• 한국기계가공학회지
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• 제21권5호
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• pp.1-8
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• 2022

Fused deposition modeling (FDM), based on stacking a continuous filament of polymer or composite materials, is well matured and is thus widely used in additive manufacturing technology. To advance FDM-based 3D printing technology, the mechanical properties of additively manufactured composite materials must be improved. In this study, we proposed a novel FDM 3D printing process using metal wire-polymer composites, enabling enhanced mechanical properties. In addition, we developed a new type FDM filament of copper wire wrapped in nylon material for stable 3D printing without thermal damage during the printing process. After FDM printing of the copper wire-nylon composite filament, we conducted a tensile test to investigate the mechanical behavior of the printed composite materials. The experimental results confirmed that the tensile strength of the 3D-printed metal wire-polymer composites was higher than that of the conventional single polymer material. Thus, we expect that the FDM printing process developed in this study may be promising for high-load-bearing applications.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.565-572
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• 2019

본 연구에서는 야외 방사선투과검사 시 방사선작업종사자의 맞춤형 차폐체 제작을 위해 3D 프린터 필라멘트의 재질 및 두께에 대한 차폐 분석을 수행하였다. MCNPX를 이용한 모의 모사를 통해 복셀 선원 $^{192}Ir$, $^{75}Se$를 선택 후 ICRU Slab Phantom에 차폐체를 부착하고, 선원과 Slab Phantom의 거리를 100 cm으로 설정하였다. 12 개의 차폐물질에 대하여 차폐물질이 없는 경우부터 200 mm 까지 5 mm 단위로 나누어 각 차폐물질별 단위 질량 당 흡수되는 에너지를 평가하였다. 그 결과 모든 방사선투과검사용 감마선원에서 ABS + Tungsten, ABS + Bismuth, PLA + Copper, PLA + Iron 순으로 차폐 효과가 높은 것으로 나타났다. 그러나 납에 비해서는 다소 낮은 차폐 효과를 보였다. 향후 본 연구를 토대로 원자번호와 밀도가 높은 필라멘트 재료에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.199-205
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• 2017

이 연구에서는 3D 프린터 히팅 블록의 발열로 인해 가이드로 열이 전달되어 필라멘트가 녹는 문제점을 개선하기 위해 설계 해석과 폭발압접을 융합한 방법으로 클래드 판재를 만들었다. 클래드 판재에 대한 전단 강도시험을 하였으며, 히팅 블록으로 가공한 다음 열 해석, 열전도도, 열화상 측정 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 구리와 타이타늄 클래드 판재로 만든 히팅 블록에 대하여 3D 모델링 열 해석 한 결과 필라멘트 가이드 부위의 표면온도가 히팅 블록 표면온도 보다 낮은 온도가 예측되었다. 구리와 타이타늄 클래드 판재로 만든 다음 전단 강도를 측정한 결과 평균 195.6MPa 값을 얻었다. 구리와 타이타늄 클래드 판재로 만든 히팅 블록에 대하여 열전도도를 3회 측정한 결과 평균 $62.52W/m{\cdot}K$값을 나타내었다. 구리와 타이타늄 클래드 판재로 만든 히팅 블록에 대하여 열화상 카메라로 표면 온도를 측정한 결과 최대 $107.3^{\circ}C$ 측정되었으며, 필라멘트 가이드 부근에서는 $183.2^{\circ}C$ 측정되었다. 기존 필라멘트의 부위의 온도 보다 $89^{\circ}C$ 낮은 온도 분포를 보였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권7호
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• pp.899-906
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• 2020

WSS 측면 검사는 척추의 질환을 진단하기 위해 매우 중요한 검사이다. 최근 대면적의 Long Length Detector가 보급되고 있어 피폭선량과 검사 시간을 효율적으로 줄일 수 있으며, 낙상 고위험군 환자 및 소아, 청소년기 환자의 검사에 매우 효율적으로 적용할 수 있다. 하지만 1회 조사로 영상을 얻기 때문에 기하학적인 척추의 해부학적 구조상 허리뼈 보다 목뼈 부근이 상대적으로 체적이 적어 목뼈 부위의 영상 품질은 진단 가치가 매우 하락한다는 단점이 있다. 이에 본 연구는 WSS 측면 검사에서 균일한 영상품질을 얻기 위해 3D 프린팅 기술과 구리 필라멘트를 이용하여 부가 필터를 제작하고 결과를 분석하고자 한다. 3D 프린팅 기술은 원하는 모양을 손쉽게 출력할 수 있는 장점이 있어 산업 분야 전반에 광범위하게 사용되고 있으며, 최근 구리 소재의 필라멘트가 개발되어 부가 필터로서의 가능성을 확인하였다. WSS 측면 검사에서 부가 필터 적용시 CNR과 SNR이 우수하게 측정되어 부가필터의 사용 가능성을 확인 하였다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제44권6호
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• pp.615-621
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• 2021

In the medical field, radiation provides information for the diagnosis and treatment of diseases. As the use of radiation increases and the risk of exposure increases, interest in radiation protection is also rapidly increasing. Lead shielding material is mainly used, which has a risk of lead poisoning and absorption into the body. Tungsten mixed filament shielding sheets were fabricated with a size of 70 × 70 mm and a thickness of 1, 2, and 4 mm by using a 3D printer. In the general shooting experiment, the thickness of the shielding sheet is 1 ~ 5mm, the tube voltage is 60, 80, 100, 120 kVp and the tube current is 20, 40 mAs. In general photography, Tungsten showed better shielding rate compared to Brass, Copper, and Lead protective tools under all irradiation conditions, and in particular, Tungsten 5 mm showed 100% shielding rate. The 3D-printed tungsten mixed filament shielding is expected to be used as a new shield that can replace the existing lead protection tools as it shows a better shielding rate than the existing lead protection tools in Radiography.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1999년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.73-76
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• 1999

We have fabricated and tested a Bi-based high temperature superconducting current lead system. Ag sheathed Bi-2223 mono-filament tapes of $I_c=8.4$ A at 77 K under self-field condition were fabricated using powder-in-tube(P1T) method. Multi-layer current leads can be made by stacking of Ag sheathed Bi-2223 mono-filament wires. The critical current of this 10-layer current lead is about 68 A. The contact resistance across the copper-current lead interface has been studied using current-voltage characteristics. At temperature below critical temperature the resistive contribution of the interface to the total contact resistance dominates. We have measured AC transport losses in a current lead at 77 K, 60 Hz by a transport method.

• Progress in Superconductivity
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• 제13권2호
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• pp.111-116
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• 2011

Since superconducting wires have no resistance, electromagnets based on the superconducting wires produce no resistive heating with DC current as long as the current does not exceed the critical current of the wire. However, unlike resistive wires, superconducting wires exhibit AC heat loss. Embedding fine superconducting filaments inside copper matrix can reduce this AC loss to an acceptable level and opens the way to AC-capable superconducting coils. Here, we introduce an easy and accurate method to measure AC heat loss from sample superconducting coils by measuring changes in the rate of gas helium outflow from the liquid helium dewar in which the sample coil is placed. This method provides accurate information on total heat loss of a superconducting coil without any size limit, as long as the coil can fit inside the liquid helium dewar. With this method, we have evaluated AC heat loss of two superconducting solenoids, a 180-turn solid NbTi wire with 0.127 mm diameter (NbTi coil) and a 100-turn filamented wire with 1.4 mm diameter where 7 NbTi filaments were embedded in a copper matrix with copper to NbTi ratio of 6.7:1 (NbTi-Cu coil). Both coils were wound on 15 mm-diameter G-10 epoxy tubes. The AC heat losses of the NbTi and NbTi-Cu coils were evaluated as $53{\pm}4.7\;{\mu}W/A^2Hzcm^3$ and $0.67{\pm}0.16\;{\mu}W/A^2Hzcm^3$, respectively.

• 대한금속재료학회지
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• 제49권12호
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• pp.995-1000
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• 2011

The microstructure of Cu-24 wt.%Ag filamentary nanocomposite fabricated by a thermo-mechanical process has been investigated by transmission electron microscopy (TEM) observations. This study is focused on the stability of Ag filaments formed by cold drawing; the effects of thermal treatment on the precipitation behavior and distribution of Ag-rich precipitates were also investigated. The Ag filaments elongated along the <111> orientation were observed in Cu-rich ${\alpha}$ phase of the as-drawn specimen and the copper matrix and the silver filament have a cube on cube orientation relationship. Annealing at temperatures lower than $200^{\circ}C$ for the as-drawn specimen caused insignificant change of the fibrous morphology but squiggly interfaces or local breaking of the elongated Ag filaments were easily observed with annealing at $300^{\circ}C$. When samples were annealed at $400^{\circ}C$, discontinuous precipitation was observed in supersaturated Cu solid solution. Ag precipitates with a thickness of 7-20 nm were observed along the <112> direction and the orientation relationship between the copper matrix and the Ag precipitates maintained the same orientation relationship in the as-drawn specimen. The interface between the copper matrix and the Ag precipitates is parallel to {111} and micro-twins were observed in the Ag precipitates.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제44권6호
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• pp.607-613
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• 2021

Long-bone examination is mainly used for inspection of the lower extremities. Recently, a long length detector (FXRD-1751S, VIEWORKS, Korea) with three digital detectors attached has been developed. High energy X-rays are used because pelvic areas require high image quality. In this case, X-rays are transmitted a lot in thin areas such as an ankle, and it is not suitable for diagnosing an image. Therefore, this study use copper filters made with 3D printers to increase image quality in the Long-bone inspection. A copper filter was manufactured in consideration of the overall thickness of the lower part. The experiment was conducted in anterior-posterior (AP) and lateral (LAT) positions, depending on the presence or absence of the filter. 5x5 pixels of region of interest (ROI) were selected from the pelvis, knee, and ankle areas. X-rays were irradiated under the conditions of 70 kVp and 40 mAs for AP, 80 kVp, and 63 mAs for lat when without filters, 90 kVp and 80 mAs for AP, 90 kVp and 100 mAs for lat when with filters. signal to noise ratio(SNR) ratio and contrast to noise (CNR) values were measured 1106.38, 14.34 before applying the filter and 1189.32, 70.43 after the filter. For the knee area, 650.44, 97.61 before applying the filter, and 1013.17, 444.24 after applying the filter. For the ankle area, 206.65, 23.68 before applying the filter and 993.50, 136.11 after applying the filter. In the Long-bone examination, SNR and CNR were greatly measured when the filter was applied, confirmed the availability of using the copper additional filter.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.673-680
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• 2022

본 연구에서는 PLA를 기반으로 알루미늄, 나무, 구리, 카본, 대리석이 각각 20% 함유된 재질들의 CT number를 분석하고 영상에 어떠한 영향을 미치는지 분석하고자 하였다. 보급형 3D 프린터를 이용하여 5×30×30 ㎣(두께×직경×높이)의 원기둥 모양 팬텀을 제작하였다. 관전압을 80, 100, 120 kV로 변화시키고, 관전류초를 100, 200 mAs로 변화시켜 테이블 중앙에 놓인 팬텀을 총 6가지 조건으로 횡단 스캔하였다. Image J를 이용하여 원형의 ROI를 설정하고 물질부 CT number의 정량값과 주변부 CNR의 정량값을 구하였다. 물질부의 CT number 평균값은 PLA-나무20%, PLA-대리석20%, PLA-카본20%, PLA-100%, PLA-알루미늄20%, PLA-구리20% 순으로 높아졌고(p<0.05), kV 증가에 따른 CT number는 음의 상관성을 확인하였다. 주변부의 CNR값은 PLA-대리석20%, PLA-구리20%, PLA-카본20%, PLA-나무20%, PLA-알루미늄20%, PLA-100% 순으로 증가 됨을 확인하였다(p<0.05). 각 재료별 HU 값과 유사한 인체 장기는 PLA-구리20%는 치밀골, PLA-알루미늄20%는 해면골, PLA-100%는 응고된 혈액, PLA-카본20%와 PLA-대리석20%는 간, 근육, 비장, PLA-나무20%는 지방과 유사한 값이었다. 또한 모든 재료에서 필라멘트 주변부 영상을 흐리게 하는 흐림 현상을 확인하였고 특히 PLA-100%에서 영상 주변부 흐림 현상이 가장 많은 것을 확인하였다. 따라서 의료용팬텀 제작의 재질을 선정할 때 목표 장기의 HU 값을 반영하고, 팬텀 주변부의 흐림 현상을 고려하는 것이 바람직하다고 판단하며 본 연구가 기초 자료를 제공할 수 있을 것이라 사료된다.