• 대한기계학회논문집A
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• 제41권7호
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• pp.607-612
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• 2017

최근 다양한 분야에 적용되고 있는 적층 가공 기술(AM)은 복잡한 형상 제조 및 재료 비용 절감으로 인해 혁신적인 제품 생산 방법으로 각광을 받고 있다. 그 중에서도 압출적층조형(Fused Deposition Modeling, FDM) 공정을 통한 친환경 부품 제조는 의료 분야산업에서 많은 주목을 받고 있다. 따라서, 본 논문에서는 친환경 생분해성 재료인 Poly Lactic Acid(PLA)를 사용한 FDM 공정 실험을 수행하고 제작된 적층 시편에 대한 인장 시험을 적용하여 주요 FDM 공정 변수인 적층 두께, 적층 방향, 적층 충진량이 인장 시편의 기계적 성질에 미치는 영향을 정량적 및 정성적으로 분석하고 이를 극대화하는 각 공정 변수의 최적값을 도출하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제17권1호
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• pp.108-115
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• 2018

In bone tissue engineering, polycaprolactone (PCL) is one of the most widely used biomaterials to manufacture scaffolds as a synthetic polymer with biodegradability and biocompatibility. The polymer deposition system (PDS) with four axis heads, which can dispense bio-polymers, has been used in scaffold fabrication for tissue engineering applications. A dual-head deposition technology of PDS is an effective technique to fabricate 3D scaffolds. The electrospinning technology has been widely used to fabricate porous and highly interconnected polymer fibers. Thus, PDS can fabricate nanofiber-combined hybrid scaffolds using fused deposition modeling (FDM) and electrospinning methods. This study aims to fabricate nanofiber-combined scaffolds with uniform nanofibers using PDS. The PCL nanofibers were fabricated and evaluated according to the fabrication process parameters. PCL nanofibers were successfully fabricated when the applied voltage, tip-to-collector distance, flow rate, and solution concentration were 5 kV, 1 cm, 0.1 ml/h, and 8 wt%, respectively. The cell proliferation was evaluated according to the electrospinning time. Scanning electron microscopy was used to acquire images of the cross-sectioned hybrid scaffolds. The cell proliferation test of the PCL and nanofiber-combined hybrid scaffolds was performed using a CCK-8 assay according to the electrospinning time. The result of in-vitro cell proliferation using osteosarcoma MG-63 cells shows that the hybrid scaffold has good potential for bone regeneration.

• 소성∙가공
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• 제13권3호
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• pp.216-224
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• 2004

In this study, we have developed a new UV$({\lambda}=355nm)$ laser micromachining technology by direct ablation method without masks. This technology allows that 3D micro parts can be fabricated rapidly and efficiently with a low price. And it has a benefit of reducing fabricating process simply. Due to micro parts' fabrication, such technologies need the control of XYZ stages with high precision, the design of optical devices to maintain micron spot sizes of laser beam and the control technology of laser focus. The developed laser manufacturing process for laser micromachining is that, after extracting coordinates of shape data from CAD model data, a beam path considering manufacturing features of laser beam is created by using genetic algorithm. This generated manufacturing process is sent to stage controller. In order to improve the surface quality of micro parts, we have carried out experiments on iteration manufacturing and beam step-over by using a minimum focus size. Moreover, we have fabricated a micro-channel through the developed laser micromachining technology and verified it through the results.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.35-43
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• 2013

최근 상당기간과 공사비를 최소화할 수 있는 비정형 건축물의 설계와 시공이 새로운 기술로 구현되고 있다. 이는 비정형 건축물의 최적화 설계와 부재화를 통한 공장 생산 시스템과 현장 조립 및 설치 기술로 가능하다. 비정형 건축물의 구현을 위한 연구가 진행되어 왔으나 여전히 비정형 건축물 시공은 설계오류와 시공자의 도면이해 부족, 시공경험 및 공법의 부재 등으로 인하여 시공 품질과 공기, 공사비 증가 등의 잠재적 리스크를 포함하고 있다. 비정형 건축물의 시공품질 향상과 공기단축 및 시공비 상승의 문제점을 해결하기 위한 3D 디지털 설계와 제작 기술을 적용하는 것이 중요하다. 이에 본 연구는 비정형 구조물의 시공성을 고려한 3차원 디지털 설계 최적화 프로세스를 제안한다. 궁극적으로 본 연구는 비정형 구조물의 구조검토, CNC(Computerized Numerical Control) 가공에 의한 부재의 정밀제작, 설치, 시공의 오차관리로 최적 시공의 근간이 되는 비정형 건축물 외피 시스템 구현을 위한 최적화 설계 프로세스를 제시한다.본 연구는 비정형 건축물을 구현한 사례를 살펴보고 디지털 설계 프로세스와 적용 프로그램을 살펴본다. 비정형 건축물의 설계도의 3D 디지털 데이터 구축과 디지털 최적화 구현 사례로 4대강 대표 물문화관(The ARC)을 중심으로 설계단계에서 적용된 최적화 기법을 순차적으로 분석하여 비정형 건축물의 3차원 좌표제어에 대한 방법론을 제시한다.

• 대한지역사회영양학회지
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• 제26권5호
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• pp.327-336
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• 2021

본 연구는 전반적 신체기능 소실, 음식 섭취량의 만성적 저하의 특징을 갖는 치매노인에서 만성적 영양불량 해소에 도움을 줄 수 있도록 수분이나 영양소의 보충을 위한 스낵 개념의 식품을 제공하는 맞춤형 용기를 개발하고자 하였다. 아이디어 창출 협의체 구성 후 선행연구 탐색 및 브레인스토밍을 통하여 포도 모양의 디자인이 적합하다고 판단하였다. 드로잉 스케치와 점토모형 제작 후 시제품 제작을 위해 개인니즈를 충족시키며 소규모 제작에 적합하다고 알려진 3D 프린팅 기술을 적용하였다. 3차원 설계는 3D CAD 소프트웨어 SolidWorks을 이용하였고 한국인의 영양소섭취기준과 관련 선행연구 및 기존 연구결과를 종합하여 용기 당 최대 수분제공량 및 수치를 결정하였다. 필라멘트를 녹인 뒤 층층이 쌓아올리는 출력 방식(FDM) 3D 프린터(DP200)를 사용하였고 식품용기 위생과 안전을 고려하여 사전유해물질 인준이 확인된 옥수수 전분 유래 PLA 필라멘트를 이용해 출력하였다. 용기 당 수분을 기준으로 수분 섭취기준대비 30%를 충족하는 285 mL를 설정하였다. 제작 크기를 고려하여 포도 알맹이는 총 6개로 결정되었다. 알맹이 1개당 47.5 mL의 수분제공이 가능하였는데, 이를 통해 반지름 2.25 cm의 반 구로 설계하였다. 이때 사이 간격을 4 mm로 설정하였다. 사용 시 안전사고 예방을 위해 조작이 쉽고 모나거나 뾰족하지 않은 외형을 갖추며 위생을 위한 뚜껑도 설계하였다. 인지기능이 저하된 치매노인이 해당 용기를 사용할 때 흥미를 느끼고 식사섭취 중 교육 교구로 응용될 수 있도록 뚜껑과 포도 알맹이 바닥면에 숫자를 각인하여 최종 출력 및 조립하였다. 조립 시 수동 작업이 요구된 점은 3D 프린팅 기술의 대표적 장점인 편리성에 반하는 점으로 향후 보완논의가 필요하다고 사료된다. 신체기능이 퇴화되어 만성적으로 섭취량이 제한된 치매 노인에게 단순 섭취 증량을 권고하기에는 무리가 있으므로 맞춤형 영양중재 실시는 상당히 중요하다. 따라서 추후 연구를 통해 개발된 치매노인 전용 식품섭취용기의 만족도 분석을 실시하고 영양밀도를 높인 전용 음식 개발 과정이 논의되어야 하겠다. 4차 산업 핵심기술인 3D 프린팅을 연구에 적용하여 아이디어 구현에 정확도와 편의성이 확인되었으나 관련 기술수준에 따라 발생하는 비용 지출과 외부 전문가 의존에 대한 한계점은 향후 해결이 필요한 부분이라 사료된다. 추후 영양중재 도구개발 시 연구 다양성을 위해 식품영양 전공자에게 해당기술의 융합교육을 통한 자급 활용 빈도를 높이고 진입장벽을 낮추기 위한 다방면의 시도가 필요하겠다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2022년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.247-248
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• 2022

3D printer-based self-healing capsules have been proposed to heal cracks by enabling various structural designs, repeatable fabrication, and strength analysis of the capsules. The Fusion Deposition Modeling (FDM) method was used to design, analyze, and produce new self-healing capsules that are widely used at low cost. However, PLA extruded from FDM has low interlayer adhesion energy, and thus strength varies depending on the angle of load applied to the laminated layer and the concrete structure, thereby degrading the performance of the self-healing capsule. Therefore, in this paper, the structure of the capsule manufactured by the FDM PLA method has isotropic strength was designed. In addition, the fracture strength in the x, y, and z directions of the load applied through the compression test was analyzed. As a result, it was confirmed that the newly proposed capsule design has an isotropic fracture strength of 1400% in all directions compared to the existing spherical thin-film capsule.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.34-38
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• 2016

본 연구는 3D프린팅 산업에서 3D프린팅 운용과 개발에 사용되어지는 전문기술인력을 효과적으로 양성할 수 있는 3D프린팅전문운용사와 3D프린터개발산업기사의 국가기술 자격종목을 개발하고자 하는데 그 목적이 있다. 연구의 목적을 달성하기 위하여 3D프린팅 분야의 국내외 실태 조사, 문헌조사를 통하여 3D프린팅 관련 교육훈련기관 및 검정 수요 예상인력을 파악했으며, 유사자격제도를 분석하였고, 직무분석을 통하여 3D프린팅전문운용사와 3D프린터개발산업기사의 직무 및 교육내용을 분석하였다. 3D프린팅전문운용사의 필기시험은 3D 스캐너, 3D 모델링, 3D프린터 설정, 3D프린터 출력 및 후가공, 3D프린터 교정 및 유지보수 5개 과목과 실기시험의 경우, 3D프린터 작품제작, 3D 모델링, 3D 스캐너, 3D프린터 유지보수 실무 등을 내용으로 검정 방법으로는 작업형이다. 3D프린터개발산업기사의 필기시험은 3D프린터 회로 및 기구, 3D프린터 장치, 3D프린터 프로그램, 3D프린터 교정 및 유지보수 등 4개 과목과 실기시험의 경우, 3D프린터 조립 및 출력점검, CAD 작업, 3D프린터 프로그램, 3D프린터 유지보수 실무 등을 내용으로 검정방법으로는 작업형이다. 또한, 3D프린팅전문운용사와 3D프린터개발산업기사 자격종목 신설에 대한 설문조사를 실시했으며, 3D프린팅전문운용사와 3D프린터개발산업기사 자격종목의 출제기준 및 채점 방법을 제시했고, 필기시험과 실기시험에 대한 모의 검정시험도 실시하였다. 이러한 결과를 토대로 3D프린팅전문운용사와 3D프린터개발산업기사에 대한 교육프로그램을 만들었으며, 자격검정을 실시할 수 있는 출제기준을 제시하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1637-1638
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• 2006

HVAC 시스템은 쾌적하고 깨끗한 운전환경을 만들어 줌으로써 운전자에게 향상된 안락성과 안전성을 제공한다. 이때 센서는 시시각각으로 변화하는 차실 내외의 환경변화에 대한 정보를 검출하여 HVAC 제어 유니트에 제공한다. 현재 HVAC 시스템에 사용되고 있는 후막 가스센서는 소자 크기와 소비전력이 크고, 제작공정이 까다로워 생산성이 낮은 단점이 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 최근에는 초소형화, 저소비전력, 대량생산에 의한 저가격화가 가능한 MEMS 가스센서의 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 MEMS 구조체를 이용한 마이크로 가스센서를 설계 및 제작하였고, 감도특성을 고찰하였다. 가스 감지막은 금속산화물 페이스트를 스크린 프린팅 하는 종래의 방법 대신 MEMS 구조체에 적용 가능한 sol-gel 프로세스에 의해 형성하였다. 또 가스 감지전극과 micro-heater를 동일 평면상에 제작, 공정을 간소화하여 저가화를 시도하였다. MEMS 구조체 위에 제작된 Pt 박막 micro-heater의 인가전압에 따른 발열특성을 조사한 결과, 발열온도가 인가전압에 비례하는 이상적인 선형성을 나타내었으며, $300^{\circ}C$의 동작 온도에 도달하기 위해 65mW 이하의 저전력 동작이 가능하였다. 가스 센서의 감도특성 확인 실험은 CO 가스 10ppm, NO 가스 0.3ppm을 기준으로 수행되었으며, CO 및 NO에 대해 Rs(sensitivity, 가스반응저항/초기저항) 값은 각각 0.753 과 2.416로 우수한 성능을 나타내었다.

• 소성∙가공
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• 제22권2호
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• pp.80-85
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• 2013

The surface integrity of micro-machined products affects the performance of products significantly. Micro-burrs resulting from micro-cutting degrades the surface quality. Therefore it is desired to eliminate them completely and many studies have been undertaken for this purpose. In this study, micro-end-milling was carried out on nickel alloy and brass materials commercially used for light guide plate mold in 3-D optical devices. After completing this micro-machining, the burr heights were measured with a microscope. Then, deburring was done on the machined edges using the MR jet polishing method. A jet angle of $0^{\circ}$ and deburring times of 1, 3, and 5 min. were chosen. It was found that burrs were completely eliminated after 5 min of MR fluid jet polishing.

• 소성∙가공
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• 제16권8호
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• pp.596-602
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• 2007

LGP (Light Guiding Plate) of LCD-BLU (Liquid Crystal Display - Back Light Unit) is one of the major components that affect the product quality of LCD. The optical patterns of LGP(2.2") molds are fabricated by three different methods, namely, (1) laser ablation, (2) chemical etching and (3) LiGA-reflow, respectively. The characteristics of surface patterns and roughnesses of molds and injection molded parts were compared to evaluate the optical characteristics. The optical patterns of injection molded LGP with mold fabricated by LiGA - reflow method showed the best geometric structure. The surface roughness (Ra) of LGP#s with molds fabricated by (1) laser ablation: $Ra={\sim}31nm$, (2) chemical etching: $Ra={\sim}22nm$, and (3) LiGA-reflow: $Ra={\sim}4nm$.