• 대한조선학회논문집
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• 제55권2호
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• pp.136-143
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• 2018

3-D templates are produced to evaluate completeness of the shell plates during the forming process, which is an essential step for the ship production. They are mostly produced in advance during the detail/production design stage, but occasionally they are requested by the shell plate forming department, because it is impossible to predict accurately the necessities of them at the design stage. This results in a huge loss of man-hour and a bottleneck. In order to resolve this issue while reducing the dependence on other department, the process of manufacturing the 3-D templates needs to be automated. Therefore, this study proposes an automatic system that calculates the manufacturing information of the 3-D templates with only geometric information of the shell plates. The system considers the thickness and the cutting method of the parts of the 3-D templates and some options are provided to reflect the intention of the worker.

• 한국기계가공학회지
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• 제12권6호
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• pp.142-151
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• 2013

This study develops an automation system for metallic mold design that is applicable in forging non-axial symmetric parts. The metallic mold design program is used to design the metallic mold using two-dimensional axial symmetric metallic molds and to predict the stress concentration using finite element analyses. Then, the program redesigns the metallic mold using variables such as the optimal split diameter, maximum allowable inner pressure, fit tolerance, and stress distribution, which are calculated using the metallic mold design program. When the involute spur gear is forged, stress concentration occurs on the tooth root bounded at the symmetric surface. The SCM4 material is suitable for metallic molds because the stress is less than the yield strength of the insert and it acts on the tooth root regardless of the inner pressure. The metallic mold for forging non-axial symmetric parts can be designed through adjusting the magnitude of the contact pressure. The program developed in this study can be applied to metallic mold designs in involute spur gears of forging, which is an ordinary non-axial symmetric part.

• Biomedical Engineering Letters
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• 제8권4호
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• pp.337-344
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• 2018

Additive manufacturing (AM) is an alternative metal fabrication technology. The outstanding advantage of AM (3D-printing, direct manufacturing), is the ability to form shapes that cannot be formed with any other traditional technology. 3D-printing began as a new method of prototyping in plastics. Nowadays, AM in metals allows to realize not only net-shape geometry, but also high fatigue strength and corrosion resistant parts. This success of AM in metals enables new applications of the technology in important fields, such as production of medical implants. The 3D-printing of medical implants is an extremely rapidly developing application. The success of this development lies in the fact that patient-specific implants can promote patient recovery, as often it is the only alternative to amputation. The production of AM implants provides a relatively fast and effective solution for complex surgical cases. However, there are still numerous challenging open issues in medical 3D-printing. The goal of the current research review is to explain the whole technological and design chain of bio-medical bone implant production from the computed tomography that is performed by the surgeon, to conversion to a computer aided drawing file, to production of implants, including the necessary post-processing procedures and certification. The current work presents examples that were produced by joint work of Polygon Medical Engineering, Russia and by TechMed, the AM Center of Israel Institute of Metals. Polygon provided 3D-planning and 3D-modelling specifically for the implants production. TechMed were in charge of the optimization of models and they manufactured the implants by Electron-Beam Melting ($EBM^{(R)}$), using an Arcam $EBM^{(R)}$ A2X machine.

• 한국분말재료학회지
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• 제25권6호
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• pp.475-481
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• 2018

Selective laser melting (SLM), a type of additive manufacturing (AM) technology, leads a global manufacturing trend by enabling the design of geometrically complex products with topology optimization for optimized performance. Using this method, three-dimensional (3D) computer-aided design (CAD) data components can be built up directly in a layer-by-layer fashion using a high-energy laser beam for the selective melting and rapid solidification of thin layers of metallic powders. Although there are considerable expectations that this novel process will overcome many traditional manufacturing process limits, some issues still exist in applying the SLM process to diverse metallic materials, particularly regarding the formation of porosity. This is a major processing-induced phenomenon, and frequently observed in almost all SLM-processed metallic components. In this study, we investigate the mechanical anisotropy of SLM-produced 316L stainless steel based on microstructural factors and highly-oriented porosity. Tensile tests are performed to investigate the microstructure and porosity effects on mechanical anisotropy in terms of both strength and ductility.

• 한국분말재료학회지
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• 제29권1호
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• pp.14-21
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• 2022

In the powder bed fusion (PBF) process, a 3D shape is formed by the continuous stacking of very fine powder layers using computer-aided design (CAD) modeling data, following which laser irradiation can be used to fuse the layers forming the desired product. In this method, the main process parameters for manufacturing the desired 3D products are laser power, laser speed, powder form, powder size, laminated thickness, and laser diameter. Stainless steel (STS) 316L exhibits excellent strength at high temperatures, and is also corrosion resistant. Due to this, it is widely used in various additive manufacturing processes, and in the production of corrosion-resistant components with complicated shapes. In this study, rectangular specimens have been manufactured using STS 316L powder via the PBF process. Further, the effect of heat treatment at 800 ℃ on the microstructure and hardness has been investigated.

• 대한치과기공학회지
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• 제46권1호
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• pp.1-7
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• 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.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제27권6호
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• pp.83-88
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• 2013

최근 원자력 발전소의 방사능 누출 사고, 삼성 불산 유출사건 등의 재난과 같은 사고는 사람이 직접 복구 작업이나 관리하기 매우 위험하다. 따라서 사람을 대신해 사고장소의 정찰이나 작업을 할 수 있는 무인로봇의 활용이 필요하며, 이를 위해 Mbed (ARM 프로세서)에서 온도/가스 센서와 습도 센서를 이용해 캠 카메라를 통해 영상을 전송받을 수 있도록 하여 시설물 곳곳을 감시할 수 있는 감시스마트로봇을 설계 시험하였다. 또한 외부에서도 인터넷망만 접속되면 HTTP Server를 통하여 PC, Android로 원격조종을 할 수 있도록 하여 시간, 장소에 관계없이 로봇을 원하는 곳으로 주행할 수 있도록 하였다. 이와 같은 감시스마트로봇은 24시간 감시 할 수 있으므로 사고발생의 최소화 및 범죄예방 등의 여러 목적으로 활용할 수 있고 사고 발생 시 빠른 대응을 할 수 있다. 아울러 사람대신 사용할 수 있으므로 인건비를 절감하여 경제적인 효과까지 기대할 수 있다.

• 치위생과학회지
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• 제15권4호
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• pp.393-398
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• 2015

성공적인 보철치료를 위해서 가장 필요한 선행조건 중 하나는 환자의 구강과 정확한 모형의 제작이다. 최근 치과용 캐드캠을 이용한 보철물의 제작 수요가 증가함에 따라 본 연구에서는 총의치 제작을 위한 디지털 모형의 정확도를 평가함으로써 해당 임상가(치과의사, 치과위생사, 치과기공사)들에게 참고자료를 제시하고자 하였다. 이를 위해 기존 아날로그 제작 방식에 의한 석고 모형(대조군)과 이를 스캔하여 제작한 디지털 모형(실험군)을 각각 20개씩 제작 후 정확도 평가를 위한 6개의 계측지점을 선정하였다. 두 집단의 모형에서 측정된 6개의 계측지점의 평균을 비교 평가하는 방식으로 디지털 모형의 정확도를 평가하였다. 본 연구 결과 치과용 스캐너를 이용하여 제작된 디지털 모형이 아날로그 모형보다 작게 제작된다는 것을 알 수 있었으나 이는 통계적으로 유의하지 않았다. 또한 두 집단의 모형들에서 측정된 계측거리의 평균의 차이는 계측거리 별로 0.05~0.45 mm로 조사되었는데, 이러한 차이는 기존 선행 연구들에 근거하였을 때 그 정도가 미비한 것으로써 최종 보철물의 성패에는 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있었다. 최근 치과용 캐드캠을 이용한 보철물의 제작 수요는 증가하고 있는데 반해 디지털 모형의 정확도와 관련한 연구는 매우 부족한 것을 감안하였을 때 본 연구는 관련 실험을 통해 결과를 도출하여 해당 임상가(치과의사, 치과위생사, 치과기공사)들에게 참고자료를 제시하고자 하였다는 점에서 의의가 있다고 생각된다. 본 연구 결과들을 종합하고, 선행 연구들의 결과에 비추어 보았을 때 치과용 캐드캠을 이용한 총의치 제작 시 제작되는 디지털 모형은 임상적으로 허용이 가능할 것으로 기대된다.

• 대한치과보철학회지
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• 제59권1호
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• pp.97-106
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• 2021

임플란트를 사용한 수복치료에서는 보철물을 위한 이상적인 위치에 임플란트가 식립되어야 한다. 치조골이 부족한 환자의 경우에는 최종 보철물을 위한 적절한 연조직 및 경조직 지지를 얻기 위해서 수술적인 처치를 포함한 구강내 처치를 필요로 하게 된다. CAD-CAM 기술을 활용한 보철물 설계는 위와 같은 수술적 처치의 필요성에 대해 임상가가 사전적으로 평가해볼 수 있는 청사진을 제시해준다. 본 증례에서는 CAD-CAM system을 통해 환자의 치료 전 구내상황, 수술적 처치에 대한 예상, 일련의 임시 보철물을 반영하여 최종 보철물을 계획하고 제작하였다. 최종 보철물을 반영하여 제작한 수술용 가이드를 사용하여 임플란트를 식립함과 동시에 치조골 증대술을 시행하였다. 이후 CAD-CAM을 활용하여, 맞춤형 지대주와 1차 및 2차 잠정 수복물을 디자인하고 제작하였으며, 환자의 구내에서 평가를 거친 2차 잠정 보철물과 동일한 형태의 최종 보철물을 제작하였다. 저작, 발음, 심미 기능에 있어서 환자와 술자 모두 만족할만한 결과를 얻을 수 있었다.

• 구강회복응용과학지
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• 제40권2호
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• pp.72-81
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• 2024

목적: 본 연구의 목적은 가철성 다이 시스템으로 제작된 작업 모형과 솔리드 작업 모형을 이용해 치과용 캐드캠 시스템(CAD/CAM)으로 제작된 지르코니아 3본 고정성 치과 보철물의 변연 및 내부 적합성을 평가하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 하악 우측 제1소구치와 하악 우측 제1대구치에 지르코니아 크라운을 위한 치아 삭제 프로토콜을 수행하고, 하악 우측 제2소구치가 없는 레퍼런스 모델을 만들었다. 레퍼런스 모델은 폴리비닐 실록산 인상체를 사용하여 복제되었고, 일반적인 치과 기공 절차에 따라 20개의 작업 모형이 제작되었다. 비교 분석을 위해, 10개의 지르코니아 3본 고정성 치과 보철물은 가철성 다이 시스템에서, 나머지 10개는 솔리드 작업 모형에서 제작되었다. 모든 작업 모형은 치과용 데스크탑 스캐너를 사용하여 디지털화되었고, 캐드 소프트웨어에서 보철물을 설계하였다. 최종 3본 고정성 치과 보철물은 밀링 과정을 통해 제작되었다. 변연 및 내부 적합도 평가는 레퍼런스 모델에 제작된 보철물을 위치시키고, 디지털 평가 방법으로 적합도가 측정되었다. 두 그룹 간의 통계 비교를 위해 Mann-Whitney U 검정이 적용되었다(α = 0.05). 결과: 가철성 다이 그룹은 솔리드 작업 모형 그룹에 비해 소구치와 대구치에서 유의하게 높은 적합도 차이를 보였으며(P < 0.05), 특히 변연 및 교합 간격에서 유의하게 높은 편차를 보였다. 색상 편차 맵에서도 가철성 다이 그룹이 변연 및 교합 영역에서 더욱 높은 편차를 보였다. 결론: 3본 고정성 치과 보철물의 적합도 차이는 가철성 다이 시스템의 작업 모형 상에서 제작된 치과 보철물에서 초래되었으며, 이를 통해 가철성 다이 제작 방법이 치과 고정성 보철물의 정확성에 영향이 있었음을 검증하였다.