Nowadays, as the development paeiod of new products becomes even shorter, the importance of Rapid Prototyping Technology(RPT) has been rapidly increased. The major application of RPT is an early verification of product designs and quick production of prototypes for testing. Moreover, RPT is applied not only as a second tooling process such as mold making and investment casting but also as a creating some physical structure in medical field. Despite the remarkable progress of RPT, it is required to improve various problems resulting from application such as production time, accuracy and materials. This paper presents a laser scan path generation for accuracy of stereolithographicparts The methodology of laser scan path generation is discussed based on the stereolithography, The procedure of this research is as follows : 1) Input laser scanning conditions such as a laser beam diameter and a laser scanning interval, 2) Reconstruct original contours without self intersecting offset, 3) Calculate offset about reconstructed contours, 4) Calculate intersection points between horizontal or vertical lines and offset contours for internal hatch, 5) Decide laser shutter on/off points. The algorithm developed and programmed by C language is verified as an efficient method after testing a number of STL files of mechanical parts.
In this work, rapid prototyping and three-dimensional finite element analysis are simultaneously applied to the die design of metal forming processes. Rapid prototyping is a new prototyping technology which produces three-dimensional part models directly from CAD data and has been extensively applied to various manufacturing processes. There are many types of rapid prototyping systems due to their building principles and materials. In this work, Stereolithography Apparatus(SLA), which is the most widely used rapidprototyping system, is introduced to manufacture the die set. For general preparation of STL file, which is the standard input file of rapid prototyping system, mesh data which are used in describing the die surface in finite element analysis are translated so that rapid prototyping and finite element analysis are dffectively connected. A die set for spider forging and a clover punch for deep drawing section are manufactured effciently using SLA prototypes, and metal forming experiments are carried out using them. Comparing the result of experiments with that of analyses, the processes can be predicted and designed successfully.
The STL or Stereolithography format, established by 3D systems, gathers the geometric data of the model in a number of triangular surfaces. It can be in ASCII or binary format, and is a de facto standard in the Rapid Prototyping (RP) world. RP has developed greatly over the last ten years. In particular, improvement in materials has meant greater part accuracy and strength, which in turn has increased the range of functional applications. Future applications of RP will focus on rapid tooling and direct manufacturing. Direct manufacturing in particular may see much benefit from the incorporation of color into models. For color RP, besides designing new hardware to add color into the prototypes, it is necessary to redefine the CAD software for adding and accurately positioning color onto the model. STL cannot effectively store this kind of information. Among the existing data file formats, VRML is an acceptable one that is complimentary to existing RP processes. This paper acts as a review to discuss several methods of using VRML for coloring model data. This paper will also discuss the problems occurred in coloring the layer contours of the RP model.
경계면을 정의하는 기존의 레벨-셋 기법은 대개 수학적인 수식을 이용한다. 그러나 3차원 데카르트 좌표계에서 복잡한 경계면을 수식으로 설정하는 방식은 거의 불가능하다. 이러한 이유로 우리는 보편적으로 사용되는 스테레오리쏘그래피(STL) 형식을 매개 변수화하여 3D 캐드 형상의 내부와 외부를 구분하는 레벨-셋 경계면 설정 알고리즘을 개발하였다. 본 논문은 반응막대 실험 모사를 통해 기존의 경계면 설정 방식과 새로운 경계면 설정 방식 결과와 비교하여 이 알고리즘이 적용된 하이드로 다이내믹 솔버의 타당성을 확보하였다. 이를 통해 가연성 기체로 채워진 다양한 형상 안에서 충격파와 상호작용이 연소 폭발 천이 현상에 미치는 영향을 수치적으로 해석하였다. 또한, 실제 크기의 공장 설비에서 화염이 퍼져나가는 과정과 데토네이션 발생이 설비에 미치는 피해를 수치적으로 예측하는 시뮬레이션을 진행하였다.
골 모델제작에 사용되는 3차원 프린팅 선택적 레이저 소결(selective laser sintering; SLS) 방식과 광 경화 조형(stereo lithography apparatus; SLA) 방식은 정밀도와 해상도는 좋으나 프린터가 고가이며 운용에 전문지식이 필요하고, 전산화단층 DICOM(digital imaging and communications in medicine)영상을 STL(stereolithography)로 변환하는 프로그램도 고가여서 3차원 프린팅 업체에서 모델을 제작하여 많은 시간과 비용이 소요되므로 일반적으로 골절수술에 사용하지 못하고 있다. 골절환자의 골 모델을 제작하려면 3차원 영상변환프로그램과 3차원 프린팅시스템의 사용이 편리하고 구입 및 운용비용이 저렴해야 하며 큰 골 모델제작이 가능하여야 수술에 사용할 수 있다. 이에 본 연구에서는 DICOM Viewer OsiriX와 와이어형태의 열가소성 재료를 사용하는 용융적층조형(Fused Deposition Modeling; FDM) 방식의 3차원 프린터를 이용하여 출력 크기에 제한이 없고 적은 비용으로 유지와 제작을 할 수 있도록 일반화하여 많은 병원에서 골절수술에 사용할 수 있도록 골절수술환자의 맞춤형 골 모델을 제작할 수 있는 3차원 프린팅 시스템을 개발하였으며 정형외과학의 교육, 연구, 진료의 전 분야에 걸쳐 광범위하게 응용될 것으로 예상되며, 대학병원뿐 아니라 일반병원에서도 편리하게 사용될 것으로 기대된다.
Purpose: The purpose of this in vitro study compared to evaluation of repeatability of scanning abutment tooth stone model and impression applied CAD/CAM ISO standard in dentistry. Methods: To evaluate repeatability of scanning abutment tooth stone model, were repeatedly scanned to obtain 11 data via 3D stereolithography (STL) files. 10 data (STL files) were compared with the first 3D data (STL file), and the error sizes were measured by using 3D superimposing software(n=10). Also, the repeatability of scanning abutment tooth impression was evaluated with the same procedure. Independent t test was performed to evaluate the repeatability of scanning abutment tooth stone model versus impression through root mean square(RMS) and standard deviation(SD)(${\alpha}=0.05$). Results: $RMS{\pm}SD$ with regard to repeatability were $14.7{\pm}2.5{\mu}m$, $17.1{\pm}4.0{\mu}m$, respectively, with scanning abutment tooth stone model and impression(p=0.129). Conclusion: This study results showed a little different repeatability of scanning abutment tooth stone model and impression applied CAD/CAM ISO standard in dentistry, will suggest futures good studies and clinical advantages.
In this work, rapid prototyping and three dimensional finite element analysis are simltaneously applied to design metal forming processes. Rapid prototyping is a new prototyping technology which producess three dimensional part models directly from CAD data and has been extensively applied to various manufacturing processes. There are many types of rapid prototyping systems due to their building principles and materials. In this work, Stereolithography Apparatus (SLA) which is the most widely-used rapid prototyping system is introduced to manufacture the die set. To prepare STL file generally, mesh data which are in describing the die surface in finite element analysis are translated so that rapid prototyping and finite element analysis are effectively connected. The die sets are manufactured using SLA prototypes, and matal forming experiments are carried out using them. Comparing experiments results with analyses, the processes can be predicted and designed successfully.
본 연구의 목적은 3차원 중첩 기술 차이에 따른 디지털 치과용 지대치 인상체 및 경석고 모형의 스캐닝 정밀도를 비교 평가하는 것이다. 상악 제1 소구치 지대치 인상체와 경석고 모형를 제작했다. 청색광 스캐너로 스캔하여 stereolithography (STL)을 얻었다. 지대치 인상체와 경석고 모형에 대하여 스캐너 테이블에서 이동하지 않은 채로 10번의 추가 스캔을 수행하였다. no control과 best-fit-alignment 기술을 사용하여 지대치 인상체와 경석고 모형 스캐닝 데이터를 중첩시킴으로써 10개의 color-difference maps과 root mean square (RMS) 데이터를 얻었다. 서로 간의 그룹 사이에 RMS data를 가지고 독립 t 검정을 수행하였다(${\alpha}=0.05$). 지대치 인상체 스캐닝에 있어서 no control과 best-fit-alignment의 RMS${\pm}$StandardDeviation (SD) 값은 $6.86{\pm}0.94$, $5.04{\pm}0.24$로 나타났고, 경석고 모형 스캐닝에 있어서는 $4.98{\pm}1.16$, $3.39{\pm}0.07$로 나타났으며, 모든 그룹 간에 유의한 차이를 보였다(P<0.001). 본 연구 결과를 통해 best-fit-alignment뿐만 아니라 no control은 디지털 치과캐드캠 연구 분야 및 임상 분야에 활용될 수 있다고 생각한다.
임상에서 사용하는 진단 검사 장치인 전산화 단층촬영기와 자동화된 설계 소프트웨어(MediACE 3D Prog ram), 3D 프린터로 손목 보조기를 제작하고자 하였다. 전산화단층촬영기로 상지의 Dicom 파일을 획득한 후 MediACE 3D Program을 통해 손목 보조기를 디자인하여 "STL(stereolithography)"파일을 만들었고, 디자인된 손목 보조기는 3D 프린터를 이용하여 인쇄하였다. 3D 프린팅 기술로 제작된 손목보조기의 효용성 검증을 위해 뼈와 피부에 가해지는 압력 및 보조기의 스트레스 분포를 유한요소해석으로 나타내었다. 손목 보조기를 제작할 때 유한요소해석의 결과를 가지고 뼈와 피부가 압력에 의한 손상과 보조기의 파손이 자주 일어나는 부위를 보강하여 손목 보조기를 제작할 수 있을 것이라고 기대된다.
Background: Sexual dimorphism is important for sex determination in the field of forensics. However, sexual dimorphism is commonly assessed using cone beam computed tomography (CBCT) rather than three-dimensional (3D) modeling software; therefore, studies using a more accurate measurement approach are necessary. This study assessed the sexual dimorphism of the MS using a 3D modeling program to obtain information that could contribute to the fields of surgery and forensics. Methods: The CBCT data of 60 patients (age, 20~29 y; 30 males and 30 females) admitted to the Department of Orthodontics at the Dankook University School of Dentistry were provided in Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) format. The left MS and right MS were modeled based on the DICOM files using the Mimics (version 22; Materialise, Leuven, Belgium) 3D program and converted to stereolithography (STL) files used to measure the width, length, and height of the MS, infraorbital foramen (IOF), right MS, and left MS. The average of three repeated measurements was calculated, and a reliability test was performed to ensure data reliability (Cronbach's α=0.618). A canonical discriminant analysis was performed using a standard approach (left: Box's M=0.096; right: Box's M=0.115). Results: Males had greater values for all parameters (MS width, MS length, MS height, IOF, right MS, left MS) than females. The discriminant analysis identified six independent variables (MS width, MS height, MS length, IOF, right MS, left MS) that could identify sex. The left MS and right MS correctly identified the sex of 81.7% and 71.7% of the patients, respectively, with the left MS having higher accuracy. Conclusion: This study confirmed that, for Korean individuals, the left MS has a better ability to identify sex than the right MS. These results may contribute to sex identification in the fields of surgery and forensics.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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