Research has been conducted on a wide variety of 3D printer circular fin heads. In this study, we proposed a sequence and method for a more efficient mesh study in the CFD model to calculate the Nusselt number of the circular fin head of an FDM 3D printer using the Taguchi method, sensitivity, and ANOVA. As a result, the CFD model to calculate the Nusselt number of the circular fin head of an FDM 3D printer has high sensitivity and contribution in the order of Base target mesh size, Prism layer number, and Prism layer thickness. We propose to increase work efficiency by performing mesh optimization in the order of factors with high sensitivity to level changes.

Recently, it has been applied and used in various fields using 3D printing. Since it is closely connected to our lives, the mechanical properties of the output are actively studied. Therefore, in this study, tensile specimens were manufactured using the FDM lamination method using PLA materials, and the changes in tensile properties were compared and evaluated. First, 120 tensile specimens were manufactured using the spacing angle and lamination density of the lamination angle as control factors. After that, a tensile test was conducted at the same tensile speed of 5mm/s to compare and evaluate the tensile strength and elastic modulus. As a result, it was found that the tensile strength and elastic modulus increased linearly with density than the lamination angle. In addition, when the laminating angle was 0°, the tensile strength and elastic modulus were the largest. When the laminating angle was 108°, the lowest tensile strength and elastic modulus were confirmed.

3D printing is widely used in product development and prototype manufacturing, and is expected to become universal across various industries with the development of 3D printing-related technologies. However, parts made by Fused Deposition Modeling(FDM) 3D printing using the commonly used stacking manufacturing process, show low tensile strength and hardness. The decreased mechanical properties of these parts limit their use as structural elements. In this study, we aim to investigate the relationship between ultrasonic treatment of PLA parts produced by FDM 3D printing and their mechanical properties. Specifically, we analyze the effects of ultrasonic annealing on the mechanical properties of PLA parts using the tensile test specimen.

Recently 3d printer industry has two demands. first is color 3d printing. second is mass production using 3d printer that has large bed. According to previous studies, 3D printed objects have different weights depending on filament colors. 3D printed tensile specimens with filaments of various colors were checked to see they had the same weight. If so, we wanted to see it was statistically significant. As a result, we found that the weight of 3D printed objects was statistically significantly different depending on the filament color. The average weight of 3d printed objects is: Black(8.63g), Blue(8.58g), Yellow(8.53g), White(8.48g), Natural(8.46g), Green (8.45g), Red(8.42g).

Recently, 3D printing has been actively studied. A representative material in this 3D printing technology is plastic, and PLA, an eco-friendly material, is widely used. FDM is widely used as a way to output these PLA materials. However, this method lacks mechanical properties compared to injection-molded products as it is a method of stacking materials by melting. Therefore, in this study, using an FDM-type 3D printer, a tensile test was performed after printing a tensile specimen with PLA filament with the layer angle and layer density as control factors. After that, changes in tensile properties according to the layer angle and density were compared and evaluated. As a result, to improve the tensile strength, the layer density had to be considered, and to improve the elastic modulus, both the layer angle and the layer density had to be considered.

Fused Deposition Modeling (FDM), also known as Fused Deposition Modeling (FFF), is the most widely used type of 3D printing at the consumer level. The FDM 3D printer extracts thermoplastic filaments such as ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) and Polyactive Acid (PLA) through heated nozzles to dissolve the material. It works by applying layers of plastic to build platforms. Various demands for 3D printers increased, and among these demands, there was also a demand for various filament colors. ABS, one of the main filamentous materials for 3D printers, is easy to color in a variety of colors and has been studied to meet the needs of these users. Through quantitative measurements in this work, we confirm that color differences remain depending on the difference in placement on the 3D printer bad. In addition, the temperature of the specimen was measured at the start of 3D printing, during manufacturing, and at the completion of manufacturing, and the inner and central sides remained similar, but the outer sides were 5 degrees lower. These temperature differences accumulate as layers pile up, resulting in differences in weight or color, which in turn meet consumer and producer needs in the 3D printer industry.

FDM 3D Printer is used in maker space for mass production by the maker. Makers desire to manufacture products in a variety of colors using ABS Filaments. The purpose of this study is to identify the relation between the color of resin and each position on the bed. So, when printed using the 3D Printer, we found out the difference in the colors that it appears depending on the position of the bed. To see the difference in color, basic, blue, yellow, white, and black were selected and the bed plate was divided into three sections. Specimens were measured to obtain delta E values between each sections by the chromatic differential system. Obtained delta values were analyzed by the NBS system. As a result, the delta E value of black was found to correspond to “Appreciable”. In most cases, delta E values between the middle and the outer or the inner and the outer was greater than values between the middle and the inner. Using Infrared Thermal Camera, We found that the color difference relates 3D printing positions and temperatures. As a result, the 3D printing bed positions should be considered when 3D printing mass production.

우리나라에서는 콘크리트 구조물의 미적외관에 대한 관심이 미비했으나, 2013년에 경관법이 개정되면서 콘크리트 구조물의 미적외관을 개선하는 노력이 의무화되었다. 이전 연구에서 콘크리트 폼라이너를 제작하기 위해서 대형 3D프린터를 개발하였다. 대형3D프린터로 제작한 폼라이너를 통해서 콘크리트 구조물 측면에 미적 패턴 또는 그림을 효과적으로 만들 수 있다. 본 논문에서는 1)적층출력방식(FDM)으로 3D프린팅된 시편의 비등방성을 고려하기 위한 시편실험를 수행하고, 2)유한요소해석 통해서 3)제작한 폼라이너의 안전성과 사용성을 검토하고 4)제작된 폼라이너에 제작 시 필요한 권장사항을 제시한다.

The aim of experimental evaluation is to investigate the effect of wear resistance on 3D printing FDM(Fused Deposition Modeling). For this purpose, ABS(Acrylonitrile Buadiene Styrene) material was applied to test of wear-resistance. Ball-on-disk wear test has been performed using steel balls to determine the variation of tribological characteristics. Friction coefficient, wear loss and friction force showed a difference in the respective test conditions.

3D 프린팅 기술은 4차산업 혁명 중 제조업의 혁신적인 기술로서 전망되고 있으며, 현재 바이오 ∙ 의료 분야를 포함한 다양한 분야에서 활용되고 있다. 본 연구에서는 이러한 3D 프린팅 기술을 이용한 제작 원료에 대한 방사선 차폐능을 평가하고자 몬테카를로 전산모사를 통해 프린팅 원료에 대한 검증을 수행하였다. 현재 범용으로 사용되는 FDM 방식의 3D 프린터에서 이용 가능한 원료들을 대상으로 하였으며, ICRU phan tom과 차폐체를 모의 모사한 후 방사선의 종류 및 에너지에 따른 입자 플루언스 평가를 통해 차폐 효과에 대해 분석하였다. 그 결과, 광자선의 경우 에너지 증가에 따라 차폐 효과는 점차 감소되는 경향을 보였고, 원료별 차폐 효과는 TPU, PLA, PVA, Nylon, ABS 순서로 점차적으로 낮아지는 결과를 나타냈다. 중성자선의 경우, 5~10 mm의 낮은 두께에서 반대로 선속이 증가되는 현상을 보였으나, 일정 두께 이상에서는 유효한 차폐 효과를 나타내었으며, 프린팅 원료별 차폐 효과는 Nylon, PVA, ABS, PLA, TPU 순서로 점차 낮아지는 결과를 보였다.

우리는 불과 15년 전까지만 하여도 2차원적 이미지를 컴퓨터에 입력하여 편집 또는 변형을 통해 원하는 평면의 이미지를 얻어내는 시대를 거쳐 왔으며 실 사진처럼 인쇄된 평면이미지에 놀라움을 감추지 못했었다. 또한, 지금까지의 3차원적 아이템은 출력의 목적보다는 입체영상, 가상현실 또는 평면적 프린트를 위한 목적이 대부분이었으며, 극소수의 경우만이 목업(mock-up)을 위한 3차원의 수리적 타당성을 시뮬레이션(simulation)하기 위함이었다. 이것은 지극히 대량생산을 위함이었으며 개인의 필요성에의해 행해진 3차원적 조형과정은 아니었다. 그러나 지금의 시대는 3차원이라는 거대한 시대적 이슈에 힘입어 급기야 개인적 용도를 위한 3차원 출력이 가능한 시대를 맞이하였다. 즉, 개인적으로 필요한 소량의 소도구들을 3차원 플라스틱 등으로 프린트하여 사용할 수 있게 되었다는 의미인 것이다. 하지만 아직은 이러한 3차원 프린터의 등장에 많은 호기심을 보이고 있으나, 일반인이 접하기에는 많은 장애 즉, 활용에 있어서의 이론적 정보 및 하드웨어적 특성에 따른 기술적 정보 등이 부족한 것이 현실이다. 따라서 본 연구는, 현재 가장 일반적이며 보급형 3차원프린터인 Fused Deposition Modeling(이하 FDM)방식의 프린터에 있어서 어떠한 원리와 특성을 가지고 있는지 고찰하고, 실험을 통하여 나타난 다양한 문제점의 제시와 함께 온도 및 아세톤의 분사에 의한 표면처리 등을 이용한 해결방안을 제시함으로써 급속히 진화하는 3차원프린터에 우리 디자이너들이 대응하고 각자의 창작활동에 응용해 나아갈 수 있는 작은 디딤돌이 되고자한다.

본 연구는 중력댐 하부에서, 침투류에 의한 양압력과 누수량을 산정을 위한 방법론 제시를 그 목적으로 한다. 이를 위하여, 유한차분법을 이용한 3차원 부정류 수치모형을 개발하였다. 개발된 모형은 비균질 매체에서 Darcy 방정식을 만족하는 포화흐름을 모의할 수 있다. 모형의 검증을 위하여 우물이 있는 대수층에서 질량 이동을 산출하였고, mass balance 오차는 3%를 상회하지 않는 것이 확인되었다. 개발된 모형을 이용하여 중력댐 하부 대수층에서, 차수벽과 배수공의 존재에 의한 양압력과 누수량의 변화를 산출하였다. 유선망 방법과 비교한 양압력은 서로 유사한 결과를 나타내었으며, heel에서 toe까지의 양압력은 선형적인 분포를 보인다. 차수벽의 길이가 증가함에 따라서 heel에서의 양압력 강도는 선형적으로 감소하지만, 대수층을 통과하는 누수량은 비선형적으로 감소한다. 또한, 댐 설계 기준에서 제시되는 양압력 계산 공식의 계수들을 분석한 결과, 감소계수 α = 1/3 은 차수벽의 길이가 전체 대수층 높이의 약 70%일 경우에 해당하는 값으로 산출되었다. 배수공 주위에서 양압력은 연직 혹은 수평방향으로 급격한 곡률을 나타낸다. 본 연구에서 개발된 수치모형은 중력댐 설계에서 하부 침투류에 의한 영향, 특히 비균질성을 반영하여 양압력과 누수량을 평가하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

오염물질의 이동 현상을 모의하기 위하여, 감쇠항이 있는 3차원 이송-확산 방정식의 수치모형이 개발되었다. 개발된 모형은 유한차분 모형으로서 시간단계의 가중치 α를 포함하는 음해법(implicit finite difference method)과, 반복법인 Gauss-Seidel SOR(successive over relaxation)이 사용되었다. 모형은 보다 단순화된 가정 하에서 존재하는 두 가지의 해석적인 해와 비교되었다. 그 결과 Peclet number가 5～20 이하에서는 수치 분산의 영향이 크지 않았고 작은 오차 범위 내에서 해석적인 해와 동일하였다. 또한 가중치 α의 변화에 대한 모형의 거동은 Crank-Nicolson 모형(α=0.5)이 fully-implicit 모형(α= 1)보다 해석적인 해에 접근함을 보여주었다. 모형의 검증과 실효성 제고를 위하여, mass balance를 검토하였다. 즉, 이송, 확산 및 감쇠항 각각에 대한 질량 이동을 산출하였으며, 그 결과 질량 이동의 계산 오차는 약 3% 이내였다. 본 모형은 감쇠 과정이 수반되는 3차원 이송-확산의 농도분포와 질량이동을 산출할 수 있으며 다양한 경계 조건을 설정함으로서 현장조건을 반영할 수 있다. 그러나 본 모형은 고정 격자를 기반으로 하는 유한차분 모형이므로 Peclet number가 비교적 작게 나타날 수 있는 토양 및 지하수계의 오염물질 이동 등의 문제에서 유용하게 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

We will calculate concentration of air pollutants using ISCST3, FDM and AERMOD of models recommended in U. S. EPA which are able to predict concentration of short term for point source, complex like industrial complex, power plant and burn-up institution. Before executing model, as analyzing computational result of many cases according to selecting of input data, we will increasing predictable ability of model in limit range of model. Especially, we analyzed three cases - case of considering various emission rate according to time scale and not, case considering effect of atmospheric pollution materials removed by physical process. In our study, after comparing and analyzing results of three model, we choose the atmospheric dispersion model reflected well the characteristic of the area. And we will investigate how large the complex pollutant sources such as industrial complex contribute to atmospheric environment and air quality of the surrounding the area as predicting and estimating chosen model.