• 대한기계학회논문집A
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• 제41권2호
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• pp.103-109
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• 2017

AMM(Additive Metal Manufacturing)이라 호칭되는 3차원 금속 프린팅(metal 3-D printing) 공정은 금속분말(metal powder)을 적층 재료로 사용하여 기계적부품용 실형상 금속 파트(metallic parts)를 직접 조형하여 제조한다. 한편, 조형 파트형상의 STL모델에 존재하는 기하학적 오류들과 특징형상들의 특이성으로 인하여 조형 작업 중에 내부에 결함들이 포함된 실형상 파트가 조형될 가능성이 존재하게 되며 이로 인해 3차원 금속 프린팅 조형공정 자체의 신뢰성에 문제를 야기할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 조형작업 중 발생할 수 있는 결함들을 미리 진단, 분석하고 수정하기 위하여 첫째, 조형 전에 STL 형상모델의 진단분석을 통하여 결함요소를 사전에 탐지하고 둘째, 적층 단면내 조형 공구 경로상에 실제로 포함된 결함들을 분석하고 이를 수정하기 위한 조형 파트 진단 및 조형 공구 경로 검증 연구방법을 제시하였다. 또한 DED(direct energy deposition) 공정을 기준으로 2가지 STL 형상파트 사례들에 대하여 제시한 연구방법의 case study를 수행하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.186-199
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• 2016

구두를 제작하는 기본 틀인 라스트는 3차원 형상과 관련된 정보와 기술이 총체적으로 집약된 결과물이다. 해외에서는 이미 3D 프틴팅 기술을 이용한 구두 제작이 상용화 단계에 도달하였으나, 국내에서는 아직 도입 초기 단계이다. 본 연구에서는 국내 제화산업의 경쟁력 확대를 위해, 3D 스캐닝, 3D 모델링, 3D 프린팅의 첨단 기술로 구성된 3D 제작 프로세스를 라스트 제작에 도입하였다. 이를 위해, 2010년도 SizeKorea에서 3D 스캔한 30대 남성 200명의 3D 발 형상을 사용하여, 요인분석, 군집분석을 실시하고, 3개의 발 유형을 분류한 후, 각 유형별 대표모델을 선정하였다. 대표모델들의 3D 스캐닝 형상에서 XY, YZ, XZ평면의 단면도들을 추출하고, 라스트 모델링의 스케치 단면으로 사용하였다. Solidworks CAD를 사용하여 라스트를 3D 모델링하였으며, 보급형 3D 프린터인 MakerBot Replicator2로 3D 프린팅 하였다. 본 연구 결과는 국내 제화산업에서 3D 프린팅 기술의 상용 가능성을 보여주었다. 3D 스캐닝, 3D 모델링, 3D 프린팅의 3단계 생산설계 방식은 향후 의류패션산업 전 분야에서 폭넓게 사용될 것으로 기대된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권2호
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• pp.76-83
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• 2022

이 연구는 적층 시공 시 타설 초기부터 외기에 직접 노출되는 조건을 모사하여 밀봉조건과 노출조건에 따른 수축거동을 100일 이상 실험적으로 분석하였다. 결합재 치환에 따른 수축거동 분석을 위해 1종 시멘트, 플라이애시, 실리카흄을 사용하여 동일한 조건에서 길이변화율을 측정하였다. 혼화제 사용이 수축거동에 미치는 영향을 분석하기 위해 적층 시공 시 사용되는 셀룰로오스계 점도조절제와 유지계 수축저감제를 사용하였다. 표면노출양생 시 초기 수축 발생시점이 단축됐으며, 플라이애시와 실리카흄을 사용 시 수축량은 양생조건에 따라 OPC100 배합 대비 60 - 110% 증가했다. 점도조절제와 수축저감제 적용은 양생조건에 따라 최소 18%에서 최대 70% 수축량을 저감시켰다. 시험체의 온도는 양생초기 15 ℃까지 일시적으로 저하됐으며, 수축거동과 상관성을 이 연구를 통해 확인했다.

• 감성과학
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• 제20권2호
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• pp.87-102
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• 2017

3D프린팅에 대한 관심이 증가함에 따라, 3D프린팅에 선행되어야 할 3D모델링 교육에 대한 관심으로 증가하고 있다. 그러나 현존하는 3D모델링 소프트웨어들은 대부분 외국 브랜드에서 개발하였고, 이에 따라 인터페이스가 모두 영어되어 있기에 이러한 용어에 익숙하지 않은 한국인 입문자들을 대상으로 3D모델링 소프트웨어 교육을 수행하기에는 제약이 있다. 본 연구는 이러한 현실을 반영하면서 3D프린팅을 위한 한국형 3D모델링 교육용 소프트웨어를 개발할 때 고려해야할 사항이 무엇인지 탐색하기 위해 이루어졌다. 이를 위해 3D모델링 경험이 없는 사람들로 하여금 입문자들의 접근이 용이하다고 알려진 대표적인 무료공개 3D모델링 소프트웨어 123D Design나 Tinker CAD 중 하나로 집만들기 과제를 수행하게 한 후, 이에 대한 설문을 진행하였다. 결과적으로 Tinker CAD에 대한 사용자 경험이 123D Design에 대한 것보다 호의적이고, 전자를 경험하면서 발생한 오류가 후자를 경험하면서 발생한 오류보다 적으며, 전자에서 과업을 완료한 사람의 비율이 후자에서 과업을 완료한 사람의 비율보다 높음을 확인할 수 있었다. 종합논의에서는 Tinker CAD의 특성(입체도형을 통해 쉽게 모델링 가능)과 웹 기반 구동방식을 적용한 입문자 교육용 3D모델링 소프트웨어 개발 및 123D Design의 특성(세밀한 치수조작과 도형정렬 가능)과 윈도우 기반 구동방식을 적용한 초?중급자 교육용 3D모델링 소프트웨어 개발을 제안하였다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.119-124
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• 2022

최근 적층제조기술을 활용한 건축 상품 시공방법이 제안되고 있다. 적층제조기술은 건축 상품 시공과정을 자동화하여 작업자 안전을 확보한다. 또한, 비정형 형상의 구현효율성이 높아 건축물과 기반시설제조과정에 적용 가능성을 주목 받고 있다. 적층제조기술은 현대의 건설 산업에서 요구되는 컴퓨터 기반의 시공자동화, 자원관리, 시공기간예측 등을 만족할 수 있는 기술이다. 하지만, 아직 부족한 누적 데이터와 표준, 규제, 운영방법 등에 의해 산업 적용이 제한되고 있다. 본 연구에서는 건축 적층제조기술 적용가능성을 분석하기 위해 2개의 적층제조시스템으로 건축 상품을 제조한다. 또한 각 건축 상품은 적층생산결정모델을 통해 적합한 제조시스템으로 투입하는 방법이 적용되고, 실증 실험을 통해 제조과정의 문제를 확인한다. 결과적으로 건축 상품의 품질 향상을 위한 확장된 적층생산결정모델을 제안한다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.16-24
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• 2018

본 연구에서는 3D 프린팅 공법 적용을 위한 콘크리트 기초 레올로지 분석을 목적으로 실험을 수행하였다. 콘크리트 구성성분 중 유동특성에 큰 영향을 미치는 인자(W/B, binder Type, replacement ratio, super plasticizer dosage)의 변화에 의한 레올로지 특성(rheological properties)을 실험적으로 분석하였다. 실험은 페이스트와 모르타르 크게 두 가지 인자로 구분하여 수행하였다. 페이스트 실험에서는 W/B, binder type, replacement ratio, super plasticizer dosage를 주요 변수로 설정하여 레올로지를 분석했다. 모르타르 실험에서는 W/B와 sand ratio에 따른 레올로지 특성을 분석했다. 결과적으로 W/B가 증가될수록 viscosity가 감소하였으며, FA를 치환할 FA 비율이 증가됨과 함께 viscosity가 증가하였다. 유동성 증가를 위해서는 SF를 5%만 치환해도 shear stress를 감소시키며 viscosity는 약 83%까지 감소되었다. 모르타르 레올로지 평가를 통해 W/B 30~40% 구간에서 큰 폭의 변화가 일어나는 임계치 구간이 존재하는 것으로 분석됐다. 또한 동일 W/B 내에서는 sand 비가 50~60% 구간에서 shear stress가 두 배 이상 증가하는 임계 구간이 존재하는 것으로 분석됐다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2022년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.245-246
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• 2022

Recently, research on the self-healing of concrete using bacteria has been actively conducted. The self-healing method using bacteria has a low self-healing rate and the surrounding environment of the fracture site is very important. A previous study to solve this problem involves the manufacture of capsules using 3D printing. Fracture position control was an important topic in 3D printing-based capsules. In this study, to compensate for the shortcomings of existing studies, a capsule capable of selective destruction location control was produced using PDMS-based molds that are not restricted by the environment. Resin capsules were prepared for each part using several molds and a bonding surface was arranged. In order to verify this on the bonding surface, fracture strength and wave unit values were analyzed through a three-way compression experiment. It can be seen that as the curing time increases, the deviation between samples decreases. In addition, through experiments, it was confirmed that the junction surface and wave unit values coincide in all three directions. It can be used for self-healing research using various solutions.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2021년도 가을 학술논문 발표대회
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• pp.168-169
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• 2021

A hydrophobic surface increases the contact angle between water and cement paste. There are two methods to increase water contact angle, i.e. lowering the surface energy and adjusting the surface roughness of concrete. The hydrophobicity of concrete can be quantitatively evaluated according to the chemical and physical properties of the solid surface. So far, researches have shown the chemical properties of hydrophobic concrete, however it has not covered how to control surface. This study demonstrated the hydrophobic cement paste prepared by low-resolution molds printed with a 3D printer that exhibit rough surface. Thus, we presented the most hydrophobic characteristics of mold.

• 한국생산제조학회지
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• 제24권6호
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• pp.710-717
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• 2015

Projection stereolithography is an additive manufacturing method that uses beam projection to cure the photo-reactive resin used. The light source of a cross-section layer-form illuminates photo-curable resin for building a three-dimensional (3D) model. This method has high accuracy and a fast molding speed because the processing unit is a face instead of a dot. This study describes a Scalable Projection Stereolithography 3D Printing System for improving the accuracy of the stereolithography. In a conventional projection 3D printer, when printing a small sized model, many pixels are not used in the projection or curing. The proposed system solves this problem through an optical adjustment, and keeps using the original image as possible as filling the whole projection area. The experimental verification shows that the proposed system can maintain the highest level of precision regardless of the output size.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권2호
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• pp.35-42
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• 2024

이 연구에서는 기중 및 수중환경에서 출력한 3DP 콘크리트에 대하여 적층성능과 역학적 특성평가를 수행하였다. 적층성능은 굳지 않은 콘크리트에서의 Green strength test와 적층 직후와 1시간에서의 높이와 처짐량으로 평가하였다. 배합 30분 후 콘크리트 압축강도는 5.0 kPa이며, 3시간 후의 압축강도는 7.9 kPa로 초기 강도 대비 1.6배 높았다. 적층 부재의 총 높이는 출력환경과 관계없이 설계 높이를 만족하였다. 적층 1 시간 후의 기중과 수중환경에서의 처짐량은 각각 1 mm와 0.2mm로 수중환경에서 처짐량이 작게 발생하였다. 겉보기 밀도는 A-M>A-P>UW-P 시험체 순으로 나타났으며, 이는 적층 콘크리트 출력과정 중에 콘크리트와 함께 혼합된 공기의 양이 많고 수중출력 시에는 콘크리트 내부로 물이 침투되어 밀도가 낮아진 것으로 판단된다. UW-P/A-P의 압축강도 비는 재령 1일에서는 0.86이었지만, 재령 7일을 기점으로 수중 제작 콘크리트의 압축강도가 높게 나타났다.