• 대한치과기공학회지
• /
• 제46권1호
• /
• pp.1-7
• /
• 2024

Purpose: The goal of this study was to determine the clinical acceptability of various cement space settings for the marginal and internal fit of a zirconia core manufactured using additive manufacturing. Methods: The maxillary right incisor served as the master model. After scanning the maxillary right incisor with a dental 3D (three-dimensional) scanner, the stereo lithography file was created using different cement space settings of 40, 120, and 200 ㎛ using computer-aided design software (Dental System 2018; 3Shape). The marginal and internal fit of the 3 groups were determined using the silicon replica technique. Measurement points were divided into the following three categories: margin, axial wall, and incisal. To ensure more accurate measurements, these three measurement points were divided into 8 points. The Shapiro-Wilk, one-way ANOVA, and Tukey's honestly significant difference test (for all tests α=0.05) were the statistical analyses that were included in the study. Results: The CS (cement space)-200 group had better marginal and internal fit than the CS-40 and CS-120 groups, and there were statistically significant differences at the marginal and incisal points, except for the axial wall points. CS-200 group, both marginal and internal fit were within 120 ㎛, which is the clinically acceptable value. Conclusion: This study suggests that a 200 ㎛ cement space setting is ideal for optimal marginal and internal fit of 3D-printed ceramic crowns.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제8권9호
• /
• pp.776-787
• /
• 2002

Automation of welding process in shipyards is ultimately necessary, since the welding site is spatially enclosed by floors and girders, and therefore welding operators are exposed to hostile working conditions. To solve this problem, a welding mobile robot that can navigate autonomously within the enclosure has been developed. To achieve the welding task in the closed space, the robotic welding system needs a sensor system for the working environment recognition and the weld seam tracking, and a specially designed environment recognition strategy. In this paper, a three-dimensional laser vision system is developed based on the optical triangulation technology in order to provide robots with 3D work environmental map. Using this sensor system, a spatial filter based on neural network technology is designed for extracting the center of laser stripe, and evaluated in various situations. An environment modeling algorithm structure is proposed and tested, which is composed of the laser scanning module for 3D voxel modeling and the plane reconstruction module for mobile robot localization. Finally, an environmental recognition strategy for welding mobile robot is developed in order to recognize the work environments efficiently. The design of the sensor system, the algorithm for sensing the partially structured environment with plane segments, and the recognition strategy and tactics for sensing the work environment are described and discussed with a series of experiments in detail.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.25-25
• /
• 2018

Electron beam melting (EBM) is one of powder based additive manufacturing technology used to produce parts for high geometrical complexity and directly with three-dimensional computer aided design (CAD) model. It is kind of the most promising methods with additive manufacturing for a wide range of medical applications, such as orthopedic, dental implant, and etc. This research has been investigated the microstructure and mechanical properties of as fabricated and hot iso-static pressing (HIP) processed specimens, which are made by an Arcam A1 EBM system. The Ti-6Al-4V titanium alloy powder was used as a material for the 3 dimensional printing specimens. Mechanical properties were conducted with EBM manufacturing and computer numerical control (CNC) machining specimens, respectively. Surface morphological analysis was conducted by scanning electron microscopy (SEM) for their surface, dissected plan, and fractured surface after tensile test. The mechanical properties were included tensile stress-strain and nano-indentation test as a analysis level between nano and macro. As following highlighted results, the stress-strain curves on elastic region were almost similar between as fabricated and HIP processed while the ductile (plastic deformed region) properties were higher with HIP than that of as fabricated processed.

• Journal of the Optical Society of Korea
• /
• 제12권2호
• /
• pp.98-102
• /
• 2008

Optical Coherence Tomography (OCT) is an important noninvasive medical imaging technique that can reveal subsurface structures of biological tissue. OCT has demonstrated a good correlation with histology in sufficient resolution to identify morphological changes in articular cartilage to differentiate normal through progressive stages of degenerative joint disease. Current OCT systems provide individual cross-sectional images that are representative of the tissue directly under the scanning beam, but they may not fully demonstrate the degree of degeneration occurring within a region of a joint surface. For a full understanding of the nature and degree of cartilage degeneration within a joint, multiple OCT images must be obtained and an overall assessment of the joint surmised from multiple individual images. This study presents frequency domain three-dimensional (3-D) OCT imaging of degenerative joint cartilage extracted from bovine knees. The 3-D OCT imaging of articular cartilage enables the assembly of 126 individual, adjacent, rapid scanned OCT images into a full 3-D image representation of the tissue scanned, or these may be viewed in a progression of successive individual two-dimensional (2-D) OCT images arranged in 3-D orientation. A fiber-based frequency domain OCT system that provides cross-sectional images was used to acquire 126 successive adjacent images for a sample volume of $6{\times}3.2{\times}2.5\;mm^3$. The axial resolution was $8\;{\mu}m$ in air. The 3-D OCT was able to demonstrate surface topography and subsurface disruption of articular cartilage consistent with the gross image as well as with histological cross-sections of the specimen. The 3-D OCT volumetric imaging of articular cartilage provides an enhanced appreciation and better understanding of regional degenerative joint disease than may be realized by individual 2-D OCT sectional images.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제24권4호
• /
• pp.340-344
• /
• 2011

Thermoelectric bismuth telluride ($Bi_2Te_3$) films were deposited on $4^{\circ}$ off oriented (001) GaAs substrates using a modified metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) system. The effects of substrate temperature on surface morphologies, crystallinity, electrical properties and thermoelctric properties were investigated. Two dimensional growth mode (2D) was observed at substrate temperature lower than $400^{\circ}C$. However, three dimensional growth mode (3D) was observed at substrate temperature higher than $400^{\circ}C$. Change of growth mechanism from 2D to 3D was confirmed with environmental scanning electron microscope (E-SEM) and X-ray diffraction analysis. Seebeck coefficients of all samples have negative values. This result indicates that $Bi_2Te_3$ films grown by modified MOCVD are n-type. The maximum value of Seebeck coefficient was -225 ${\mu}V/K$ and the power factor was $1.86{\times}10^{-3}\;W/mK^2$ at the substrate temperature of $400^{\circ}C$. $Bi_2Te_3$ films deposited using modified MOCVD can be used to fabricate high-performance thermoelectric devices.

• Elastomers and Composites
• /
• 제58권1호
• /
• pp.44-56
• /
• 2023

Additive manufacturing (AM) or three-dimensional (3D) printing of metals has been drawing significant attention due to its reliability, usefulness, and low cost with rapid prototyping. Among the various AM technologies, fused deposition modeling (FDM) or fused filament fabrication is receiving much interest because of its simple manufacturing processing, low material waste, and cost-effective equipment. FDM technology uses metal-filled polymer filaments for 3D printing, followed by debinding and sintering to fabricate complex metal parts. An efficient binder is essential for producing polymer filaments and the thermal post-processing of printed objects. This study involved an in-depth investigation of and a fabrication route for a novel multi-component binder system with steel alloy powder (45 vol.%) ranging from filament fabrication and 3D printing to debinding and sintering. The binder system consisted of polyvinyl pyrrolidone (PVP) as a binder and thermoplastic polyurethane (TPU) and polylactic acid (PLA) as a carrier. The PVP binder held the metal components tightly by maintaining their stoichiometry, and the TPU and PLA in the ratio of 9:1 provided flexibility, stiffness, and strength to the filament for 3D printing. The efficacy of the binder system was examined by fabricating 3D-printed cubic structures. The results revealed that the thermal debinding and sintering processes effectively removed the binder/carrier from the cubic structures, resulting in isotropic shrinkage of approximately 15.8% in all directions. The scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) patterns displayed the microstructure behavior, phase transition, and elemental composition of the 3D cubic structure.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제38권4호
• /
• pp.371-377
• /
• 2014

조직 공학에 있어 인공지지체는 손상된 조직 및 기관의 기능을 재생하기 위한 거푸집으로 제공되며 3 차원 구조물이다. 인공지지체의 재료 중에서 폴리카프로락톤(Polycaprolactone, PCL)과 삼인산칼슘(${\beta}$-tricalcium phosphate, ${\beta}$-TCP)은 생분해성과 생체적합성을 가지고 있다. 본 연구에서는 다축 인공지지체 제작 시스템을 이용하여 3 차원 PCL, blended PCL(60 wt %)/${\beta}$-TCP(40 wt %), 그리고 ${\beta}$-TCP 인공지지체를 제작하였다. 제작된 인공지지체는 주사전자현미경 분석을 통해 $600{\pm}20{\mu}m$의 공극 크기로 잘 제작되었다. 기계적 특성 평가를 통해 3 차원 PCL, blended PCL(60 wt %)/${\beta}$-TCP(40 wt %), 그리고 ${\beta}$-TCP 인공지지체의 효과는 분석되었다. 게다가 Saos-2 세포를 이용한 in vitro 연구를 수행하여 세포 증착 및 증식과 같은 세포 거동에 의한 3 차원 인공지지체의 효과를 확인하였다. 요컨대 3D blended PCL(60 wt %)/${\beta}$-TCP(40 wt %) 인공지지체가 압축 강도와 생체적합성 그리고 골전도성에 있어서 인체의 해면골에 더욱 적합하였다. 따라서 3D 인공지지체의 제작에 있어 PCL과 ${\beta}$-TCP를 혼합하는 것은 효과적인 골 재생을 위해 촉망되는 전략이 될 것이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제18권1호
• /
• pp.166-173
• /
• 2014

본 연구에서는 레이저 가진을 이용한 초음파 전파 영상 기반 배관 비파괴 검사에 관해 다룬다. 손상의 영상화를 위해 갈바노미터 기반 레이저 미러 스캐너와 Q-Switch Nd: YAG 레이저 시스템을 사용하였다. 레이저 시스템을 가진원으로 사용하면 빠른 속도로 비접촉 초음파 가진이 가능하며, 온도의 변화가 급격한 환경이나 유해 물질이 포함된 환경에서도 대상 구조물의 원거리 가진이 가능하다. 또한 공간 해상도가 높으며, 입사각이 넓어 표면 형상이 복잡한 대상 구조물도 가진이 가능하다. 본 연구에서는 이러한 레이저 시스템으로부터 생성된 유도 초음파를 단일 PZT 센서를 사용하여 계측하고, 계측된 신호는 레이저 가진점에 해당하는 좌표점에 나열함으로써 2차원 공간좌표 및 시간축을 더한 초음파 전파 영상 생성을 위한 3차원 데이터를 구성한다. 이 데이터를 시간 축에 따라 연속적으로 반복 재생하면 초음파 전파 영상을 구할 수 있다. 이 때 웨이블릿 변환을 이용하여 계측 신호의 특정 주파수 성분을 추출해냄으로써 관찰하고자 하는 특정 유도 초음파 모드를 추출할 수 있다. 이러한 일련의 과정으로부터 획득한 초음파 전파 영상 데이터를 시간-공간 영역에서 주파수-wavenumber 영역으로 변환시켜줌으로써 손상 특성을 추출할 수 있다. 본 연구에서는 손상의 진단 및 위치 추정을 위해 wavenumber 필터링 기술을 적용하였으며, 시스템 검증을 위해 다양한 배관구조물 Testbed를 대상으로 실험을 수행하였다.

• 대한치과교정학회지
• /
• 제33권1호
• /
• pp.21-29
• /
• 2003

최근 컴퓨터 소프트웨어의 발전으로 환자의 모형을 scanning하여 3차원 가상 모델을 만드는 것이 가능하게 되었다. 이러한 모델은 컴퓨터로 처리되어 치료 시작부터 끝까지 여러 단계의 치아 이동이 이루어지고, 치아 이동의 각 단계별로 stereolithographic model이 만들어 지는데, 이는 일련의 투명하고 얇은 overlay 장치를 제작하는 기초가 된다. 계획된 치아 이동의 단계에 따라 치아를 움직이기 위해서는 환자가 장치를 항상 사용해야 하며, 중정도의 crowding과 공간 폐쇄는 이 장치로 치료가 용이하다는 것이 입증되었다. 지금까지 이 장치를 경험해 본 결과, 고정성 교정장치에 비해 환자가 불편을 덜 느끼고 심미성과 구강 청결이 좋아 환자의 협조도가 뛰어 났다. 이 장치는 완전히 맹출된 영구치열 환자에서 부정교합에 대한 또 하나의 유용한 접근법이라 할 수 있다.

• 헤리티지:역사와 과학
• /
• 제39권
• /
• pp.351-378
• /
• 2006

매체의 발달과 함께 무형문화재에 대한 기록도 여러 가지 방법으로 시도되고 있는데, 과거에는 문자 기록에만 의존하던 것에서 최근에는 사진, 음원 및 영상 등을 많이 활용하게 되었고, 그 방식에 있어서도 아날로그 방식에서 디지털 방식으로 이행하고 있는 추세이다. 이러한 변화의 과정에서 모션캡쳐를 이용한 무형문화재의 기록은 3차원적 기록을 필요로 하는 무용종목 등에서 주목을 받고 있다. 모션캡쳐란 움직이는 물체에 공간상의 위치를 표시하는 센서를 부탁시키고 시간의 흐름에 따라 센서의 위치를 컴퓨터의 좌표공간에 치환하여 기록하는 시스템으로, 모션캡쳐를 이용한 무형문화재의 기록은 형체가 없이 사람의 기예에 의해서 전승되고 있는 무형문화재의 신체적 표현을 디지털화 된 데이터로 나타내줌으써 무형문화재의 보존을 위한 과학적 자료를 제공해 준다. 국립문화재연구소는 멀티미디어 및 디지털 시대에 대응하기 위해 무형문화재에 대한 새로운 기록방안 개발을 목적으로 영화 및 게임 등의 CG제작 현장에서 널리 사용되고 있는 모션캡쳐(Motion Capture) 장비를 이용하여 국가지정의 중요무형문화재에 대한 기록 작업을 실시하고 있다. 본 사업은 복권기금을 사용하여 2005년부터 2007년까지 3개년에 걸쳐서 국가지정의 중요무형문화재 중 신체적 동작이 중요하게 표현되고 있는 무용 7개 종목 11건의 모션캡쳐 작업을 실시할 예정이다. 이미 1차 년도인 2005년에는 승무, 살풀이춤, 태평무 등 기술적 난이도가 낮은 독무(獨舞)를 중심으로 데이터 축적작업을 실시하였고, 2차 년도인 2006년에는 진주검무, 승전무, 처용무 등 군무(群舞)의 데이터를 축적할 예정이며, 3차 년도인 2007년에는 학연화대합설무의 데이터 축적과 함께 축적된 데이터를 이용한 무형문화재의 비교 분석 및 전승을 위한 교육용 프로그램과 대국민 서비스를 위한 3차원 콘텐츠 등을 개발할 계획이다. 본 보고서에서는 사업 초년도인 2005년도에 실시된 보유자 이매방, 이애주, 정재만의 승무, 이매방의 살풀이춤, 강선영의 태평무 등의 모션캡쳐 작업에 대하여 기술하고 있다. 이를 통하여 무형문화재에 대한 새로운 기록 방안을 모색하기 위한 시도를 소개하려고 한다. 이번 사업에서는 기술적으로 다음과 같은 두 가지 문제가 제기되었다. 첫 번째, 장시간(20~30분 가량)의 보유자의 춤을 끊김 없이 모션캡쳐 받을 수 있는가라는 문제였다. 수 차례의 사전 모의테스트를 통해 사업수행 적합성 판단을 마쳤고, 결국 사업수행을 무사히 마칠 수 있었다. 두 번째, 리타겟팅(RE-Targeting)이 없이 정확한 모션캡쳐 동작을 가공해 낼 수 있는가라는 문제였다. 모션캡쳐 데이터에서 국내 최초로 보유자의 골격구조 역추출 방식을 도입하여 최대한 정확한 보유자의 춤 동작을 구현해낼 수 있었다. 이번 작업에서는 이매방, 이애주, 정재만, 강선영 네 보유자의 전신 삼차원 스캔을 통해 정확한 삼차원 신체 모델링을 얻었고, 보유자 본인의 춤사위 동작을 그대로 모션캡쳐에 적용함으로써 최대한 정확도를 유도할 수 있었다.