• Title/Summary/Keyword: 적층 시스템

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Fabrication of 3D Bioceramic Scaffolds using Laser Sintering Deposition System and Design of Experiment (레이저 소결 적층 시스템과 실험 계획법을 이용한 3차원 바이오 세라믹 인공지지체의 제작)

  • Lee, Chang-Hee;Sa, Min-Woo;Kim, Jong Young
    • Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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    • v.18 no.12
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    • pp.59-66
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    • 2019
  • In this study, we developed a novel laser sintering deposition system (LSDS) based on solid free-form fabrication (SFF) technology as it has the potential to fabricate complex geometries with controllable architecture for bone tissue engineering applications. The 3D biphasic calcium phosphate (BCP) scaffolds were fabricated with a pore size of 800㎛, a line width and height of 1000㎛, and an overall size of 8.2×8.2×8.0 mm3 according to the design of experiment (DOE) results. Additionally, an optimized manufacturing process using response surface analysis was established to fabricate 3D BCP scaffolds. The fabricated 3D BCP scaffolds were sintered at 950℃, 1050℃, 1150℃, and 1250℃ according to sintering processes with a furnace. As the sintering temperature increased, the porosity increased. Through the compressive strength test, the 3D BCP scaffolds sintered at 1050℃ presented good results of about 0.76 MPa. These results suggest that fabrication methods for 3D bioceramic scaffolds using LSDS may meet the basic requirements for bone tissue engineering.

초음속 마이크로노즐에 적합한 프로파일을 위한 공정변수의 최적화

  • Song, U-Jin;Jeong, Gyu-Bong;Cheon, Du-Man;An, Seong-Hun;Lee, Seon-Yeong
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.38.2-38.2
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    • 2009
  • 마이크로노즐은 우주공간에서 인공위성의 자세를 바로잡는 데 필요한 마이크로 로켓에 들어가는 필수적인 부품이다. 마이크로 노즐은 또한 나노입자 적층 시스템(nano-particle deposition system, NPDS)에 들어갈 수 있다. NPDS는 세라믹 또는 금속 나노분말 입자를 노즐을 통해 초음속으로 가속시킨 뒤 상온에서 이를 기판에 적층시키는 새로운 시스템이다. 본 연구의 목표는 NPDS에 쓰이는 노즐을 일반적인 반도체 공정을 이용하여 마이크론 스케일의 목을 갖도록 한 마이크로노즐을 제작하는 데 있다. 보쉬 공정은 이러한 마이크로노즐을 제작하는데 필수적인 공정으로, 유도결합플라즈마를 이용해 실리콘 웨이퍼를 식각시키는 기술을 말한다. 보쉬 공정에 사용되는 플라즈마 기체는 $SF_6$$C_4F_8$인데, 이 두 가지 기체를 번갈아가면서 사용하여 실리콘 웨이퍼를 이방성 식각하는 것이 그 특징이다. 보쉬 공정에는 다양한 변수가 존재하며 이를 적절히 통제하면 마이크로노즐에 적합한 프로파일을 실리콘 웨이퍼 내에 형성시킬 수 있다. 본 연구에서는 보쉬 공정을 이용하여 3차원 마이크로 노즐을 제작하였다. 기존에 반응성이온식각(deep reactive ion etching, DRIE) 공정을 통해 마이크로노즐을 제작한 사례가 많이 보고되었지만 이들은 모두 2차원적으로 마이크로노즐을 제작하였다. 2차원적으로 제작한 마이크로노즐은 마이크로 로켓에 주로 사용되었지만, 초음속으로 가속된 분말이 노즐의 형상으로 인한 유체 흐름의 불안정성 때문에 NPDS에서는 오래도록 사용할 수 없다는 문제점이 있다. 그러므로 본 연구에서는 마이크로노즐을 3차원 형상으로 제작함으로써 이러한 문제점을 해결하고자 하였다.

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A Study on Fabrication of 3D Hydroxyapatite Scaffolds Using a Laser Sintering Deposition System (레이저 소결 적층 시스템을 이용한 3차원 수산화인회석 인공지지체 제작에 관한 연구)

  • Choi, Seung-Hyeok;Sa, Min-Woo;Kim, Jong Young
    • Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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    • v.21 no.4
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    • pp.70-76
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    • 2022
  • Calcium-phosphate-based bioceramics are promising biomaterials for scaffolds because they can assist in bone regeneration. In this study, a laser sintering deposition system was developed, and 3D hydroxyapatite (HA) scaffolds were fabricated. The main process conditions of the HA scaffolds were laser power, table velocity, and laser focal distance. As the laser power increased, the line width, line height, and layer thickness also increased. Further, the line width, line height, and layer thickness decreased as the table velocity increased. As the laser focal distance increased, the line width increased, but the line height and layer thickness decreased. The fabricated green scaffolds were sintered at 1050 ℃ and 1150 ℃. The sintered scaffolds had a uniform and continuous interconnected shape, with pore sizes ranging from 850 to 950 ㎛ having 53% porosity. The compressive strength of the scaffolds decreased from 0.72 MPa (1050 ℃) to 0.53 MPa (1150 ℃). The biocompatibility of the scaffolds was investigated by analyzing the adhesion of osteoblast-like MG-63 cells cultured on the surfaces of the scaffolds. The results indicate that the scaffold sintered at 1050 ℃ had good mechanical and biological properties compared to that at 1150 ℃.

StereoLithography의 조형정보 생성에 관한 연구

  • 홍삼열;김준안;김인훈;양남열;이원정
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 1995.04b
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    • pp.440-444
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    • 1995
  • StereoLithography는 3차원 CAD로 작성된 모델데이타를 이용하여입체조형 실물을 빠르게 제작 하는 Rapid Prototype 기술의 한 방식으로서, 감광성 수지를 자외선 Laser 광에 의해 선택적으 로 경회시켜 원하는 한 단면형상을 이룬후 적층하는 반복작업에 의해 입체 형상을 조형하는 기법 이다. Rapid Prototype 시스템은 제품개발기간 단축과 설계완성도를 높이는 목적으로 최근 산업계에서 그 활용도가 점차 증가하는 추세에 있으며, 3차원 CAD 시스템과 함께 제품개발 체제를 통합화하고 Concurrent Engineering의 실현을 위한 주요한 Tool로써 자리를 잡아가고 있다.

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SFFS 장비 개발을 위한 레이저 주사 시스템에 관한 연구

  • 최경현;최재원;김대현;도양회;이석희;김성종;김동수
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2004.05a
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    • pp.308-308
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    • 2004
  • 쾌속조형기술은 설계형상의 확인, 시작품의 제작, 금속 및 세라믹 부품에의 응용, 동시공학, 의료, 마이크로 머신 둥 제조업 전반에 걸쳐서 많은 응용이 이루어지고 있다 여러 가지의 기술들이 개발되고 이를 응용한 장비들이 생산되어 보급됨으로써 이러한 적용분야들은 점차 확대되고 있다. 본 연구에서는 분말을 소결, 적층하여 원하는 형상을 만들어내는 SLS(Selective Laser Sintering) 장비를 개발하는데 있어서 레이저 경로의 제어를 통한 분말을 소결시키는 부분인 레이저 주사 시스템(laser scanning system)을 개발하고자 한다.(중략)

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Critical Buckling Loads of Laminated Composites under Cylindrical Bending (원통형 굽힘을 받는 적층판의 임계좌굴 하중)

  • Lee, Soo-Yong
    • Journal of Aerospace System Engineering
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    • v.1 no.4
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    • pp.28-36
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    • 2007
  • This paper presents critical buckling loads of laminated composites under cylindrical bending. In-plane displacements are assumed to vary exponentially through plate thickness. The accuracy of this theory is examined for symmetric/antisymmetric cross-ply, angle-ply and unsymmetric laminates under cylindrical bending. Analytical solutions are provided to investigate the effect of transverse shear deformation on critical buckling loads of the laminated plates, and the results are compared with those obtained from the first-order shear deformation plate theory and the classical laminated plate theory.

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Low-resistance Transparent Plane Heating System using CVD Graphene (CVD 그래핀을 이용한 저저항 투명면상발열 시스템)

  • Yoo, Byongwook;Han, Sangsoo
    • The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology
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    • v.12 no.3
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    • pp.218-223
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    • 2019
  • To prevent the low heating effect of heating system caused by the high sheet resistance of CVD graphene, multi-layered graphene was laminated to implement a Transparent plane heating system with good optical properties of low-resistance. Low-resistance plane heating system implemented by $300{\times}400{\times}5mm$ heating plane laminated multi-layered CVD graphene film and PWM control system to drive efficient power. A plane resistance value of $85.5{\Omega}/sq$ was measured on average for 4-layer CVD graphene film used as a heating plane. Thus, the transfer by thermal film as the method of implementing low-resistance CVD graphene is reasonable. The experimental results of heat test show that an average heat-rise rate in low-resistance, transperent plane heating system using CVD graphene is $10^{\circ}C/min$ and has an optical transmittance rate of 86.44%. Therefore, the proposed heating system is applicable to large window glass and vehicle heating window-shild-glass.

X-ray 시스템의 구성 및 TSV (Through Silicon Via) 결함 검출을 위한 응용

  • Kim, Myeong-Jin;Kim, Hyeong-Cheol
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2014.02a
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    • pp.108.1-108.1
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    • 2014
  • 제품의 고성능 사양을 위해 초미소 크기(Nano Size)의 구조를 갖는 제품들이 일상에서 자주 등장한다. 대표 제품은 주변에서 쉽게 접할 수 있는 전자제품의 반도체 칩이다. 반도체 칩 소자 구조는 크기를 줄이는 것 외에도 적층을 통해 소자의 집적도를 높이는 방향으로 진화를 하고 있다. 복잡한 구조로 인해 발생되는 여러 반도체 결함 중에 TSV 결함은 현재 진화하는 반도체 칩의 구조를 대변하는 대표 결함이다. 이 결함을 효율적으로 검출하고 다루기 위해서는 초미소 크기(Nano Size)의 결함을 비파괴적인 방법으로 가시화하고 분석하는 장비가 필요하다. X-ray 시스템은 이러한 요구를 해결하는 훌룡한 한 방법이다. 이 논문에서는 X-ray 시스템의 구성 및 위의 TSV 결함을 검출하고 분석하기 위한 시스템의 특징에 대해 설명을 한다. X-ray 시스템은 크게 X선을 발생시키는 X선튜브와 대상 물체를 투과한 X선을 영상화하는 디텍터, 대상물체의 영상화를 위해 물체를 적절하게 구동시키는 이동장치로 구성되어 있다. 초미소크기(Nano Size)의 결함 검출을 위해서는 X선 튜브, 디텍터, 이동장치에 요구되는 사양의 복잡도, 정밀도는 이러한 시스템의 개발을 어렵게 만든다. 이 논문에서는 이러한 시스템을 개발 시에 시스템 핵심 요소의 특징을 분석한다.

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Basic Characteristic Verification of High-damping Laminated Solar Panel with Viscoelastic Adhesive Tape for 6U CubeSat Applications (점탄성 테이프를 적용한 6U 큐브위성용 고댐핑 적층형 태양전지판의 기본 특성 검증)

  • Kim, Su-Hyeon;Kim, Hongrae;Oh, Hyun-Ung
    • Journal of Aerospace System Engineering
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    • v.15 no.1
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    • pp.86-94
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    • 2021
  • PCB-based deployable solar panel is mainly used for CubeSat due to its lightweight and easy of electrical connection. However, as the size of solar panel increases, there is a limit to ensuring the structural safety of solar cells due to excessive dynamic displacement under launch vibration environment. In previous mechanical designs, for the minimization of dynamic deflection, panel stiffness is increased by applying additional stiffeners made of various materials such as aluminum or composite. However, it could have disadvantages for CubeSat design requirements due to limited mass and volumes. In this study, a high-damping 6U solar panel was proposed. It had superior damping characteristic with a multi-layered stiffener laminated with viscoelastic acrylic tapes. Basic characteristics of this solar panel were measured through free-vibration tests. Design effectiveness of the solar panel was validated through qualification-level launch vibration test. Based on test results, vibration characteristics of a typical PCB solar panel and the high-damping laminated solar panel were predicted and a comparative analysis was performed.

Stress-strain Relations of Concrete Confined with Tubes Having Varying GFRP Layers (수적층 및 필라멘트 와인딩을 이용한 GFRP튜브로 구속된 콘크리트의 압축 거동)

  • Lee, Sung Woo;Choi, Sokhwan
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.28 no.6A
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    • pp.861-872
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    • 2008
  • Concrete-filled glass fiber reinforced polymer tubes are often used for marine structures with the benefit of good durability and high resistance against corrosion under severe chemical environment. Current research presents results of a comprehensive experimental investigation on the behavior of axially loaded circular concrete-filled glass fiber reinforced polymer tubes. This paper is intended to examine several aspects related to the usage of glass fiber fabrics and filament wound layers used for outer shell of piles subjected to axial compression. The objectives of the study are as follows: (1) to evaluate the effectiveness of filament winding angle of glass fiber layers (2) to evaluate the effect of number of GFRP layers on the ultimate load and ductility of confined concrete (3) to evaluate the effect of loading condition of specimens on the effectiveness of confinement and failure characteristics as well, and (4) to propose a analytical model which describes the stress-strain behavior of the confined concrete. Three different types of glass fiber layers were chosen; fabric layer, ${\pm}45^{\circ}$ filament winding layer, and ${\pm}85^{\circ}$ filament winding layer. They were put together or used independently in the fabrication of tubes. Specimens that have various L:D ratios and different diameters have also been tested. Totally 27 GFRP tube specimens to investigate the tension capacity, and 66 concrete-filled GFRP tube specimens for compression test were prepared and tested. The behavior of the specimens in the axial and transverse directions, failure types were investigated. Analytical model and parameters were suggested to describe the stress-strain behavior of concrete under confinement.