• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.32 no.4
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• pp.353-358
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• 2015

Energy consumption reduction has become an important key word in manufacturing that can be achieved through the efficient and optimal use of raw materials and natural resources, and minimization of the harmful effects on nature or human society. The successful implementation of this concept can only be possible by considering a product's entire life cycle and even its disposal from the early design stage. To accomplish this idea with milling, minimum quantity lubrication (MQL) strategies and cutting conditions are analyzed through process modeling and experiments. In this study, a model to predict the cutting energy in the milling process is used to find the cutting conditions, which minimize the cutting energy through a Kriging meta-modeling process. The MQL scheme is developed first to reduce the amount of cutting oil and costs used in the cutting process, which is then employed for the entire modeling and experiments.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2001.10a
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• pp.106-110
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• 2001

The ball-end milling process is widely used in the die/mold industries, and it is very suitable for the machining of free-form surfaces. However, this process is inherently inefficient process to compared with the end-milling or face milling process, since it relays upon the machining at the cutter/surface contact point. The machined part is the result of continuous point-to-point machining on the free-form surface. And cusps (or scallops) remain at the machined part along the cutter paths and they give the geometrical roughness of the workpiece. Thus, for the good geometrical roughness of the workpiece, it is required very tightly spaced cutter paths in this ball-endmilling process. However, with the tight cutter paths, the geometrical roughness of the workpiece is not regular on the workpiece since the cusp height is variable in the previously developed ISO-parametric or Cartesian machining methods. This paper suggests a method of tool path generation which makes the geometrical roughness of workpiece be constant through the machined surface. In this method, Ferguson Surface design Model is used and cusp height is derived from the instantaneous curvatures. And, to have constant cusp height, an increment of parameter u or v is estimated along the reference cutter path. In ball-end milling experiments, the cusp pattern was examined, and it was proved that the geometrical roughness could be regular by suggested tool path generation method.

• Journal of Powder Materials
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• v.23 no.1
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• pp.54-60
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• 2016

This study focuses on fabricating silver flake powder by a mechanical milling process and investigating the formation of flake-shaped particles during milling. The silver flake powder is fabricated by varying the mechanical milling parameters such as the amount of powder, ball size, impeller rotation speed, and milling time of the attrition ballmill. The particle size of the silver flake powder decreases with increasing amount of powder; however, it increases with increasing impeller rotation speed. The change in the particle size of the silver flake powder is analyzed based on elastic collision between the balls, taking energy loss of the balls due to the powder into consideration. The change in the particle size of the silver flake powder with mechanical milling parameters is consistent with the change in the diameter of the elastic deformation contact area of the ball, due to the collision between the balls, with milling parameters. The flake-shaped silver particles are formed at the elastic deformation contact area of the ball due to the collision.

• Proceedings of the Korean Operations and Management Science Society Conference
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• 2002.05a
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• pp.602-607
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• 2002

금형가공에서 사용되는 밀링머신의 가공시 공구와 피삭재의 접합면에서는 절삭가공의 잔유물인버(Burr)가 생성되고, 이러한 버는 작업효?ㅘ 정밀도를 감소시키며 후처리과정(Deburring)을 야기시키는 원인이 된다. 그러므로 정밀도와 작업효율을 극대화하기 위해서는 이러한 버의 생성원리를 파악함과 동시에 Exit 버 판별을 하여 최적의 가공조건을 맞추어 주어야 하는데, 이에 밀링가공을 통해 생성되는 버의 형태와 Exit 각 등을 파악, 알고리즘으로 개발하여 좀 더 효율적인 가공조건을 제시하고자 한다. 본 연구는 이제까지 개발된 실제 가공에서 사용되는 임의형상의 데이터를 통해 점, 선, 원 및 원호(Arc)에 이르는 형상을 인식하는 Exit 버 판별시스템을 소개하고자 한다. 아울러 실제 가공과 더욱 유사한 환경을 만들기 위해 단일 경로에서부터 다중경로에 이르는 복합적인 환경 구현은 물론 점과 선으로 이루어진 도형과 원(구멍)형태의 피삭재 환경을 통합, 두 가지 다른 형태의 환경이 복합적으로 존재할 경우의 Data를 인식하고 아울러 다양한 방향성을 가진 선으로 이루어진 형상에 이르기까지의 다양한 피석재 Data를 구현하고, 입력된 절삭조건을 해석하여 임의형상을 가진 다양한피삭재에서의 단일 및 다중 가공 경로 상에서 발생될 버를 해석하고 최소화 및 최적 절삭가공공정을 찾아 작업 효율성을 극대화하는 목적의 해석 알고리즘을 Windows 프로그램으로 구현하고자 한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.39 no.1
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• pp.95-103
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• 2015

This paper presents the effects of the tool shape on the geometrical characteristics of flat end-milled side walls. A tool shape is characterized by such parameters as helix angle, number of cutting edges, and diameter. The geometrical characteristics of the side walls are represented by the surface profiles in the feed and axial directions, which are orthogonal to each other. The geometrical defects in each direction are estimated based on the instantaneous apparent cutting areas, which are represented by the interference area between the tool and workpiece and that between the cutting edge and workpiece. It is confirmed that a geometrical defect in the feed direction is formed when the tool leaves the workpiece and the curvature of the tool path changes. Defects in the axial direction are also found in the side walls, except for the defect zone in the feed direction. An up-cut using an end-mill with a steeper helix angle, a greater number of cutting edges, and a smaller diameter are thus found to improve the geometrical accuracy of end-milled side walls.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.13 no.2
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• pp.133-145
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• 1996

This paper presents an indirect cutting force measuring system, which uses the current signals from the AC servo drive units of the horizontal machining center, with its applications to the adaptive regulation of the cutting forces in various milling processes and to the on-line monitoring of tool breakage. A typical model for the feed-drive control system of a horizontal machining center is developed to analyze cutting force measurement from the drive motor. The pulsating milling forces can be measured indirectly within the bandwidth of the current feedback control loop of the feed-drive system. It is shown that the indirectly measured cutting force signals can be used in the adaptive controller for cutting force regulation. The whole scheme has been embedded in the commercial machining center and a series of cutting experiments on the face cutting processes are performed. The adaptive controller reveals reliable cutting force regulating capability against the various cutting conditions. It is also shown that the tool breakage in milling can be detected within one spindle revolution by adaptively filtering the current signals. The effect of the cutter run-out has been considered for the reliable on-line detection of tool breakage.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.41 no.5
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• pp.391-399
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• 2017

This paper presents the effects of the cutting speed and feed rate on the axial shape of flat end-milled down cut side walls. Experiments were performed using the cutting speed, tool diameter, and feed per tooth as variables, and the thrust force and axial shape were measured as the experimental results. The results of this study confirmed that a smaller feed per tooth, which is proportional to the value obtained by dividing the feed rate by the cutting speed, results in a higher axial shape accuracy. In addition, the axial shape can be simplified to a form in which two straight lines having different slopes meet at a singular point. Therefore, it was concluded that the shape accuracy could easily be estimated during the operation and improved by adjusting the feed per tooth.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.325-325
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• 2008

스크린 프린팅에 의한 압전 후막은 MEMS 공정을 이용하여 마이크로 펌프, 마이크로 벨브, 마이크로 센서, 마이크로 로봇 등 여러 초소형 기계부품에 응용되고 있으며, Sol-Gel, PLD를 이용해 증착된 막 등에 비해 수십${\mu}m$의 비교적 두꺼운 막을 형성시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. 그러나 실리콘 기판을 사용하여 스크린 프린팅으로 형성된 압전 후막의 경우, 공정상 바인더를 연소시키는 과정을 거치게 되므로, 밀집된(Dense) 구조를 가지는 막을 만들기가 어렵다. 이로 인해 스크린 프린팅에 의한 후막은 전기적 특성 및 기계적 특성이 떨어지는 경향이 있다. 본 연구에서는 스크린 프린팅에 의한 압전 후막의 밀집된 구조 및 특성을 향상시키기 위해 0.01Pb$(Mg_{1/2}W_{1/2})$O3-0.41Pb$(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-0.35PbTiO_3-0.23PbZrO_3$의 powder와 Attrition 밀링 처리된 powder를 비율별로 혼합하여 입자의 크기를 변화시켜 막의 충진 밀도를 향상시켰으며, 열처리 효과를 극대화시키기 위해 RTA(Rapidly Thermal Annealing)를 통해 열처리 하였다. Attrition 밀링에 의한 파우더를 각각 비율별로 100%, 50%, 25%로 혼합하여 만든 압전 세라믹 페이스트는 P-type(100)Si Wafer sample 위에 $1{\mu}m$의 하부전극용($1100^{\circ}C$) Ag 전극을 screen print하여 소결했다. 그리고 다시 전극이 형성된 Si wafer 위에 스크린 프린팅하고, 건조 한 후 RTA로 300초 동안 열처리 한 결과 밀집된 구조를 가지는 압전 후막을 제작 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.05a
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• pp.78-79
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• 2015

PVD 공정에서 다성분으로 이루어진 나노복합 코팅을 형성하는 것은 원소들간의 합금화 문제로 인해 어렵다. 따라서 일반적으로 두 개 이상의 원소타겟 또는 멀티타겟을 이용한 PVD+PECVD 의 융합공정에 의해 제조된다. 하지만 멀티타겟을 사용한 공정은 공정의 복잡화가 뒤따르며 신뢰성이 떨어진다. 본 연구에서는 멀티타겟의 단점을 보완하기 위해 Ti-Al-X(Cr, Si, B, V) 단일 합금 타겟을 제작하여 나노복합 코팅을 형성하고자 하였다. 기계적 합금화법을 통해 합금분말을 제조하였으며, 방전플라즈마소결법으로 합금 타겟을 제작하였다. 제작된 타겟을 이용하여 스퍼터링 장치를 통해 박막을 형성 하였다. 그 결과 분말은 밀링 시간 20시간에서 정상상태에 도달하였으며, 더 이상 분말의 입자는 줄어들지 않았다. 이때 분말의 입자크기는 $5{\sim}6{\mu}m$ 이었으며 결정립의 크기는 16~20nm 이었다. 소결을 통해 99% 이상의 진밀도를 갖는 합금타겟을 제작하였으며, 이때 결정립의 크기는 매우 미세하였다. 박막의 경우 모두 30GPa 이상의 고경도 특성을 나타냈다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.3 no.1
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• pp.117-121
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• 1994

SrTiO3(100) 단결정을 3keV 아르곤이온으로 에칭하면 표면원소의 산화 상태가 환원되고 표면의 거칠기가 증가하는 것이 XPS와 SEM으로 측정되었다. 그러나 3keV의 산소이온으로 에칭하면 표면원소 의 화학적 상태도 변하지 않고 표면도 평탄한 상태로 계속 유지된다. 산소 이온에 의하여 에칭된 SrTiO3 기판상에 off-axis rf 스퍼트링 방법으로 성장된 YBa2Cu3Ox 박막이 아르곤 이온에 의하여 에칭 된 SrTiO3 기판상에 성장된 YBa2Cu3Ox 박막보다 높은 Tc,zero and Jc를 보여주었다. 이논문은 YBCO초전 도 박막의 성장과 전자공학적 활용을 위한 리토그라피 공정에서 이온밀링 공정의 조건은 매우 주의하여 선택되어야 함을 보여준다.