• 한국환경보건학회지
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• 제44권6호
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• pp.524-538
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• 2018

Objective: This study aimed to identify the size distributions of particulate matter emitted during 3D printing according to operational conditions and estimate particle inhalation exposure doses at each respiratory region. Methods: Four types of printing filaments were selected: acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), polylactic acid (PLA), Laywood, and nylon. A fused deposition modeling (FDM) 3D printer was used for printing. Airborne particles between 10 nm and $10{\mu}m$ were measured before, during, and after printing using real-time monitors under extruder temperatures from 215 to $290^{\circ}C$. Inhalation exposures, including inhaled and deposited doses at the respiratory regions, were estimated using a mathematical model. Results: Nanoparticles dominated among the particles emitted during printing, and more particles were emitted with higher temperatures for all materials. Under all temperature conditions, the Laywood emitted the highest particle concentration, followed by ABS, PLA, and nylon. The particle concentration peaked for the initial 10 to 20 minutes after starting operations and gradually decreased with elapsed time. Nanoparticles accounted for a large proportion of the total inhaled particles in terms of number, and about a half of the inhaled nanoparticles were estimated to be deposited in the alveolar region. In the case of the mass of inhaled and deposited dose, particles between 0.1 and $1.0{\mu}m$ made up a large proportion. Conclusion: The number of consumers using 3D printers is expected to expand, but hazardous emissions such as thermal byproducts from 3D printing are still unclear. Further studies should be conducted and appropriate control strategies considered in order to minimize human exposure.

• 폴리머
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• 제38권3호
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• pp.320-326
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• 2014

본 연구에서는 polycarbonate(PC)/acrylonitrile-butadiene-styrene(ABS) 블렌드의 고속 전단 가공 조건하에서의 열적 물성 변화에 대해 연구하였다. 고전단 압출 성형기(NHSS2-28)를 이용하여 공정조건인 스크류 회전속도와 전단 부하 시간을 변화시키면서 가공하였다. 고전단 부하 실험 후에 유리전이온도($T_g$) 변화를 조사하여, 전단 부하 조건에 따라 약 $143^{\circ}C$에서 약 $133^{\circ}C$로 감소하는 경향을 관찰하였다. 열 중량 분석(TGA)을 통해 열분해 현상을 관찰하여 전단을 가하지 않은 경우 ABS와 PC의 분해곡선이 뚜렷한 두 단계로 나타났으나, 고속 전단 가공을 한 경우 분해하는 경향이 일직선상으로 변화되어 나타났다. 이에 대한 물성변화의 원인을 조사하기 위해 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하여 분산상의 크기 또한 감소함을 확인하였고, 만능 재료 시험기(UTM)를 이용하여 신율이 고속 전단 가공을 한 경우, 소폭 감소하다가 특정 조건 이상에서는 급격한 감소를 보임을 관찰하였다. 결론적으로 적정한 고속 전단 응력 조건 이하에서는 PC/ABS 블렌드의 유리전이온도가 수렴하고, 적정 조건 이상에서는 유리전이온도가 급감하므로 전단응력에 의해 열화되는 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.5074-5081
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• 2015

플라스틱 제품의 휨을 개선하기 위한 방법은 사출성형 공정에서 일어나는 불균일한 냉각을 균일하게 만들어 플라스틱 제품의 잔류응력을 제거하는 방법이다. 본 연구는 균일한 냉각을 위하여 펠티에 소자를 사용하여 급속가열 냉각 장치를 개발하였다. 급속냉각 가열 장치(RCHD)를 제작하여 전통적인 수냉 장치(TWCD)방식과 급속냉각 가열 장치방식에 따른 휨을 비교 분석하였고, 비결정성 수지인 ABS 수지를 사용하였다. 사출성형 조건인 보압시간, 금형온도, 냉각시간, 보압에 따라 휨의 변화량을 측정 비교하였고, 비결정성 ABS 수지에서 급속가열 냉각 장치 냉각방식이 전통적인 수냉방식 보다 휨이 더 적게 발생하고, 위의 결과들로 보아 조금 더 균일하게 냉각되는 것을 알 수 있었다. ABS 폴리머의 분포 상태를 SEM 사진을 통해서 확인하였다. 전통적인 수냉방식은 폴리머의 분포상태가 조밀하게 분포되어 있고, 급속냉각 가열 방식은 전통적인 수냉방식 보다 넓게 분포되어 있었다. 이것은 냉각이 균일하게 이루어지고, 금형의 온도가 서서히 진행되면서 폴리머의 입자가 커지게 되는데, 이것은 내부응력이 줄어든 것을 의미한다.

• 한국음향학회지
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• 제39권2호
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• pp.98-104
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• 2020

에어컨 운전 중에 발생하는 실내기의 수축팽창 소음 현상을 분석하고, 발생위치를 평가한다. 그리고 마찰실험을 통하여 수축팽창 소음을 유발하는 인자를 규명하고자 한다. 먼저 항온·항습챔버에서 운전 환경 조건별로 수축팽창 소음의 발생횟수 및 특성을 분석하고, 분해법을 이용하여 냉방 및 난방 시 모두 하부 데코에서 발생하는 것을 확인하였다. 실내기에서 발생하는 수축팽창 소음은 하부 데코와 연결되는 부품들과의 체결부에서 발생하는 스틱슬립 현상에 의한 것으로 이러한 소음을 유발하는 인자를 규명하기 위하여 마찰실험을 진행하였다. 또한 마찰실험 결과의 효과적 분석을 위하여 십점평균 산출법을 도입하고, 실험 결과에서 Acrylonitrile Butadiene Styrene(ABS) 재질 간에 접촉하면 스틱슬립 현상을 유발하며 체결부의 양면에 표면조도를 증가하는 것이 소음저감에 효과적임을 확인하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제14권4호
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• pp.62-72
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• 2015

Interest in three-dimensional (3D) printing processes has grown significantly, and several types have been developed. These 3D printing processes are classified as Selective Laser Sintering (SLS), Stereo-Lithography Apparatus (SLA), and Fused Deposition Modeling (FDM). SLS can be applied to many materials, but because it uses a laser-based material removal process, it is expensive. SLA enables fast and precise manufacturing, but available materials are limited. FDM printing's benefits are its reasonable price and easy accessibility. However, metal printing using FDM can involve technical problems, such as suitable component supply or the thermal expansion of the heating part. Thus, FDM printing primarily uses materials with low melting points, such as acrylonitrile butadiene styrene (ABS) or polylactic acid (PLA) resin. In this study, an FDM process for enabling metal printing is suggested. Particularly, the nozzle and heatsink for this process are focused for stable printing. To design the nozzle and heatsink, multi-physical phenomena, including thermal expansion and heat transfer, had to be considered. Therefore, COMSOL Multiphysics, an FEM analysis program, was used to analyze the maximum temperature, thermal expansion, and principal stress. Finally, its performance was confirmed through an experiment.

• 구강회복응용과학지
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• 제22권1호
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• pp.11-21
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• 2006

The adjustable dental impression trays were made for being adjusted their width automatically along the width of patient's dental arch. The purpose of this study was to investigate the retentive force of adjustable dental impression trays made of different synthetic resin materials. Three pairs of adjustable trays were made of ABS(acrylonitrile butadiene styrene) synthetic resin, polyurethane synthetic resin and polycarbonate synthetic resin with a hole and without a rim on the border area of them. The experiment was done with the horse-shoe shaped metal plate to pull out the set impression body from the tray jig which was made for holding the tray on the lower part of Universal Testing Machine(UTM, Zwick Z020, Zwick Co., Germany). After the alginate impression in the tray was allowed to set four minutes, a tensile force was applied at right angles to the tray which had been previously seated on the jig. The force was applied to measure a maximum force by use of UTM at a constant strain rate 100mm per minute. The results obtained in this study were as follows : 1. The upper trays were showed higher retentive force than lower trays in three tray materials. 2. There was no significant difference in the retentive force of the tray materials(p>0.05).

• 한국산업보건학회지
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• 제28권3호
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• pp.241-256
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• 2018

Objectives: This study aimed to review the characteristics of three-dimensional printing technology focusing on printing types, materials, and health hazards. We discussed the methodologies for exposure assessment on hazardous substances emitted from 3D printing through article reviews. Methods: Previous researches on 3D printing technology and exposure assessment were collected through a literature review of public reports and research articles reported up to July 2018. We mainly focused on introducing the technologies, printing materials, hazardous emissions during 3D printing, and the methodologies for evaluation. Results: 3D printing technologies can be categorized by laminating type. Fused deposition modeling(FDM) is the most widely used, and most studies have conducted exposure assessment using this type. The printing materials involved were diverse, including plastic polymer, metal, resin, and more. In the FDM types, the most commonly used material was polymers, such as acrylonitrile-butadiene-styrene(ABS) and polylactic acids(PLA). These materials are operated under high-temperature conditions, so high levels of ultrafine particles(mainly nanoparticle size) and chemical compounds such as organic compounds, aldehydes, and toxic gases were identified as being emitted during 3D printing. Conclusions: Personal desktop 3D printers are widely used and expected to be constantly distributed in the future. In particular, hazardous emissions, including nano sized particles and various thermal byproducts, can be released under operation at high temperatures, so it is important to identify the health effects by emissions from 3D printing. Furthermore, appropriate control strategies should be also considered for 3D printing technology.

• 분석과학
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• 제25권3호
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• pp.178-189
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• 2012

생식독성 및 내분비계 장애물질로 분류되는 프탈레이트가 근자에 유럽 신화학물질관리제도(REACH)의 허가대상 고위험성 물질(SVHC) 목록 및 유럽의 전기전자제품에 함유된 유해물질 규제인 RoHS II의 최우선 고려 물질 등으로 규제가 강화되면서 IEC TC 111에서 분석법 표준화가 진행되고 있으며 KS 개정도 이루어지고 있다. 본 고에서는 프탈레이트 분석법의 KS 개정 및 한국 NC에서 제안하여 진행되고 있는 IEC 62321에 프탈레이트 분석법을 추가함에 있어 기술적 자료로 사용될 수 있도록 현존하는 국가별 표준의 용매 추출 전처리를 비교 및 검증해 보았다. PVC (polyvinyl chloride)에서의 DEHP (diethylhexyl phthalate)의 추출 효율은 메탄올, 톨루엔, 디클로로메테인. 헥세인 순으로 46.9%에서 95.3%까지 증가하였다. DBP (dibutyl phthalate), BBP (butylbenzyl phthalate) 및 DEHP의 속슬렛을 사용한 추출 시간은 6시간이 최적임이 입증되었고, PVC, nitro cellulose, ABS (acrylonitrile butadiene styrene), and EPDM (ethylene propylene diene monomer) rubber 등의 매트리스로부터의 추출 효율도 90%~99%로 측정되었다. 용매추출에 이은 GC-MS 분석법의 검출한계는 용액 및 고분자 샘플에서 각각 0.08 ~0.3 ${\mu}g/mL$ 및 8~30 mg/kg으로 산출되었다. 공산품에서 프탈레이트를 분석하는 국가표준에서 용매 추출 전처리를 사용하는 EN 14372, ASTM D 7083, 일본 후생노동성 시험법(MHLW 0906-4) 및 KS M 1991을 비교한 결과 4개 국가별 표준 모두 98%~99%의 추출효율을 가짐이 검증되었다. 또한, 국내에서 유통되는 어린이 장난감, 전기 코드, 매니큐어의 공산품 3종에서 프탈레이트 함유 여부를 분석한 결과 DBP 및 DEHP가 22~1,910 mg/kg 범위로 검출되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권2호
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• pp.209-223
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• 2020

석유화학 제품, 컴파운드(Compound), 전지, IT 소재, 첨단소재, 제약 등 다양한 제품 군의 사업을 보유하고 있는 화학 회사에서 각 사업 부분에 있어 수요 예측, 물류, 생산, 재고, 원재료 공급의 SCM (Supply Chain Management)은 사업의 손익과 직접적으로 연결되기 때문에 그와 관련된 최적화와 시스템 역량 수준은 매우 중요하다. 본 연구는 다양한 사업 군에서 각각의 SCM이나 비효율적 영역을 개선하는 등의 역량을 고도화하기 위해 원재료를 공급하고, 제품을 생산하기 위한 공급/생산 계획 등에 있어서 수학적 최적화 방법을 적용한 사례에 관하여 다룰 것이다. 그리고 학술적인 연구에 그치는 것이 아니라 계획 수립 담당자가 실제로 자신의 일부 업무에 활용하는 것이 중요하므로 이를 위해 추가적으로 필요한 사항들을 서술하였고 각각의 적용 성과를 표현하였다. 소개가 될 사례의 첫 번째에서는 편광판 생산에 있어서 원재료 로스(Loss)를 최소화하는 것을 기반으로 하는 공급계획 최적화, 최적 손익 사업 운영계획, 편광판 연신 생산 공정의 스케줄(Schedule) 최적화를 다룰 것이다. 두 번째 사례로는 PO (Poly Olefin) 공정의 생산성 극대화를 위한 생산/포장계획 최적화에 관하여 다룰 것이고, 세 번째 사례로는 전지 생산에 있어서 전극 모델 교환을 최소화 시키는 생산계획 최적화에 대해 다룰 것이다. 네 번째로는 석유화학 특성상 선박으로 대부분의 원료 입하 및 제품 출하를 하기 때문에 한정된 부두에 여러 가지 원료 입고와 제품 출하를 위한 선박이 접안 하는 일정을 최적화 한 사례를 다룰 것이며, 마지막으로 ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) 반제품 생산에 있어서 제품 Change를 최소화 하는 생산계획 최적화를 다룰 것이다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제38권4호
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• pp.389-394
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• 2015

의료영상 검사는 정보기술 및 의료장비의 발달로 인체의 해부학적 구조를 묘사하는 능력이 날로 발전하고 있다. 그러나 상지회전이 필요한 어깨관절 의료영상 검사에서는 인체구조의 복잡성으로 정확한 자세유지가 의료영상의 진단적 가치에 매우 중요하다. 자기공명검사의 경우 긴 검사시간과 고정된 자세가 필요해 검사자의 노력과 환자의 의지만으로 재현성 있는 검사가 불가능하다. 이에 상지회전과 정량적 각도가 가능한 보조기구를 개발하여 진단적 가치가있는 의료영상 검사를 하고자하였다. 본 연구는 선행 연구의 결과를 바탕으로 보조기구를 제작하였으며, 공학용 프로그램인 CATIA 프로그램으로 3차원 모델링을 설계하여, 3D프린터로 최종 완성된 보조기구를 제작하였다. 사용된 3D 프린터는 Stratasys Objet350 Connex 모델이며, 재질은 광경화성 수지를 사용하였다. 완성된 보조기구의 크기는 $120{\times}150{\times}190mm$이며, 손잡이부의 내경은 125.9 mm 로 디자인되었다. 보조기구는 총 4개의 부품으로 바디부(외부), 손잡이부(내부), 고정단자, 연결부로 구성되었으며 바디부와 손잡이부는 원활한 회전이 가능하도록 2.1 mm의 유격이 유지되도록 하였다. 손잡이부에는 360o 눈금선을 표시하여 환자마다 관찰에 필요한 회전각도를 기록할 수 있도록 하여 추적검사나 양쪽검사에 적용할 수 있도록 하였다.