열 해 적층법(fused deposition modeling, FDM) 기반의 폴리머 적층 시스템을 이하였다. 사된 재료는 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL)과 알긴산 나트륨(sodium alginate, SA)이다. 제작된 3 차원 형상의 인공지지체에 이중 공극을 갖기 위해 염 침출법을 이하였다. 완성된 인공지지체는 주사 전자 현미경과 X 선 검출 분광기(scanning electron microscope-energy dispersive spectroscopy, SEM-EDS)를 통해 관찰하였으며, MG-63 세포를 이하여 in-vitro 평가를 하였다.

• Composites Research
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• 제13권2호
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• pp.61-71
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• 2000

오늘날 항공기의 경량화를 위해 복합재료를 사용하는 것은 필수적인 설계 및 제작 요건이 되고 있다. 복합재료로 제작된 날개는 적층각에 따라 구조적 특성이 심하게 변화될 수 있기 때문에 설계시 최적의 적층각을 결정하는 것이 매우 중요한 문제이다. 따라서, 본 연구에서는 복합재료 날개의 적층각에 대한 정적 공탄성 최적화 연구를 수행하였다. 이를 위해 공력하중에 대한 복합재료 날개의 구조 평형상태를 구할 수 있는 정적 공탄성(하중재분포) 해석시스템을 개발하였으며, 유전자 알고리즘을 활용한 최적화 프로그램이 통합 개발되었다. 후퇴각이 있는 복합재료날개에 대하여 적층각 변화가 정적 공탄성 변형에 미치는 영향을 고찰하였으며, 구조 변형이 최소가 되는 경우의 최적 적층각 조건을 구하였다. 이를 토대로 실제 제작에 실용적인 적층각 조합에 대하여 정적 공탄성 특성을 최대화 할 수 있는 최적 적층각 조건이 제시되었다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제8권2호
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• pp.55-59
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• 2022

최근 4차 산업혁명으로 인하여, 고객 제품형 제품 설계 및 새로운 서비스 개발을 위하여 IoT 기술이 주목받고 있다. 최근 적층제조 기술은 IoT 센서를 직접 제작하거나, 센서를 포함한 기기를 만드는 분야에 다양하게 활용되고 있다. IoT 기기를 적층제조를 활용하여 제작시, 적층제조 고유의 설계 장점을 활용하기 위해 다양한 부품들을 병합하는 설계 방법론이 큰 관심을 받고 있다. 부품병합을 통해 조립 공정을 단축하고, 부품 경량화 등의 장점을 이룰 수 있기 때문이다. 따라서, 본 연구에서는 적층제조를 활용한 부품병합을 지원하기 위한 설계 방법론을 개발하였다. 이를 통해 제품의 기능 및 제품 내 부품의 기능과 물리적 연결성을 분석한 제품 아키텍쳐를 생성하고, 인접한 기능들 및 부품을 Girvan Newman 알고리즘을 활용하여, 최종 부품병합 후보군을 선정하도록 지원한다. 제안한 설계 방법론을 검증하고자 사례연구를 통해 적층제조로 출력된 전기 자전거의 부품병합과정을 분석하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제20권4호
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• pp.81-85
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• 2013

웨이퍼 적층 기술은 반도체 전 후 공정을 이용한 효과적인 방법으로 향후 3D 적층 시스템의 주도적인 발전방향이라고 할 수 있다. 웨이퍼 레벨 3D 적층 시스템을 제조하기 위해서는 TSV (Through Si Via), 웨이퍼 본딩, 그리고 웨이퍼 thinning의 단위공정 개발 및 웨이퍼 warpage, 열적 기계적 신뢰성, 전력전달, 등 시스템적인 요소에 대한 연구개발이 동시에 진행되어야 한다. 본 연구에서는 웨이퍼 본딩에 가장 중요한 역할을 하는 Cu CMP (chemical mechanical polishing) 공정에 대한 특성 분석을 진행하였다. 8인치 Si 웨이퍼에 다마신 공정으로 Cu 범프 웨이퍼를 제작하였고, Cu CMP 공정과 oxide CMP 공정을 이용하여 본딩 층 평탄화에 미치는 영향을 살펴보았다. CMP 공정 후 Cu dishing은 약 $180{\AA}$이었고, 웨이퍼 표면부터 Cu 범프 표면까지의 최종 높이는 약 $2000{\AA}$이었다.

• Composites Research
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• 제14권4호
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• pp.8-14
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• 2001

위성체 시스템은 발사 과정중에 매우 극심한 하중상태에 놓이게 된다. 따라서 위성체 시스템의 구조적 안정성을 보장하기 위하여 발사 과정중에 시스템에 발생할 수 있는 모든 하중상태에 대해서 위성체 시스템 모든 부분의 안전율 (M.S. : Margin of Safety)는 양의 값이 되어야 한다. 본 논문은 위성체 안테나 시스템의 동적 특성을 분석하기 위하여 모드해석을 수행하였고, 준정적 하중이 시스템에 부과될 때 응력해석 결과를 나타내었다. 위성체 시스템 제작에 사용된 샌드 위치 구조물에 대한 파손경향을 조사하였고, 샌드위치 구조물의 외피를 일방향 프리프레그를 다양한 각도로 적층하여 구성하였을 때 시스템의 거동변화를 관찰하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2010년도 추계학술대회 논문집
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• pp.77-78
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• 2010

• 한국산업보건학회지
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• 제25권2호
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• pp.126-133
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• 2015

연구목적: 이 연구는 노동부의 보건진단 명령에 의해 유리섬유 강화플라스틱(FRP)을 이용한 이중벽 탱크 제조 사업장의 적층 공정 근로자들을 대상으로 스티렌 노출 특성을 평가하기 위해 수행되었다. 연구방법: 스티렌의 주요발생원 파악을 위해 불포화 폴리에스테르 수지(UPR), 경화제, 조색제, 세척액 등의 원료 내 스티렌 함유량을 가스크로마토그래피 질량분석기(GC-MS)를 이용하여 분석하였다. FRP 적층 공정에 근무하는 작업자들을 대상으로 NIOSH 1501 공정시험법에 의해 공기 중 스티렌 노출 농도에 대한 개인노출 평가를 실시하였고, 생물학적 노출 지표로 뇨 중 만델릭산을 채취한 후 고성능액체크로마토그래피(HPLC)로 분석하였다. 또한 각 직무 특성과 단위작업 중심으로 스티렌에 대한 단시간 노출평가를 수행하였다. 연구결과: 스티렌의 함유량이 가장 많은 주요 원료는 중량비율로37%의 스티렌이 함유된 UPR이었다. 적층 공정의 FRP분무 작업자와 보조 작업자들 모두 스티렌의 8시간 가중평균 노출기준(20 ppm)을 초과하였다. 단시간 노출평가 결과 FRP분무 작업자의 경우 45.9 ppm에서 86.1 ppm 수준으로 FRP를 사용하지 않는 작업보다 통계적으로 유의하게 높은 수준이었다(P<0.01). 가장 높은 수준의 스티렌에 노출되는 단위작업은 FRP를 이용하여 1차 코팅 하는 작업으로 특별한 관리가 필요하였다. 결론: 보건진단을 위해 실시한 이중벽 탱크 제조 사업장의FRP 적층 공정 작업자의 스티렌 노출수준은 노출기준을 초과할 정도로 높은 수준이었다. 그러나 탱크를 천장에 매달고 돌리면서 적층작업을 수행하기 때문에 적절한 국소환기 시스템을 구축하는데 어려움이 있다. 따라서 적절한 방독마스크 착용으로 스티렌 노출 예방이 필요하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권8호
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• pp.1958-1967
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• 2000

Rapid Prototyping( RP ) has been increasingly applied in the process of design and development of new products. RP can shrink the time and expense required to bring a new product from initial concept to production. However, the necessity of using RP for short-run manufacturing is continuously driving a development of a cost-effective technique that will produce completely-finished quality parts in a very short time. To meet these demands, the improvements in production speed, accuracy materials, and cost are crucial. Thus, a new hybrid-RP system performing both deposition and machining in a station is proposed in this paper. It incorporates both material deposition in layers and material removal from the outer surface of the layer to produce the required surface finish. The new hybrid-RP system can dramatically reduce the total build time and fabricate largo-sized and freeform objects because it uses very thick layers, i.e.