• 대한기계학회논문집A
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• 제41권6호
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• pp.477-482
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• 2017

FDM 방식은 열가소성 필라멘트 가열을 이용하고 압출하여 적층하는 방식이다. FDM 프린팅 공정은 정밀도와 표면 거칠기가 고르지 않지만, 비용과 출력시간에 많은 이점을 갖는다. 최근 몇 년 동안, FDM 프린팅 공정의 정확성을 향상시키는 연구가 많이 진행되었으나, 개방형 3D 프린터의 정밀도 향상에 관한 연구는 미진한 실정이다. 본 연구에서는 개방형의 베드 개선을 통해 상기 출력부의 온도 차이를 감소시키는 방법을 제안한다. 전통적으로, 폐쇠 된 챔버 내에서 FDM프린팅 공정은 수행된다. 그러나, 이 연구에서는 온도차이를 줄이기 위해 개방형 히팅 시스템을 사용하였다. FDM 방식의 프린팅 공정을 FEM 시뮬레이션을 이용하여 수행하였으며, 실험을 통하여 결론을 도출하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권10호
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• pp.865-871
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• 2016

조직 공학에서는 전통적인 인공지지체 제작 방식인 가스 발포, 염 침출, 스폰지 복제 그리고 동결주조 법 등이 이용되고 있다. 하지만 다양한 공극 형태 및 크기를 가지고 있어서 세포 상호 작용 효과 및 충분한 기계적 특성에 한계가 있다. 그러나 열 용해 적층 법은 조직공학에서 폴리머 재료를 이용하여 다양한 3차원 인공지지체를 제작할 수 있는 가장 적절한 기술이다. 따라서 본 연구에서는 PCL 몰드를 제작하고 실리카와 알긴산 나트륨 염을 포함하는 세라믹 슬러리를 제조하여 몰드에 주입시켰으며, 1일 동안 자연 건조를 시켰다. 제작된 3차원 슬러리 몰드는 PCL 몰드의 제거 및 슬러리를 경화시키기 위해 $100^{\circ}C$의 오븐에서 2시간 열처리 되었고, 열처리 후에 $1100^{\circ}C$에서 소결되었다. 제작된 인공지지체는 주사전자현미경을 통해 관찰되었고, 압축 시험을 통해 알긴산 나트륨 염의 혼합량에 따른 인공지지체의 기계적 특성은 평가되었다.

• 한국기계가공학회지
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• 제14권4호
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• pp.62-72
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• 2015

Interest in three-dimensional (3D) printing processes has grown significantly, and several types have been developed. These 3D printing processes are classified as Selective Laser Sintering (SLS), Stereo-Lithography Apparatus (SLA), and Fused Deposition Modeling (FDM). SLS can be applied to many materials, but because it uses a laser-based material removal process, it is expensive. SLA enables fast and precise manufacturing, but available materials are limited. FDM printing's benefits are its reasonable price and easy accessibility. However, metal printing using FDM can involve technical problems, such as suitable component supply or the thermal expansion of the heating part. Thus, FDM printing primarily uses materials with low melting points, such as acrylonitrile butadiene styrene (ABS) or polylactic acid (PLA) resin. In this study, an FDM process for enabling metal printing is suggested. Particularly, the nozzle and heatsink for this process are focused for stable printing. To design the nozzle and heatsink, multi-physical phenomena, including thermal expansion and heat transfer, had to be considered. Therefore, COMSOL Multiphysics, an FEM analysis program, was used to analyze the maximum temperature, thermal expansion, and principal stress. Finally, its performance was confirmed through an experiment.

• 한국융합학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.225-230
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• 2020

3D프린팅의 활용은 매우 혁신적이면서 유용한 기술이다. 하지만 장신구 분야에서는 3D프린팅 기술은 제작방법의 한 분야로서 한정적 으로 사용되는 기술이다. 이러한 3D프린팅의 한계를 극복하기 위해 3D프린팅 출력방식 중 가장 대중적이며 조형활동에 적합한 출력방식을 선정하고 출력시간, 조건을 한정하여 장신구에 적용 가능성을 알아보기 위해 비주조과정과 주조과정 각각의 방법을 통해 시제품까지 완성하고 이를 비교해 보았다. 그 결과, FDM출력 방식은 비용과 시간적인 측명에서 매우 긍정적인 장점이 있지만 표면에 적층구조가 지워지지 않으며 출력과정시 발생되는 필라멘트의 잔여물로 인해 선 조형을 표면시 완성도가 떨어지는 단점이 있었다. DLP출력방식은 표면처리가 고르며 완성도가 높은 반면, 비용과 시간적인 측면에서 효율성이 떨어지는 단점이 있었다. 하지만 두 출력방법 모두 장신구 활용 가능하며 향후 디자인에 맞는 다양한 출력방법연구가 이루어져 장신구에 3D 작품연구가 활발히 수행되기를 바란다.

• 한국융합학회논문지
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• 제9권8호
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• pp.171-177
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• 2018

3D 프린팅 기술에 있어서, 각각의 기술들은 고품질의 출력물을 얻기 위해서는 최적화해야 할 다양한 인자들을 가지고 있다. FDM (fused deposition modeling) 방식의 3D 프린터 또한 최적화해야 할 다수의 인자들이 있다. 그 중에서도 노즐 온도와 노즐 이송 속도는 가장 기본이 되는 인자라고 할 수 있다. 안정적인 출력이 가능한 두 인자의 조합을 찾는 것은 FDM 장비를 이용한 출력에 있어서 가장 먼저 선행되어야 할 일이다. 본 연구에서는 다양한 두 인자 조합에 따라 단일 라인 출력을 수행하였고, 얻어진 출력 결과물을 평가를 통하여 안정적인 출력이 가능한 범위를 선정하는 새로운 방법을 제시하였다. 제시한 방법을 통하여 평가한 안정적 조건 범위들을 동일 범위 조건 아래에서 다층 단일 라인 출력을 통하여 검증하였다. 그 결과, 단일 라인과 다층 단일 라인 출력이 동일한 안정적 범위를 보이고 있음을 확인 할 수 있었다. 이는 본 논문에서 제안한 단일 라인 평가법을 다층 출력의 안정성을 그대로 반영할 수 있음을 보여 준다. 이상의 결과들로 볼 때, 제안한 방법은 간단한 실험과 측정 방법을 이용하여 손쉽게 수행 될 수 있다는 점과 공정 변수들의 최적화를 위한 기본 데이터를 제공한다는 점에서도 그 의미를 찾을 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권8호
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• pp.869-874
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• 2014

임의형상 제작기술을 이용하면 원하는 형상을 빠르게 제작할 수 있다. 하지만 임의형상 제작기술을 직접 제품을 생산하기 위한 제조기술에 적용하기 위해서는 문제점들이 있다. 이에, 하나의 대안으로써 다중재료 임의형상 제작기술이 주목 받고 있다. 특히 다중재료 임의형상 제작기술을 이용하면 기존의 2 차원 PCB 와는 다른, 회로 소자의 배열 및 외부 형상의 제약이 적은 3 차원 회로 장치를 제작 할 수 있다. 본 연구에서는 3 차원 회로 장치 제작을 위하여 FDM 방식과 직접주사 방식을 통합한 장치를 설계하고, 이 장치를 이용하여 3 차원 회로장치를 제작하였다. 즉, LED와 조도센서를 이용한 3 차원 회로 장치를 제작하여 작동을 확인하였으며, 자동화된 3 차원 회로 장치의 제작을 위한 임의형상 제작 기술과 직접주사 기술이 통합된 시스템 개발에 대한 기초연구를 수행하였다.