• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.11-16
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• 2015

본 논문은 3D 프린팅을 위한 3D 개인 피규어 생성 및 콘텐츠 인지 기반 피규어 변형, 조합 시스템을 제안한다. 3D 객체의 3D 프린팅을 위해서는 적층가공 기법의 슬라이싱시에 무결성이 보장되어야 하며, 프린터 종류에 따라 객체의 내부를 비우는 등의 제약 조건이 따른다. 본 논문은 3D로 복원된 자신의 얼굴을 적용한 개인 피규어를 자동 생성하는 기술과 생성된 3D 개인 피규어의 고유 기능을 유지하고 성공적인 3D 프린팅을 보장하는 콘텐츠 인지 기반 외형 변형, 두께 조정, 조합 기술을 소개한다. 기존 전문가들이나 숙련된 디자이너만 쓸 수 있었던 3D 저작도구에 비해 간단한 조작으로 다양한 외형 변형, 두께 조정, 모델 조합 등이 가능하다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.1099-1108
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• 2023

Mortise view 검사는 발목관절 검사로써 발목관절의 외상이나 염좌, 탈구가 의심되는 병변의 유무를 관찰한다. mortise view 검사 시 사용되는 보조기구는 영상에 인공물을 발생하거나, 종류가 다양하지 않아 환자 맞춤형으로 제작되지 않고 가격이 비싸다. 이에 본 연구는 3D 프린팅 기술을 이용하여 mortise view 검사보조기구(ShinHan Device; SHD)를 제작하였다. SHD를 사용했을 때와 시제품인 hologic tool을 사용했을 때의 목말종아리관절, mortise 관절, 목말정강관절의 길이를 5명의 연구자가 측정하여 평가하였다. SHD를 사용했을 때 평균값의 범위는 TTJ에서 39.42~39.47 mm, TCJ 31.41~31.57 mm, MJ 21.21~21.23 mm의 범위로 나타났다. hologic tool를 사용했을 때는 TTJ 39.73~39.79 mm, TCJ 31.46~31.50 mm, MJ 21.31~21.35 mm의 범위로 측정되었다. 본 연구결과, 모든 위치에서의 오차범위가 hologic tool에 비해 SHD를 사용 때 TTJ는 24%, TCJ는 17%, MJ는 36% 감소하였으며, SHD를 사용하였을 때 재현성 높은 검사자세를 구현할 수 있었으며(ICC=0.99), hologic tool에서 발생하던 인공물을 제거한 영상을 획득할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.33-40
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• 2024

해양폐기물 중 하나인 패각의 발생량은 매년 증가하고 있으나, 대부분이 해안 근처에 야적되거나 방치되어 환경적·사회적으로 문제가 되고 있다. 천연 골재 부존량 감소에 따른 골재 대체재로서 패각이 사용된다면 재료 수송에 따른 물류비용을 효과적으로 감축시킬 수 있어 자원 재활용을 활성화할 수 있다. 본 연구에서는 3D 콘크리트 프린팅 기술을 활용한 해양 구조물의 건설 재료로서 패각 잔골재의 사용 가능성을 분석하였다. 패각을 활용한 3D 프린팅 콘크리트는 패각 잔골재와 시멘트 풀 계면 등의 공극 요인으로 일반 콘크리트 대비 낮은 강도를 가지기 때문에 역학적 성능 평가를 위한 미세구조 특성 분석이 요구된다. 유동성, 출력성 및 적층성을 고려하여 3D 프린팅 콘크리트의 배합을 선정하였으며, 패각 잔골재를 활용한 3D 프린팅 콘크리트 시편의 물성과 미세구조를 분석하였다. 시편의 물성을 평가하기 위해 3D 프린터로 압축강도와 부착강도 시편을 제작하였고 강도 시험을 진행하였다. 미세구조를 분석하기 위해 고해상도 이미지를 얻을 수 있는 SEM 촬영을 수행하였으며, 히스토그램 기반 상 분리 방법을 적용하여 공극을 분리하였다. 패각 잔골재 종류에 따른 공극률을 확인하고 확률함수를 활용하여 공극 분포 특성을 정량화하였으며, 패각 잔골재의 종류에 따른 시편의 역학적 물성과 미세구조 특성 간의 상관관계를 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제40권3호
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• pp.315-320
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• 2020

목재 부산물 등을 활용하여 제조되는 목재펠릿(pellet)은 가공되는 방식과 추가되는 부산물의 종류, 목재펠릿난로의 종류에 따라 완전연소가 아닌 불완전연소가 일어나는 경우가 있다. 이에 본 연구에서는 불완전연소로 인한 환경오염과 에너지 낭비를 줄이기 위해 목재펠릿난로 연소 작용의 핵심부인 연소기를 개발하였다. 현재 시중에서 유통되고 있는 목재펠릿난로의 연소 작용을 담당하고 있는 연소기의 한계점을 넘기 위해 다층구조(Multi Layer)방식이라 명명하는 새로운 구조의 연소기 방식을 창안하고, CAD (Computer Aided Design) program으로 설계 후 3D 프린터를 활용하여 실현 가능성을 검증하였다. 검증된 데이터를 바탕으로 다층구조(Mulit Layer)방식의 목재펠릿난로의 연소 작용을 담당하는 연소기의 시제품(Prototype)을 설계, 제작하여 실험을 진행하였다. 실험의 신뢰도를 위해 동일한 날짜, 장소, 연료를 사용하여 현재 시중에서 유통되어 판매되고 있는 목재펠릿난로의 연소기와 본 연구에서 개발한 목재펠릿난로의 연소기를 비교실험하였다. 실험의 결과로 환경적인 측면에서 일산화탄소(Carbon Monoxide) 배출량의 감소를 확인하였고, 에너지 효율면에서 상대적으로 높은 열효율 결과를 도출하여 긍정적인 결과를 나타냈다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.101-108
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• 2021

CT는 인체 내 장기의 해부학적 구조를 정확하게 나타낼 수 있으며, 영상의 분해능이 우수하다. Brain CT 검사 시 수정체의 방사선 감수성이 높아서 피폭의 영향을 많이 받는다. 본 연구는 수정체에 피폭선량을 감소하기 위해 비스무스와 텅스텐 필라멘트 차폐물질을 사용하여 Non-shield와 Shield에 대한 피폭선량의 변화와 차폐율을 비교 하고자 한다. 본 연구에서는 3D printing으로 제작한 비스무스, 텅스텐 필라멘트 차폐물질을 사용하여, 차폐물질 두께와 slice에 따라 피폭되는 선량을 측정하였다. 헤드팬텀을 고정시켜 안구에 Magicmax universal 선량계를 위치시켜 차폐 물질을 놓지 않았을 경우와 그 위에 차폐 물질을 놓았을 때 차폐율을 각각 비교하기 위해 두 물질을 1mm ~ 5mm 두께로 각각 측정하였다. 1 mm 두께의 필라멘트에서 비스무스 필라멘트는 26.8 %, 텅스텐 필라멘트는 43.1 % 차폐율이 나타났다. 따라서 비스무스 필라멘트보다 텅스텐 필라멘트에서 더 큰 차폐효과가 나타났다. 차폐체의 종류, 두께, 슬라이스 간격에 따라 선량을 측정한 결과, 비스무스 필라멘트 보다 텅스텐 필라멘트가 더 큰 차폐효과가 나타났다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권7호
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• pp.673-682
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• 2017

DIY(Do It Yourself) 중심의 창작 활동이 확산되면서 일반 사용자들이 손쉽게 아이디어를 구체화 할 수 있는 환경이 마련되고 있다. 3D 프린터를 비롯한 디지털 기술과 도구의 대중화가 급속도로 진행되고 있는 반면, CNC 조각기의 경우 전문 지식의 부족과 복잡한 사용 절차로 인해 사용이 원활하지 않다. 이에 본 연구에서는 3D 형상 모델 파일만 선택하면 자동으로 가공이 가능한 CNC 조각기의 시스템을 개발하였다. 피삭재와 공구의 크기 및 종류를 제한하고, 생산성의 배제를 통해 공정 계획 및 공구경로 생성, 피삭재 고정, 피삭재 좌표계 파악을 자동화하였다. 그 결과 비숙련자도 혼자 충분히 사용 가능한 CNC 조각기의 시스템이 개발되었다. 이를 통해 기존보다 넓은 범위에서 다양한 사용자들이 사용할 수 있는 CNC 조각기의 발전이 기대된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.909-917
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• 2018

3D 프린팅 기술은 4차산업 혁명 중 제조업의 혁신적인 기술로서 전망되고 있으며, 현재 바이오 의료 분야를 포함한 다양한 분야에서 활용되고 있다. 본 연구에서는 이러한 3D 프린팅 기술을 이용한 제작 원료에 대한 방사선 차폐능을 평가하고자 몬테카를로 전산모사를 통해 프린팅 원료에 대한 검증을 수행하였다. 현재 범용으로 사용되는 FDM 방식의 3D 프린터에서 이용 가능한 원료들을 대상으로 하였으며, ICRU phan tom과 차폐체를 모의 모사한 후 방사선의 종류 및 에너지에 따른 입자 플루언스 평가를 통해 차폐 효과에 대해 분석하였다. 그 결과, 광자선의 경우 에너지 증가에 따라 차폐 효과는 점차 감소되는 경향을 보였고, 원료별 차폐 효과는 TPU, PLA, PVA, Nylon, ABS 순서로 점차적으로 낮아지는 결과를 나타냈다. 중성자선의 경우, 5~10 mm의 낮은 두께에서 반대로 선속이 증가되는 현상을 보였으나, 일정 두께 이상에서는 유효한 차폐 효과를 나타내었으며, 프린팅 원료별 차폐 효과는 Nylon, PVA, ABS, PLA, TPU 순서로 점차 낮아지는 결과를 보였다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제6권3호
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• pp.75-80
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• 2020

최근의 IoT 센서의 소형화와 센서의 소형화로 인하여 다른 센서 및 구조물들과의 간섭 및 견고성을 고려하여 더욱 복잡해 지고 있다. 최근 3D 프린팅 기술은 센서 직접 제작이나, 센서 소자를 포함하는 기구를 만드는 분야에 다양하게 적용이 되고 있다. 그 중에서, fused deposition modeling(FDM) 기술은 장비 및 소재의 가격이 상당히 저렴하며, IoT 기기의 제작이 활용이 가능한 가장 유력한 기술중에 하나이다. 그런 FDM 프린팅 기술은 플라스틱 소재 기반의 필라멘트를 녹여서 적층하여 3D 형상을 만들어 내는 기술이며, 최근에 특허 종료와 아울러 오픈 소스 기반의 저가형 프린터가 개발됨으로 일반인들에게도 널리 사용되고 있다. 이런 FDM 기술을 이용하여 출력된 출력물에 있어서 기계적 물성치는 소재의 종류와 다양한 공정 변수들에 의해서 영향을 받는다. 그 중에서도 내부 채움(infill)은 기계적 물성치에도 큰 영향을 주면, 출력 시간에도 영향을 준다. 따라서 본 논문에서 내부 채움과 기계적 물성치 및 출력 시간 사이의 관계를 규명하여, 기계 기구물을 제작할 때 출력 시간과 기계적 물성치를 고려한 최적의 내부 채움 조건 선정 방법을 제시하고자 한다. 제시된 방법을 증명하고자, 다른 공정은 모두 고정하고, 내부 채움 조건만을 변경한 인장 시편을 제작하고, 제작된 시편을 인장 실험을 통하여 내부 채움에 따른 출력물의 기계적 물성치를 비교 분석하였다.

• 폴리머
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• 제36권4호
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• pp.440-447
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• 2012

분지화된 폴리에스테르계 공중합체를 제조하고, 공중합체의 분자량, 용융점도, $T_g$, 1/2 method temperature($T_{1/2}$) 및 레올로지 특성을 고찰하여 레이저 프린터 토너 바인더로의 적용을 검토하였다. 디메틸테레프탈레이트(DMT), 에틸렌글리콜(EG), 2,2-bis(4-(2-hydroxypropoxy)phenyl)propane(HPP)으로 제조한 선형공중합체는 분자량이 낮고, 용융탄성이 낮아 이를 개선하기 위하여 분지제로 3 또는 4 관능기를 가진 2-(hydroxymethyl)-2-ethylpropane-1,3-diol(trimethylol propane, TMP), 2,2-bi(hydroxymethyl)-1,3-propanediol(pentaerythritol, PER), 1,2,4-benzenetricarboxylic anhydride(trimellitic anhydride, TMA), 글리세롤 등을 첨가하여 분지화된 공중합체를 제조하였다. 분지제의 함량과 종류에 따른 열적, 레올로지 특성을 고찰하였다. 분지제의 함량이 15 mol% 이상 첨가한 공중합체는 $140^{\circ}C$ 정도의$T_{1/2}$ 값을 가지고, 높은 분자량과 용융탄성을 나타내어 토너를 융착 인쇄하는 레이저 프린터의 핫멜트 토너로서 적당하였다.

• 구강회복응용과학지
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• 제34권2호
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• pp.104-115
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• 2018

목적: 본 연구는 현재 시판되고 있는 구강스캐너를 사용하여 구강스캐너 정확도 평가를 위해 국제표준이 제안하고 있는 모형의 스캔이미지 획득이 가능한 지 분석하고, 이를 통해 표준모델이 가지고 있는 문제점을 파악하는 데 있다. 연구 재료 및 방법: ISO12836과 ANSI/ADA no.132에서 규정하는 국제표준을 참고하여 3D 프린터기를 이용하여 모델을 제작하였으며, 모델스캐너와 두 가지 구강스캐너를 이용하여 스캔을 하였다. 스캔이미지 획득 정도를 3등급으로 분류하여 스캐너의 성능을 비교하였으며, 모델 표면의 상태에 따른 이미지 획득 능력도 비교하였다. 결과: 모델 스캐너가 모든 모델에서 가장 우수한 이미지를 얻을 수 있었으며 TRIOS3는 둥근 형태의 구조물, CS3500은 각진 형태의 구조물에 대한 이미지 재현이 좋은 결과를 보였다. 표준 모델의 표면상태에 따른 스캔이미지 재현에서는 초경석고 모델이 스캐너 종류와 관계없이 가장 우수하였다. 3D 프린팅 모델의 경우, 표면에 파우더 처리를 한 모델에서 가장 우수한 스캔이미지를 얻을 수 있었다. 결론: ISO12836과 ANSI/ADA 132의 표준모델의 경우, 구강스캐너의 field of view (FOV)를 벗어나는 구조물을 스캔할 때 서로 다른 면인 것을 구분하는 기준점이 존재하지 않게 되면 연속적인 스캔 및 정합과정에서 정확한 이미지를 나타내지 못한다는 것을 알 수 있었다. 그러므로 단순한 패턴의 반복과 대칭구조를 가지지 않는 새로운 표준모델이 필요하다고 여겨진다.