• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제40권4호
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• pp.443-459
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• 2021

본 연구에서는 초등과학 교육과정의 '우리 몸의 구조와 기능' 단원에서 배설 기관을 주제로 TPACK 기반의 STEAM 프로그램을 개발하여 적용하였다. 프로그램 개발 및 적용은 교육과정 분석 및 학습 목표 세부화, 물리적·심리적 학습 환경 분석, 교수·학습 방법 및 테크놀로지 선정, 수업에 활용할 교사의 TPACK 요인 정리 및 교수·학습자료 개발, 프로그램 적용 및 효과성 검증의 과정으로 진행하였다. STEAM 프로그램 설계 과정에서 고려한 교사의 TPACK은 내용학 지식(배설 기관의 생김새와 하는 일), 교육학 지식(STEAM, 문제 기반 학습, 조사학습, 토의학습, 협동 학습, 과학 글쓰기), 테크놀로지 지식(3D 프린터 및 스마트 기기 활용 기술)과 지식 간의 융합적인 요인이었다. 프로그램은 총 8시간으로 구성되었으며 실험 집단으로 선정된 5학년 학생 29명을 대상으로 적용하였다. 비교 집단의 5학년 27명에게는 교과서 중심으로 개발된 같은 주제의 프로그램을 적용하였다. 프로그램을 적용한 결과 실험 집단은 비교 집단에 비하여 창의적 문제해결력과 과학적 태도에서 유의미한 향상을 보였고 STEAM 프로그램에 대한 만족도도 높게 나타났다. 그러나 두 집단 간의 학업성취도는 유의미한 차이가 없었다. 학생들은 스스로 조사하고 탐구하며 알게 된 지식을 활용하여 문제를 해결하는 과정, 친구들과의 토의 및 협동 학습 과정을 통해 창의적 문제해결력이 향상되었던 것으로 보이며 새로운 기술의 활용, 학생 중심의 활동 과정 및 실생활과 관련된 문제를 해결하는 과정에서 과학적 태도와 만족도가 높아진 것으로 판단된다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.105-110
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• 2022

4차 산업혁명이라는 흐름에 따라 서로 다른 분야의 결합을 통해 새로운 분야가 생기는 융복합의 시기를 맞아 예술 분야 중 크래프트 영역의 확장성에 관해 연구하고자 하였다. 연구 내용은 디지털 크래프트의 정의와 가치에 대한 이론적 배경을 토대로 3D 프린팅 기술을 활용한 크래프트 사례를 분석한 것이다. 연구 결과, 3D 프린팅 기술을 활용한 크래프트 작품은 융합적 표현 방식에 따라 크게 네 가지의 형태로 나누어 볼 수 있었다. 첫 번째로 혼합형은 전통 크래프트 형식에서 크게 벗어나지 않으면서도 조화롭게 제작된 것이 가장 큰 특징이었다. 두 번째로 부품형은 일정한 형태와 세밀한 작업이 장점인 디지털 기술의 특징이 가장 잘 나타난 형태로 제작되었다. 세 번째로 구조형은 3D 프린터로 출력한 결과물을 베이스로 하여 전통 크래프트 기법이 덧입혀져 아날로그 감성이 묻어나는 작품이 되었다. 네 번째로 연결형은 본 연구의 분석 사례 중에서 독창성과 고유성이 가장 크게 엿보인 작품이었다. 디지털 기술이 널리 활용되고 있는 만큼, 효과적인 작업 방향성에 관하여 지속적인 연구가 필요하다고 판단된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.557-564
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• 2023

본 연구에서는 차폐성능의 우수함이 증명된 납 사용에 있어 나타나는 단점을 보완하고 불필요한 인체 피폭을 제어하기 위하여 3D 프린팅 기술을 이용하였다. 3D 프린터는 3차원 형상 구현이 가능하며, 개인의 아이디어를 즉각적으로 적용할 수 있어 시제품 제작 비용 및 기간을 줄여주면서 기술 보완 유지에 큰 장점이 있다. 다양한 특증의 3D 프린터 중 FDM 방식을 채택하였으며, 출력에 사용되는 필라멘트를 폴리락트산 (Polylactic acid, PLA)와 텅스텐 두 가지 소재를 혼합하여 연구용 압출기를 활용해 제작하였다. 출련된 혼합 필라멘트를 형태학적 차폐체로 구현하였으며, 선량평가를 통해 유효성 검증과 동시에 다양한 물질의 차페체 제작에 기초 정보 제공에 목적을 두었다. PLA와 텅스텐을 혼합하여 연구용 압출기로 제작된 필라멘트는 텅스텐 함유 비율에 따라서 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %로 구분하여 제작하였다. 3D Modeling, STL File 저장, G-code생성, 출력등의 처리과정으로 10 cm × 10 cm × 0.5cm의 크기로 각각 제작하였고, 관전압 60 kVp, 80 kVp, 100 kVp, 120 kVp와 관전류 20 mAs, 40 mAs의 조건으로 선량 및 차폐성능 평가 실험하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제9권1호
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• pp.111-118
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• 2023

본 연구는 새로운 제품에 대한 요구와 다양성을 추구하는 일반 소비자들에게 제시되고 있는 주얼리 디자인을 연구하는 데 목적이 있다. 기존에 판매되고 있는 여러 가지 제품 모듈을 서로 바꾸어 착용할 수 있도록 한 다변형 교체 방식의 주얼리와는 구별되는 구조와 결합 방식의 모듈형 주얼리디자인을 제시하고자 한다. 기존의 다소 작은 여러 부품들을 복잡한 결합 방식으로 제작하는 경우 문제점이 발생할 가능성이 높으며 소비자가 장식 부품을 교체하면서 작은 고정 장치 부품을 조립하는 과정에서 분실하는 어려움이 따를 수 있다. 따라서 이런 문제들을 줄이기 위해 다른 결합 부품 필요 없이 손쉽게 교체하여 착용할 수 있도록 심플하고 단순한 디자인 위주로 제작한 주얼리 제품들과는 차별화시키고 최신의 3D프린터(Rapid Prototyping)를 이용하여 제작하려 한다. 이 연구는 현장 실무에 종사하며 얻어진 경험 및 노하우를 바탕으로 실물 제작이 가능하고 제작 과정 시 문제점 발생을 최소한으로 줄이는 데 주력했으며, 이를 통해 시간적, 경제적인 손실을 줄일 수 있다. 3D프로그램(CAD)을 사용하여 제작함으로서 보다 정교하고 차별화된 형태를 표현하여 개선된 주얼리 제품을 제작하는 데 연구목적이 있다.

• 박물관보존과학
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• 제29권
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• pp.99-110
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• 2023

석조문화유산으로부터 결손된 석재편은 비교적 무겁고 부피가 커 직접 맞춰보고 원위치를 찾는 데 한계가 있으며, 수작업 시 이차적 물리적 손상이 발생할 가능성이 있다. 따라서 이 연구에서는 72점의 석재편이 함께 발굴된 예산 화전리 석조사면불상을 대상으로 디지털 복원을 통해 결손부와 석재편의 형상학적 관련성을 파악하고, 전시활용을 위해 3차원 프린팅 복제모형을 제작하였다. 디지털 복원을 위해 가상 공간에서 3차원 스캐닝 모델의 좌표를 정렬한 후 형상 유사도가 존재하는 석재편을 선정하였다. 또한 이 석재편을 3차원 프린터로 출력하여 결손부와 물리적인 접합 여부를 확인하였고, 이렇게 하여 총 7개소 9점의 석재편의 원위치를 파악하였다. 이러한 연구성과를 전시에 활용하기 위해 3차원 프린팅으로 석조사면불상의 1:1 복제모형을 제작하였고, 원위치가 파악된 석재편들 역시 복원되었다. 이번 연구에 사용된 디지털 기술은 직접적 수작업 방식의 한계를 보완하였을 뿐 아니라 유사 문화유산의 기록화, 복원, 복제 분야에 확대적용 가능성을 제안했다는 데 큰 의의가 있는 것으로 판단된다.

• 구강회복응용과학지
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• 제39권1호
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• pp.9-20
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• 2023

목적: 하악 부분 무치악 모형에서 pick-up type 인상용 코핑을 사용한 개방형 인상 채득법과 transfer type 인상용 코핑을 사용한 폐쇄형 인상 채득법, 개방형 인상 채득법에서 pick-up type 인상용 코핑 고정 재료에 따른 인상 채득 정확성을 비교 하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 하악 부분 무치악 모형의 좌측 구치부에 직경 4.5 mm, 길이 11.5 mm의 임플란트 고정체 두 개 식립 후 3D 프린터를 이용하여 개방형 개인 트레이 30개 폐쇄형 개인 트레이 10개를 제작하였다. 제작한 개인 트레이를 이용하여 PN군: 개방형 인상 채득법(non-splint), PG군: 개방형 인상 채득법(splint GC pattern resin), PH군: 개방형 인상 채득법(splint Herifix), TN군: 폐쇄형 인상 채득법으로 나누어 각 군당 10회씩 총 40회의 인상 채득을 진행하였다. 인상채득 후 석고 모형을 제작하여 모델 스캐너로 스캔 후 역설계 프로그램으로 스캔오차를 측정하여 95% 유의수준으로 평가 하였다. 결과: 폐쇄형 인상 채득법 TN군이 개방형 인상 채득법 PN군 보다 더 낮은 오차값을 보였다. 개방형 인상 채득법(splint)에 사용된 인상용 코핑 고정 재료 간의 비교 결과에서는 PH군에서 가장 낮은 오차값을 보였으며 PN군, PG군 순으로 정확한 인상 채득 정확성을 보여주었다. 결론: 임플란트 인상 채득 방법이나 인상용 코핑의 연결 고정 유무에 따른 각 군 간의 정확성에 유의한 차이는 없다.

• 구강회복응용과학지
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• 제38권1호
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• pp.34-41
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• 2022

최근 디지털 기술과 Computer-aided design/Computer-aided manufacturing (CAD/CAM) 작업 환경은 의치 제작에 있어 임상의의 진료 과정의 변화를 가져왔다. CAD/CAM 기술을 이용한 의치 제작 방식은 진료 및 기공 과정을 단순화하여 오류의 발생을 감소시키며, 임상적인 효율성과 편리함을 제공한다. 본 증례는 하악 편위를 가진 상·하악 완전 무치악 환자에서 광경화 SLA 기반의 3D 프린팅을 이용한 디지털 제작 방식의 양악 총의치 수복 증례이다. 구강 스캐너로 채득한 디지털 모형에서 기록상을 제작하였고 교합제에 악간관계를 기록한 후 부가 중합형 실리콘 인상재로 폐구 정밀 인상을 채득하였다. 또한 교합제를 장착하고 촬영한 안면 스캔 데이터를 추가로 획득하여 기공 작업 시 교합 평면 결정이나 인공치 배열에 참고할 수 있도록 하였다. 인상체를 3차원 스캔 후 CAD 프로그램을 통해 인공치를 배열하였고, 연마면을 형성하여 의치 디자인을 완성하였다. 시적 의치 및 최종 의치는 미국식품의약국(Food and Drug Administraion, FDA) 승인을 받은 액체 광경화성 레진을 이용하여 stereolithography (SLA) 기반 3D 프린터로 출력하였고, 최종 의치는 적절한 안정과 유지, 지지를 보였으며 기능적, 심미적으로 만족스러운 결과를 얻을 수 있었다.

• 대한치과기공학회지
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• 제45권2호
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• pp.31-38
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• 2023

Purpose: This in vitro study aimed to compare the trueness of 3-unit fixed dental provisional prostheses (FDPs) fabricated by three different additive manufacturing and subtractive manufacturing procedures. Methods: A reference model with a maxillary left second premolar and the second molar prepped and the first molar missing was scanned for the fabrication of 3-unit FDPs. An anatomically shaped 3-unit FDP was designed on computer-aided design software. 10 FDPs were fabricated by subtractive (MI group) and additive manufacturing (stereolithography: SL group, digital light processing: DL group, liquid crystal displays: LC group) methods, respectively (N=40). All FDPs were scanned and exported to the standard triangulated language file. A three-dimensional analysis program measured the discrepancy of the internal, margin, and pontic base area. As for the comparison among manufacturing procedures, the Kruskal-Wallis test and the Mann-Whitney test with Bonferroni correction were evaluated statistically. Results: Regarding the internal area, the root mean square (RMS) value of the 3-unit FDPs was the lowest in the MI group (31.79±6.39 ㎛) and the highest in the SL group (69.34±29.88 ㎛; p=0.001). In the marginal area, those of the 3-unit FDPs were the lowest in the LC group (25.39±4.36 ㎛) and the highest in the SL group (48.94±18.98 ㎛; p=0.001). In the pontic base area, those of the 3-unit FDPs were the lowest in the LC group (8.72±2.74 ㎛) and the highest in the DL group (20.75±2.03 ㎛; p=0.001). Conclusion: A statistically significant difference was observed in the RMS mean values of all the groups. However, in comparison to the subtractive manufacturing method, all measurement areas of 3-unit FDPs fabricated by three different additive manufacturing methods are within a clinically acceptable range.

• 구강회복응용과학지
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• 제38권4호
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• pp.233-241
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• 2022

목적: 이 연구목적은 3차원 프린팅의치의 후경화후로 인한 의치의 체적변화를 평가하고자하였다. 연구 재료 및 방법: 상·하악 의치를 Exocad DentalCaD 프로그램을 이용하여 디자인하였으며, STL 파일로 추출하였다. DLP 방식의 치과용 3차원 플린터를 이용하여 상·하악 의치 STL파일을 상·하악 각기 10개씩 출력하였다. 출력된 상·하악 의치는 세척하였고, 후경화를 시행하기전과 후에 각 각 모형스캐너를 이용하여 스캔파일을 만들었다. 후경화 전후의 스캔된 의치파일을 중첩하여 변화를 평가하였으며, 의치상의 계측점사이의 거리를 측정하였다. 통계는 SPSS를 이용하였으며, 유의수준은 5%였다. 결과: 상악의치는 후경화 후에 전반적으로 수축하였으며, 후구개부위에서 가장 뚜렷한 변화를 보였다. 상악의치 전후방 (A-D, A-E, A-F)의 길이와 양측제1대구치사이(B-C)의 길이 감소가 통계학적으로 유의성을 보였다. 하악의치는 후경화 후에 전후방의 길이변화보다는 폭경의 변화가 비교적 뚜렷하였는데, 의치후방(A-M, A-D, A-E, A-L, A-H, A-I, H-I)과 설측(J-K, L-M)에서 통계학적으로 유의성있는 길이변화가 관찰되었다. 결론: 이 실험의 결과내에서, 3차원 프린터로 출력되는 상·하악 의치는 후경화 후에 길이와 폭이 모두 변화하였다. 결론적으로, 의치의 변형을 최소화할 수 있는 후경화 방법과 재료의 개발이 필요할 것으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.1099-1108
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• 2023

Mortise view 검사는 발목관절 검사로써 발목관절의 외상이나 염좌, 탈구가 의심되는 병변의 유무를 관찰한다. mortise view 검사 시 사용되는 보조기구는 영상에 인공물을 발생하거나, 종류가 다양하지 않아 환자 맞춤형으로 제작되지 않고 가격이 비싸다. 이에 본 연구는 3D 프린팅 기술을 이용하여 mortise view 검사보조기구(ShinHan Device; SHD)를 제작하였다. SHD를 사용했을 때와 시제품인 hologic tool을 사용했을 때의 목말종아리관절, mortise 관절, 목말정강관절의 길이를 5명의 연구자가 측정하여 평가하였다. SHD를 사용했을 때 평균값의 범위는 TTJ에서 39.42~39.47 mm, TCJ 31.41~31.57 mm, MJ 21.21~21.23 mm의 범위로 나타났다. hologic tool를 사용했을 때는 TTJ 39.73~39.79 mm, TCJ 31.46~31.50 mm, MJ 21.31~21.35 mm의 범위로 측정되었다. 본 연구결과, 모든 위치에서의 오차범위가 hologic tool에 비해 SHD를 사용 때 TTJ는 24%, TCJ는 17%, MJ는 36% 감소하였으며, SHD를 사용하였을 때 재현성 높은 검사자세를 구현할 수 있었으며(ICC=0.99), hologic tool에서 발생하던 인공물을 제거한 영상을 획득할 수 있었다.