멀티 노즐로 구성된 추진기관의 경우, 각 노즐별 노즐마개 파열압력의 편차가 초기 분력을 유발하고 유도탄의 비행안정성에 영향을 미친다. 따라서 노즐마개 설계 시 먼저 형태별로 파열거동을 분석하여 원하는 파열압력에서 균일하게 파열되는지를 확인해야 한다. 본 연구에서는 평판형, "+" 노치형 노즐마개에 대한 파열거동을 실험적, 해석적인 방법으로 분석하였다. 실험 시 저장온도, 노치의 유무, 노치방향에 따른 노즐마개 파열압력 및 편차를 분석하였다. 그리고 유한요소해석을 통해 노즐마개의 파열거동을 순차적으로 분석하고, 그 결과를 실험값과 비교하여 정확성을 검증하고자 하였다. 해석 시 상용프로그램인 Abaqus/Explicit를 사용하였고, 파손모델은 Johnson-cook 전단파손모델을 적용하였다.
최근 전기방사공정은 다양한 고분자의 마이크로 및 나노 크기 섬유를 만드는 기술로서 널리 사용되어 왔다. 일반적으로 많은 연구자들에 의하면, 다중노즐 전기방사공정은 노즐들 사이의 전기장 간섭효과 때문에 짧은 시간에 높은 생산성을 갖기 어려웠다. 이러한 문제를 극복하기 위하여 본 연구에서는 다양한 보조전극을 이용한 다중노즐 전기방사공정을 개발하였다. 본 연구에서 사용된 물질은 바이오소재로서 많이 사용되고 있는 poly($\varepsilon$-carprolactone)(PCL)을 사용하였다. 다중노즐 시스템의 영향을 확인하기 위하여 전기방사의 안정성, 다중노즐을 사용하였을 때의 생산성 및 제조된 나노섬유의 크기와 안정성을 보조전극을 사용하였을 때와 사용하지 않았을 때를 비교하였다. 결과적으로 보조전극을 사용한 노즐의 안정성이 사용하지 않은 노즐에 비해 전기방사 안정성과 우수한 생산성을 보였다.
본 연구에서는 멀티콥터를 이용한 무인항공용 방제약제 살포시 사용하는 상용 노즐에 3가지 타입에 따른 살포양상과 피복도를 조사하였다. 처리구에 플루페녹수론·메타플루미존(flufenoxuron+metaflumizone) 액상수화제와 비펜트린(bifenthrin) 유제를 살포하고난 뒤, 살포 약제의 낙하입자를 감수지를 이용하여 측정하고 감수지의 피복도를 조사하였다. 낙하입자 분석결과 풍속의 차이에 따라 노즐별 낙하입자 균일도에 차이를 보였으며 제형별 차이는 없었다. 노즐별 분사량은 공식 제공정보와 실제 분사량에 차이를 보였다. 이 결과들은 무인항공기 이용 농업현장방제 및 약제등록시험 가이드라인 설정에 근거자료로 활용될 수 있을 것이다.
본 연구에서는 방충망 필터링 효과를 증가시키기 위한 PVDF 나노섬유를 전기방사하는 방식을 적용하고자 전기방사 장치의 설계에 대한 예비단계의 일환으로 전기장 해석을 여러 공정에 따른 전기장의 해석을 진행하였다. 싱글 노즐을 이용한 전기방사 해석의 경우 Tip의 사이즈가 감소에 따른 전기장 세기의 감소, 전압의 증가에 따른 증가, TCD 거리에 따라서는 영향이 없는 것으로 확인되었다. 멀티 노즐의 Tip 간의 거리에 따른 전기장 해석의 경우 Tip 간의 거리가 가까울수록 전기장의 간섭이 발생하는 것으로 확인할 수 있었으며, 이는 양쪽에 Tip을 두고 있는 중앙에 위치한 Tip에서 더 큰 영향을 끼치는 것을 알 수 있었다. 따라서, 이러한 해석적 결과를 바탕으로 실제 실험을 통 Collector의 방사면적을 확인하고 멀티노즐 간의 사이 간격을 설계함으로써 효율적인 공정 라인을 구축하여 생산속도 증가를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.
가상 임팩터(virtual impactor)는 가속노즐(acceleration nozzle)아래에 충돌판(impaction plate) 대신 가상의 공간을 가진 수집관(receiving tube)이 설치되어 유선의 방향이 $90^{\circ}$로 바뀔 때, 큰 입자는 유선에서 벗어나 수집노즐에 포집된다(Hounam and Sherwood, 1965). 가상 임팩터에는 관성 임팩터(inertial impactor)와는 다르게, 절단입경(cut-size)보다 큰 입자를 분리할 수 있는 부 유동(minor flow)과 절단입경보다 작은 입자를 분리할 수 있는 주 유동(major flow)으로 나눈다. (중략)
에어로졸을 분리할 수 있는 장비로는 전기적 이동차 분석기(differential mobility analyzer), 싸이클론(cyclone), 습식 충돌기(impinger), 습식 싸이클론(wet cyclone), 확산 배터리(diffusion battery), 관성 임팩터(inertial impactor), 그리고 가상 임팩터(virtual impactor) 등이 있다. 이중 가상 임팩터는 설계 및 제작이 비교적 간편하고, 입자를 분리 및 농축하는데도 좋은 성능을 나타냄으로 널리 사용되어져 왔다. (중략)
To cater to the transition from single-color to multicolor/multi-material printing, this paper proposes a cartridge-replacing type multi-nozzle Fused Depositon Modeling(FDM) three-dimensional (3D) printer. In the test printing run, tool change failure/wobble/layer shift occurred. It was confirmed that improper support was the cause of this tool change failure. As a solution, spline and electromagnetic cartridges were designed. Wobble was caused by machine vibration and the motor stepping out. To minimize wobble, an additional Z-axis was installed, and the four-point bed leveling method was used instead of the three-point bed leveling method. The occurrence of layer shift was ascribed to the eccentricity of the Z-axis lead screw. Therefore, slit coupler was replaced with an Oldham type. In addition to the mechanical supplementation, the control environment was integrated to prevent accidents and signal errors due to wire connections. Before the final test printing run, a rectifier circuit was added to the motor to secure precise control stability. The final test printing run confirmed that the wobble/layer shift phenomenon was minimized, and the maximum error between layers was reduced to 0.05.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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