• 열처리공학회지
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• 제5권2호
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• pp.122-132
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• 1992

This study has been performed to investigate into some effects of the power density and traverse speed of laser beam on the optical microstructure, hardness and wear characteristics of medium carbon low alloy steel treated by laser surface hardening technique. The results obtained from the experiment are summarized as follows : (1) Optical micrograph has shown that finer lath martensite is formed and the amount of undissolved complex carbides increases as the traverse speed increases under the condition of a given power density, whereas the coarsening of lath martensite and the reduction of undissolved complex carbides occur with increasing the power density at a given traverse speed. (2) Hardness measurements have revealed that as the traverse speed increases, hardness values of outermost surface layer more of less decrease under low power densities, but are uniformly distributed under high power densities, also showing that they are uniformly distributed at low traverse speeds and more or less decrease at high traverse speeds with increasing the power density. (3) The effective case depth has been found to decrease from 0.26 mm to 0.17 mm with increasing the traverse speed from 1.5 m/min to 3.0 m/min at a given power density of $25.48{\times}10^3w/cm^2$ and to increase from 0.20 mm to 0.36 mm with increasing the power density from $19.11{\times}10^3w/cm^2$ to $38.22{\times}10^3w/cm^2$ at a given traverse speed of 2.0 m/min. (4) Wear test has exhibited that the amount of weight loss of laser surface hardened specimen with respect to sliding distance at a given load increases with increasing traverse speed at a given power density and decreses with increasing power density at a given traverse speed.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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• pp.883-888
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• 1993

This paper proposes a monitoring method using an infrared temperature sensor in laser surface hardening process. To investigate the validity of the method a series of experiments are performed for various conditions. The experimental results show that the surface temperature depends upon the laser power, travelling speed and surface conditions of a specimen. Especially, the laser surface hardening process is greatly influenced by the surface conditions of the specimen, such as coating thickness and materials.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제9권12호
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• pp.1048-1054
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• 2003

In laser surface hardening processes, the geometrical parameters such as the depth and the width of a hardened layer can be utilized to assess the hardened layer quality. However, accurate monitoring of the geometrical parameters for on-line process control as well as for on-line quality evaluation is very difficult because the hardened layer is formed beneath a material surface and is not visible. Therefore, temperature monitoring of a point of specimen surface has most frequently been used as a process monitoring method. But, a hardened layer depends on the temperature distribution and the thermal history of a specimen during laser surface hardening processing. So, this paper describes the estimation results of the geometric parameters using multi-point surface temperature monitoring. A series of hardening experiments were performed to find the relationships between the geometric parameters and the measured temperature. Estimation results using a neural network show the enhanced effectiveness of multi-point surface temperature monitoring compared to one-point monitoring.

• Journal of Oral Medicine and Pain
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• 제24권4호
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• pp.411-420
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• 1999

과거 수십년간 여러 가지 다른 레이저를 이용한 치아경조직에 대한 몇 가지의 생체외적 실험이 이루어졌다. 그러나 그 결과는 좋지 못하였다. 그러한 주 문제는 열작용이었다. 미국 식품의약국(FDA)에서 사용하도록 허가된 Er:YAG 레이저는 인간의 생체 치아를 삭제할 수 있는 최초의 레이저이다. 치아 삭제가 열작용의 원리에 의해 이루어지기는 하지만, 경조직의 미세폭발에 의하기 때문에 주변의 경조직과 연조직에 미치는 열작용은 거의 없다. 본 연구에서는 최근 국내에서 최초로 개발된 Er:YAG 레이저를 사용하여, 상아질과 법랑질에 일회 조사시 다양한 에너지 수준에 따른 삭제율을 연구하였다. 건조된 10개의 치아가 선택되었으며, 각각은 에폭시 레진에 포매되어 경화되었다. 그 후 다섯 개의 치아는 저속회전 다이아몬드 휠로써 교합면 삭제를 통해 상아질이 노출되었으며, 나머지 다섯 개의 치아는 협측 혹은 설측을 삭제하여 평평한 표면의 법랑질을 만들도록 하였다. 준비된 상아질과 법랑질 치아의 표면은 각각의 에너지 수준의 레이저를 조사할 6개의 구획으로 나누어 표본으로 삼았다. 상아질과 법랑질 표본은 에너지 수준에 따른 5개의 실험군(40 mJ, 80 mJ, 120 mJ, 160 mJ, 200 mJ)으로 나누어 그 삭제율을 분석하였다. 삭제된 부피는 삼차원 영상 표면분석기로 측정하였으며, 통계적으로 분석하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. 상아질과 법랑질간의 삭제율의 차이는 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.0001). 2. 에너지 수준에 따른 삭제율의 차이는 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.0001). 3. 각각의 에너지 수준에서 상아질과 법랑질간의 삭제율의 차이는 통계적으로 유의한 차이가 있었으나(p<0.05), 40 mJ과 80 mJ에서는 유의한 차이를 보이지 않았다. 4. 상아질에서 각각의 에너지 수준 간의 삭제율이 유의한 차이를 보였으나(p<0.01), 160 mJ과 200 mJ간에는 삭제율의 유의한 차이가 없었으며, 법랑질에서도 각각의 에너지 수준 간의 삭제율이 유의한 차이를 보였으나(p<0.01), 120 mJ, 160 mJ, 200 mJ 간에 유의한 차이를 보이지 않았다. 본 연구에서는 건조된 치아에 다양한 에너지 수준의 Er:YAG 레이저를 적용했을 경우 상아질과 법랑질의 삭제 부피를 연구하여 정량화 및 통계적 분석을 하였다. 그 결과, Er:YAG 레이저는 치아경조직의 삭제에 매우 유용하였으며, 앞으로도 이를 임상적으로 널리 이용하기까지 좀더 다양하고 심화된 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국정밀공학회지
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• 제29권4호
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• pp.395-408
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• 2012

An experimental investigation with 2.8kW Nd:YAG laser system was carried out to study the effects of different laser process parameters on the microstructure and hardness of STD11. The optical lens with the elliptical profile are designed to obtain a wide surface hardening area with uniform hardness. The Laser beam is allowed to scan on the surface of the work piece varying the power (1600, 1800 and 1900kW) and traverse speed (200, 400, 600, 800 and 1000mm/min) at three different F-numbers of lens. After laser surface treatment three zones, In the microstructure have been observed : melted zone(decarburization), heat affected zone(martensite), and the substrate.

• 한국생산제조학회지
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• 제19권2호
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• pp.216-223
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• 2010

The general way to process the surface by means of the laser was heat treatment for strengthening the surface hardness. They have used the laser for changing the property of the surface, especially for metal. Generally, it is recent increasing tendency to use the thin plate panel for making things smaller and lightweight. However, thin plate should be strengthened or let the thin plate panel have moment of inertia by means of engraving the groove or wave on them for lightweight and strengthening. Therefore it is expected that the thin plate panel can be harder and more stable through processing the metal surface by laser beam irradiation and the hardness of thin plate possibly can be also changed how many parts of them are harden. Through this research, it can be grasped how the hardness and mechanical characteristic changes according to width and depth of groove by laser affect the max stress by the ratio of $A_H/A_T$ (hardening area/total area) and characteristic of displacement and structural characteristic for making the thin plate harder by the strengthening metal surface of thin plate by laser through the experiment and analysis of FEA can be presented.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.529-539
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• 1994

In laser heat treatment process of steels, the thin layer of substrate is rapidly heated to the austenitizing temperature and subsequently cooled at a very fast rate due to the self-quenching effect. Consequently, it is transformed to martensitic structure which has low magnetic permeability. This observation facilitates the use of a sensor measuring the change of electromagnetic field induced by the hardening layer. In this paper, the eddy-current electromagnetic field is analyzed by a finite element method. The purpose of this analysis is to investigate how the electrical impedance of the sensor's sensing coil varies with the change in permeability. To achieve this, a numerical model is formulated, taking into consideration the hardening depth, distance of the sensor from the hardened surface and the frequency driving the sensor. The results obtained by numerical simulation show that the eddy-current measurement method can feasibly be used to measure the changing hardening depth within the frequency range from 10 kHz to 50 kHz.

• 한국정밀공학회지
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• 제20권2호
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• pp.76-84
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• 2003

Stereolithography is the technique using a laser beam to cure a liquid resin, a photopolymer, with three dimensional computer-aided design (CAD) data. The build parameters of stereolithography such as beam size, scan velocity. hatch spacing, layer thickness and etc. are determined by the accuracy of prototype, the build time and the cured properties of the resin. In particular, beam size is important processing parameter fur the other parameters. Therefore, this study observed the cured property to beam size. For this purpose, according to hatch spacing and beam size, the cure width and depth were measured on single cured line. Also, the cure width and depth were measured at single cured layer As a result of experiments. cure depth which varied from 0.23mm to 0.34mm was directly proportioned to beam radius. on the other hand, cure width which varied from 0.42mm to 1.07mm was inversely proportioned to beam radius. Surface roughness varied from 1.12 to 2.23 m for the ratio of hatch spacing to beam radius.

• 보존과학회지
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• 제27권3호
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• pp.301-312
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• 2011

에폭시수지는 우수한 내구성과 접착력, 적당한 강도 등을 가지고 있어 다양한 재질에 다용도로 사용되고 있다. 그러나 에폭시수지가 경화되면 제거가 어려우며 특히 유물에 적용된 후에는 재처리시 제거하는데 어려움이 많다. 그러므로 본 연구에서는 유물에 손상 없이 에폭시수지를 제거하는데 Nd:YAG 레이저클리닝을 적용하여 보았다. 실험은 안료를 섞지 않은 에폭시수지와 안료를 섞은 에폭시수지를 부식시키지 않은 철편과 부식시킨 철편에 도포한 시편을 대상으로 하였으며 레이저 에너지와 조사 횟수를 증가시키면서 수지 표면의 반응을 알아보았다. 실험 결과 안료를 섞지 않은 에폭시수지는 부식된 철편에 도포되었을 때 높은 레이저에너지에서 제거되었다. 그러나 부식시키지 않은 철편에 도포한 경우와 안료를 섞은 에폭시수지는 제거되지 않고 색상만 변하였으며 레이저빔의 고온으로 인해 수지가 녹아 부풀어 오르는 현상이 나타났다. FT-IR 분석 결과 레이저 조사 후 변화된 에폭시수지는 성분 변화가 없었으며 레이저빔에 의해 제거된 면에서는 수지가 검출되지 않았다. 그러나 SEM-EDS 분석 결과 제거된 표면에서 소량의 에폭시수지 잔유물이 남아 있었으며 소지금속의 용융현상도 관찰되었다. 그러므로 본 연구를 통하여 Nd:YAG 레이저클리닝의 에폭시수지 제거 가능성과 한계성을 확인할 수 있었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1997년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.998-1002
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• 1997

This study has been performed to predict beam absorption with analysis of temperature field by using a FEM in co /sab 2/ laser hardening and to invesrigate into some effects of power density and travel speed of laser beam on the microstructure and hardness of ductile cast iron treated by laser surface hardening technique. Optical micrograph has shown that large martensite and small amount of retained austenite appear in inside hardened zone. Hardness measurement has revealed that the range of maximum hardness value is Hv=415 .+-. 10. The power density increases and the travel speed decreases, the depth of hardened zone increases due to increase of input power density.