• Composites Research
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• 제36권2호
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• pp.132-139
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• 2023

추진제 탱크의 경량화를 위해 비강도가 우수한 탄소섬유 강화 복합재를 이용하여 라이너 없이 복합재 추진제 탱크를 제작하기 위한 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 MEOP 1.7 MPa의 내압을 지탱할 수 있는 직경 800 mm의 복합재 추진제 탱크 축소형 시제를 설계하였고, 보스 또한 동일한 복합소재로 제작하여 무게를 줄였다. 라이너 없이 탱크를 제작하기 위해 분리형 맨드릴을 이용하였고, 맨드릴의 무게도 줄이고 경화 과정에서 맨드릴의 팽창을 줄여 치수안정성을 도모하기 위해 복합재로 맨드릴을 제작하였다. 맨드릴 상에 탄소섬유 직물 소재를 핸드레이업 공정으로 적층한 후 오토클레이브 경화 과정을 거쳐 시제품을 제작하였다. 시제품 제작 후, 상온 보증압 시험과 헬륨 기밀 시험, 그리고 상온 반복 내압 시험과 파열 시험을 수행하여 내압 강도 및 기밀 성능 요건을 충분히 만족함을 확인하였고 파열압에 대한 안전여유가 충분함을 확인하였다. 본 연구 결과를 발사체 연료탱크 개발에 적용함으로써 발사체 전체 경량화에 기여할 수 있고, 향후 극저온 성능까지 검증한다면 극저온 산화제탱크 제작에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제23권1호
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• pp.42-53
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• 2013

천공 작업 시 드릴비트 버튼의 타격 속도와 타격 간격은 천공효율을 높이는데 있어 매우 중요한 요소이다. 따라서 본 연구에서는 버튼의 타격 속도 및 간격에 따른 암반 파쇄성능을 분석하기 위하여 홉킨스바 시험기를 이용한 타격시험을 수행하였다. 먼저, 버튼의 타격속도에 따른 암석파쇄 현상을 분석하기 위하여 단일타격 시험을 수행하였고, 수치해석을 통해 단일 타격 시험에 대한 암석의 파쇄과정을 모사하였다. 다음으로 버튼의 타격 간격에 따른 천공효율을 예측하기 위하여 타격 후 설정된 거리만큼 암석 시료를 이동시키고 재차 타격하는 방식으로 다중타격 시험을 수행하였다. 타격시험 후 암석의 천공부피는 레이저 스캐너를 이용하여 측정하였으며, 타격에너지와 천공부피를 통해 천공성능을 계산하였다. 이러한 시험 결과를 바탕으로 직경 102 mm 드릴비트의 1회 타격 시 천공성능을 예측하였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제51권1호
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• pp.11-19
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• 2013

연구 목적: 본 연구에서는 수술가이드를 이용한 무피판 임플란트 술식에서 임플란트 드릴링이 열발생에 미치는 효과를 측정하였으며 드릴링 방법에 따른 온도 차이를 측정하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 하악 양측 제 1 대구치와 제 2 대구치가 없는 실험 모델에서 피판을 거상하는 임플란트 수술(실험A군)과 수술가이드를 이용한 무피판 임플란트 수술(실험B군), 그리고 핸드피스의 상하 수직 움직임을 제한한 후 수술가이드를 이용하여 무피판 임플란트 수술(실험C군)을 각각 진행하여 온도 측정을 하였다. 임플란트 드릴링 시 온도 측정은 thermocouple과 열전식 온도 기록계(Yokogawa, Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였다. 온도 측정 위치는 최종 임플란트 드릴(직경 3.8 mm)의 경계부에서 0.5 mm 떨어진 곳에서 3 mm 깊이(설측)와 6 mm 깊이(협측)로 하였다. 측정된 온도 값을 이용하여 종속변수인 온도가 정규분포 하는지를 검정하기 위해 Kolmogorov-Smirnov test를 거쳐 확인한 후 세 수술 방법 간의 평균 온도 차이를 검정하기 위해 independent t-test로 분석하였다. 결과: 피판을 거상하고 드릴링을 한 수술군(실험A군)에서 평균 온도는 $27.2^{\circ}C$($SD{\pm}2.1^{\circ}C$)를 보였고 피판을 거상하지 않고 드릴링을 한 수술군(실험B군)에서 평균 $27.5^{\circ}C$($SD{\pm}2.3^{\circ}C$)를 나타냈다. 이들 두 수술 방법 간 온도비교에서는 통계학적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 수술가이드를 이용하여 무피판 수술 시 상하 수직 움직임(upand-down pumping motion)이 없이 드릴링을 시행한 수술군(실험C군)에서 평균온도는 $37.0^{\circ}C$($SD{\pm}3.4^{\circ}C$)을 보였다. 이를 상하 수직 움직임으로 드릴링을 한 무피판 임플란트 수술군(실험B군)과 비교 시 통계학적으로 유의한 온도 차이를 보였다. 결론: 수술가이드를 이용하여 무피판 임플란트 수술 시 핸드피스를 상하 수직 움직임으로 드릴링을 시행하면 피판을 거상하여 수술할 때와 온도차이가 발생하지 않으나, 상하 수직 움직임 없이 드릴링을 시행하면 드릴링 시 높은 온도 상승을 보인다.

• 한국기계가공학회지
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• 제17권1호
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• pp.8-15
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• 2018

Recently, the manufacturing market for low-cost airlines has led to an increase in aircraft demand. Most processes in the production of these aircrafts are manual such as drilling, sealing, and swaging. A drilling and riveting machine is a numerical-control based equipment that automatically performs drilling, sealing, and swaging operations. The accuracy of the drilled holes and the exit burr length has a significant impact on the quality of the aircraft wing during assembly. This study was conducted to identify the conditions necessary to maintain a uniform quality by controlling the rotation speed of the spindle, which directly affects the hole diameter and the quality of the exit burr.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.303-303
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• 2011

최근 세포 포집 소자 제작에 있어 세포의 종류와 크기의 다양성을 고려하여 정확하게 포집하기 위한 고정밀화, 소형화 된 도구 제작 기술 개발이 중요한 현안으로 떠오르고 있다. 본 연구에서는 선행 기술에서의 세포 포집 한계를 극복하기 위한 방안으로 펨토초 레이저 가공을 통한 미세 세포 포집 장치 제작에 관한 실험을 진행하였다. 펨토초 레이저의 짧은 파장의 대역 범위와 전력 특성이 미세 소자 제작을 가능하게 함에 따라 수백, 수천 개의 세포 포집에 있어 보다 안정적이고 신뢰도 높은 포집 장치 구현을 실현시킬 수 있다. 실험에서는 펨토초 레이저의 가공 조건을 가변하며 MEMS 소자에 홀(hole)을 형성시켰다. flatness 200인 Polycarbonate 재질의 기판 위에 CNC공작기계를 사용하여 유로를 제작하고 상부에 젤라틴 코팅 부분 2를 포함한 총 두께 12의 membrane 필름을 부착하였다. 이후 775 nm 파장의 펨토초 레이저를 사용하여 10${\times}$10 개수의 홀을 형성 한 후 홀 주위의 thermal damage와 레이저의 파워에 따른 홀의 형태와 크기 변화를 비교하였다. 실험 결과 membrane 막의 젤라틴 코팅 측면 홀의 평균 직경은 레이저의 파워와 비례하여 증가하였으며, 레이저 파워가 일정한 임계치에 도달하면 특정 시점에서 수렴됨을 확인하였다. 또한 PET 측면의 직경은 서서히 증가하고 빠르게 일정한 값으로 수렴됨을 확인하였다. 본 실험에서는 펨토초 레이저의 특성 파라미터와 레이저의 가공 조건을 수립함으로써 실험에서 사용 된 레이저를 이용한 드릴링 방안을 제시한다.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.1-8
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• 2004

Applications of the deep hole drilling process can be found in many industries ranging from large aerospace manufacturer to small tool and die shop. Deep hole drilling process with small diameter generally requires high quality and accuracy. But problems which may arise or result from the deep hole drilling process include drill breakage, the generation of a finished part surface which does not satisfy required quality, and process instability. To guaranty the required machining quality and accuracy, it is important to understand and improve the deep hole drilling process. In this study, deep hole drilling experiments using tingle edge drill with small diameter under 2mm have been carried out for difficult to cut materials such as C42CrMo4 and C45pb and the experimental results were analyzed. Feed force and torque versus feed showed linear relationship in both materials. The feed force and torque are decreased as cutting speed is increased but the trends are not uniform in C42CrMo4.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권7호
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• pp.57-64
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• 2007

본 연구는 지반의 회전굴착에 필요한 굴착 토크(torque)를 회전 오거 구동에 소요되는 전기에너지를 활용하여 예측할 수 있는 방법을 제시한다. 지반회전굴착은 선굴착 말뚝 시공, 연약지반 개량을 위한 소일-시멘트 그라우팅(soil-cement grouting), 사전 지반조사 등 지반공학 분야에 흔히 사용되고 있다. 오거를 통한 회전굴착에 소요되는 전기에너지와 회전 토크의 상호 관계를 이해하기 위하여 소형 실내 실험기기를 제작하고 파일럿(pilot)실험을 수행하였다. 실험기기는 직경 $D=5{\sim}10mm$의 일반 드릴 비트를 회전하여 CBR몰드에 다짐 제작된 토사공시체를 굴착할 수 있도록 설계되었다. 드릴 비트는 감속기어를 통하여 19RPM의 정격 속도로 회전하며, 구동 모터는 25Watt 용량의 교류 유도 전동기이다. 드릴 비트로 공시체를 회전 절삭하며 구동 모터에 소요되는 전류의 증가량과 실제 비트에 작용하는 토크(torque)를 측정하였고, 선형 회귀분석을 통하여 전류 증가량과 토르크 증가량의 상호관계를 파악하였다. 구하여진 회귀분석 결과를 활용하여 굴착시 소요되는 전류 증가량으로부터 굴착토크를 예측하여 계측된 토크값과 비교하였다. 비교로부터 굴착에 소요되는 전기력을 활용하여 굴착토크를 예측할 수 있다는 결론을 얻었으며, 이로부터는 굴착 전기력의 분석을 통해 지반의 전단강도 특성을 예측할 수 있음을 증명하고자 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.259-266
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• 2020

사면안정공법 중 락볼트 공법은 터널이나 흙막이공법에도 널리 적용되는 공법이나 불안정한 지반을 보강하기 위한 축력이 시간이 경과됨에 따라 감소되고 천공된 원지반과 충진재 사이의 강도가 현저히 줄어들어 내구성이 떨어지거나 설계 성능을 발현하지 못하는 문제가 발생하고 있다. 본 연구는 성능저하 문제를 해결할 수 있는 요철형 굴착공법 개발을 목표로 드릴링 장비의 개발 및 적용성 평가를 수행하였다. 개발된 드릴비트의 성능평가를 위해 100MPa이상의 암석을 확공굴착 하여 검증하였고, 요철형성 효과에 대한 평가를 위해 요철유무에 따른 실험체를 제작하여 성능실험 및 평가를 수행하였다. 실험결과 요철이 형성된 모델은 요철이 없는 모델의 인발저항 임계하중인 468.7kN의 약 1.7배로 평균값 801.6kN을 나타내어 그 효과를 충분히 확인하였다. 암석과 그라우트 접촉면이 파괴되기 전 암석의 취성으로 인해 실험체가 먼저 파괴되어 요철형성 모델의 임계하중 측정은 불가능 했으나, 암석 파괴하중 도달 전 그라우트 충진부의 슬립이 전혀 발생하지 않았고, 암석파괴시의 하중이 요철이 없는 모델의 임계하중을 충분히 넘어선 점을 감안하면 요철 확공직경이 20mm 증가했음에도 불구하고 저항능력이 획기적으로 늘어날 것으로 기대된다. 향후 최적 요철형성 락볼트 공법개발을 위한 수치해석 모델개발 및 변수연구와 추가 실험에 본 연구의 결과가 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제30권4호
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• pp.373-379
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• 2010

EMAT는 비접촉식 탐촉자인 동시에 모드 선택성이 우수하여 다양한 분야에 적용되고 있으나 근본적으로 에너지 전환효율이 낮아 신호 대 잡음비의 증가에 한계를 보인다. EMAT에 위상배열 기술을 접목하면 초음파의 집속 효과를 얻을 수 있으므로 낮은 전환효율의 문제를 극복하기 위한 하나의 해결방안이 될 수 있을 것으로 판단한다. 본 연구에서는 위상배열 EMAT에 대한 기초연구로 3~4개의 코일로 구성되는 표면파 및 수직횡파 발생용 위상배열 EMAT를 제작하고 각 요소코일에 공급하는 펄스의 지연으로부터 위상배열의 효과를 확인하고 방향특성을 측정하였다. 또한 시험편의 표면에 0.5 mm 깊이의 표면결함과 시험편 내부에 직경 0.5 mm의 측면 드릴 홀을 가공하여 제작된 위상배열 EMAT로 결함 신호를 검출하였으며, 이로부터 제작된 EMAT의 성능을 평가하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.133-142
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• 2005

본 연구는 지난 5년간 개발해온 인홀 발진자를 터널 막장의 강성도 계측에 사용가능하도록 개선하는데 주력하였다. 프로브는 터널의 폭파를 위해 점보드릴로써 천공된 직경 45m의 홀에 맞추기 위하여 소형화되었다. 또한 트리거 시스템은 감속모터를 사용함으로서 편리하게 되었고, 에어 팩킹 시스템은 압축공기 없이 사용하기위한 플레이트 스프링으로 교체하였다. 이러한 개선은 프로브를 터널내부의 환경에 적합하게 만들고 추가되는 비용 없이 실험하기 위함이다. 프로브와 테스트 과정은 암반의 강성을 측정하기 위해 터널의 막장의 수평 홀에 성공적으로 적용되었다. 측정된 전단파 속도는 터널 해석을 위한 암반의 변형 특성을 측정하는 것에 사용될 수 있다.