• 전기학회논문지
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• 제66권6호
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• pp.962-967
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• 2017

The Diamond-Like-Carbon (DLC) coating is a new carbon-based amorphous material. Carbon ions in the plasma are electrically accelerated and collide with the substrate to form a thin film. This film has similar properties to diamonds such as high surface hardness, low coefficient of friction, corrosion resistance and durability that do not react with acids and bases. Also, since there is no thermal deformation, it can be printed at room temperature. and coated on almost all materials such as paper, polymer, ceramics and various metals even aspheric lens it is possible to mirror surface coating with excellent surface roughness. In this paper, we have analyzed the DLC film formed by Filtered Arc Ion Plating (Filtered AIP) process.

• Design & Manufacturing
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• 제10권2호
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• pp.18-23
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• 2016

Injection molded thermoplastic parts may need to be coated to facilitate paint adhesion, or to satisfy other surface property requirements, such as appearance, durability, and weather resistance. In this paper, a two-component polyurethane metering system was developed for the simultaneous injection and surface coating of a plastic substrate. The system was composed of storage tanks, feed pumps, axial piston pumps, mixing head. The tank was designed to be double-jacket structured and fabricated for polyol and isocyanate, respectively. A temperature chamber was used to maintain the material temperature to be $80^{\circ}C$ during flowing from storage tank to mixing head. Inside the chamber, feed pump, low pressure filter, high pressure pump, high pressure filter, pressure sensor, flow meter were installed. A mixing head of L-type was used for homogeneous mixing of polyol and isocyanate. Inside the mixing head, a cartridge heater and a temperature sensor were installed to control the temperature of the materials. The flow rate of axial-piston pump was controlled by using closed-loop feedback control algorithm. The input flow-rates were compared with the measured values. The output error was 6.7% for open-loop control, whereas the error was below 2.2% for closed-loop control. In addition, the pressure generated through mixing-head nozzle increased with increasing flow rate. It was found that the pressure drop between metering pump and mixing-head nozzle was almost 10 bar.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.139-139
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• 1999

다이아몬드는 지구상에서 가장 단단한 물질로 잘 알려져 있을 뿐만 아니라 공업적 측면에서 볼 때, 여러 가지 특출한 성질들을 동시에 지니고 있다. 인장강도, 압축강도, 탄성계수 등 기계적 특성이 우수하고 넓은 광투과성과 내열, 내화학, 내방사성을 지니고 있으며, 열전도율이 높고 전기적으로 절연체이다. 또한 hole이동도가 높고 도핑에 의해서 반도체적 특성을 나타낸다. 이와 같이 매우 뛰어난 성질을 공업적으로 응용하기 위하여 이전부터 많은 연구가 행해져 왔으며, 1980년대에 들어와 박막이나 코팅 형태로의 합성이 가능한 기상합성법이 큰 발전을 보임으로써 다이아몬드의 우수한 특성을 여러 분야에서 폭넓게 응용할 수 있게 되었다. 특히 마찰 응용분야에 최적의 재료로 추천되고 있다. 지금도 Epitaxial 다이이몬드를 기지 위에 성장시키고 다결정질박막을 여러 가지 비다이아몬드(Si, W, Mo 등) 기지 위에 성장시키는 연구가 계속되고 있으며 공구강 위엥 경질코팅으로써 한층 개선된 다이아몬드박막 제조를 위한 수많은 연구노력들이 집중되고 있다. 그러나 일반탄소강에 다이아몬드박막을 성장시키기 위한 많은 노력들은 크게 바람직하지 않은 non-diamond carbon(black carbon or graphitic soot)의 형성 때문에 방해를 받고 있다. 계면에서 이들의 형성은 증착된 다이아몬드박막과 금속기지의 저조한 밀착력을 나타내게 된다. 이외 같이 다이아몬드박막의 응용을 위하여 다이아몬드피막에 요구되는 중요한 조건은 기지에 대해서 강한 밀착력을 나타내는 것이며, 동시에 상대물에 대하여 낮은 마찰계수를 가져야 한다. 그러나 다이아몬드와 금속기지는 서로 다른 열챙창계수(각각 0.87$\times$10-6K-1, 12$\times$10-6K-1)의 차이로 인하여 밀착력이 현저히 떨어진다는 단점으로 인해 산업화에 많은 제약을 받아왔다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 연구에서는 다이아몬드박막과 금속기지 사이에 중간층을 이용하는 방법을 제안하였다. 이러한 시도는 일반적으로 중간층 형성 금속인 Ti 또는 TiN 등이 적용되었으나 원하는 결과를 얻지 못하였다. 즉 carbon과 Fe의 상호확산, non-diamond carbon상의 형성 그리고 열잔류응력을 완화시키고 일반탄소강 위에 다이아몬드박막을 형성시켜 우수한 밀착력을 얻기 위한 목적에 미흡하였던 것이다. 이에 중간층으로 Cr 또는 Cr계 화합물 박막을 이용하였는 바, 이 중간층을 이용한 결과 우수한 밀착력을 나타내는 다이아몬드박막을 얻었으며 열적, 구조저으로 모재와 다이아몬드에 적합한 결과를 얻을 수 있었다. 본 연구에 의해 얻어진 결과들은 재료 가공을 위하여 높은 경도와 내마모성등이 요구되는 절삭공구나 금형의 수명 향항에 크게 기여할 것이며 산업적으로 큰 응용이 기대된다.

• 한국표면공학회지
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• 제42권6호
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• pp.272-275
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• 2009

The purpose of this study is to show the friction and wear characteristic behaviors of TiN and CrN coated SKD61 which is applied to Al 6xxx extrusion mold material. The friction and wear characteristic behaviors of both coating layers were investigated by the reciprocating friction wear tester under atmospheric pressure and un-lubricated state. The processing parameters in this study were temperature (50 and $120^{\circ}C$) and load (3, 5, and 11 kgf). This study was carried out while comparing the coefficient of friction and microstructure of TiN and CrN coating layers on SKD61. The coefficient of friction of CrN became lower than that of TiN at all conditions. Therefore, CrN was suggested to be more advantageous than TiN for extrusion mold.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.101-101
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• 2016

DLC(Diamond Like Carbon)막은 그 물성의 다양함으로 인하여 산업기계, 금형, 공구, 광학 및 수송기기의 파워셀 부품등 많은 산업분야에 활용되고 있다. 일반적으로 DLC막은 증착에 사용되는 카본의 원료에 따라 크게 두 가지로 나눌 수 있는데, 이는 탄화 수소계 가스(CxHy)를 사용하여 증착된 a-C:H(amorphous Hydro-Carbon)과 고체 카본을 사용하는 a-C(amorphous Carbon)이다. 또한 a-C 중 진공 아크 공법으로 제작된 막(ta-C : tetrahedral amorphous-Carbon)은 다이아몬드 성분인 sp3의 분률이 높아, 그 경도는 40 - 85 GPa 이상이며, 무수소화로 500도 이상의 고온에서도 그 물성의 변화가 적어 그 활용도가 높아지고 있다. 하지만 높은 경도와 더불어 막의 잔류응력이 높아 3 um 이상 후막화하는 것은 어렵다. 이는 높은 잔류응력으로 인한 막의 증착시, 막 자체가 파손되거나, 기판과 막사이의 계면 밀착력이 약하여 박리되거나, 또는 높은 밀착력으로 인하여 모재가 파손되는 등 다양한 문제를 발생한다. 본 연구에서는 이 고경도 무수소 DLC막(ta-C)의 후막화하는 방안으로 주요 코팅 변수와 잔류응력과의 관계를 에너지 관점에서 파악하고 이를 활용 잔류응력을 제어하여 할 수 있는 방법을 제시하고자 한다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.131-142
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• 2014

휴대폰 카메라의 렌즈 모듈은 경통, 복수의 렌즈, 복수의 스페이서와 한 장의 쉴드로 구성된다. 렌즈 모듈을 생산하기 위한 주요 공정으로는 사출성형공정, 코팅공정 및 조립공정이 있는데, 일반적으로 제조라인에서는 동일한 기능을 가지는 복수의 기계들을 사용하여 생산을 한다. 본 논문에서는 긴급주문, 금형의 파손, 장비의 고장 등으로 인하여 제조현장에서 빈번하게 발생하는 재스케줄링의 문제를 해결하기 위해 시뮬레이션을 기반으로 개발된 스케줄러에 대해 소개한다. 스케줄링 알고리즘은 경험적 Backward-Forward 방법을 사용하였으며, 주문의 납기지연율을 최소화시키는 것이 목표다.

• 소성∙가공
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• 제26권3호
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• pp.137-143
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• 2017

In this study, a wear test method was proposed to predict the wear life of the CrN layer coated on the surface of the press tools for manufacturing the auto-parts with ultra high strength steel (UHSS) with a tensile strength of 1.5 GPa. The pin-on-disc type wear test was carried out to confirm the feasibility and the reproducibility of the wear amount according to the test conditions such as the normal force, the sliding velocity, and the sliding speed. The test conditions were obtained from the finite element stamping analysis and the wear simulation. With the wear amount from the wear test, a prediction model of the wear depth in the CrN coating layer was proposed according to the test conditions with the design of experiments such as Taguchi method and the response surface method. The derived prediction model was then compared to the result of the Archard wear model, fully describing that the proposed model can effectively predict the wear life of the press tools for the auto-parts with UHSS.

• 한국표면공학회지
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• 제52권6호
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• pp.310-315
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• 2019

The use of a silicon carbide (SiC)-based composite ceramic layer for the mold of a curved cover glass was demonstrated. The stress of SiC/VDR/graphite-based mold structure was evaluated via finite element analysis. The results revealed that the maximum tensile stress primarly occured at the edge region. Moreover, the stress can be reduced by employing a relatively thick SiC coating layer and, therefore, layers of various thicknesses were deposited by means of chemical vapor deposition. During growth of the layer, the orientation of the facets comprising the SiC grain became dominant with additional intense SiC(220) and SiC(004). However, the roughness of the SiC layer increased with increasing thickness of the layer and. Hence, the thickness of the SiC layer needs to be adjusted by values lower than the tolerance band of the curved cover glass mold.

• 한국표면공학회지
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• 제54권5호
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• pp.285-293
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• 2021

High-entropy TiAlCrSiN nano-composite coating was designed to improve mold life for high temperature liquid molding. Alloy design, powder fabrication and single alloying target fabrication for the high-entropy nano-composite coating were carried out. Using the single alloying target, an arc ion plating method was applied to prepare a TiAlCrSiN nano-composite coating had a 30 nm TiAlCrSiN layers are deposited layer by layer, and form about 4 ㎛-thickness of multi-layered coating. TiAlCrSiN nano-composite coating had a high hardness of about 39.9 GPa and a low coefficient of friction of less than about 0.47 in a dry environment. In addition, there was no change in the structure of the coating after the dissolution loss test in the molten metal at a temperature of about 1100 degrees.

• Design & Manufacturing
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• 제15권1호
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• pp.32-40
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• 2021

Mold design for in-mold coating was carried out to achieve simultaneous injection molding and two-color coating for car gas cap cover. The developed mold includes one core and three cavities which are composed of a substrate cavity and two coating cavities. To provide a sealing edge for complete seal during the second coating, the first coated material was used at the boundary between the first coating and the second one, and injection molded substrate was used at the parting line. The materials used were PC/ABS for substrate and 2-component Polyurea for coating. Through experiments, it was found that the suggested sealing edges were effective for complete seal during the second coating. In cavity pressure traces, there were three peaks caused by mold closing, coating-material injection and cleaning-piston advancement inside the mixing head. The cavity pressure increased with decreasing coating thickness.