• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.346-351
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• 2018

금속 3D 프린팅 기술은 레이저 빔의 초점에 금속분말을 주입하는 방식에 따라 대표적으로 PBF(Powder Bed Fusion)방식과 DED(Direct Energy Deposition)방식으로 나뉜다. DED 방식은 금속 분말 도포와 동시에 레이저를 조사하여 3차원 구조물을 제작하는 금속 3D 프린팅 기술이고, PBF 방식은 일정 높이로 3차원 그래픽을 슬라이싱 한 후 한 층씩 금속 분말을 적층하여 레이저를 이용해 3차원 구조물을 제조하는 방식이다. DED 방식을 사용하면 레이저 클래딩, 금속 용접 등에는 강점을 가지지만 3D 형상을 제작할 경우 밀도가 낮아지는 문제점이 발생한다. DED 방식에서의 구조체 밀도 문제를 해결하기 위해 PBF 방식을 도입하면 상대적으로 밀도가 높은 3차원 구조물을 제작하는데 용이하다. 본 논문에서는 갈바노 스캐너와 광섬유로 전송되는 Nd:YAG 레이저 빔을 이용한 약 $30{\mu}m$ 크기의 스테인리스 강 분말을 이용하는 PBF 방식의 3차원 프린터를 제작하고, 이를 이용하여 얇은 금속 구조물을 제작하였다. 또한 레이저의 조사 횟수, 출력, 초점 크기, 스캐닝 속도에 따른 선폭의 최적조건을 찾았으며, 그 결과 최적 조건은 레이저 조사 횟수 2회, 출력 30 W, 초점 크기 $28.7{\mu}m$, 스캐닝 속도 200 mm/s에서 최소 선폭은 약 $85.3{\mu}m$로 측정되었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.879-886
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• 2018

3-dimensional(D) 프린터는 컴퓨터로 모델링 한 데이터를 바탕으로 3차원의 입체 물체를 출력할 수 있는 장비이다. 이러한 특징을 방사선과학 분야와 융합하여, CT 데이터를 이용한 뼈 모형 X선 팬텀제작 등에 활용되고 있다. 본 연구는 기존의 Pelvis팬텀을 CT 스캔하고 얻어진 데이터로 Fused Filament Fabrication(FFF) 3D 프린터의 소재인 PLA, Wood, XT-CF20, Glow fill, Steel 필라멘트를 이용하여, 뼈 모형 팬텀을 제작하였다. 기존의 Pelvis 팬텀과 3D 프린터로 제작된 5가지 재질의 팬텀을 동일한 조건으로 CT 스캔 하고 얻어진 영상에서 Hounsfield Unit(HU)을 측정하였으며, 진단용X선 발생장치를 이용하여 SI, SNR을 측정하여 각 팬텀을 비교 분석하였다. 그 결과 사지 X선 검사 조건 내에서 X선 팬텀은 glow fill 필라멘트가 가장 적합하다는 것을 알 수 있었다. 본 연구의 기반으로 필라멘트의 특성들을 알 수 있었으며, X선 팬텀 제작에 대한 실용성을 확인하였다.

• 대한소아치과학회지
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• 제50권2호
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• pp.205-216
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• 2023

이 연구의 목적은 3D 프린팅 레진의 연마 방법에 따른 색조 안정성과 표면 조도를 시간에 따라 비교하는 것이다. 3D 프린터와 TC-80DP 레진을 이용하여 3D 프린팅 레진 시편을 제작하였고, 각 시편은 연마하지 않은 군, Enhance^®군, Sof-Lex^TM군으로 분류되었다. 각 군은 연마 직후 기준점을 측정하고, 다시 인공 타액과 오렌지 주스에 나누어 침전시킨 뒤, 침전 1, 7, 30, 60일에 CIE L^*a^*b^* 값의 색차(ΔE^*)와 각 시점의 표면 조도가 측정되었다. 연구 결과, 60일 침전 후 인공 타액에서는 육안으로 확인 가능한 정도의 색조 변화는 일어나지 않았으나 오렌지 주스에서는 육안으로 확인 가능한 색조 변화가 나타났고, 용액에 따른 차이는 유의미했다. 표면 조도는 Sof-Lex^TM군에서만 오렌지 주스가 인공 타액보다 유의하게 높았다. 연마 방법에 따른 색조 변화의 차이는 없었으나 표면 조도는 Sof-Lex^TM군이 연마하지 않은 군과 Enhance^®군보다 유의하게 낮았으며, 모든 군에서 치태 침착 임계 조도보다는 높았지만, 임상적으로 허용 가능한 정도였다. 이번 연구 결과, 유전치 전장관 수복을 위해 영구 수복용 3D 프린팅 레진 사용 시 착색제 섭취에 유의해야 하며, SofLex^TM를 이용하여 연마하는 것이 권장된다.

• 박물관보존과학
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• 제29권
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• pp.99-110
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• 2023

석조문화유산으로부터 결손된 석재편은 비교적 무겁고 부피가 커 직접 맞춰보고 원위치를 찾는 데 한계가 있으며, 수작업 시 이차적 물리적 손상이 발생할 가능성이 있다. 따라서 이 연구에서는 72점의 석재편이 함께 발굴된 예산 화전리 석조사면불상을 대상으로 디지털 복원을 통해 결손부와 석재편의 형상학적 관련성을 파악하고, 전시활용을 위해 3차원 프린팅 복제모형을 제작하였다. 디지털 복원을 위해 가상 공간에서 3차원 스캐닝 모델의 좌표를 정렬한 후 형상 유사도가 존재하는 석재편을 선정하였다. 또한 이 석재편을 3차원 프린터로 출력하여 결손부와 물리적인 접합 여부를 확인하였고, 이렇게 하여 총 7개소 9점의 석재편의 원위치를 파악하였다. 이러한 연구성과를 전시에 활용하기 위해 3차원 프린팅으로 석조사면불상의 1:1 복제모형을 제작하였고, 원위치가 파악된 석재편들 역시 복원되었다. 이번 연구에 사용된 디지털 기술은 직접적 수작업 방식의 한계를 보완하였을 뿐 아니라 유사 문화유산의 기록화, 복원, 복제 분야에 확대적용 가능성을 제안했다는 데 큰 의의가 있는 것으로 판단된다.

• 대한치과교정학회지
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• 제50권5호
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• pp.346-355
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• 2020

The treatment of skeletal Class III malocclusion in adolescents is challenging. Maxillary protraction, particularly that using bone anchorage, has been proven to be an effective method for the stimulation of maxillary growth. However, the conventional procedure, which involves the surgical implantation of mini-plates, is traumatic and associated with a high risk. Three-dimensional (3D) digital technology offers the possibility of individualized treatment. Customized mini-plates can be designed according to the shape of the maxillary surface and the positions of the roots on cone-beam computed tomography scans; this reduces both the surgical risk and patient trauma. Here we report a case involving a 12-year-old adolescent girl with skeletal Class III malocclusion and midface deficiency that was treated in two phases. In phase 1, rapid maxillary expansion and protraction were performed using 3D-printed mini-plates for anchorage. The mini-plates exhibited better adaptation to the bone contour, and titanium screw implantation was safer because of the customized design. The orthopedic force applied to each mini-plate was approximately 400-500 g, and the plates remained stable during the maxillary protraction process, which exhibited efficacious orthopedic effects and significantly improved the facial profile and esthetics. In phase 2, fixed appliances were used for alignment and leveling of the maxillary and mandibular dentitions. The complete two-phase treatment lasted for 24 months. After 48 months of retention, the treatment outcomes remained stable.

• 소성∙가공
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• 제23권1호
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• pp.16-22
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• 2014

The current study presents a simple setup method for making teeth models using a three-axis CNC milling machine. Physical teeth models can be made by several methods: casting, machining, and three-dimensional printing. Since the shape of a teeth model requires five-axis machining, the machining of a teeth model using a three-axis CNC milling machine requires careful setup operations. In this paper a simple datum shape is designed within the work piece of the teeth model. The datum shape is an n-sided prism with regular n-polygon ends and rectangular sides. In the present study a 12-sided prism is used, which easily makes 30 degree rotations for finish machining. The proposed setup approach does not require any special tools for making the teeth model using a three-axis CNC milling machine. A test was run and the results show that the proposed approach is useful for experimental makings with the limited facilities available.

• 대한치과기공학회지
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• 제42권3호
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• pp.197-201
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• 2020

Purpose: This study aimed to assess the quality of dental prostheses printed by digital light-processing (DLP) technology. Methods: Ten experimental models were prepared. The ten specimens that were printed by DLP technology constituted the DLP group. The ten specimens that were produced in the same model by the casting method constituted the control group. The marginal gaps of the 20 specimens produced were measured. These gaps were measured by a silicon replica technique at two abutments of the specimen. Therefore, 20 marginal gaps were measured in each group. An independent sample t-test was performed to compare the marginal gaps measured in the two groups (α=0.05). Results: According to the results of the measurement, there was a significant difference between the mean marginal gap of the control group (78.8 ㎛) and that of the DLP group (91.5 ㎛), p<0.001. Conclusion: Although the mean marginal gaps of dental fixed prostheses produced by the DLP method was higher than the mean marginal gap of those produced by the casting method, it was considered to be within the clinical threshold value suggested by some previous studies.

• 대한치과기공학회지
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• 제42권4호
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• pp.341-347
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• 2020

Purpose: This study aimed to evaluate the effect of post-curing method on the flexural strength of provisional restorative resins produced by a digital light processing printer. Methods: A total of 20 specimens were produced, with a length of 64 mm, width of 10 mm, and thickness of 3.3 mm using a digital light processing printer. Two types of provisional restorative resins made with different post-curing methods were investigated and divided into conventional and vacuum groups. For the flexural strength test, each group was prepared by each method according to ISO 10477, and the flexural strength was measured with a universal testing machine. For statistical analysis, data were analyzed by independent t-test and Mann-Whitney U test. Results: The flexural strengths of the conventional and vacuum groups were 151.89 MPa and 131.94 MPa, respectively, showing a statistically significant difference (p<0.05). Conclusion: Within the limitation of this study, provisional restorative resins produced with vacuum demonstrated lower flexural strength than those produced with conventional postcuring method.

• 보존과학회지
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• 제36권5호
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• pp.306-314
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• 2020

도자기 복원에 사용되는 합성수지는 노화 현상과 유물 손상 가능성 등의 이유로 새로운 재료 및 복원 방식 연구의 필요성이 나타났다. 본 연구에서는 최근 연구되고 있는 3차원 디지털 기술을 활용한 복원 방식에 추가로 풀 컬러 3D 프린터를 접목하여 색상 정보를 지닌 결실 부를 출력하고자 하였다. 물성 실험을 통해 물성을 알아보고, 백자발과 분청사기접시를 대상으로 결실부를 출력하여 색도 및 광택도를 비교하였다. 실험 결과, 출력물은 기존 복원 재료와 인장강도는 유사했으며 압축강도는 약 1.4~2배 높게 측정되었다. NIST에 의한 색차 값 평가표에 의하면, 백자발은 ΔE^*ab 1.55로 눈에 띄는 정도, 분청사기접시는 3.34로 감지할 정도로 나타났다. 프린터의 한계로 정확한 색상 표현은 불가능하였지만 비접촉식 방식으로 손상 가능성을 최소화할 수 있었다. 손상 가능성이 높은 대상물에 적용하거나 결실부의 의도적인 색상 구별을 통해 전시효과의 목적 등으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.41-48
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• 2015

최근 3D 프린터의 보급과 함께 3D 모델에 대한 수요가 급증하고 있다. 그러나 3D 모델의 생성은 숙달된 전문가가 전문 소프트웨어를 이용하여 작성하여야 한다. 본 연구는 한 장의 2차원 정면 얼굴사진으로 부터 3D 모델링하는 방법에 대한 것으로 일반인들도 쉽게 3D모델을 생성할 수 있도록 한다. 사진으로부터 배경과 전경을 분리하고 분리한 전경 영역에 일정간격으로 2차원 상에 버텍스를 배치하고 배치한 버텍스 위치를 이미지의 계조 값과 눈썹과 코 등의 특성을 고려하여 버텍스를 3차원으로 확장한다. 전경과 배경을 분리하는 방법으로 에지정보를 사용하였으며 눈과 코의 위치를 찾기 위하여 Haar-like feature를 이용하는 AdaBoost 알고리즘을 사용하였다. 알고리즘으로 생성한 3D 모델은 수작업에 의한 후처리가 필요하지만 3D 프린터를 위한 콘텐츠 제공에 매우 유용하게 활용될 것이다.