가시오가피(Acanthopanax senticosus)는 오갈피나무과(두릅나무과, Araliaceae)에 속한 낙엽관목인 가시오갈피나무 Acanthopanax senticosus Seem. 또는 기타 동속 식물의 뿌리 및 줄기 껍질이다. Acanthopanax 속 식물의 잎에 대한 약리 연구로는 위장보호작용, 항산화작용, 소염진통작용, 항암작용, 항균작용, 심근경색 개선 작용, 혈당강하작용 등에 대한 탁월한 효과가 알려져 있다. 그 중 가시오가피는 모든 오갈피 나무를 통틀어 약효가 가장 높고 보약의 역할을 한다. 인삼의 가공 과정을 적용하여 가시오가피를 증숙하면 수배에서 수십배까지 생이용성과 생리활성이 증진되나, 이렇게 제조하기 위해서는 증숙 및 냉각하는 공정을 반복적으로 가하고 효소 처리하는 증 가공 공정으로 의해 가격이 증가하게 된다. 콩단백은 콩기름이나 두부를 제조하고 남은 부산물로 영양학적으로 쇠고기 단백질과 비견할 만큼 우수한 영양학적 가치를 가지지만, 이용되는 양은 현저히 적어 이에 따른 활용도가 요구되고 있다. 압착대두 단백은 압착방식으로 기름을 짜고 남은 부산물을 파우더 형태로 가공하여 6% 가량의 지방질과 Glutamic acid, Arginine, Aspartic acid, Alanine 등 여러 가지 필수 아미노산을 제공한다. 이에, 본 연구에서는 압착대두단백과 두부건조분말을 가시오가피 소재의 기능증진 소재로 활용하고자 한다. 건조 가시오가피와 콩단백 분말의 비율을 1:0, 1:1, 1:10, 10:1로 하여, 고온고압 혼합 가공한 효과를 측정하였다. 가시오가피 단독 가공한 것에 비하여, 가시오가피-콩단백 가공물에서 가시오가피 단독 열가공에 비해, 가시오가피의 항산화도가 약 2-4배 증가하였고, 가시오가피 사포닌의 생이용성이 현격하게 증가함을 확인하였다. 본 연구는 콩가공 부산물의 고부가가치 산업화에 기여할 뿐만 아니라, 가시오가피 산업 활성에도 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
피로파괴의 발생원인을 살펴보면 다음과 같이 4가지로 구별된다. (1) 설계불량 (2) 가공불량 (3) 소재불량 (4) 부적절한 사용 그러나 현재 기계설계시 일반적으로 형상계수 및 충격계수를 포함한 안전율을 여유있게 고려하기 때문에 피로강도가 간접적으로 설계시 반영되어 피로파괴는 주로 가공이나 원소재 불량 및 사용상의 부주의에 의한 경우가 대부분이다. 즉 기계가공 도중에 노치가 유입되어 응력집중을 발생시키거나, 규정된 표면처리 혹은 열처리가 이루어지지 못해서 재료의 피로강도가 저하한 경우가 많으며, 소재 역시 비금속 개재물이 다량 함유되어 있거나 열처리 특성이 조악한 소재가 사용되어 요구되는 강도를 확보하지 못한 경우도 많다. 그 반면 사용자 측에서도 설계강도를 무시한 과부하를 인가하거나, 부식환경 혹은 고온에서 사용하여 피로파괴를 촉진시키는 경우도 있으므로 사용자도 설계조건을 인식하여 그 한계를 넘지 않도록 해야 한다. 피로파괴는 단순한 원인에 의한 경우가 적고 복잡한 여러 형상이 중첩되는 경우가 많기 때문에 해석하기 어려운 경우가 많다. 결국 피로 파괴의 방지는 피로강도를 저하시킬 수 있는 요인들을 종합하여 설계단계에서부터 최종 사용단계까지 지속적인 관리에 의해서만 달성 될 수 있다.
회전성형가공(Rotation molding)은 사출성형등에 비해 제품의 크기, 형상에 제약이 거의 없고 동일한 설비에서 금형의 교한만으로 다양한 제품을 생산할 수 있기 때문에 최근 국내외적으로각광을 받기 시작 하고 있다. 회전성형가공은 금형의 외부에 고온의 열을 가하면서 2축방향으로 동시에 회전을 시켜 금형 내부의 수지를 금형내부에 균일하게 용착시켜 제품을 생산하는 과정으로, 일반적으로 제품의 강도보다는 제품치수의 정도 및 치수(예를들면 두께)의 균일성이 가공상의 중요한 문제가 된다. 본 연구에서는 회전성형프로세스의 최적제어를 위한 목적으로금형의 회전운동에 관해 검토한다. 먼저 금형의 회전운동에 관한 수학적모델을 작성하고 금형 내부의 수지가 균일한 운동을 할수 있는 금형의 회전 경로를 생성하는 2축 의 회전비의 관계를 구하는 방법에 관해 검토하였다. 다음 시뮬레이션을 통하여본 방법의 타당성에 대해 검토하였다.
지구환경 문제가 대두되면서 자동차 경량화를 위한 재료의 고강도화는 필수적인데, 재료의 고강도화는 성형성의 감소를 야기한다. 이러한 문제점은 가공방법으로 해결할 수 있는데, 그 대표적인 것이 프레스 경화(Press Hardening)공정이다. 프레스 경화 공법이란 성형성이 좋은 고온$(900^{\circ}C)$에서 성형하면서 성형 중 프레스에서 고강도를 부설하는 공법이다. 프레스 경화 공정은 스웨덴의 SSAB자회사인 프라냐에서 1973년에 개발된 공법으로 초기에는 높은 경도가 필요한 산업용 설비 (톱 등)에 적용되다가 1990년대부터 Bumper와 Door Impact Beam등의 자동차 부품으로 개발을 하여 적용되기 시작하였으며, 현재 그 적용 영역을 보다 넓혀나가고 있는 상태이다. 본 발표에서는 프레스 경화 공정의 대표 부품인 범퍼 임펙트을 개발하기 위해 관련한 성능해석을 수행하였다. 수행한 결과에 의하면 기존 소재 대비하여 $30\%$이상 경량화가 가능함을 알수 있었다.
High temperature deformation behavior of AZ31 Mg alloy was investigated in this study on the basis of a processing map $(\varepsilon\approx0.6)$. To construct a processing map, compression tests were carried out at wide range of temperatures and strain rates $(T=250\~500^{\circ}C,\;\varepsilon=10^{-4}\~100/s)$. Two regions of high deformation efficiency $(\eta)$ were identified as: (1) a dynamic recrystalization (DRX) domain at $250^{\circ}C$ and 1/s and (2) a superplasticity domain at $450^{\circ}C$ and $10^{-4}/s$. Possible deformation mechanisms operating at high temperature were discussed in relation to the activation energy. A two-stage deformation method was found to be effective in enhancing the superplasticity of AZ31 Mg alloy. From the two-stage deformation method, tensile elongation of $1200\%$ was obtained at the superplastic domain.
연료 분사펌프는 600bar 이상의 고압 연료를 분사밸브를 통하여 디젤기관의 연소실에 연속적으로 공급하는 장치이며, PLUNGER&BARREL 은 분사펌프의 핵심 부품으로 작동하고 고온 고압의 환경에서 $4{\mu}m$ 미만의 초정밀 간극을 유지해야 한다. 이러한 정밀한 가공 상태를 유지하기 위해선 내마모성 및 내열성에 적합한 재료와 열처리가 필수 요소이다. 현재 주로 사용되고 있는 방식은 DIAMOND STONE 에 의한 HORNIG 가공을 주로 사용하기 있다. 하지만, 연삭 가공과는 달리 별도의 치수 보정 장치가 없는 관계로, STONE 마모와 그에 따르는 마모량 공차에 의한 정밀 치수 확보의 어려움으로 인해, 고비용 저효율의 약점을 가지고 있다. 그러므로 기존의 HORNING STONE 방식을 대체한 PIN 방식의 HORNING MACHINE 개발을 목표로 한다.
Experimental studies are carried out in order to investigate the effects of heat treatment on the surface machined by W-EDM. In this work, two ways of heat treatment after W-EDM are considered. As a comparison, the machined surface by a traditional method such as milling/grinding is also considered. Thereby, specimens are prepared by four different machining methods. Those are (1) milling and then grinding, (2) wire-cut electric discharge machining (W-EDM), and (3) low temperature heat treatment or (4) high temperature heat treatment after W-EDM. The resulting surface roughness are measured and the changes of surface microstructures are investigated using the scanning electron microscope (SEM) with energy dispersive X-ray spectrometer (EDS). In general, heat treatment after W-EDM result in smoother surface and better chemical composition at the machined surface. Especially, high temperature tempering could remove defects in the thermally affected zone, which cause an overall deterioration of the surface machined by W-EDM.
종래의 초내열합금은 원자력산업과 우주항공산업등에 주로 사용되었으며, 산업이 고도화되어짐에 따라 각종 산업기계와 자동차 분야에까지 광범위하게 사용되어지고 있다. 대표적인 초내열합금으로서의 인코넬(Inconel)은 인성과 Creep 특성이 우수하고, 특히 고온강도가 높고 화학적으로도 안정하여 부식에도 강한 장점을 지니고 있어 항공기 부품재료로서 최근 각광을 받고 있다. 본 연구에서는 일반적으로 사용되어지고 공구재종인 코팅초경합금공구와 세라믹 공구를 사용하여 초내열합금인 인코넬 600을 절삭가공하여, 절삭저항,공구의 파손 및 마모,칩의 용착현상등의 가공성에 영향을 주는 요인에 대하여 검토함으로써, 공구의 종류에 대ㄷ응하는 적절한 절삭영역을 설정하는 것을 목적으로 하였다.
분말야금 또는 분말재료공정은 금속과 세라믹에 기초를 둔 신소재 가공기술로서 점차 그 역할이 증대되고 있다. 분말 공정은 합금의 신축성이라는 고유 잇점을 비롯하여, 조성적 균질성, 미세한 조직특성, 그리고 완성 또는 준 완성형태의 성형가능성 등을 제공하는 것으로 특징지워지는데 이러한 모든 것들은 첨단 재료의 제조가공을 위해서 요구되는 특징들이다. 본 강연의 전반부에서는 분말야금공정의 일반적 특징과 이제까지 개발된 첨단 재료들을 분류하고 그 현황을 살펴보았다. 강연의 후반부에서는 기계적 합금화, 고온등압성형, SHS, 금속사출성형과 같은 첨단 분말 공정을 간단하게 소개한다. 이들 새로운 공정은 대부분의 금속 및 세라믹 신소재의 제조가공기술로 도입되어 널리 응용되고 있다. 오늘날 분말재료공정은 신소재를 얻는 신기술 또는 신공정의 동의어로 이해되고 있다. 그러나 미래에 있어서도 더욱 새로운 첨단재료를 개발하는 데는 이러한 분말야금공정에 크게 의존하지 않을 수 없을 것이다.
용접산업이 발전함에 따라 가스메탈아크 용접에서 고내마모성의 콘택트 팁이 요구되어지고 있다. 현재 국내외에서는 콘택트팁에 대한 수명평가 기준이 없으며, 일부 업계에서 자체 규격을 제정하여 운용하고 있지만 근거가 명확하지 않다. 따라서 본 연구에서는 콘택트팁의 신뢰성 평가기준을 제정하고자 하였다. 팁의 주요 파손기구로는 고온 마찰마모, 전기적 에로존, 번백 등이 있다. 신뢰성 평가는 경도 시험, 열처리 후 경도, 용접 마모, 전기전도도를 시험으로 구성되었다. 팁의 수명은 마모가 45%에 도달했을 경우 송급된 와이어 총 길이로 하였으며, 4시간까지 마모시험 한 결과를 근거로하여 한계수명을 추정하였다. 본 연구에서는 세 가지 조성의 다섯 가지의 콘택트팁에 대하여 4시간동안 내마모성 실험을 하였으며, 마모정도는 1시간 단위로 면적비를 백분율로 환산하여 측정하였다. 실험 결과 가공경화형팁은 1시간이내에 재결정 및 입자성장에 의한 경도 저하로 가공경화가 팁 수명에 지속적 영향을 주지 못하였다. 반면, 석출경화형팁은 석출경화 효과가 지속되어 가공경화형팁보다 수명이 향상 되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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