• 대한기계학회논문집A
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• 제41권6호
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• pp.491-497
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• 2017

최근 3차원 프린팅 기술이 기존의 시작품 제작을 넘어서 직접 제조기술로서의 잠재력을 보이면서 많은 관심을 받고 있다. 3차원 프린팅은 기존의 제조공정으로는 불가능했던 복잡한 형상의 제작이 가능한 장점이 있으며, 이러한 장점으로 인해 경량화 구조물이나 부품이 일체화된 제품의 제조에도 사용되고 있다. 본 연구에서는 이러한 특성을 활용하여 제품의 경량화와 통기성 향상을 위한 다공성 박판 구조를 설계하였고, 유한요소해석을 통해 구조물의 굽힘강성을 비교하였다. 또한 다공성 구조물의 강성 저하를 보완하기 위한 보강설계를 수행하였고, 유한요소해석을 통해 보강구조물의 설계에 따른 굽힘강성 변화를 고찰하였으며 반응표면분석을 통해 설계변수의 최적화를 수행하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제18권1호
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• pp.98-103
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• 2001

Machining is the commonly used process in the manufacturing of prototypes. This process offers several advantages, such as rigidity of the machine, precision of the machine, precision of the operation and specially a quick delivery. The weight and immobility of the machine support and immobilize the part during the operation. However, despite these advantages it shows, machining still presents several limitations. The immobilization, location and support of the part are referred to as fixturing or workholding and present the biggest challenge for time efficient machining. So it is important to select and design the appropriate fixturing assembly. This assembly depends on the complexity of the part and the tool paths and may require the construction of dedicated fixtures. With traditional techniques, the range of fixturable shapes is limited and the identification of suitable fixtures in a given setup involves complex reasoning. To solve this limitation and to apply the automation, this paper presents the Reference Free Part Encapsulation(RFPE) and implementation of the encapsulation system. The feature-based modeling system and the encapsulation system are implemented. The small part of which it is difficult to find out the appropriate fixturing assembly is made by this system.

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

• 전자공학회논문지SC
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• 제42권1호
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• pp.1-11
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• 2005

본 연구에서는 다양한 재료의 시트(Sheet)를 각각 절단하여 적층하는 방법으로 기존 적층조형법과는 다른 쾌속 임의형상제작 시스템인 CAFL/sup VM/(Computer Aided Fabrication of Lamination for Various Material)을 제안한다. 이러한 조형 방법은 가공 속도를 빠르게 하며 복잡한 후처리 과정을윽 대폭 줄일 수 있고, 여러 가지 재료가 사용 가능한 장점을 지니고 있다. 이러한 목적으로 개발된 2자유도의 X-Y테이블 형태의 CAFL/sup VM/은 레이저빔으로 시트(Sheet)를 절단, 적층하여 조형물을 완성하는 새로운 고속적층 시스템으로 가능성을 검증하였다. 하지만 2자유도 시스템은 X-Y 평면을 이동하는 작업공간에 수직으로 레이저 가공이 이루어지는 방법으로, 조형된 사물의 표면에 계단 형상이 나타나는 표면정밀도상의 문제점을 드러낸다. 이러한 문제점을 해결하고자 2자유도에 3자유도를 추가한 5자유도 시스템을 제안하여 레이저의 경사절단이 가능하게 함으로서 조형된 사물의 표면 정밀도를 높이고, 일정한 패턴의 모양을 갖는 조형물 가공의 경우 여러 시트(Sheet)가 적층되는 부분을 한번에 가공할 수 있도록 하여 보다 빠르고 정밀한 5자유도 매니퓰레이터 CAFL/sup VM/ 시스템을 설계한다. 즉, 정속경로제어와 경사각절단제어를 구현하고 그 외에 수반된 자동화 CAFL/sup VM/ 시스템을 구현하는 것이 본 논문의 목적이다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1214-1218
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• 2005

As demands for precision parts are increased, existing methods to fabricate them such as MEMS, LIGA technology have the technical limitations like high precision, high functionality and ultra miniaturization. A micro-stereolithography technology based on $DMD^{TM}$(Digital Micromirror Device) can meet these demands. In this technology, STL file is the standard format as the same of conventional rapid prototyping system, and 3D part is fabricated by stacking layers that are sliced as 2D section from STL file. Whereas in conventional method, the resin surface is cured as scanning laser beam spot according to the section shape, but in this research, we use integral process which enables to cure the resin surface at one time. In this paper, we deal with the dynamic pattern generation and $DMD^{TM}$ operation to fabricate micro structures. Firstly, we address effective slicing method of STL file, conversion to bitmap, and dynamic pattern generation. Secondly, we suggest $DMD^{TM}$ operation and optimal support manufacturing for $DMD^{TM}$ mounting. Thirdly, we examine the problems on continuous stacking layers, and their improvements in software aspects.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제12권12호
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• pp.119-125
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• 2012

산업구조의 발전에 따라서 제품의 기능이 변화하고 그 결과에 따라 제품의 크기, 무게가 결정된다고 해도 과언이 아닐 것이다. 우리가 실생활에 주로 사용하는 중소형의 생활기기를 개발하는데 많은 시간이 소요되었다. 많은 시간이 소요되던 개발시간을 단축시키는 방법 중의 하나로 진공주형기의 등장은 디자인프로세스를 획기적으로 단축시키는 방법이었다. 간단하게 시제품을 만드는데 있어 크기와 형태에 제안은 있지만 단 몇 시간 안에 복제 또는 간단한 형상을 제작 가능하다. 본 논문은 진공주형의 제작 및 사용방법 중심으로 디자인개발과 가치를 향상 시키고 기업의 생산성과 경쟁력을 통한 산업구조의 체질적 취약성을 보안하고 급변하는 산업 구조 하에서 시대적 요구에 맞는 경제성장을 위하여 미래의 부가가치로 실현 시킬 수 있는 분야로써 진공주형을 통한 디자인개발의 역할을 검토 제안하는데 연구의 목적을 두었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제19권7호
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• pp.71-79
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• 2002

A new rapid prototyping process, Variable Lamination Manufacturing using a 4-axis-controlled hotwire cutter and expandable polystyrene foam sheet as a laminating material of the part (VLM-S), has been developed to reduce building time and to improve the surface finish of parts. The objective of this study is to reconstruct the surface of the original 3D CAD model in order to generate mid-slice data using the advancing front technique. The generation of 3D layers by a 4 axis-controlled hot-wire cutter requires a completely different procedure to generate toolpath data unlike the conventional RP CAD systems. The cutting path data for VLM-S are created by VLM-Slicer, which is a special CAD/CAM software with automatic generation of 3D toolpath. For the conventional sheet type system like LOM, the STL file would be sliced into 2D data only. However, because of using the thick layers and a sloping edge with the firstorder approximation between the top and bottom layers, VLM-Slicer requires surface reconstruction, mid-slice, and the toolpath data generation as well as 2D slicing. Surface reconstruction demands the connection between the two neighboring cross-sectional contours using the triangular facets. VLM-S employs thick layers with finite thickness, so that surface reconstruction is necessary to obtain a sloping angle of a side surface and the point data at a half of the sheet thickness. In the process of the toolpath data generation the surface reconstruction algorithm is expected to minimize the error between the ruled surface and the original parts..

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권3호
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• pp.181-186
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• 2017

점진 판재 성형은 금형을 제작하지 않고 판재를 가공하는 방법으로써 빠른 시제품 제작과 소량 생산에 적합한 성형법이다. 이러한 점진 판재 성형의 공정 변수로 공구 직경, 매 스탭당 z-방향 깊이, 공구 이송속도, 공구 회전 속도 등은 성형품의 품질에 크게 영향을 미친다. 본 연구에서는 Al5052-O(0.8mm) 판재를 사용하여 Varying Wall Angle Conical Frustum 모델의 점진성형을 실시하였으며, 각각의 변수들의 조합에서 성형성을 판단하였다. 다구찌 기법을 사용하여 점진성형 변수들의 조합을 찾아내고, 그레이 관계형 최적화를 통하여 최적 성형 변수 값의 조합을 찾아 내였다. 최종 성형물의 품질은 성형성, 스프링 백, 두께 감소량을 측정하여 판단하였다. 본 연구의 실험 조건에서의 최적의 변수 조합은 공구직경 6 mm, 회전속도 60rpm, 매 스탭당 z-방향 깊이 0.3 mm, 이송속도 500 mm/min으로 판단되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.560-567
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• 2020

점진판재성형은 금형을 제작하지 않고 판재를 가공하는 방법으로서 빠른 시제품 제작과 소량 생산에 적합한 성형법이다. 이러한 점진판재성형의 공정 변수로 공구 직경, 매 스탭당 Z-방향 깊이, 공구 이송 속도, 공구 회전 속도 등은 성형품의 품질에 크게 영향을 미친다. 본 연구에서는 두께가 1.0mm인 Al3004판재를 사용하여 원뿔절두체(VWACF: Varying Wall Angle Conical Frustum) 모델의 점진성형을 실시하였으며, 각각의 변수들의 조합에서 성형성을 판단하였다. BP신경망 (BPNN: Back Propagation Neural Network)를 기반으로 Minitab 소프트웨어를 사용하여 성형 각도를 예측하는 2 차 수학적 모델을 구축하였다. 또한 이 모델을 유전 알고리즘의 목적함수로 사용하였으며 최대 성형 각도로 얻기 위한 최적의 변수 조합을 찾아내었다. 공구 직경은 6mm, 회전 속도는 180rpm, Z-방향 피치는 0.401mm, 이송 속도는 772.4mm/min일 경우 가장 큰 성형 각도인 87.071°를 갖는 컵을 성형할 수 있었다.

• 대한치과기공학회지
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• 제40권4호
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• pp.209-215
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• 2018

Purpose: The purpose of this study was to evaluate the clinical acceptability of the marginal and internal gap of Co-Cr metal copings fabricated with stereolithography (SLA). Methods: Titanium master dies were milled after scanning of the prepared tooth (n=30). For group I, Co-Cr metal copings were made from conventional lost-wax technique(LWT, n=10). For group II, the master dies were scanned and designed with CAD system. Then, metal copings were milled with Co-Cr(SUB, n=10). For group III(ADD, n=10), the scanning and design procedures were same as group II and burn-out resins were fabricated with SLA device. The marginal and internal discrepancies were measured under an optical microscope(100x) on ten reference points and were statistically analyzed with one-way ANOVA(${\alpha}=.05$). Results: The mean total discrepancies were $53.76{\pm}12.42{\mu}m$ in the LWT group and $69.82{\pm}15.48{\mu}m$ in the ADD group. The SUB group showed the largest total mean value $110.33{\pm}13.77{\mu}m$. There was statistically significant difference between the SUB and the other groups(P<0.05). Conclusion : Co-Cr metal copings fabricated with SLA technology showed clinically acceptable value on marginal and internal gap and there was no statistically significant difference between conventional lost-wax technique and SLA.