• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.3
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• pp.299-305
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• 2010

In general, the flexible forming die that has been used in the flexible forming process has the identical punch size; hence, its flexibility is relatively low because the range of allowable curvature radii is limited due to the uniform punch tip radius. Hence, a conceptual design of a sectional flexible die is presented for enhancing the flexibility of the forming process. Two punches of different sizes are used to configure the arbitrary forming surface. For a forming region with a relatively large curvature radius, a large punch array block is used; on the other hand, for the forming regions with small curvature radii, a small punch block is used. The cross-sectional profiles are compared with the target shape for evaluating the effectiveness of the process. Consequently, it is confirmed that the sectional flexible die can be used along with a combination of punch blocks of different sizes for manufacturing objective surfaces of complex shapes.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.5
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• pp.549-556
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• 2010

In general, materials that can be used to form elastic pads, such as urethane and rubber, are often used in flexible forming processes by inserting the pads between a blank and flexible die for smoothing the forming surface that is formed by a reconfigurable die. In this study, the effects of the elastic pad on formability in the flexible forming process for sheet metals are investigated by performing numerical simulations. In the simulation, the hyperelastic material model is used, where the urethane elastic pads serve as elastic cushions. Case studies are carried out for elastic materials with different hardness values and thicknesses. The results are used to evaluate formability by comparing the configuration of the deformed blank and its major cross-sectional profiles. It is verified that the elastic pad used in the flexible forming process for sheet materials should be hard and that its thickness should be chosen appropriately.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2008.11a
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• pp.171-174
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• 2008

컴퓨터 시뮬레이션을 통한 자연스러운 가상 성형은 컴퓨터 그래픽스와 애니메이션 분야의 오래된 연구 주제이다. 본 논문은 2D 가상 성형 시스템 용도의 가변 워핑 마스크를 이용한 시그모이드 블렌딩 방법을 제안함으로써 가상 성형의 품질 만족도와 편의성 및 실용성을 제고함에 그 목적이 있다. 제안된 2D 가상 성형 시스템은 마우스로 스머지 필터를 조작하여 얼굴 구성 요소의 윤곽 형상을 원하는 형태로 변형할 수 있는 직관적인 사용자 인터페이스를 제공한다. 얼굴 구성 요소의 스머징 전후의 윤곽선을 대상으로 다각형 근사화에 기반한 계층적 제어선 매핑을 통해 획득한 제어선 쌍들을 이용하여 반자동 필드 워핑을 수행함으로써 소스 제어선으로부터 목표 제어선까지 점진적으로 변해가는 다수의 중간 프레임들을 생성한다. 또한 이 반자동 필드 워핑을 수행할 시, 성형 부위의 변형을 따라 단계적으로 모양이 변하는 가변 워핑 마스크를 사용함으로써 변형 부위 이외의 얼굴 구성 요소들에 대해서는 왜곡을 최소화하는 지역적 변형 특성을 제고하고, 이렇게 생성된 성형 부위를 가변 모핑 마스크의 경계 영역에서 시그모이드 함수에 기반한 블렌딩을 수행하는 것이 특징이다. 제안된 2D 가상 성형 시스템은 직관적이고 편리한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있기 때문에 시간이 적게 소요되고 작업 피로도가 낮아 실용성이 높다. 특히 짧은 시간 내에 성형의와 고객이 만족하는 직관적인 상담을 가능케 하는 것이 장점이다.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2008.02a
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• pp.191-195
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• 2008

가상 성형 시스템은 실제 성형 수술을 시행하지 않은 상태에서도 성형 후의 형상을 가상적으로 시뮬레이션해 봄으로써 고객의 의사 결정과 성형의의 수술 계획 및 상담을 효과적으로 지원할 수 있는 그래픽 시스템이다. 본 논문은 가변 워핑 마스크와 스머지 필터를 이용한 2D 가상 성형 시스템의 반자동 필드 워핑을 제안함으로써 가상 성형의 편의성과 실용성을 제고함에 그 목적이 있다. 제안된 2D 가상 성형 시스템은 마우스로 스머지 필터를 조작하여 얼굴 구성 요소의 윤곽 형상을 원하는 형태로 변형할 수 있는 직관적인 사용자 인터페이스를 제공한다. 얼굴 구성 요소의 스머징 전후의 윤곽선을 대상으로 다각형 근사화에 기반한 계층적 제어선 매핑을 통해 획득한 제어선 쌍들을 이용하여 반자동 필드 워핑을 수행함으로써 소스 제어선으로부터 목표 제어선까지 점진적으로 변해가는 다수의 중간 프레임들을 생성한다. 또한 이 반자동 필드 워핑을 수행할 시, 성형부위의 변형을 따라 단계적으로 모양이 변하는 가변 워핑 마스크를 사용함으로써 변형 부위 이외의 얼굴 구성 요소들에 대해서는 왜곡을 최소화하는 지역적 변형 특성을 제고한 것이 특징이다. 제안된 2D 가상 성형 시스템은 직관적이고 편리한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있기 때문에 시간이 적게 소요되고 작업 피로도가 낮아 실용성이 높다. 따라서 비숙련자도 간단한 사용자 입력만으로 만족스러운 가상 성형 결과를 얻을 수 있다. 특히 짧은 시간 내에 성형의와 고객이 만족하는 직관적인 상담을 가능케 하는 것이 장점이다.

• Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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• 2008.10a
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• pp.118-121
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• 2008

Flexible die is more efficacious than fixed die which is generally used in stretch forming process in view of production cost. Accordingly, in order to verily the validity of the flexible forming process, curved thin skin structure forming analyses using the fixed and flexible die were performed. As results, merit and demerit with regard to the fixed and flexible die were confirmed. The result of the stretch forming process analysis using the flexible die was better than that using the fixed die in view of the elastic recovery. However wrinkles were occurred on the sheet material due to die cavities between the punches in the flexible forming process, thus the solutions against these problems were presented.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.309-309
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• 2004

쾌속조형 공정의 파트 성형 방향 결정 문제는 파트 표면의 품질, 제작시간, 파트 가격 등에 영향을 미치므로 대단히 중요하다. 실제적으로 이들 중요 변수들끼리는 모델제작과정에서 trade-off가 존재한다. 실제 파트 성형 방향 결정은 작업자의 경험이나 시행착오에 의해서 파트의 방향이 결정하고 있어 조금 복잡한 파트에 대해서는 최적의 성형을 결정하기 매우 힘들다. 일반적으로 쾌속조형 공정은 작업동안 공정변수가 변하지 않는 일정한 층두께를 가지고 작업을 수행한다.(중략)

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.1
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• pp.35-41
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• 2013

In injection molding, the mold temperature is one of most important process parameters that affect the flow characteristics and part deformation. The mold temperature usually varies periodically owing to the effects of the hot polymer melt and the cold coolant as the molding cycle repeats. In this study, a pulsed mold temperature control was proposed to improve the part quality as well as the productivity by alternatively circulating hot water and cold water before and after the molding stage, respectively. Transient thermal-fluid coupled analyses were performed to investigate the heat transfer characteristics of the proposed pulsed mold heating and cooling system. The simulation results were then compared with those of the conventional mold cooling system in terms of the heating and cooling efficiencies of the proposed pulsed mold temperature control system.

• 기계와재료
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• v.23 no.3
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• pp.96-113
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• 2011

녹색기술 및 친환경 공정의 필요성이 급증함에 따라 재료이용률 향상을 지향하는 차세대 압출공정의 대두가 필요하게 됨에 따라 유압 CNC(Servo) 제어를 이용한 가변단면 압출기술을 개발하게 되었다. 이러한 가변단면 압출(Varied section extrusion, VSE)기술은 공정 중에 압출구를 빠져 나가는 소재의 단면 형상을 변화시켜 재료이용률을 향상을 도모하였으며, 후가공 공정의 생략도 가능하여 국내 압출업체의 생산원가 절감 및 글로벌 기술경쟁력 확보에 큰 도움을 줄 수 있을 것이다. 아직은 소수의 선진국에서 시도한바 있으나 양산품 적용에는 생산원가 및 생산속도, 상품성 등에 문제가 있어 자동차 부품 적용에 한계를 보이고 있는 기술이다. 따라서 본 연구팀이 가변단면 압출용 금형을 포함한 최적의 압출공정 및 양산성 문제의 해결점을 거의 확보하고 있는 단계로 세계를 선도하는 리딩기술(Leading technology)을 보유하게 됨으로써 국가의 기술경쟁력 향상에 중요한 역할을 수행할 수 있을 것이다. 본 연구의 내용을 요약하여 정리해 보면 첫째로는 CNC 제어 가변단면 압출공정에 대하여 자세하게 소개하고 특징 및 장 단점을 설명하였으며, 자동차 부품군에로의 적용에 많은 이점들을 갖고 있음을 설명하였다. 두 번째로는 가변단면 압출을 위한 이동 금형(Moving die)부품을 갖는 구조의 압출금형에 관하여 기존의 압출금형과 비교하여 설명하였으며, 가변단면 압출용 금형의 구조 및 메커니즘의 최적화를 이루고자 하였다. 세 번째로는 가변단면 압출공정을 실현하기 위한 CNC 제어 압출시스템에 대하여 간략히 설명하였다. 네 번째로는 자동차 부품 적용을 위한 정밀 압출공정으로서 가변단면 압출공정에 대하여 유한요소해석을 통하여 가변단면 압출공정 변수 및 금형 변수 등에 대한 엄격한 검토를 선행적으로 수행하여 양산성 확보를 위한 정보들을 분석 정리하였다. 끝으로는 세 가지 단면형태를 갖는 가변단면 압출제 시제품에 대하여 CNC 제어 가변 단면 압출공정의 상용화 가능성을 확인 적용성 검토를 완료하였다. CNC 제어 가변단면 압출기술은 압출공정에 있어서 많은 경험과 기술적 검토가 선행되어져야 하는 고부가가치 성형공정으로써 재료 이용률을 획기적으로 향상시킬 수 있는 압출공법으로 향후 자동차 부품 뿐만아니라 다양한 알루미늄 제품군에 적용이 가능하다고 판단된다.

• Clean Technology
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• v.18 no.2
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• pp.155-161
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• 2012

The purpose of this study is to remove paraffin wax binder effectively from powder injection molded part using supercritical fluids in powder injection molding process. For a thin powder injection molded part about 1-2 mm thickness, paraffin wax binder can be removed rapidly without any defect by traditional supercritical extraction process which has fixed high temperature and pressure condition. But, for a thick powder injection molded part, there are limitations in removing paraffin wax binder by the fixed high process condition because crack occurs at the beginning step. Therefore, here we studied variable condition debinding process that starts with mild process condition at the beginning step and then increase the process conditions simultaneously at each step. To find out the initial process condition that has the highest extraction yield without any defect for each sample thickness, we investigated various supercritical debinding conditions using 1-4 mm thickness ceramic injection molded sample. By using the variable condition debinding process that starts with the initial process condition at the first step and then increasing process conditions simultaneously at each step (temperature from 333.15 to 343.15 K, pressure from 12 to 27 MPa, and $CO_2$ flow rate from 1.5 to 10 L/min), over 95% of paraffin wax binder was removed from the 4 mm thick (10 mm diameter) ceramic injection molded disk samples within 5 hours.

• Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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• 2009.10a
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• pp.281-284
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• 2009

Flexible forming process for sheet metal using reconfigurable die is introduced based on numerical simulation. Numerical simulation of sheet metal forming process is carried out by using flexible dies model instead of conventional matched die set. Elastic cushion which has high resilience behavior from excessive deformation are inserted between forming punches and blank material for smoothing the forming surface which has discrete due to characteristics of the flexile die. As an elastic cushion, urethane pads are utilized using hyperelastic material model in the simulation. Formability in view of surface defect such as onset of dimple is compared with regard to various punch sizes. Consequently, it is confirmed that the flexible forming process for sheet material has appropriate capability and feasibility for manufacturing of smoothly curved surface instead of conventional die forming process.