• Title/Summary/Keyword: Rapid Prototyping

검색결과 571건 처리시간 0.027초

자동화 적층 시공 시스템 및 재료 개발에 관한 연구 (A Study on the Development of an Automated Freeform Fabrication System and Construction Materials)

  • 전광현;박민범;강민경;김정훈
    • 대한토목학회논문집
    • /
    • 제33권4호
    • /
    • pp.1665-1673
    • /
    • 2013
  • 최근 건설 산업에서는 기능과 조형미를 갖춘 비정형 구조물에 대한 관심과 수요가 증가하고 있는 추세이다. 거푸집 기반의 시멘트 구조물은 구조물의 강도, 시공의 용이성, 치수 정확도, 표면 거칠기 등의 측면에서 장점들을 가지고 있지만, 다양한 비정형 구조물을 건설하는 데 있어서는 공사비용과 공사 기간을 증가시키는 한계점이 있다. 이러한 한계를 극복하기 위하여, 미국과 영국에서는 이미 쾌속 조형 기술을 건설 분야에 적용시킨 Contour Crafting이나 Concrete Printing과 같은 적층 시공 시스템이 산 학 간의 공동연구를 통해 개발되었다. 국내에서는 이에 관련된 연구가 전무하여, 본 기술로부터 융합 및 파생될 수 있는 가능성이 가로막힌 실정이다. 본 논문에서는 거푸집 없이 자유 곡면 형태의 구조물을 시공할 수 있는 자동화 적층 시공 시스템의 프로토타입 개발에 관련된 기계, 제어 시스템을 포함한 설계 요소들에 관하여 기술하였다. 적층형 시공에 적합한 재료는 섬유보강모르타르를 압축강도, 유동성 및 점도, 경화시간 실험을 통하여 선정하였다. 선정한 모르타르 배합비로 자동화 적층 시공 시스템에서 이송 및 압출 실험을 수행함으로써 적층 시공 시스템의 성공적 개발 가능성을 입증하였다. 본 연구의 결과를 기초로 향후 자동화 적층 시공 시스템을 보완한다면 토목 및 건축의 다양한 응용 분야에 확대하여 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

의료 3D 프린팅 기술의 전망 및 소아치과분야에서의 활용 (Prospect for 3D Printing Technology in Medical, Dental, and Pediatric Dental Field)

  • 이상호
    • 대한소아치과학회지
    • /
    • 제43권1호
    • /
    • pp.93-108
    • /
    • 2016
  • 3D 프린팅 기술이 가장 많이 활용될 수 있는 분야의 하나가 의학분야이다. 3D 프린팅 기술은 최근들어 더욱 상업화되고 프린팅에 사용되는 재료 또한 생체친화성, 생분해성 고분자를 이용 가능하게 됨에 따라 생체의료분야에서의 활용성이 점차적으로 높아지고 있는 경향이다. 생체의료분야에서는 수술 모형을 제작하고 절제범위와 시술 후의 형태를 시술 전에 미리 확인하여 시술시간을 단축하고 부작용을 최소화하고 있으며 인공 골과 장기를 생산함으로써 이식에 따른 부작용을 감소시키고 있다. 또한 보청기, 의족 등 맞춤형 의료 보조용품을 생산하고 있다. 치의학 분야에도 크라운, 덴쳐 등의 보철 수복물 제작, 교정 장치 및 모델 제작, 임플란트 식립이나 외과 수술을 위한 수술용 가이드 제작 등 치과 의료기술을 한 차원 더 높일 수 있을 것으로 전망된다. 그러나 아직은 프린팅 재료(소재), 조형기술, CAD 관련 소프트웨어 기술, 생체안정성과 유효성 검증, 호환성과 표준화 등 해결해야 할 과제가 산적해 있있어 앞으로 이에 대한 지속적인 연구, 개발이 이루어져야 할 것으로 사료된다.

대학생의 활동중심 진로교육을 위한 웹기반 인터페이스 설계 (The Web-Based Interface Design for University Students' Activity-Oriented Career Education)

  • 이용희;오동주;박수홍
    • 정보교육학회논문지
    • /
    • 제19권3호
    • /
    • pp.345-360
    • /
    • 2015
  • 본 연구는 대학생의 진로교육을 활동중심으로 구현할 수 있는 웹기반 인터페이스를 설계하는 것을 목적으로 하고 있다. 연구목적의 실현을 위하여 래피드프로토타이핑에 의하여 웹 인터페이스 초안을 설계하고 이를 전문가에게 검토 받아 설계안을 확정하도록 하였다. 전체적인 설계방향은 첫째, 진로교육의 활동 순서는 체계적 액션러닝의 순서에 준하여 실행한다. 둘째, 학습의 순환이 발생할 수 있도록 선순환 구조로 설계한다. 두 가지 큰 설계 방향에 따라 구안된 인터페이스는 학습환경 플랫폼 위에 자기이해, 타인이 보는 나 찾기, 직업세계 알기, 진로결정하기, 진로실행 계획하기, 활동설계하기, 개인, 공동 평가 및 성찰하기 등의 단계가 상호작용성이 강한 위키 및 웹 2.0의 설계 방식에 따라 구현될 수 있도록 설계하였다. 이와 같은 연구결과를 통하여 대학 현장에서 학습자들의 활동을 중심으로 한 경험 중심의 진로교육을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 웹을 기반으로 하여 진로교육에의 접근성을 높일 수 있을 것으로 기대한다.

첨단 제조기술 기반으로 제작된 치과용 모형의 정확도에 관한 연구 (Accuracy of dental model based on the state-of-the-art manufacturing technique)

  • 김재홍
    • 한국산학기술학회논문지
    • /
    • 제21권11호
    • /
    • pp.693-700
    • /
    • 2020
  • 본 연구의 목적은 전통적인 인상채득방식으로 제작된 석고모형과 구강 디지털 인상법을 이용하여 제작된 폴리우레탄 모형의 각 계측지점을 비교함으로써 첨단 제조기술로 제작된 모형의 정확성을 검증하는 것이다. 유치악 아크릴릭 구강모형을 선정하여 기존에 사용하던 방식의 석고모형과 최신경향의 방식으로 모형을 각 10개씩 제작하였다. 계측지점은 총 6곳을 지정한 후, 2인의 검사자가 2회로 나누어 버니어 캘리퍼스를 이용하여 측정하였다. 제작방법에 따른 모형의 각 계측치의 평균, 표준편차, 계측치 차이의 평균 등의 기술 통계량으로 제시하였고, 정확성 검정을 위해 윌콕슨 부호순위 검정을 시행하였으며, 검사자 내, 검사자 간, 제작방법 간의 신뢰성 분석은 급내 상관계수 분석과 측정오차를 구하였다. 실험결과 신뢰성은 급내 상관계수의 범위는 0.76에서 0.99의 값이 나타나 높은 신뢰도를 보였으며, 모형 제작방법에 따른 정확성은 모든 계측지점 간의 거리를 비교하였을 때 폴리우레탄 모형이 작게 계측되었으며 0.09~0.20mm의 범위로 선행연구의 결과에 의해 임상적으로 오차범위를 허용할 수 있는 것으로 나타났다. 구강 디지털 인상법의 사용으로 제작된 모형은 임상적으로 적절한 것으로 판단되지만, 향후 보다 정밀하고 사용하기 편리한 치과용 모형을 제작하기 위한 연구들이 추가적으로 이루어져야 할 것이며, 다양한 임상 데이터를 활용한 평가가 이루어져야 할 것으로 사료된다.

MEMS 공정을 이용한 BGA IC 패키지용 테스트 소켓의 제작 (Fabrication of MEMS Test Socket for BGA IC Packages)

  • 김상원;조찬섭;남재우;김봉환;이종현
    • 대한전자공학회논문지SD
    • /
    • 제47권11호
    • /
    • pp.1-5
    • /
    • 2010
  • 본 논문에서는 외팔보 배열 구조를 가지는 MEMS 테스트 소켓을 SOI 웨이퍼를 이용하여 개발하였다. 외팔보는 연결부분의 기계적 취약점을 보완하기 위해 모서리가 둥근 형태를 가지고 있다. 측정에 사용 된 BGA IC 패키지는 볼 수 121개, 피치가 $650{\mu}m$, 볼 직경 $300{\mu}m$, 높이 $200{\mu}m$ 을 가지고 있다. 제작된 외팔보는 길이 $350{\mu}m$, 최대 폭 $200{\mu}m$, 최소 폭 $100{\mu}m$, 두께가 $10{\mu}m$인 곡선 형태의 외팔보이다. MEMS 테스트 소켓은 lift-off 기술과 Deep RIE 기술 등의 미세전기기계시스템(MEMS) 기술로 제작되었다. MEMS 테스트 소켓은 간단한 구조와 낮은 제작비, 미세 피치, 높은 핀 수와 빠른 프로토타입을 제작할 수 있다는 장점이 있다. MEMS 테스트의 특성을 평가하기 위해 deflection에 따른 접촉힘과 금속과 팁 사이의 저항과 접촉저항을 측정하였다. 제작된 외팔보는 $90{\mu}m$ deflection에 1.3 gf의 접촉힘을 나타내었다. 신호경로저항은 $17{\Omega}$ 이하였고 접촉저항은 평균 $0.73{\Omega}$ 정도였다. 제작된 테스트 소켓은 향 후 BGA IC 패키지 테스트에 적용 가능 할 것이다.

악교정 수술을 위한 디지털 모형 수술의 정확성 평가 (ACCURACY OF DIGITAL MODEL SURGERY FOR ORTHOGNATHIC SURGERY: A PRECLINICAL EVALUATION)

  • 김봉철;박원서;강연희;이충국;유형석;강석진;이상휘
    • Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
    • /
    • 제29권6호
    • /
    • pp.520-526
    • /
    • 2007
  • The accuracy of model surgery is one of important factors which can influence the outcome of orthognathic surgery. To evaluate the accuracy of digitalized model surgery, we tried the model surgery on a software after transferring the mounted model block into a digital model, and compared the results with that of classical manual model surgery. We could get the following results, which can be used as good baseline analysis for the clinical application. 1. We made the 3D scanning of dental model blocks, and mounted on a software. And we performed the model surgery according to the previously arranged surgical plans, and let the rapid prototyping machine produce the surgical wafer. All through these process, we could confirm that the digital model surgery is feasible without difficulties. 2. The digital model surgery group (Group 2) showed a mean error of $0.0{\sim}0.1mm$ for moving the maxillary model block to the target position. And Group 1, which was done by manual model surgery, presented a mean error of $0.1{\sim}1.2mm$, which is definitely greater than those of Group 2. 3. Remounted maxillary model block with the wafers produced by digital model surgery from Group 2 showed the less mean error (0.2 to 0.4 mm) than that produced by manual model surgery in Group 1 (0.3 to 1.4 mm). From these results, we could confirm that the digital model surgery in Group 2 presented less error than manual model surgery of Group 1. And the model surgery by digital manipulation is expected to have less influence from the individual variation or degree of expertness. So the increased accuracy and enhanced manipulability will serve the digital model surgery as the good candidate for the improvement and replacement of the classical model surgery, if careful preparation works for the clinical adjustment is accompanied.

국소의치 구조물(framework)의 CAD-CAM 제조방식에 따른 정확도: 문헌고찰 (Accuracy of CAD-CAM RPD framework according to manufacturing method: A literature review)

  • 이유승
    • 대한치과보철학회지
    • /
    • 제59권3호
    • /
    • pp.370-378
    • /
    • 2021
  • 목적: 본 연구의 목적은 CAD-CAM 방식으로 제작한 RPD framework의 제조 과정 및 제작 방법에 따른 적합도를 문헌 고찰을 통해 평가하는 것이다. 재료 및 방법: 다음의 PICO (patient, intervention, comparison, and outcome) 질문과 관련한 특정 키워드를 이용하여 PubMed 데이터베이스 상에서 포괄적인 문헌 검색을 시행하였다: "제조 과정 및 제작 방식에 따라 디지털 RPD framework의 정확도에 차이가 있는가?" 결과: 총 7개의 문헌이 선택되었으며, 이 중 두 문헌에서 구강스캔과 모형스캔을 이용한 디지털 RPD framework의 정확도에 관하여 비교하였으나, 일관된 결과를 얻지 못하였다. 제작 방식에 따른 비교 문헌에서는 적층 가공 또는 절삭 가공을 통해 제작된 RPD framework 모두 임상적으로 허용가능한 수준의 정확도를 보였으며, PEEK (Polyetheretherketone) milling RPD framework가 전통적 주조방식으로 제작하거나 3D 프린팅으로 제작한 RPD framework보다 높은 적합도를 보였다. Milling RPD framework에서는 direct 방식으로 제작한 경우에 indirect 방식의 경우보다 우수한 적합도가 관찰되었으나, 3D 프린팅 RPD framework에서는 indirect 방식으로 제작한 경우에 더 높은 적합도를 보였다. 결론: CAD-CAM 기술을 이용하여 제작된 디지털 RPD framework는 제조 과정이나 방식에 관계없이 임상적으로 허용되는 수준의 정확도를 보였다. 구강스캔 또는 모형스캔의 디지털 인상 채득 방법에 따라서는 일관된 결과가 보고되지 않았으며, 추후 연구가 필요하다.

두부 위치 변화에 따른 파노라마 방사선사진상의 치축각도의 왜곡 (Distortion of tooth axes on panoramic radiographs taken at various head positions)

  • 전현상;최갑림;임성훈;김광원
    • 대한치과교정학회지
    • /
    • 제38권4호
    • /
    • pp.240-251
    • /
    • 2008
  • 본 연구는 파노라마 방사선사진에서 두부 위치 변화에 따라 인접 치아장축 사이에 이루는 각도가 어떻게 변화되는지 알아보기 위해 시행하였다. 정상교합자의 모델을 기초로 하여 3차원 solid 모델을 구성하고 이를 신속 조형모델(rapid prototyping, RP)로 제작하였다. 다음 9가지 두부위치들을 5주 동안 일주일 간격으로 재위치시키고 촬영하였다: ideal head position, $5^{\circ}$, $10^{\circ}$ up, $5^{\circ}$, $10^{\circ}$ down, $5^{\circ}$, $10^{\circ}$ right up, and $5^{\circ}$, $10^{\circ}$ right rotation. 파노라마 방사선사진 촬영은 디지털 방사선 촬영기(Planmeca ProMax)를 이용하였고 모니터상에서 직접 인접 치아장축을 표시하고 그 사이 각도를 계측하였다. 그 결과 이상적인 두부 위치와 다양한 두부 위치 변화에 따라 촬영한 파노라마 방사선사진 사이에 인접 치아장축 사이의 각도가 대부분 유의한 차이를 보였다. 수평축(X축)을 중심으로 고개를 든 경우, 각 치아들의 장축이 교합평면을 향하여 수렴하는 경향을 보였고 고개를 숙인 경우에는 치근단측을 향하여 수렴하는 경향을 보였으며, 이는 특히 전치부에서 가장 큰 차이를 보였다. 전후방축(Y축)을 중심으로 좌우측으로 고개를 기울인 경우, 교합평면이 올라간 쪽의 치아장축은 치근단측을 향하여 수렴하는 경향을 보였고 교합평면이 내려간 쪽은 교합평면을 향하여 수렴하는 경향을 보였다. 수직축(Z축)을 중심으로 고개를 좌우로 회전시킬 때, 고개를 돌린 쪽의 측절치와 견치는 치근단측을 향하여 수렴하고 반대측의 측절치와 견치는 교합평면을 향하여 수렴하였다. 이상의 결과들로 볼 때 파노라마 방사선사진 촬영 시 두부의 위치 변화에 따라 치근 평행도가 달라지기 때문에 환자를 올바르게 위치시키는 것이 중요하며, 교정 환자에서 파노라마 방사선사진을 이용하여 치근 평행도를 평가할 때 교합평면의 경사(전후방, 좌우측방)나 악궁의 비대칭 등이 반드시 고려되어야 할 것이다.

디지털미디어 환경(環境)에서 디자인 특성(特性)에 관한 연구(硏究) - 실내제품(室內製品) 디자인을 중심으로 - (A Destructive Method in the Connection of the Algorithm and Design in the Digital media - Centered on the Rapid Prototyping Systems of Product Design -)

  • 김석화
    • 조형예술학연구
    • /
    • 제5권
    • /
    • pp.87-129
    • /
    • 2003
  • The purpose of this thesis is to propose a new concept of design of the 21st century, on the basis of the study on the general signification of the structures and the signs of industrial product design, by examining the difference between modern and post-modern design, which is expected to lead the users to different design practice and interpretation of it. The starting point of this study is the different styles and patterns of 'Gestalt' in the post-modern design of the late 20th century from modern design - the factor of determination in industrial product design. That is to say, unlike functional and rational styles of modern product design, the late 20th century is based upon the pluralism characterized by complexity, synthetic and decorativeness. So far, most of the previous studies on design seem to have excluded visual aspects and usability, focused only on effective communication of design phenomena. These partial studies on design, blinded by phenomenal aspects, have resulted in failure to discover a principle of fundamental system. However, design varies according to the times; and the transformation of design is reflected in Design Pragnanz to constitute a new text of design. Therefore, it can be argued that Design Pragnanz serves as an essential factor under influence of the significance of text. In this thesis, therefore, I delve into analysis of the 20th century product design, in the light of Gestalt theory and Design Pragnanz, which have been functioning as the principle of the past design. For this study, I attempted to discover the fundamental elements in modern and post-modern designs, and to examine the formal structure of product design, the users' aesthetic preference and its semantics, from the integrative viewpoint. Also, with reference to history and theory of design my emphasis is more on fundamental visual phenomena than on structural analysis or process of visualization in product design, in order to examine the formal properties of modern and post-modern designs. Firstly, In Chapter 1, 'Issues and Background of the Study', I investigated the Gestalt theory and Design Pragnanz, on the premise of formal distinction between modern and post-modern designs. These theories are founded upon the discussion on visual perception of Gestalt in Germany in 1910's, in pursuit of the principle of perception centered around visual perception of human beings. In Chapter 2, I dealt with functionalism of modern design, as an advance preparation for the further study on the product design of the late 20th century. First of all, in Chapter 2-1, I examined the tendency of modern design focused on functionalism, which can be exemplified by the famous statement 'Form follows function'. Excluding all unessential elements in design - for example, decoration, this tendency has attained the position of the international style based on the spirit of Bauhause - universality and regularity - in search of geometric order, standardization and rationalization. In Chapter 2-2, I investigated the anthropological viewpoint that modern design started representing culture in a symbolic way including overall aspects of the society - politics, economics and ethics, and its criticism on functionalist design that aesthetic value is missing in exchange of excessive simplicity in style. Moreover, I examined the pluralist phenomena in post-modern design such as kitsch, eclecticism, reactionism, hi-tech and digital design, breaking away from functionalist purism of modern design. In Chapter 3, I analyzed Gestalt Pragnanz in design in a practical way, against the background of design trends. To begin with, I selected mass product design among those for the 20th century products as a target of analysis, highlighting representative styles in each category of the products. For this analysis, I adopted the theory of J. M Lehnhardt, who gradated in percentage the aesthetic and semantic levels of Pragnantz in design expression, and that of J. K. Grutter, who expressed it in a formula of M = O : C. I also employed eight units of dichotomies, according to the G. D. Birkhoff's aesthetic criteria, for the purpose of scientific classification of the degree of order and complexity in design; and I analyzed phenomenal aspects of design form represented in each unit. For Chapter 4, I executed a questionnaire about semiological phenomena of Design Pragnanz with 28 units of antonymous adjectives, based upon the research in the previous chapter. Then, I analyzed the process of signification of Design Pragnanz, founded on this research. Furthermore, the interpretation of the analysis served as an explanation to preference, through systematic analysis of Gestalt and Design Pragnanz in product design of the late 20th century. In Chapter 5, I determined the position of Design Pragnanz by integrating the analyses of Gestalt and Pragnanz in modern and post-modern designs In this process, 1 revealed the difference of each Design Pragnanz in formal respect, in order to suggest a vision of the future as a result, which will provide systemic and structural stimulation to current design.

  • PDF

미륵사지석탑 정밀복원모형 제작을 중심으로 한 3차원 실측데이터의 활용 연구 (A Study on the 3D Measurement Data Application: The Detailed Restoration Modeling of Mireuksajiseoktap)

  • 문승현
    • 헤리티지:역사와 과학
    • /
    • 제44권2호
    • /
    • pp.76-95
    • /
    • 2011
  • 문화재를 수리 연구하기 위해 각 대상물의 현재 상태를 파악하고 실측하는 일은 가장 기초적이며 중요한 일이다. 지금까지 연구 목적에 따라 적절한 장비가 선택되었으며 이들을 이용한 실측이 이루어졌다. 최근에는 과학기술의 발달로 실측대상의 3차원적 형상정보를 취득할 수 있는 3차원 레이저 스캐너가 실측작업에 도입되어 활용되고 있다. 3차원 스캐너에 의해 생성된 결과물들은 종래의 2차원적 실측과는 다른 입체적 정보이며, 장비에 따라 대략적인 형상 정보에서부터 극히 세밀한 부분의 정보에 이르기까지 다양한 결과물을 얻어낼 수 있다. 따라서 실측대상의 특징에 따른 장비의 대입과 여기서 얻어진 결과물의 표현 및 활용방법에 있어서도 다양한 방법이 시도되고 있다. 미륵사지석탑의 경우, 문화재 현장에서는 최초로 3차원 기반 문화재 조사계획을 수립하고 해체의 전 과정에서 기존의 실측조사방법들과 더불어 3차원 스캐너를 이용한 각 부재의 위치 및 개별부재에 대한 3차원적인 조사가 상호보완적으로 이루어졌다. 따라서 석탑의 3차원적인 형상자료와 3차원 스캔 데이터의 활용을 위한 기초자료가 확보된 상태였다. 최근 이러한 기초자료를 이용하여 미륵사지석탑의 입체적 파악과, 복원설계 안의 확정에 활용하기 위한 미륵사지석탑의 정밀복원모형이 제작됨에 따라 "문화재 해체 복원현장에서의 3차원 기반 조사 및 활용"이란 측면에서 일련의 단계가 완성되었다. 본고에서는 3차원 스캔 데이터를 이용한 미륵사지석탑 정밀복원모형 제작과정과 이를 통해 파악할 수 있었던 내용을 중심으로 문화재 해체조사 과정에서의 3차원 스캔, 디지털 모델링, 데이터 베이스화, 복원모형 제작 등 3차원 기반 문화재조사의 단계적 과정과 생성된 데이터를 활용하는 방안을 제시하였다. 단계별 과정을 거친 미륵사지석탑 복원모형 제작을 통하여 다음과 같은 결과를 얻어낼 수 있었다. 첫째, 석탑의 해체 이후 단위 부재별로 파악되었던 석탑의 모습을 석탑의 내 외부가 전체로 구축된 보다 실제적이고 명확한 형태로 파악할 수 있었다. 둘째, 3차원 복원설계를 위한 기초자료를 취득함으로써 부재 결합성 등 현재 작성된 2차원적 설계 안에 대한 3차원적인 검토가 가능하였다. 셋째, 부재 상호 간의 비교 분석과 인접 부재와의 결구상태를 고려하여 부재의 위치 변경 등 각 부재의 개별적인 특징을 파악할 수 있었다. 넷째, 구조적인 관점에서 구조 취약부 및 석탑의 파괴양상을 파악하여 향후 구조보강 설계에 참고자료로 활용할 수 있게 되었다. 결과적으로 미륵사지석탑의 복원을 위한 실제적이고도 구체적인 다각도의 검토는 복원 안을 좀 더 정밀하고 정확하게 도출하는데 기여할 것으로 기대된다. 세심한 주의와 정확성이 요구되는 문화재의 해체보수 및 복원 공사에서 2차원적인 도면에 의한 보수 계획 및 복원 안의 수립과 검토는 어느 정도 시공상의 오류를 피할 수 없다. 특히 복잡하고 규모가 큰 대상일수록 현상에 대한 명확한 파악과 정확한 계획 수립에 상당한 어려움이 있다. 이 같은 상황에서 앞서 기술한 3차원 실측데이터에 기초한 일련의 사전 검토는 이러한 어려움을 해소하고 더욱 세밀한 계획을 수립하게 하여 시공상의 오류를 최대로 줄여줄 수 있는 효과적인 방법 중 하나로 제시될 수 있을 것이다.