• 실천공학교육논문지
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• 제15권2호
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• pp.419-427
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• 2023

In this study, optimal adhesion conditions to alleviate defects caused by heat shrinkage with FDM type 3D printers with machine learning are researched. Machine learning is one of the "statistical methods of extracting the law from data" and can be classified as supervised learning, unsupervised learning and reinforcement learning. Among them, a function model for adhesion between the bed and the output is presented using supervised learning specialized for optimization, which can be expected to reduce output defects with FDM type 3D printers by deriving conditions for optimum adhesion between the bed and the output. Machine learning codes prepared using Python generate a function model that predicts the effect of operating variables on adhesion using data obtained through adhesion testing. The adhesion prediction data and verification data have been shown to be very consistent, and the potential of this method is explained by conclusions.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제16권4호
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• pp.25-29
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• 2017

In this paper, we have studied the deformation problem of the scaffold caused by the FDM type 3D printer. The Practical TRIZ technique was used to solve the deformation problem of the scaffold generated from the adhesion surface between the scaffold and the bed. The Practical TRIZ methodology was used to derive the solution and the experiment was conducted on the derived solution. As a result of evaluating the experimental results obtained for the solution, it was found that the deformation of the scaffold was much improved to the satisfactory level.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.8-12
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• 2022

Recently, research on applying composite materials to various industrial fields is being actively conducted. In particular, composite materials fabricated by Fused Deposition Modeling 3D printers have more advantages than existing materials as they have fewer restrictions on manufacturing shape, reduce the time required, weight. With these advantages, it is possible to consider utilizing composite materials in cryogenic environments such as the application of liquid oxygen and liquid hydrogen, which are mainly used in an aerospace and mobility. However, FDM composite materials are not verified in cryogenic environments less than 150K. This study evaluates the characteristics of composite materials such as tensile strength and strain using a UTM (Universal Testing Machine). The specimen is immersed in liquid nitrogen (77 K) to cool down during the test. The specimen is fabricated using 3D print, and can be manufactured by stacking reinforced fibers such as carbon fiber, fiber glass, and aramid fiber (Kevlar) with base material (Onyx). For the experimental method and specimen shape, international standards ASTM D638 and ASTM D3039 for tensile testing of composite materials were referenced.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.825-833
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• 2022

3D 프린팅 기술은 재료공학의 발전과 더불어 출력할 수 있는 재질이 늘어가고 있으며 방사선 분야에 이용될 수 있는 재료들 또한 증가하고 있는 추세이다. 그렇기에 사용되는 재료들의 성분과 밀도에 따라 적용되는 분야가 달라지고 응용이 될 수 있기에 재료들의 성분과 특성 또한 고려해야 한다. 본 연구는 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식의 3D 프린터를 이용하여 각 성질이 다른 필라멘트를 10개를 선정하고 진단용 X선 발생장치를 이용하여 신호강도를 측정하고 CT를 통하여 CT number를 측정하여 뼈와 유사한 물질을 찾고자 하였다. 그 결과 뼈와 유사한 신호강도와 CT number가 측정된 Silicon carbide라는 물질을 발견하였고. 추후 연구를 통해 인체의 뼈와 유사한 밀도를 가진 다양한 연구에 기초자료로 제시될 것으로 사료된다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.313-318
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• 2020

300도 이상의 높은 용융점을 갖는 소위 엔지니어링 플라스틱은 기구적인 강성과 내화학성 및 마찰 및 마모성능이 우수하여 여러 산업에서 금속을 대체하는 소재로 각광받고 있다. 본 연구에서는 용융적층모델링 공법을 기반으로 하는 3D 프린터에서 높은 용융점을 갖는 엔지니어링 플라스틱을 조형할 수 있도록 방열특성이 우수한 3D 프린터 nozzle부의 구조를 설계하고 이를 해석적으로 검증하였다. 높은 온도로 가열되는 heat block과 필라멘트가 이송되는 nozzle상부 간의 단열 및 신속한 냉각을 위하여, 열전도계수가 낮은 열차단부(heat brake부)를 2중으로 구성하였고, 열차단부에 생성되는 열이 냉각핀을 통해 대기에 의해 냉각되는 구조를 적용하였다. 개선된 nozzle부 구조설계를 통해 종래 3D 프린터의 BCnozzle과 비교할 때, heat sink부에서의 온도를 50% 가량 낮출 수 있었으며, heat block에 직접적으로 연결된 heat brake부 최종단의 정상상태 온도를 14% 가량 낮출 수 있었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권4호
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• pp.18-25
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• 2019

3D 프린터를 이용한 무인기 제작에 대한 연구는 활발하게 진행되고 있으나, 저온 환경에서의 구조물 하중특성에 관한 연구는 부족한 상황이다. 본 연구에서는 정상원형그물 구조를 가진 복합재 샌드위치 구조물을 제안하여 온도 조건 변화에 대한 하중특성을 분석하였다. 정상원형그물 구조 및 허니콤 구조는 FDM 방식의 3D 프린터를 이용하여 제작하였다. 굽힘 하중 시험은 상온 및 저온 조건에서 수행하였다. 요구되는 온도 조건을 유지하기 위해서 저온 챔버 안에서 하중시험을 수행하였다. 시험 결과, 제안된 정상원형 그물 구조는 기존의 허니콤 구조에 비하여 저온에서의 하중 특성이 우수함을 확인하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제52권3호
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• pp.216-223
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• 2017

The additive manufacturing technology, also called 3D printing, is growing fast. There are several methods for 3D printing. Fused deposition modeling (FDM) type 3D printing is the most popular method because it is simple and inexpensive. Moreover, it can be used for printing various thermoplastic materials. However, it contains the cooling of layered road and causes thermal shrinkage. Thermal shrinkage should be controlled to obtain high-quality products. In this study, temperature distribution and cooling behavior of a layered road with cooling are studied through computer simulation. The thermal shrinkage of the layered road was simulated using the calculated temperature distribution with time. Shape variation of the layered road was predicted as cooling proceeded. Stress between the bed and the layered road was also predicted.This stress was considered as the detaching stress of the layered road from the bed. The simulations were performed for various thermal conductivities and temperatures of the layered road, bed temperature, and chamber temperature of a 3D printer. The simulation results provide detailed information about the layered road for FDM type 3D printing under operational conditions.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.308-315
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• 2015

본 연구는 3D 프린터를 이용하여 통풍이 원활하고 위생적이며 선명한 방사선영상을 구할 수 있는 그물형 손목 부목을 제작하고자 하였다. 스캐너는 의료용 다중단층영상장치(MDCT)를 이용했으며, 3D 프린터 기기는 용융 적층 조형술(fused deposition modeling, FDM)의 프린팅 방식을 이용했다. 소재는 분해성 플라스틱 (poly lactic acid, PLA)을 사용하였다. 손목의 3 차원 볼륨렌더링은 MDCT에서 획득된 단층영상으로 구현하였다. 구현된 손목 3 차원 영상을 바탕으로 가상의 그물형 부목 모형을 디자인하고 출력하였다. 그 결과 3D 프린터로 출력된 부목이 기존 부목보다도 우수한 방사선 손목영상을 획득할 수 있었으며 가려움증 및 비위생적인 단점을 개선하고 부목 해체 작업이 용이하였다. 결론적으로 본 연구에서 모델링된 3D 부목 모형은 향후 3D 프린팅 부목 제작에 기초자료로 활용할 수 있으며 환자들의 실생활에 도움을 줄 것으로 기대한다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.937-943
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• 2023

In this study, the mast cover of submarine was reverse engineered and structural analysis was performed. In order to print with the 3D printer, the modeling was reduced to 1/5 size by applying geometric similarity. From the structural analysis results, it was found that the maximum value of equivalent stress generated in the mast cover was 180.9 MPa. This stress value occurs on the inner surface in the major axis. As a result of applying the load condition at a diving depth of 600 m, the mast cover is in a completely elastic state. The 1/5 size model printed on FDM 3D printer with PLA filament was the same as the reverse engineered modeling and it was printed in a perfect shape with no apparent defects. The 1/5 size model printed on PBF 3D printer with SUS316L powder was perfectly manufactured with no apparent defects.

• 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.