계명대학교 광역선도 IT융복합의료기기 실무형 인재양성센터의 제2회 캡스톤디자인 전시 회를 성공적으로 개최하게 되어 매우 기쁘게 생각합니다. 촉박한 일정 가운데에서도 전자공 학과, 컴퓨터공학과, 기계자동차공학부, 신소재공학과, 경영공학과, 다섯 참여학과에서 훌륭 한 결과물을 제출해 주셨습니다. 그간 캡스톤디자인 수행에 힘쓰느라 수고한 학생들과 열심 히 지도해주신 각 참여학과의 캡스톤디자인 교과목 담당 교수님들 그리고 사업 진행에 힘써 준 인재양성센터의 여러 직원 선생님들께 감사의 말씀드립니다. 사업 인재양성센터의 2차년도를 맞아 올해는 작년에 비해 비교적 여유로운 일정을 가지고 캡스톤디자인 지원 프로그램이 시행되었습니다. 작년보다 다소 늘어난 예산을 바탕으로 수 행계획서 경진대회 개최, 여름방학 중 사전 교육 실시 등 다양한 행사를 개최하였고 산업체 멘토링의 확대, 각종 절차 간소화 및 체계 구축을 통한 업무 효율성 증진, 시내 교통비 지급 등 1차년도에 드러났던 일부 문제점을 개선하고자 노력해왔습니다. 그럼에도 불구하고 한 학 기에 주제 선정부터 작품의 구현까지 모든 것이 이루어져야 하는 촉박한 일정과 캡스톤디자 인 전용 공간 부재, 재료 구입 및 지급 과정에서 발생하는 지연 등 아직도 해결해나가야 할 많 은 문제점이 있습니다. 이러한 문제점을 해결하는 동시에 내년에 진행될 3차년도 캡스톤디자 인 지원 사업에 있어서 인재양성센터는 지난 2년간의 경험을 적극적으로 활용하여 원활한 캡 스톤디자인의 수행과 결과물의 수준 향상에 더욱 힘쓰겠습니다. 바쁘신 일정 가운데에서도 이 자리에 참여해주신 모든 분들께 다시 한 번 감사의 말씀 전하 면서 저의 인사말을 마치고자 합니다. 감사합니다. 2010년 12월 7일 광역선도 IT융복합 의료기기 실무형 인재양성센터 센터장 방대욱 교수 Greetings
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계명 학교 광역선도 IT융복합의료기기 실무형 인재양성센터의 제2회 캡스톤디자인 전시
회를 성공적으로 개최하게 되어 매우 기쁘게 생각합니다. 촉박한 일정 가운데에서도 전자공
학과, 컴퓨터공학과, 기계자동차공학부, 신소재공학과, 경 공학과, 다섯 참여학과에서 훌륭
한 결과물을 제출해 주셨습니다. 그간 캡스톤디자인 수행에 힘쓰느라 수고한 학생들과 열심
히 지도해주신 각 참여학과의 캡스톤디자인 교과목 담당 교수님들 그리고 사업 진행에 힘써
준 인재양성센터의 여러 직원 선생님들께 감사의 말 드립니다.
사업 인재양성센터의 2차년도를 맞아 올해는 작년에 비해 비교적 여유로운 일정을 가지고
캡스톤디자인 지원 프로그램이 시행되었습니다. 작년보다 다소 늘어난 예산을 바탕으로 수
행계획서 경진 회 개최, 여름방학 중 사전 교육 실시 등 다양한 행사를 개최하 고 산업체
멘토링의 확 , 각종 절차 간소화 및 체계 구축을 통한 업무 효율성 증진, 시내 교통비 지급
등 1차년도에 드러났던 일부 문제점을 개선하고자 노력해왔습니다. 그럼에도 불구하고 한 학
기에 주제 선정부터 작품의 구현까지 모든 것이 이루어져야 하는 촉박한 일정과 캡스톤디자
인 전용 공간 부재, 재료 구입 및 지급 과정에서 발생하는 지연 등 아직도 해결해나가야 할 많
기술의 발달과 문명의 발달은 현 인의 물질적 풍요로움뿐만 아니라 여가생활의 다양화를 가져왔다. 따라서 여가활
동 중 일어날 수 있는 안전사건도 크게 늘어났을 뿐만 아니라 골절환자 또한 급증하 다. 그에 따라 기존의 석고붕
의 일회적 사용과 무겁고 비위생적이며 흉측한 외관을 보완하기위해 본 제품을 고안하게 되었다.
| 팀원 구성 및 역할 |
조 원 역 할
서 준 석 �조장. 전체적인 작업 감독 및 팀원 간의 상호 협력, 의견 도출
도 준 성 �CATIA를 통한 모델링 및 외주 업체 가공 의뢰
안 성 근 �회의록 작성 및 가공된 제품의 조립
서 재 철 �보고서 작성 및 외주 업체 가공 의뢰서 작성, 제품조립
손 욱 광 �보고서 작성 및 CATIA를 통한 모델링
노 경 하 �보고서 작성 및 물품구매, 물품 조달
| 기간 별 수행 진행 상태 |
본 고안품은 CATIA를 통한 전체적인 모델링이 수행되어진 후 각 부분별 가공은 외주업체를 통해 제작되었다. 또한 전
체적인 형태의 구상 및 조립은 조원들의 손을 통해 완성되어졌다.
1주 2주 3주 4주
9월 자료조사 발표 및 브레인 스토밍 주제 선정 및 설계 개념 확립
10월 상세 설계 및 제작도면 작성 외주 제작
11월 외주 제작 및 마무리 작업 보고서 작성
� 캡스톤디자인 결과
| 고정부 |
�골절된 부위의 안정적인 보호를 위해 4개의 고정부 도입.
�판 형태의 탄성소재와 육각 나사를 이용한 안정된 고정 유도.
�석고 깁스를 체할 만한 경량의 소재 사용.
�분리형으로 골절부위의 향을 미치지 않는 구조 도입.
| 지지부 |
�단단하고 녹이 슬지 않는 소재를 이용한 지지.
�골절 부위에서 떨어지게 모델링하여 골절부위 간섭 방지.
�바람이 통할 수 있는 통풍 구조를 도입하여 위생적 사용가능.
41제2회 캡스톤디자인작품전시회
helpful 휠체어
� 캡스톤디자인 결과
팀명 _ IT 학과 _ 기계자동차공학부 성명 _ 방윤정 김태훈 반민수 한창섭 김상
� 작품 배경 및 수행 과정
| 작품 배경 |
지금 보시는 유모차에도 서스펜션이 설치되어 있는데 몸이 아프신 사람들이 탈
수 있는 휠체어에는 전혀 그런 것들이 없어서 저희가 제작하게 되었습니다. 그리
고 다리를 깁스를 했는 환자들은 휠체어에 타면 다리 접지 못하고 다리를 편 상태
로 있어야 하는데 그것을 지탱해 줄 수 있는 지지 를 설치하 고 또한 오래 앉아
있는 환자들도 있기 때문에 시트에 압축솜을 삽입하여 엉덩이가 배기지 않도록 했
으며 또한 벨을 장착하여 주위에 있는 보행자들에게 알리도록 했습니다.
| 수행 과정 |
부 ENG 업체에 저희가 제작한 catia 도면을 제출하여 동일한 제품으로 진행함.
| 조원 업무 |
1. 서스펜션 장착 (사진 유) 완료
- 완충작용
2. 다리 지지 (사진 무) 진행중
- 깁스 한 환자 다리 지탱
3. 시트 압축솜 (사진 무) 진행중
- 오래 앉을 수 있는 기능
4. 벨 장착 (사진 유) 진행중
- 보행자들에게 인식 가능하게함
조 원 업 무
1. 조장 : 4655574 방윤정 전체적인 업무지시 및 catia
2. 4655574 반민수 발표
3. 4572144 김태훈 문서 및 보고서 작성
4. 4945890 한창섭 회의록 및 기기제작
5. 4945703 김상 아이디어 창출 및 도면작성
계명 학교광역선도인재양성센터42
환자이송용 침
� 캡스톤디자인 결과
�링크 구조물 : 롤러를 장착하고, 기존 프레임 사이에서 아래위로 움직일 수 있게 하기 위하여 설계된 구조물.
�롤러 : 적은 힘으로 다른 침 로의 매트이송을 가능케 함.
�구동모터 : 프레임 구조물의 운동에 필요한 동력을 공급.
�근접센서 : 적정위치를 감지하여 모터의 동력을 제한.
팀명 _ 호모 파베르 학과 _ 기계자동차공학부 성명 _ 임호섭 김현우 박관호 조나단
� 작품 배경 및 수행 과정
| 작품 배경 |
현재 병원에서 사용하고 있는 일반적인 침 는 수술을 하기 위해 환자를 다른 침 로 이송시킬 때 많은 인력을 필요로
하고, 환자에게 상당한 충격을 유발할 수 있다. 특히 신경계통에 문제가 있는 환자의 경우 이러한 상황에서 많은 고통
을 호소하기도 한다. 그래서 우리는 기존의 침 의 프레임 사이에 롤러를 장착한 이송용 구조물을 장치함으로써 다른
침 로 이송 시 작은 인력으로도 손쉽게 옮길 수 있게 하는 동시에 환자에게 가해지는 충격을 최소화 하고자 하 다.
| 팀원 구성 및 역할 |
�조장 - 임호섭 : 보고서 작성 및 발표
�조원 - 김현우 : 카티아를 이용한 제품설계
박관호 : 구조해석 및 시장조사
조나단 : 구조해석 및 시장조사
| 기간 별 수행 진행 경과 |
1~3주차 아이디어선정 8~10주차 시제품 제작
4~5주차 시장조사 11~12주차 제품평가 및 수정보완발표
6~7주차 설계도 작성 13~14주차 제품완성 및 설계보고서 제출
1. 모델링 과정 2. 전체 조립도
전동 보행카
43제2회 캡스톤디자인작품전시회
� 캡스톤디자인 결과
팀명 _ 고목나무 학과 _ 기계자동차공학부 성명 _ 권순한 권진환 박지원 정은혜 방종훈
� 작품 배경 및 수행 과정
| 작품 배경 |
관절염때문에 보행에 불편함이 있는 노약자 및 재활에 필요한 사람들을 위해 만들어진 제품으로써 앞으로의 노령화인
구로 접어드는 우리나라에서 큰 화두가 되고 있는 보행카는 기존의 워커제품보다 좀 더 기동성과 편리함을 갖춘 제품
으로써 보행을 통해서 이동해야하는 부담감을 가진 워커보다 훨씬 이동하는데 있어서 편리한 이동 수단을 만다는 데에
의의가 있다.
이 제품은 기존에 있던 보행카와 전동휠체어의 중간급의 제품으로써 보행카에서의 끌어야하는 번거러움과 전동휠체어
의 부담스러운 가격과 크기를 보완하기 위해 만들어 졌다. 또한 재활이나 운동 또는 배터리를 방전했을 경우처럼 걸어
야 하는 상황이 있다면 언제든지 수동전환으로 기존의 보행카처럼 이용이 가능하다. 이용자는 실내에서는 발판을 통해
가만히 서서 어디든지 이동할수 있게되었고 보행카의 접근성과 수납성 그리고 전동휠체어의 기동성과 편리성 이러한
두 제품의 이점을 절충하고 보완하여 설계되었다.
년 월 책임자 계 획
1주차 권순한 의료기기 설계를 위한 계획 수립
2주차 권진환 수립된 계획을 통해서 제품 선정
3주차 박지원 선정한 제품의 세부 준비물 토의
4주차 방종훈 선택한 의료기기 제품의 준비
5주차 정은혜 자료 수집
6주차 권순한 제품의 성능 향상 방안 수립
7주차 권진환 제품 구성품 조사
8주차 박지원 조사한 내용을 토 로 제품 설계 방안 토의
9주차 ~ 11주차 팀원 모두 제품 설계 1,2,3
12주차 방종훈 설계한 제품 실험 및 수정 방안 토의
12주차 정은혜 설계한 제품 발표 자료 준비
14 주차 권순한 설계 제품 완성 및 발표자료 완료
웰빙 휠체어
계명 학교광역선도인재양성센터44
팀명 _ B.M.W. 학과 _ 기계자동차공학부 성명 _ 박호찬 조진호 남궁준 변성원
� 작품 배경 및 수행 과정
| 작품 배경 |
휠체어는 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 의료기기이기 때문에 주제로 선택하 습니다. 이 밖에 이번 캡스톤 디자인
이 지향하는 주제에 부합된다고 생각하여 신체기능 회복에 초점을 맞추어서 웰빙 휠체어를 구상하 습니다. 단순히
이동용이 아닌 하반신 재활과 안마 기능 그리고 휠체어에서 하차 시 편리함을 더하여 웰빙 휠체어를 제작할 것입니다.
| 수행 과정 |
휠체어의 구조를 변경하여 미용실의자를 설치하고 다리재활기는 사용자가 스스로 래버를 당김으로써 쓸 수 있는 형태
로 제작하 습니다. 마지막으로 다리안마기를 부착하여 웰빙휠체어를 완성시켰습니다.
| 팀원 구성 및 역할 |
�박호찬 : 물품 구입 및 제작 �남궁준 : 문서 작성 및 제작 �변성원 : 시장 조사 및 제작 �조진호 : 정보 수집 및 제작
| 기간 별 수행 진행 경과 |
�1주차 : 오리엔테이션 �2,3주차 : 과제 선정 및 사전 조사 �4주차 : 수행계획서 작성
�5주차 : 재료 구매 �6,7주차 : 재활 기능 제작 �8,9주차 : 의자 상승 기능 제작
�10,11주차 : 안마 기능 제작 �12,13주차 : 최종 마무리 및 발표 준비 �14주차 : 최종발표
� 캡스톤디자인 결과
1) 최종 결과물의 기능
� 다리재활용 안마기능 � 다리재활용 운동기능능 � 하차시 편리한 스탠드업 기능
2) 최종 결과 물의 동작
� 의자의 수직 상승능 � 래버를 이용한 발판작동
실내∙외용 리프트 휠체어
45제2회 캡스톤디자인작품전시회
� 캡스톤디자인 결과
팀명 _ 스프린터 학과 _ 기계자동차공학부 성명 _ 강석한 김지호 성활경 심 암 권종욱
� 작품 배경 및 수행 과정
본 아이디어는 휠체어 사용자가 휠체어에 탈 때와 내릴 때의 편의를 위한 것이다. 기존의 리프트 휠체어는 단지 좌석의
상∙하 운동을 통해 사용자에게 편의를 제공한다. 그러나 다리의 약간의 움직임도 불편한 사람이 사용 시 하체가 지면
에 수직한 상태에서 좌석이 하강한다면 다리가 힘을 받게 된다. 따라서 휠체어 발 받침 프레임의 길이 조절과 바퀴 장
착으로 좌석 하강 시 사용자의 다리가 펴지도록 하여 무리가 가지 않도록 한다. 그리고 좌석에 바퀴를 장착해 휠체어 본
체로부터 분리가 가능하여 실내이동시에 사용할 수 있도록 한다. 특히 세계 각국이 고령화 사회에 접어들면서 노약자
및 장애인 편의 장치의 잠재적 수요가 급증할 것이라고 업계에서 판단하고 있다.
기 간 책임자 팀 원 역 할
1~3주차 조원 형성 및 아이디어 선정 성활경 팀 운 및 설계 제품 제작
4~5주차 수행 계획서 작성 및 아이디어 구체화 권종욱 도면 작성 및 제품 제작
6~12주차 재료 구매 및 제품 제작 김지호 문서 작성 조사 및 제품 제작
13주차 작품 소개서 및 수행 결과 보고서 작성 강석한 발표문서 작성 및 제품 제작
14주차 보고서 및 결과물 제출, 전시회 심 암 회의록 작성 및 제품 제작
리프트 장치(유압 자키)
후면도(②번그림)에서 보이는 리프트 장치를 이용
하여 좌석 받침 가 상하로 자유롭게 운동할 수 있
어, 사용자 스스로가 탑승과 하차를 할 수 있도록
하 다. 또한, 발 받침 에 바퀴를 장착함으로써 하
강운동 시 다리가 자연스럽게 펴지도록 하여 기존
의 리프트 휠체어에 편의를 더해주었다.
야외 사용 후 실내에서 사용 할 수 없다는 불편함을
해결하기위해 좌석 아래에 바퀴를 장착하여 휠체어
본체와 분리가 가능함으로써 발 받침 의 바퀴와
함께 실내에서 이동 가능한 기구를 만들어 냈다.
① ②
③ ④
Bio ceramic grinding media 제조
계명 학교광역선도인재양성센터46
팀명 _ NPG 학과 _ 신소재공학과 성명 _ 채지훈 석진규 안형진 신진휘
� 작품 배경 및 수행 과정
나노기술의 산업에 있어 초미립자로 분쇄 분산이 요구 된다. 이러한 초미립자 분쇄 분산의 매체로서 bead가 사용되어
지고 있으며, 그 종류에는 Ceramic, metal, polymer, glass Bead가 있다. 그 중에서도 Ceramic bead는 우수한 압축
강도와 경도를 가져 분쇄 능력과 내마모성이 우수하다. 이러한 초미립자 분쇄분산을 위한 산업현장에서 Ceramic
bead 제조 시 공정효율 및 비용절감 그리고 높은 기계적 특성을 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
본 설계는 ceramic bead의 제조를 위한 장치 및 비드 설계. 제작 하고 기계적 특성 향상을 위한 실험을 하 으며,
Al2O3, 3Y-TZP, Fused 3Y-TZP를 주원료로 하는 bead의 기계적 특성을 향상에 있어 중요한 구형도 증진에 초점을
두었다. 이를 위해 Start materials(Al2O3, 3Y-TZP, Fused 3Y-TZP)를 Attrition mill → Forming → Sintering →
Characterzization(SEM, XRD, particle size , hardness)의 과정을 거쳤으며 성형을 하기위한 비드 장치를 (주)Cenotec
및 남 아크릴 사와 연계하여 설계∙제작 하 다.
� 캡스톤디자인 결과
| 결과 요약 |
Nozzle에서 포집용기로 slurry가 낙하될 때 포집 용기 용액의 표면장력을 최 한 적게 받아야 하며, 포집용기에서 고형
화가 이루어지고 난후 충분한 반응시간 주어야 고형화된 bead가 서로 눌리는 현상을 방지 할 수 있다. 이러한 bead의
성형 장치를 (주)Cenotec, 남아크릴사와 연계하여 직접 제작하 으며, 성형장치를 통해 bead를 직접 성형해보았다.
이렇게 제작된 비드는 각종 염료, 페인트, 안료, 잉크, 제작원료, 종이, 음식 등 여러 분야에서 분쇄 및 분산을 위해 주로
사용될 것이다.
<Bead 제조 장치> <Nozzle>
<제조된 Bead>
수소로 걷는 내일
47제2회 캡스톤디자인작품전시회
팀명 _ 청실홍실 학과 _ 신소재공학과 성명 _ 김명규 박보라 권화 송정아 박민
� 작품 배경 및 수행 과정
| 작품 배경 및 목적 |
요즘 수소에너지가 각광을 받고 있다. 장기적으로 볼 때, 수소에너지는 지구에 꼭 필요한 에너지이다. 수소자동차 같은
것들이 출시됨에 따라, 수소에너지에 한 흥미를 느껴 휠체어에 적용하면 어떨까 라는 생각으로 작품을 만들게 되었다.
수소에너지는 수소와 전자가 분해되고 그 분해된 수소와 산소가 결합하여 오염원이 없는 물이 된다. 그 전자는 휠체어를
움직일 수 있는 원동력이 된다.
수행과정으로는 먼저 수소에너지에 한 원리를 이해하기 위해 이론을 공부하 다. 또한, 직접 RC자동차를 구입하여
의자 및 바퀴 등을 제작하 다. 그 다음 본격적으로 수소저장 합금과 모터를 연결하여 시험 가동을 해 보았다. 앞으로
문제점 보완을 위해 힘쓸 것이며 최종 발표에서 성공하도록 노력할 것이다.
| 팀원 구성 및 역할, 수행과정 |
�조장 : 김명규 (총 감독 및 최종발표)
�조원 : 권화 , 박민 (자료조사 및 정리) / 박보라, 송정아 (자료 및 발표자료 준비)
�1주차-설계 주제 선정 / 2주차-주제에 따른 문헌조사 및 계획서 작성 / 3주차-수소 저장합금의 원리 이해 / 4, 5주
차-휠체어 의자 제작 / 6, 7주차-휠체어 프레임 및 바퀴 제작 / 8주차-모터와 수소저장 합금을 연결 / 9주차-시험
가동 및 문제점 발견 / 10주차-문제점 보완 및 해결 / 11주차-추가 장치를 장착 / 12주차-최종 작동 및 점검
� 캡스톤디자인 결과
Specification of Fuelcell
� Type of Fuelcell : PEM
� Number of cells : 13
� Weight : 225g
� Size : 76mm×64mm×47mm
� Reactants : Hydrogen and Air
Specification of Wheelchair
� 규격 : 680mm×390mm×500mm
� 무게 : 7500g
� 정격전압 : 7.4V
�모형휠체어 의자프레임
(재료 : 폼포드)
�Hydrogen Fuelcell Stak
(수소에너지→전기에너지 변환장치)
�수소저장용기
(수소저장합금 : Ti-Zr-Cr)
�Rockslide T2 1/8 Scale
생체의료용 형상기억합금 분말 제조
계명 학교광역선도인재양성센터48
� SEM
[표 1] 배율에 따른 분말 SEM측정 사진
� DSC
[그림 1] 분말 크기별 DSC곡선
팀명 _ Memory 학과 _ 신소재공학과 성명 _ 백종진 임현태 남기범 정민진
� 작품 배경 및 수행 과정
| 작품 배경 |
현재 형상기억합금으로 치아 교정 틀, 인공치근에 쓰이고 있으며 손상 받은 신체연결 부위, 골격 그리고 등뼈가 휜 것 등을펴주거나 지지해 주는 데 사용되고 있다. 이러한 형상기억합금은 일반적인 주조 및 소성가공법에 의해 성형 및 가공이 어려운문제점을갖고있다. 이러한문제점을보완하고자형상기억합금을분말형태로제조하여개선하고자한다. 형상기억합금분말을 용융점 이하의 온도에서 가열 소결하여 제품을 만들 수 있는데, 분말을 사용함으로써 융점이 높은 물질을 분말 소결을통해융점을낮출수있고, 다공질의금속재료를만들수있으며내마모성에서우수하고 량생산시에경제적이다.
| 수행 과정 |
본 설계에서 합금은 50Ti-49.9Ni-0.1Mo이며, Mo의 융점이 Ti와 Ni보다 매우 높기 때문에 Mo의 편석을 방지하기 위해서 먼저 Ni과 Mo를 Arc Melt를 이용하여 플라즈마로 2~3회용해하여 제조 하 습니다. 형상기억합금 분말을 제조하기 위해서 먼저 진공유도용해로(VIM)를 사용하여 제조하 습니다. 준비된 시편을 약 800g 정도 넣고, 진공상태에서고주파 유도가열로 용해하여 연철 몰드에 부어 원통형의 모합금을 제조했습니다. 그렇게 만들어진 모합금을 Highspeed Cutting Machine을 이용하여 반으로 절단 하 습니다. Atomization 흑연도가니와 orifice와 stopper를 이형제인 BN으로 얇게 코팅하고 충분히 건조한 후에 절단한 모합금을 세척한 후 건조하여 흑연도가니에 넣습니다. 그리고그 도가니를 Gas Atomization 내부에 장착 한 뒤 고진공 유지 후 유도용해로를 이용하여 1400℃이상 가열하여 모합금을 용해합니다. stopper 개방과 동시에 25kg�/cm2 압력으로 Ar가스를 분사 시킨다. 직경 7mm의 노즐을 통해 흘러나오는 용융된 형상기억합금은 분사되는 고압의 가스에 의해 깨지면서 구형의 분말 형태로 급냉응고 됩니다. 챔버내의분말을 수거하고 sieve shaker로 분말을 크기별로 분류하고 물성평가(DSC, XRD, SEM)를 하 습니다.
� 백종진 : 실험 전반적인 과정 수행(분말제조, 물성평가) � 남기범 : 실험 전반적인 과정 수행(분말제조, 물성평가)� 정민진 : 실험 전반적인 과정 수행, 보고서 정리 � 임현태 : 참고문헌 조사 및 정리, Arc melt로 합금제조
※ 기간별 수행진행 경과 : ① 1~2주: 계획서작성 및 참고문헌 조사 ② 3~10주: 분말제조 실험 ③ 11~13주: 물성평가
� 캡스톤디자인 결과
� DSC결과
[표 2] 분말크기에 따른 변태 온도
※ 분말사진, 단면 SEM, XRD, DSC 사진은 공간제약으
로 PPT파일에 기재하겠음(설계내용과 상관없음)
� SEM을 이용해 75~100㎛와 100~150㎛ 크기의 분말을
각각의 배율로 촬
� Gas Atomization으로 만들어진 파우더 표면은 전형적
으로 매끄럽고 구형
� Gas Atomization으로 만들어진 파우더의 특징 중 하나
인 Satellite(위성)분말이 관찰 됨
500배 800배 2500배
75~100(㎛)
500배 800배 2500배
100~150(㎛)
Rs(℃) Ms(℃) Af(℃)
20~53 18.43 12.6 34.91
53~75 17.82 11.38 35.58
75~100 17.48 11.59 36.24
100~150 17.14 11.82 37.89
Porous Shape-memory-alloy 인공보철물의 제작
49제2회 캡스톤디자인작품전시회
팀명 _ 깜 냥 학과 _ 신소재공학과 성명 _ 이소 이호진 진성규 엄태웅 김도우
� 작품 배경 및 수행 과정
| 작품 배경 |
Ti 및 Ti합금은 부동태 피막을 가지고 있어 다른 금속재료에 비해 뛰어난 내식성을 가지고 있고, 용출에 한 위험도가
낮아 생체재료로 주목받고 있다. 형상기억 효과를 가진 인공보철물을 제작함으로서 시술 시간을 줄이고, 절개부위를
최소화 하여 환자의 회복 기간을 단축시키는 효과를 기 하기 위하여 Ti합금 중 Nitinol을 이용하 고, 다공성으로 제
조함으로 기공 내부로 조직 성장이 용이하여 주변 생체 조직과의 안정적인 결합을 할 수 있을 것이라 기 된다.
다공성 형상기억합금 제작을 위하여 체온과 유사한 형상기억온도를 가지는 TiNi49.9Mo0.1의 100~150㎛ 크기의 분
말을 사용하 다. SPS 장비를 이용하여 소결하 고, 소결조건은 15~40 MPa의 압력에서 800℃에서 소결 후 850℃에
서 1시간 용체화 처리하 다.
※ SPS(Spark-plasma-sintering)사용을 위하여 경상 학교(경상남도 진주시)에 출장
� 캡스톤디자인 결과
TiNi49.9%Mo0.1%를 계획한 공정 로 제조하여 다공성 형상기억합금을 만들 수 있었다. XRD로 측정해본 결과 체적으
로 조성은 균일하게 제조 되었다. 다공성으로 제작하 기 때문에 탄성계수를 감소시킬 수 있어 응력차폐현상(stress
shield effect)을 현저히 줄일 수 있을 것으로 예상된다. 그리고 다공체로서의 인체조직 내방성장을 매우 효과적으로 유
도할 수 있을 뿐 아니라, 다공성 고유의 표면적 증가로 인체의 골조직과 접촉면이 증 되어 시술 후에 인체에 고정
(fixture)에 한 초기 안정성이 확보될 것이다. 또한, 시술 시 낮은 온도에서 변형 되고 수술 후 체내 온도에 의해 원형
을 회복하는 성질을 이용하여 절개 부위를 축소할 수 있어 시술 후 회복기간이 단축되고 시술 성공률 또한 크게 증가할