3D 프린터를 이용한 공학적인 의수 설계

국문 초록 (Abstract)

최근 과학이 발전하면서 정밀성을 갖춘 역공학적 설계가 생명공학 분야에서 활발하게 진행되고 있다. 그 중 사고나 질병에 의해 손을 잃은 이들을 위한 의수 사용자들이 나날이 증가하고 있는 가운데, 현재 시장에서 나오는 기성품이 아닌 3D 프린터를 이용한 공학적이고 안정된 설계를 기반으로 하는 의수를 개발하고자 한다.
본 논문에서는 역공학 설계를 이용한 의수를 제작하기 위해 의수의 손가락 마디에 걸리는 최대하중을 이론으로 분석하고, 최적의 설계를 위한 경제적이고 안전한 제품설계를 하는 것에 목적이 있다. 기구학적 설계에 입각하여 와이어 구동 전달 장치를 통해 기기가 움직이는 형상을 모델링화 시키고, 하중이 많이 실리는 링크부의 해석과 함께 실제 3D 프린터로 제작된 모델을 강도테스트로 안정성을 검증하고자 한다. 마지막으로 실제 가해지는 힘과 기구부의 구동을 분석한 뒤, 스캔된 모델을 고려하여 제작하고자 한다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 1
• 1.1 연구배경 1
• 1.2 3D 프린터 현황 3
• 1.3 3D 프린터와 생체공학 4
• 1.4 의수의 국내현황 및 세계 현황 7
• 제 2 장 본 론 10
• 2.1 용어 10
• 2.1.1 손의 해부학적 분석 10
• 2.1.2 의수의 종류 12
• 2.1.3 손동작 분석 13
• 2.1.4 의지 14
• 2.1.5 의수 14
• 2.2 의지 설계 15
• 2.2.1 2마디 의지 16
• 2.2.1.1 기구학적 분석 17
• 2.2.1.2 실험설계법에 의한 최적설계 20
• 2.2.1.3 의지의 파지력 22
• 2.2.2 1마디 의지 40
• 2.2.2.1 기구학적 분석 41
• 2.2.2.2 실험설계법에 의한 최적설계 43
• 2.3 의수 설계 43
• 2.3.1 3D 스캐닝 44
• 2.3.2 설계 46
• 2.4 3D 프린터 49
• 2.4.1 개요 50
• 2.4.2 재료선정 53
• 2.4.3 적층 55
• 2.5 실 험 59
• 2.5.1 실험 결과 59
• 2.5.2 구동 테스트 60
• 제 3 장 결 론 62
• [참고 문헌] 63