• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권5호
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• pp.706-713
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• 2019

본 연구에서는 미세유체 시스템 제작에 적합한 3D 프린팅 방식 및 소재 별 표면특성 분석을 통해 각 응용 사례에 적합한 프린터 및 소재 선정에 가이드라인을 줄 수 있는 기초 연구를 수행하였다. 가장 보편적으로 사용되는 적층 방식과 해상도가 상대적으로 높은 광경화 방식에 대해 프린팅 방식과 소재에 따른 표면 특성을 살펴보았다. 적층 방식의 프린트물은 소재에 무관하게 후처리 전에는 친수성 특성을 보이나 아세톤 증기에 의한 후처리 후에는 소수성 특성을 보임을 확인할 수 있었다. SEM을 이용한 표면 조도 관찰을 통해 이러한 접촉각의 변화가 후처리에 의한 표면의 결 구조의 제거에 기인한 것임을 확인하였다. 광경화식 프린트물은 적층식 대비 친수성의 특성을 보였으나 소수성 코팅을 이용해 표면 개질이 가능함을 실험적으로 확인하였다. 두 프린팅 방식 중 투명한 재질이 요구되는 경우, 적층 방식은 투명한 시편을 만드는 것이 불가능함을 확인하였으며 광경화 방식의 경우 충분한 투명도가 확보됨을 확인하였다. 액적 접촉충전 현상에 기반한 디지털 전기천공 시스템의 electroporation chip을 광경화 방식으로 제작하였으며 성공적으로 전기천공을 시연함으로써 미세유체 시스템에 직접 적용이 가능함 또한 확인하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제14권11호
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• pp.370-377
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• 2014

최근 3D 프린팅 기술은 다양한 의학 분야에서 활용하고 있으며, 기존의 절삭가공 보다 제작시간과 비용, 과정측면에서 매우 효율적이다. 특히 정형외과에서는 수술시간, 수술 정확성 등의 개선과 환자의 고통 감소와 재수술을 최소화하는 방법으로 관심이 집중되고 있다. 그러나 기존 연구에 사용된 3D 프린터는 하드웨어 및 소프트웨어의 기술적 활용성, 재정적 가용성 등의 문제로 현재 병원에서 일반적으로 널리 사용되지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 이를 해결하기 위해 CT 영상을 Open Source DICOM Viewer와 STL 파일변환 프로그램, FDM 와이어 적층가공방식의 조립형 3D 프린터로 골반 골절 모델을 직접 제작하여 비용과 시간을 단축하고 사전 수술계획에 활용하였다. 6명의 불안정성 골반골절 수술환자의 맞춤형 골 모델을 제작한 후 대학병원 정형외과 임상의에게 골절수술 전에 제공하여 임상적 활용 가능 여부에 대한 검토와 분석의견 결과 정밀도, 해상도가 수술계획에 사용하여도 유용한 것으로 판단되었다.

• 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.

• 디자인융복합연구
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• 제18권3호
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• pp.1-14
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• 2019

국내에서 제작되고 판매되는 일반적인 손가락 보조기는 신체 기관의 손상으로 장애를 가지는 환자에게 많은 도움을 줄 수 있다. 하지만 보조기의 착용은 감추고 싶은 착용자의 장애를 환기시키는 계기가 된다. 그리고 착용자의 심리적 측면에서 자괴감, 우울함 등의 부정적인 영향을 끼친다. 착용자가 착용을 꺼리거나 거부하게 된다면, 보조기는 재활의 역할을 상실하게 된다. 본 연구에서는 사용자의 요구조건을 잘 반영할 수 있는 3D프린터를 이용한 제작방식을 채택하였다. 다음으로 본 연구는 기존 선행연구들을 조사하여 각각의 연구들이 가지는 특징과 기준을 확인하였다. 또한, 현재, 보조기 시장에서 판매되고 있는 의료용 손가락 보조기를 조사하고 각각의 보조기의 사용자 조사를 종합 및 해석하여 평가 기준을 도출하였다. 도출된 평가 기준을 토대로 FDM 방식의 3D프린터를 이용하여 손가락 보조기 제작을 위한 디자인 가이드라인을 제시하였다. 마지막으로, 제시한 디자인 가이드라인에 맞추어 손가락보조기 디자인을 제안하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제17권3호
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• pp.93-101
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• 2018

FDM is one of the popular 3D printing technologies because of an inexpensive extrusion machine and multi-material printing. FDM can use thermoplastics such as ABS and PLA. The 3D-printed ABS parts fabricated by FDM are attractive in the automotive industry because of their weight. A 10% reduction in weight can increase the fuel economy by approximately 7%. To use 3D-printed ABS parts as automotive parts, we should evaluate the 3D-printed parts in terms of automotive reliability. In this study, 3D-printed ABS samples were evaluated using Ono's rotary bending fatigue test. We obtained an S-N curve for the 3D-printed ABS specimen from the finite-element analysis. The S-N curve can be useful in early-stage design decisions for 3D-printed ABS parts.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권9호
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• pp.1672-1678
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• 2007

유비쿼터스의 기반기술로서 전송방식과 전송로의 특성은 정보전송의 품질을 좌우하는 요소이며, 음성 데이터, 그래픽 등 동화상 데이터를 포함한 멀티미디어를 저주파 대역에서 임펄스성 잡음 하에서 데이터 전송의 고속 시스템 구축 등이 절실하다. 데이터 전송속도는 전송로의 대역폭과 펄스속도 및 통신방식 에 관계된다. 본 논문은 디지털데이터를 아날로그 신호로 처리하는 통신방식 중 임펄스와 가우스잡음레벨에 고려한 2, 4, 8레벨의 FSK방식의 오율에 관해 연구하여 FDM의 다중화 시스템 설계에 기여하고자 한다.

• 한국융합학회논문지
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• 제9권8호
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• pp.171-177
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• 2018

3D 프린팅 기술에 있어서, 각각의 기술들은 고품질의 출력물을 얻기 위해서는 최적화해야 할 다양한 인자들을 가지고 있다. FDM (fused deposition modeling) 방식의 3D 프린터 또한 최적화해야 할 다수의 인자들이 있다. 그 중에서도 노즐 온도와 노즐 이송 속도는 가장 기본이 되는 인자라고 할 수 있다. 안정적인 출력이 가능한 두 인자의 조합을 찾는 것은 FDM 장비를 이용한 출력에 있어서 가장 먼저 선행되어야 할 일이다. 본 연구에서는 다양한 두 인자 조합에 따라 단일 라인 출력을 수행하였고, 얻어진 출력 결과물을 평가를 통하여 안정적인 출력이 가능한 범위를 선정하는 새로운 방법을 제시하였다. 제시한 방법을 통하여 평가한 안정적 조건 범위들을 동일 범위 조건 아래에서 다층 단일 라인 출력을 통하여 검증하였다. 그 결과, 단일 라인과 다층 단일 라인 출력이 동일한 안정적 범위를 보이고 있음을 확인 할 수 있었다. 이는 본 논문에서 제안한 단일 라인 평가법을 다층 출력의 안정성을 그대로 반영할 수 있음을 보여 준다. 이상의 결과들로 볼 때, 제안한 방법은 간단한 실험과 측정 방법을 이용하여 손쉽게 수행 될 수 있다는 점과 공정 변수들의 최적화를 위한 기본 데이터를 제공한다는 점에서도 그 의미를 찾을 수 있었다.

• 한국기계가공학회지
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• 제21권9호
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• pp.56-62
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• 2022

This study analyzed the output precision of 3D printing methods. The inner impeller of the centrifugal compressor was printed in as a sheet with 100% packing density using two methods: field deposition modelling and stereolithography. Dimensional differences between the initial CAD and printed models were evaluated using a 3D scanner. To investigate the dimensional characteristics of the 3D printed impeller, 3D dimension analysis and point dimension analysis were performed. The point dimension analysis was divided into 3D and 2D for comparative analysis.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권2호
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• pp.38-44
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• 2021

To cater to the transition from single-color to multicolor/multi-material printing, this paper proposes a cartridge-replacing type multi-nozzle Fused Depositon Modeling(FDM) three-dimensional (3D) printer. In the test printing run, tool change failure/wobble/layer shift occurred. It was confirmed that improper support was the cause of this tool change failure. As a solution, spline and electromagnetic cartridges were designed. Wobble was caused by machine vibration and the motor stepping out. To minimize wobble, an additional Z-axis was installed, and the four-point bed leveling method was used instead of the three-point bed leveling method. The occurrence of layer shift was ascribed to the eccentricity of the Z-axis lead screw. Therefore, slit coupler was replaced with an Oldham type. In addition to the mechanical supplementation, the control environment was integrated to prevent accidents and signal errors due to wire connections. Before the final test printing run, a rectifier circuit was added to the motor to secure precise control stability. The final test printing run confirmed that the wobble/layer shift phenomenon was minimized, and the maximum error between layers was reduced to 0.05.

• 한국융합학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.225-230
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• 2020

3D프린팅의 활용은 매우 혁신적이면서 유용한 기술이다. 하지만 장신구 분야에서는 3D프린팅 기술은 제작방법의 한 분야로서 한정적 으로 사용되는 기술이다. 이러한 3D프린팅의 한계를 극복하기 위해 3D프린팅 출력방식 중 가장 대중적이며 조형활동에 적합한 출력방식을 선정하고 출력시간, 조건을 한정하여 장신구에 적용 가능성을 알아보기 위해 비주조과정과 주조과정 각각의 방법을 통해 시제품까지 완성하고 이를 비교해 보았다. 그 결과, FDM출력 방식은 비용과 시간적인 측명에서 매우 긍정적인 장점이 있지만 표면에 적층구조가 지워지지 않으며 출력과정시 발생되는 필라멘트의 잔여물로 인해 선 조형을 표면시 완성도가 떨어지는 단점이 있었다. DLP출력방식은 표면처리가 고르며 완성도가 높은 반면, 비용과 시간적인 측면에서 효율성이 떨어지는 단점이 있었다. 하지만 두 출력방법 모두 장신구 활용 가능하며 향후 디자인에 맞는 다양한 출력방법연구가 이루어져 장신구에 3D 작품연구가 활발히 수행되기를 바란다.