• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.166-166
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• 2011

연료전지 핵심 부품 가운데 하나인 분리판(Bipolar plate)는 막전극체(MEA), 기체확산층(GDL)과 함께 발생한 전류의 수집 및 전달, 반응 가스의 수송, 반응/생성물의 수송 및 제거, 반응열 제거 등을 위한 냉각수 전달 등의 다양한 역할을 담당한다. 이러한 역할을 위하여 분리판은 우수한 전기전도성, 열전도성, 화학적 안정성이 요구되어 진다. 기존의 연료전지용 분리판은 흑연계 소재 및 수지와 흑연을 혼합한 복합 흑연 재료를 통해 제조하여 요구 되어지는 물성을 만족시켜 왔으나 흑연계 분리판의 경우 강도 및 가스 밀폐성 측면에서 낮은 특성을 보이며 특히 고가의 제조 공정 비용과 낮은 양산성으로 인하여 자동차 연료전지 상용화에 수많은 해결 과제를 안고 있었다. 흑연계 분리판의 이러한 문제점을 대체하기 위한 연구로 최근 금속계 분리판의 적용 및 개발이 활발하게 진행되고 있다. 특히 금속계 분리판은 양산 제조 공정이 적용 가능하여 대량생산이 가능하며 자동차 연료전지 스택의 경량화 및 박판화가 가능하다는 장점을 가지고 있다. 그러나, 박판의 스테인리스강을 소재로 적용한 금속분리판의 양산을 위하여 반드시 선행되어야 할 연구가 바로 금형 코팅 연구이다. 일반 자동차 생산 금형을 평균 약 50만타로 예측한다면 연료전지 금속계 분리판 성형 금형의 현재 수명은 약 10만타로 추정 가능하다. 이러한 원인은 고하중의 프레스 사용과 정밀 금형으로 인한 극한 공정 조건으로 야기된 결과이며 문제 해결을 위하여 성형 금형에 PVD 코팅 적용 연구를 진행하였다. 성형 금형의 PVD 코팅 적용을 통하여 금형 교체 주기 감소를 통한 생산 원가 절감 및 이형성 개선을 통한 성형성 확보를 목표로 본 연구를 진행하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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• 1998.06b
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• pp.19-27
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• 1998

박판금속성형공정을 통하여 컴퓨터를 이용한 계산방법으로 효율적이고 정확하게 해석할 수 있는 박판성형해석시스템인 SAIT_STAMP를 개발하였다. 또한 이를 현업문제에 적용하여 금형의 개발기간과 비용을 줄이고 성형품 품질저하 문제들을 해결하는데 이용하였다. SAIT_STAMP 는 성형해석, 성형후해석 프로그램과 전·후 처리기로 구성이 되어있다. 금형과 재료의 접촉 및 마찰을 고려한 새로운 접촉처리방법을 성형해석에 적용하여 해석속도와 해석정확도를 향상하였고 다단계성형 및 유압성형 등 박판성형에 필요한 대부분의 기능을 개발하여 적용하였다. 성형후해석은 성형해석의 결과를 토대로 스프링백해석을 수행한다. Visual C++을 사용하여 개발된 전·후 처리기는 window 95N/T 환경의 PC에서 수행된다. 개발된 프로그램을 이용하여 현업 문제에 적용 해석하였으며 상용S/W 대비 우수한 결과를 얻었다. 현재 삼성내 9개 관계사에서 설치되어 사용중이며 프로그램의 대외신뢰성확보를 위해 대학과 비경쟁업체에 프로그램을 설치하여 프로그램을 설치하여 프로그램의 시험과 성능향상을 하고 있다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1995.04b
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• pp.192-197
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• 1995

소재의 손실을 최소한 줄이면서 원하는 형상의 제품을 가공하는 가장 기본적인 금속 가공 방법은 금형을 이용하는 금속 성형(metal forming)이다. 본 논문에서는 준정적 금속 성형 문제 해석 에대한 외연적 시간 적분 유한 요소법의 적용성을 평가 하기 위하여 변형모드가 복잡한 박판튜브 (thin-walled tube)의 좌굴문제를 해석하여 변형과정이 이론 및 실험결과와 비교적 잘 일치하는지 살펴보기로 한다. 또한 준정적 금속 성형 문제 해석에 외연적 시간 적분 유한 요소법을 사용할 때 계산 시간을 줄이기 위하여 많이 사용되는 가압속도 조절법(loading velocity control technique) 의 타당성을 평가하기 위하여 박판 튜브와 중실 실린더(solid cylinder)의 변형 속도에 따른 변형 모드의 변화를 비교 관찰하여 기하학적 형상에따른 가압속도 조절법의 적용 가능 여부를 분석하여 보겠다.

• Composites Research
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• v.16 no.3
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• pp.68-74
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• 2003

In this paper, intermetallic/metal laminated composites have been successfully produced that utilizes SHS reactions between Ni and Al elemental metal foils. The reaction between Ni and Al started from the nucleation and growth of NiA1$_3$ and was followed by the diffusional growth of Ni$_2$A1$_3$ between Ni and NiA1$_3$. The SHS reaction was thermodynamically analyzed through the final volume fraction of the non-reacted Al related with the initial thickness ratio of Ni:Al and prior heat treatment. Thermally aging these 1aminates resulted in formation of a functionally gradient series of intermetallic phases. Microstructure showed that the intermetallic volume percent was 82, 59.5, 40% in the 1:1, 2:1, 4:1 thickness ratio specimen. Main phases of the intermetallic were NiAl and Ni$_3$Al having higher strength at room and high temperatures.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.20-20
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• 2009

저항 점 용접은 1930년대에 Thomson에 의해 방법이 제안된 이후로 자동차, 전자, 항공기, 철도산업등에서 박판 금속(sheet metal)의 접합에 가장 널리 사용되고 있는 공정이다. 특히 자동차 차체와 같이 대부분 박판으로 구성되는 구조물에서는 저항 점 용접의 사용 범위가 매우 넓기 때문에 자동차 산업에서는 가장 기본적인 근본 기술 중의 하나로 인식되고 있다. 보통 자동차 한대를 생산하는데 소요되는 저항 점 용접 타점은 3000~4000개 정도로 자동차 차체 용접 공정의 대부분을 차지하고 있다. 또한 로봇과 연동된 자동화 공정으로 적용되고 있다. 최근의 자동차 차체를 구성하는 금속 재료가 자동차의 경량화, 친화경 소재의 사용자의 요구로 인해 새로운 강판이 사용된다. 자동차의 연비 향상을 위해서 다른 방법보다 자동차의 무게를 감소시키는 것이 가장 효율적이고, 쉽기 때문에 고장력 강판의 사용이 급속하게 증가하고 있다. 뿐만 아니라 차제의 부식성, 내마모성 향상을 위해 도금 처리된 강판의 사용도 활발하게 이루어지고 있다. 최근에 도장 공정 감소를 위해 도금 처리위에 도료 착색을 용이하게 하는 도료의 일부를 금속 표면에 처리된 강판의 개발도 진행되는 등 금속 소재의 변화가 다양하게 진행되고 있다. 이러한 새로운 강종은 기존의 AC 용접이나 DC 용접으로는 용접성 확보에 어려움을 가지고 있어, 새로운 저항 점 용접 공정의 연구 개발이 필요하다. 본 연구에서는 저항 점 용접 공정의 개선을 위해서 인버터 저항 점 용접기에서 용접 공정 중 전류를 제어하기 위한 효율적인 제어기 개발 방법과 개발된 제어기를 바탕으로 용접 중에 용접부의 품질을 예측하여, 용접 전류 및 가압력을 실시간 제어하여 안정적인 용접부의 품질을 갖질 수 있는 지능형 저항 점 용접기의 적응 제어기를 개발하는데 있다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.20 no.6
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• pp.1810-1818
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• 1996

A new finite elemetn approach is introduced for direct prediction of bland shapes and strain distributions from desired final shapes in sheet metal forming. The approach deals with the geometric compatibility of finite elements, plastic deformation theory, minimization of plastic work with constraints, and a proper initial guess. The algorithm developed is applied to cylindrical cup drawing, square cup drawing, and fron fender forming to confirm its validity by demonstratin reasonable accurate numerical results of each problems. Rapid calculation with this algorithm enables easy determination of various process variables for design of sheet metal forming process.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.26 no.11
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• pp.2262-2269
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• 2002

Process optimization is carried out to determine process parameters which satisfy the given design requirement and constraint conditions in sheet metal forming processes. Sensitivity -based-approach is utilized for the optimum searching of process parameters in sheet metal forming precesses. The scheme incorporates an elasto-plastic finite element method with shell elements . Sensitivities of state variables are calculated from the direct differentiation of the governing equation for the finite element analysis. The algorithm developed is applied to design of the variablc blank holding force in deep drawing processes. Results show that determination of process parameters is well performed to control the major strain for preventing fracture by tearing or to decrease the amount of springback for improving the shape accuracy. Results demonstrate that design of process parameters with the present approach is applicable to real sheet metal forming processes.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2003.06a
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• pp.42-45
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• 2003

The purpose of this study is the development or the extensive Rapid Prototyping Technique. which can resolve the long-term manufacturing process, shrinkage and deformation occurring rapid prototyping technique. To begin with. the various specimens for tensile were manufactured on the basis of this modeling technology. Then, many kinds of the laminate pieces for the test were made by using the sheet metals lmm and 1.5mm thickness which is composed of the same ingredient. The tensile specimen were manufactured by changing the process variables, Such as electric current, pressure and resistance welding time for the Rapid Prototyping with metal sheet. And then by using the Taguchi method. The interrelation between the specimen and mechanical properties were determined and the system for the optimum process variable organized.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.11a
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• pp.47.1-47.1
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• 2009

최근 환경과 에너지에 대한 관심이 증대됨에 따라 차체의 경량화를 위한 고합금계 알루미늄 합금의 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 5000계 알루미늄 합금은 비중이 낮을 뿐만 아니라 Mg의 첨가에 의해 높은 강도 및 성형성을 얻을 수 있기 때문에 자동차용 판재로 많은 주목을 받고 있다. 현재 사용되는 대부분의 알루미늄 합금판재는 DC주조법과 추가적인 압연공정으로 제조되기 때문에 경제성 문제와 낮은 냉각속도로 인한 금속학적인 문제를 갖는다. 그러나 DC주조법과는 달리 쌍롤 박판주조법은 용탕으로부터 직접 판재를 제조하기 때문에 경제적이며 효율적인 주조공정이다. 또한 냉각속도가 빠르기 때문에 비교적 주조편석이 적고 전반적인 미세조직이 균일하여 고합금계 알루미늄 합금 판재제조에 매우 유용하게 응용될 수 있다. 본 연구에서는 쌍롤 박판주조법으로 고합금계 알루미늄 합금 판재를제조하고, 제조된 합금의 열간압연 및 열처리 조건에 따른 기계적 특성을 비교 및 평가하였다. 또한 미세조직 및 집합조직을 분석함으로써 고합금계 알루미늄 합금 판재의 실용화 가능성을 평가하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.11a
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• pp.367-369
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• 2009

플렉서블 태양전지용 연성기판재에는 플라스틱재와 금속재가 있다. 기존의 연성기판인 플라스틱의 경우 열과, 내구성, 화학약품에 약하다는 단점이 있으며, 금속기판은 높은 생산원가, 박판화의 어려움 등의 문제를 안고 있다. 일반적으로 기판재와 cell을 구성하는 반도체 층의 열팽창 거동 차이에 의한 열 변형이 태양전지의 공정안정성에 영향을 주는 것으로 알려져 있으며, cell을 구성하는 반도체 층과 열팽창 거동이 유사한 금속기판재의 적용이 필요하다. Si 박막 태양전지의 경우 Si 열팽창 거동과 비슷한 특성을 갖는 기판재의 개발이 필요하다. 전주법을 적용하여 조성이 다른 Ni계 합금의 열팽창 거동을 TMA 장비를 사용하여 측정하였다. 그리고 전산해석 Tool을 활용하여 가상의 Si 박막 태양전지 제조공정을 설정하고 고온 공정온도에서 상온으로 냉각시 발생되는 층간 열변형 연구를 수행하였고 열팽창 거동이 다른 합금 상에 Si층을 증착하여 열 충격에 의한 결함 발생여부를 관찰하였다.