• 제목/요약/키워드: Light-curing additive manufacturing

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DLP 공정을 이용한 정밀 치아모델 제작에서 UV 조사량과 후경화 수축률의 상관관계 분석 (Correlation between UV-dose and Shrinkage amounts of Post-curing Process for Precise Fabrication of Dental Model using DLP 3D Printer)

  • 신동훈;박영민;박상후
    • 한국기계가공학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.47-53
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    • 2018
  • Nowadays, additive manufacturing (AM) technology is a promising process to fabricate complex shaped devices applied in medical and dental services. Among the AM processes, a DLP (digital light processing) type 3D printing process has some advantages, such as high precision, relatively low cost, etc. In this work, we propose a simple method to fabricate precise dental models using a DLP 3D printer. After 3D printing, a part is commonly post-cured using secondary UV-curing equipment for complete polymerization. However, some shrinkage occurs during the post-curing process, so we adaptively control the UV-exposure time on each layer for over- or under-curing to change the local shape-size of a part in the DLP process. From the results, the shrinkage amounts in the post-curing process vary due to the UV-dose in 3D printing. We believe that the proposed method can be utilized to fabricate dental models precisely, even with a change of the 3D CAD model.

광중합 방식의 적층 가공으로 제작된 전치과 구치 단일 크라운의 적합도 평가 (Evaluation of fit of anterior and posterior single crowns manufactured by light-curing additive manufacturing)

  • 배은정;이완선
    • 대한치과기공학회지
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    • 제45권3호
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    • pp.74-80
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    • 2023
  • Purpose: This study aimed to evaluate the fit of the anterior and posterior teeth printed using two light-curing three-dimensional (3D) printers. Methods: Anterior and posterior single crowns were designed using dental software and were printed using 2 types of 3D printers, liquid crystal display (LCD) and digital light processing (DLP) (n=40). After the printed crown was scanned again from inside and outside, the prepared teeth were evaluated using a 3D program. To compare the root mean square (RMS) results among groups (α=0.05), the one-way analysis of variance and Tukey's test were used. Results: No statistically significant difference was found between the mean RMS values of the anterior and posterior teeth (p>0.05). However, as a result of comparing the internal, external, and tooth shapes, the DLP group showed significantly low errors in the inner and outer surfaces than LCD group (p<0.05). Conclusion: In terms of clinical acceptance standard of 100 ㎛, the fit of the anterior and posterior teeth fabricated using LCD and DLP was clinically acceptable.

절삭 및 적층 가공법으로 제작한 임시 보철물 레진 블록과 재이 장용 자가중합 레진의 전단결합강도 비교 (Comparison of shear bond strength between various temporary prostheses resin blocks fabricated by subtractive and additive manufacturing methods bonded to self-curing reline resin)

  • 류효민;이진한
    • 대한치과보철학회지
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    • 제61권3호
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    • pp.189-197
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    • 2023
  • 목적. 절삭 및 적층 가공 방식으로 제작한 임시 보철물 레진 블록과 재이장용 자가중합레진의 전단결합강도를 비교 평가하고자 하였다. 재료 및 방법. 레진 블록 시편의 제작방식에 따라 4개의 군으로 나누었고 subtractive manufacturing (SM), additive manufacturing stereolithography apparatus (AMS), additive manufacturing digital light processing (AMD), conventional self-curing (CON)의 방식으로 각 20개씩 레진 시편을 제작하였다. 제작 방식에 따른 레진 블록 시편과 재이장용 자가중합레진의 결합을 위해 시편의 표면에 실리콘 몰드를 이용하여 동일한 위치에 재이장 레진을 주입하여 중합하였다. 만능재료시험기를 이용하여 전단결합강도를 측정하였고 주사전자현미경으로 접착 계면의 파절 양상을 확인하였다. 실험군 간 비교를 위해 일원배치 분산분석과 사후 검정으로 Tukey test를 실시하였다(α = .05). 결과. 전단결합강도는 CON, SM, AMS, AMD군 순으로 높았다. CON군은 AMS군, AMD군과 유의한 차이가 있었고(P < .01) SM군과 유의한 차이가 없었다(P > .05). SM군은 AMD군과 유의한 차이가 있었고(P < .01) AMS군과 유의한 차이가 없었다(P > .05). AMS군은 AMD군과 유의한 차이가 있었다(P < .001). 파절 양상은 CON군, AMS군에서 혼합 파절이 높은 빈도로 나타났으며 SM군, AMD군에서 접착 파절이 높은 빈도로 나타났다. 결론. 절삭 및 적층 가공 방식으로 제작한 임시 보철물 레진 블록과 재이장용 자가중합 레진과의 전단결합강도에서 절삭 가공 방식(SM군)은 CON군보다 낮은 결합강도를 보였지만 유의한 차이를 보이지 않았다. 적층 가공 방식(AMS군, AMD군)은 CON군보다 유의하게 낮은 결합강도를 보였으며, AMD군이 가장 낮은 결합강도를 보였고 AMD군은 SM군과도 유의한 차이를 보였다.

광경화성 레진의 성분 변화에 대한 소수성 표면 제작을 위한 공정 조건 (Process Conditions for the Fabrication of Hydrophobic Surfaces with Different Photo-curable Resins)

  • 홍성호;우흥식
    • Tribology and Lubricants
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    • 제36권5호
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    • pp.267-273
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    • 2020
  • This study experimentally investigates hydrophobic surfaces fabricated via additive manufacturing. Additive manufacturing, commonly known as 3D printing, is the process of joining materials to fabricate parts from 3D model data, usually in a layer-upon-layer manner. Digital light processing is used to fabricate hydrophobic surfaces in this study. This method uses photo-curable resins and ultraviolet (UV) sources. Moreover, this technique generally has faster shaping speeds and is advantageous for the fabrication of small components because it enables the fabrication of one layer at a time. Two photo-curable resins with different compositions are used to fabricate micro-patterns of hydrophobic surfaces. The resins are composed of a photo-initiator, monomer, and oligomer. Experiments are conducted to determine suitable process conditions for the fabrication of hydrophobic surfaces depending on the type of resin. The most important factors affecting the process conditions are the UV exposure time and slice thickness. The fabrication capability according to the process conditions is evaluated using the side and top views of the micro-patterns observed using a microscope. The micro-patterns are collapsed and intertwined when the exposure time is short because sufficient light (heat) is not applied to cure the photo-curable resin with a given slice thickness. On the other hand, the micro-patterns are attached to each other when the exposure time is prolonged because the over-curing time can cure the periphery of a given shape. When the slice is thicker, the additional curing area is enlarged in each slice owing to the straightness of UV light, and the slice surface becomes rough.

Impact of UV curing process on mechanical properties and dimensional accuracies of digital light processing 3D printed objects

  • Lee, Younghun;Lee, Sungho;Zhao, Xing Guan;Lee, Dongoh;Kim, Taemin;Jung, Hoeryong;Kim, Namsu
    • Smart Structures and Systems
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    • 제22권2호
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    • pp.161-166
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    • 2018
  • In the last decade, there has been an exponential increase of scientific interest in smart additive manufacturing (AM) technology. Among the different AM techniques, one of the most commonly applied processes is digital light processing (DLP). DLP uses a digital projector screen to flash an ultraviolet light which cures photopolymer resins. The resin is cured to form a solid to produce parts with precise high dimensional accuracy. During the curing process, there are several process parameters that need to be optimized. Among these, the exposure time affects the quality of the 3D printed specimen such as mechanical strength and dimensional accuracy. This study examines optimal exposure times and their impact on printed part. It was found that there is optimal exposure time for printed part to have appropriate mechanical strength and accurate dimensions. The gel fraction and TGA test results confirmed that the improvement of mechanical properties with the increasing UV exposure time was due to the increase of crosslinked network formation with UV exposure time in acrylic resins. In addition, gel fraction and thermogravimetric analysis were employed to microscopically investigate how this process parameter impacts mechanical performance.

UV-LED를 이용한 광조형 장치 개발 (Development of Stereolithography Apparatus by using UV-LED)

  • 윤해룡;고태조;김호찬
    • 한국기계가공학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.15-20
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    • 2014
  • The stereolithography(SL) process is a type of fabrication technology which relies on photopolymerization. It has a relatively simple fabrication process and a resolution of several tens of ${\mu}m$. Recently, SL technology has been applied to various areas, such as bioengineering and MEMS devices, due to the development of advanced materials. This technologycan be divided intothe scanning(SSL) and projection (PSL) types. In this paper, in stereolithography, parts are fabricated by curing photopolymeric resins with light. The application of stereolithography can now include fabricated parts. This process, called stereolithography, can fabricate parts by taking into account theirdegrees of geometry complexity. In particular, UV-LED stereolithography can perform quite rapid fabrication in which specific cross-sections are cured upon exposure to light.

3D 프린팅용 경량재료 혼입 폴리머 시멘트 모르타르의 난연특성 (Flame Retardant Properties of Polymer Cement Mortar Mixed with Light-weight Materials for 3D Printing)

  • 손배근;송훈
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제9권3호
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    • pp.330-337
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    • 2021
  • 3D 프린팅의 기술발전으로 대형물 제작이 가능하게 되면서 이를 건축물에 적용하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 건축물에서는 구조재와 비구조재로 구분되고 비구조재는 비정형 구조물 및 내·외장패널에 적용하기 유리하다. 3D 프린팅 재료는 기본적으로 시멘트 모르타르의 압출과 적층이 가능해야하므로 시멘트 혼화용 폴리머 와 경량재료의 사용이 필수적이다. 본 연구는 3D 프린팅 적용을 위해 시멘트 모르타르에 EVA 재유화형 분말수지를 사용하였다. 경량재료 혼입 폴리머 시멘트 모르타르의 난연특성을 평가하기 위해 골재로는 규사8호와 경량재료로 경량골재, 중공글라스를 사용하여 난연 및 불연성능을 평가하였다. 연구결과, 규사8호 및 경량골재를 사용한 시험체가 충분한 난연 및 불연성능을 보였다. EVA 재유화형 분말수지를 혼입할 경우 5% 이하로 적용하여 사용하는 것이 유리하다.

전사방식 광조형 시스템의 해상도 최적화를 통한 출력물의 정밀도 향상 (Accuracy Improvement of Output in Projection Stereolithography by Optimizing Projection Resolution)

  • 김영흠;김규언;이치범
    • 한국생산제조학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.710-717
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    • 2015
  • Projection stereolithography is an additive manufacturing method that uses beam projection to cure the photo-reactive resin used. The light source of a cross-section layer-form illuminates photo-curable resin for building a three-dimensional (3D) model. This method has high accuracy and a fast molding speed because the processing unit is a face instead of a dot. This study describes a Scalable Projection Stereolithography 3D Printing System for improving the accuracy of the stereolithography. In a conventional projection 3D printer, when printing a small sized model, many pixels are not used in the projection or curing. The proposed system solves this problem through an optical adjustment, and keeps using the original image as possible as filling the whole projection area. The experimental verification shows that the proposed system can maintain the highest level of precision regardless of the output size.

치과 진료실에서 3D 프린트의 활용 (Application of 3D printer in dental clinic)

  • 김현동
    • 대한심미치과학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.82-96
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    • 2018
  • 3D 프린팅은 삼차원 이미지 정보를 이용하여 레이어로 분할한 후 선택한 소재를 적층하여 가공하는 방법을 말한다. 소재를 적층하는 방법에 따라 다양한 종류의 3D 프린팅이 존재하는데 최근 치과분야에서는 SLA방식과 DLP방식으로 광원을 이용한 경화를 통해 적층 가공하는 3D 프린팅이 널리 보급되어 사용되고 있다. 전악 범위의 3D프린팅 치과용 모델은 전통적인 인상 채득으로 제작된 스톤모델보다는 다소 정확성이 부족한 것으로 보고되었으나, 같은 STL파일을 이용하여 4분악 범위를 3D 프린팅한 모델은 밀링 방법으로 가공한 모델보다 정확하였다. 디자인 소프트웨어의 활용도에 따라 보철치료의 진단, 임시 보철물의 제작, 의치의 제작이 가능하였다. 교정에서는 투명 교정 모델과 브라켓 간접 부착을 위한 트레이 제작이 가능하였다. 임플란트 수술에 있어서 CT를 기반으로 한 정확한 위치에 임플란트를 식립하는 가이드 제작에 활용하고 있다. 출력 방식의 발전으로 인하여 3D 프린터의 출력시간이 계속적으로 단축되고 있으며, 이로 인해 치과 진료실 내에서 3D 프린터가 기존의 전통적인 가공 방법을 대체할 수 있을 것으로 기대한다.