• 한국항공우주학회지
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• 제50권4호
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• pp.223-231
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• 2022

금속 적층제조 공정 중 발생할 수 있는 잔류응력은 3D 프린팅을 통한 정밀한 금속 부품 제작을 위해 적절히 통제되어야 하는 중요한 요소이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 잔류응력에 영향을 끼치는 요인에 대하여 실험적인 방법을 이용하여 고찰하였다. 실험을 위해 적층제조 공정을 통해 시편을 제작하고 이를 절단하여 변형량 측정을 수행하였으며, 측정된 데이터를 curve fitting 등의 방법을 이용하여 적절히 보정함으로써 공정 파라미터 및 금속 분말 재사용 여부가 금속 적층제조 공정에서 발생한 잔류응력으로 인한 변형에 끼치는 영향을 정량적으로 분석할 수 있는 자료를 확보하였다. 이 결과로부터 금속 적층제조 공정에서 잔류응력으로 인한 변형의 크기에 가장 큰 영향을 끼치는 요소는 금속 분말 재사용 여부임을 확인하였다. 또한 레이저의 패턴, 적층 회전 각도와 같은 공정 파라미터도 변형 크기에 영향을 줄 수 있는 것을 확인하였다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2019년도 춘계종합학술대회
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• pp.371-372
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• 2019

금속 3D 프린팅의 응용분야는 자동차, 우주항공, 의료/헬스, 전자기기, 금형 등으로 분류할 수 있다. 최근 들어 선진국을 중심으로 아크 용접기반 금속 3D 프린팅 기술의 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 3D 프린팅 기술은 CAD 설계 정보를 이용한 적층 제조방식이기 때문에 내부 형상이 아무리 복잡하여도 제작이 가능하고, 디자인이 변경되더라도 별도의 금형 제작 없이 제작이 가능하다는 장점이 있다. 와이어 아크기반 금속 3D 프린팅 기술은 차세대 생산제조 핵심기술로 발전할 전망이다. 금속 3D 프린터의 기술경쟁력 제고를 위해서 적층패턴, 와이어정밀 송급 및 적층품질 실시간 모니터링 등의 시스템 제어 기술과 대형 금속부품의 고생산성을 위한 적층가공 시스템 기술개발이 진행될 것으로 예상된다. 금속 와이어 아크를 이용한 대형 3D 프린팅 시스템의 지식재산권 확보 전략을 수립하기 위해 대형 3D 프린터 기술, 금속 와이어 3D 프린터 기술, 아크 3D 프린터 기술의 세 가지 분야에 대한 특허동향 분석을 수행하였다.

• Composites Research
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• 제16권3호
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• pp.68-74
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• 2003

본 논문에서는 Ni과 Al 금속박판 사이의 자전고온반응을 이용한 금속간화합물/금속 적층복합재료의 제조시 제조공정 조건이 최종 미세조직에 미치는 영향을 연구하였다. 열분석을 통하여 Ni과 Al사이의 반응은 먼저 NiA1$_3$가 핵생성­성장 기구에 의해 생성된 후 다시 Ni$_2$A1$_3$로 확산변태됨을 확인하였다. 자전고온반응을 열역학적으로 해석하여 금속박판의 두께비(Ni:Al) 및 반응전 열처리와 반응후 미세조직에서 잔류한 Al의 부피분율과의 관계를 정립하였다. 후열처리 공정에 의해 Ni/Nl$_3$Al/NiAl의 적층구조와 각 두께비에서 82%(1:1), 59.5%(2:1), 40%(4:1)의 부피분율을 가지는 금속간화합물/금속적층복합재료를 얻을 수 있었다.

• Composites Research
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• 제34권4호
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• pp.212-225
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• 2021

금속 기지재 복합재료들(MMCs, Metal matrix composites)은 우수한 기계적 물성(강성, 강도, 마모 저항성, 경도 등)과 뛰어난 특성(열전도, 전기전도도, 부식 저항 등)으로 다양한 산업군에 활용되고 있다. 적층제조 기술이 발달함에 따라 복잡한 형상을 시간과 비용을 절약하여 제조할 수 있다는 이점으로, 적층 제조한 MMCs에 관한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 하지만 MMCs를 적층 제조할 경우, 다양한 원인들에 의해 여러 문제들이 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 다양한 MMCs의 특징들을 소개하고, 위의 문제들이 발생하는 원인을 고찰하여 소재와 Powder bed fusion (PBF) 공정 설계 관점에서 해결책을 제시하고자 한다. 본 논문은 향후 PBF 방식으로 적층 제조한 MMCs를 개발할 때 설계 및 제조 가이드라인을 제시하여 줄 수 있을 것이다.

• 한국결정성장학회지
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• 제33권6호
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• pp.268-275
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• 2023

적층제조 기술의 지속적 발전 및 적용 산업의 확대에 따라 제조된 금속 부품의 전반적인 품질 및 성능을 향상 시키기 위한 서포트 최적 설계 수행은 필수적이 되었다. 따라서 본 논문은 금속 적층제조 공정에서의 서포트 설계변수가 서포트 강성에 미치는 영향을 분석하였다. 대표적인 서포트 설계변수인 서포트 종류, 간격, 침투 깊이를 다양하게 적용한 인장시편을 적층제조를 통해 제작하고, 이에 대한 인장시험을 통해 변위-하중 곡선의 차이를 분석하였다. 그 결과를 바탕으로 서포트 설계변수가 지지 강성에 미치는 영향에 대한 포괄적인 분석을 제시하였다. 이를 통해 적층제조 공정 중 금속 부품의 열 변형을 억제하기 위한 서포트 최적설계 수행을 효과적으로 할 수 있을 것이라 기대된다.

• 한국주조공학회지
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• 제44권2호
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• pp.43-48
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• 2024

• 소성∙가공
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• 제31권5호
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• pp.309-328
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• 2022

• 한국결정성장학회지
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• 제28권6호
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• pp.250-255
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• 2018

본 연구에서는 3D-프린팅 적층 공정으로 제조한 인공관절용 CoCrMo 합금 소재의 HIP 처리를 포함한 복합열처리 후 소재의 인장특성, 내마모 특성 등의 기계적 특성과 결정구조 및 미세조직 등의 재료특성 변화를 고찰하였다. 내부마이크로 기공을 제거하기 위한 HIP 열처리와 금속탄화물 생성을 위한 상압열처리 및 금속탄화물의 균질화를 위한 용체화 열처리를 거치는 복합열처리 공정을 실시하여 인공관절 소재로서의 특성을 부여하고자 하였다. 3D-프린팅 적층 공정으로 제조한 인공관절용 CoCrMo 합금 소재의 복합열처리 효과는 HIP 공정중의 치밀화 과정, 상압열처리 중의 금속탄화물 생성 및 용체화 열처리 과정중의 금속탄화물의 균질화 효과임을 XRD, FE-SEM, EDS 분석으로 확인하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제21권7호
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• pp.10-20
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• 2022

Recently, metal additive manufacturing (AM) is being investigated as a new manufacturing technology. In metal AM, powder bed fusion (PBF) is a promising technology that can be used to manufacture small and complex metallic components by selectively fusing each powder layer using an energy source such as laser or an electron beam. PBF includes selective laser melting (SLM) and electron beam melting (EBM). SLM uses high power-density laser to melt and fuse metal powders. EBM is similar to SLM but melts metals using an electron beam. When these processes are applied, the mechanical properties and microstructures change due to the many parameters involved. Therefore, this study is conducted to investigate the effects of the parameters on the mechanical properties and microstructures such that the processes can be performed more economically and efficiently.

• 공업화학
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• 제29권2호
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• pp.196-200
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• 2018

본 연구에서는 복합 수소분리막 중간층의 pin hole, crack 및 defect를 최소화하기 위하여 powder type과 sol type의 금속산화물을 이용하여 복합화하였다. 중간층의 표면 형상과 투과 특성은 주사전자현미경(SEM) 분석과 $N_2$ 투과도 테스트를 통해 평가하였으며, 제조한 수소분리막의 성능평가를 위해 $N_2$와 $H_2$를 이용하여 단일가스 투과 테스트를 수행하였다. Powder type과 sol type의 금속산화물을 각각 이용하여 중간층을 적층한 결과 sol type 금속산화물을 이용하여 적층한 중간층의 표면 조도가 매우 낮았으며, 특히 $TiO_2$ sol로 형성된 중간층의 pin-hole, crack 및 defect가 현저히 감소하였다. Powder와 sol을 복합화하여 적층한 중간층은 sol로 형성된 중간층과 거의 유사한 특성을 보였으며, 이를 기반으로 제조한 수소분리막은 1 bar의 압력구배, 672 K의 온도에서 약 $0.32mol/m^2s$의 수소 투과도를 나타내었으며, 선택도는 약 10,890 이상으로 측정되었다.