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김진규(J. G. Kim),한택우(T. W. Han),박세림(S. L. Park),박승훈(S. H. Park),민경찬(K. C. Min),김욱배(W. B. Kim) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
산업용 플라스틱 펠렛을 용융하여 직접 적층에 적용하기 위한 스크류 압출기를 설계·제작하고, ABS 펠렛을 투입·가소화하여 토출되는 유량을 평가하였다. 1 kg/hr 수준의 적층 속도를 구현하기 위한 스크류 압출기의 설계 인자로서 배럴의 내경을 15 mm 로 하고 리드, 채널 폭과 깊이 등을 결정하였다. 스크류 압출기는 노즐부, 압축부, 계량부를 구분하여 각기 일정한 직경비를 배분하였다. 전체 모듈의 콤팩트화를 위해 온도 컨트롤은 압축부, 계량부, 노즐부만 한정하여 실시하였으며, 계량부와 노즐부는 동일한 온도로 설정하고, 압축부는 계량부 대비 10-30oC 낮은 온도 프로파일을 설정하였다. 온도 프로파일을 조정하면서, 노즐 직경 0.8, 1.2, 1.6, 2.0 mm 에 대해 각각 압출기의 스크류 회전속도(1-7 rpm)에 따른 압출 유량을 계측하였다. 압출 유량은 스크류 회전속도에 정비례하여 증가하였으며 이는 이론적으로 예측되는 바와 일치하지만, 온도 프로파일의 변화에 따른 유량 변화는 이론에 따른 예측치에 비해 실험치가 민감하게 변화하였다. 노즐 직경이 감소함에 따라 압출량의 감소가 있었으나 온도프로파일보다는 변동에 미치는 영향이 작다. 노즐직경 감소에 따라, 스크류 회전속도의 증가에 비례하여 압출비드의 팽창(Swelling)율이 증가하는데, 노즐 직경 0.8 mm 에서는 최대 30%까지 증가하였다. 노즐 직경을 고정하고 레이어 두께를 조정하여 적층하고 단면을 관찰하였다. 균일한 토출유량을 확보하여 양호한 적층 품질을 얻는데는 압출기 각 부의 온도 관리 영향이 가장 크다고 여겨진다. 더불어 온도 프로파일에 따라서 적층 시편의 인장시험결과에 차이를 관측할 수 있었다.
3D 스캐너를 이용한 DLP 방식 3D 프린터 출력물 치수공차 평가
최아영(A. Y. Choi),이준규(J. G. Lee),성우철(W. C. Sung),김민수(M. S. Kim),박승훈(P. H. Park),박경호(K. H. Park) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
3D 프린팅 7 가지 방식 중 DLP (Digital Light Processing)방식은 높은 해상도와 정밀도를 가지며, 면 단위 출력방식의 빠른 제작 속도로 의료 분야에 많이 활용되고 있다. 최근 치과 분야에서 3D 프린팅 활용이 증가하면서 출력물 치수 정확도에 대한 중요성이 대두되고 있다. 3D 스캐너를 이용하여 DLP (Digital Light Processing)방식 3D 프린터 출력물의 치수공차 측정을 통해 3D 프린터 출력물의 정확도 평가에 대한 방법을 제시하고자 한다. 본 논문에서 정확도 시편 출력물은 X, Y, Z 방향의 치수 측정요소를 포함한 크기가 (50 × 50 × 13) mm 인 CAD 파일로 제작하였다. X 축, Y 축 내부길이를 각각 44, 45, 46, 47 mm 로 설계하였고 Z 축 높이가 각각 다른 원기둥 5, 6, 7, 8 mm 로 하였다. 국내에서 제조된 DLP 방식 3D 프린터를 사용하여 정확도 시편 출력물을 제작하고 후처리하였다. (23 ± 2)℃에 상대습도 (50 ± 5)%에서 24 시간 전처리 후 3D 스캐너를 이용하여 정확도 시편 출력물에 대한 X, Y, Z 방향 측정요소의 치수를 측정하였고 정확도 시편 CAD 파일을 기준하여 치수공차를 평가하였다.