연구용 압출기를 활용한 PLA와 텅스텐 혼합물의 차폐 성능

• 영문명: Shielding Performance of PLA and Tungsten Mixture using Research Extruder
• 발행기관: 한국방사선학회
• 저자명: 김도성 김태형 윤명성 김상현
• 간행물 정보: 『한국방사선학회 논문지』제17권 제4호, 557~564쪽, 전체 8쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2023.08.31

국문 초록

본 연구에서는 차폐성능의 우수함이 증명된 납 사용에 있어 나타나는 단점을 보완하고 불필요한 인체 피폭을 제어하기 위하여 3D 프린팅 기술을 이용하였다. 3D 프린터는 3차원 형상 구현이 가능하며, 개인의 아이디어를 즉각적으로 적용할 수 있어 시제품 제작 비용 및 기간을 줄여주면서 기술 보완 유지에 큰 장점이 있다. 다양한 특증의 3D 프린터 중 FDM 방식을 채택하였으며, 출력에 사용되는 필라멘트를 폴리락트산 (Polylactic acid, PLA)와 텅스텐 두 가지 소재를 혼합하여 연구용 압출기를 활용해 제작하였다. 출련된 혼합 필라멘트를 형태학적 차폐체로 구현하였으며, 선량평가를 통해 유효성 검증과 동시에 다양한 물질의 차페체 제작에 기초 정보 제공에 목적을 두었다. PLA와 텅스텐을 혼합하여 연구용 압출기로 제작된 필라멘트는 텅스텐 함유 비율에 따라서 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %로 구분하여 제작하였다. 3D Modeling, STL File 저장, G-code생성, 출력등의 처리과정으로 10 cm × 10 cm × 0.5cm의 크기로 각각 제작하였고, 관전압 60 kVp, 80 kVp, 100 kVp, 120 kVp와 관전류 20 mAs, 40 mAs의 조건으로 선량 및 차폐성능 평가 실험하였다.

영문 초록

In this study, 3D printing technology was used to compensate for the shortcomings of the use of lead, which has proven to have excellent shielding performance, and to control unnecessary human exposure. 3D printers can implement three-dimensional shapes and can immediately apply individual ideas, which has great advantages in maintaining technology supplementation while reducing the cost and duration of prototyping. Among the various special 3D printers, the FDM method was adopted, and the filament used for output was manufactured using a research extruder by mixing two materials, PLA (Poly-Lactic-Acid) and tungsten. The purpose was to verify the validity through dose evaluation and to provide basic information on the production of chapezones of various materials. The mixed filament was implemented as a morphological shield. Filaments made of a research extruder by mixing PLA and tungsten were divided into 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, and 50 % according to the tungsten content ratio. Through the process of 3D Modeling, STL File storage, G-code generation, and output, 10 cm × 10 cm × 0.5 cm was manufactured, respectively, and dose and shielding ability were evaluated under the conditions of tube voltages of 60 kVp, 80 kVp, 100 kVp, 120 kVp, and tube currents of 20 mAs and 40 mAs.

목차

Ⅰ. INTRODUCTION

Ⅱ. MATERIAL AND METHODS

Ⅲ. RESULT

Ⅳ. DISCUSSION

Ⅴ. CONCLUSION

Reference

키워드

방사선차폐 3D 프린터 PLA 텅스텐 압출기 Radiation Shielding 3D Printer PLA Tungsten Extruder