• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
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• pp.190-190
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• 2003

동력 전달용 구동부품에 있어서 중공 플랜지 형상의 부품은 흔히 찾아 볼 수 있으며, 이는 높은 강도를 요구하기 때문에 강도향상을 위하여 단조에 의한 제품의 성형 방법이 많이 연구되고 있다. 중공 플랜지형상을 갖는 제품의 제조 방법으로서는 중실 플랜지 형상으로 단조하여 내경부를 절삭가공하는 방법, 중실 소재를 후방압출하여 중공 플랜지형상으로 단조하는 방법, 또는 중공의 초기소재를 사용하여 중공 플랜지형상으로 단조하는 방법이 일반적이다. 본 연구에서는 Fig. 1에 나타낸 것과 같이 중공 플랜지 형상을 갖는 기계 부품의 단조방법에 대해 연구하였으며, 중공 관의 내경을 $d^1$, 외경을 $d^2$, 플랜지부의 외경을 $D^0$, 중공 관의 두께를 t, 플랜지부의 두께를 T로 정의하였다. 중공 플랜지 형상에 있어서 공정 설계의 변수는 다양하겠으나, 본 연구에서는 중공관의 외경과 내경의 형상비 $\alpha$(=$d^2$/$d^1$), 플랜지의 폭과 중공관의 두께비 $\beta$(=B/t) 및 중공관의 두께와 플랜지의 두께비 r(=T/t)의 변화에 따른 성형조건에 관해 고찰하였다. 중공 플랜지 형상의 성형방법으로 Fig. 2에 나타낸 것과 같은 $\circled1$중실소재를 이용한 후방압출단조(backward extrusion forging)방법, $\circled2$중공 소재를 이용한 엎셋(upset forging)방법, $\circled3$중공 소재를 이용한 압조법(injection forging), $\circled4$중실소재를 이용한 압조-압출(injection-extruding forging)법의 4가지의 단조 방법을 제시 하였다. 또한, 유한요소해석을 수행하여 소성유동 형태, 유효변형률, 단조하중을 검토하고. 모델재료인 납을 이용한 실험을 통하여 이를 검증하였다. 이를 바탕으로 산업 현장에서 경험에 의존하였던 공정 설계를 보다 효과적으로 개선하기 위한 단조법을 제시하고자 하였다. 또한 중실 소재를 이용한 중공 플랜지 형상의 단조 방법 중 보다 적절한 단조방법인 압조 단조에 있어서 일반적으로 사용되고 있는 SM10C에 대한 유한요소 해석을 수행하였으며, 제품의 형상비에 따라 폴딩 결함의 발생 유무를 검토하고, 폴딩 결함 없이 단조하기 위한 중공 플랜지의 형상한계 비를 제시하였다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 1995년도 제2회 단조심포지엄 단조기술의 진보
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• pp.158-164
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• 1995

진합정공 주식회사는 다단 성형기를 사용하여 자동차 부품이나 건축재 등을 냉간 단조로 생산하는 중소기업으로서, 수입에 의존하고 있는 각종 단조품들의 국산화와 고부가 가치의 정밀 단조품 생산을 위해 기술개발에 많은 노력을 기울이고 있는 회사이다. 본 논문 에서는 진합정공의 냉간단조 생산 기술을 예비처리 과정과 냉간단조법, 단조소재, 단조 금 형으로 나누어 개략적으로 소개함으로써 중소기업형인 국내 단조 기업의 생산 기술과 생산 현황을 파악하고자 하였다. 이러한 시도를 통하여 국내 단조 기술의 수준을 파악할 수 있을 것이며, 기술 개발을 위한 산학협동의 기반을 마련할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 1999년도 단조 심포지엄
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• pp.51-64
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• 1999

가스터빈에 사용되는 소재는 여타 금속소재에 비하여 고온 기계적 특성은 우수한 반면 상대적으로 단조성이 떨어지기 때문에, 금속소재의 단조성에 대한 이해와 단조 공정별 장단점을 파악하여 단조공정 설계에 반영하여야 한다. 가스터빈용 Ni합금의 경우 고온기계적 성질은 결정립 크기에 크게 의존한다. 결정립 크기는 기계적 성질에 직접적으로 영향을 미치는데, 동적재결정의 경우 초기 결정립크기, 변형률, 변형속도, 온도 뿐만 아니라 결정립계에 석출된 제2상에 의해서 크게 영향을 받기 때문에 이들 상의 고용온도를 파악하여 단조공정 설계에 반영하여야 한다. 유한요소법으로 변형률과 온도분포를 해석함으로써 단조품 내의 결정립 분포를 효과적으로 예측할 수 있다. 다단계 단조 경우, 최종 단조품의 결정립 크기는 단계별 단조 온도 및 변형률 배분 등에 따라 변하므로 이를 고려하여야 한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제21권2호
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• pp.117-125
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• 1997

상계요소 해석(UBET) 프로그램은 비대칭 단조공정에서의 다이 충만과정과 단조 하중등을 예측하기 위하여 개발되었다. 보다 용이하게 단조 공정을 해석하기 위하여 비대칭 형상의 단조공정을 평면변형부(길이 부분)과 축대칭변형부(라운딩 부분)으로 나누었다. 평면변형부와 축대칭 변형부의 경계는 전단에너지를 고려하여 결합하는 빌딩 블록 방법(building block method)을 이용하였다. 그리고 본 연구의 비대칭 형상을 단조하는데 최적의 초기시편 형상으로 아령형의 시편(dumbbell-typed billet)을 제시하였다. 또한 실험은 상온에서 플라스티신을 사용하여 수행되었고 수치해석 결과와 실험결과는 비교적 잘 일치하였다.상계요소 해석(UBET) 프로그램은 비대칭 단조공정에서의 다이 충만과정과 단조 하중등을 예측하기 위하여 개발되었다. 보다 용이하게 단조 공정을 해석하기 위하여 비대칭 형상의 단조공정을 평면변형부(길이 부분)과 축대칭변형부(라운딩 부분)으로 나누었다. 평면변형부와 축대칭 변형부의 경계는 전단에너지를 고려하여 결합하는 빌딩 블록 방법(building block method)을 이용하였다. 그리고 본 연구의 비대칭 형상을 단조하는데 최적의 초기시편 형상으로 아령형의 시편(dumbbell-typed billet)을 제시하였다. 또한 실험은 상온에서 플라스티신을 사용하여 수행되었고 수치해석 결과와 실험결과는 비교적 잘 일치하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권4호
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• pp.320-324
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• 2016

본 연구에서는 일반 볼트와 달리 두께가 얇고 단면적이 넓은 편심원형 플랜지구조를 가진 캠버볼트의 편심단조공정을 제시하였다. 캠버볼트는 일반 볼트와 같이 축대칭 형상으로 단조 후, 플랜지 부분을 트리밍하여 가공한다. 따라서 단조과정에서는 높은 단조 하중과 대량의 칩이 발생한다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 새로운 단조공정이 요구된다. 편심단조공정은 일반적인 단조공정과 달리 중심축에서 편심 된 상태로 가공하는 새로운 단조 공정이다. 또한 편심단조공정은 단조하중과 단조 후 트리밍 칩의 양을 줄일 수 있다. 이러한 캠버볼트의 편심단조공정설계를 위해 편심유도금형의 편심량과 금형형상의 최적화가 필요하다.

• 소성∙가공
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• 제1권2호
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• pp.1-6
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• 1992

단조 기술은 주조 기술과 함께 금속에 대한 가공 기술로서 가장 오랜 역사를 지닌 것으로, 특히 철강재의 인류 문명에 대한 공헌을 가능케 하는데 결정적인 역학을 수행하였다고 하여도 과언이 아니다. 단조 기술은 현대에 있어서도 소생가공기술 중에서 그 원류의 위치를 견지하고 있음은 사실이다. 그러나 단조 기술은 오늘날 여러가지의 새로운 가공 방식과 경합하여야 하는 위치에 있으며, 이 때문에 작업 합리화와 경비 절감을 통한 경쟁력 강화가 무엇보다 요망되고 있다. 사실상 단조 기술의 과거 30~40년간에 걸친 제반 개선 방향과 발달 방향의 근원은 여기에서 비롯된다. 이러한 관점에서 본고에서는 단조기술의 현황과 단조 연구의 현상에도 약간 언급코져 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.352-357
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• 2020

본 연구는 선박용 디젤엔진 부품인 축류 단조품을 단조작업에 의하여 제작하는 과정에서 발생하는 품질문제를 해결하기 위하여 수행되었다. 1차, 2차 가열 및 열간 단조를 거쳐 완성된 단조품은 최종 후열처리공정을 거치게 되는데 이 과정에서 발생하는 것으로 알려진 내부 결함문제를 해결하기 위하여 냉각공정을 평가하였다. 자유단조작업을 거쳐 제작된 축류 단조품에는 2차 열간 단조작업 후 냉각과정에서 소재 내부에 존재하고 있던 잔류 수소가 기공이나 미세 균열, 입계, 계면 등으로 확산, 집적됨으로써 균열을 유발하여 내부 결함이 발생하는 것으로 알려져 있으며 실제 작업현장에서 균열발생 사례가 보고되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 수치해석 전용 프로그램인 ANSYS를 사용하여 열전달 수치해석을 수행하였으며, 해석모델은 축류 단조품의 특성상 축대칭요소를 사용하여 구성하였고 단조품 초기 온도 1250 ℃에서 단조작업 완료 후 냉각과정에서 시간이 경과함에 따른 온도변화를 평가하였다. 주어진 4종류의 축류 단조품에 대하여 온도이력을 평가한 결과 단조품 내부에 수소유기균열 발생이 예상되는 250 ℃까지 냉각되는데 소요되는 시간을 알 수 있었으며, 이러한 냉각시간은 추후 열처리 작업의 작업표준으로 적용함으로써 축류 단조품 제작 시품질과 생산성을 높일 수 있다는 것을 알 수 있다.

• 오토저널
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• 제13권6호
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• pp.22-29
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• 1991

분말단조란 종래의 분말야금법으로 예비 성형체를 만든후 그것을 단조 소재로 열간단조를 통하여 최종 제품을 만드는 부품가공기술이다. 본 고에서는 분말단조의 이해와 선진국에서 개발에 성공한 사례 및 경제성을 조사함으로써 분말단조기술의 현황 파악 및 기술 축적을 도모하고자 하였다.

• 기계저널
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• 제32권6호
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• pp.524-535
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• 1992

형단조 제품의 예비성형체의 결정이 중요하며, 그 형상은 최종 제품의 설계 조건에 따라서 수 치적으로 결정될 수 있음을 알았다. 축대칭이나 평면 변형과 같은 2차원 해석이 필요한 제품의 경우에는 체계적인 방법으로 예비성형체의 모양을 결정할 수 있으며, 그 결과를 이용하여 일련의 단조 공정이 설계된다. 이러한 수치해석적 설계 방법은 단조에서 CNE의 근간이 되어 설계의 자동화에 직접적으로 기여할 수 있을 것이다. 이 분야에서 앞으로의 연구방향은 기존에 확립되어 있는 수치해석적 설계방법을 보편화하여 현장에서 사용하기 쉽도록 패키지화할 것과, 모형실험 또는 실제 공정을 통한 해석결과 및 설계를 검증할 것 등이다. 또한, 일반 3차원 형단조의 공정 해석도 활발하게 이루어져 복잡한 정밀 단조에 대한 설계 자동화도 연구되어야 할 것이다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
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• pp.67-67
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• 2003

자동차, 항공기, 산업기계, 운반기계, 철도차량, 공작기계 등 거의 모든 산업부문에서 사용되는 베벨기어의 냉간단조 공정 및 금형 설계를 위한 해석을 수행하였다. 소성가공에 의해 생산된 베벨기어는 기계적 성질이 우수하여 동력 전달장치의 수명연장 및 신뢰성, 소형화 등을 달성할 수 있으며 생산 원가 절감의 효과가 크기 때문에 냉간 단조의 공정설계는 매우 중요하다. 베벨기어의 단조에 대한 상계해석 결과는 금형 설계 시 프레스에 필요한 단조하중을 예측할 수 있으므로 프레스의 최적성형과 안전한 금형 설계를 도모할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 베벨기어의 냉간 단조시의 내부 동적 가용속도 장을 제시하였고 단조하중, 금속유동 등을 계산하였다. 또한 강소성 유한요소해석을 동시에 수행하여 제시한 동적 가용속도장의 적절성을 비교 검토하였다. 본 연구의 결과는 베벨기어의 적절한 냉간 단조 성형공정 및 공정설계를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.