• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제1권1호
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• pp.13-19
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• 2013

$F{\theta}$ 렌즈는 레이저 프린터의 LSU(Laser Scanning Unit)의 중요 부품으로서 $F{\theta}$ 렌즈를 통과한 주사빔의 상 위치는 주사빔의 렌즈 입사각에 비례한다. 본 논문에서는 당사에서 개발한 A4 사이즈용 $F{\theta}$ 렌즈를 설계, 제작하고 보정하는 과정을 소개하였다. 렌즈 개발에서 광학설계는 Zemax를 사용하였고 주사빔의 주주사방향 및 부주사방향의 왜곡을 최소화 하기 위하여 렌즈면은 특수한 토릭면으로 하였다. 렌즈 금형은 1nm 의 분해능을 갖는 초정밀 가공기로 제작하였다. 렌즈 사출 후 성능을 평가하고 측정값과 설계값의 차이를 바탕으로 설계보정식을 유도하여 렌즈 금형을 수정하였다. 금형 수정 후 사출렌즈의 재측정 결과 초기 설계값에 가까운 성능을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.461-475
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• 2006

본 논문은 Ka/K 통신 대역 및 Ku 방송 대역에서 동작하는 무궁화 3호 정지 궤도 위성을 이용하여 화상 전화, 인터넷과 같은 위성 멀티미디어 및 방송 서비스를 제공하는 이동체 탑재형 안테나 시스템 설계에 관한 것이다. 앙각 방향으로 팬 빔 특성을 갖는 안테나 시스템의 방사부는 준-오프셋 이중 성형 반사판과 삼중 대역 급전기로 구성된다. 또한, 삼중 대역 급전기는 돌출 유전체 막대를 이용한 Ka/K 이중 대역 급전기 및 원형 편파기, 직교 모드 변환기 그리고 Ku 대역 원형 편파 급전 배열로 구성된다. 특히, Ka/K 이중 대역 원형 편파기는 제작이 용이한 comb 구조를 사용하여 구현되었다. Ku 대역 급전 배열은 이동시 위성을 고속으로 추적하기 위하여 전자 빔을 형성할 수 있는 $2{\times}2$ 능동 위상 배열 구조를 갖는다. 그리고, 급전 배열에서 $90^{\circ}$ 하이브리드 결합기를 이용하여 원형 편파를 생성하는 4개의 방사 소자들을 $90^{\circ}$씩 회전하여 배열함으로써 원형 편파 특성을 개선하였다. Ku 대역 전자 빔을 생성하는 4개의 빔 성형 채널은 출력에서 주 빔 채널 및 추적 빔 채널로 구분되며, 각 채널의 내부 구성 유니트들의 잡음 온도 기여도를 바탕으로 채널 잡음 온도 특성을 분석하였다. 제작된 안테나 시스템으로부터 측정된 Ka 송신 채널의 $P_{1dBc}$ 출력은 34.1 dBm 이상, K/Ku 수신 채널의 잡음 지수는 각각 2.4 dB 및 1.5 dB 이하의 전기적인 성능들을 보여주었다. 안테나 시스템은 근접 전계 측정 방법을 사용하여 삼중 대역에서의 주 편파 및 교차 편파 방사 패턴들을 측정하였다. 특히, Ku 대역의 방사 패턴 측정은 급전 배열들의 독립 여기에 의한 부분 방사 패턴들을 측정하여 각 능동 채널들의 초기 위상들을 보정한 후 이루어졌다. 안테나 시스템의 Ka/K/Ku 대역에서 측정된 안테나 이득은 각각 39.6 dBi, 37.5 dBi, 29.6 dBi 이상이었으며, 그리고 Ka 대역 송신 EIRP는 43.7 dBW 이상, K/Ku 대역 수신 감도 G/T는 각각 13.2 dB/K와 7.12 dB/K 이상의 우수한 시스템 성능들을 보여주었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1376-1380
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• 2005

In recent automotive industry, vehicle weight can be reduced by one-step forming of tailored blanks welded with two or more sheets of metal blanks. Tailored blank(TB) welding is a production method for blanks involving welding together materials of different quality, thickness, and coating, and has proved popular in fabrication automotive parts. This paper deals with the forming characteristics of mash seam welded tailored blanks. Using these forming characteristics, the bumper beam was developed using the mash seam welded tailored blank with the different thickness. We performed the forming simulation with respect to strain distribution on blank during the stamping of the bumper rail part. Based on these results, we made some stamping tryouts with selected types of blank designs to investigate the formability of tailored blank with different thickness. During the tryouts, we knew that it was important the BHF(Blank Holding Force). We obtained to reducing 10.5% weight and cost with adapting the bumper beam of automotive component using the tailored blank of mash seam welding.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.33-38
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• 2012

Sandwich composite panel with high strength steel face can reduce the weight of the automotive structural parts. Unlike the parts in aerospace application, the automotive parts are made by the forming process for mass production. The CAE simulation can predict the failures caused by forces and deformation during the forming process. Since the material properties are very important factor for the simulation, we performed the tensile test to get the material properties. The inspections by the optical microscope at each strain level show the states of the polymer resin. The material properties measured by the tensile tests are used for the input data of simulation. The simulation predicts the forming process of the bumper back beam very exactly compared with the try out results.

• 한국정밀공학회지
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• 제24권4호
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• pp.153-158
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• 2007

Recently nano imprint lithography to fabricate photonic crystal on polymer is preferred because of its simplicity and short process time and ease of precise manufacturing. But, the technique requires the precise mold as an imprinting tool for good replication. These molds are made of the silicon, nickel and quartz. But this is not desirable due to complex fabrication process, high cost. So, we describe a simple, precise and low cost method of fabricating PDMS stamp to make the photonic crystals. In order to fabricate the PDMS mold, we make the original pattern with designed hole array by finding the optimal electron beam writing condition. And then, we have tried to fabricate PDMS mold by the replica molding with ultrasonic vibration and pressure system. We have used the cleaning process to solve the detaching problem on the interface. Using these methods, we acquired the PDMS mold for photonic crystals with characteristics of a good replication. And the accuracy of replication shows below 1% in 440nm at diameter and in 610nm at lattice constant by dimensional analysis by SEM and AFM.

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권11호
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• pp.1794-1798
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• 2004

We present a fabrication method of high aspect ratio 100nm-scale nickel stamper using e-beam writing for the injection molding of optical grating patterns. Conventional nickel stamper is fabricated by nickel electroplating process which is followed by seed layer deposition. In this paper, we have used chrome coated blank mask without anti-reflection layer of CrON in order to simplified electroplating process. In experimental study, we have optimized electron-beam dosage for 100nm-scale optical grating patterns with 2.5-aspect ratio, and fabricated nickel stamper using above grating patterns as PR mold. Fabricated nickel stamper have showed height of 240$\pm$20nm and width of 116$\pm$6nm.

• 유변학
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• 제11권1호
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• pp.34-43
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• 1999

수지 이동 성형공정에서 섬유직조가 수지에 의해 함침될 때 발생하는 기공 또는 나쁜 젖음성은 최종 성형품의 물성 저하에 심각한 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 수지이동 성형공정에서의 이러한 문제점을 극복하기 위한 기초 데이터를 제공하기 위하여, 실란 커플링제를 사용한 섬유의 표면 개질이 수지의 유동특성과 수지와 섬유 사이의 젖음성 및 기공함량에 미치는 영향을 조사하였다. 빔 형태의 금형을 대상으로 에폭시 수지와 평직형태의 유리섬유를 사용하여 미시적인 유동가시화 실험 및 경화실험을 수행하였다. 섬유의 표면을 개질함으로써 수지와 섬유 사이의 동적 접촉각이 감소하고 위킹속도는 증가한 것으로 나타났으며, 이러한 결과로부터 본 연구에서 사용한 화학적 표면개질이 섬유직조의 젖음성 및 미시적 흐름 거동을 향상시킬 수 있는 중요한 요인임을 확인할 수 있었다. 또한 수지의 높은 온도와 낮은 침투 속도는 동적 접촉각을 감소시키기 위한 중요한 가공 변수임을 알 수 있었다. 그러나 섬유직조의 투과성은 표면을 개질하였을 경우 오히려 감소하였는데, 이는 젖음성의 향상으로 인하여 수지와 섬유 사이의 접촉시간의 증가에 기인하는 것으로 생각된다. 마지막으로 경화공정을 통해 제조된 시편의 기공 함량을 측정 비교한 결과, 표면개질은 수지이동 성형공정에서의 기공형성에도 중요한 변수로 작용하여, 수지와 섬유 사이의 젖음성을 향상시키고, 최종 성형품의 기공함량을 감소시킴을 확인할 수 있었다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.95-95
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• 2010

자동차 산업에서 차체를 성형하는 프레스 금형 산업은 꾸준히 증가하고 있는 자동차 생산대수와 함께 성장해가고 있으며, 자동차 산업의 국제 경쟁이 심해지고 소비자들의 요구가 다양해짐에 따라 신제품 개발주기에 발맞추어 금형의 제작에도 단납기 및 비용절감을 위한 노력과 제품의 품질 향상을 위해 신기술, 신공법이 적용되고 있다. 한편 자동차 차체를 제작하는 프레스 금형가공은 박판소재를 원하는 형상으로 제작하는 공정으로써, 프레스의 상 하 운동을 이용하여 강판을 성형한다. 이러한 금형의 형태는 곧 자동차 차체 제품의 형태를 완성하므로 제품을 성형하는 도중에 금형과 소재의 마찰에 의해 금형의 마모나 마멸이 발생하여 제품의 품질을 저하시킬 우려가 있다. 따라서 금형의 내마모성 및 수명을 향상시키기 위한 방안들 중 표면경화처리가 행해지고 있으며, 그중 공정 속도가 빠르고 국부적인 열처리가 가능한 레이저 표면처리 방법이 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 이러한 금형의 성질을 향상시키기 위해 고출력 다이오드 레이저를 이용하여 프레스 금형공정 중 드로잉(drawing) 공정에의 적용을 위한 표면경화처리를 실시하였다. 최대출력 4.0kW의 다이오드 레이저를 사용하였으며, 6축 외팔보 로봇에 열처리용 광학계를 장착하여 열처리를 실시하였다. 또한 광학계 부근에는 적외선 온도센서가 부착되어있어 열처리시 시험편의 표면온도를 실시간으로 측정할 수 있도록 구성되어져있다. 시험편은 금형재료용 구상흑연 주철인 FCD550 소재를 사용하였으며, 공정변수에 따른 열처리 특성을 파악하고, 그 경화특성을 평가하였다. 실험 결과, FCD550 소재의 표면 열처리시 레이저 출력 3.5kW, 빔 이송속도 3mm/sec에서 최적의 열처리 특성을 나타내었으며, 이때의 최고 경도는 930Hv을 나타내며 모재에 비해 경도가 3배 정도 상승하는 우수한 경화특성을 보였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권10호
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• pp.1189-1193
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• 2012

본 연구는 초소형 광학 시스템을 구현할 수 있는 설계 및 제작의 방법론을 제시하고자 한다. 초소형 광학계에서는 조명 및 결상 광학소자의 성능과 소형화가 조광면의 균질도와 결상 된 이미지의 선명도에 중요한 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 얇은 두께로 실효 광도를 배가시키기 위한 초박형의 LED 빔조형 렌즈를 설계 제작하였다. 상기 렌즈는 중앙부의 비구면렌즈와 외각의 전반사 프레넬 가장자리 부로 구성되어 있다. 설계된 LED 빔조형 렌즈(직경 4.7 mm, 두께 0.6 mm)는 다이아몬드 선삭으로 중앙 비구면부의 전반사(TIR) 가장자리가 정밀하게 가공되었으며, LED 의 빔각을 150 도에서 17.5 도로 축소 시켰다. 다른 광학소자들 마이크로 프리즘, 결상광학용 프레넬 렌즈, 광가이드는 다양한 마이크로 나노 크기의 제조공정으로 일체형으로 성형되었다. 시작품으로 제작된 초소형 광학계($6.8{\times}2.2{\times}2.5mm$)는 마이크로 패턴을 결상의 가능성을 보여주었고, 지문인식용 초소형광학계로서의 성능을 검증하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1531-1534
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• 2005

Nano pattern is being utilized to produce micro optical components, sensors, and information storage devices. In this study, a study on nano pattern fabrication using raster-scan type Focused Ion Beam (FIB) milling is introduced. Because the intensity of ion beam has Gaussian distribution, the overlapping of the Gaussian beam results in a 3D pattern, and the shape of the pattern can be adjusted by variation of FIB milling parameters, such as overlap, ion dose, and dwell time. The Gaussian shape of single beam intensity has been investigated by experiment, and 3D nano patterns with pitch of 200nm generated by FIB is demonstrated.