Recently, as the public interests about the 3D printing technology are increased, various kinds of 3D printers are being released. But, they are limited to use because they cannot fabricate an object which is larger than the printer's printing volume. To relieve this problem, we propose an interactive 3D mesh editing system for 3D printing the object that is larger than the printing volume. The proposed 3D editing system divides the input 3D mesh using the user's line drawings defining cutting planes and it attaches various connectors. The output meshes are guaranteed to fabricate without post-processing. The printed parts can be assembled using the connectors. Our proposed system has an advantage that it can be used easily by non-professional 3D printer users.
New technological advancements that are available in price and usability for K-12 classrooms result in new content areas to be explored and advancement of previous content area struggles. Visualizations of two-dimensional (2D) representations of three-dimensional (3D) figures and the actual 3D figure is a struggle not only limited to mathematics teaching and learning. However, if this struggle can be rectified and potentially improved through mathematics teaching and learning, the broader impacts of this extends beyond classroom mathematics. New 3D modeling software and 3D printers allow users to easily create and share models or download 3D models from online resources and print them to manipulate in their hand. There is plenty of literature now on classroom use of 3D modeling and printing. This article serves to build onto Ball and Stacey's (2005) suggestions for judicious use of calculators and computer software to address the judicious use of 3D modeling and printing technology for teaching mathematics for student learning. We discuss the following teaching strategies: promote careful decision making about 3D modeling and/or printing use, integrate 3D modeling and or printing into the curriculum, tactically restrict use of 3D modeling and or printing, and promote habits of spatial visualization.
International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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제12권4호
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pp.55-60
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2020
This study aims to apply Arduino and 3D printing technology considered as a key subject in the age of 4th industrial revolution which is a step 1 for customizing and applying the process of production by chemical molding companies producing environment-friendly biodegradable packaging materials to the 3D printing teaching in universities. Step 3 is applied to IoT for Arduino application, and 3D printing technology is also used on the basis of teaching creative integrated human resource. Integration of Arduino with 3D printers is based on the assumption that middle- and high-school students can learn it step by step to higher levels and university students majoring or not majoring in computing science can also have computing skills for solving 3D printing-based problems. For IoT application in this study, the 3D printing technology is applied to the external shape of products for producing an Arduino-based lighting fixture. The applied 3D printing technology is further extended to teaching modeling of producing packaging materials by chemical product molding companies in the age of 4th industrial revolution.
The thermoelectric effect, which converts waste heat into electricity, holds promise as a renewable energy technology. Recently, bismuth telluride (Bi2Te3)-based alloys are being recognized as important materials for practical applications in the temperature range from room temperature to 500 K. However, conventional sintering processes impose limitations on shape-changeable and tailorable Bi2Te3 materials. To overcome these issues, three-dimensional (3D) printing (additive manufacturing) is being adopted. Although some research results have been reported, relatively few studies on 3D printed thermoelectric materials are being carried out. In this study, we utilize extrusion 3D printing to manufacture n-type Bi1.7Sb0.3Te3 (N-BST). The ink is produced without using organic binders, which could negatively influence its thermoelectric properties. Furthermore, we introduce graphene oxide (GO) at the crystal interface to enhance the electrical properties. The formed N-BST composites exhibit significantly improved electrical conductivity and a higher Seebeck coefficient as the GO content increases. Therefore, we propose that the combination of the extrusion 3D printing process (Direct Ink Writing, DIW) and the incorporation of GO into N-BST offers a convenient and effective approach for achieving higher thermoelectric efficiency.
3D concrete printing technology builds structural components layer-by-layer with concrete extruded through a nozzle without using forms. This technology can simplify construction processes by optimizing design flexibility, construction time, and cost. Furthermore, the 3D printing technology is easy to make an irregularly shaped and function embedded building(or object) which is difficult to be constructed by conventional construction method. However, the 3D printing concrete is not suitable for current commercial standard and the material itself. It is also difficult to apply it to the construction site due to the lack of initial strength and the nozzle which is clogged during the process. The research of mix proportion design process for 3D printing concrete which differs from the conventional concrete is necessary in order to solve the problems. This paper aims to calculate the 3D printing concrete mix proportion design process based on the mix materials and performance information derived from the previous researches. Therefore, the usage variation range, mutual influence relationship, and the importance priority of the mix proportion are analyzed. Based on this results, the basic design process of 3D printing concrete which contains planning design phase, basic design phase and validating performance phase is suggested. We anticipate to confirm applicability verification about the actual production by referring to this 3D printing concrete mix proportion study. In the future, this study can be utilized for blueprint of the 3D printing concrete mix proportion.
In this paper, the effects of different 3D printing conditions including oil lubrication and annealing are observed for their effects on tensile testing. In 3D printing, a press-out extrude filament is rapidly heated and cooled to create internal stress in the printed part. The 3D printing internal stress can be removed using oil-coated filament and annealing. During the oven cooling at an annealing temperature of $106^{\circ}C$, the stress of the specimens with laminated angle $0^{\circ}$ tends to increase by 12.6%, and that of the oil-coated filament printing specimens is increased by 17%. At the annealing temperature of $106^{\circ}C$, the stress of the oil-coated filament printing specimens tends to increase by 35%. In this study, we have found that the oil lubrication and annealing remove the internal stresses and increase the strength of the printed specimens. The oil lubrication and annealing reform the crystalline structures to even out the areas of high and low stress, which creates fewer fragile areas. These results are very useful for the manufacture of 3D printing products with a suitable mechanical strength for applications.
We attempted to provide an overview of the laws and current state of the 3D printing industry in South Korea and around the world, using the annual industry surveys and the Wohler report. Additionally, we reviewed articles relating to the potential exposure to hazards associated with 3D printing using metal materials. In South Korea, there were 406 3D printing-related businesses, employing 2,365 workers, and the market size was estimated at 455.9 billion won in 2021. Globally, the average growth rate of the 3D printing industry market over the past 10 years was 27.4%, and the market size was estimated at $11.8 billion in 2019. The United States had the highest cumulative installation ratio of industrial 3D printers, followed by China, Japan, Germany, and South Korea. A total of 6,168 patents related to 3D printing were registered in the US between 2010 and 2019. Harmful factors during metal 3D printing was mainly evaluated in the powder bed fusion and direct energy deposition printing types, and there is a case of material extrusion type with metal additive filaments. The number, mass, size distribution, and chemical composition of particles were mainly evaluated. Particle concentration increases during the opening of the chamber or post-processing. However, operating the 3D printer in a ventilated chamber can reduce particle concentration to the background level. In order to have a safe and healthy environment for 3D printing, it is necessary to accumulate and apply knowledge through various studies.
Recently, a great interest in 3D printing has emerged, although many existing 3D printing technologies were first developed 2-3 decades ago. There are many mature 3D printing processes and materials; however, active research and development efforts are ongoing in this area to advance the technologies. Several companies have already started to use 3D printed parts as actual components. Many low-cost 3D printers have been released on the market, which are of particular interest to educators and hobbyists. This paper provides a brief review of 3D printing technologies and research trends. In addition, several state-of-the-art technologies and applications are introduced.
본 논문은 발전하는 3D프린팅 기술의 추세에 맞추어 크기와 디자인의 한계를 벗어난 대형 조형 설치물 제작으로 3D프린팅을 이용한 사례를 분석함으로써 새로이 나타나는 경향을 도출하는 것에 목적을 두고 있다. 본 논문은 3D프린팅으로 제작한 조형설치물의 유형을 분류하고 2가지 경향으로 분석하였다. 첫째, 디자인 측면의 경향, 둘째, 출력방식 측면의 경향이다. 본 연구를 통해 도출된 3D프린팅 조형설치물이 나아가고 있는 경향은 다음과 같다. 첫째, 알고리즘을 통한 디자인 구현이 이루어지면서 복잡한 표현이 두드러지는 비정형 디자인으로 변혁이 나타나고 있다. 둘째, 로봇 공학과 3D프린팅의 적층 제조기술이 융합되어 기존의 패러다임을 전환하고 있다. 따라서 알고리즘 디자인 구현 방식과 Freeform 3D프린팅 기술의 상호작용으로 3D프린팅 조형설치물의 제작과 활용이 더욱 빠른 속도로 진행됨을 알 수 있었다. 본 연구는 전 세계 3D프린팅 조형설치물을 대상으로 연구를 진행하였으며, 앞으로 발전할 국내 3D프린팅 기술과 함께 3D프린팅 조형설치물 제작 연구의 기초적인 역할을 하였다. 추후 재료 및 결합 방식 등 다양한 측면에서 분석한 후속 연구가 필요함을 밝힌다.
Using FDM 3D printing, yarn shape and composition were modeled and 3D printed with PLA and TPU filaments currently used for apparel. Based on this, mechanical characteristics were measured to determine 3D printing yarn according to type of filaments in the 3D printed output and deformation and recovery characteristics due to differences in structure type. As a result of examining tensile and shear characteristics of PLA and TPU 3D printing compiles, TPU overall was measured with significantly lower stress than PLA. This is due to high elasticity of TPU's character, revealing that it has better flexibility than PLA. In addition, during deformation due to external forces, the more freedom between the head and foot parts of the loop, and the lower the force associated with each other, the more flexible it is. TPU revealed that it was easier to tension and recovery from tensile deformation than PLA, indicating potential for clothing materials using 3D printing. If high-molecular materials, such as PLA flexibility, it is likely to provide some flexibility through development of styles, including degree of freedom in modeling. Based on this, we provide basic data for developing 3D printing textures that can be satisfied with textile for apparel.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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