• Journal of Welding and Joining
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• v.12 no.2
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• pp.11-19
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• 1994

레이저 가공기술은 재료가공 분야에서 넓은 응용분야를 가지고 있으며, 특히 절단, 용접, 열처리 등의 가공분야에서 고정밀도와 자동화의 용이성으로 인해 생산성이 높은, 고부가가치의 첨단응용 기술로 부각되고 있다. 특히 레이저절단은 타 절단법에 비교되는 절단정도, 열영향, 생산성, 작업 환경등의 각종 우위성으로 박판 및 후판절단분야에서 급속한 보급을 보이기 시작하였다. 현재 대 부분의 레이저 가공기는 CNC화 되어가고 있는 추세이며, 레이저 절단의 경우 생산성증대 및 고 정밀화를 위하여 CAD/CAM인터페이스에 의한 자동화가 필연적인 상황이다. 뿐만아니라 고출력 레이저 발전기를 가공 기본체에 탑재한 탑재형 레이저가공기의 출현으로 대형부재의 절단이 가능 하게 되었으며, 더불어 절단공정의 무인화를 지향하는 각종 시스템이 개발되고 있다. 이와 같은 무인화, 생산성증대, 작업시간단축과 러닝 코스트 및 재료의 절감을 위한 노력의 일환으로 컴 퓨터에 의한 자동 및 반자동 네스팅 시스템의 개발을 들 수 있다. 레이저에 의한 2차원 절단응 용분야에서의 네스팅작업은 설계가 끝난 각 부품의 절단작업의 전단계로서 수행되며, 일반적으로 네스팅공정이 완료되면 절단경로를 결정하고 가공조건과 함께 수치제어공작기계의 제어에 필요한 NC코드를 생성하게 된다. 최근에는 이와 같은 네스팅 시스템이 일부 생산현장에 적용되고 있 으나 이러한 시스템들의 대부분이 외국에서 개발된 것을 수입하여 사용하는 실정이다. 2차원 패턴의 최적자동배치문제는 비단 레이저 절단과 같은 열가공 분야에서 뿐만 아니라 블랭킹 금형, 의류, 유리, 목재등 여러분야에서 응용이 가능하며 패키지의 국산화가 시급한 실정이다. 네스 팅작업은 적용되는 분야에 따라 요구사항과 구속조건이 달라지며 이로 인해 알고리즘과 자료구 조도 달라지게 되나 공통적인 목표는 주어진 영역안에서 겹침없이 배치하면서 버림율을 최소화 하는 것이다. 지난 10여년간 여러 산업의 응용분야에서는 네스팅시스템의 도입이 활발하게 이 루어지고 있는데 수동에 반자동 및 자동에 이르기까지 다양하나 자동네스팅시스템의 경우 배치 효율의 신뢰성이 비교적 부족하기 때문에 아직까지는 생산현장에서 기피하는 실정이다. 배치알 고리즘의 관점에서 볼 때 이러한 문제들은 NP-complete문제로 분류하며 제한된 시간안에 최적의 해를 구하기가 가능한 조합 최적화 문제로 알려져 있다. 따라서 이 글에서는 레이저 절단분야 에서의 네스팅시스템에 관한 개요와 최근의 연구동향 그리고 몇 가지 전형적인 네스팅 알고리 즘들을 소개하고 비교분석을 통해 개선점을 간략하게 논의하고자 한다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.4 no.1
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• pp.1-6
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• 2003

A novel Solid Freeform Fabrication System, which makes prototype by cutting tapes at the boundary of object and accumulating the tapes, has been developed. In order to overcome the staircase shape at the surface of prototype, the laser beam is irradiated tangent to the surface. Five axis cutting system and the tangent cutting trajectory generation algorithm have been developed.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2002.11a
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• pp.260-262
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• 2002

제품의 소재를 미리 테입 형태로 만들어 단면의 경계면을 따라 레이저로 절단하여 적층하는 방식은 제품의 표면에 계단 모양의 무늬가 생기므로 정밀한 제품을 제작하는데 어려움이 있었다. 이를 극복하기 위하여 단면의 경계선을 절단할 때 수직으로 절단하는 것이 아니라 경사면을 따라 절단하여 전체적인 제품의 옆면이 부드럽게 연결되는 경사절단형 임의형상가공시스템을 개발하였다. 이를 위하여 레이저 5축 경사절단기를 개발하였는데, x축과 y축은 상용화되어 있는 x-y table을 이용하였고 z축은 한 개의 z축 이송대를 이용하였다. 롤과 피치를 위하여는 서보모터 두 개를 이용하여 작업대가 회전할 수 있도록 하였다. 이와 같은 레이저 5축 경사절단기를 개발함으로써 시편의 어느 위치에서든 어느 각도로도 절단이 가능하게 할 수 있었다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.12 no.3
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• pp.71-81
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• 1994

Laser cutting is experiencing a rising worldwide acceptance in the industry. Expert systems are necessary for the systematic arrangement and searching of experimental data existing in journal papers, job handbooks, etc.. This paper proposes an expert system for the selection of the appropriate laser cutting variables from the available database. Optimum cutting conditions according to the given cutting velocity were searched and qualitative comments which are difficult to be used as database variables were shown at each velocity using the binary and fuzzy inference. These comments could be informative to unskilled operators of the laser cutting process. Typical cutting conditions of the mild steel and stainless steel were included and the working range and quality variations were displayed graphically. The proposed algorithm was implemented in an IBM compatible personal computer as an expert system for CO$_{2}$ laser cutting to derive the optimum cutting conditions by using the turbo prolog.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.311-311
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• 2004

1960년 레이저가 발명된 이래 레이저의 응용연구가 많은 비중을 차지하여 오늘날 다양한 방면에서 레이저가 필수적인 장치로 각광을 받게 되었다. 레이저의 특성들 중에서 특히 직진성, 에너지 집중도 및 고휘도성을 이용하여 용접, 절단, 각인 등의 산업적 응용에 많이 활용되고 있다 그 중 레이저가 보통의 빛과 같이 투명한 물체를 통과하고 특수한 렌즈를 이용하면 투명한 물체의 내부에 초점을 맞춰 크랙(crack)을 낼 수 있는 바 이를 이용하여 크리스탈이나 유리의 내부에 2차원 형상이나 3차원 형상을 각인시킬 수 있다.(중략)

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.16 no.9
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• pp.5748-5755
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• 2015

Scribing is cutting process to determine production amount and characteristic of LED chip. So it is an important process for fabrication of LED chip. Mechanical process and conventional scribing process with laser source has several problems such as thermal deformation, decreasing of material strength and limitation of cutting region. To solve these problems, internal laser scribing process that generates void in wafer and derives self-crack has been researched. However, studies of sapphire wafer cutting by internal laser scribing process for fabrication of LED chip are still insufficient. In this paper, cutting parameters were determined to apply internal laser scribing process for sapphire wafer for fabrication of LED chip. Then, foundation of cutting condition was established to set up internal laser scribing system through investigation of cutting characteristics by several experiments.

• Journal of Welding and Joining
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• v.14 no.1
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• pp.7-14
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• 1996

3D 기피 현상에 따른 인력난은 이제 국내 산업계 전반에 걸친 커다란 문제가 되었으며, 특히 용접 및 절단 공정에서는 그 정도가 심각한 상황으로 숙련된 기술자 의 확보가 용이하지 않은 상황이다. 따라서 많은 기업에서는 제품의 품질향상과 대량 생산 능력을 갖추기 위해서 용접 및 절단 공정에서의 자동화를 추진하고 있으며, 로봇 을 이용한 방법이 각광을 받고있다. 그러나 이 경우에도 용접용 로봇과 절단용 로봇을 비교하여 보면, 일본의 경우, 절단용으로 출하되는 로봇의 수는 용접용 로봇의 1/70 - 1/100 수준이다. 국내의 경우 최근 들어 용접분야에서의 로봇의 이용은 활성화 되어 있는 편이지만, 절단의 경우는 적용예가 드문 실정이다. 절단용 로봇의 경우 로봇 이용분야가 가장 발달된 일본의 경우도 1988년부터 로봇을 절단용으로 이용하기 시작 하였으며, 그 이용분야도 레이저 절단과 워터젯트 절단에 치중되어 있다. 그러나 현실 적으로 국내 산업현장에는 주로 가스절단이 절단의 주류를 이루고 있는 실정으로, 이에 대한 로봇 응용 시스템의 개발이 시급하다. 대우중공업에서는 가스절단 로봇을 국삭기 Boom측판에 개선가공 공정에 적용하여, 가스절단 분야에의 로봇 적용이라는 가능성을 보여주었으며, 본고에서 그 내용을 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2008.06a
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• pp.335-336
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• 2008

• The Optical Journal
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• s.124
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• pp.28-32
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• 2009

초정밀 초고속 레이저 가공공정 및 장비는 유연소재의 태양전지, 인쇄전자소자(printed electronics devices)의 초고속 절단공정, 고기능 다기능 모바일 기기용 고부가 PCB의 초정밀 초고속 레이저 드릴링 및 복합 유연 가공 등에 적용된다. 최근 레이저 가공기 연구개발 패러다임은 레이저 의존형 장비 개발에서 레이저 맞춤형 장비 개발로 변화되고 있다. 즉, 수입된 레이저 발진기 및 광학기기를 사용하여 레이저 공정 및 장비를 개발하는 방식에서 벗어나, 개발하고자 하는 공정 및 장비에 최적화된 레이저 발진기 개발을 병행하는 것이다. 이러한 상황에서 최근 지식경제부 산업원천기술개발사업으로 신개념 레이저 기반 초정밀 초고속 가공시스템 개발이 착수되었으며, 본 고에서는 이에 대한 전반적인 내용들 소개하고자 한다.

• 기계와재료
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• v.22 no.1
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• pp.6-13
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• 2010

스마트 폰을 비롯한 고성능/다기능/소형 모바일 기기를 중심으로 고밀도/다층/차세대 FPCB의 적용이 지속적으로 확대되고 있다. 이러한 고부가 FPCB의 생산 공정에서 드릴링, 절단, 트리밍, 리페어 등의 고정에 적용하기 위한 UV 레이저 기반 초정밀/초고속 드릴링 및 복합/유연 공정 및 장비 기술의 개발을 목표로 하는 청정제조기반 산업원천기술개발 과제가 한국기계연구원의 총괄로 2009년 6월 출범하였다. 본 고에서는 본 과제에 대해 간략하게 설명하고, 관련 국내외 시장의 최신 동향을 살펴보고자 한다.