• 제목/요약/키워드: Laser surface treatment

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Decontamination methods to restore the biocompatibility of contaminated titanium surfaces

  • Jin, Seong-Ho;Lee, Eun-Mi;Park, Jun-Beom;Kim, Kack-Kyun;Ko, Youngkyung
    • Journal of Periodontal and Implant Science
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    • 제49권3호
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    • pp.193-204
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    • 2019
  • Purpose: The reaction of cells to a titanium implant depends on the surface characteristics of the implant which are affected by decontamination. The aim of this study was to evaluate the cytocompatibility of titanium disks treated with various decontamination methods, using salivary bacterial contamination with dental pellicle formation as an in vitro model. Methods: Sand-blasted and acid-etched (SA) titanium disks were used. Three control groups (pristine SA disks [SA group]; salivary pellicle-coated SA disks [pellicle group]; and biofilm-coated, untreated SA disks [NT group]) were not subjected to any decontamination treatments. Decontamination of the biofilm-coated disks was performed by 14 methods, including ultrasonic instruments, rotating instruments, an air-powder abrasive system, a laser, and chemical agents. MG63 cells were cultured in the presence of the treated disks. Cell proliferation assays were performed on days 2 and 5 of cell culture, and cell morphology was analyzed by immunofluorescence and scanning electron microscopy (SEM). A vascular endothelial growth factor (VEGF) assay was performed on day 5 of culture. Results: The cell proliferation assay revealed that all decontaminated disks, except for the 2 groups treated using a plastic tip, showed significantly less cell proliferation than the SA group. The immunofluorescence and SEM analyses revealed that most groups showed comparable cell density, with the exception of the NT group, in which the cell density was lower and bacterial residue was observed. Furthermore, the cells grown with tetracycline-treated titanium disks showed significantly lower VEGF production than those in the SA group. Conclusions: None of the decontamination methods resulted in cytocompatibility similar to that of pristine SA titanium. However, many methods caused improvement in the biocompatibility of the titanium disks in comparison with the biofilm-coated, untreated titanium disks. This suggests that decontamination is indispensable for the treatment of peri-implantitis, even if the original biocompatibility cannot be restored.

듀얼 빔 전단간섭계를 이용한 압연방향에 따른 기계구조용 탄소강의 면내 변위 정량적 측정에 대한 연구 (A Study on the Quantitative Measurement of In-plane Displacement of Carbon Steel for Machine Structures according to Rolling Direction using a dual-beam Shear Interferometer)

  • 강찬근;김상채;김한섭;이항서;정현일;정현철;송재근;김경석
    • 한국기계가공학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.39-48
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    • 2021
  • In this paper, an in-plane deformation measuring system using a dual-beam shear interferometer was constructed to measure the in-plane deformation of the measuring object. The in-plane deformation of the object was quantitatively measured according to the load and surface treatment conditions of the object. We also verified the reliability of the proposed technique by simultaneously performing the technique with an electronic speckle pattern interferometry system (ESPI), which is another laser application measurement technology. Digital shearography directly measures the deformation gradient or strain components and has the advantages of being full-field, noncontact, highly sensitive, and robust. It offers a much higher measurement sensitivity compared with noncoherent measurement methods and is more robust and applicable to in-field tests.

$CO_2$ Snow Cleaning 적용 철제유물 표면 이물질 제거 연구 (Application Study of $CO_2$ Snow Cleaning for Cleaning of Foreign Matter and Corrosion Products on Iron Artifacts)

  • 이은지;조남철;이종명;유재은
    • 보존과학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.333-344
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    • 2011
  • 철제유물의 보존처리 과정 중 표면 이물질 제거는 유물의 원형을 찾아주는 중요한 단계이다. 현재 표면 이물질 제거 시 가장 많이 사용하는 sand blaster (air brasive)의 경우, 분사되는 유리가루는 인체에 유해하고 환경오염을 유발하는 주요한 물질이다. 그러므로 이런 문제점을 보완하기 위해 타 산업분야에서 친환경세정장비로 많이 쓰이고 있는 $CO_2$ snow cleaning을 철제유물 표면 이물질 제거에 적용하여 비교·연구 하였다. 실험은 부식시험편과 철제유물에 sand blaster와 $CO_2$ snow cleaning을 적용하여 비교 분석하였다. 부식시험편의 경우, sand blaster와 $CO_2$ snow cleaning 방법 모두 이물질 제거 정도, 표면 거칠기, 색도 측정 결과가 유사하게 나타났으며, 특히 SEM을 통해 $CO_2$ snow cleaning을 적용한 부식시험편은 sand blaster에 비해 표면을 마모시키지 않는 것을 확인하였다. 또한 철제유물에 적용한 경우, $CO_2$ snow cleaning의 power nozzle은 sand blaster에 비해 표면을 마모시키지 않고 고른 표면을 유지하는 등 세정효과가 우수하게 나타났다. 그리고 X-ray촬영을 통해 이물질 제거 전과 후 금속 내부의 구조적 변화는 없음을 관찰하였다. 결론적으로 sand blaster와 $CO_2$ snow cleaning의 power nozzle은 이물질 제거 효과가 유사함을 확인할 수 있었다. 그러나 $CO_2$ snow cleaning의 power nozzle을 철제유물에 적용하여도 sand blaster와 유사한 효과는 얻을 수 있으나, 분사압력이 높을 경우 철제 유물이 손상될 우려가 있으므로 유물 내부 상태에 따라 적용여부를 판단해야 함을 본 실험을 통하여 알 수 있었다.

무선 CCTV 시스템을 이용한 환자 고정 보조기술의 개발 (Patient Setup Aid with Wireless CCTV System in Radiation Therapy)

  • 박양균;하성환;예성준;조웅;박종민;박석원;허순녕
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제24권4호
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    • pp.300-308
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    • 2006
  • 목 적: 본 연구에서는 선형가속기 갠트리 헤드에 부착된 무선 CCTV 카메라를 이용한 영상처리를 통하여 환자 고정과 치료에 있어서의 정확성과 재현성 향상 방안을 개발하고자 하였다. 대상 및 방법: 선형가속기의 유사-빔 방향상(semi-beams eye view, semi-BEV)을 얻기 위하여 무선 CCTV 모듈을 자체 제작된 아크릴 어플리케이터를 이용하여 갠트리 헤드에 부착하였다. CCTV 카메라의 영상은 2.4 GHz의 고주파를 통해 치료실 벽면의 수신기로 전송된다. 선형가속기 작동 시 발생하는 무선 주파수에 의한 간섭현상(RF interference)과 누설 방사선으로 영상에 잡음이 발생하는데, 구리 호일로 카메라를 차폐하고 미디안 필터링과 같은 영상처리 기법을 이용하여 이러한 잡음을 최소화할 수 있었다. 스테레오 정합 기법과 Gauss-Newton 최적화 방법론을 기반으로 자체 제작된 소프트웨어를 통해, 환자의 고정 상태를 나타내는 3차원적 위치, 이동, 회전 정도를 정량적으로 평가하였다. 시스템의 정확도를 평가하기 위하여 팬톰 실험을 수행하였다. 또, 환자 호흡에 대한 실시간 영상분석을 통해 호흡 동기 시스템(respiratory gating system)을 구현하기 위한 방법론을 개발하였다. 결 과: 구리 호일 차폐와 영상처리를 통해 잡음을 80% 이상 줄일 수 있었다. 3차원 위치정보의 오차는 팬톰 실험을 통해 $1.5{\pm}0.7\;mm$로 나타났고, 이동 및 회전량에 대한 오차는 각각, 1 mm, $1^{\circ}$ 미만으로 나타났다. 환자 호흡에 따른 호흡 동기 시스템을 구현한 결과, 0.2초의 오차 범위 내에서 실시간 모니터링이 가능한 것으로 나타났다. 결 론: 선형가속기에 부착된 CCTV를 이용한 환자 고정 보조기술은 기존의 높은 비용을 필요로 하는 타 IGRT 기법에 비하여 설치와 이용이 간편하다. 시스템이 선형가속기와 근접해 있기 때문에 야기되는 문제점은 본 연구에서 제시된 방법을 통해 해결될 수 있었다. 시스템의 정확도를 평가해 볼 때, 임상적으로 적용이 가능할 것으로 판단된다.

세라믹 브라켓의 재접착이 전단 결합 강도에 미치는 영향 (Shear bond strength of rebonded ceramic brackets)

  • 성지영;강경화
    • 대한치과교정학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.234-247
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    • 2009
  • 본 연구의 목적은 세라믹 브라켓 제거 후 재접착 시에 브라켓의 종류, 브라켓의 제거 방법, 브라켓 베이스의 처리 방법에 따른 전단 결합 강도를 평가하여 임상에서 적절한 전단 결합 강도를 얻을 수 있는 세라믹 브라켓의 재접착 방법을 찾고자 하는 것이었다. 총 312개의 치아로, 144개는 재접착을 위한 브라켓을 만들기 위해 이용되었고, 나머지 168개는 재생 브라켓의 베이스 처리 후 접착을 위해 사용되었다. 브라켓의 종류(단결정 세라믹 브라켓, 다결정 세라믹 브라켓), 브라켓의 제거 방법(만능 시험기를 이용한 전단력에 의한 제거, 레이저에 의한 제거), 브라켓 베이스의 처리 방법(저속 라운드 버로 선택적 삭제, 샌드블라스팅 처리, 샌드블라스팅 후 실란 처리)에 따라 12개의 실험군과 2개의 대조군(단결정, 다결정 새 브라켓)으로 분류하여 각 군당 12개의 치아를 할당하였다. 각 실험군의 조건에 따라 브라켓을 재접착한 후에 전단 결합 강도와 접착제 잔류 지수를 평가하고 베이스 처리 방법에 따른 브라켓 베이스의 변화를 관찰하였다. 연구 결과, 단결정 세라믹 브라켓군은 샌드블라스팅 처리하고 재접착한 군에서만 다결정 세라믹 브라켓군보다 전단 결합 강도가 유의하게 높았다 (p < 0.05). 전단력으로 브라켓을 제거하고 재접착한 군과 레이저로 브라켓을 제거하고 재접착한 군 간에 전단 결합 강도는 유의한 차이가 없었다. 브라켓 종류와 제거 방법에 관계없이 샌드블라스팅 후 실란 처리하고 재접착한 군은 저속 라운드 버로 선택적 삭제하고 재접착한 군과 샌드블라스팅 처리하고 재접착한 군보다 전단 결합 강도가 유의하게 높았다 (p < 0.001). 베이스 형태는 전단력으로 제거한 군보다 레이저로 제거한 군에서 더 잘 유지되었으며, 재접착을 위해 베이스 처리된 모든 브라켓에서 새 브라켓보다 부드러운 표면을 나타내었다. 이상의 결과를 토대로, 제거된 세라믹 브라켓에 샌드블라스팅 후 실란을 처리하고 재접착하는 것이 전단 결합 강도를 증가시켰으며, 저속 라운드 버를 이용한 선택적 삭제나 샌드블라스팅만 처리하여 재접착하는 방법도 임상적으로 수용 가능한 결합 강도를 보였다고 할 수 있다.

습포제를 이용한 석조문화재의 페인트 오염물 제거기법 연구 (Removal Methods of Paint Pollutants on the Stone Cultural Heritage using Poultices)

  • 이주완;함철희;김사덕;이찬희
    • 보존과학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.421-430
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    • 2009
  • 이 연구는 2007년에 발생된 삼전도비(사적 제101호)의 페인트 낙서에 대한 긴급 보존처리에 관한 것이다. 오염물 제거 앞서 삼전도비에 사용된 락카페인트를 분석한 결과, 전색제인 알키드 수지와 니트로셀룰로오스 수지를 주성분으로 하고 있으며 적색안료로 사용되는 $Pb_3O_4$가 첨가된 일반 시판용 스프레이 락카로 판명되었다. 페인트오염물의 제거를 위한 예비실험은 레이저를 이용한 오염물 제거법 등 여러 방법을 수행하였으나, 가장 적절한 방안으로 유기용제를 이용한 습포법이 효과적이었다. 그러나 예비실험에 사용된 페인트 보다 현장의 페인트는 시간경과로 상당히 경화가 진행되어 실험상황과는 현격한 차이를 보였다. 따라서 현장에서의 새로운 실험결과, 페인트 제거제인 시판용 리무버의 주성분인 유기용제 디클로로메탄에 메틸셀룰로오즈를 혼합한 습포제가 가장 효과적인 것으로 입증되었으며, 이를 이용하여 페인트의 주성분인 알키드 수지와 니트로셀룰로오즈를 용해시켜 제거하고 나머지 부분은 라포나이트($Laponite^{(R)}$ RD)를 사용하였다.

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발전소 점화자 팁 부품의 마모 문제 해결을 위한 3D 프린팅 기술을 이용한 부품 제조기술개발 (Wear Problem Improvement Manufacture Technology of Ignitor Tip Component Using 3D Printing Technology)

  • 이혜진;연시모;손용;이낙규
    • 융복합기술연구소 논문집
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    • 제6권2호
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    • pp.35-40
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    • 2016
  • Ignitor tip is a component of burner to start the burning process in power plant. This is used to ignite the coal to a constant operating state by fuel mixed with air and kerosene. This component is composed of three components so that air and kerosene are mixed in the proper ratio and injected uniformly. Because the parts with the designed shape are manufactured in the machining process, they have to be made of three parts. These parts are designed to have various functions in each part. The mixing part mixes the supplied air and kerosene through the six holes and sends it to the injecting part at the proper ratio. The inject part injects mixed fuel, which is led to have a constant rotational direction in the connecting part, to the burner. And the connecting plate that the mixed fuel could rotate and spray is assembled so that the flame can be injected uniformly. But this part causes problems that are worn by vibration and rotation because it is mechanically assembled between the mixing part and the inject part. In this study, 3D printing method is used to integrate a connecting plate and an inject part to solve this wear problem. The 3D printing method could make this integrated part because the process is carried out layer by layer using a metal powder material. The part manufactured by 3D printing process should perform the post process such as support removal and surface treatment. However, while performing the 3D printing process, the material properties of the metal powders are changed by the laser sintering process. This change in material properties makes the post process difficult. In consideration of these variables, we have studied the optimization of manufacturing process using 3D printing method.

분무열분해법으로 제조된 SrAl2O4:Ho3+ 녹색 형광체의 발광특성 (Luminescence Characterization of SrAl2O4:Ho3+ Green Phosphor Prepared by Spray Pyrolysis)

  • 정경열;김우현
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제53권5호
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    • pp.620-626
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    • 2015
  • $Ho^{3+}$가 도핑된 $SrAl_2O_4$ 상향전환 형광체 분말을 분무열분해법으로 제조하고 활성제의 농도, 후 열처리 온도 변화에 따른 결정학적 구조와 발광 특성을 조사하였다. 또한 유기 첨가제 사용에 따른 형광체의 결정구조, 표면적 및 휘도 변화를 조사하였다. $SrAl_2O_4:Ho^{3+}$$Ho^{3+}$$^5F_4/^5S_2{\rightarrow}^5I_8$ 전이에 기인한 강한 녹색 발광을 보였다. 가장 높은 발광 강도를 보이는 $Ho^{3+}$ 농도는 0.1%였고, 그 이상의 농도에서는 활성 이온간 쌍극자-쌍극자 상호 작용에 의에 농도소강이 일어나 발광 휘도는 급격히 감소하였다. 여기 광원의 전력 세기에 따른 발광 휘도 변화 관찰로부터 $SrAl_2O_4:Ho^{3+}$의 녹색 발광은 2광자가 관여된 바닥상태흡수-여기상태흡수 과정을 통해 효율적으로 일어남이 확인되었다. 합성된 분말의 주상은 단사정계이고 일부 육방정계 상이 존재하였다. 후 열처리 온도를 $1000^{\circ}C$에서 $1350^{\circ}C$로 증가시킴에 따라 $SrAl_2O_4:Ho^{3+}$는 육방정계 상이 줄어 들면서 단상정계의 결정성이 향상되었다. 그러나 $1350^{\circ}C$에서도 일부 육방정계 상은 존재하였다. 구연산(CA)과 에틸렌 글리콜(EG)을 첨가해준 분무 용액으로부터 제조한 경우, 육방정계 상이 없는 순수한 단사정계 상으로 향상된 결정성을 가지는 $SrAl_2O_4:Ho^{3+}$가 제조되었다. 또한 유기 첨가제와 함께 N,N-Dimethylformamide(DMF)를 분무용액에 넣어 줌으로써 형광체의 표면적을 크게 감소시킬 수 있었다. 그 결과 CA/EG/DMF를 넣고 제조한 $SrAl_2O_4:Ho^{3+}$ 형광체는 유기 첨가물 없이 제조한 형광체에 비해 발광 휘도가 약 168% 향상되었다. 이러한 휘도 증대는 $SrAl_2O_4:Ho^{3+}$ 형광체의 결정상이 순수해졌고, 결정성 증대와 표면 결함을 최소화시킨 결과라고 결론지었다.

Stellite bearings for liquid Zn-/Al-Systems with advanced chemical and physical properties by Mechanical Alloying and Standard-PM-Route

  • Zoz, H.;Benz, H.U.;Huettebraeucker, K.;Furken, L.;Ren, H.;Reichardt, R.
    • 한국분말야금학회:학술대회논문집
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    • 한국분말야금학회 2000년도 춘계학술강연 및 발표대회 강연 및 발표논문 초록집
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    • pp.9-10
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    • 2000
  • An important business-field of world-wide steel-industry is the coating of thin metal-sheets with zinc, zinc-aluminum and aluminum based materials. These products mostly go into automotive industry. in particular for the car-body. into building and construction industry as well as household appliances. Due to mass-production, the processing is done in large continuously operating plants where the mostly cold-rolled metal-strip as the substrate is handled in coils up to 40 tons unwind before and rolled up again after passing the processing plant which includes cleaning, annealing, hot-dip galvanizing / aluminizing and chemical treatment. In the liquid Zn, Zn-AI, AI-Zn and AI-Si bathes a combined action of corrosion and wear under high temperature and high stress onto the transfer components (rolls) accounts for major economic losses. Most critical here are the bearing systems of these rolls operating in the liquid system. Rolls in liquid system can not be avoided as they are needed to transfer the steel-strip into and out of the crucible. Since several years, ceramic roller bearings are tested here [1.2], however, in particular due to uncontrollable Slag-impurities within the hot bath [3], slide bearings are still expected to be of a higher potential [4]. The today's state of the art is the application of slide bearings based on Stellite\ulcorneragainst Stellite which is in general a 50-60 wt% Co-matrix with incorporated Cr- and W-carbides and other composites. Indeed Stellite is used as the bearing-material as of it's chemical properties (does not go into solution), the physical properties in particular with poor lubricating properties are not satisfying at all. To increase the Sliding behavior in the bearing system, about 0.15-0.2 wt% of lead has been added into the hot-bath in the past. Due to environmental regulations. this had to be reduced dramatically_ This together with the heavily increasing production rates expressed by increased velocity of the substrate-steel-band up to 200 m/min and increased tractate power up to 10 tons in modern plants. leads to life times of the bearings of a few up to several days only. To improve this situation. the Mechanical Alloying (MA) TeChnique [5.6.7.8] is used to prOduce advanced Stellite-based bearing materials. A lubricating phase is introduced into Stellite-powder-material by MA, the composite-powder-particles are coated by High Energy Milling (HEM) in order to produce bearing-bushes of approximately 12 kg by Sintering, Liquid Phase Sintering (LPS) and Hot Isostatic Pressing (HIP). The chemical and physical behavior of samples as well as the bearing systems in the hot galvanizing / aluminizing plant are discussed. DependenCies like lubricant material and composite, LPS-binder and composite, particle shape and PM-route with respect to achievable density. (temperature--) shock-reSistibility and corrosive-wear behavior will be described. The materials are characterized by particle size analysis (laser diffraction), scanning electron microscopy and X-ray diffraction. corrosive-wear behavior is determined using a special cylinder-in-bush apparatus (CIBA) as well as field-test in real production condition. Part I of this work describes the initial testing phase where different sample materials are produced, characterized, consolidated and tested in the CIBA under a common AI-Zn-system. The results are discussed and the material-system for the large components to be produced for the field test in real production condition is decided. Outlook: Part II of this work will describe the field test in a hot-dip-galvanizing/aluminizing plant of the mechanically alloyed bearing bushes under aluminum-rich liquid metal. Alter testing, the bushes will be characterized and obtained results with respect to wear. expected lifetime, surface roughness and infiltration will be discussed. Part III of this project will describe a second initial testing phase where the won results of part 1+11 will be transferred to the AI-Si system. Part IV of this project will describe the field test in a hot-dip-aluminizing plant of the mechanically alloyed bearing bushes under aluminum liquid metal. After testing. the bushes will be characterized and obtained results with respect to wear. expected lifetime, surface roughness and infiltration will be discussed.

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