• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2007년도 추계학술발표논문집
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• pp.337-340
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• 2007

냉간단조금형(Cold Forging Die)의 다이블록(Dieblock)을 제작하는 방법 중의 하나로, 다이블록 제작용 재료를 면가공 하여 다이블록 상면(上面)을 마스터펀치(Master Punch)인 호브(Hob)로 압입(Indentaion) 시켜 절삭가공((Cutting Work)이 아닌 다이호빙(Die Hobbing) 방법으로 임프레션(Impression)을 성형하여 제작하고 있다. 이 방법에 의하여 다이블록의 재료를 합금공구강(Alloy Tool Steel)인 SKD11을 사용하여 제작하고, 스테인리스판(Stainless Sheet Metal)을 제품 재료로 하여 냉간단조가공(Cold Forging Work)을 하였더니 6,000 스트로크(Stroke)에서 금형수명(Die Life)을 다 하였다. 본 논문에서는 다이블록 재료를 고속도공구강(High Speed Tool Steel)인 SKH51로 교체 제작하고, 탄소강(Carbon Steel)인 S45C를 제품 재료로 하여 냉간단조가공을 수행 하였더니 21,000 스트로크에서 금형수명을 다하고 종료 되어 종래의 방법과 비교 검토 하였을 때 350%의 금형수명 연장 효과를 얻게 되었다.

• 열처리공학회지
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• 제18권6호
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• pp.383-393
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• 2005

본 고에서는 사출금형소재로 널리 사용되는 프리하든 강의 수명을 극대화 시킬 수 있는 열 표면처리 기술에 대해 소개하였다. 이러한 열 표면처리 기술 및 기술 적용시 고려해야할 점을 다시 정리해 보면, 제조하는 대상물을 고려한 최적 금형 재료의 선택 (표 1~3) 선택된 금형의 물성을 최적으로 구현할 수 있는 열처리 선택 (표 4) 금형의 사용 환경을 고려한 최적 열 표면처리 선택 (표 5) 질화 열처리에 의한 수명 향상 피로 수명이 중요한 경우 : 질화층 $100{\mu}m$이내 열간 내마모성, 크립저항성이 요구되는 경우 : 질화층 $300{\sim}400{\mu}m$ TiN, CrN 등 세라믹 코팅에 의한 성능 향상 내식성 중요시 CrN, DLC의 적용 내마모성 및 초저마찰계수의 구현 : 방향성 코팅, 나노구조화 금형의 국제경쟁력을 향상시키기 위해서는 고품위 금형 제조 기술이 필요하고 이를 위하여, 표면개질처리가 필수불가결하다는 것이다. 또한, 열 표면처리에는 각각의 특징이 있고, 적용 상황의 미묘한 차이에 따라 특성이 바뀌기 때문에 고품위, 품질 금형을 얻고자 하면 어느 때보다 사용자, 금형기술자, 열 열 표면처리 기술자들과의 협력이 요구된다.

• 한국융합학회논문지
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• 제11권11호
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• pp.211-217
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• 2020

일반적으로 금형은 소재 부품 분야에서 제품의 대량 생산에 널리 이용되는 중요한 생산 도구이다. 그러나 최근 다품종 소량생산의 확산에 따라 보다 효율적이고 경제적인 금형에 대한 요구가 증가하고 있으며, 본 연구에서는 금형 재료로서 초고강도 콘크리트의 적용 가능성을 모색해 보고자 한다. 초고강도 콘크리트는 80MPa 이상의 압축강도를 갖는 콘크리트로서 금속에 비해 저렴하고 무게가 가벼우며 조형이 용이하다는 장점을 가지고 있다. 초고강도 콘크리트가 비록 일반 금형 재료인 공구강에 비해 강도는 낮지만 상대적으로 낮은 응력이 발생하는 성형 공정에 사용된다면 금형 재료로서 충분히 활용 가능하다고 판단하였다. 따라서 본 연구에서는 플라스틱 저압 생산공정의 하나인 폴리우레탄 반응사출 성형공정용 시작 금형에 초고강도 콘크리트를 적용해 보았으며, 금형 제작 및 성형 과정을 통하여 금형 소재로서의 가능성과 특징을 고찰해 보았다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 추계학술발표논문집
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• pp.678-681
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• 2009

사출성형은 열가소성수지의 가공법으로써 정밀도나 고품질의 제품을 효과적으로 생산하는데 널리 이용되며 플라스틱은 현재 광범위하게 사용되고 있는 공업재료 중의 하나이다. 과거에는 플라스틱을 일회용품 및 외장재로 사용하였다. 그러나 산업기술이 발전하며 플라스틱은 금속을 대체 할 수 있는 재료로서 사용할 수 있다는 인식의 변화로 점차 기계요소용 재료로 사용되고 있으며 기계요소용 재료로 사용됨에 따라 플라스틱 제품이 정밀한 부품으로 사용되기 위해서는 금형의 가공뿐만 아니라 사출성형 시 용융수지가 금형의 각 캐비티에 균형적으로 충전되는것이 요구된다. 이러한 요구조건을 만족하기 위해서는 각 캐비티의 가공치수는 매우 높은 정밀도를 유지해야 하며, 각 캐비티에서의 충전과 냉각도 동일한 상태를 유지해야 한다. 충전 불균형은 성형품의 품질에 큰 저해 요인으로서 플라스틱 제품의 치수성, 밀도, 외관품질, 강도 등에 불균일한 결과를 가져오는 요인으로 지적되고 있다. 실제로 충전 불균형은 충전 단계에서 런너 내에서 발생하는 불균일한 전단분포에 기인하여 발생되므로 점도변화에 영향을 주는 수지의 물성, 런너의 배열과 같은 외부 요인과 사출압력, 사출속도, 수지온도, 금형온도와 같은 성형공정 조건에 의한 요인에 의한 충전 불균형의 양상이 달라지게 된다. 본 연구는 다수 캐비티 금형에서 충전 불균형 현상에 대한 원인을 검토하고 실제로 사출성형을 실시하기 전 사출성형해석 소프트웨어를 이용하여 시뮬레이션을 하여 다수 캐비티에 대한 충전 패턴을 미리 예측하여 보았다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.281-285
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• 2008

냉간단조금형(Cold Forging Die)의 다이블록(Dieblock)을 제작하는 방법 중의 하나로, 다이블록 제작용 재료를 면가공 하여 다이블록 상면(上面)을 마스터펀치(Master Punch)인 호브(Hob)로 압입(Indentation) 시켜 절삭가공((Cutting Work)이 아닌 다이호빙(Die Hobbing) 방법으로 임프레션(Impression)을 성형하여 제작하고 있다. 이 방법에 의하여 다이블록의 재료를 합금공구강(Alloy Tool Steel)인 SKD11을 사용하여 제작하고, 스테인리스판(Stainless Sheet Metal)을 제품 재료로 하여 냉간단조가공(Cold Forging Work)을 수행하였더니 6,000 스트로크(Stroke)에서 금형수명(Die Life)을 다 하고 파손되었다. 본 논문에서는 다이블록 재료를 고속도공구강(High Speed Tool Steel)인 SKH51로 교체 제작하고, 탄소강(Carbon Steel)인 S45C를 제품 재료로 하여 냉간단조가공을 수행하였더니 21,000 스트로크에서 금형수명을 다하고 파손되어 종래의 방법과 비교 검토하였을 때 350%의 금형수명 연장 효과를 얻게 되었다.

• Composites Research
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• 제31권1호
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• pp.12-16
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• 2018

복합소재와 금형강 간에는 열팽창계수의 차이로 인하여 성형 과정 중의 온도 구배에 따라 다른 열팽창길이를 갖는다. 따라서 금형 내에 복합소재를 삽입하여 성형을 하는 경우 복합소재의 표면에 작용하는 압력이 소재의 업체에서 추천하는 성형 압력을 유지하는지를 확인할 필요성이 있다. 본 연구에서는 온도의 차이에 따른 복합소재와 금형 사이의 압력을 유한요소해석법을 사용하여 예측하였으며 열팽창에 따른 금형의 길이를 측정함으로써 해석의 정확성을 검증하였다. 각 온도에서의 해석과 실험값의 차이로써 매우 근사한 값을 얻을 수 있었으며, 틈새 예측 값의 목표치인 ${\pm}0.05mm$ 안에 들어오는 것을 확인하였다. 이를 통하여 복합소재에 작용하는 압력을 추정한 해석값이 신뢰할 수준임을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.166-166
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• 2011

연료전지 핵심 부품 가운데 하나인 분리판(Bipolar plate)는 막전극체(MEA), 기체확산층(GDL)과 함께 발생한 전류의 수집 및 전달, 반응 가스의 수송, 반응/생성물의 수송 및 제거, 반응열 제거 등을 위한 냉각수 전달 등의 다양한 역할을 담당한다. 이러한 역할을 위하여 분리판은 우수한 전기전도성, 열전도성, 화학적 안정성이 요구되어 진다. 기존의 연료전지용 분리판은 흑연계 소재 및 수지와 흑연을 혼합한 복합 흑연 재료를 통해 제조하여 요구 되어지는 물성을 만족시켜 왔으나 흑연계 분리판의 경우 강도 및 가스 밀폐성 측면에서 낮은 특성을 보이며 특히 고가의 제조 공정 비용과 낮은 양산성으로 인하여 자동차 연료전지 상용화에 수많은 해결 과제를 안고 있었다. 흑연계 분리판의 이러한 문제점을 대체하기 위한 연구로 최근 금속계 분리판의 적용 및 개발이 활발하게 진행되고 있다. 특히 금속계 분리판은 양산 제조 공정이 적용 가능하여 대량생산이 가능하며 자동차 연료전지 스택의 경량화 및 박판화가 가능하다는 장점을 가지고 있다. 그러나, 박판의 스테인리스강을 소재로 적용한 금속분리판의 양산을 위하여 반드시 선행되어야 할 연구가 바로 금형 코팅 연구이다. 일반 자동차 생산 금형을 평균 약 50만타로 예측한다면 연료전지 금속계 분리판 성형 금형의 현재 수명은 약 10만타로 추정 가능하다. 이러한 원인은 고하중의 프레스 사용과 정밀 금형으로 인한 극한 공정 조건으로 야기된 결과이며 문제 해결을 위하여 성형 금형에 PVD 코팅 적용 연구를 진행하였다. 성형 금형의 PVD 코팅 적용을 통하여 금형 교체 주기 감소를 통한 생산 원가 절감 및 이형성 개선을 통한 성형성 확보를 목표로 본 연구를 진행하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권4호
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• pp.427-436
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• 2014

이 연구에서는 STD61 열간금형강 상부에 생성되는 하드페이싱층에 적합한 하드페이싱 재료와 두께를 3 차원 비정상 열전달 및 열응력 해석을 통하여 예측하고자 한다. Stellite6, Stellite21과 19-9DL 초합금을 하드페이싱 재료로 적용하였다. 하드페이싱 재료와 두께가 하드페이싱된 시편 내부 온도, 열응력 및 변형률 분포 변화에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. 이 결과로부터 큰 열전도도를 가지는 재료로 얇은 하드페이싱 층을 생성하는 것이 열전달 특성 측면에서는 효과적인 것을 알 수 있었다. 또한, Stellite21 초합금으로 2 mm 두께의 하드페이싱부를 STD61 열간 금형강 상부에 생성할 경우, 하드페이싱부와 기저부의 경계부에서 유효응력 및 주변형률 편차가 최소화됨을 알 수 있었다. 이 결과들로부터 STD61 열간금형강에 적합한 하드페이싱 재료와 두께를 예측할 수 있었다.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.119-126
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• 2007

Generally, the machinability of materials that have a good mechanical properties is poor. The material having a high strength, high toughness in high temperature and wear resistance, it is difficult to remove a chip from workpiece. STD11 and NAK80 are kinds of these materials and these materials can be used in many industrial fields. But it is limited in use because of high cost and poor machinability. In this experimental study, the cutting of STD11 and NAK80 were used to decide the machinability and the tool shape of CBN ball end mill. From the results, the CBN ball end mill is verified that the estimated cutting edge shape of rake angle 30 degree has consistent effect on the tool wear and cutting force.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.261-261
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• 2004

본 논문에서는 고속가공 시 필랫(코너-R) 엔드밀의 곡면가공 적용가능 여부를 연구하기 위하여 비교적 곡률이 완만한 곡면을 채택하여 가공실험을 수행하고 고 결과를 분석하였다. 가공재료는 금형의 재료로 많이 사용되는 SKD11 강을 선택하였다. 볼엔드밀과 필렛엔드밀의 비교를 위하여 2 종류의 공구에 동일한 가공조건으로 가공실험 하였다. 가공 중 측정된 절삭력과 가공면의 표면조도를 분석하여 일반적으로 황삭에서 주로 사용되던 필렛엔드밀을 곡률이 완만한 곡면의 정삭에 적용하였을 경우의 절삭특성과 볼엔드밀의 가공특성을 비교하였다.(중략)