• 한국공작기계학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.193-200
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• 2007

Micro forming is a suited technology to manufacture very small metallic parts(several $mm{\sim}{\mu}m$). Al5083 superplastic alloy with very small grains has a great advantage in achieving micro deformation under low stress due to its relatively low strength at a specific high temperature range. Micro forming of $Zr_{62}Cu_{17}Ni_{13}Al_8$ bulk Metallic glass(BMG) as a candidate material for this developing process are feasible at a relatively low stress in the supercooled liquid state without any crystallization during hot deformation. In this study, the micro formability of Al5083 superplastic alloy and bulk metallic glass, $Zr_{62}Cu_{17}Ni_{13}Al_8$, was investigated with the specially designed micro vibration forming system using pyramid-shape, V-shape and U-shape micro die pattern. With these dies, micro vibration forming was conducted by varying the applied load, time. Micro formability was estimated by comparing the hight of formed shape using non-contact surface profiler system. The vibration load effect to metal flow in the micro die and improve the micro formability of Al5083 superplastic alloy and $Zr_{62}Cu_{17}Ni_{13}Al_8$ bulk Metallic glass(BMG).

• Composites Research
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• 제20권5호
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• pp.49-55
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• 2007

반도체 쿼츠 웨이퍼 다이싱용 블레이드는 마이크로/나노 디바이스와 부품을 제조하기 위해 고정밀도의 가공성을 요구한다. 따라서 균일한 마이크로/나노 선폭의 가공을 위해서는 블레이드의 제작 단계에서 균일한 두께와 밀도를 유지하는 것이 중요하다. 기존의 실리콘웨이퍼 가공을 위해서는 금속의 블레이드가 사용되고 있지만 쿼츠 웨이퍼 가공을 위해서는 고분자 복합재가 사용된다. 이러한 복합재는 가공성, 전기전도성, 그리고 적절한 강도와 연성 및 마모저항성이 있어야 한다. 그러나 기존의 건식성형 공정으로는 균일성을 유지하기 위해 많은 공정과 비용이 소비되고 있다. 본 연구에서는 도전성 나노 세라믹스 분말, 연마재 세라믹스 분말에 열경화성 수지, 전도성 고분자를 혼합한 복합재 분말을 습식성형 공정에 의해 제조, 평가하는 연구를 수행하였다. 먼저 복합재 분말을 액상과 혼합하여 블레이드를 제작하였으며, 액상의 종류, 액상 건조공정의 영향을 고찰하였다. 평가는 마이크로미터 측정기와 현미경을 이용하여 두께를 측정하였다. 두께편차와 기공률, 밀도, 경도, 등의 특성을 비교, 평가하였다. 그 결과 습식성형에 의해 블레이드의 두께편차를 감소시킬 수 있었으며, 경도 등의 특성을 향상시킬 수 있었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2005년도 춘계학술발표논문집
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• pp.58-60
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• 2005

기존의 금속조형물은 만드는 공정으로 주조-후처리 또는 정밀 기계가공방법은 많은 시간과 노력이 필요한 단점이 있었다. 최근에 귀금속 성형점토 (PMC)라는 마이크로 크기의 분말과 바인더가 혼합되어 마치 점토와 같이 직접 수공 또는 치공구를 이용하여 완성하고 $650-850^{\circ}C$ 정도의 저온에서 소결하여 단시간 안에 최종 조형물을 만들 수 있는 신공정이 개발된 바 있다. 본 연구에서는 선진사와 비슷한 $1{\~}3{\mu}$m급은 분말을 1:1로 혼합하고 고형 바인더를 첨부하여 기존 선진사와 동등하거나 우수한 미세조직과 표면경도를 확보하고 조형비가 있는 시작품을 만드는데 성공하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.675-676
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• 2011

• Elastomers and Composites
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• 제44권4호
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• pp.384-390
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• 2009

롤-롤(Roll to roll) 성형은 공정이 비교적 간단하고 생산 효율이 높은 중요한 금속 성형 공정이다. 이러한 이유로 롤-롤 성형 공정은 최근에 솔라셀 집전판, 디스플레이 격벽구조, 그리고 회로기판 성형 등 넓은 범위에서의 활용이 검토되고 있다. 본 연구에서는 솔라셀 집전판에 수십만 개의 홈을 성형하는 공정에 대해 유한요소해석을 수행하였다. 수백만 개 홈에 대한 성형을 해석하는 것은 컴퓨터 용량과 시간의 문제로 불가능하기 때문에 공정 설계를 가능하게 하는 최소의 문제 영역을 해석 결과를 바탕으로 설정하였다. 그리고, 홈의 형상과 온도에 따른 해석을 수행하여 그 결과를 분석함으로서 공정 설계의 방향성을 제시하였다.

• 대한금속재료학회지
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• 제49권2호
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• pp.104-111
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• 2011

An ultrafine grained Mg-9Al-1Zn magnesium alloy with the mean grain size less than $1{\mu}m$ was produced by using high-ratio differential speed rolling. The processed alloy exhibited excellent superplasticity at relatively low temperatures. The micro-forming tests were carried out using a micro-forging apparatus with micro V-grooved shaped dies made of silicon and the micro-formability was evaluated by means of micro-formability index, $R_f$ ($=A_f/A_g$, $A_f$: formed and inflowed area into the V-groove, $A_g$: area of the V-groove). The $R_f$ value increased with temperature up to $280^{\circ}C$ and then decreased beyond $300^{\circ}C$. The decrease of the $R_f$ value at $300^{\circ}C$ was attributed to the accelerated grain coarsening. Increasing the micro-forging pressure increased the $R_f$ values. At a given die geometry, die filling ability decreased as the die position moved away from the die center to the end. FEM simulation predicted this behavior and a method of improving this problem was proposed.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권12호
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• pp.1805-1810
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• 2010

본 논문에서는 알루미늄 박판의 다단 전해식각을 공정을 이용한 3 차원 마이크로 구조물 제작방법을 제안한다. 본 공정은 기존 전해가공 공정들에 비해 3 차원 구조물의 대량생산이 용이하며, 기존 3 차원 마이크로 금속 구조물의 제작을 위한 다단 도금방법에 비해 간단하고, 경제적일 뿐만 아니라, 성형된 금속 박판을 이용하므로 구조물의 물성이 안정적이다. 본 논문에서는 단일 전해식각 공정을 통한 2 차원 외팔보 열과 다단 전해식각 공정을 통한 3 차원 마이크로 구조물의 제작을 수행하였다. 단일 전해식각 공정에서 평균 수직방향 식각률 $1.50{\pm}0.10 {\mu}m/min$ 와 평균 수평방향 식각률 $0.77{\pm}0.03 {\mu}m/min$을 얻었으며, 이를 이용한 3 차원 마이크로 구조물을 제작한 결과, 수직방향으로 $15.5{\pm}5.8 %$, 수평방향으로 $3.3{\pm}0.9 %$의 제작오차와 $37.4{\pm}9.6 nm$의 표면조도를 보였다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.379-382
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• 2007

The MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) process is used in a micro/nano pattern manufacturing method. This method is based on the lithography technology. But the MEMS process has some problems such as complicated process, long processing time and high production costs. Many researchers are doing research in substitute manufacturing method to work out a solution to these problems. In this paper, we apply a dieless incremental forming technology to a substitute method of MEMS process. This dieless forming technology is using in the commercial scale sheet forming such as a prototype of automobile sheet parts. 5-axes CNC (Computerized Numeric Control) method are applied in this system to get a micro-scale dieless forming results. These 5-axes system are composed of precision AC servo motor stages (4-axes) and PZT actuator (1-axis). A PZT actuator is used in a precision actuating axis because it can be operated in the nano scale stroke resolution. This micro dieless incremental forming system has the advantage of minimization in manipulating distance and working space. As equipment and tools become smaller in size, minute inertia force and high natural frequency can be obtained. Therefore, high precision forming performance can be obtained. This allows the factory to quickly provide the customer with goods because the manufacturing system and process are reduced. To construct this micro manufacturing system, many technologies are necessary such as high stiffness frame, high precision actuating part, structural analysis, high precision tools and system control. To achieve the optimal forming quality, the micro dieless forming system is designed and made with high stiffness characteristic.

• 소성∙가공
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• 제17권8호
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• pp.649-656
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• 2008

Springback is one of factors affecting precision in metal forming. Its effect is particularly prominent in bending process. In this study, bending and forging process are used in order to manufacture a micro spring with two bending region from $60{\mu}m$ diameter wire. Springback in the process lowers the precision of the micro spring. Overbending for springback compensation has wide usage in a general way. However, this method requires repeated modifications of press dies until the tolerance is allowable, which causes that production cost and time increase. In this paper, we analyzed the mechanism of springback in the forming process of the micro spring using finite element method. In addition, a simple method to control springback without modifying dies was proposed by performing numerical analysis with various parameters.

• 한국분말재료학회지
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• 제9권4호
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• pp.267-272
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• 2002

The production of micro components is one of the leading technologies in the fields of information and communiation, medical and biotechnology, and micro sensor and micro actuator system. Microfabrication (micromachining) techniques such as X-ray lithography, electroforming, micromolding and excimer laser ablation are used for the production of micro components out of silicon, polymer and a limited number of pure metals or binary alloys. However, since the first development of microfabrication technologies there have been demands for the cost-effective replication in large scale series as well as the extended range of available material. One such promising process is micro powder injection molding (PIM), which inherits the advantages of the conventional PIM technology, such as low production cost, shape complexity, applicability to many materials, applicability to many materials, and good tolerance. This paper reports on a fundamental investigation of the application of W-Cu powder to micro metal injection molding (MIM), especially in view of achieving a good filling and a safe removal of a micro mold conducted in the experiment. It is absolutely legitimate and meaningful, at the present state of the technique, to continue developing the micro MIM towards production processes for micro components.