• 대한기계학회논문집A
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• 제34권4호
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• pp.423-430
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• 2010

표면의 균열, 겹침결함, 금형의 코너반경이 작아 재료의 유동성이 낮을 때 발생하는 콜드셧, 부분충진등의 단조결함이 없는 자동차용 단조 플랜지를 생산하기 위해서 열전달, 단류선 흐름, 응력분포를 고려하여 형단조 공정과 금형에 대한 해석을 수행하였다. 축박기(up-set) 단조, 예비성형, 최종성형, 단조압력으로 구성된 단조과정은 유한요소법으로 해석되었다. 예비성형과 상하 금형의 높이비율이 단조공정과 금형에 미치는 영향을 평가하여 예비금형의 각 $10^{\circ}$와 최종 금형의 상하비율 1.5:1이 단조결함이 없는 결과를 나타내었다. 이를 반영한 새로 설계된 금형은 재료강도, 완전충진, 하중한계 13,000 KN 이라는 공정변수를 모두 만족시켰다. 이론 입증을 위해서 개선된 금형과 플랜지가 제작되었으며, 단조결함이 발견되지 않았다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2006년도 추계학술발표논문집
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• pp.261-264
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• 2006

본 논문에서는 다양한 곡률반경의 연속에 의하여 살 두께 차가 큰 사출성형품에 불균일한 수축으로 인한 변형이 생성되어 이를 방지하기 위한 적정 CAE 냉각설계를 수행하였다. SAN 및 PMMA 재질의 Jar용기에 대한 균일냉각구조와 최적성형조건을 금형설계에 적용하고자 사출성형의 중요인자인 사출압력, 수지온도, 금형온도, 냉각조건 등을 moldflow 프로그램을 활용하여 연구를 수행하였다. 연구결과로서, 적정 변수인 사출압력 상승, 수지온도 낮춤, 급속냉각으로 후로우 등의 불량현상을 분석하였고 변형 및 불량을 극소화시킬 수 있는 냉각구조와 사이클 시간을 단축시킬 수 있는 사출성형조건을 제시하였고 적정 냉각모듈로부터 냉각시간을 단축하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제28권3호
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• pp.301-307
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• 2011

In this paper, effects of major design parameters of cold forging dies on die mechanics are quantitatively investigated with emphasis on shrink fit using a thermoelastic finite element method. A ball-stud cold forging process found in a cold forging company is selected as a test process and the effects of die insert material, magnitude of shrink fit, dimension of shrink ring, number of shrink rings, partition of die insert and clamping force on effective stress and circumferential stress are analyzed. It has shown that the number of shrink rings, magnitude of shrink fit, and Young's modulus of die insert material have strong influence on compressive circumferential stress in die insert but that the influence of the other design parameters is relatively weak.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권4호
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• pp.314-319
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• 2016

플랜지 볼트는 체결하중을 분산시키기 위한 와셔와 같은 역할을 하는 플랜지를 가지고 있으며, 주로 냉간단조로 성형된다. 플랜지의 단조 시 꽃무늬 모양의 결함이 발생할 수 있다. 이 결함은 치수 정밀도 및 품질 저하 등의 문제점을 야기할 수 있어 이에 대한 개선이 요구된다. 본 논문에서는 플랜지 볼트의 플라워 형상 결함을 개선하기 위한 금형 설계방법을 제안하고자 하였다. 이를 위해 기존의 단조 공정에서 앞판의 내경을 변수로 금형을 수정하였다. 수정된 금형을 적용한 단조 공정은 상용 유한요소해석 코드인 DEFORM-3D를 이용하여 시뮬레이션 하였고, 해석결과를 기준으로 단조 실험을 하여 결과의 신뢰성을 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.517-524
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• 2019

오버드라이버 허브클러치는 자동차 6단 자동 변속기 미션에 장착되어 엔진의 여유출력을 이용해 연료사용을 절감시켜주는 부품이다. 본 연구에서는 오버드라이버 허브클러치 제품에 대해 피어싱 공정 중 펀치에 가해지는 하중 및 소재 처짐량을 최소화 하고자 한다. 공정 중 펀치의 하중과 처짐량에 영향을 줄 수 있는 다이 클리어런스(die clearance)와 전단각도(shear angle) 그리고 마찰계수(friction coefficient)를 설계 변수로 설정했다. 또한 펀치의 하중과 소재 처짐량에 대해 각 설계 변수들의 영향도를 확인하기 위해 민감도 분석(sensitivity analysis)을 진행했다. 그 결과 전단 각도, 마찰 계수, 다이 클리어런스 순으로 하중 및 처짐량에 대해 민감한 것으로 조사되었다. 이를 통해 펀치의 하중과 소재 처짐량을 목적함수로 설정하고, 반응표면법(Response Surface Method)을 통해 각 설계 변수들과 목적함수의 방정식을 도출했다. 이를 통해 설정된 설계 변수들의 최적 값을 도출해 유한요소해석에 적용한 결과 펀치의 하중 및 소재의 처짐량이 기존대비 22.14% 개선됐다.

• 유변학
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• 제9권2호
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• pp.66-72
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• 1997

사출성형품의 품질특성으로 외관, 치수, 기계적 강도 등이 있으나 조립부품으로써 사 될경우에는 치수가 주요한 품질이 된다. 성형품은 용융수지의 특성상 사출공정 중 수축을 일으키므로 이를 고려해서 금형설계가 이루어지지만 실제 사출과정에서 공정변수를 최적화 하여 관리하지 않으면 허용오차 내의 치수를 얻기가 힘들다. 본 논문에서는 주요조립부의 치수가 허용오차 내에서 얻어지도록 설계시 적용된 수축률과 측정된 수축률의 차이를 목적 함수로 하여 최소화 시키며 반복이차계획 알고리즘을 채택한 IDESIGN 프로그램을 이용해 최적 사출성형조건을 구하였다. 제약조건은 성형품의 부위별 수축률 편차 및 싱크마크 깊이 가 공정변수의 부등호 제약식으로 도출되었고 성형이 이루어지는 공정변수의 상하한 값이 최대 및 최소 경계값으로 적용되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권11호
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• pp.3280-3286
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• 2009

본 논문에서는 미세 무광부식 패턴을 갖는 HD Switch Panel 자동차 부품을 개발하는 것으로, 제품 디자인을 통해 금형을 설계, 제작하였다. 최적화된 금형 제작을 위하여 CAE(Computer Aided Engineering)해석을 통하여 사출성형 공정에서 나타날 수 있는 문제점과 부품의 수축 변형을 정량적으로 예측하였다. 그리고, 금형표면의 가열온도와 실제 금형온도를 비교함으로써 공정변수 조절을 통해 사출성형조건의 최적화도 달성할 수 있었다. 한편, 순간금형표면가열방식을 이용한 성형기술인 E-MOLD를 적용하여 자동차 내장부품용 HD Switch Panel 사출성형품을 제작하였고, 전자현미경과 원자현미경을 이용한 표면 평가 및 광택도 측정을 통하여 무광부식 패턴의 전사율 향상으로 인한 무광 특성이 향상됨(2.5이상$\to$1.5~1.7)을 확인하였다.

• 유변학
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• 제10권2호
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• pp.74-81
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• 1998

사출성형품의 설계는 그 내부의 기계적 물성 변화보다는 전통적으로 용도에 부합하 는 형상을 위주로 하여 이루어져 왔기 때문에 설계조건의 개선을 통하여 성능이 우수한 제 품을 얻기까지 많은 시행착오가 요구되고 있다. 그런데 사출성형 실험이나 물성평가 시험을 하기 전에 성형품의 부위별 기계적 물성을 알수있다면 제품의 설계나 금형 설계에 많은 도 움이 될 수 있으므로 최근에 물성 예측을 위한 방법론들의 개발이 다양하게 시도되고 있다. 따라서 본 연구에서는 학습시스템, 사출성형 수치모사와 기계적 물성과의 상관관계를 밝히 는 방법을 만들어 사출물이 제작되기 전에 그들의 기계적 물성을 사출성형 수치모사에서 얻 어진 열적·기계적 이력으로부터 예측하고자 하였다. 이때 성형품의 기계적 물성과 열적· 기계적 이력 사이에는 매우 복잡하고 비선형적인 상관관계를 보이기 때문에 이들 사이를 비 매개변수적으로 연관짓기 위하여 역전파 인공신경망 알고리듬을 사용하였으며 열적·기계적 이력은 사출성형용 수치모사 소프트웨어를 이용하여 구하였다. 학습과정에서 전역최소값에 도달하지 못하는 인공신경망의 문제점을 해결하기 위하여 모멘텀변수와 잡음지수를 포함하 는 일련의 항을 첨가하여 연결가중치를 보정하였다. 그 결과 어떤 초기값에 의하여 학습이 되더라도 전역최소값에 도달하는 것을 확인하였으며 이를 이용하여 다른 사출조건에서 사출 물의 기계적 물성을 잘 예측할수 있었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.64-73
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• 2005

This paper is concerned with the simulation-based parameter determination for the tool design in the stamping process of the complicated auto-body member. The CAE procedure of the stamping process is proposed so that troubles such as wrinkle, springback and excess metal be eliminated with changing parameters such as the blank size, the restraining force of the draw-bead and the embossing shape in the die face. The selected indicators of failure during forming are wrinkling. the amount of spring after unloading of the tool, the amount of excess metal developed .The proposed analysis scheme is applied to the tool and process parameter design for the front side member of a RV car. The simulation results show that the scheme can produce sound product from the viewpoint of thickness distribution, the contact condition between tools and the blank, the shape accuracy and so on.

• 한국기계가공학회지
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• 제15권5호
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• pp.109-116
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• 2016

Polymethyl methacrylate is commonly used in the outer lens of automotive rear lamps. However, if the lens warps above the allowable limit, it may lead to faulty connection with the housing, and failure of the assembly. This study investigated the effects of gate diameter and cooling line distance in the mold design for automotive outer lens. The optimal gate diameter and cooling line distance to minimize the warp of the outer lens were derived as 3.0 mm and 50-60 mm respectively, and the cooling temperature to minimize warp was shown to be $60-80^{\circ}C$ (mold surface temperature $48-67^{\circ}C$). A higher cooling temperature may somewhat mitigate the warp, but is undesirable because it may cause injection molding problems, such as sinks. A mold was constructed matching the optimal design and the produced lens properties, particularly the degree of warp, were comparable with the CAE predictions.