• 대한기계학회논문집A
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• 제34권5호
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• pp.575-582
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• 2010

최근 박육사출성형이나 마이크로 사출성형에서의 성형성을 높이기 위해 급속 금형가열 기술이 사용되고 있다. 고주파 유도가열은 전자기 유도현상을 이용하여 금형 표면만을 효율적으로 가열할 수 있어 급속 금형가열 기술로서 활용되고 있다. 본 연구에서는 고주파 유도가열 적용 사출성형 과정의 수치적 모사를 위해 전자기장 해석, 열전달 해석, 사출성형 유동해석을 연계한 통합적 전산모사 기법에 관한 연구를 수행하였다. 본 연구에서 제안된 통합적 전산모사 기법을 유도가열 적용 박육 사출성형의 해석에 적용하여 실험결과와 비교하였고, 특히 금형온도 경계조건의 부여방식에 따른 해석의 신뢰성에 대한 고찰이 이루어졌다.

• 자원리싸이클링
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• 제12권4호
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• pp.58-64
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• 2003

폐자동차 shredder line에서 발생한 ASR 재질을 사용하여 가열성형법으로 RDF 시편을 제조하기 위한 실험을 수행하였다. 성형 실험은 ASR 재질 가운데 플라스틱, 섬유 및 스폰지의 3종을 선택하고 이들을 미리 크기 10mm 이하로 절단하여 사용하였으며, 성형용 mold는 직경 40, 60 및 80mm의 3종류를 사용하였다. 실험결과 가열온도, 가열시간 및 재질 혼합비가 RDF 성형에 중요한 변수로 나타났으며, 가열온도가 높을수록 또한 스폰지 함량이 낮을수록 성형상태는 양호하였다. RDF 시편의 성형밀도는 성형조건에 따라 0.5∼0.9gr/ml 의 범위인 것으로 확인되었으며, 스폰지 혼합비율이 클수록 성형밀도는 낮았다. RDF 성형시편의 파괴강도는 대체로 0.8∼3.0MPa의 값을 보였으며, 성형밀도가 증가할수록 강도가 향상되었다. 한편, 가열온도가 높을수록 ASR 재질의 용융부위가 늘어나 성형밀도가 증가하며, 이에 따라 RDF 시편의 파괴강도는 상대적으로 높아지는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.1478-1485
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• 1993

본 연구에서는 압축 성형다이 가열선의 최적위치를 결정하는 문제를 다이의 형상 최적설계 문제로 정식화하고자 한다. 최적화 문제의 목적은 다이 내면의 온도를 지정된 온도로 균일하게 유지하는 것이다. 또한 Lee, Choi와 Kwak의 형상 설계 민감 도 해석을 위한 직접 미분 방법을 응용하여 가열선 위치변화에 관한 민감도 계산을 위한 경계 적분 방정식을 유도하고, 경계요소법으로 온도와 온도의 민감도를 해석하고 자 한다. 수치적 응용의 예로서, 넓은 평판의 성형을 위한 압축 성형다이의 가열선의 최적위치를 결정하는 문제를 다루고, 최적위치에서 가열선의 개수가 온도의 균일성에 미치는 영향을 검토한다.

• 한국지능정보시스템학회:학술대회논문집
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• 한국지능정보시스템학회 2007년도 추계학술대회
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• pp.570-578
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• 2007

선체 외판 부재의 곡 성형 과정은 주로 가열(열간가공)에 의해 수행된다. 이 가열 작업은 작업자의 경험과 지식에 크게 의존하는 매우 어려운 작업이다. 본 논문에서는 선체 외판의 곡 성형을 위한 가열 계획을 자동으로 수립할 수 있는 휴리스틱을 소개한다. 현장 전문가의 지식에 기반한 이 휴리스틱은 크게 가열 선을 생성하는 부분과 외력을 주는 도구를 배치하는 부분으로 구성된다. 가열 선은 대상 부재의 현재 곡면과 설계된 목적곡면과의 비교를 통해 생성되고, 가우스 커널 함수를 통해 스무딩(smoothing)된다. 현장에서는 열간가공 시 의도하지 않은 변형을 막으면서 작업시간을 줄이고자 외력을 이용한다. 외력의 위치와 방향은 가열 선 군집화를 통해 추출된 대표 가열 선을 기준으로 결정된다. 가상의 인공 곡면과 현장의 실제 부재를 대상으로 실험한 결과, 이 휴리스틱이 숙련된 전문가가 수립한 가열 계획과 유사한 가열 계획을 수립할 수 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2000년도 추계학술대회
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• pp.223-225
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• 2000

일반적으로 많이 사용되는 고강도 스티로폼은 원료모분을 스팀발포기를 사용하여 수십배로 일차 발포한 후 금형에 넣어 스팀으로 성형한다. 이러한 스티로폼은 단열성이 뛰어난 장점이 있지만 강도가 약하여 내구성이 요구되는 재료로는 부적당하였다. 한편 자동생산공정에 사용되는 로봇 트레이는 고강도 정전기 방지 기능이 필요하게 되었고, 5배 정도의 저발포 스티로폼을 이용한 로봇 트레이가 일부 생산되고 있다. 스팀을 이용한 성형 가공의 경우 모분이 표면에서 발포 융착된 후 내부로 열이 잘 전달되지 못하여 내부 융착이 잘되지 않는 단점을 가지고 있다. 이 단점을 보완하기 위하여 물의 높은 유전율을 이용한 유전가열을 사용하여 내부 융착을 용이하게 시킬 수 있다. 본 연구는 원료모분을 3배이하로 일차 발포한 폴리스틸렌 원료를 이용하여, 스팀에 의한 성형이 아닌 고주파 유전가열을 이용한 성형 방법에 의하여 만들어진 성형물의 비젼과 문제점을 제시하였다. 본 연구에 사용한 고주파는 나무 집성가공에 많이 사용되는 13.6MHz를 사용하였고, 금형은 두랄루민 금형과 목형을 사용하여 시험하였으며, 이의 장단점 및 문제점을 비교하였다. 스팀성형가공에 비하여 내부융착이 훨씬 뛰어났으며, 일부 문제점을 보완하면 진보된 생산공정이 될 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.4381-4387
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• 2015

선체의 외판은 복잡한 곡면 형상이며 대부분의 조선소에서는 이의 제작을 위해 가스 토치를 이용한 선상 가열 방법을 사용하고 있다. 가스 토치를 이용한 전통적인 선상 가열 방법은 입열량의 제어가 어려울 뿐만 아니라 고압의 가스 분출에 따른 소음과 대기 오염 등 열악한 작업 환경의 문제점을 안고 있다. 최근에는 입열량의 제어가 비교적 용이하고 친환경적인 고주파 유도 가열에 주목하여 이를 가열 열원으로 하는 강판의 성형 자동화 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 강판의 곡면 성형을 위한 유도 가열 시뮬레이션 방법을 개발하였으며 유도 가열 실험 결과와 비교하여 그 유효성을 검증하였다. 개발된 유도 가열 시뮬레이션 방법은 효율적인 유도 가열 코일 설계와 최적 성형 조건 산출 등 유도 가열을 이용한 선체 외판의 곡가공 자동화 시스템 개발에 유용한 해석적 툴로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제5권3호
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• pp.218-222
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• 2004

본 연구에서는 분리형 이동코어 방식의 스탬퍼 금형을 개발하였고, 사출성형품 품질에 영향을 주는 인자 중에 이동코어 표면 가열 방식이 미세구조를 갖는 성형품 전사성에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 이동코어 표면 가열방식은 이동코어를 가열하지 않는 일반사출방식, 할로겐램프를 이용한 복사형 가열방식과 기체화염을 이용해 가열하는 MmSH 방식을 사용했다. COC, PMMA 두 종류의 열가소성 수지를 사용하여 성형품을 제작한 결과, 이동코어 표면온도가 가장 높은 MmSH 방식에서 나노패턴 전사성이 가장 우수했고, 일반사출성형 방식으로 제작한 성형품에서 전사성이 가장 저조했다.

• Elastomers and Composites
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• 제44권4호
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• pp.358-365
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• 2009

고주파 유도가열은 전자기 유도현상을 이용하여 금형표면을 비접촉 형태로 급속 가열할 수 있는 기술이다. 본 연구에서는 고주파 유도가열을 사용하여 사출금형의 표면을 급속으로 가열함으로써 휴대폰 사출성형품의 웰드라인을 제거하기 위한 연구를 수행하였다. 고주파 유도가열 실험을 통해 3초간의 가열로 금형 표면온도를 $143^{\circ}C$까지 가열함으로써 고분자수지의 유리전이온도 이상으로 급속 가열할 수 있음을 확인하였으며, 상기 고주파 유도가열을 적용하여 휴대폰 외장부의 사출성형을 실시하여 기존에 발생되었던 웰드라인을 성공적으로 제거할 수 있었다. 또한 유도가열시 가열조건(고주파 유도가열기 출력 및 가열시간)의 변화에 따른 웰드부 표면특성의 변화를 고찰하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권5호
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• pp.1-7
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• 2021

Ti-6Al-4V 티타늄 합금은 무게 대비 우수한 강도와 고온 강도 특성 때문에 수요가 증가하고 있지만 상온에서 낮은 성형성 때문에 고온으로 성형을 해야 한다. 현재 진행된 고온 성형 연구는 하부 금형을 가열하여 시편을 가열하는 방식이기 때문에 제약이 많다. 기존 고온 성형 방식과 다르게 제품을 국부적으로 가열할 수 있는 고주파 유도가열을 적용한다면 가공의 효율성을 높일 수 있을 것으로 예상된다. 또한 공정 기술 개발 시 신뢰도 높은 해석 기법으로 미리 공정을 시뮬레이션한다면 시간과 비용을 절약할 수 있다. 본 논문에서는 고주파 유도가열을 이용하여 Ti-6Al-4V 합금을 가열하였고 실험 결과와 전자기-열전달 연동 해석 결과를 비교하여 해석의 신뢰도를 판단하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.738-742
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• 2006

본 연구에서는 전열을 이용한 금형가열 장치를 설계 및 제작하였다. 서로 다른 가열원을 가진 세 가지 방법으로 제작을 하여 시간에 따른 온도 프로파일을 조사함으로써 그 성능을 평가하였고, 이를 이용하여 사출성형품을 제조하여 수축률, 밀도, 표면 거칠기, Weld line등을 측정하여 실용적인 적용 가능성을 조사 하였다. 가열시간($130^{\circ}C$ 도달시간 14초) 및 사이틀 타임(55초)은 실용화가 가능한 수준으로 나타났다. 일반 사출성형방식으로 성형한 제품과 비교했을 때 수축률은 전열을 이용한 가열방식으로 사출한 성형품이 5.1% 감소하였고, 밀도는 2.66% 증가하였다. 표면 거칠기는 3배 이상 향상 되었고, 일반 사출에서 나타나던 Weld line은 전열가열방식에서는 나타나지 않았다.