• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2002년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.179-182
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• 2002

Rapid Prototyping (RP) technologies provide the ability to fabricate initial prototypes from various model materials. Stratasys' Fused Deposition Modeling (FDM) is a typical RP process that can fabricate prototypes out of plastic materials, and the parts made from FDM were often used as load-carrying elements. Because FDM deposits materials in about $300\mutextrm{m}$ thin filament with designated orientation, parts made from FDM show anisotropic material properties. This paper proposes an analytic model to predict the tensile strength of FDM parts. Applying the Classical Lamination Theory, which was developed for laminated composite materials, a computer code was implemented. Tsai-Wu failure criterion was added to the code to predict the failure of the FDM parts. The tensile strengths predicted by the analytic model were compared with experimental data. The data and prediction agreed reasonably well to prove the validity of the model. In addition, a web-based advisory service was developed to provide to strength prediction and design rules for FDM parts.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.18-21
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• 2003

Fused Deposition Modeling (FDM) parts are made by piling up thin layers that cause the stair stepping effect at the surface of FDM parts. This effect brings about poor surface roughness of the part and requires additional post machining such as manual finishing that is detrimental to the part geometry and time consuming. Determining optimal build orientation for FDM parts can be one solution to minimize the post machining. However, by using the CAD model, calculating the optimal build orientation is impractical due to heavy computing process. In order to calculate the optimal build orientation with high speed. the surface roughness model based on measured data and interpolation is newly developed in this research. Also. the genetic algorithm (GA) is applied for acquiring reliable solution. Finally, It is verified from the test that the presented approach is very efficient for reducing the additional post machining process fer FDM parts.

• 한국결정성장학회지
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• 제32권1호
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• pp.33-39
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• 2022

3D 프린터 관련 특허가 만료되고 주요 기술이 공개되면서 3D 프린터 가격이 하락하면서 원하는 제품을 쉽게 찾을 수 있는 환경이 조성되고 있다. 특히 가장 저렴한 FDM(Fused Deposition Modeling) 3D 프린터가 다양한 분야에서 사용되고 있다. FDM 방식은 형상을 출력할 때 특정 조건이상에서는 지지대(Support)를 붙여야만 형상의 무너짐 없이 제작이 가능하다. 지지대를 달지 않고 형상을 출력할 때 특정 각도에서 발생하는 불규칙한 표면은 제품에 있어서는 불량이지만 예술과 공예적 측면에서는 또 다른 재미를 느낄 수 있는 요소로 활용될 수 있다고 사료된다. 본 논문에서는 이러한 불규칙한 표면을 얻기 위해 출력에 영향을 줄 수 있는 요인들을 제어하고 출력 각도만 변위요소로 실험하였다. 실험 결과 수직에서 62°~70°의 각도로 프린팅 시 필라멘트가 흘러내리지 않고 불규칙한 표면을 얻을 수 있었다. 또한 인위적으로 불규칙한 표면을 공예적인 제품에 적용해 보았다.

• 한국CDE학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.96-101
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• 2002

Rapid Prototyping (RP) technology has been advanced to fabricate initial prototypes from various materials. Stratasys′ Fused Deposition Modeling (FDM) is one of the typical RP processes that provide functional prototypes of ABS plastic. In order to predict the behavior of final ABS parts, it is critical to understand the material properties of the raw FDM process material, and the effect that FDM build parameters have on the FDM part. In this paper, we seek to characterize the properties of ABS parts fabricated by the FDM 1650. Using the Design of Experiment (DOE) approach, the process parameters of FDM, such as raster orientation, air gap, bead width, color, and model temperature were examined. Tensile strengths of crisscross specimens, 〔45°/-45°〕, cross specimens, 〔0°/90°〕, and directionally fabricated tensile specimens (〔0°〕 and 〔90°〕) were measured and compared with the injection molded FDM-ABS P400 material. For the FDM parts made with a -0.003"air gap, the typical tensile strength ranged between 50 percent and 83 percent of the strength of injection molded ABS P400. From the experiments, a couple of build rules for designing FDM parts were obtained.

• Composites Research
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• 제15권6호
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• pp.38-43
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• 2002

쾌속조형(Rapid Prototyping)기술은 다양한 형태치 재료를 사용하여 초기모형을 제작할 수 있다. Stratasys사의 FDM은 플라스틱 재료로 조형물을 제작하는 대표적인 쾌속조형공정이다. 또한 FDM으로 제작된 부품들은 하중을 받는 구조용 재료로도 사용된다. FDM은 약 300$\mu$m 두께의 가는 필라멘트의 형태의 일정한 방향으로 재료를 적층하므로, FDM으로 제작된 부품들은 이방성 재료의 성질을 나타낸다. 본 연구에서는 FDM 부품의 인장강도를 예측하기 위한 해석방법을 제시하고자 한다. 복합재를 위한 Classical Lamination Theory를 사용하여 컴퓨터 코드를 작성하였다. FDM 제품의 파괴를 예측하기 위하여 계산펀드에 Tsai-Wu failure criterion 이론을 도입하였다. 해석방법에 의해 예상되는 인장강도와 실제 실험으로 얼은 수치를 비교하였다. 예상치가 측정치에 근사한 값을 보이므로 본 계산식의 타당성이 입증되었다. 덧붙여서 FDM의 강도계산과 설계규칙이 웹기반의 제안서비스(FDMAS)에서 제공된다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.262-265
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• 2002

Fused deposition modelling(FDM) is a rapid prototyping(RP) process that fabricates part layer by layer by deposition of molten thermoplastic material extrude from a nozzle. RP system has many benefit. One of the benefit would be the ability to experiment wiか physical objects of my complexity in a relatively short period of time. But it has a matter of surface roughness and geometric accuracy. We study on Influence of angle of tangent line and area error on sphere surface roughness at fused deposition.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제16권1호
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• pp.176-181
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• 2024

The desktop-level 3D printing machines makes it easier for independent designers to produce collectible models. Desktop 3D printers that use FDM (Fused Deposition Modeling) technology usually use a minimum nozzle diameter of 0.4mm. When using FDM printers to make Gunpla models, Thin slice structures are prone to slicing errors, which lead to deformation of printed objects and reduction in structural strength. This paper aims to analyze the printing model that produces errors, control a single variable among the three variables of slice layer height, slice wall thickness and filament type for comparative testing, and find a way to avoid gaps. To provide assistance for using FDM printers to build models containing thin-walled structures.

• Elastomers and Composites
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• 제51권4호
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• pp.301-307
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• 2016

Additive manufacturing (AM), so called 3D Printing is a new manufacturing process and is getting attraction from many industries. There are several methods of 3D printing. Among them fused deposition modeling (FDM) type is most widely used by reason of cheap maintenance, easy operation and variety of polymeric materials. Articles manufactured by 3D printing have weak deposition strength compared with conventionally manufactured products. Deposition strength of FDM type 3D printed article is highly dependent of deposition temperature. Subsequently the nozzle temperature in the FDM type 3D printing is very important and it is controlled by heat source in the 3D printer. Nozzle is connected with heat block and barrel, and heat block contains heat source. Nozzle becomes hot through heat conduction from heat source. Nozzle temperature has been predicted for various thermal boundary conditions by computer simulation and compared with experimental measurement. Nozzle temperature highly depends upon thermal conductivities of heat block and nozzle. Simulation results are good agreement with experiment.

• 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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• 제41권7호
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• pp.607-612
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• 2017

최근 다양한 분야에 적용되고 있는 적층 가공 기술(AM)은 복잡한 형상 제조 및 재료 비용 절감으로 인해 혁신적인 제품 생산 방법으로 각광을 받고 있다. 그 중에서도 압출적층조형(Fused Deposition Modeling, FDM) 공정을 통한 친환경 부품 제조는 의료 분야산업에서 많은 주목을 받고 있다. 따라서, 본 논문에서는 친환경 생분해성 재료인 Poly Lactic Acid(PLA)를 사용한 FDM 공정 실험을 수행하고 제작된 적층 시편에 대한 인장 시험을 적용하여 주요 FDM 공정 변수인 적층 두께, 적층 방향, 적층 충진량이 인장 시편의 기계적 성질에 미치는 영향을 정량적 및 정성적으로 분석하고 이를 극대화하는 각 공정 변수의 최적값을 도출하였다.