• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2002.05a
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• pp.147-150
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• 2002

사출성형 공정의 컴퓨터 시뮬레이션(CAE)은 짧은 시간에 저 비용으로 여러 설계 및 재료와 공정조건의 조합을 시험할 수 있는 수단이다. 실제 금형을 가공하고 시제품을 생산하기 전에 미리 해석을 수행하여 봄으로써 설계의 오류 및 부적절한 공정조건의 설정을 방지할 수 있다. 컴퓨터 시뮬레이션은 공정조건에 의한 사출성형을 가능하게 해 준다. 즉, 수지의 거동, 냉각과정, 압력거동 등을 컴퓨터 화면을 통해 볼 수 있으며 이를 기초한 성형품의 예상문제점을 파악할 수 있다. 본 논문에서는 CAE기술을 응용한 Back Light Panel의 설계에 대해 논의하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
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• 1998.10a
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• pp.264-267
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• 1998

고속용융방사는 권취속도의 고속화에 의해 공정시간 및 제조비용 절감을 통해 생산성을 극대화할 수 있어 산업적으로 아주 중요한 섬유 형성 공정이다 또한 생산성의 향상을 위해 방사속도가 증가하는 추세인데, 이러한 경향은 공정-구조-역학적 성질의 관계를 정립해야 하는 필요성을 증가시키고 있다. (중략)

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2002.07a
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• pp.163-168
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• 2002

고품질 쌀 생산의 주요 요인은 벼의 품종, 재배방법 및 수확 후 처리기술 등으로 대변된다. 수확 후 처리기술에는 건조, 저장, 가공, 포장 및 유통공정으로 구분된다. 특히, 건조공정은 수확 후 처리기술의 첫 번째 공정으로 건조 시 벼의 품질을 유지하지 못할 경우 저장, 가공 등 후속공정에 큰 영향을 미치게 된다. (중략)

• 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)

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.165-165
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• 2017

지난 수 십 년 동안, 전 세계적으로 자원의 소비가 급격히 증가하게 되면서 최근 자원 고갈은 물론 환경오염이 커다란 이슈로 문제가 되고 있다. 이에 따라 재료 관련 분야에 있어서는 보다 효율적이고 친환경적인 방법으로 자원을 활용해야 된다는 필요성이 대두되었고 이와 같은 관점에서 목적하는 성분이 우수하고 환경 친화적인 표면처리 재료 개발연구가 활발하게 진행되고 있는 실정이다. 그 중 플라즈마 전해 산화(Plasma Electrolytic Oxidation, PEO)는 알루미늄, 마그네슘 등의 경금속의 경도를 향상시키고 높은 내마모성, 내식성을 갖게 하는 표면처리로써 그 관심이 증가하고 있다. 이 플라즈마 전해 산화는 일반적으로 공정비용 대비 효과적이고 환경 친화적이며 코팅 성능 면에서 우수하다고 알려져 있다. 이러한 고유한 특성으로 인해 플라즈마 전해 산화 코팅은 최근 몇 년 동안 기계, 자동차, 우주항공, 의학 및 전기 산업 등의 분야에서 그 적용이 점차 증가하고 있는 상황이다. 한편, 플라즈마 전해 산화 코팅을 하는 모재들의 경우 부동태 산화피막을 용이하게 형성할 수 있는 특성의 모재에 한정되고 있어서 그 응용확대에 한계가 있는 것이 사실이다. 따라서 본 연구에서는 플라즈마 전해 산화법을 사용하여 용융알루미늄도금 강판 상에 산화피막 형성을 시도하였다. 전원공급 장치의 양극은 전해질 속에 잠겨있는 작동전극에 연결하고 음극은 대전극 역할을 하는 스테인레스강 전해질 용기에 연결되었다. 전해질은 Sodium Aluminate 및 기타 첨가제를 함유한 것을 사용하였고 온도는 열교환기를 사용하여 $30^{\circ}C$ 이하로 유지되었다. 또한 여기서 전류밀도는 $5{\sim}10A/dm^2$, 실험 주파수는 700Hz, Duty cycle은 30 및 90%의 각 조건에서 공정처리 시간을 각각 30분 및 60분 동안 진행하였다. 이와 같은 조건에서 형성한 막들에 대해서는 주사형전자현미경(SEM)을 이용하여 코팅 막의 표면 및 단면의 모폴로지를 관찰하였음은 물론 EDS 및 XRD 측정을 통하여 원소조성분포 및 결정구조를 각각 분석하였다. 또한 이 코팅 막들에 대한 내식성은 5% 염수분무 환경 중 노출시험(Salt spray test), 3% NaCl 용액에서의 침지 시험 및 전기화학적 동전위 양극분극(Potentiodynamic Polarization) 시험을 진행하여 평가하였다. 이상의 실험결과에 의하면, 제작조건별 플라즈마 전해 산화 코팅 막의 모폴로지 및 결정구조가 상이하게 나타나는 것을 알 수 있었다. 코팅 막의 모폴로지 관찰 결과, 공정 시간에 비례하여 표면에 존재하는 원형 기공의 수는 감소하였으나 그 크기가 커지고 크레이터의 직경 또한 커진 것이 확인되었다. 이 기공은 마이크로 방전에 의해 형성된다고 알려져 있는데 공정 시간이 증가함에 따라 코팅 두께가 점차 증가하여 마이크로 방전의 빈도수가 줄어들고 그 강도는 증가하게 되어 기공 크기가 증가한 것으로 사료된다. 또한 공정시간이 긴 시편에서 표면에 크랙이 다수 존재하는 것으로 확인되었다. 이것은 방전에 의해 고온이 된 소재가 차가운 전해질과 만나게 되어 생긴 큰 온도구배로 인해 강한 열응력이 발생하여 균열을 초래한 것으로 보인다. 조성원소 분석 결과 원형 기공 주변의 크레이터 영역에는 알루미늄이 풍부하였으며 그 주변에 결절상을 갖는 구조에서는 전해질 성분의 원소가 포함되어 있는 것이 확인되었다. 이러한 코팅 막의 표면 특성은 내식성에 영향을 주게 된 원인으로 사료된다. 동전위 분극측정 결과에 의하면 플라즈마 전해 산화 공정 시간이 길어질수록 부식전류밀도가 증가하였다. 이것은 공정시간이 길어짐에 따라 강한 방전이 발생하여 기공의 크기가 증가하고 크랙이 발생하게 되면서 내식성이 저하된 것으로 판단된다. 종합적으로 재료특성 분석 및 내식성 평가를 분석한 결과, 플라즈마 전해 산화의 공정 시간이 너무 길게 되면 오히려 내식성은 저하되는 것이 확인되었다. 이상의 연구를 통하여 고내식 특성을 갖는 플라즈마 전해 산화 막의 유효성을 확인하였으며 용융알루미늄강판 상에 실시한 플라즈마 전해 산화 처리에 대한 기초적인 응용 지침을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.27 no.7
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• pp.719-725
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• 2005

Anaerobic fill time and feeding pattern in SBR operation were investigated to find way of minimizing poor nitrogen removal efficiency in BNR process without external carbon addition. The three types of the modified SBR operations that were CO-SBR, IA-SBR, and SF-SBR were tested by lab-scale and pilot-scale SBR processes($2\;m^3/day$). In addition, practical equation for biological nitrogen removal was suggested and the equation considered the effect of ratio of fill volume over whole SBR volume and the ratio of step-feed in SBR. The denitrification efficiency of the SF-SBR was best among the three SBRs and followed by IA-SBR, and CO-SBR. The efficiency was 95%, 61%, and 19%, respectively. Looking at the change of sludge floc density by the length of anaerobic fill time, the density of sludge floc at 1 hour and 2 hours of anaerobic fill time were greater than 3 hours of one. The floc size distributions were $100{\sim}300\;{\mu}m$ and $200{\sim}400\;{\mu}m$ with respect to anaerobic fill time 2 hours and 3 hours, respectively.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.265-265
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• 2014

일반적으로 태양전지 및 반도체 공정에서 불순물 주입 과정인 도핑(Doping)공정은 크게 몇 가지 방법으로 구분해 볼 수 있다. 소성로(Furnace)를 이용하여 열을 통해 불순물을 웨이퍼 내부로 확산시키는 열확산 방법과 진공 챔버 내부에서 전자기장을 걸어 이온을 극도로 가속시켜 진행하는 이온 주입(Ion implantation)이나 이온 샤워(Ion shower)를 이용한 도핑 방법이 있다. 또한 최근 자외영역 파장의 레이저광을 조사하여 광화학 반응에 의해 도펀트 물질를 분해하는 동시에 조사 부분을 용해하여 불순물을 도포하는 기법인 레이져 도핑(Laser doping) 방법이 개발중이다. 그러나 레이져나 이온 도핑 공정기술은 고가의 복잡한 장비가 필요하여 매출 수익성 및 대량생산에 비효율적이며 이온 주입에 의한 박막의 손상을 치료하기 위한 후속 어닐링(Post-annealing) 과정이 요구되는 단점을 가지고 있고 열확산 도핑 방법은 정량적인 불순물 주입 제어가 어렵고 시간 대비 생산량의 한계가 있다. 반면 대기압 플라즈마로 도핑을 할 경우 기존에 진공개념을 벗어나 공정상에서 보다 저가의 생산을 가능케 할 뿐아니라 멀티 플라즈마 소스 개발로 이어진다면 시간적인 측면에서도 단연 단축시킬 수가 있어 보다 대량 생산 공정에 효과적이다. 따라서 본 연구에서는 새로운 도핑 방법인 대기압 플라즈마를 이용한 도핑 공정기술의 가능성을 제안하고자 도핑 공정 시 웨이퍼 내 전류 패스(Current path)에 대한 메카니즘을 연구하였다. 대기압 플라즈마 방전 시 전류가 웨이퍼 내부에 흐를 때 발생되는 열을 이용하여 도핑이 되는 형식이란 점을 가정하고 이 점에 대한 원리를 증명하고자 실험을 진행하였다. 실험 방식은 그라운드(Ground) 내 웨이퍼의 위치와 웨이퍼 내 방전 위치에 따라 적외선 화상(IR image: Infrared image) 화상을 서로 비교하였다. 적외선 화상은 실험 조건에 따라 화상 내 고온의 표식이 상이하게 변하는 경향성을 나타내었다. 이 고온의 표식이 전류 패스라는 점을 증명하고자 시뮬레이션을 통해 자기장의 전산모사를 한 결과 전류 패스의 수직 방향으로 자기장이 형성이 됨을 확인하였으며 이는 즉 웨이퍼 내부 전류 패스에 따라 도핑이 된다는 사실을 명백히 말해주는 것이며 전류 패스 제어의 가능성과 이에 따라 SE(Selective Emitter) 공정 분야 응용 가능성을 보여준다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.182-182
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• 2013

빗각 증착은 입사 증기가 기판에 수직하게 입사하는 일반적인 공정과는 다르게 증기가 기판의 수직선과 $0^{\circ}$ 이상의 각을 갖는 증착 방법을 의미한다. 빗각 증착으로 코팅층의 구조를 제어하기 위해서는 기판에 입사되는 코팅 물질의 증기가 일정한 각도를 유지해야한다. 공정 압력이 높아서 증기의 자유행로가 짧아지면 기판에 도달하는 코팅 물질이 일정한 각도를 유지하지 못하기 때문에 코팅층의 구조제어가 어렵고 일반적인 코팅 공정과 유사한 구조의 코팅층을 얻게 된다. 빗각 증착을 공정 압력이 비교적 낮은 전자빔 증착이나 열 기상증착 등의 코팅 공정에서 실시하는 이유이다. 본 연구는 공정 압력이 ${\sim}10^{-3}$ torr로 비교적 높은 스퍼터링 공정에서 빗각 증착을 실시하여 코팅층의 구조제어가 가능한지를 확인하였다. 실험에 사용된 물질은 알루미늄이었으며 빗각은 $0{\sim}90^{\circ}$를 사용하였다. 실험 결과 빗각의 크기가 $60^{\circ}$ 이하에서는 알루미늄 박막의 구조 변화를 관찰하지 못했으며 $45^{\circ}$와 같은 특정한 빗각에서 밀도가 높은 코팅층을 확인할 수 있었다. 이러한 높은 밀도를 갖는 알루미늄 박막은 강판의 부식을 방지하기 위한 보호막으로 적용이 가능할 것으로 판단되며 염수분무시험 결과 200시간 이상의 높은 적청 발생 시간을 보였다. $60^{\circ}$ 이상의 빗각으로 코팅된 알루미늄 박막에서 독립적으로 형성된 주상정을 관찰할 수 있었다. 빗각의 크기가 $90^{\circ}$로 스퍼터링 타겟과 기판을 수직하게 위치시켜도 알루미늄 박막이 코팅되는 것을 확인할 수 있었으며 일정한 각도를 가지는 주상정을 관찰할 수 있었다. 이러한 주상정의 알루미늄은 비교적 큰 표면적을 가지고 있기 때문에 가스 센서 등 다양한 응용분야에 적용이 가능할 것으로 판단된다. 앞서 설명한 실험결과와 같이 스퍼터링과 같이 공정 압력이 비교적 높은 공정에서도 빗각 증착을 이용한 코팅층의 구조 제어가 가능하다는 것을 확인할 수 있었다.

• Resources Recycling
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• v.28 no.4
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• pp.51-58
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• 2019

Dismantlement of lithium primary batteries without explosion is required to recycle the lithium primary batteries which could be exploded by heating too much or crushing. In the present study, the optimum discharging condition was investigated to dismantle the batteries without explosion. When the batteries were discharged with $0.5kmol{\cdot}m^{-3}$ sulfuric acid, the reactivity of the batteries decreased after 4 days at $35^{\circ}C$ and after 1 day at $50^{\circ}C$, respectively. This result shows that higher temperature removed the high reactivity of the batteries. Because loss of metals recycled increases when the batteries are discharged only with the sulfuric acid, discharging process using acid solution and water was newly proposed. When the batteries were discharged with water during 24 hours after discharging with $0.5kmol{\cdot}m^{-3}$ sulfuric acid during 6 hours, the batteries discharged were dismantled without explosion. Because decrease in loss of metals was accomplished by new process, the recycling process of the batteries could become economic by the 2-step discharging process.

• Journal of Biosystems Engineering
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• v.19 no.3
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• pp.194-210
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• 1994

미곡종합처리장(米穀綜合處理場)의 곡물 건조 및 저장시설의 적정 설계를 위해서 시뮬레이션 모델링이 요구되었다. 이에 곡물 건조 및 저장시설인 곡물 사일로 시스템을 설계하기 위해서 SLAMSYSTEM을 이용한 시뮬레이션 모델을 개발(開發)하였다. 곡물 사일로 시스템은 반입(搬入)장치, 조선(粗選)장치, 계량(計量)장치, 건조용(乾燥用) 사일로, 저장용(貯藏用) 사일로 그리고 이송장치들로 구성되었으며 이들 장치와 시스템의 공정들이 네트웍(network)과 프로세스(process) 중심의 시뮬레이션 모델로 표현(表現)되어 분석(分析)되었다. 이 시뮬레이션 모델로 1) 각 공정에서의 원료 처리시간 및 대기시간 그리고 병목현상, 2) 각 기계 및 장치들의 활용도(活用度) 및 이용상태(利用狀態), 3) 물벼의 처리용량 및 건조조건에 따른 건조시간과 건조에 소요되는 에너지 그리고 건조중 발생되는 열손실(熱損失), 4) 반입에서부터 저장에 도달할 때까지의 총 처리시간 및 처리량 등을 분석하였다. 이러한 시뮬레이션 결과 자료를 기초로 하여 각 기계 및 장치의 종류(種類)와 용량(容量) 및 크기를 결정하여 곡물 사일로 시스템을 설계(設計)하였다. 그리고 시뮬레이션에 의해 설계된 사일로 시스템이 실제로 전북 남원에 설치(設置)되었다.