• 대한기계학회논문집A
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• 제24권1호
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• pp.1-6
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• 2000

As dies and molds have become more and more complicated in the recent years, the demand for lower cost and shorter production time is also growing stronger. Rapid prototyping and Tooling technologies are expected to be used for more rapid and lower cost tool fabrication. However the rapid tooling methods have not yet reached the level of application to the manufacturing of metallic dies and molds which require high dimensional accuracy. As the rapid tooling technology, there are the slurry casting, the powder casting, the direct laser sintering, and so on. Generally, in the slurry casting, the alumina powder and the water soluble phenol were mainly used. However, the mechanical properties of the phenol were not good enough to apply to molds directly. In this study, pure epoxy and two types of aluminium powder reinforced resin are applied to the slurry casting. The mechanical and thermal properties are better than phenol because the epoxy is the thermosetting resin. And mechanical characteristics such as shrinkage rate, hardness, surface roughness are measured for the sake of comparison. Metal powder reinforced resin molds are better than the resin tool form the viewpoint of shrinkage rate and hardness. Finally, it has been shown that the application possibility of this process is high, because the manufacturing time and cost savings are significant.

• 한국정밀공학회지
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• 제15권8호
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• pp.39-45
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• 1998

In the previous study. the powder casting was attempted as the rapid tooling. The powder casting was the process to cast dry powder into the casting mold transferred from R/P model and infiltrate the liquid binder to solidify the powder. And then, the melted copper was infiltrated to control the shrinkage rate of the final mold Conseqently, the shrinkage rate was under 0.1% through that process. The mechanical characteristic was also excellent. Generally, in the slurry casting, the alumina powder and the water soluble phenol were mainly used. However, the mechanical property of the phenol was not good enough to apply to molds directly. In this study, aluminium powder filled with epoxy is applicated to the slurry casting to solve these problems. The mechanical and thermal properties are better than phenol because the epoxy is the thermosetting resin. We achieved a successful result that the shrinkage rate is shortened about 0.047%. Futhermore, the manufacturing time and cost savings are significant. Finally, we assume that the developing possibility of this process is very optimistic.

• 한국주조공학회지
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• 제41권3호
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• pp.235-240
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• 2021

진공 가스분사법으로 제조된 Fe₇₅B₁₃P₅Nb₂Hf₁C₄ 합금의 응고중 액상의 크기와 이에 따른 냉각속도의 변화가 정출상의 형성에 미치는 영향에 대한 고찰을 하였다. 고온 액상에서 동일한 조건으로 응고된 서로 다른 크기의 액상이 구형의 분말형태로 응고될 때 크기에 따른 임계냉각속도의 차이를 계산하였으며, 액상의 평균 반지름이 3배정도 크기 차이가 날 경우 고상으로 변태할 때 임계냉각속도가 13.5배까지 차이가 나는 것을 알 수 있었다. 이러한 임계냉각 속도의 차이에 따른 정출상의 형성과 정출상의 형태와 크기에 따른 탄화물의 형성 거동을 조사하여 열역학 계산으로 예측된 결과와 비교 분석하였으며, 분말입자의 크기가 20~45 마이크론일 경우 Hf과 Nb이 포함된 MC타입의 탄화물이 초정으로 형성 되는 것을 알 수 있었으며 이때 Hf과 Nb의 비율은 합금의 조성 및 냉각속도에 따라 변화됨을 관찰 할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.502-502
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• 2011

기존 연구에서는 단일 타겟으로부터 증착된 코팅층 내에 다상으로 이루어진 나노 복합구조를 형성하기 위하여, 나노 합금분말을 방전플라즈마 소결법 등으로 급속 소결하여 타겟을 제조하는 방법이 고려되어 왔다. 반면, 비정질 재료가 우수한 비정질 형성능을 가지는 경우 주조 방법에 의해서도 타겟 제조가 가능하며, 특히 최근 들어 금속 비정질 합금에서 합금의 주요 구성 원소들이 양의 혼합열을 가지는 경우, 액상 또는 과냉각 액상에서 상분리 현상이 발생한다는 것이 밝혀졌다. 이러한 사실에 기초하면, 우수한 비정질 형성능을 가지는 합금 시스템에 합금 구성 원소와 양의 혼합열 관계를 갖는 원소를 첨가함으로써, 비정질 기지 내에 화학적 불균일성을 유도하여 다상으로 이루어진 복합 구조를 형성시키는 것이 가능하다. 본 연구에서는 이러한 합금 설계법을 이용하여, 비정질 기지 내에 존재할 수 있는 불균일성 정도를 합금 조성과 주조 조건의 변화를 통하여 나노 크기에서 원자 크기까지 조절하고, 이에 따른 재료 특성과의 상관관계를 밝히고자 하였다. 이를 위하여 우수한 비정질 형성능을 가지는 Cu-(Zr, Hf)-Al 벌크 비정질 합금계에서 (Zr, Hf)과 (Y, Gd)간의 양의 혼합열 관계에 주목하여 Cu-(Zr, Hf)-(Y, Gd)-Al 벌크 비정질 형성 합금계를 설계하였으며, 이 합금계 내에서 조성과 냉각속도의 조절에 따라 나타나는 불균일성의 정도와 특성변화의 영향을 체계적으로 고찰하였다. 결과로서, Cu-(Zr, Hf)-Al 합금계에서 (Zr, Hf)을 (Y, Gd)으로 15 at.% 이상 치환한 경우, Cu-(Zr, Hf)-rich 와 Cu-(Y, Gd)-rich 비정질상으로 이상분리가 일어났으며, 이렇게 생성된 비정질-비정질 복합재는 응력 하에서 소성 변형을 거의 보이지 않았다. 반면, 5 at.% 이하로 (Zr, Hf)을 (Y, Gd)으로 치환한 경우에는 비정질 기지에 SAXS 혹은 WAXS로 확인 가능한 원자 크기의 불균일성이 나타났으며, 이 경우 비정질 합금의 점성 유동의 변화를 통해 합금의 연신 특성이 향상되었다. 특히, 본 연구에서는 비정질 기지내 불균일 제어를 통한 기계적 특성 향상을 위해서 조성 제어뿐 아니라 동역학적인 요소를 고려한 냉각속도 조절을 통한 원자단위 불균일성의 최적화가 필요함을 규명하였다. 이러한 연구 결과는 분말화 및 소결 과정을 배제하고 제조된 단일 타겟을 통해 코팅층에 다수의 합금원소를 혼합하고 나노/원자 스케일의 복합구조 형성 및 고집적화가 가능한, 타겟 모물질 설계의 새로운 방향을 제시함으로써 다기능성 복합소재 코팅층의 연구에 크게 기여할 것으로 사료된다.

• 한국정밀공학회지
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• 제16권6호
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• pp.36-44
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• 1999

The rapid Tooling technique is classified into two methods: one to directly utilize the model which was made by rapid prototyping technologies for dies, and the other to make a transferred type using the model as a master model and create dies and molds using it. In this study, the Al powder filled resin was made several mixed ratios and meshes sizes, and applied to slurry casting. And, variation of mechanical characteristics such as the shrinkage rate, the tensile strength, the elongation, the hardness, and surface roughness, are measured to compare. Consequently, as higher is the powder mixed ration and as smaller is the grain size of the power, the mechanical characteristics of the final mold are improved. Finally, the metal short fiber which can be fabricated easily and cheaply, if the self-excited vibration of an elastic tool, was also applied to slurry casting. It has been found tat the hardness gets higher, while the shrinkage rate lower, if mixed with short fiber.