초록 ▼

□ 연구개요
본 연구에서는 SLA(Stereolithography Apparatus)의 장점을 유지하고 단점을 해결하기 위한 새로운 방식의 SLA 시스템을 제안한다.
첫 번째 Vat-free 공정은 기존 광경화성 재료를 담는 vat(재료 저장 컨테이너)을 사용하지 않는 대신 표면 처리된 두 개의 기판을 상하로 평행하게 설치하여 광경화성 재료가 Liquid Bridge를 형성하고 이를 유지하면서 한층 씩 적층하는 기술이다. 본 연구에서 제안하는 Vat-free 공정은 구조물을 제작 시 필요한 만큼의 Liquid Bridge

□ 연구개요
본 연구에서는 SLA(Stereolithography Apparatus)의 장점을 유지하고 단점을 해결하기 위한 새로운 방식의 SLA 시스템을 제안한다.
첫 번째 Vat-free 공정은 기존 광경화성 재료를 담는 vat(재료 저장 컨테이너)을 사용하지 않는 대신 표면 처리된 두 개의 기판을 상하로 평행하게 설치하여 광경화성 재료가 Liquid Bridge를 형성하고 이를 유지하면서 한층 씩 적층하는 기술이다. 본 연구에서 제안하는 Vat-free 공정은 구조물을 제작 시 필요한 만큼의 Liquid Bridge를 생성하여 구조물을 제작하기 때문에 구조물 제작 후 남은 재료가 거의 발생하지 않으며, 구조물을 제작하는 도중 비교적 쉽게 새로운 재료로 Liquid Bridge를 생성시킬 수 있으므로 다중소재를 사용한 구조물 제작에 유리하다.
두 번째 다중 재료 공급 공정은 기존의 리코팅 및 재료보충 장비를 사용하지 않는 대신 정량 펌프 및 실린지(syringe) 펌프를 응용할 것이다. 이 시스템은 Liquid Bridge를 생성시킬 수 있는 정량을 vat-free시스템에 전달하게 함으로써 재료의 낭비가 없으며, 여러 가지 재료의 공급이 가능하여 다중소재를 사용하여 구조물 제작이 가능하다.
마지막 세 번째 연속 적층 공정은 기존의 SLA의 단일 적층기술 대신 연속 적층기술 공정으로 대처한다. SLA의 방식 중 Projection 기술을 응용하여 구조물 제작 시연속적으로 적층함으로써 적층 방향에 대한 이방성을 해결하고 제작 시간을 획기적으로 줄일 수 있다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구의 목표는 Liquid Bridge를 이용한 다중재료 연속적층 광조형 시스템 개발로 세부 목표로 SLA시스템 구축, Vat-free 기술구현, 다중재료 공급 시스템 구축, 다중 재료를 사용한 연속적층 기술 구현이 있다.
첫 번째 SLA 시스템은 5um급 z축 자동제어시스템과 이미지 변환시스템으로 이미지 변환에서부터 제작물 완성까지 공정이 자동이 이루어지도록 완벽하게 구축되었다.
두 번째 Vat-free 기술구현은 다수의 구멍이 있는 아크릴 원형의 상판과 테프론필름이 부착된 원형하판을 설치하여 재료의 표면에너지를 이용한 Liquid Bridge를 형성하여 공급되는 재료의 부피를 제어하여 Vat를 대체하였다. Liquid Bridge는 완벽하게 Vat를 대신했고, Vat를 이용할 때보다 재료의 낭비를 약 90% 줄였다.
세 번째 다중재료 공급 시스템은 2개 이상의 시린지 펌프를 이용해 Liquid Brdige를 공급하고 회수하여 구현했다. 이 시스템은 Vat를 교체하는데 짧은 시간이 소요되어 기존의 Vat를 이용한 시스템보다 다중재료를 사용한 3D프린트를 하는데 유리하다. 마지막으로 연속적층 기술은 슬라이스 이미지의 애니메이션화와 z축의 연속이동의 동기화로 구현했다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구를 통해 도출된 새로운 공정 및 시스템은 국내외 논문 게재를 위한 좋은 아이템으로 매년 논문 성과를 높여줄 것이다. 그리고 매년 시행되는 각종 학술 대회를 통해 연구 성과를 발표할 것이다. 또한, 새로운 방식의 SLA 시스템을 개발하여 특허 출원 및 등록을 할 수 있도록 연구될 것이다. 본 연구를 수행한 연구원들은 도출된 성과를 통해 학위를 받음으로써 인력 양성에 큰 도움이 될 것으로 생각한다.

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 1) 연구개발의 필요성 ... 5
• 2) 연구개발의 최종목표 및 연구범위 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 1) SLA 시스템 구축 ... 6
• 2) vat-free 기술구현 ... 11
• 3) 다중재료기술 구현 ... 13
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 16
• 4. 참고문헌 ... 17
• 5. 연구성과 ... 19
• 대표적 연구실적 ... 21
• 끝페이지 ... 24