• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.255-255
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• 2004

일반적으로 10,000 rpm 이상의 고속, 고이송 가공이 수행되는 고속가공에서 절삭력의 급격한 증가는 치명적인 결과를 초래할 수 있다. 따라서 실제 가공에 앞서 NC code에 존재하는 에러 유무를 검출하고, 주어진 절삭 조건의 적합성을 사전에 검사하는 NC 모의 가공 시스템의 중요성이 점점 강조되고 있는 실정이다. 절삭 영역의 탐색에는 일반적으로 Z-map 방식이 사용되고 있다. Z-map 방식은 자료구조의 단순성과 완결성으로 인하여 계산속돈가 라르고 오류 발생의 가능성이 상대적으로 낮기 때문에 상용 CAM 시스템은 대부분 이 방식을 기반으로 하고 있다.(중략)

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2003.06a
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• pp.110-112
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• 2003

본 논문에서는 상용 CAD시스템을 이용하여 공구 및 인서트를 모델링하고, 절삭이론 및 유한요소법을 사용하여 인서트의 온도분포를 계산하였다. 절삭이론을 이용하여 절삭실험 없이 인서트 끝단의 온도를 계산하고, 이를 하중 조건으로 사용하여 공구의 온도분포를 얻을 수 있었다. 또한 공구 홀더 끝 부분의 여러 가지 온도 경계조건에 대하여, 공구 및 인서트의 온도분포가 계산되었다. 다양한 경계조건에 따른 인서트의 온도분포에 대한 지식은 공구설계 및 가공조건 설정시 유용하게 이용될 수 있으며 특히 어떠한 절삭실험 얼이 계산이 가능하므로 가공공정설계시 효과적으로 이용될 수 있다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.10 no.1
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• pp.126-133
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• 1993

Conventional cutting(CC) and Ultrasonic Vibration Cutting(UVC) of 20[KHz] are practised with standard lathe for fine ceramics(A1$_{2}$O$_{3}$. UVC is suggested to good cutting method for difficult-to-machine-materials and it is known to excellent cutting method to super precision cutting and elevation of productibility for general, nonferrous matals. In this research, main results to be obtained are as follows: 1. From the CC and UVC results by general lathe with sintering diamond tool, the surface roughness and roundness are improved in UVC. Also tool life is longer in UVC than CC. From the observation of machined surface, it is found that brittle fracutural material remove occured in fine ceramics cutting. 2. It is verified that the thrust force is the biggest in fine ceramics cutting, principal force is the next, and feed rate force the third and it is appear a little, on the other hand the principal force is the biggest in metal cutting, feed rate frece is the second, and thrust force is the next.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2003.10a
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• pp.81-81
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• 2003

최근 유한요소법을 이용하여 절삭가공을 해석하는 연구가 많이 발표되고 있다. 이 때 가장 문제되는 점이 피삭재에서 칩으로 분리하는 조건이다. 일반적으로 칩 분리 조건이라 일컬어지는 이 조건을 어떻게 설정할 것인가에 대해 현재까지도 많은 연구가 이루어지고 있다. 현재까지 제시된 칩 분리 판별 조건은 두 가지 유형 - 기하학적, 물리적으로 나눌 수 있다. 기하학적 칩 분리 조건은 공구 끝단과 바로 앞 요소의 거리를 기준으로 정해진 특정한 값에 도달하면 요소가 분리되는 혹은 없어지는 방법을 이용하는 것이며(Fig. 1 참조), 물리적 칩 분리 조건은 요소 내의 소성변형률 혹은 변형률 에너지 밀도함수 등의 값을 기준으로 분리시키는 방법이다. 본 연구에서는 상용 유한요소 해석 프로그램인 ANSYS를 이용하였으며 이 프로그램에서 제공하는 element birth/kill 기법을 이용하여 기하학적 판별조건에 도달하면 공구 끝단 앞의 요소가 사라지는 방법을 취하였다. Fig. 2는 절삭가공을 위한 유한요소 모델링을 나타낸다. 칩-공구 접촉 부위에 접촉요소를 사용하였으며, 피삭재의 왼쪽과 아래쪽 부위는 각각 변위구속을 하였다. 공구의 이동은 변위경계조건의 값을 변화시킴으로써 구현하였다. 절삭력을 비교함으로써 해석결과의 타당성을 검토하였으며, 피삭재 내의 응력, 변형률 분포 등을 살펴보았다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.132-132
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• 2016

기계 가공품의 정밀화, 경량화 요구로 난색재로 분류되는 비철분야 및 복합재 가공용 공구개발에 대한 수요가 급증하고 있으나, 기존 난삭재 가공 시 절삭공구의 마모가 빠르고, 상대재의 융착 불량 등이 공구 수명 감소의 주요 영향으로 보고된다. 상기문제를 해결하기 위해 절삭가공 공정 중 과다한 절삭유의 사용에 따른 가공비용, 에너지소모 증가, 환경오염 등으로 절삭유의 최소화 또는 절삭유를 사용하지 않는 표면처리기술등의 친환경 가공기술의 개발이 필요하다. 내융착 및 내마모 특성 향상을 위한 표면코팅 방법으로 수소가 포함되지 않은 고경도 비정질 카본 (ta-C)이 있으나, ta-C 코팅 막은 경도 30 - 80 GPa, 잔류응력 3 - 10 GPa 범위로 일반 경질 코팅 막 (AlTiN, TiSiCrN : 평균 3 GPa)에 비해 높고 산업적 활용이 가능한 0.5 - 1.5 um 두께 수준의 후막화가 힘들어 매우 우수한 절삭공구용 코팅 막 특성에도 불구하고 적용사례가 매우 적다. 따라서, 본 연구에서는 아크플라즈마 방식 (Filtered Cathode Vacuum Arc Plasma, FCVA)을 활용한 고경도/무수소 카본 코팅 막을 후막형태로 증착하여 비철금속가공용 절삭 공구류의 수명향상 기법을 제시하고자 한다. ta-C 코팅 막의 기초 공정개발 단계에서는 바이어스 전압, 공정시간을 달리하여 ta-C 코팅 막의 기계적 물성(경도: $50{\pm}3GPa$, 잔류응력: $6{\pm}1GPa$, 밀착력: 30N 이상 및 트라이볼로지 특성: 마찰계수 0.1 이하, 마멸량: $1.85{\times}10-14mm^3$)을 확보하여 절삭공구로의 공정실용화 적용검토를 실시하였다. ta-C 코팅 막은 (1) WC 공구 및 기존 상용품인 (2) TiAlN/TiN/WC 구조에 대해 증착을 실시하였으며 코팅 막의 두께 변화에 따른 실제 절삭환경에서의 내수명 관측을 진행하였다. 시험결과, ta-C/WC의 단일막 구조인 절삭공구의 경우, 실제 절삭환경에서 쉽게 박리가 발생하여 코팅 막으로서의 효과를 나타내지 못하였다. 이는, 기초 공정개발 단계에서의 밀착력 기준이 실제 환경과 부합하지 않는 것을 의미하며 추후 공정개선을 통해 극복하고자 한다. 반면에, 상용품인 (2) TiAlN/TiN/WC 구조의 절삭공구 대비 ta-C/TiAlN/TiN/WC 구조에서 내수명 증가는 약 2.5배 (기존 300회, 코팅 후 800회)로 증가하였으며 ta-C 코팅 막의 두께가 $0.6-0.8{\mu}m$일 때 최대치를 취한 후 감소하였다. 이를 통해, 절삭공구로의 ta-C 코팅 막 효과는 최외각 층의 두께 범위와 모재 강도보강을 할 수 있는 적절한 중간층 막 (TiN/TiAlN 층)이 혼합되어 나타난 것으로 사료되며 현재 산업계로의 적용을 위한 대량생산용 코팅장비의 개발 및 비용절감을 위한 공정개발이 진행 중이다.

• Proceedings of the Korean Operations and Management Science Society Conference
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• 2000.04a
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• pp.724-727
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• 2000

Rapid Prototyping(RP)이란 3차원 솔리드 모델을 단면화한 뒤 하나씩 적층하는 가공방식을 총칭한다. 이때 단면화하는 방법에 따라서 uniform, adaptive slicing으로 나뉘며, 입력 모델에 따라서 direct slicing과 STL을 이용한 방식으로 나뉜다. 적층 방법에 따라서는 연속된 2D 윤곽을 기반으로 적층하는 vertical layer 방식과 인접한 두 개의 2D 윤곽들을 연결하며 만들어진 3D layer를 기반으로 가공하는 sloping layer방식으로 나뉠 수 있다. 현재 상용 RP 시스템들에서는 거의 모든 경우 vertical layer 방식이 채택되어 사용되고 있다. RP와 절삭 공정, 예를 들면 CNC 밀링의 장점을 효율적으로 결합하기 위해서는 임의의 복잡한 형상을 갖는 솔리드 모델을 정밀도에 제한이 없이 제조할 수 있어야 한다. 그러나 절삭 공정은 특별한 전문적 지식들을 필요로 한다 또한 상용 RP에서 사용하는 순차적인 적층 작업으로는 가공할 수 없는 형상들이 많다. 대표적인 것으로 지지대를 필요로 하는 형상들이 있다. 이러한 형상들을 지원하기 위해서는 복잡한 3D 형상을 절삭 가능한 형식으로 분할하는 것과 적층 가능한 순서대로 공정 계획하는 것이 필요하게 된다. 본 연구에서는 SDM에서 제시된 3D 분할 방법이 솔리드 모델을 기반으로 전개되어 STL file과 같은 삼각다면체 형식으로 근사화된 모델에 적용하기 어렵다는데 착안하여 STL file에서 읽어들인 삼각 다면체 모델을 가공 가능한 3D 형상으로 분할하는 알고리즘을 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1995.10a
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• pp.31-32
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• 1995

한외여과분리의 중요한 응용분야의 하나인 oil/water 에멀젼의 분리에 대하여 연구하였다. Oil/water 에멀젼의 한외여과분리 원리를 제안하고, 상용되고 있는 하나의 절삭유를 대상으로 분리가능성을 조사하였다. 사용된 한외여과분리 모듈은 상업적으로 이용되고 있는 IRIS 3042 분리막이 장착된 평판형이었다. 한외여과 실험에서 공급압력, 공급유량, 공급에멀젼의 oil농도등을 변화시키면서 투과액의 oil농도, 투과속도등을 측정하여 분리성능을 조사하였다.

• IE interfaces
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• v.7 no.3
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• pp.113-123
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• 1994

사용자 고유의 공정설계 노하우는 설계 도면정보에서 가공정보로의 변환의 일관성 유지를 어렵게 하고 또한 그 기술획득에 많은 시간을 필요로 한다. 가공방법과 가공기계가 결정된 후, 세부 작업내용, 작업순서, 절삭공구, 절삭조건, 공수 등을 결정하는 밀링 작업계획 모듈을 공작기계 부품을 대상으로 개발하였다. 설계 도면정보를 특징형상에 따라 입력하여 최적절삭조건 모듈 및 I/MILL 상용 프로그램의 도움을 받아 작업지시서와 NC 프로그램을 출력한다. 특징형상을 중심으로 작업계획 생산정보의 입／출력 내용과 작업계획 항목을 결정하는 본 시스템 개발을 통해 생산정보 통합 기술에 대한 이해를 기대한다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2010.05a
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• pp.9-10
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• 2010

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.15 no.3
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• pp.345-356
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• 2013

Numerical simulation on rock cutting by a TBM disc cutter was carried out using SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) code. AUTODYN3D, a commercial software program based on finite element method, was used in this study. The three-dimensional geometry of a disc cutter and a rock specimen were modeled by Lagrange and SPH code respectively. The numerical simulation was carried out for Hwangdeung granite for 10 different cutting conditions. The results of the numerical simulation, i.e. the relation between cutter force and failure behavior, had a good agreement with those from LCM test. The cutter forces measured in the numerical simulation had 10% deviation from the LCM test results. Moreover, the optimum cutter spacing was almost identical with the experimental results. These results indicate that SPH code can be successfully used had applicability for simulation on rock cutting by a TBM disc cutter. However, further study on Lagrange-SPH coupled modelling would be necessary to reduce the computation time.