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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

심준혁 (고려대학교, 고려대학교 대학원)

지도교수
홍대희
발행연도
2020
저작권
고려대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수4

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2020

S-LOM 공법을 이용한 비정형 콘크리트 거푸집 생산 자동화 시스템에 대한 연구
심준혁 기계공학과 2020.01 학위논문

2019

비정형 거푸집 생산을 위한 공구 경로 생성 알고리즘
심준혁 ,  김학민 ,  박건우 외 2명 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 2019.05 학술대회자료

초록· 키워드

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The number of freeform buildings has been continuously increasing, serving as a landmark representing a country or a city. However, most of the freeform buildings have been built with conventional construction methods and required a tremendous amount of construction cost. This study seeks to apply additive manufacturing technologies to the freeform concrete formwork. Among many additive manufacturing techniques, the study focuses on the Laminated Object Manufacturing (LOM) method because of its advantages on building speed and cost. Also, the LOM technique is modified by using sloped angle at the side surface of the laminated layer (called Sloped-LOM or S-LOM), which yields great increase in the accuracy. We built a new FreeForm Formwork 3D Printer (named F3D printer) using the new approach. The F3D printer consists of a 5-axis laser cutting device for sloped cutting of EPS (Expanded Poly-Styrene) sheets with high speed, an auto pallet changer for EPS feeding, and a palletizer for EPS loading. In addition, cutting path generation program suitable for the S-LOM method was developed. This system was validated in terms of building productivity. As a result, S-LOM method can be expected to be a new manufacturing technology that will automate the entire process from raw material to unit formwork production to produce the desired structure in a short time.
#Rapid Prototyping #3D Printing #Freeform Concrete Formwork #Manufacturing Automation #Additive Manufacturing

목차

1 Introduction 1
1.1 Research Background 1
1.2 Related Work 4
1.3 Classification of Additive Manufacturing technologies 5
1.3.1 Laser based additive manufacturing 5
1.3.2 Extrusion thermal 6
1.3.3 Material jetting 6
1.3.4 Material adhesion 7
1.3.5 Electron beam 7
1.4 Sloped-Laminated Object Manufacturing 8
1.5 Research Purpose 12
1.6 Thesis Overview 13
2 F3D Printer 14
2.1 Function of F3D Printer system 14
2.2 System architecture 16
2.2.1 Laser cutting machine 16
2.2.2 Automatic pallet changer 20
2.2.3 Palletizer 22
2.3 Process workflow 24
3 Experiment I 26
3.1 Mock-up test using F3D Printer 26
3.2 Collect data 31
3.3 Review of Mock-up test 34
4 Post processor for S-LOM method 35
4.1 Need for Post Processor Development 35
4.2 Post processor for S-LOM method 39
4.2.1 STL based slicing 39
4.2.2 Ruled surface generation 42
4.2.3 Feed rate control 46
4.2.4 Kinematics of 5-axis Laser cutting machine 49
4.2.5 Post processing 52
5 Experiment II 54
5.1 Elapsed time of cutting path generation algorithm 54
5.1.1 Elapsed time of wall structure 56
5.1.2 Elapsed time of column structure 62
5.2 Elapsed time of wall and column structure 68
5.2.1 Review of the cutting path generation algorithm 69
6 Conclusions 73
References 75

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