The purpose of this study is to confirm the improvement of formability of AZ31 magnesium alloy sheet by using local heating and cooling technique. For this, the experiments of warm deep drawing were done under the temperatures of $100^{\circ}C\~400^{\circ}C$, and the punch velocity of 10, 100mm/min. Also FE analysis under the temperatures of blankholder and die of $150^{\circ}C,\;225^{\circ}C\;and\;300^{\circ}C$ for tools(holder and die) was executed with considering heat teansfer. From the results, the formability of AZ31 magnesium alloy, espicially the temperatures of $225^{\circ}C\~250^{\circ}C$ for tools(holder and die)improved remarkably. And the experiments and simulations showed that necking under room temperature for tools occured under the part of punch shoulder while at $300^{\circ}C$ for tools, at the part of die shoulder.
선상가열은 고온의 열원을 강판에 가하여 잔류변형을 얻음으로써 곡면을 성형하는 과정이다. 잔류 변형 제어를 위해서 열원과 강판 사이의 열전달 현상 및 강판의 온도 분포에 대한 이해가 필요하다. 본 연구는 가스 토오치로부터 분출된 연소 불꽃에 의한 가스가 강판을 가열하는 선상 가열 과정을 고온, 고속의 충돌 분출류와 그에 의한 열 대류 전달 현상으로 간략화 하여 강판의 온도 분포에 대한 해석을 시도하였다. 해석을 위하여 토오치에서의 연소 현상을 고온, 고속의 충돌 분출 현상으로 간략화 시키고 난류열 유동 해석을 수행하였다. 난류 열 유동 해석을 통하여 토오치와 강판 사이의 온도장 분포를 계산하였고 충돌 분출류에 관한 근사 누설트 실험식을 이용하여 분출류와 강판 사이의 열 대류 계수를 계산하였다. 온도 분포와 열 대류 계수를 통해서 강판에 유입되는 열 유속을 계산할 수 있었고 열 유속을 표면력으로 하는 열 전도 전달 해석을 통해 강판 내의 온도장 분포를 구할 수 있었다. 난류 열 유동 해석 및 전도 열 전달 해석을 위하여 유한 요소법을 이용하였으며, 유한 요소 해석결과를 실험 결과와 비교함으로써 본 연구에서 수행한 해석 과정의 타당성에 대한 검증을 수행하였다.
전자렌지, 오븐, 오븐 전자렌지의 소유율은 조사대상자의 68%로 높았다. 이들 가열기구의 구입은 80년대 중반기부터 증가하기 시작하여 88올림픽을 계기로 급성장하였다. 두 기능의 필요성에 대해서는 오븐보다는 전자렌지 기능이 더 필요하다고 응답하였다. 오븐에 비하여 가격이 훨씬 저렴하고 한국 조리에 활용할 수 있기 때문에 전자렌지 기능에 대한 필요성이 더 크게 인식될 것으로 판단되지만, 실제 활용범위는 상당히 좁아 조리보다는 재가열에 주로 이용하고 있었다. 이러한 결과는 오븐 이용에 있어서도 동일하여 직접 조리보다는 피자 등 냉동가공 식품류를 구입하여 단순히 가열하는 정도에서 그치고 있다. 피자 등 조리 냉동식품류에 대한 조리 희망이 35%로 저조한 반면 제과 제빵류에 대한 선호도는 87%로서 월등히 높아, 시판 냉동식품의 종류가 다양하지 못하고 품질을 인정받지 못하고 있기 때문으로 생각된다. 오븐을 이용해 가열 조리를 할 경우 이용하는 식품 재료의 형태와 장차 조리시 구입을 희망하는 식품 재료의 형태를 조사하였다. 각 원료별이나 프리믹스 제품을 구입하여 사용한 경험이 각각 35%, 35%이고, 반성형 제품이나 성형제품의 형태가 각각 20%, 20%이었다. 장차 구입을 희망하는 형태는 프리믹스 제품이나 반성형제품이 각각 39%, 22%로 증가하였던 반면에 각 원료별 혹은 성형제품의 경우는 각각 31%, 14%로 감소하였다. 이는 시판되고 있는 성형제품에 대한 불만족뿐만 아니라, 재료의 사용 편리성과 함께 희망하고 있는 것으로 판단된다. 1주일 동안의 외식 횟수는, 응답자의 60%가 약 2일분에 해당하는 식사를 외식에 의존하고 있었다. 인스턴트 식품이나 패스트푸드에 대한 매식의 비율이 오븐이나 전자렌지 소유자는 1주일에 1∼3회가 35%, 4∼6회가 약 40%, 비소유자는 1∼3회가 가장 많은 약 50%로서 외식 가운데 인스턴트 식품이나 패스트푸드의 매식 비율이 높아 간편식 위주의 식습관이 형성되고 있음을 알 수 있다. 한편, 제과 제빵의 종류별 조리 경험 면에서 핫케이크, 도우넛, 피자 등 프리믹스 제품이나 성형 제품의 조리 경험이 높은 반면에, 슈크림, 파이, 쿠키, 케이크 등 번거롭고 제조기술을 요구하는 종류에 대해서는 조리 희망도는 높은데도 경험도에서는 낮게 나타났다. 소득 수준이 향상되고 주부의 외향화가 커지면서 식습관이 고급화, 기호화, 간편화되어 감에 따라 오븐이나 전자렌지의 사용은 증가할 것으로 생각되었지만, 실제 이들 기구는 소유율에 비하여 활용도나 활용 범위가 극히 한정되어 있었다. 따라서, 이들 기구의 이용에 대한 가전제품 생산업체의 연구나 소비자들에 대한 충분한 안내가 필요하며, 기호성, 이용 편리성들을 고려한 다양한 가공식품이 개발된다면 우리의 식생활에서 오븐과 전자렌지 기능에 대한 요구가 더욱 커질 것으로 전망된다.
섬유 프리프레그(Prepreg)는 강화섬유를 수지에 함침하여 B-stage로 만든 복합재료의 중간성형재료이다. 최종적으로 프리프레그를 금형에 적층하여 가열 가압하여 수지를 경화함으로써 최종제품이 완성된다. 본 연구에서는 직물형 프리프레그를 사용하였는데, 사용되는 직물형태로는 복합재료 성형공정에서 형태안정성이 우수한 평직물과 능직물이 주로 사용된다. 직물형 프리프레그를 사용한 복합재료는 작업성과 형태안정성이 우수하면서 내충격특성이 우수하여 오토바이용 헬멧, 방탄용 헬멧 등에 주로 사용된다. 프리프레그에 요구되는 주요 특성중 하나는 Tack성으로서, 성형 과정에서 프리프레그를 여러 장 적층할 때 적층된 층 간에 미끄러지지 않으면서 잘 고정되어 적층 작업을 원활하게 하는 역할을 한다. Tack성은 수지의 B-stage 경화 후의 점성 거동에 따라 변화될 수 있는 것으로 표면의 끈끈함의 정도로서 알 수 있다. Tack성은 온도에 민감하여 측정 시에 일정한 온도의 유지가 중요하다. 이러한 온도에 대한 민감성 때문에 프리프레그의 저장시 저온에서 저장하는 것이 원칙인데, 상온에 있을 경우 시간경과에 따른 Tack성 변화가 크게 나타나게 된다. 따라서 본 연구에서는 아라미드 섬유와 열경화성수지를 이용하여 프리프레그를 제조하고 이를 상온상태에서 보관 시 일정시간 경과에 따른 Tack성 변화를 알아보고자 하였다.
핫스탬핑 공정은 고강도의 강을 얻을 수 있는 방법으로써, 일반적으로 보론강을 오스테나이트 온도까지 가열한 후, 성형과 냉각을 통해 제품을 생산한다. 열처리된 보론강은 1500MPa 이상의 강도를 가지기 때문에 경량화와 안전성을 동시에 향상시킬수 있는 특징이 있다. 뿐만아니라 우수한 성형성으로 인한 치수정밀도가 기존 강판대비 90 % 이상 향상되어 우수한 성형품질을 확보할 수 있는 장점도 있다. 따라서 본 연구에서는 디스크 레이저를 사용하여 핫스탬핑 강판의 맞대기 및 겹치기 용접을 실시하여 용접특성을 파악하였다. 실험결과, 맞대기 용접에서는 맞댄면의 갭에 영향으로 인해 겹치기 용접과 비교하여 더 빠른 속도에서도 완전 용입을 얻을 수 있었으며, 모든 용접부에서 열영향부에서 화이트밴드가 관찰되었다.
Recently, remarkable progress has been made in both technology and production of optical elements including aspheric lens. Especially, requirements for machining glass materials have been increasing in terms of limitation on using environment, flexibility of material selection and surface accuracy. In the past, precision optical glass lenses were produced through multiple processes such as grinding and polishing, but mass production of aspheric lenses requiring high accuracy and having complex profile was rather difficult. In such a background, the high-precision optical GMP process was developed with an eye to mass production of precision optical glass parts by molding press. This GMP process can produce with precision and good repeatability special form lenses such as camera, video camera, aspheric lens for laser pickup, $f-\theta$ lens for laser printer and prism, and me glass parts including diffraction grating and V-grooved base. GMP process consist a succession of heating, forming, and cooling stage. In this study, as a fundamental study to develop molds for GMP used in fabrication of glass lens, we conducted a glass lens forming simulation. In prior to, to determine flow characteristics and coefficient of friction, a compression test and a compression farming simulation for PBK40, which is a material of glass lens, were conducted. Finally, using flow stress functions and coefficient of friction, a glass lens forming simulation was conducted.
금속분말 야금은 금속이나 금속산화물의 분말을 금형에 넣어 프레스로 압축 성형한 후에 고온으로 가열 소결하면 굳어지는 현상을 이용하여 독특한 모형의 부품이나 일정한 형태의 제품을 만드는 제조 기술이다. 분말 야금 프레스 장비는 자동차, 전자 부품 등의 핵심 정밀 부품을 만드는데 사용되기 때문에 이를 위하여 정밀한 서보 모터를 사용하여 제작되는 경우가 대부분이다. 본 논문에서 설계 및 구현한 지능형 정밀 서보제어 분말 성형 프레스 시스템은 상부 램 부분은 기계식 캠축을 사용하고 하부 램 부분은 고정밀 서보 시스템을 활용하여 정밀하게 제어함으로써 가격대를 낮추면서도 정밀도를 유지할 수 있는 장점을 가진다. 또한 OPC 기반의 모니터링 및 공정 데이터 수집 시스템을 설계 및 구현함으로써 향후 빅 데이터를 활용한 스마트 제조 관리 시스템에 적용될 수 있는 확장성을 제공한다.
쌀가루의 압출 조리조건과 단순 열처리조건에 따른 쌀전분의 분자량 분포와 ${\alpha}-amylase$ 민감성 변화를 조사하였다. 압출조리는 단일축 압출성형기를 이용하였으며 원료의 수분함량 $17{\sim}29%$, 압출온도 $100{\sim}150^{\circ}C$ 범위에서 처리하였다. 단순 열처리는 원통형 ???L슐에 시료를 밀봉하여 $100{\sim}200^{\circ}C$ 유탕기내에서 일정시간 가열하였다. 이들 가열처리된 시료를 다시 ${\alpha}-amylase$를 처리하여 가수분해속도를 측정하였다. 쌀 전분 원료미분의 수분함량이 23% 이하일 때 압출조리시 수분용해도와 분자량 감소가 크게 일어났으며 이러한 변화는 extruder의 기계적 에너지 투입량(MEI)과 비례하였다. 한편 단순 열처리에서는 원료 수분함량이 높아짐에 따라 가열에 의한 분자량 감소가 감지되었으나 그 변화정도는 압출조리에 비교하여 저조하였다 열처리된 시료를 ${\alpha}-amylase$로 처리하였을 경우 수분함량 23% 이하에서 압출조리된 시료는 효소적 가수분해가 크게 일어나 대부분의 전분입자가 5백만 dalton 이하의 분자량을 가지게 되었으나 고수분 압출물과 단순 열처리에서는 효소처리에 의한 분자량 감소가 크게 나타나지 않았다. 이러한 분자량 변화 현상은 전분용액의 고유점도 변화에 의하여 확인되었다. 이러한 결과는 쌀전분의 저분자화에 의한 수용성 증가 및 효소반응 민감성 증대는 단순 열처리보다는 압출조리에 의하여 크게 일어나며 이것도 extruder 내에서 가열과 동시에 가해지는 강한 압력과 층밀림에 의하여 전분입자의 변형이 크게 일어나는 것을 입증하는 것이다.
The present work focuses on the prediction of birefringence in injection-molded plastic part and its improvement by rapid mold heating. To calculate birefringence, flow-induced residual stress is computed through a fully three-dimensional injection molding analysis. Then the stress-optical law is applied from which the order of birefringence can be evaluated and visualized. The birefringence patterns are predicted for a rectangular plate with a variation of mold temperatures, which shows that the amount of molecular orientation and birefringence level decreases with an increase of mold temperature. The effect of mold temperature on the order of birefringence is also studied for a thin-walled rectangular strip, and compared with experimental measurements. Both predicted and experimental patterns of birefringence are in agreements on the observation that the birefringence level diminishes significantly when the mold temperature is raised to above the glass transition temperature.
A fundamental study on warm incremental forming of a magnesium alloy sheet has been carried out. In order to enhance the incremental formability of the magnesium alloy sheet, a local heating device was newly designed and manufactured. Through the incremental forming tests of AZ31 under various forming conditions, the effects of process parameters such as the temperature, feeding depth per cycle, and inclination angle on the incremental formability of AZ31 were investigated. In addition, conventional FLDs at elevated temperatures were constructed experimentally and applied to predict the forming failure.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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