• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.35 no.1
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• pp.33-37
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• 2011

In the fields of display, optics, and energy, it is important to improve micropattern-machining technology for achieving small patterns, large surface areas, and low cost. Unlike flat molds, roll molds have the following advantages: they can be manufactured within a short time, larger surface areas can be obtained, and continuous molding can be achieved. In this study, we aim to investigate the causes for errors in the shapes for a micropattern-machining process, and we show that by compensating the dynamic balance of roll molds, the dimensional accuracy of machined parts can be improved. The experimental results show that dynamic-balance compensation for a roll mold reduced the mass unbalance and the vibrations of the roll mold, and as a result, the dimensional accuracy of machined micropatterns has been improved.

• Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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• 2002.02a
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• pp.231-238
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• 2002

미세 절삭에 의한 마이크로 형상가공 및 이를 이용한 미세금형 가공기술개발을 위하여 절삭 공구를 이용한 기계적 미세 가공법에 대한 고찰과 더불어 shaping, end-milling, drilling 등의 가공이 가능한 기계적 미세 가공시스템을 구성하고 이를 이용한 미세 치형 그루브와 미세 격벽 등 미세 형상 구조의 금형 개발을 위한 가공실험을 수행하였다. 본 실험에서는 먼저 shaping 방식으로 세 종류의 다이아몬드 바이트를 사용하여 알루미늄, PMMA, Nickel, 황동 등의 소재에 pitch $150{\mu}m$, 높이 $8{\mu}m$ 내외의 미세 치형의 금형 코어를 가공하였고, 다음으로 Z축에 air spindle을 설치하여 $\phi0.2mm$의 end-mill(WC)을 사용하여 황동 소재에 깊이 $200{\mu}m$, 폭 $200{\mu}m,\;100{\mu}m,\;50{\mu}m,\;30{\mu}m$의 두께 변화를 주어 미세 격벽에 대한 가공실험을 하였다. 미세 구멍가공실험으로는 drilling 전용장비를 구성하여 $\phi0.6\~0.15mm$의 drill공구로 SM45C와 세라믹$(Si_3N_4-BN)$ 소재에 스텝이송방식에 의한 미세 구멍 가공 실험을 실시하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.38 no.1
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• pp.51-57
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• 2014

Ultrasonic imprinting is a novel process for replicating micropatterns on thermoplastic polymer substrates with low energy consumption and short cycle time. The polymer substrate is softened by the frictional heat and repetitive deformation energy under ultrasonic excitation; thus, a number of micropatterns are replicated on the softened polymer substrate. In the present work, the effect of mold temperature on the replication characteristics of ultrasonic imprinting is investigated. The temperature change in the patterned region is measured by varying the mold temperature. Numerical simulation is then performed for investigating pattern replication characteristics under various mold temperatures. In addition, pattern replication ratio and uniformity are compared through various experimental measurements. Through the results of these comparisons, it is found that the mold temperature has a significant positive effect on the replication characteristics of ultrasonic imprinting.

• Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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• 2004.11a
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• pp.249-254
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• 2004

광의 효율적 사용을 위해 표면에 마이크로 그루브가 새겨진 고성능 광학 부품의 개발이 활발하고, 이들 부품의 다량 생산을 위한 초정밀 금형제조기술이 각광을 받고 있다. 최근의 초정밀 미세 기계가공의 경우 간단한 공정으로 이러한 마이크로 그루브 금형을 제작할 수 있다. 특히 조명각 변조용 렌티큘러 렌즈와 같이 실린더형 그루브 금형의 경우에는 기존의 Lithography, MEMS, LIGA 등 광 에너지를 이용한 다른 제조방법들에서는 가공하기 어려운 점이 있으나, 기계가공에서는 쉽게 제작가능한 장점이 있다. 본 연구에서는 이러한 미세기계가공기술의 장점을 활용하여 U 형 마이크로 그루브를 가진 Lenticular 렌즈용 금형을 가공하고자 하였다. 가공에는 3 축 구동의 초정밀 미세 복합가공기와 단결정 천연 다이아몬드공구가 사용되었고, 가공방식은 마이크로 세이핑 공정을 적용하였으며, 가공 금형 재료에는 Brass와 무전해 Nickel이 사용되었다. 실험을 통하여 금형가공시의 절삭력, 칩 형상, 가공표면 등의 분석이 수행되었으며 이를 기반으로 여러 가지 가공문제점을 해결하고, 최종적으로 양호한 렌티큘러렌즈용 금형을 가공하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.36 no.1
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• pp.78-84
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• 2012

Mold may experience deterioration of molding quality as the abrasion of mold occurring due to friction between mold and molded product works as allowance in the course of press process. Therefore, to improve the wear-resistance of mold, methods like nitriding, carburizing, flame and induction surface hardening treatment etc have been applied. However, as such methods are accompanied by problems like shape limitation or product deformation etc, laser surface treatment technology is under review as surface treatment method that can solve such problems. Therefore, in this study, mold material cast iron was surface-treated by using high power diode laser. In previous report 1 and report 2, the heat treatment characteristics were compared by the differences of die materials and shapes, then this paper observed microstructure by using optical microscope and scanning electronic microscope to analyze the structural difference of hardened zone, interface area and base metal after heat treatment. And the structural condition was grasped through EDS. As a result of microstructure, hardened zone showed formation of acicular martensite.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.22 no.5 s.170
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• pp.16-20
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• 2005

• Journal of Korea Foundry Society
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• v.10 no.3
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• pp.247-253
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• 1990

주철의 중력금형주조에서 반복작업에 따른 응고과정의 변화를 3차원의 수치해석적 방법에 의하여 컴퓨터해석을 하였다. 수치해석적 방법으로는 차분법을 채택하였다. 반복작업과정에 따라 변화되어지는 주물의 응고시간과 미세조직, 기계적성질과의 관계가 조사 되어졌다. 컴퓨터에 의해 계산된 각싸이클의 냉각속도로 부터 주물의 공정셀의 수, 경도, 인장강도등의 변화를 예측하였으며 또한 반복싸이클에 따른 금형 및 주물의 온도분포와 최종응고부위등을 예측하였고 이들은 실제주조시험에서 얻어진 결과와 비교적 잘일치하였다. 중력금형주조에서 회주철의 응고시간, 공정셀, 기계적성질 및 응고속도에 미치는 냉각수의 영향이 또한 컴퓨터해석에 의하여 잘예측되었으며 컴퓨터해석에 의한 냉각수 라인의 적절한 설계에 의하여 주물의 미세조직 및 기계적성질과 결함발생 가능위치를 효과적으로 제어할수 있음을 확인하였다.

• Journal of the KSME
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• v.42 no.6
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• pp.64-69
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• 2002

이 글에서는 기계적 이세 금형가공 기술을 중성으로 기술의 동향과 현재 수행 중인 내용에 관하여 소개함으로써 이 분야에서의 국내 연구자들의 관심을 높이고 참여를 유도하고자 한다.

• 한국금형공학회:학술대회논문집
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• 2008.06a
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• pp.55-60
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• 2008

• Journal of Korea Foundry Society
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• v.42 no.5
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• pp.273-281
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• 2022

In order to understand the solidification behavior and microstructural evolution of the Al-Cu-Si ternary eutectic alloy system, changes of the microstructure of the Al-Cu-Si ternary eutectic alloy with different cooling rates were investigated. When the mold preheating temperature is 500℃, primary Si and Al2Cu dendrites are observed, with (α-Al+Al2Cu) binary eutectic and needle-shaped Si subsequently observed. In addition, even when the mold preheating temperature is 300℃, primary Si and Al2Cu dendrites can be observed, and both (α-Al+Al2Cu+Si) areas observed and areas not observed earlier appear. When the mold preheating temperature is 150℃, bimodal structures of the binary eutectic (α-Al+Al2Cu) and ternary eutectic (α-Al+Al2Cu+Si) are observed. When the preheating temperature of the mold is changed to 500℃, 300℃, and 150℃, the greatest change is in the Si phase, and upon reaching the critical cooling rate, the ternary eutectic of (α-Al+Al2Cu+Si) forms. If the growth of the Si phase is suppressed upon the formation of (α-Al+Al2Cu+Si), the growth of both Al and Cu is also suppressed by a cooperative growth mechanism. As a result of analyzing the Al-27wt%Cu-5wt%Si ternary eutectic alloy with a different alloy design simulation programs, it was confirmed that different results arose depending on the program. A computer simulation of the alloy design is a useful tool to reduce the trial and error process in alloy design, but this effort must be accompanied by a task that increases reliability and allows a comparison to microstructural results derived through actual casting.