세라믹 3D 프린팅 형상 측정 및 결함 감지를 위한 층간 모니터링 방법

오원정(W. J. Oh),고종완(J. W. Ko),김동현(D. H. Kim),하정홍(J. H. Ha),박유진(Y. J. Park),강동기(D. K. Kang),김충수(C. S. Kim) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월

세라믹은 전기·전자, 광학, 의료 등 여러 분야에서 요구되는 특성을 구현하는 우수한 소재이지만, 절삭 가공이 어려운 난삭재로 분류되며 3D 프린팅 제조 또한 기술의 난이도가 높은 실정이다. 특히 3D 프린팅 제조를 통해 생산된 제품은 절삭 공정에 비해 낮은 형상 정밀도를 가지며, 반응 경화 시 결함으로 인한 내부 기공은 세라믹 제품에 있어 치명적이다. 낮은 형상정밀도의 문제는 연마 등의 후처리 공정의 비중이 커지고 비용의 증가로 이어지게 된다. 또한 내부 기공의 경우 취성 재료인 세라믹의 특성상, 직접 균열의 원인이 되거나 기공에 집중되는 응력으로 인해 미세균열의 원인이 될 수 있다. 따라서 한 층씩 적층되는 3D 프린팅 제조에서 있어서 층간 모니터링은 매우 중요하다. 본 연구에서는 선택적 반응 경화 기반 세라믹 3D 프린팅 공정에서 비전 센서를 이용한 층간 형상 모니터링 및 머신 러닝(Machine Learning)을 이용한 결함 탐지 시스템을 제안하였다. 제안된 모니터링 시스템은 상단에 고정된 비전센서를 통해 데이터를 확보하고 결함을 감지하는 방식이다. 제안된 모니터링 시스템을 이용할 경우 층간 형상은 선택적으로 반응된 경화물의 색상을 통해 추출하며, 적층 중 결함은 머신 러닝 알고리즘 중 하나인 YOLO (You only Look Once)를 이용하여 탐지한다. 본 연구에서 제안된 모니터링 시스템을 통해 세라믹 3D 프린팅의 형상 최적화 및 세라믹 제조품의 불량률을 감소시킬 수 있을 것이다.

3D 프린팅 기반 경량 및 고강도/강성 특성을 지닌 격자 구조 연구

박찬욱(C. W. Park),김민겸(M. K. Kim),김정현(J. H. Kim),김동원(D. W. Kim),노종환(J. H. No),유상훈(S. H. Yoo),서종환(J. Suhr) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월

최근 전기차와 항공기에 대한 수요가 증가하면서 경량(Lightweight), 고강도(High Strength) 및 고강성(High Stiffness) 특성을 갖는 구조의 중요성이 대두되고 있다. 주행거리를 더 확보하기 위해 위상 최적화(Topography Optimization)로 전체 구조의 무게를 낮추거나 3D 프린팅으로 차체의 뼈대나 브레이크 패드, 베어링, 모터 등을 경량화하는데에 관심이 집중되고 있다. 따라서 본 연구에서는 3D 프린팅을 위한 구조설계(Design for AM, DfAM) 기법을 고안하고, 3D 프린팅을 활용하여 경량 및 고강도/강성 특성을 지닌 격자구조를 개발하고자 한다. 위 메타 물질은 Polyjet 기법으로 제작하였으며, Polyjet 제조기법 특성을 고려하여 Open-cell 구조를 모델링하였다. 설계한 격자 구조의 압축 특성을 설계하기 위해 압축시험과 구조해석(ABAQUS)을 병행하여 설계하였고, 해석 및 압축시험을 기반으로 격자 구조의 기계적 거동(굽힘 및 좌굴 특성 등)을 분석하였다. 격자형 구조는 압축 시 기타 구조(메타 구조 및 자연 모방구조 등)에 비해 쉽게 굽힘 및 좌굴이 발생하였고 이는 격자 구조의 강도/강성 저하를 야기시켰다. 따라서 국부적인 변형을 방지할 수 있는 보강 구조(Reinforcement)를 지닌 격자 구조가 고강도/강성 특성을 보이는 것을 확인하였다. 본 연구에서 개발한 격자 구조는 미래자동차와 항공 우주분야에서 요구하는 경량 및 고강도/강성 특성을 지니어 향후 금속 3D 프린팅 기법에 접목시킨다면, 성장하는 미래자동차 시장에 대응이 가능할 것으로 기대된다. 또한, 불필요한 자원과 탄소 배출을 줄여 미래 환경에 대한 대비책이 될 것으로 사료된다.

계단형 텅스텐 결정면의 질소 흡착에 관한 연구 : Ⅱ. W(210) 및 W(310)면

최대선(D. S. Choi),한종훈(J. H. Han),백선목(S. M. Paik),박노길(N. G. Park),김욕욱(Y. W. Kim),황정남(C. N. Whang) 한국진공학회(ASCT) 1996 Applied Science and Convergence Technology Vol.5 No.4

장전자 방출법으로 텡스텐 (210)면 및 (310)면(100)면의 질소 흡착에 의한 일함수의 변화에 heat of desorption을 측정하였으며 Thermal Desortion Spectra(TDS) 결과로부터 adsorption site를 예측하였다. 텅스텐 (210)면 및 (310)면에 에 질소가 흡착될 때 흡착율에 따라 일함수는 증가하다가 각 면에 대하여 흡착율 5 Langmuir일때 최대 변화량 0.29 eV및 0.20 eV에서 포화되었다. TDS 결과는 이 면들은 낮은 dose의 영역에서 각각 3개의 흡착 site가 있음을 보였으며 이 흡착 site들 중 α₁state의 spectrum의 강도는 (210)면에서 보다 (310)면에서 상대적으로 강해짐을 보였다. 또한 (210)와 (310)면의 α₁ 과 β₂ state의 흡착 site에 흡착된 질소의 dipole moment의 방향은 이 흡착 site들에 대응되는 (100)면의 α₁ 과 β₂state의 흡착 site에 흡착된 질소의 dipole moment의 방향과 반대 방향으로 측정되었으며 이 현상으로부터 질소의 상대적인 흡착 위치를 예측하였다. The heat of desorption and the work function change induced by nitrogen adsorption on the stepped tungstein surface planes, W(210) and W(310), are measured using the Field Electron Emission Microscope(FEM). The adsoption sites are predicted from the Thermal Desortion Spectra(TDS). The work function change of both W(210) and W(310) planes increase as increasing the nitrogen dose and saturates at the nitrogen dose about 5 Langmuir to 0.29 eV and 0.20 ev respectively. We find three adsorption site on each plane for the low dose range. The TDS result shows that the intensity of α₁, state on W(310) is much stronger than that of α₁ state on W(210), and the direction of nitrogen dipole moment adsorbed on the sites correspond to α₁, and β₂ states on W(210) and W(310) planes are in the opposite direction to that of the equivalent states on W(100) plane. From this observation we can predict the relative atomic position in the zdirection (perpendicular direction to the surface) of nitrogen molecules/atoms adsorbed on these sites.

산업 적용을 위한 세라믹소재 적층 제조 소재-공정-장치 기술 개발

고종완(J. W. Ko),김동현(D. H. Kim),김충수(C. S. Kim),하정홍(J. H. Ha),박유진(Y. J. Park) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월

최근 3D 프린팅기술은 그 요소기술 발전에 따라 산업적용분야의 확대 및 제조기술로 각광받고 있다. 금속, 고분자 소재를 다루는 3D 프린팅의 경우, 산업에 적용되어 그 적용범위를 확장하고 있다. 반면, 세라믹 소재 3D 프린팅 기술의 경우, 상대적으로 기술 발전속도와 단계에서 금속 및 고분자 소재의 3D 프린팅 기술에 못 미치고 있다. 세라믹은 높은 경도로 인해 가지는 취성과 고온의 열처리가 필요하다는 점 특징이며, 이는 3D 프린팅 기술을 개발할 때 역시 고려되어야 한다. 세라믹 3D 프린팅 기술은 압출방식이나 광조형 방식 위주로 발전해왔다. 이 때 사용되는 소재에는 10-60%의 유기고분자를 함유하고 있어 조형 후 이를 제거하는 디바인딩 과정이 필수적이다. 디바인딩 과정에서 유기고분자의 분해에 의한 가스발생 그리고 이로 인해 발생되는 수축 및 변형 때문에 공정안정성이 매우 낮다. 이를 개선하기 위해 많은 노력을 해왔으나, 산업 적용에 충분할 만큼의 성과는 얻기 어려웠다. 본 연구에서는 이를 해결하고자 유기고분자의 함량을 극히 낮춘(2% 미만) 3D 프린팅용 소재를 개발하고 세라믹의 분율을 높이기 위한 적층 공정 그리고 이를 구현하기 위한 장비를 개발하고자 하였다. 3D 프린팅용 소재에 유기고분자 함량을 낮추기 위해 천연유래고분자인 알긴산을 활용하였으며, 성형을 위해 전이금속이온을 사용한 적층 매커니즘을 구현하였다. 개발소재의 연속적 성형 공정 구현을 위해 건조장치-반응액 도포 장치에 대한 설계를 진행하여 요소 장치를 구현하였다. 향후의 연구에서는 이 요소 장치를 통합하고 모니터링 하기 위한 연구개발을 수행할 예정이다.

d-pinitol regulates Th1/Th2 balance via suppressing Th2 immune response in ovalbumin-induced asthma

Lee, J.S.,Lee, C.M.,Jeong, Y.I.,Jung, I.D.,Kim, B.H.,Seong, E.Y.,Kim, J.I.,Choi, I.W.,Chung, H.Y.,Park, Y.M. North-Holland Pub ; Elsevier Science Ltd 2007 FEBS letters Vol.581 No.1

d-pinitol has been demonstrated to exert insulin-like and anti-inflammatory activities. However, its anti-allergic effect in the Th1/Th2 immune response is poorly understood. Recently, it was shown that T-bet and GATA-3 are master Th1 and Th2 regulatory transcription factors. In this study, we have attempted to determine whether d-pinitol regulates Th1/Th2 cytokine production, T-bet and GATA-3 gene expression in OVA-induced asthma model mice. We also examined to ascertain whether d-pinitol could influence eosinophil peroxidase (EPO) activity. After being sensitized and challenged with ovalbumin (OVA) showed typical asthmatic reactions. These reactions included an increase in the number of eosinophils in bronchoalveolar lavage (BAL) fluid, an increase in inflammatory cell infiltration into the lung tissue around blood vessels and airways, airway luminal narrowing, and the development of airway hyper-responsiveness (AHR). The administration of d-pinitol before the last airway OVA challenge resulted in a significant inhibition of all asthmatic reactions. Accordingly, this study may provide evidence that d-pinitol plays a critical role in the amelioration of the pathogenetic process of asthma in mice. These findings provide new insight into the immunopharmacological role of d-pinitol in terms of its effects in a murine model of asthma, and also broaden current perspectives in our understanding of the immunopharmacological functions of d-pinitol.

각종 사료의 소화율에 미치는 축종의 영향

김상철 ( S C Kim ),배동호 ( D H Bae ),김강식 ( K S Kim ),박용윤 ( Y Y Park ),이종원 ( J W Lee ),박신호 ( S H Park ) 한국축산학회 1971 한국축산학회지 Vol.13 No.2

Digestibility comparisons were made using Korean native cattle, native goat, sheep, rabbit, pig and poultry with two different roughages, two different concentrates and soybean oil cake. a. Digestibility difference for roughages There were no significant differences in digestion coefficients, D.C.P. and T.D.N, content, except N.F.E in the case of good quality hay, and crude protein and crude fat in the case of poor quality hay between Korean native cattle, native goat and sheep. However, there were significant differences between the animals mentioned above and rabbit in all digestion coefficients, D.C.P. and T.D.N. content, except crude protein and crude fat. b. Digestibility difference for concentrates There were significant differences in digestion coefficients and digestible nutrients between the animal used. Digestibility of sheep and native goat, and pig and poultry showed similar trend. Rabbit Showed the highest T.D.N. content in the case of corn. However, this superiority in digestibility disappeared in the case of wheat bran. c. Digestibility difference for soybean oil cake Significant differences in digestibility of crude fat, N.F.E. crude fiber, and T.D.N. content were found between ruminants and monogastric animals. No significant differences were observed in digestibility of crude protein and D.C.P. content between the animals used.

Magnetic Properties of <tex> $ [\hbox{Ni}_{97{\rm at.}\%}$</tex>-W<tex> $_{3{\rm at.}\%}]_{{100}-{x}}$</tex>-Cu<tex> $_x$</tex> Textured Substrates for Coated Conductors

Song, K.J.,Ko, R.K.,Kim, H.S.,Ha, H.S.,Ha, D.W.,Oh, S.S.,Park, C.,Yoo, S.-I.,Kim, M.W.,Kim, C.J.,Joo, J.H. Institute of Electrical and Electronics Engineers 2007 IEEE transactions on applied superconductivity Vol.17 No.2

<P>The degree of ferromagnetism of Ni-W<SUB>y</SUB> alloys decreases as W-content y increases. Both the saturation magnetization <I>M</I> <SUB>sat</SUB> and Curie temperature <I>T</I> <SUB>c</SUB> decrease linearly with W-content y, and both <I>M</I> <SUB>sat</SUB> and <I>T</I> <SUB>c</SUB> go to zero at critical concentration of y<SUB>c</SUB> ~9.50 at.% W. To compare with Ni-W alloys, the magnetic properties of a series of both as-rolled (non-textured) and annealed (biaxially textured) [Ni<SUB>97at.%</SUB>-W<SUB>3at.%</SUB>]<SUB>100-x</SUB>-Cu<SUB>x</SUB> alloy tapes with compositions x = 0, 1, 3, 5, and 7 at.%, were studied. Characterization methods included XRD analyses to investigate the biaxial texturing of the annealed [Ni-W]-Cu alloy tapes and studies of the magnetization for both as-rolled and annealed [Ni-W]-Cu alloy tapes. Both the isothermal mass magnetizations <I>M</I>(<I>H</I>) of a series of samples at different fixed temperatures and <I>M</I>(<I>T</I>) in fixed field, were measured. The effect of Cu addition on both the saturation magnetization and Curie temperature T<SUB>c</SUB> of the Ni<SUB>97at.%</SUB>-W<SUB>3at.%</SUB> alloy was investigated.</P>

Valeriana officinalis extract and its main component, valerenic acid, ameliorate d-galactose-induced reductions in memory, cell proliferation, and neuroblast differentiation by reducing corticosterone levels and lipid peroxidation

Nam, S.M.,Choi, J.H.,Yoo, D.Y.,Kim, W.,Jung, H.Y.,Kim, J.W.,Kang, S.Y.,Park, J.,Kim, D.W.,Kim, W.J.,Yoon, Y.S.,Hwang, I.K. Pergamon Press ; Elsevier Science Ltd 2013 Experimental Gerontology Vol.48 No.11

Valeriana officinalis is used in herbal medicine of many cultures as mild sedatives and tranquilizers. In this study, we investigated the effects of extract from valerian root extracts and its major component, valerenic acid on memory function, cell proliferation, neuroblast differentiation, serum corticosterone, and lipid peroxidation in adult and aged mice. For the aging model, d-galactose (100mg/kg) was administered subcutaneously to 6-week-old male mice for 10weeks. At 13weeks of age, valerian root extracts (100mg/kg) or valerenic acid (340μg/kg) was administered orally to control and d-galactose-treated mice for 3weeks. The dosage of valerenic acid (340μg/kg), which is the active ingredient of valerian root extract, was determined by the content of valerenic acid in valerian root extract (3.401+/-0.066mg/g) measured by HPLC. The administration of valerian root extract and valerenic acid significantly improved the preferential exploration of new objects in novel object recognition test and the escape latency, swimming speeds, platform crossings, and spatial preference for the target quadrant in Morris water maze test compared to the d-galactose-treated mice. Cell proliferation and neuroblast differentiation were significantly decreased, while serum corticosterone level and lipid peroxidation in hippocampus were significantly increased in the d-galactose-treated group compared to that in the control group. The administration of valerian root extract significantly ameliorated these changes in the dentate gyrus of both control and d-galactose-treated groups. In addition, valerenic acid also mitigated the d-galactose-induced reduction of these changes. These results indicate that valerian root extract and valerenic acid enhance cognitive function, promote cell proliferation and neuroblast differentiation, and reduce serum corticosterone and lipid peroxidation in aged mice.

Protein Profile in Corpus Luteum during Pregnancy in Korean Native Cows

Chung, H.J.,Kim, K.W.,Han, D.W.,Lee, H.C.,Yang, B.C.,Chung, H.K.,Shim, M.R.,Choi, M.S.,Jo, E.B.,Jo, Y.M.,Oh, M.Y.,Jo, S.J.,Hong, S.K.,Park, J.K.,Chang, W.K. Asian Australasian Association of Animal Productio 2012 Animal Bioscience Vol.25 No.11

Steroidogenesis requires coordination of the anabolic and catabolic pathways of lipid metabolism, but the profile of proteins associated with progesterone synthesis in cyclic and pregnant corpus luteum (CL) is not well-known in cattle. In Experiment 1, plasma progesterone level was monitored in cyclic cows (n = 5) and pregnant cows (n = 6; until d-90). A significant decline in the plasma progesterone level occurred at d-19 of cyclic cows. Progesterone level in abbatoir-derived luteal tissues was also determined at d 1 to 5, 6 to 13 and 14 to 20 of cyclic cows, and d-60 and -90 of pregnant cows (n = 5 each). Progesterone level in d-60 CL was not different from those in d 6 to 13 CL and d-90 CL, although the difference between d 6 to 13 and d-90 was significant. In Experiment 2, protein expression pattern in CL at d-90 (n = 4) was compared with that in CL of cyclic cows at d 6 to 13 (n = 5). Significant changes in the level of protein expression were detected in 32 protein spots by two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis (2-DE), and 23 of them were identified by matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF-MS). Six proteins were found only in pregnant CL, while the other 17 proteins were found only in cyclic CL. Among the above 6 proteins, vimentin which is involved in the regulation of post-implantation development was included. Thus, the protein expression pattern in CL was disorientated from cyclic luteal phase to mid pregnancy, and alterations in specific CL protein expression may contribute to the maintenance of pregnancy in Korean native cows.

금속 적층 제조 공정으로 제작된 Fe 계 합금 시편의 기공률 및 경도 분석에 관한 연구

이호진(H. J. Lee),이윤선(Y. S. Lee),김우성(W. S. Kim),박동용(D. Y. Park),송혜진(H. J. Song),우완식(W. S. Woo) Korean Society for Precision Engineering 2022 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2022 No.5