다단 딥드로잉 기술은 제품의 생산성 향상과 비용 절감을 위해 휴대폰 배터리 케이스 제품의 생산 공정으로 많이 사용하고 있다. 휴대폰 배터리 케이스는 용량과 강성을 목적으로 세장비가 큰 사각 컵 형상으로 제조된다. 사각 컵 형상의 다단 딥드로잉은 세장비가 크고, 복잡한 변형 형태 메커니즘으로 인한 제품의 좌우 높이 차이가 발생한다. 이로 인해 제품 조립과 표면 품질에 문제가 발생한다. 본 연구에서는 이러한 문제를 개선하기 위해 제품의 높이 차이가 최소가 되는 블랭크 형상에 대해 연구했다. 제품 좌우 높이 차이가 최소가 되는 블랭크 형상을 찾기 위해 최적 설계와 해석을 수행했다. 타원형 블랭크의 장변과 단변을 설계 변수로 설정하고, 목적 함수는 높이 차이가 최소가 되도록, 제품의 두께 감소율이 목표 범위에 도달하도록 설정했다. 또한 최종 제품 형상의 높이를 구속 조건으로 설정하였다. 그 결과 최적 설계를 통한 초기 블랭크 설계로 높이 차이가 최소가 되었으며, 원하는 공정을 지정하여 높이 차이가 최소화 되도록 수행 가능하다. 향후 개발된 자동화 프로세스로 인해 모든 각형 타입의 초기 소재 설계가 가능할 것으로 판단된다.
다공성 소재는 바이오 및 전기전자소재 등 다양한 분야에 폭넓게 응용될 수 있다. 이러한 가공소재의 제조 및 공정은 주로 유기용매의 사용에 의해 이루어지고 있으나 유기용매는 대기 방출과 같은 많은 환경성 문제를 야기시키고 있다. 이에 반하여 초임계 유체는 기능성 기공 소재의 제조를 위한 대안 용매로서 수많은 물리적, 화학적 그리고 유독성 측면에서 유용한 장점을 보여주고 있다. 본 총설에서는 초임계 유체를 이용하여 나노/마크로 크기의 미세 기공구조 설계 및 형상 제어를 위한 공정 기술과 초임계 유체 내에서의 화학적 합성 반응을 통한 다공성 소재의 제조 기술을 소개하고자 한다.
Up to now, process design of multistage profile drawing from initial round material is performed through trial-and-error based on experience of industrial experts. This means the increase in production cost and excessive time consuming. In this study, process design program was developed for multistage profile drawing from initial round material. The program was made using VisualLISP. Therefore, the program can be operated by AutoCAD program. In order to verify the effectiveness of the program, two stage profile drawing process for producing heavy duty guide rail was design by using the program. In addition FE analysis and profile drawing experiment were performed. As a result, the program can be used in order to design profile drawing process design.
열전 발전기(TEG)는 일반적으로 열 변환 효율이 높지 않다. 열전 발전기 모듈의 성능은 재료의 특성, 다리의 개수 외에도 다리의 형상에 따라 달라진다. 본 연구에서는 폐열을 효율적으로 수확할 수 있도록 열전소자의 다리 형상을 원통형, 큐브형 등 다양한 기하학적 구조로 모델링하여 전기적 특성을 수치상으로 비교하였다. 다리 형상에 따른 온도분포 및 발전량을 비교하였고 기존 Cube 모양이 가장 높게 나타났다. 냉각효과를 적용한 발전량을 비교한 결과 자연대류에서는 Cone, 강제대류에서는 Hourglass 모양이 가장 높았다. 본 연구 결과에 따르면 기하학적 구조가 열전 발전기의 효율에 영향을 미칠 수 있음을 확인하였다
본 과제에서는 point data를 사용하여 CAD에서 모델링된 프로펠러를 LOM 공정으로 제작한 후 LOM 모델을 master pattern으로 사용하여 주조까지 실행하는 작업을 실시하였다. 주조공정시 알루미늄을 소재로 사용하였으며, 주조된 프로펠러는 기능테스트에 사용할 수 있는 성능을 지니고 있다. 이 결과는 현재까지 프로펠러 제작용으로 주로 사용하던 5축 가공을 rapid prototyping과 주조방법을 통해 대처할 수 있는 가능성을 제시하고 있다. 그러나 아직 제품의 정확도가 부족하여 오차 발생원인 및 누적과정을 분석하여 정확도를 향상시키는 작업이 향후 연구과제로 남아있다. 본 연구는 현재 수행중인 국제공동과제 "동시공학 구현을 위한 형상설계 및 급속조형 기술 개발"의 일부이며 알피 코리아사와 삼성중공업의 기술적 도움으로 진행되었다.
가장 오래된 금속성형법 중의 하나인 열간 단조는 재결정온도-고상선(강재의 경우, 일반적으로는 1,200-l,28$0^{\circ}C$)의 온도로 재료를 가열하여 간단한 형상의 소재로부터 하나 또는 둘 이상의 공정을 통하여 최종제품을 생산해내는 소성가공법이며, 이것은 절삭 가공에 비하여 재료의 손실이 적으며, 생산속도가 빠르고 또한 단류선(flow line)의 방향으로 인장강도, 충격강도 등의 기계적 강도가 커야 할 필요가 있는 제품의 대량 생산에 적합한 가공법이다.
일반적인 천체 망원경의 반사경은 유리재질의 소재를 원하는 형상의 반사면으로 가공한 후 그 위에 알루미늄 코팅을 하여 사용한다. 하지만 본 연구에 사용된 망원경은 주경과 부경을 모두 알루미늄(Al-6061 T6)을 직접 가공하여 제작하였다. 알루미늄을 직접 가공하여 반사경을 만들 경우의 장점은 냉각이 필요한 기기에서 광구조물과 반사경의 열팽창 계수 차이를 신경 쓸 필요가 없으며 DTM(Diamond Turning Machine)을 이용할 수 있다는 것이다. 본 망원경은 망원경의 성능을 향상시키기 위하여 3매의 보정 렌즈를 사용한 반사굴절 망원경이며 구경은 200mm, 초점거리는 750mm, F수는 3.75이다. 주경과 부경은 각각 200 mm와 90 mm의 쌍곡면으로 설계 및 제작되었다. 본 연구에서는 DTM을 이용해 알루미늄 재질의 주경과 부경을 제작하고 이 반사경들의 측정 결과를 토대로 측정 결과와의 오차가 가장 작은 새로운 반사경 설계식을 유도하였다. 이 설계식을 이용하여 광학 설계 프로그램에서 망원경의 성능을 예측하였으며 실제 제작된 망원경을 이용하여 얻은 이미지와 비교한다.
가공이 용이한 방사능 차폐 소재, 특히 3D 프린팅이 가능한 소재는 원전용 로봇을 구현하거나 개인용 보호 장구 설계에 매우 중요하다. 본 연구에서는 FDM 방식의 3D 프린팅에 널리 사용되는 고분자 소재인 PLA와 ABS에 방사능 차폐 성능이 우수한 텅스텐 입자를 도입함으로써 3D프린팅이 가능한 방사능 차폐 소재를 구현하였다. 해당 소재는 거시적인 응집체 형성 없이 질량비 기준 텅스텐 함량을 50%까지 도입할 수 있으며, 3D 프린팅을 통해 임의의 형상을 갖는 구조체를 형성할 수 있다. 본 연구에서는 하나의 적용예로 방사능에 취약한 PCB를 보호할 수 있는 로봇 부속품을 텅스텐-고분자 복합체를 이용해 출력하고, 이들을 조립하여 실제 구동 가능한 로봇을 구현하였다.
A reliable analytic model that determines the cross sectional shape of a workpiece(material) in round-oval(or oval-round) pass sequence has been developed. the cross sectional shape of an outgoing workpiece is predicted by using the linear interpolation of the radius of curvature of an incoming workpiece and that of roll groove to the roll axis direction. The requirements we placed on the choice of the weighting function were to ensure boundary conditions specified. The validity of the analytic model has been examined by hot rod rolling experiment with the roll gap and specimen size changed. The cross sectional shape and area of a workpiece predicted by the proposed analytic model were good agreement with those obtained experimentally. It was found that the analytic model has not only simplicity and accuracy for practical usage but also save a large amount of computational time compared with finite element method.
1992년 9월 현재 전 세계적으로 운전 중(건설포함)인 액화 및 인수기지의 LNG 저장탱크는 지상식-이중벽 금속 탱크, 지상식-맴브레인 PC 탱크, 지상식-자립식 내부탱크/PC 외부탱크, 피드식-RC(Reinforced Concrete) 보강둑 탱크, 피트식-이중벽 금속탱크, 피트식-자립식 내부탱크/PC 외부탱크 및 지하식 탱크의 7가지 유형으로 나 타낼 수 있다. 또한 액화천연가스를 저장하는 내부탱크 소재에 따라 9%Ni강 및 MEMBRANE(SUS304) 형식으로 대별할 수 있다. MEMBRANE 저장탱크 형식의 핵심기술인 MEMBRANE은 -162.deg.C의 LNG에 의한 열수축팽창에 견딜 수 있도록 스테인레스강판 (SUS304)을 사용하여 기하학적으로 특이한 주름진 형상을 갖도록 설계되었으며 주름 형상에 따라 프랑스의 테크니가즈(Technigaz), 일본의 가와사끼(Kawasaki). 미쓰비시 (Mitsubishi), 이시가와지마하리마(Ishikawajima-Harima)사의 멤브레인과 세계에서 3번째로 한국가스공사 연구개발원이 개발한 링디식 멤브레인으로 구별할 수 있다. 본 해설에서는 국내의 전국 천연가스 공급사업계획 및 건설현황을 검토하고 최근 전 세계적으로 널리 사용되고 있는 액화천연가스 저장탱크의 종류를 용량별, 년도별로 분석하여 전세계의 액화천연가스 저장탱크에 관해 소개 하겠다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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