• 한국정밀공학회지
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• 제18권9호
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• pp.89-95
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• 2001

Ceramic tool has to equip with not only high toughness and strength but also low thermal expansion and good thermal conductivity which leads to the high thermal shock resistance. These characteristics make it have longer tool life under thermal stress condition. In this study, commercial Si$_3$N$_4$ceramic cutting tool and home-made SiC based ceramic cutting tools which have different sintering time and chemical composition are tested under various cutting speed and the feed rate increase, the cutting force and the flank wear growth ratio increase, too. The performance of home-made SiC based ceramic cutting tool shows the possibility to be a new ceramic tool.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1993년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.81-85
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• 1993

정면밀링은 급속 가공을 매우 효율적으로수행할 수 있기 때문에 널리 사용되고 있다. 그러나 밀링커트는 단속 절삭 공구로서 절삭날의 단속절삭작용에 의한 변동적삭력과 여러날의 동시가공에의한 절삭력의 교란 때문에 절삭성이 기계가공에 문제가 되어 왔다. 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 기계설계자들은 절삭 력의 교란에 의하여 일어나는 진동을 줄이기 위하여 기계구조의 강성을 증가시켰으나 이것은 비용이 많이 들게 되므로 공구 형상을 개선하여 안정된 절삭을 시도하였다. 본 연구에서는 절삭력 모델을 이용하여 변위 발생의 원인인 절삭력변동을 최소로 하는 커터의 형상을 3차원으로 최적 설계하였다. 최적 설계 제작된 공 구와 재래식 공구를 사용하여 절삭력, 공구수명, 표면조도를 측정하였다. 최적 설계 제작된 공구와 재래식 공구에 의하여 측정된 결과들을 비교 검토하여개발된 공구의 절삭특성을 규명하였다.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.317-322
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• 2004

This paper deals with a prediction method of tool life in view of the reliability assessment. In this study, the flank wear was studied among multi-factors deciding the tool wear state. Firstly, tool lift was predicted by correlation between flank wear and cutting time, based on the extended Taylor tool life equation of turning data, including parameters of cutting speed, feed rate, and cutting depth. Secondly, each of cutting conditions of endmilling was equivalently converted to apply ball endmill data to the extended Taylor equation. The web-based reliability prediction program for tool lift is being developed as one of reliability assessment programs to for the machine tools.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.132-132
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• 2016

기계 가공품의 정밀화, 경량화 요구로 난색재로 분류되는 비철분야 및 복합재 가공용 공구개발에 대한 수요가 급증하고 있으나, 기존 난삭재 가공 시 절삭공구의 마모가 빠르고, 상대재의 융착 불량 등이 공구 수명 감소의 주요 영향으로 보고된다. 상기문제를 해결하기 위해 절삭가공 공정 중 과다한 절삭유의 사용에 따른 가공비용, 에너지소모 증가, 환경오염 등으로 절삭유의 최소화 또는 절삭유를 사용하지 않는 표면처리기술등의 친환경 가공기술의 개발이 필요하다. 내융착 및 내마모 특성 향상을 위한 표면코팅 방법으로 수소가 포함되지 않은 고경도 비정질 카본 (ta-C)이 있으나, ta-C 코팅 막은 경도 30 - 80 GPa, 잔류응력 3 - 10 GPa 범위로 일반 경질 코팅 막 (AlTiN, TiSiCrN : 평균 3 GPa)에 비해 높고 산업적 활용이 가능한 0.5 - 1.5 um 두께 수준의 후막화가 힘들어 매우 우수한 절삭공구용 코팅 막 특성에도 불구하고 적용사례가 매우 적다. 따라서, 본 연구에서는 아크플라즈마 방식 (Filtered Cathode Vacuum Arc Plasma, FCVA)을 활용한 고경도/무수소 카본 코팅 막을 후막형태로 증착하여 비철금속가공용 절삭 공구류의 수명향상 기법을 제시하고자 한다. ta-C 코팅 막의 기초 공정개발 단계에서는 바이어스 전압, 공정시간을 달리하여 ta-C 코팅 막의 기계적 물성(경도: $50{\pm}3GPa$, 잔류응력: $6{\pm}1GPa$, 밀착력: 30N 이상 및 트라이볼로지 특성: 마찰계수 0.1 이하, 마멸량: $1.85{\times}10-14mm^3$)을 확보하여 절삭공구로의 공정실용화 적용검토를 실시하였다. ta-C 코팅 막은 (1) WC 공구 및 기존 상용품인 (2) TiAlN/TiN/WC 구조에 대해 증착을 실시하였으며 코팅 막의 두께 변화에 따른 실제 절삭환경에서의 내수명 관측을 진행하였다. 시험결과, ta-C/WC의 단일막 구조인 절삭공구의 경우, 실제 절삭환경에서 쉽게 박리가 발생하여 코팅 막으로서의 효과를 나타내지 못하였다. 이는, 기초 공정개발 단계에서의 밀착력 기준이 실제 환경과 부합하지 않는 것을 의미하며 추후 공정개선을 통해 극복하고자 한다. 반면에, 상용품인 (2) TiAlN/TiN/WC 구조의 절삭공구 대비 ta-C/TiAlN/TiN/WC 구조에서 내수명 증가는 약 2.5배 (기존 300회, 코팅 후 800회)로 증가하였으며 ta-C 코팅 막의 두께가 $0.6-0.8{\mu}m$일 때 최대치를 취한 후 감소하였다. 이를 통해, 절삭공구로의 ta-C 코팅 막 효과는 최외각 층의 두께 범위와 모재 강도보강을 할 수 있는 적절한 중간층 막 (TiN/TiAlN 층)이 혼합되어 나타난 것으로 사료되며 현재 산업계로의 적용을 위한 대량생산용 코팅장비의 개발 및 비용절감을 위한 공정개발이 진행 중이다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.131-131
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• 2018

최근 절삭공구산업은 자동차, 항공기, IT, 선박, 에너지 등 첨단산업의 증가로 인해 CGI, CFRP, 내열합금 등 난삭재의 수요가 증가하고 있다. 난삭재는 고내열, 고경도, 초경량 같은 특성을 지니며 우수한 기계적 물성을 갖지만 가공의 어려움이 있어 산업에 적용하는데 한계가 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 개발된 가공기술 중 하드 코팅은 공구코팅비용 대비 공구의 표면경도와 수명을 효율적으로 향상시킬 수 있다고 알려져 있다. 대표적인 하드코팅으로는 AlN계, TiN계 코팅이 있다. 이러한 코팅의 경우 높은 기계적 물성과 우수한 내마모성으로 인해 절삭공구의 성능을 향상시킬 수 있기 때문에, 많은 연구가 진행되고 있으며 절삭공구산업에서 각광받고 있다. 기존 선행연구 결과에 따르면 질화물 코팅의 우수한 물성은 질화물(Nitride) 생성 및 질화 공정에 의한 코팅층의 고밀도화에 의해 나타난다고 알려져 있다. 그 중에서 AlCrN coating은 우수한 내마모성 및 향상된 고온경도를 갖고 있다. AlCrN based coating에 미량의 원소를 첨가하여 기존 AlCrN coating의 기계적 특성을 더욱 향상 시킨 coating은 일반적인 고성능 코팅 대비 공구수명이 길다고 알려져 있으며, 전반적으로 우수한 특성에 의해 전 세계적으로 습식 및 건식 기계 가공 용도로 사용되고 있다. 본 연구에서는 AlCrN based coating에 미량의 원소를 첨가한 coating의 우수한 기계적 특성의 원인을 규명하기 위해 텅스텐카바이드(WC) 기판 위에 아크 이온 플레이팅 장비를 이용하여 AlCrN based coating을 증착 시킨 sample을 분석하였다. 결정구조 및 상 분석을 위해 X선 회절분석(XRD)을 실시하였으며, 미세 구조를 분석하기 위해 전계방출형 주사전자현미경(FE-SEM), 투과 전자현미경(TEM) 분석을 실시하였다. 또한 코팅층의 화학적 성분 분석을 위해 EDX분석을 실시하였으며 기계적 특성 평가를 위해 나노압입시험(Nano-indentation test)을 진행하였다.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.59-65
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• 2003

Four kinds of $Si_3N_4$-based ceramic cutting tools with different sintering time were fabricated to investigante the effect of sintering time on the microstructure, mechanical properties, grain sizes and the cutting performance. An endeavor was also made to determine the relation among mechanical property, Brain size and tool life. $Si_3N_4$ home made cutting tool sintered for 1 hour under $1760^{\circ}$ temperature and 25MPa pressure showed the best cutting performance among selected ceramic tools during machining both Bray cast iron and heat treated SCM440. Multiple linear regression model was used to estimate the tool lift from mechanical property, grain size and showed good result. It was also shown that hardness imposed the biggest offect on tool life.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.9-16
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• 2002

The machinability of Ti-6Al-4V titanium alloy and tool wear behavior in machining of Ti-6Al-4V titanium alloy was studied to understand the machining characteristics. This material is one of the strong candidate materials in present and future aerospace or medical applications. Recently, their usage has already been broaden to everybody's commercial applications such as golf heads, finger rings and many decorative items. To anticipate the general use of this material and development of the titanium alloys in domestic facilities, the review and the study of the machining parameters for those alloys are necessary. This study is concentrated to the machining parameters of the Ti-6A1-4V alloy due to their dominant position in the production of titanium alloys.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1993년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.76-80
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• 1993

절삭가공중에서 DRILL가공은 일반기계가공 공정중에 23 .approx. 25% 정도의 비율을 점우하고 있는 중요한 위치의 작업의 하나이고 또한 요구되는 정밀도를 만족하기 어렵고, 높은 생산성이 요구되는 가공법이다. 기계가공의 무인화, 자동화, 고능률화 및 정도향상 이라는 측면에서 더욱 이에 대응할 수 있는 가공방법 즉 공작물, 공구재료, 공구형상 및 절삭조건등에 걸쳐 광범위하게 연구개발 되어 져 가고 있다. 이 작업중 특히 곤란한 것은 깊은 구멍가공(DEEP HOLE DRILL)으로서 깊이/직경의 비가 극히 높은(약 5배이상) 절삭가공 의 경우에는 CHIP의 배출, 절삭날부의 윤활, 공구의 진동등의 문제로 인하여 일반적인 절삭가공 공법으로는 가공이 여려운 경우가 많다. 본 연구는 Solid BTA Drill(Mlti-tip Drill Head with Brazed Tips)에 의하여 가공에요구되는 절삭성 분석과 절삭조건의 변화에 따른 공작물의 가공정도 즉, 가공구멍의 직경의 변화, 표면거칠기. 진원도의 변화상태 및 공구의 마모된 현상에 대하여 실험조사하여 공구에 제한된 수명을 연장하고, 제품에 요구되는 품질수준을 확보하는가에 대하여 본 실험을 통하여 분석하도록 하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제15권4호
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• pp.27-35
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• 1998

Ni-based heat resisting alloys are commonly used for high temperature applications such as in aircraft engines and gas turbines. In this work, the machinability of Nimonic 263 alloy is investigated with respect to optimum tool type and cutting conditions for both continuous and discontinuous machining as well as weld region. Among the five types of tools tested, K25 tool experienced the least of damage in machining the weld region. Furthermore, despite their superior high temperature hardness, Si-Al-O-N and CBN tools peformed poorly in machining Nimonic 263.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.211-211
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• 2009

높은 이온화율과 복잡한 형상의 모재에도 표면 도포성 및 균일성을 나타내는 아크이온플래이팅 기술과 비전도성 세라믹 타겟물질에 적용가능한 스퍼터링 기술이 결합된 하이브리드 코팅 시스템(Hybrid coating system)을 이용하였다. 그리고 Cr-Al-N과 Cr-Si-N 코팅막의 강화 기구를 복합시킨 새로운 개념의 Cr-Al-Si-N 코팅막을 초경(WC-Co)시험편에 증착하여 Si 첨가량에 따른 미세구조의 미세경도 특성을 파악하였다. 공구성능 평가는 고속가공조건하에 마이크로 밀링기에서 무코팅(초경공구), Cr-Al-Si-N (Si : 0, 4.5, 8.7, 16 at.%) 코팅 마이크로엔드밀에 대하여 공구마멸에 대한 공구수명을 비교, 평가하였다.