• CDE review
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• v.2 no.1
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• pp.33-36
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• 1996

승용차 산업과 같이 정밀 부품이 요구되는 산업에 있어서 가장 기초가 되고도 중요한 것은 시작금형에 해당하는 정밀 목형 제작이라고 할 수 있다. 부품의 개발은 일반적으로 설계과정, 도면화 과정, 시제품 개발과정, 시제품 성능시험과정, 양산체제 구축과정 등의 순서를 밟는다. 이 과정 중에서 시제품 개발과정은 설계에 의해서 만들어진 제품이 실제 설계자의 의도와 일치하는지를 확인하는 과정이다. 이 과정에서 부품 간의 간섭, 치수나 형상의 확인, 기능 혹은 성능상의 문제점 등을 검토하여 양산체제시에 발생할 수 있는 문제점 등을 최대한 제거하여야 한다. 그런데 시제품 제작에 걸리는 기간이 개발과정 중에서도 비교적 큰 부분을 차지하고 있어 이의 단축이 시급한 실정이다. 현재 시제품 제작업체들 중에서 프레스 금형을 위한 판넬 수지가공에는 3D CAD/CAM을 많이 적용하고 있지만, 주물 소재용 목형제작은 대부분 숙련된 기술자의 수작업에 의존하고 있다. 따라서 개발기간 단축과 비용절감이라는 완성차 업계의 요구와는 거리가 있는 실정이다. 당사는 이미 실린더 헤드, 매니홀더, 트랜스밋션 케이스, 헤드커버, 실린드블럭 등 자동차 엔진의 핵심부품들의 목형을 3D CAD/CAM을 이용하여 생산하고 있기 때문에 이중 트랜스밋션 케이스의 목형제작 과정을 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.11a
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• pp.533-536
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• 2010

It has been manufactured the a prototype of the oxygen rich preburner which can be used for a small high performance liquid rocket engine. Based on the model designed and analyzed by KARI a series of the work was made. First, the layout was drawn and then two kinds of the test specimen were devised and manufactured for the hydraulic and pressure test respectively. It was confirmed that the details in designing and manufacturing the preburners. All of them efforts may help establish the bases to develop high performance liquid rocket engine.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2011.05b
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• pp.962-965
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• 2011

본 논문에서는 37kw이하 공용코어용 고효율 유도전동기 시제품 제작하였다. 시제품을 제작하기위해서는 전동기설계 및 해석이 필요하다. 방법으로는 전동기기본설계, 실험계획법, 등가회로법, 유한요소법 등이 있다. 이중에서 실험계획법에는 최적설계, 주요인자, 최적영역 등으로 나누어 분석할 수 있다. 설계 및 해석한 결과를 가지고 특성을 분석하고 재료비 및 효율을 비교하게 된다. 이를 바탕으로 5.5kw, 7.5kw, 11kw, 15kw 4극, 6극 공용코어용 고효율 유도전동기 시제품을 제작하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.230-230
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• 2012

제4세대 가속기용 언듈레이터 진공용기는 길이가 긴 반면에 그 단면은 매우 작고 또 정밀하게 제작되어야 한다. 이 진공용기는 알루미늄을 재료로 압출법으로 일차 모양을 만든 후에 정밀 기계가공으로 제작한다. 언듈레이터 제작을 성공적으로 수행하기 위하여서는 길이 6,000 mm에서 평탄도 0.1 mm, 두께 0.5 mm를 가지는 정밀 진공용기 제작 공정을 확보하여야 한다. 포항 가속기 연구소 진공팀에서는 이 같은 초정밀 진공용기를 제작하기 위한 정밀 압출, 초정밀 기계가공 공정을 개발하고 있으며 공정 개발용 1차 시제품을 제작하고 있다. 본 논문에서는 현재까지 수행한 공정 개발 및 그 결과를 정리하여 보고하며 앞으로의 개발 과정도 다루고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.115.1-115.1
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• 2013

4세대 방사광 가속기에 설치되는 out-vacuum 언듈레이터 진공용기는 내경 5.2 mm, 길이 5 m인 매우 얇고 긴 형태로 제작된다. 좁은 간격의 언듈레이터 진공용기를 지나는 전자의 진행을 용이하게 하기 위해서는 높은 내부 진공도와 매끄러운 내부 표면이 요구된다. 현재 시제품으로 제작된 언듈레이터 진공용기의 요구 진공도는 Pave < $5{\times}10^{-7}$ mbar이며, 내부 표면 거칠기는 Ra < 150 nm 이하이다. 언듈레이터 진공용기는 알루미늄을 압출하여 제작한 후 초정밀 기계가공으로 제작하였다. 본 논문에서는 현재까지 수행한 공정 개발 결과를 정리하여 보고하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.94-94
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• 2012

맥동관형 크라이오펌프 개발 2단계를 맞아 우성진공(유)을 중심으로 상용화 시제품 제작이 진행되고 있다. 최종 크라이오 펌프 개발품은 흡기구 직경(내경) 16.5 (14) 인치에 질소 배기속도 3,600 L/s를 목표로 하고 있다. 상용품 완성 전에 거쳐야 할 필수적인 시험과정으로 시제품의 공정대응성 현장평가를 위해 KAIST 나노팹에 개발품을 투입하는 프로그램이 계획되어 있어서 공정장치에 장착할 수 있도록 10인치 크라이오 펌프 제작이 추가로 진행되고 있다. 개발품의 성능확인은 우선 몬테카를로 계산을 통해 배기속도를 예측하고 구조설계를 최적화했으며 이를 바탕으로 가공 조립된 크라이오펌프 시제품의 성능을 표준화된 장치에서 표준화된 절차를 통해 평가하여 설계 목표값과 비교했다. 한편 개발품의 성능 수준을 상대적으로 규정하기 위해 기존 상용품들을 같은 방식을 따라 평가하여 성능을 서로 비교하는 작업을 수행했다. 10인치 모델로는 국산 Genesis HPM200, CTI-8 수직형 및 수평형 GM 크라이오 펌프를 성능 시험했으며 16.5인치 개발품의 유사모델로 CTI-12 GM 크라이오 펌프를 시험해서 비교했다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.11a
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• pp.62-65
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• 2011

액체로켓엔진용 극저온 산화제 고압 배관 기술 개발을 위해 시제품을 제작하였다. 기술 개발 시제품은 체결용 플랜지, 직관, 곡관, 벨로우즈, 분기구로 구성하였다. 액체로켓엔진용 극저온 산화제 고압 배관은 터보펌프에서 토출된 고압의 극저온 산화제를 연소기로 공급하는 경로이므로 극저온, 고압의 작동환경에서 구조적 안정성을 가져야 한다. 따라서 본 제작공정 개발에서는 극저온을 고려한 구조해석을 수행하여 적합한 소재를 선정하였으며, 공정개발과 특수공정을 적용하여 시제품을 제작한 후 구조강도 시험을 수행하였다. 본 개발을 통해 액체로켓엔진에 적용되는 극저온 산화재 고압배관을 위한 기술적 기반과 소재 응용기술, 향후 고성능 대형 액체로켓엔진에 적용하기 위한 공정개발을 완료하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.248-248
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• 2013

저소음, 저진동이 장점인 맥동관형 냉동기 및 이를 이용한 크라이오 펌프를 국산화하는 연구개발사업이 상당히 진전되어 첫 번째 시제품을 완성했다. 3개월 여에 걸쳐 냉동기 냉동능력, 진동 및 펌프 냉각시간을 포함해서 질소, 수소 또는 알고에 대한 펌프 배기속도, 배기용량, 최대유량, 교차값, 알곤회복시간 등 규격, 비규격을 통틀어 모든 평가항목을 망라하는 펌프 배기 성능시험을 완료했다. 성능평가결과에 나타난 시제품의 장단점을 분석하여 보완 및 개선점을 찾고 이를 완제품 제작에 반영하려고 한다. 내경 14인치인 크라이오 펌프 시제품의 질소 배기속도는 목표치를 30% 정도 상화하여 4,600 L/s가 나왔고 배기용량은 약 45만 $mbar{\cdot}L$에 달했으며 교차값은 2,200 $mbar{\cdot}L$로 측정되었다. $5{\times}10^{-8}$ mbar 기준 알곤 회복시간은 2분 정도로 5분 이내라는 기준을 만족했다. 한편 20 K까지 펌프 냉각시간이 135분이므로 15분 이상 단축이 필요한데 이는 열차폐 특히 배플의 열적설계를 개선함으로써해결하려고 한다. 그리고 수소에 대한 배기성능 개선을 위해 활성탄 어레이의 제작공정을 표준화할 필요가 있다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.35 no.9
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• pp.1137-1143
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• 2011

The IHX (intermediate heat exchanger) of a VHTR (very high-temperature reactor) is a core component that transfers the high heat generated by the VHTR at $950^{\circ}C$ to a hydrogen production plant. Korea Atomic Energy Research Institute manufactured a small-scale prototype of a PCHE (printed circuit heat exchanger) that was being considered as a candidate for the IHX. In this study, as a part of high-temperature structural integrity evaluation of the small-scale PCHE prototype, we carried out high-temperature structural analysis modeling and macroscopic thermal and elastic structural analysis for the small-scale PCHE prototype under small-scale gas-loop test conditions. The modeling and analysis were performed as a precedent study prior to the performance test in the small-scale gas loop. The results obtained in this study will be compared with the test results for the small-scale PCHE. Moreover, these results will be used in the design of a medium-scale PCHE prototype.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.608-612
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• 2009

Technology demonstration models(TDM) of a 75-$ton_f$ liquid rocket engine(LRE) thrust chamber were manufactured on the basis of development technologies of 30-$ton_f$ LRE. It was confirmed that some machining and welding technologies which were aimed to be verified through the manufacturing of demonstration models could be applied to the thrust chamber 75-$ton_f$-class. New designed mixing head part was manufactured by means of new process. The manufacturing process and technologies established through TDM's will improve the reliability of manufacturing process of large LRE thrust chamber.