• 접착 및 계면
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• 제21권3호
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• pp.93-100
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• 2020

적층제조법 기반의 3D 프린팅 기술은 사용자가 원하는 상품을 출력하여 제공하지만 고온의 사용 환경 및 용융된 필라멘트 수지의 냉각 과정에서 변동적 수축현상이 발생하여 상품의 출력편차를 야기한다. 본 연구에서는 출력물의 들뜸과 뒤틀림을 방지하고 정밀한 형상의 고품질 출력물을 제작하기 위하여 3D 프린터 빌드시트용 아크릴 점착제를 연구하였다. 고온에서 점착특성이 유지되고 점착제로부터 출력물의 안착과 원활한 탈거를 위해 부착성과 강인성이 우수하고 높은 유리전이온도를 갖는 4-acryloylmorpholine (ACMO)를 첨가하여 무용제 타입의 점착제 조성물을 설계하였다. 단량체의 후첨가방식을 사용하여 두 단계를 통해 아크릴 조성물을 합성하였고, 합성된 조성물로 코팅한 점착제 필름을 다각도에서 분석하였다. 그 결과 제조된 점착제는 높은 유리전이온도를 보이고 열처리 전/후에 따른 박리강도 차이가 보이지 않았으며, 유변학적 물성 분석을 통해 점착제의 우수한 접착력 뿐만 아니라 변형 없이 탈착이 가능한 물성을 갖음을 확인하였다. 본 연구에서 제조된 점착제를 3D 프린터의 빌드시트로 활용하였을 때 안착성 및 작업성이 양호하고 출력편차가 적은 출력물을 얻었다. 기존 판매중인 빌드시트와 비교하였을 때 본 연구에서 제조한 점착제 위에서는 출력물이 원활하게 탈거가 가능하기 때문에 FDM 방식 3D프린터의 사용자들에게 작업 편의성을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 복식문화연구
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• 제30권3호
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• pp.403-413
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• 2022

The purpose of this study was to develop a 3D mesh-type impact protection pad with excellent motion adaptability and functionality by applying 3D printing technology. The hexagonal 3D mesh, which constitutes the basic structure of the pad, comprises two types: small and large. The bridge connecting the basic units was designed as the I-type, V-type, IV-type, and VV-type. After evaluating the characteristics of the bridge, it was found that the V-type bridge had the highest flexibility and tensile elongation. The hip joint pad and knee pad were completed by combining the hexagonal 3D mesh structure with the optimal bridge design. The impact protection pad was printed using a fused deposition modeling-type 3D printer with a filament made of thermoplastic polyurethane material, and the protection pad's performance was evaluated. When an impact force of approximately 6,500N was applied to the pad, the force attenuation percentage was 78%, and when an impact force of approximately 8,000N was applied, the force attenuation percentage was 75%. Through these results, it was confirmed that the 3D-printed impact protection pad with a hexagonal 3D mesh structure connected by a V-shaped bridge developed in this study can adapt to changes in the body surface according to movement and provides excellent impact protection performance.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.1091-1097
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• 2023

볼루스는 방사선치료에서 피부면이 경사지거나 요철이 있는 경우 종양에 균등한 선량을 처방 시 사용된다. 이때, 피부면에 선량은 증가하게 나타난다. 환자의 고유한 신체 구조와 불규칙한 피부로 인해 볼루스와 피부 사이 공극이 발생할 수 있어 치료의 정확성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 기존 볼루스와 3D 프린팅으로 자체 제작된 볼루스를 비강 부위에 적용하여 치료계획 후 표면선량과 광자극발광선량계(Optically Stimulated Luminescence, OSL)로 직접 측정한 선량과 차이는 기존의 볼루스 97%, PLA 100.33%, ePETELA 75A의 경우 100.53%, ePETELA 85A는 100.36%의 비율로 나타났다. 재질별 측정값과 치료계획값이 오차가 적다는 걸 확인할 수 있었다. 또한, 기존 볼루스를 적용하였을 때와 비교 시 -3%에서 3D 프린팅 볼루스는 +0.5% 이내의 차이를 확인할 수 있어 3D 프린팅을 통해 제작된 맞춤형 볼루스는 기존 볼루스의 단점을 보완할 수 있을 것으로 사료된다.

• 분석과학
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• 제34권2호
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• pp.87-98
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• 2021

In this study, we developed the nanoparticle multi-generator by 3D printer fusion deposition modeling (FDM) method that can reliably generate and deliver nanoparticles at a constant concentration for inhalation risk assessment. A white ABS filament was used as the test material, and SMPS was used for concentration analysis such as particle size and particle distribution. In the case of particle size, the particle size was divided by 100 nm or less and 100 to 1,000 nm, and the number of particles concentration, mass concentration, median diameter of particles, geometric average particle diameter, etc were measured. The occurrence conditions were the extruder temperature, the extruding speed of the nozzle, and the air flow rate, and experiments were conducted according to the change of conditions including the manufacturer's standard conditions. In addition, the utility of inhalation risk assessment was reviewed through a stability maintenance experiment for 6 h. As a result of the experiment, the size of the nanoparticles increased as the discharger temperature increased, as the discharge speed of the nozzle increased, and as the air flow rate decreased. Also, a constant pattern was shown according to the conditions. Even when particles were generated for a long time (6 h), the concentration was kept constant without significant deviation. The distribution of the particles was approximately 80 % for particles of 60 nm to 260 nm, 1.7 % for 1 ㎛ or larger, 0.908 mg/㎥ for the mass concentration, 111 nm for MMAD and 2.10 for GSD. Most of the ABS particles were circular with a size of less than 10 nm, and these circular particles were aggregated to form a cluster of grape with a size of several tens to several hundred nm.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.54-59
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• 2020

콘크리트의 품질에 큰 영향을 미치는 중요 자재인 굵은 골재는 채취장소, 생산방법 등에 따라 다양하게 생산된다. 현재 건설업계는 굵은 골재의 안정적인 공급과 표준적인 품질 확보 방안이 필요한 실정이다. 본 연구는 굵은 골재를 3D 프린팅으로 제작하여 사용하는 것이 이 문제 해결에 도움이 되는지를 검토하는 것이 목적이다. 3D 프린팅을 위한 필라멘트는 검토 결과 ABS 필라멘트가 선정되었다. 굵은 골재의 설계는 CATIA를 사용했으며, 제작은 CUBICON Single Plus를 사용하였다. 공시체는 3개의 AE제를 사용 것과 3개의 그렇지 않은 것 등 총 6개를 제작한 후 28일 동안 수중 양생하였다. 압축강도 시험 결과 AE제를 사용할 경우 콘크리트표준시방서에서 규정한 경량콘크리트 설계기준의 최저 압축강도 이상이 발현됨을 확인했다. 이는 3D 프린터로 제작한 굵은 골재가 경량콘크리트의 굵은 골재로 사용될 가능성이 있음을 시사한다. 특히 대량생산 체계를 갖출 경우 궁극적으로 굵은 골재의 안정적 수급과 표준적인 품질 확보라는 건설업계가 당면하고 있는 문제 해결에도 일조할 수 있을 것이다. 향후에는 3D 프린팅으로 제작한 굵은 골재의 부착력 향상 방안, 경제성 분석 등에 관한 연구를 진행할 예정이다.

• 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.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제28권1호
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• pp.33-38
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• 2017

Creating individualized build-up material for superficial photon beam radiation therapy at irregular surface is complex with rice or commonly used flat shape bolus. In this study, we implemented a workflow using 3D printed patient specific bolus and describe our clinical experience. To provide better fitted build-up to irregular surface, the 3D printing technique was used. The PolyLactic Acid (PLA) which processed with nontoxic plant component was used for 3D printer filament material for clinical usage. The 3D printed bolus was designed using virtual bolus structure delineated on patient CT images. Dose distributions were generated from treatment plan for bolus assigned uniform relative electron density and bolus using relative electron density from CT image and compared to evaluate the inhomogeneity effect of bolus material. Pretreatment QA is performed to verify the relative electron density applied to bolus structure by gamma analysis. As an in-vivo dosimetry, Optically Stimulated Luminescent Dosimeters (OSLD) are used to measure the skin dose. The plan comparison result shows that discrepancies between the virtual bolus plan and printed bolus plan are negligible. (0.3% maximum dose difference and 0.2% mean dose difference). The dose distribution is evaluated with gamma method (2%, 2 mm) at the center of GTV and the passing rate was 99.6%. The OSLD measurement shows 0.3% to 2.1% higher than expected dose at patient treatment lesion. In this study, we treated Mycosis fungoides patient with patient specific bolus using 3D printing technique. The accuracy of treatment plan was verified by pretreatment QA and in-vivo dosimetry. The QA results and 4 month follow up result shows the radiation treatment using 3D printing bolus is feasible to treat irregular patient skin.

• 한국의류산업학회지
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• 제22권6호
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• pp.834-843
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• 2020

This study develops 1/2 dress forms for draping. This study investigated the production status of domestic and foreign products in order to model their shape using CLO 3D. In addition, it developed torso-type and torso-crotch-type products that allowed for draping using a 3D printer. This study analyzed shape and size compared to developed ones after referring to the Size Korea 7th Survey data as well as seven domestic and foreign company websites. The results are follows. First, an investigation of the production status of the products for the size of most of the domestic ones (except K-4) indicated that the waist circumference was slimmer than Size Korea. Bust, waist, and hip circumferences ranged from 42.0 cm, 32.0 cm, and 45.0 cm - 49.0 cm, respectively, in Chinese products; 42.0 cm - 43.0 cm, 30.5 cm - 31.5 cm, and 46.0 cm - 46.5 cm in Japanese products; 43.0 cm, 35.0cm, and 46.5 cm in American products (Japanese body shape applied). Second, an avatar was produced on a 3D software with the average size of 20-24year-old women, and its file modified as a dress form for 3D printing with PLA filament to produce dress forms for draping, workable with pins, using quilting cotton and cotton cloth. Third, the comparisons of the form and flattening between the developed dress forms and the selling ones indicated that flattening was bigger in the waist part of the former than the latter. The waist is produced too slim in the existing dress forms; therefore, it is necessary to correct the waist circumference. Unlike existing dress forms, the developed ones were produced in proximity to the average size of 20-24 year-old women in the Size Korea 7th Survey.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.673-680
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• 2022

본 연구에서는 PLA를 기반으로 알루미늄, 나무, 구리, 카본, 대리석이 각각 20% 함유된 재질들의 CT number를 분석하고 영상에 어떠한 영향을 미치는지 분석하고자 하였다. 보급형 3D 프린터를 이용하여 5×30×30 ㎣(두께×직경×높이)의 원기둥 모양 팬텀을 제작하였다. 관전압을 80, 100, 120 kV로 변화시키고, 관전류초를 100, 200 mAs로 변화시켜 테이블 중앙에 놓인 팬텀을 총 6가지 조건으로 횡단 스캔하였다. Image J를 이용하여 원형의 ROI를 설정하고 물질부 CT number의 정량값과 주변부 CNR의 정량값을 구하였다. 물질부의 CT number 평균값은 PLA-나무20%, PLA-대리석20%, PLA-카본20%, PLA-100%, PLA-알루미늄20%, PLA-구리20% 순으로 높아졌고(p<0.05), kV 증가에 따른 CT number는 음의 상관성을 확인하였다. 주변부의 CNR값은 PLA-대리석20%, PLA-구리20%, PLA-카본20%, PLA-나무20%, PLA-알루미늄20%, PLA-100% 순으로 증가 됨을 확인하였다(p<0.05). 각 재료별 HU 값과 유사한 인체 장기는 PLA-구리20%는 치밀골, PLA-알루미늄20%는 해면골, PLA-100%는 응고된 혈액, PLA-카본20%와 PLA-대리석20%는 간, 근육, 비장, PLA-나무20%는 지방과 유사한 값이었다. 또한 모든 재료에서 필라멘트 주변부 영상을 흐리게 하는 흐림 현상을 확인하였고 특히 PLA-100%에서 영상 주변부 흐림 현상이 가장 많은 것을 확인하였다. 따라서 의료용팬텀 제작의 재질을 선정할 때 목표 장기의 HU 값을 반영하고, 팬텀 주변부의 흐림 현상을 고려하는 것이 바람직하다고 판단하며 본 연구가 기초 자료를 제공할 수 있을 것이라 사료된다.

• 한국환경보건학회지
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• 제44권6호
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• pp.524-538
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• 2018

Objective: This study aimed to identify the size distributions of particulate matter emitted during 3D printing according to operational conditions and estimate particle inhalation exposure doses at each respiratory region. Methods: Four types of printing filaments were selected: acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), polylactic acid (PLA), Laywood, and nylon. A fused deposition modeling (FDM) 3D printer was used for printing. Airborne particles between 10 nm and $10{\mu}m$ were measured before, during, and after printing using real-time monitors under extruder temperatures from 215 to $290^{\circ}C$. Inhalation exposures, including inhaled and deposited doses at the respiratory regions, were estimated using a mathematical model. Results: Nanoparticles dominated among the particles emitted during printing, and more particles were emitted with higher temperatures for all materials. Under all temperature conditions, the Laywood emitted the highest particle concentration, followed by ABS, PLA, and nylon. The particle concentration peaked for the initial 10 to 20 minutes after starting operations and gradually decreased with elapsed time. Nanoparticles accounted for a large proportion of the total inhaled particles in terms of number, and about a half of the inhaled nanoparticles were estimated to be deposited in the alveolar region. In the case of the mass of inhaled and deposited dose, particles between 0.1 and $1.0{\mu}m$ made up a large proportion. Conclusion: The number of consumers using 3D printers is expected to expand, but hazardous emissions such as thermal byproducts from 3D printing are still unclear. Further studies should be conducted and appropriate control strategies considered in order to minimize human exposure.