[논문]3D 프린터 필라멘트 재료를 이용한 뼈와의 비교분석에 관한 기초연구

권경태; 장희민

doi:10.7742/jksr.2022.16.7.825

3D 프린터 필라멘트 재료를 이용한 뼈와의 비교분석에 관한 기초연구
A Basic Study on Comparative Analysis with Bone using 3D Printer Filament Material 원문보기

한국방사선학회 논문지 = Journal of the Korean Society of Radiology, v.16 no.7, 2022년, pp.825 - 833

권경태 (동남보건대학교 방사선과) , 장희민 (을지대학교 방사선학과)

초록
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3D 프린팅 기술은 재료공학의 발전과 더불어 출력할 수 있는 재질이 늘어가고 있으며 방사선 분야에 이용될 수 있는 재료들 또한 증가하고 있는 추세이다. 그렇기에 사용되는 재료들의 성분과 밀도에 따라 적용되는 분야가 달라지고 응용이 될 수 있기에 재료들의 성분과 특성 또한 고려해야 한다. 본 연구는 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식의 3D 프린터를 이용하여 각 성질이 다른 필라멘트를 10개를 선정하고 진단용 X선 발생장치를 이용하여 신호강도를 측정하고 CT를 통하여 CT number를 측정하여 뼈와 유사한 물질을 찾고자 하였다. 그 결과 뼈와 유사한 신호강도와 CT number가 측정된 Silicon carbide라는 물질을 발견하였고. 추후 연구를 통해 인체의 뼈와 유사한 밀도를 가진 다양한 연구에 기초자료로 제시될 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In 3D printing technology, materials that can be printed are increasing along with the development of material engineering, and materials that can be used in the field of radiation are also increasing. Therefore, depending on the composition and density of the materials used, the applied field can be different and applied, so the composition and characteristics of the materials must also be considered. In this study, 10 filaments with different properties were selected using a 3D printer of the FDM (Fused Deposition Modeling) method, and the brightness change of each filament was checked using a diagnostic X-ray generator, and the CT number was measured through CT. I wanted to find a material similar to bone. As a result, a material called silicon carbide was found, which has a similar brightness and CT number to bone. It is thought that further research will be presented as basic data for various studies with a density similar to that of human bones.

주제어

표/그림 (13)

그림 Fig. 1. Flowchart for filament-specific measurements.
그림 Fig. 2. Diagnostic X-ray equipment used in this experiment.
표 Table 1. The output parameters of 3D printing
표 Table 2. Density of filament types
그림 Fig. 3. Modeling for each filament and Scanned image for each equipment.
그림 Fig. 4. Results of measured CT number.
그림 Fig. 5. Set up Signal Intensity measurement.
표 Table 3. Parameter for dose measurement
그림 Fig. 6. Results of measured CT number.
표 Table 4. Parameter for dose measurement
표 Table 5. The result of CT scan measurement for each filament
표 Table 6. The result of SI measurement for each filament
그림 Fig. 7. Results of measured Signal intensity.

AI 본문요약
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대상 데이터

1, Ultimaker, Netherlands)를 이용하여 출력온도, 베드 온도, 내부 채움 등 출력설정을 Table 1과 같이 설정 한 뒤에 G-code 변환을 하고 프린터로 전송하였다. CT장비(CT-WS-21A, HITACHI, Japan)를 사용하여 데이터를 획득하였으며, X선을 이용한 실험 을 확인하기 위해 진단용 X-선 발생장치(M-38, SITEC, Korea)를 사용하였으며 Fig. 2와 같이 나타내었다.

이론/모형

1과 같이 나타내었으며 각 필라멘트의 CT number를 확인하기 위해 원형모형의 핀으로 출력하고자 한다, CT는 원형으로 회전해서 X선을 조사하기 때문에 원기둥 형식으로 출력하였다. FDM 방식의 3D 프린터 (Ultimaker3 extended)를 사용하였으며 CURA (5.2.1, Ultimaker, Netherlands)를 이용하여 출력온도, 베드 온도, 내부 채움 등 출력설정을 Table 1과 같이 설정 한 뒤에 G-code 변환을 하고 프린터로 전송하였다. CT장비(CT-WS-21A, HITACHI, Japan)를 사용하여 데이터를 획득하였으며, X선을 이용한 실험 을 확인하기 위해 진단용 X-선 발생장치(M-38, SITEC, Korea)를 사용하였으며 Fig.

후속연구

3D 프린터의 재료인 필라멘트의 종류를 다양하게 선정하여 측정한 결과 뼈의 CT number와 유사하게 측정된 Silicon carbide라는 물질을 발견하였고, 3D 프린터의 주재료인 필라멘트의 선택 범위는 플라스틱에서 금속물질 까지 확대되어 필라멘트 별 융합을 통해 신 물질을 개발 할 수 있을 것으로 기대된다. 추후 연구를 통해 인체의 뼈와 유사한 밀도를 가진 팬텀제작 및 다양한 연구에 기초자료로 제시될 것으로 사료된다.
3D 프린터의 재료인 필라멘트의 종류를 다양하게 선정하여 측정한 결과 뼈의 CT number와 유사하게 측정된 Silicon carbide라는 물질을 발견하였고, 3D 프린터의 주재료인 필라멘트의 선택 범위는 플라스틱에서 금속물질 까지 확대되어 필라멘트 별 융합을 통해 신 물질을 개발 할 수 있을 것으로 기대된다. 추후 연구를 통해 인체의 뼈와 유사한 밀도를 가진 팬텀제작 및 다양한 연구에 기초자료로 제시될 것으로 사료된다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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