• 제목/요약/키워드: 마이크로 금속 성형

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마이크로 금속분말사출성형 기술 (Micro Metal Powder Injection Molding Technology)

  • 김순욱;류성수;백응률
    • 한국분말재료학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.179-185
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    • 2004
  • 통상적인 금속분말의 성형은 분말야금 공정으로 이루어지기 때문에 복잡한 형상의 부품을 구현하는 데는 제약이 있다. 하지만, 1970년대 후반 이래 새로운 금속분말의 성형기술로 크게 각광을 받으며 연구되고 있는 금속분말사출성형(Metal Powder Injection Molding, MIM) 기술을 이용하면 다양한 형태의 부품을 성형할 수 있다 최근에는 이러한 MIM 기술을 이용하여 다양한 산업분야에 응용될 수 있는 마이크로 부품을 제조하고자 하는 연구개발이 주목받고 있다./sup 1)/ 현재까지는 마이크로 부품을 제조하는 원천기술이 반도체 공정기술이나 마이크로 기계가공기술에 크게 의존하고 있다./sup 2,3)/ 특히, 경제적 효용성이라는 관점에서 수 마이크로 이하의 극미세 구조물은 반도체 공정기술을 이용하여 성형하는 것이 유리하며, 1㎜의 치수를 갖는 미세 구조물은 마이크로 기계가공기술로 제조하는 것이 적합하다(그림 1). 하지만, 수십 마이크로에서 수백 마이크로의 치수를 갖는 구조물 제조에 있어서 앞선 두 공정기술은 응용 재료의 종류와 복합한 형상의 대량생산에 한계가 있다. 비록 반도체 공정기술에서 박막 증착과 전기화학적 도금기술을 이용한 표면미세가공 기술에 의해 수십 마이크로 이내의 치수를 갖는 미세 구조물을 정밀하게 성형하지만,/sup 4,5,)/ 수백 마이크로 크기의 치수를 반도체공정기술로 구현하기는 곤란하다. 또한, 마이크로 기계가공기술도 높은 가공 정밀도를 유지하며 수백 마이크로 크기의 구조물을 가공할 수 있지만 복잡한 모양의 형태를 대량생산하기에는 적합하지 않다.

마이크로 박판 밸브 성형을 위한 마이크로 프레스 개발 (Development of Micro Press for Forming the Micro Thin Foil Valve)

  • 이혜진;이낙규;이형욱
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제16권5호
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    • pp.166-171
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    • 2007
  • In this paper Research development about a micro metal forming manufacturing system has been developed. A micro forming system has been achieved in Japan and it's developed micro press is limited to single forming process. To coincide with the purpose to be more practical, research and development is necessary about the press which the multi forming process is possible. We set the development of the equipment including micro deep drawing, micro punching and micro restriking process to the goal. To achieve this goal, we set the application product to a micro thin foil valve which is used in the micro pump module. The compound die set has been designed and manufactured to make two step process. The material of thin foil valve is SUS-304 and its thickness is 50$\mu$m. We can get a good forming results from micro punching experiments in this paper.

초미세 마이크로 소성성형 가공시스템 기술 개발 (Development of Micro Metal Forming Manufacturing System)

  • 이낙규;최태훈;이혜진;최석우;박훈재;나원기
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.383-388
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    • 2005
  • In this paper Research development about a micro metal forming manufacturing system has been developed. A micro forming system has been achieved in Japan and it's developed micro press is limited to single forming process. To coincide with the purpose to be more practical, research and development is necessary about the press which the multi forming process is possible. We set the development of the equipment including micro deep drawing, micro punching and micro restriking process to the goal. To achieve this goal, Research about micro forming process to be related to multi process forming must be preceded first. Material selection and analysis about micro forming process are accomplished in this paper. And the basis research to make actual system is accomplished.

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마이크로 PIM용 Fe 마이크로-나노 혼합분말 피드스톡의 다이성형 및 소결거동 (Die Compaction and Sintering Behavior of Fe Micro-nano-powder Feedstock for Micro-PIM)

  • 유우경;최준필;이재성
    • 대한금속재료학회지
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    • 제49권1호
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    • pp.32-39
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    • 2011
  • The present investigation was performed on the die compaction and sintering behavior of Fe micro-nano mixed powder with a mixed binder for powder injection molding. Warm die compaction of the feedstock for simulation of the static injection molding process was conducted using a cylindrical mold of 10 mm diameter at $100^{\circ}C$ under 4MPa. The die compaction of the micro-nanopowder feedstock underwent a uniform molding behavior showing a homogeneous distribution of nanopowders among the micropowders without porosity and distortion. After debinding, the powder compact maintained a uniform structure without crack and distortion, leading to a high green density of 64.2% corresponding to the initial powder loading of 65%. The sintering experiment showed that the micro-nanopowder compact underwent a near full and isotropic densification process during sintering. It was observed that the nanopowders effectively suppressed the growth of micropowder grains during densification process. Conclusively, the use of nanopowder for PIM feedstock might provide a new concept for processing a full density PIM parts with fine microstructure.

Al5083 초소성 합금과 Zr-BMG의 Cavity 위치에 따른 마이크로 성형연구 (A Study on the Micro Forming of Al-based Superplastic Alloy and Zr-BMG for the Cavity Position)

  • 손선천;박규열
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.258-262
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    • 2008
  • Micro forming is a suited technology to manufacture very small metallic parts(several $mm{\sim}{\mu}m$). In this study, the micro forming property was studied, using Al5083 superplastic alloy with micro grain, suitable for the micro forming process and Zr-BMG amorphous with pseudo-superplastic phenomena in the supercooled liquid state. Micro forming experiments under stastic load status showed that distortion by slip and spin of the grain system and slip inside the grain was observed in the Al5083 superplastic alloy. In case of Zr-BMG, because there is no grain, the distribution of the forming property was similar to the load distribution between punch and metal.

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미세성형 공정에서 다결정 금속재료의 크기효과에 관한 연구 (Investigation on the Size Effects of Polycrystalline Metallic Materials in Microscale Deformation Processes)

  • 김홍석;이용성
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권10호
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    • pp.1463-1470
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    • 2010
  • 미세성형 기술은 다양한 소재의 활용, 높은 생산성과 적은 재료의 손실, 고품질 생산과 같은 기존 소성가공의 장점을 실현할 수 있기 때문에 마이크로 크기의 부품생산에 매우 유망한 기술로 간주되고 있다. 하지만 기존의 매크로 영역에서 축적된 많은 기술과 노하우들은 소재의 크기가 마이크로 단위에 줄어듦에 따라 나타나는 소위 "크기효과"로 인해 미세성형 공정에 그대로 적용될 수는 없다. 따라서, 본 연구에서는 마이크로 영역에서 나타나는 재료거동의 크기효과를 이론적, 실험적 연구를 통하여 고찰하였다. 다양한 두께의 구리시편에 열처리를 실시하여 결정립의 크기를 다양화 하였고, 인장시험을 통하여 시편의 두께와 결정립의 크기가 유동응력에 미치는 영향을 고찰하였다. 또한 이러한 크기효과의 정량적인 분석을 위하여 마이크로 및 매크로 영역에서 적용 가능한 소재의 유동응력 모델을 이론적으로 도출하였다.

이동형 연료전지용 마이크로 채널 개질기 제작 (Fabrication of Microchanneled Reformer for Portable Fuel Cell)

  • 유상필;임성대;이원교;김창수
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제16권4호
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    • pp.350-355
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    • 2005
  • 소형 PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell)는 전기를 만들기 위해서 고순도의 수소를 필요로 한다. 각각의 마이크로 성형된 금속박판(스테인레스 스틸, 알루미늄)을 진공 브레이징법으로 접합하여 수소공급용 소형 개질기를 제작하였다. 마이크로 채널의 내부는 졸-겔법(스테인레스 스틸)과 양극산화법(알루미늄)으로 촉매를 지지하기 위한 다공성 $Al_2O_3$ 층을 형성시켰다. 스테인레스 스틸 박판은 에칭과 브레이징에 유리하였으나, 표면산화층 코팅을 균일하게 하여 안정적인 촉매반응을 유도하기 위한 균일한 표면 산화층 형성이 힘들었다. 반면 알루미늄 박판은 표면 산화층 형성이 상대적으로 용이했으며, 촉매를 상하지 않는 낮은 온도에서의 적층이 가능했다.

TWB 적용을 위한 6천계열 알루미늄 합금의 GMA용접 (GMAW of 6K21-T4 Aluminum Alloy for Tailor Welded Blank(TWB))

  • 김용;양현석;박기영;서종덕;최원호
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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    • pp.50-50
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    • 2009
  • 본 연구에서는 차체 부품의 경량소재 대체에 따른 Panel Assembly Rear Seat Back 부품 제작에 최신 저입열 미그용접공정을 적용한 TWB(Tailor Welded Blank) 공정기술을 확보하기 위해 최적 용접조건 도출에 관한 연구를 진행하였다. 용접 후 성형이 이뤄지는 제조공정의 특성 상 성형강도에 중점을 둔 실험을 진행하였으며, 이를 위해 각 와이어에 따른 용접부의 기계/금속학적 특성이 평가되었다. 대상 시편은 6천계열 열처리형 합금이며, 두께는 각각 1.6t, 1.4t로 이를 맞대기 용접 후 그 특성을 평가하였다. 용접은 저입열 GMA용접 공법 중 하나인 CMT 용접법(Cold Metal Transfer)을 사용하였으며, 평가 대상 와이어로는 4043, 4047, 5183 및 5356이 사용되었다. 특성평가는 마크로 및 마이크로 조직, 경도, 인장강도, 기공 및 결함, 성형강도 등에 대해 이뤄졌으며, 희석된 와이어의 조성이 용접부 특성에 미치는 영향에 대해서도 검토되었다. 실험 결과, 5천계열 와이어가 성형강도에 비교적 더 강인한 결과를 나타냈으며 성형강도는 용접조건 및 초기 갭에 대한 영향은 받았으나, 비드형상과 강도간의 연관성은 찾을 수 없었다. 이에 따라 TWB 적용을 위한 와이어로는 5356이 가장 우수한 것으로 판명되었다.

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