The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences (한국전자통신학회논문지)

Korea Institute of Electronic Communication Science (한국전자통신학회)
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3D Printing Design for Minimizing Flection Phenomenon

3D 프린팅 휘어짐 현상 최소화를 위한 설계

  • 최성욱 (조선대학교 전자공학과) ;
  • 황석승 (조선대학교 전자공학과)
  • Received : 2014.11.25
  • Accepted : 2014.12.15
  • Published : 2014.12.31
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Abstract

3D printer is based on an additive manufacturing technology, which helps in creating the three-dimensional object using a 3D drawing. It is used in various fields, because it prints out a variety of three-dimensional products in a short period of time. In this paper, we consider a technique using the FDM(Fused Deposition Modeling) method by dissolving the ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) resin among a diversity of printing technique and materials. This kind of the 3D printer prints out a product in high temperature and cools down it. In this process, a flection phenomenon is occurred according to the size of the printing product and the surrounding environment. Conventional methods for mitigating this phenomenon maintain the temperature at the optimum level, but they require using additional devices. In order to minimize the flection phenomenon in 3D printing products without additional devices, in this paper, we propose a noble technique, which creates holes on suitable positions when they are designed by 3D drawing tools. Also, we suggest mathematical model for the proposed method, and measure and analyse a printing output using a proposed technique.

3D 프린터는 3D도면을 입력받아 적층가공 방식으로 재료를 쌓아 원하는 제품을 제작하는 프린터이다. 3D 프린터는 다양한 입체 제품을 출력할 수 있고, 짧은 시간 내에 제품 출력이 가능하여 다양한 분야에서 사용되고 있다. 이러한 3D 프린터는 다양한 종류의 출력방식과 재료가 있는데 본 논문에서는 이중 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)수지를 녹여 쌓는 FDM(Fused Deposition Modeling)방식을 고려한다. 이 방식을 사용한 3D 프린터는 고온에서 제품을 출력하여 짧은 시간 내에 냉각이 진행되는데, 이 과정에서 출력물의 크기나 주변 환경의 상태에 따라서 휘어짐 현상이 발생한다. 이러한 휘어짐 현상을 최소화하기 위해 현재 사용되고 있는 방법은 온도를 적정선으로 유지해주는 방식이다. 이 방식은 온도 유지를 위한 추가적인 장비가 필요하여 본 논문에서는 휘어짐 현상을 최소화하기 위한 3D 프린팅 기법을 제안한다. 제안된 방식은 제품의 최초설계 시 휘어짐 위치를 고려하여 적당한 구멍(홈)을 생성시켜 출력하는 방법을 기반으로 한다. 제안된 방법에 대한 수학적 모델을 제시하고, 성능평가를 위해 일반적인 방식을 사용한 출력물과 제안된 방법으로 설계한 출력물을 측정하고 분석한다.

Keywords

References

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