Three-dimensional(3D) printing is a process for producing complex-shaped 3D objects by repeatedly stacking thin layers according to digital information designed in 3D structures. 3D printing can be classified based on the method and material of additive manufacturing process. Among the various 3D printing methods, digital light processing is an additive manufacturing technique which can fabricate complex 3D structures with high accuracy. Recently, there have been many efforts to use ceramic material for an additive manufacturing process. Generally, ceramic material shows low processability due to its high hardness and strength. The introduction of additive manufacturing techniques into the fabrication of ceramics will improve the low processability and enable the fabrication of complex shapes and parts. In this study, we synthesize silica composite material that can be applied to digital light processing. The rheological and photopolymeric properties of the synthesized silica composite are investigated in detail. 3D objects are also successfully produced using the silica composite and digital light processing.

3D 프린팅은 혁신적인 제조 및 창작의 도구이 지만 저작권 및 특허권의 침해를 위한 불법의 도구로도 사용될 수 있다. 특히 3D 프린팅은 온라인으로 전 세계에 즉각적으로 전달될 수 있는 디자인 파일을 필수불가결한 요소로 하므로 3D 프린팅으로 인하여 발생하는 저작권 및 특허권의 침해의 위험은 중대하다. 디자인 파일은 시각적 표현인 삼차원형상을 보 호범위로 하는 저작물로서의 지위를 가질 수 있으므로 이러한 디자인 파일의 작성⋅복제⋅전송과 디자인 파일을 이용하여 3D 프린팅하는 행위는 저작권을 침해하게 된다. 반면, 특허법상 디자인 파일은 물건의 발명에서의 물건의 개념에 포함되지 않고 간접침해에서의 전용품으로서의 지위는 불명확하며 디자인 파일 자체를 특허로 청구하여 특허 등록을 받을 수도 없다. 따라서, 삼차원형상을 보호범위로 하는 저작물에 대한 저작권자는 삼차원형상을 나타내는 디자인 파일의 작성⋅복제⋅전송자에게 책임을 물을 수 있는 반면, 물건의 발명에 대한 특허권자는 특허 물품을 나타내는 디자인 파일의 작성⋅복제⋅전송자에게 특허권 침해의 책임을 묻기 어렵다. 이러한 결론은 3D 프린팅 온라인서비스제공자가 특허물품을 나타내는 디자인 파일을 삭제⋅차단할 작위의무가 인정되기 어려운 주요한 원인이 된다. 3D 프린팅 기술이 보다 발전하고 활용도가 높아진 근 미래의 시점을 전제로한 입법론으로서 저작권의 보호를 받는 삼차원형상을 나타내는 디자인 파일의 작성⋅유통 행위의 불법성을 보다 명확히 하고 저작권법 제30조의 단서에서의 “공중의 사용에 제공하기 위하여 설치된 복사기기에 의한 복제”에서의 ‘복사기기’에 3D 프린터가 포함됨을 명확히 규정하는 것이 바람직하다. 3D 프린팅에 의한 특허권의 침해로부터 권리자를 실효적으로 보호하기 위한 방법으로 디자인 파일을 유형물에 고정하는 행위로서의 ‘복제’와 디자인 파일을 공중의 구성원이 접근할 수 있도록 이용에 제공하는 행위로서의 ‘전송’을 간접침해에 포섭하는 것이 바람직하다. 그리고 디자인 파일에 특허권의 실질적 효력이 미치게 하였다면 온라인 서비스제공자가 어떠한 의무를 다한 경우에 책임을 면하게 되는지를 구체적으로 규정하여 예측 가능성을 높일 필요가 있다. 한편, 창작자에 대한 보상과 공중의 이익의 균형의 관점에서 디자인 파일의 작성 및 디자인 파일의 유통 행위의 위법성을 명확히 인정하여 저작권 및 특허권의 실효 적 보호를 확보였다면, 사적⋅비경제적 목적의 디자인 파일의 복제⋅전송 및 실시 행위에 대해 저작권 및 특허권의 효력이 미치지 않도록 하는 것이 바람직하다. 마지막으로, 3D 프린팅과 관련된 저작권과 특허권에 대한 쟁점을 통합적으로 다루면서 사회 변화에 따라 창작자의 독점권과 공중의 이용권 간의 균형을 보다 유연하게 조정하기 위하여 이와 관련한 특별법을 제정하는 것을 고려해볼 수 있을 것이다.

3D프린팅 기술은 산업적 응용을 넘어서 기계 설비 및 각종 장비의 부품생산뿐만 아니라 의료, 식품, 패션에 이르기까지 많은 시제품들의 개발 및 연구가 진행되고 있다. 3D 프린팅 기반 기술의 적용사례를 볼 때 정밀도와 제작 속도 측면에서도 다른 산업에 충분이 활용될 수 있는 기술의 개발이 보고되고 있으나, 아직까지는 시제품 위주로 이용되고 있으며, 향후 3D 프린팅 기술은 4차산업혁명과 관련하여 광범위한 분야에서 응용될 수 있는 완성품이나 부품제작에 이용될 것으로 예상된다. 본 연구에서는 탄소나노 재료중 대표적으로 많이 이용되는 환원그래핀 [rGO(reduced graphene oxide)]과 전도성 고분자중 생체 친화적인 특성을 갖는 폴리피롤[Ppy(Polypyrrole)]의 복합체를 생분해성 고분자인 폴리카프로락톤 [PCL(polycaprolactone)]과 혼합하여 3D 프린팅용 전도성 레진을 개발하고자 하였다. 결과로, 폴리피롤과 환원그래핀 각각 5 wt%, 0.75 wt% 에서 최적의 전기적 특성을 나타내었으며, 환원그래핀의 농도에 따른 표면분석에서도 이와 부합하는 결과를 확인 할 수 있었다. 본 연구를 통하여 제조된 전도성 레진은 3D 프린팅 뿐만 아니라, 다른 산업분야의 전자재료에도 적용이 가능할 것으로 사료된다.

Additive manufacturing by electron beam melting is an affordable process for fabricating near net shaped parts of titanium and its alloys. 3D additive-manufactured parts have various kinds of voids, lack of fusion, etc., and they may affect crack initiation and propagation. Post process is necessary to eliminate or minimize these defects. Hot isostatic pressing (HIP) is the main method, which is expensive. The objective of this paper is to achieve an optimum and simple post heat treatment process without the HIP process. Various post heat treatments are conducted for the 3Dprinted Ti-6Al-4V specimen below and above the beta transus temperature (996oC). The as-fabricated EBM Ti-6Al-4V alloy has an α‘-martensite structure and transforms into the α+β duplex phase during the post heat treatment. The fatigue strength of the as-fabricated specimen is 400 MPa. The post heat treatment at 1000oC/30 min/AC increases the fatigue strength to 420 MPa. By post heat treatment, the interior pore size and the pore volume fraction are reduced and this can increase the fatigue limit.

목적 : 본 연구에서는 체계적 고찰을 통해 3D 프린팅 기술을 상지보조기 제작에 적용한 사례에 대해 알아 보고, 향후 작업치료사가 임상현장에서 상지보조기 제작에 3D 프린팅 기술을 적용할 때 필요한 정보를 정리하여 임상적용에 유용한 기초자료를 제시하고자 한다. 연구방법 : 2013년부터 2017년까지의 최근 5년간의 논문을 전자 데이터베이스 RISS, KISS, Scopus, PubMed와 Google Scholar를 사용하여 검색하였다. 검색 키워드로는 “3D Printing AND Orthosis OR Splint OR Brace”을 사용하였다. 검색된 논문은 2차 분류를 거쳐 최종적으로 16개의 논문을 선정하였으며 이를 분석하고 고찰하였다. 결과 : 분석대상 논문의 약 80%가 단일대상 실험연구 및 사례연구로 질적수준은 낮은 편이었다. 제작자의 전공을 분석한 결과, 크게 4가지 계열로 구분됐으며, 그 중에서 공학계열이 가장 많았다. 다음으로는 보건계열이 많았으며, 작업치료전공자는 2명이었다. 제작된 상지보조기의 종류는 6가지였으며, 그 중에서 코크 업 보조기와 손가락 보조기가 가장 많이 제작되었다. 제작에 가장 많이 사용된 소재는 플라스틱 소재중 하나인 ABS수지였다. 분석된 논문에서 사용된 제조공법은 총 4가지가 있었으며, 가장 많이 사용된 제조공법은 FDM방식이다. 상지보조기 제작을 위한 상지 측정방법으로는 3D 스캐너가 가장 많이 사용되었다. 결론 : 이번 연구를 통하여 3D 프린팅 기술을 적용한 상지보조기 제작방법에 대해 알 수 있었다. 이를 근거로 작업치료사의 업무범위 중 한가지인 상지보조기 제작에 3D 프린팅 기술을 적용할 수 있는 기초근거를 제공하고, 추후 연구에 대한 방향성을 제시하고자 하였다. 본 연구 결과를 바탕으로 작업치료분야에서 3D 프린팅 기술을 적용한 상지보조기 개발 및 연구가 더욱 활발하게 이루어질 것으로 기대한다.

This paper aims at finding some lessons applicable to successful implementation of ‘The 3D Printing R/D Project’ through both examining the process of adopting overseas industrialized housing production technological knowhow by home builders during the 1970's~1980's period and thereafter until now the various efforts to adjust the technologies efficiently to the Korea‘s unique situation. Some meaningful lessons can be summarized as follows; Ⅰ) Deep understanding of 3DP technological know-why along with its inheritance, Ⅱ) Readjusting of R/D period and goals(cf. Global leader Winsun's 15 years experiment), Ⅲ) Restructuring for more collaborative R/D B&E system among participating researchers Ⅳ) Fostering 3DP expert-engineers and technicians from the early stage, Ⅴ) Clearing legal barriers in users' adopting 3DP methods necessary, Ⅵ) Development of appropriate building material besides concrete. Therefore, it is highly recommended that the above-mentioned 6 lessons positively accepted and applied to the Research Implementation Plan in due course, especially by KICT consortium and KAIA under the guidance of Ministry of Land, Infrastructure and Transport.

3D 프린팅 기술과 미래식품산업 프린팅 기술은 다양한 공업분야의 기술 및 연구개발 단계에서 주로 언급되어 지고 있다. 특히, 식품산업으로의 적용에 대한 가능성 및 잠재력에 대한 관심이 커지고 있는 상황이며, 3D 프린팅 기술을 적용하여 혁신적인 식품의 제조 및 조리에 대한 실제적 성과들이 모여지고 있는 실정이다. 그러나, 3D 프린팅을 하기 위한 식품재료의 제한성이 주된 문제점으로 지적되고 있어 이를 극복하기 위한 식품소재의 개발에 집중하자는 의견 및 방향성이 잡아져 가고 있다. 기존의 연구개발성과 및 산업적 적용에 대한 예를 바탕으로 3D 프린팅 기술이 적용된 미래식품산업에 대한 전망하고자 한다.

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.

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

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.

3D 프린틴 공법은 설계 데이터 및 제품의 특성에 따라 액체 또는 분말가루 형태의 폴리머, 금속 등의 재료를 가공하여 적층방식으로 층층이 쌓아올려 3차원으로 입체구조물을 제조하는 방식을 말한다. 3D 프린팅 기술은 1980년대에 개발된 기술이지만 최근 몇 년 사이에 업계의 관심이 집중되고 있다. 3D 프린팅 기술의 적용범위는 기계산업분야에서 의료분야, 항공 분야, 건설 및 토목분야 등으로 그 범위가 점점 확대되어가고 있다 컨투어크래프팅(Contour Crafting)은 미국 남가주대학에서 개발되고 있는 3D 프린팅공법으로 시멘트를 이용하여 구조물의 부가구성물뿐만이 아니라 전체구조물을 자동화로 만드는 것을 목적으로 한다. 3D 프린팅공법의 핵심적인 단점인 외부표면의 정도를 매끄럽게 하기 위하여 Trowel 메커니즘을 도입하여 3D 자유형상을 만드는 것이다. 또한 건설 및 토목분야의 적용을 목적으로 함으로 각층의 두께 및 폭이 일반 3D프린팅공법과 비교할 수 없이 크고 넓다. 이 논문은 선회하는 Side towel을 사용하여 3D 자유곡면의 제작에 대한 기초적인 조사 및 개념을 보여준다. 특히, 세라믹재료를 이용하여 실험과 개발과정 및 장래의 적용범위가 상세히 설명 된다.

The aim of this study is to investigate the effect of wear resistance with 3D printing of DLP(Digital Light Processing). For this purpose, three wear factor which are wear loss, coefficient of friction and friction force applied to test wear-resistance. Wear test of ball-on-disk has been performed using steel balls to determine the variation of wear characteristics. Finally, the coefficient of wear was calculated by the Archard wear equation with 3D printing of DLP.

본 리뷰에서는 금속 3D프린팅 산업과 시장에 결정적인 역할을 하는 금속 분말소재와 관련기술의 R&D 전략 수 립을 위한 최근 우리 정부의 노력을 살펴보고 이를 토대 로 우리나라의 분말야금분야 R&D 및 새로운 PM 시장창 출에 관한 발전을 전망해보고자 한다. 따라서 본 리뷰의 내용은 2014년 12월에 미래창조과학부와 산업통상자원부 가 공동으로 수립하여 발간한 3D프린팅 전략기술 로드맵 을 기초하여 작성되었다.