[논문]3D 프린터의 출력시간 단축과 재료소모량 감소를 통한 편의성 개선에 관한 연구

김성연; 김은찬; 김희찬; 남재욱; 이상우; 백수황

doi:10.13067/jkiecs.2021.16.5.909

3D 프린터의 출력시간 단축과 재료소모량 감소를 통한 편의성 개선에 관한 연구
A Study on the Improvement of Convenience through Reduction of Printing Time and Material Consumption of 3D Printer 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.16 no.5, 2021년, pp.909 - 916

김성연 (상명대학교 휴먼지능로봇공학과) , 김은찬 (상명대학교 휴먼지능로봇공학과) , 김희찬 (상명대학교 휴먼지능로봇공학과) , 남재욱 (상명대학교 휴먼지능로봇공학과) , 이상우 (상명대학교 휴먼지능로봇공학과) , 백수황 (상명대학교 휴먼지능로봇공학과)

초록
AI-Helper

3D 프린터는 개인의 창의력을 실제로 구현할 수 있는 장점이 있다. 이 특성을 활용하려는 사람들은 증가하고 있지만 적합한 프린팅 교육의 기회 부족과 잘못된 출력 방법으로 문제 발생의 어려움을 겪는다. 따라서 저하된 출력물 품질이 사용자의 관심을 낮춰 점차 3D 프린터의 활용빈도 수를 감소시키게 된다. 본 연구에서는 3D 프린터의 오작동 해결과 편의성의 개선을 위해 직접 기기를 작동하면서 발생하는 문제를 파악하고 분석했다. 여러 문제점 중 안착 불량, 스트링 현상, 노즐 막힘을 중점으로 해결과 완화 연구를 진행하였다. 또한, 3D 프린터의 기능을 실험을 통해 재료소모량 감소와 출력시간 단축 방법을 고찰했다. 최종적으로 3D 프린팅 중 빈번하게 발생하는 출력문제를 해결해 외관이 온전한 출력물을 얻을 수 있었고 편의성을 개선하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

3D printing has the advantage of providing opportunities for individuals to truly realize their creativity. An increasing number of people want to take advantage of this feature but they have lack opportunities for suitable printing training and struggle with problems with incorrect printing methods. Therefore, the lowered print quality lowers the interest of the user, and the 3D printer is not used gradually. In this study, we directly operate the device by identifying and analyzing the problems occurred to solve malfunctions of 3D printers and improve the convenience for user. In particular, we are conducting research on solving and mitigating problems with seating, stringing and nozzle clogging. In addition, the method of reducing material consumption and shortening the printing time was considered through experiments on the functions of 3D printers. Finally, by solving the printing problem that occurs frequently during 3D printing, it was possible to obtain a printed product with a complete appearance and improved convenience.

주제어

표/그림 (10)

그림 그림 1. 연구에 이용한 제품 Fig. 1 Utilized product in the study
그림 그림 2. 3D 프린터 출력 상태 Fig. 2 3D printer output status
그림 그림 3. 안착 실패사례 Fig. 3 Seating failure case
그림 그림 4. 3D 프린팅 전용 풀 Fig. 4 Glue dedicated to 3D printing
그림 그림 5. 래프트의 첫 번째 레이어 Fig. 5 First layer of raft
그림 그림 6. 두 가지 스트링 현상 Fig. 6 Two types stringing
그림 그림 7. 노즐 온도, 리트렉션 거리와 속도 차이에 의해 변화된 스트링 현상 Fig. 7 String phenomenon changed by nozzle temperature, retraction distance and speed difference
그림 그림 8. 내구성 테스트에 사용된 패턴 형태 (a) 그리드 (b) 라인 (c) 삼각형 (d) 큐빅 (e)자이로이드 Fig. 8 Pattern shape used for durability test (a) Grid (b) Line (c) Triangle (d) Cubic (e) Gyroid
그림 그림 9. 패턴별 내구성 특성 비교(동일 밀도 조건) Fig. 9 Comparison of durability characteristics by pattern (Same density condition)
표 표 1. 설정 값 변화와 바뀌는 출력시간 (단위: 분) Table 1. Change in set value and changing 3D printing time (units: min.)

참고문헌 (14)

J. Park, "Correlation analysis of product element and user experience according to utilization of 3D printing," J. of Integrated Design Research, vol. 19, no. 1, Mar. 2020, pp. 91-108.
C. R. Hatz, B. Msallem, S. Aghlmandi, P. Brantner, and F. M. Thieringer, "Can an entry-level 3D printer create high-quality anatomical models Accuracy assessment of mandibular models printed by a desktop 3D printer and a professional device," Int. J. of Oral and Maxillofacial Surgery, vol. 49 no. 1, Jan. 2020, pp. 143-148.

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M. Kim, M. Kim, and Y. You, "Food 3D printing technology and food material of 3D printing," Clean Techology, vol. 26, no. 2, 2020, pp. 109-115.
S. Lee, "Prospect for 3D printing technology in medical, dental, and pediatric dental field," J. of The Korean Academy of Pediatric Dentistry, vol. 43, no. 1, 2016, pp. 93-108.

원문보기 상세보기
N. Sathishkumar, A. S. M. Udayakumar, B. Vincent, and V. A. Kumar, "Study and analysis of 3D printed FDM components by non-destructive testing techniques," Int. J. of Research and Review, vol. 7, no. 5, 2020, pp. 217-222.
S. Dul, L. Fambri, and A. Pegoretti, "Fused deposition modeling with ABS-graphene nanocomposites," Composites Part A: Applied Science and Manufacturng, vol. 85, 2016, pp. 181-191.

상세보기
S. Park, J. Park, H. Lee, and N. Lee, "Current status of biomedical applications using 3D printing technology," J. of the Korean Society of Precision Engineering, vol. 31, no. 12, 2014, pp. 1067-1076.

원문보기 상세보기
Y. Kim, K. Kim, and C. Lee, "Accuracy improvement of output in pojection sereolithography by optimizing projection resolution," J. of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers, vol. 24, no. 6, 2015, pp. 710-717.

원문보기 상세보기
D. Jang, H. Lee, and J. Oh, "Design of individual 3D printer remote safety and quality management system based on IoT beacon," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Science, vol. 15, no. 2, Apr. 2020, pp. 225-230.

원문보기 상세보기
D. Jang, H. Lee, and J. Oh, "Design of IoT system for 3D printer multi-management," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 15, no. 4, Aug. 2020, pp. 759-764.

원문보기 상세보기
W. Kim and S. Lee, "Structural design of 3D printer nozzle with superior heat dissipation characteristics for deposition of materials with high melting point," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 15, no. 2, Apr. 2020, pp. 313-318.

원문보기 상세보기
H. Jeon, J. Park, S. Kim, K. Park, and C. Yoon, "Effect of nozzle temperature on the emission rate of ultrafine particles during 3D printing," Indoor Air, vol. 30 no. 2, Mar. 2020, pp. 306-314.

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N. Shahrubudin, T. Lee, and R. Ramlan, "An overview on 3D printing technology: technological, materials, and applications," Procedia Manufacturing, vol. 35, 2019, pp. 1286-1296.

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S. Choi and S. Hwang, "3D printing design for minimizing flection phenomenon," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 9, no. 12, Dec. 2014, pp. 1415-1420.

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