• 대한기계학회논문집B
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• 제32권11호
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• pp.832-840
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• 2008

Ablation occurs at irradiance beyond $10^9\;W/cm^2$ with nanosecond and short laser pulses focused onto any materials. Phenomenologically, the surface temperature is instantaneously heated past its vaporization temperature. Before the surface layer is able to vaporize, underlying material will reach its vaporization temperature. Temperature and pressure of the underlying material are raised beyond their critical values, causing the surface to explode. The pressure over the irradiated surface from the recoil of vaporized material can be as high as $10^5\;MPa$. The interaction of high power nanosecond laser with a thin metal in air has been investigated. The nanosecond pulse laser beam in atmosphere generates intensive explosions of the materials. The explosive ejection of materials make the surrounding gas compressed, which form a shock wave that travels at several thousand meters per second. To understand the laser ablation mechanism including the heating and ionization of the metal after lasing, the temporal evolution of shock waves is captured on an ICCD camera through laser flash shadowgraphy. The expansion of shock wave in atmosphere was found to agree with the Sedov's self-similar spherical blast wave solution.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권12호
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• pp.1301-1307
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• 2011

슬관절 소작용 완드(Electrosurgical Knee Wand, EKW)는 고주파 소작법으로 슬관절 인대, 조직 등의 응고, 삭마, 절제, 등에 적용된다. EKW와 radiofrequency를 이용한 조직응고, 삭마 등의 슬관절 수술에서 수술안전성, 편의성 및 성공률을 극대화하기 위해서는 병변에 매우 정확하고 안전하게 EKW가 선택적 접근을 할 수 있도록 유도하는 탁월한 방향조종제어능이 핵심기술이다. 따라서 본 연구에서는 대퇴경골부 제한적인 공간에서 가장 적합한 수술용 의료기기 액추에이터로 판단되는 형상기억합금(SMA) 와이어를 이용하여 형상기억효과를 극대화 할 수 있는 SMA 인장스프링 모델을 제작하여 실험을 수행하였다. 또한 SMA의 열전기적 특성 및 전류변화에 따른 온도특성에 대한 연구를 수행하고 SMA 인장스프링의 설계조건에 따른 회복력 및 행정거리의 관계를 평가하였다. 그 결과, SMA 인장스프링의 직경이 작아질수록 최대온도는 증가하였다. 전류인가 15초의 경우는 전류량 증가와 힘의 증가가 비례한 반면, 전류인가 30초는 매우 불안정한 결과가 나타났다. 반면, 전류량 증가와 행정거리(TS) 증가 관계는 전류인가 15초일 때가 전류인가 30초일 때보다 더 안정적인 결과가 나타났다.