In this study, H13 tool steel sculptures are built by a metal 3D printing process at various laser scan speeds. The properties of commercial H13 tool steel powders are confirmed for the metal 3D printing process used: powder bed fusion (PBF), which is a selective laser melting (SLM) process. Commercial H13 powder has an excellent flowability of 16.68 s/50 g with a Hausner ratio of 1.25 and a density of 7.68 g/cm3. The sculptures are built with dimensions of 10 × 10 × 10 mm3 in size using commercial H13 tool steel powder. The density measured by the Archimedes method is 7.64 g/cm3, similar to the powder density of 7.68 g/cm3. The hardness is measured by Rockwell hardness equipment 5 times to obtain a mean value of 54.28 HRC. The optimum process conditions in order to build the sculptures are a laser power of 90 W, a layer thickness of 25 μm, an overlap of 30%, and a laser scan speed of 200 mm/s.

This study aimed to create 3D-printed insoles for flat-footed senior men using 3D systems. 3D systems are product-manufacturing systems that use 3-dimensional technologies like 3D scanning, 3D modeling, and 3D printing. This study used a 3D scanner (NexScan2), 3D CAD programs including Rapidform, AutoCAD, SolidWorks, Nauta+ compiling program, and a 3D printer. In order to create insoles for flat-footed senior men, we analyzed horizontal sections of 3D foot scans We selected 20 flatfooted and 20 normal-footed subjects. To make the 3D insole models, we sliced nine lines on the surface of the subjects’ 3D foot scans, and plotted 144 points on the lines. We calculated the average of these 3D coordinates, then located this average within the 3D space of the AutoCAD program and created 3D sole models using the loft surface tools of the SolidWorks program. The sole models for flat feet differed from those of normal feet in the depth of the arch at the inner sideline and the big toe line. We placed the normal-footed sole model on a flat-footed sole model, and the combination of the two models resulted in the 3D insole for flat feet. We printed the 3D modeled insole using a 3D printer. The 3D printing material was an acrylic resin similar to rubber. This made the insole model flexible and wearable. This study utilized 3D systems to create 3D insoles for flat-footed seniors and this process can be applied to manufacture other items in the fashion industry as well.

In this paper, the performance of 3D game rendering with and without application of frustum culling and PVS (Potentially Visible Set) culling is evaluated in FPS(frame per second).　Both frustum culling and PVS culling are two representative methods to efficiently remove invisible contents before a rendering stage in a large 3D game scene. As a result of the performance evaluation, frustum culling and PVS culling have a large effect on rendering performance. In case of not applying any culling, the average performance is decreased by 15.8% compared to the case where all culling is applied. Also, in this paper, the number of portals for indoor static contents in the 3D game contents used in the experiment is larger, so that the application of PVS culling has more influence on the performance than frustum culling.

3D프린팅에 대한 관심이 증가함에 따라, 3D프린팅에 선행되어야 할 3D모델링 교육에 대한 관심으로 증가하고 있다. 그러나 현존하는 3D모델링 소프트웨어들은 대부분 외국 브랜드에서 개발하였고, 이에 따라 인터페이스가 모두 영어되어 있기에 이러한 용어에 익숙하지 않은 한국인 입문자들을 대상으로 3D모델링 소프트웨어 교육을 수행하기에 는 제약이 있다. 본 연구는 이러한 현실을 반영하면서 3D프린팅을 위한 한국형 3D모델링 교육용 소프트웨어를 개발할 때 고려해야할 사항이 무엇인지 탐색하기 위해 이루어졌다. 이를 위해 3D모델링 경험이 없는 사람들로 하여금 입문자들 의 접근이 용이하다고 알려진 대표적인 무료공개 3D모델링 소프트웨어 123D Design나 Tinker CAD 중 하나로 집 만들기 과제를 수행하게 한 후, 이에 대한 설문을 진행하였다. 결과적으로 Tinker CAD에 대한 사용자 경험이 123D Design에 대한 것보다 호의적이고, 전자를 경험하면서 발생한 오류가 후자를 경험하면서 발생한 오류보다 적으며, 전자에서 과업을 완료한 사람의 비율이 후자에서 과업을 완료한 사람의 비율보다 높음을 확인할 수 있었다. 종합논의에 서는 Tinker CAD의 특성(입체도형을 통해 쉽게 모델링 가능)과 웹 기반 구동방식을 적용한 입문자 교육용 3D모델링 소프트웨어 개발 및 123D Design의 특성(세밀한 치수조작과 도형정렬 가능)과 윈도우 기반 구동방식을 적용한 초?중급 자 교육용 3D모델링 소프트웨어 개발을 제안하였다.

In this paper, we developed 3D games which use lip-motion input device and displayed it on a non-glass 3D display using integral video method. The games called Jenga and Cubes are developed by using unity3D. Potential immersion and usability of games displayed by integral video method is experimentally tested. Experiment participants played the test games and are surveyed to measure immersion and potential usability. In this survey, the immersion scored 3.83 out of 5 in average, and we confirmed relatively higher satisfaction than 2D display. Positive results on implementation of non-glass 3D display on game contents are obtained from the experiment and survey.

3D프린팅 공법은 설계 데이터 및 제품의 특성에 따라 액체 또는 분말가루 형태의 폴리머, 금속 등의 재료를 사용한다. 3D프린팅 공법의 제조방식은 적층방식으로 입체구조물을 층층이 쌓아올려 3차원형상을 제조하는 방식을 말한다. 3D프린팅 기술은 30년(1980년대) 전에 개발된 기술이지만 최근 몇 년 사이에 업계의 관심이 집중되고 있다. 3D프린팅 기술의 적용범위는 기계 산업분야에서 의료분야, 항공 분야, 건설 및 토목분야 등으로 그 범위가 점점 확대되어가 고 있다 컨투어크래프팅(Contour Crafting)은 미국 남가주대학에서 15년(2000) 전에 세라믹재료를 이용하여 개발된 3D프린팅 공법이다. Trowel 구조를 도입하여 3D프린팅 공법의 핵심적 단점인 외부표면을 매끄럽게 하면서 3D자유형상을 제작하는 것이다. 현재의 이 공법은 시멘트를 이용 하여 구조물의 부가구성물뿐만이 아니라 전체구조물을 자동으로 만드는 것을 목적으로 한다. 또한 각층의 두께 및 폭이 일반 3D프린팅 공법과 비교할 수 없이 크고 넓게 함으로 건설 및 토목분야의 적용이 가능하다. 특히, 콘크리트재료를 이용하여 토목용 2차구조물 제작에 대한 기초적인 조사 및 개념을 상세히 설명된다

In this study, the heating block for 3D printer has a problem that heat is transferred to the filament guide portion to dissolve the filament, thereby preventing the filament from being discharged quickly out of the nozzle. In order to solve these problems, the cladding with different thermal conductivity was fabricated and the heating block was manufactured. The properties of the fabricated clad material and the surface temperature of the fabricated heating block were measured and the following conclusions were obtained. As a result of modeling thermal analysis of the heating block made of the clad material developed in this study rather than the existing heating block, the surface temperature of the filament guide portion was predicted to be lower than the surface temperature of the heating portion. The shear strength of the clad material developed in this study was measured and the average value of 82.8 MPa was obtained. The thermal conductivity of the existing heating block was 237W/m K at 300K. The thermal conductivity of the heating block made of the clad material ⋅ developed in this study was 81.416W/m K, which is lower than the conventional thermal conductivity. The ⋅ surface temperature of the heating block made of the clad material developed in this study is 172.3℃, which is lower than that of the conventional heating block. Future research is to evaluate the thermal distribution by using a metal with a lower thermal conductivity than carbon steel and by cladding pressure, evaluating the physical properties of the clad material, and fabricating it as a heating block.

Numerous studies have been performed on the nutritional properties and health benefits of rice bran. However no previous reports have investigated rice bran-derived products as a biomaterial for bone formation. Thus, the aim of this study was fabricate composite filaments by combining the agricultural by-product rice bran and polycaprolactone (PCL), which has high biodegradability. It is suggest a possibility as a high value-added biomaterial capable of utilizing 3D printing. First, In order to investigate the optimal ratio of rice bran and PCL, the mixing ratios were set to 0%, 10%, 20%, 50% respectively, and the mixed filaments were defined as r-PCL filaments. The r-PCL filament was analyzed by FE-SEM and EDX for morphological characteristics and mechanical characteristics were analyzed by stress-strain, water contact angle, cytotoxicity test. Our findings confirm the possibility of manufacture environmentally friendly composite bio-filaments for FDM (Fused Deposition Modeling) based 3D printing technology. Thus, we could establish biomimetic scaffolds based on bio-printer filaments mixed with agricultural by-product.

아소 화산은 일본 규슈 중앙부에 위치하며, 세계에서 가장 큰 칼데라 화산중의 하나이다. 나카다케 분화구는 아 소 칼데라의 중앙 화구군에서 유일한 활동적인 화산체이다. 2016년 10월 8일 아소 산에서 36년 만에 폭발적인 분화가 발생하였으며, 분연주가 11 km 상공까지 상승하였고 화산재는 최대 300 km 떨어진 지역에서도 확인되었다. 본 연구에 서는 미국 USGS에서 개발한 Ash3D모델을 이용하여 2016년 10월 8일의 분화에서 발생한 화산재의 확산과 침적에 대 한 수치모의를 실시하였다. 수치모의 결과 분화에 의해 발생한 화산재는 아소 칼데라 화산의 동쪽과 북동쪽으로 확산되 어 우리나라에는 피해를 주지 않는 것으로 나타났으며, 동북동 방향으로 최대 400 km 이상 먼 곳까지 침적되는 것으로 나타났다. 본 연구의 수치모의 결과는 관측 확인된 화산재 침적 결과와 대체로 일치하였다. 빠른 화산재 재해 예보를 위하여 Ash3D를 이용한 수치모의가 유용하게 쓰일 수 있을 것이다.

In this study, a numerical approach for automotive louvered fin heat exchanger is carried out to investigate the effect of louvered angle on the heat transfer characteristics. The numerical simulation code STAR-CCM+ is utilized to calculate flow and temperature fields with polyhedral meshes. The results show that the flow efficiency is increased as the louver angle is high. Also, the outlet temperatures are nearly the same according to louver angles because the average Nusselt numbers are nearly equivalent regardless of louver angle.

In commercial game engines, a method of constructing objects by combining components is often used. Components can be assembled and used at any time as needed. In this paper, the 3D game is developed by applying the component method, which is the object creation method widely used in the commercial game engine, in the DirectX 11 environment. There are four kinds of components used in the in-house 3D game. These are four components such as transform, mesh, script, and collider. The component generation method used in this paper shows very good operation efficiency in terms of reusability. This paper also applied tangent space normal mapping to static and dynamic objects and analyzed performance at various screen resolutions. Performance analysis showed that the average rendering speed was 64.6% higher on the low resolution screen than on the high resolution screen. And the rendering speed of model G with normal mapping to all objects among the 8 simulation models is improved by 19.2% compared with model B without normal mapping. The presence or absence of normal mapping has the greatest effect on rendering speed.

삼차원(3D) 프린터의 개발과 보급에 따라 현대의 소비자들은 자신이 원하는 제품을 집에서 3D프린팅 할 수 있는 시대에 살고 있다. 3D프린팅을 통해 소비자 맞춤형 제작이 활성화되기 위해서는 3D프린터와 호환되는 디지털 설계도 를 소비자 스스로 제작할 수 있어야 한다. 또한 최적의 프린팅 재질과 온도를 설정할 수 있어야 하고 3D프린터의 유지보수에 비용을 감당해야 한다. 더하여 혹시 있을지 모르는 디자인에 대한 지식재산권 문제에 대응할 수 있어야 한다. 그러나 실상 소비자가 이러한 문제들에 대응하기는 어렵기 때문에 소비자가 원하는 방향으로 3D프린팅을 대행해 줄 수 있는 서비스가 개발될 필요가 있다. 이런 동기에서 출발한 본 연구는 소비자가 원하는 3D프린팅 서비스 방식이 무엇인지에 통찰을 얻기 위해 세계적인 온라인 3D프린팅 제품판매 업체인 Shapeways (www.shapeways.com)에 대한 사용자 경험을 다양한 측면에서 탐색하였다. 그 결과 Shapeways의 사용성, 검색과정, 가격 적절성, 재방문의도, 디자인 의 다양성, 디자인 만족도에 대한 양적 평가에서 전반적으로 낮은 평가를 받았다. 또한 다양한 언어지원, 제품 제작과정 공개 및 온-오프라인 사이트 동시운영, 디자이너 중심의 소비자 맞춤형 제작 서비스, 배송 안전성과 제품 내구성에 대한 확신을 줄 수 있는 서비스, 표면의 마감처리 서비스가 필요하다는 건설적인 의견을 통해 소비자 맞춤형 3D프린팅 서비스에 대한 통찰을 획득하였다. 본 연구가 3D프린팅 서비스 플랫폼 개발뿐 아니라, 관련된 산업 및 연구에도 폭넓은 시사점을 줄 것으로 기대한다.

투과와 반사 타입의 네 가지 홀로그램을 동일한 공간에서 촬영할 수 있는 하이브리드 기록 시스템에 대해 연구하였다. 하이브리드 기록 시스템은 빔 스프린트와 스페셜 필터, 셔터를 적재적소에 설치해 간섭무늬를 만드는 빛 의 경로를 변화시켜 홀로그램을 촬영할 수 있게 했다. 기록 시스템은 노광 공간을 최소화 하였고 홀로그램 카메라로 적용할 수 있게 했다. 프레넬 홀로그램은 오브젝트를 좌우 방향에서 조명하여 고효율의 입체 영상이 표시되게 제작했 다. 리프만 홀로그램은 프레넬 홀로그램에서 공액으로 재생 된 실상을 이용하여 촬영했다. 데니슈크 홀로그램은 기록 재료의 뒷면에 오브젝트를 설치하여 노광했다. 기록재료는 빔 스프린터의 역할을 했다. 하이브리드 기록 시스템은 네 가지 홀로그램을 독립적이고 유기적으로 제작하기에 적합하였다. 한 대의 레이저로 구성 된 하이브리드 기록 시스템 에 의해 안정적으로 프레넬 홀로그램, 리프만 홀로그램, 데니슈크 홀로그램을 제작하기에 적합하였다. 하이브리드 기 록 시스템을 도입하여 투과와 반사 타입의 홀로그램을 제작 할 수 있었고 홀로그램 카메라로 실현 가능하다는 것을 확인하였다.

Foods are becoming more customized and consumers demand food that provides great taste and appearance and that improves health. Food three-dimensional (3D)-printing technology has a great potential to manufacture food products with customized shape, texture, color, flavor, and even nutrition. Food materials for 3D-printing do not rely on the concentration of the manufacturing processes of a product in a single step, but it is associated with the design of food with textures and potentially enhanced nutritional value. The potential uses of food 3D-printing can be forecasted through the three following levels of industry: consumer-produced foods, small-scale food production, and industrial scale food production. Consumer-produced foods would be made in the kitchen, a traditional setting using a nontraditional tool. Small-scale food production would include shops, restaurants, bakeries, and other institutions which produce food for tens to thousands of individuals. Industrial scale production would be for the mass consumer market of hundreds of thousands of consumers. For this reason, food 3D-printing could make an impact on food for personalized nutrition, on-demand food fabrication, food processing technologies, and process design in food industry in the future. This article review on food materials for 3D-printing, rheology control of food, 3D-printing system for food fabrication, 3D-printing based on molecular cuisine, 3D-printing mobile platform for customized food, and future trends in the food market.

BIM 설계에서 라이브러리의 구축 및 활용은 매우 중요하다. 기존 컨텐츠의 재활용이 가능하므로, 설계를 보다 효과적이 고 효율적으로 진행할 수 있다. 건축분야와 달리 토목분야, 특히 철도시설분야에서는 라이브러리의 구축 및 표준화가 미진하 다. 따라서 본 연구에서는 철도시설분야에 3차원 객체 라이브러리를 구축하고 표준화하고자 한다. 철도시설물 분류체계 및 관련도면을 수집 및 분석한다. 분석된 표준도면의 항목과 분류체계 항목을 매칭하였다. 각 항목별로 라이브러리가 필요한지 여부와 그럴 경우 어떤 소프트웨어가 적절한지를 검토하였다. 사용가능한 소프트웨어는 주로 Civil 3D와 Revit 등으로 나타 났다. 향후 이를 바탕으로 철도인프라 3차원 라이브러리의 속성 항목 및 명세서를 설계하고 라이브러리를 구축할 예정이다

In the Korean fashion industry, 3D printing systems are considered as new technology and a new opportunity. With 3D printers, consumers can be manufacturers and individuals can develop businesses with little upfront capital. In this study, a dress form for the typical Korean women’s body shape was developed using 3D technology (3D scanning, 3D modeling, and 3D printing). Ten women with apparel sizes 85-91-160 were selected from 3D body-scan data collected by SizeKorea of 201 women aged 25 to 34 (2010). First, 15 horizontal cross-sections were collected from the 3D scan data of the 10 subjects. Then, inside lines of those cross-sections were drawn at 15-degree intervals, and the lengths were measured. The average of the inside lines was connected to the internal spline curve, and the curves were used as the average cross-sections. The average torso body and the dress form of Korean women were developed into a 3D solid model using a 3D CAD program (Solidworks 2012). An output mockup was printed by the FDM type’s 3D printing system (Bonbot 1200, Bonbot 3-H4) using PLA material. The dimensions comparing the 3D solid modeling to the 3D printed mockup of the dress form were measured, and minor differences were between 0.00cm and 0.40cm. In the future, 3D printing systems are expected to be in use for various personalized dress forms.

적 : 삼각 섬유성 연골 파열환자의 자기공명영상 검사 시 3D FSPGR with Fat Saturation 기법과 Isotropic 3D FSE with Fat Saturation 기법을 비교하여 삼각 섬유성 연골 파열 환자를 관찰하기 위한 Isotropic 3D FSE with Fat Saturation 기법의 유용성에 대하여 평가하고자 하였다. 대상 및 방법 : 2015년 10월부터 2015년 12월까지 삼각 섬유성 연골 손상을 주호소로 본 기관을 내원한 환자 9명(남: 5명 여: 4명)을 대상으로 하였으며, 3D FSPGR with Fat Saturation 기법과 Isotropic 3D FSE with Fat Saturation 기법을 통해 획득한 관상면 영상과 획득한 영상을 축상면 및 시상면으로 재구성한 영상을 가지고 삼각 섬유성 연골과 월상골, 배경신호의 신호강도 값을 측정하여, SNR 및 CNR 값을 계산하고, Mann-Whitney U-검정으로 두 기법간의 통계적 유의성을 검증하여 정량적 평가를 하였다. 또한 정성적 평가는 영상의학의 2명이 각각의 영상을 관찰하여, 삼각 섬유성 연골의 형태, 영상 내 인공음영, 병변의 묘사 정도의 3가지 항목을 선정한 후 이를 4점 척도(0: 진단 불가, 1: 부족함, 2: 충분함, 3: 좋음)로 평가하였고, Kappa-Value을 이용하여 두 관찰자간의 일치도 검증을 하였다. 영상획득에는 3.0 T MR 장비와 Extremity RF Coil을 사용하였다. 결 과 : 정량적 평가 결과, SNR의 평균값은 3D FSPGR with Fat Saturation 기법의 경우 관상면, 재구성 축상면, 재구성 시상면이 각각 19.00±1.96, 17.69±1.52, 17.84±1.12의 값을 나타내었고, Isotropic 3D FSE with Fat Saturation 기법의 경우는 각각 22.62±1.00, 20.64±1.53, 20.23±1.70 의 값을 나타내었다. CNR 평균값의 비교는 3D FSPGR with Fat Saturation 기법의 경우 관상면, 재구성 축상면, 재구성 시상면이 각각 18.62±1.19, 10.41±1.30, 10.28±1.18의 값을 나타내었고, Isotropic 3D FSE with Fat Saturation 기법의 경우 각각 22.62±1.00, 17.69±1.39, 17.35±1.64의 값을 나타내었다. 모든 영상 단면에서 SNR값 및 CNR값이 Isotropic 3D FSE with Fat Saturation 기법이 높게 나타났으며, 통계적으로도 유의하였다.(p<0.05) 정성적 평가 결과에서 관찰자1의 경우, 3D FSPGR with Fat Saturation 기법에서는 삼각 섬유성 연골의 형태, 인공음영, 병변의 묘사 정도가 각각 관상면에서는 2.51±0.5, 2.33±0.5, 2.44±0.5이고, 재구성 축상면에서는 2.33±0.5, 2.22±0.4, 2.44±0.5이고, 재구성 시상면에서는 2.33±0.5, 2.33±0.5, 2.33±0.5의 값을 나타내었다. Isotropic 3D FSE with Fat Saturation 기법에서는 삼각 섬유성 연골의 형태, 인공음영, 병변의 묘사 정도가 각각 관상면에서는 2.77±0.4, 2.77±0.5, 2.77±0.4 이고, 재구성 축상면에서는 2.88±0.3, 2.88±0.3, 2.88±0.3이고, 재구성 시상면에서는 2.66±0.5, 2.88±0.3, 2.77±0.4 의 값을 나타내었다. 관찰자2의 경우, 3D FSPGR with Fat Saturation 기법에서는 삼각 섬유성 연골의 형태, 인공음영, 병변의 묘사 정도가 각각 관상면에서는 2.55±0.5, 2.33±0.5, 2.44±0.5이고, 재구성 축상면에서는 2.33±0.5 2.33±0.5, 2.55±0.5이고, 재구성 시상면에서는 2.22±0.4, 2.33±0.5, 2.55±0.5의 값을 나타내었다. Isotropic 3D FSE with Fat Saturation 기법에서는 삼각 섬유성 연골의 형태, 인공음영, 병변의 묘사 정도가 각각 관상면에서는 2.88±0.3, 2.77±0.4, 2.77±0.4이고, 재구성 축상면에서는 2.88±0.3, 2.88±0.3, 2.88±0.3이고, 재구성 시상면에서는 2.66±0.5, 2.88±0.3, 2.66±0.5의 값을 나타내었다. Isotropic 3D FSE with Fat Saturation 영상 기법의 평가 결과가 더 높게 나타났으며, Kappa-value 검증을 이용한 두 관찰자 간 평가 결과의 일치도 검증도 통계적으로 유의하였다.(p<0.05) 결 론 : 삼각 섬유성 연골 파열환자에서 3D FSPGR with Fat Saturation 기법과 Isotropic 3D FSE with Fat Saturation 기법을 이용하여 비교 분석 한 결과 Isotropic 3D FSE with Fat Saturation 기법이 삼각 섬유성 연골 병변의 감별에 보다 많은 진단적 정보를 제공 할 수 있을 것이라 생각된다.