• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제35권12호
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• pp.540-551
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• 2008

오늘날 마이크로프로세서의 설계는 전력 소모 문제만이 아닌 온도 문제에서도 자유롭지 않다. 제조 공정의 미세화와 고밀도 회로 집적화가 칩의 전력 밀도를 높이게 되어 열성 현상을 발생시키기 때문이다. 이를 해결하기 위해 제안된 동적 온도 제어 기술은 냉각 비용을 줄이는 동시에 칩의 온도 신뢰성을 높인다는 장점을 가지지만, 냉각을 위해 프로세서의 성능을 희생해야 하는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 프로세서의 성능 저하를 최소화하면서 온도를 제어하기 위해 듀얼 레지스터 파일 구조를 제시한다. 온도 제어를 고려하였을 때 가장 관심을 끄는 것은 레지스터 파일 유닛이다. 특히 정수형 레지스터 파일 유닛은 그 빈번한 사용으로 인하여 프로세서 내부에서 가장 높은 온도를 가진다. 듀얼 레지스터 파일 구조는 정수형 레지스터 파일에 대한 읽기 접근을 두 개의 레지스터 파일에 대한 접근으로 분할하는데, 이는 기존 레지스터 파일이 소모하는 동적 전력을 감소시켜 열성 현상을 제거하는 효과를 가져온다. 그 결과 동적 온도 제어 기법에 의한 프로세서 성능 감소를 완화시키는데, 평균 13.35% (최대 18%)의 성능 향상을 확인할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제31권4호
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• pp.139-144
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• 2018

장섬유강화 복합재료는 기존의 연속섬유강화 복합재료에 비해 우수한 생산 효율성과 복잡한 형상의 성형성에 대해 장점을 가지고 있다. 하지만 지나치게 복잡한 복합재료 형상을 제작하거나 서로 다른 재료로 제작된 부품들을 조립/체결해야 하는 경우 다양한 접합 방법들이 필요하다. 일반적으로 LFPS(Long Fiber Prepreg Sheet)는 성형 후 탈형을 쉽게 하기 위해 LFPS안에 이형제가 포함되어 있다. 그러므로 적절한 접합 강도를 위해 접착법과 더불어 기계적인 체결이 요구된다. 본 연구에서 열성형 공정을 통해 LFPS를 경화하고 스테인레스 강 인서트를 접착하는 동시경화 접착을 위한 스테인레스 강 인서트를 제안하였다. 성형공정 동안 펼쳐지는 스테인레스 강 인서트의 날개는 접착력과 기계적인 고정(Mechanical wedging)의 효과를 유발하여 인발력에 저항할 수 있는 갈고리 역할을 한다. 복합재료에 삽입된 인서트 날개들의 펼쳐진 상태를 확인하기 위해 소각 방법을 사용하였다. 그리고 접합 강도를 정량적으로 평가하기 위해 인발시험(Pull-out test)을 수행하였다. 이러한 실험들을 통해 가장 적절한 접합 강도를 보장하는 조건을 도출하였다.

• Composites Research
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• 제16권2호
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• pp.33-40
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• 2003

본 논문은 열경화성수지 적층 복합재료의 낮은 충격 특성과 층간 분리 현상을 개선하고자 열가소성 수지 및 3차원 직조 프리폼을 사용한 복합재료 제조와 물성 특성화에 대한 것이다. 새로운 기술인 co-braiding 성형법으로 열가소성 PEEK 섬유와 탄소섬유를 혼합한 섬유를 제조하였으며. 층간 분리 억제 특성을 현저하게 향상시키기 위하여 두께방향의 섬유를 가지는 3차원 직조형 프리폼을 제조하였다. 혼합섬유로 제조된 프리폼에 열성형 공정을 적용함으로써 열가소성 복합재료를 제조하였으며. 혼합섬유의 PEEK 섬유는 용융온도에서 용융되어 탄소섬유 사이로 함침이 완벽하게 일어남을 확인하였다. 또한, APC-2/AS4 프리프레그를 사용한 준 등방 적층 복합재료를 제조하여 3차원 직조형 열가소성 복합재료의 특성과 비교하였다. 항공기 소재로서의 적용 가능성을 알아보기 위하여 open hole 인장시험, 충격시험, 및 충격 후 압축시험 등의 결과를 통하여 3차원 직조형 열가소성 복합재료는 기존의 적층 복합재료보다 우수한 내 충격성 손상허용치를 가짐을 보였다.

• Composites Research
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• 제22권4호
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• pp.20-26
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• 2009

본 연구에서는 직조섬유복합재료를 이용한 계란판 모양의 시편에 대한 드래이핑 공정과 압축 해석을 비직교성 재료 모델을 이용하여 수행하였다. 비 직교 재료 구성 모델은 Xue 등이 2003년에 발표한 것을 상용 프로그램인 LS-DYNA에서 제공하는 사용자 부프로그램 (user subroutine)을 이용하여 본 연구에 적용하였다. 비 직교 재료 구성 모델에서 빙향성은 변형 기울기 텐서를 이용하여 계산하였고, 각 단계마다 재료 물성 행렬을 갱신하였다. 비 직교 물성 모델은 바이어스 인장 실험 결과와 비교 검증을 한 후에 계란 판 성형에 적용하였다. 계란 판 해석을 위해 본 연구에서는 열 성형 공정 (드래이핑)과 압축 해석을 수행하였다. 압축 해석을 위한 유한요소 모델은 드래이핑 해석으로부터 얻은 유한요소결과를 이용하여 구축하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.83-88
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• 2020

최근 의료기관에서 친환경 재료로 제작된 방사선 차폐시트를 많이 사용하고 있다. 차폐시트는 폴리머 소재에 차폐물질을 혼입하여 열성형으로 고형적인 형태로 가공된다. 베이스는 수지 계열로 인장강도에는 한계가 있으며, 이를 위해 표면에 부직포 등의 섬유를 합포하여 사용하고 있다. 차폐시트 공정 기술은 차폐성능을 높이고자 차폐물질의 함유량을 높이면 인장강도가 급격히 떨어지는 문제점을 제시하고 있다. 이를 개선하고자 본 연구에서는 차폐시트에 섬유를 Binding하는 방식과 부직포에 소량의 차폐물질인 텅스텐을 함유하여 적층구조로 Laminating방식을 기본 폴리머 형태로 Compression molding방식 세 가지 종류의 차폐시트를 제조하여 동일한 차폐 물질량을 기준으로 차폐성능과 인장 강도를 비교 평가하였다. 세 종류 차폐시트의 비교에서 섬유 코팅 시트와 압착 방식의 시트는 차폐성능 차이는 5%정도이며, 인장강도는 65MPa에서 280MPa로 큰 차이가 나타났다. 적층구조의 차폐시트는 차폐 성능도 차이가 있었으며, 인장강도도 기준의 4배로 증가하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권7호
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• pp.771-777
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• 2014

자동차용 도어그립을 대상으로 하여 3 차원 엠보 패턴이 인쇄된 필름을 적용한 인서트성형을 구현하기 위하여 사출압축성형을 사용하였다. 진공금형을 제작하여 필름 열성형을 하였으며, 필름인서트성형을 위하여 사출압축금형을 개발하였다. 3 개의 압력센서를 설치하여 금형 캐비티압력을 측정하였으며, 다양한 압축스트로크와 토글속도에 대한 사출압축성형 실험을 수행하여, 공정조건이 캐비티 압력과 엠보 패턴의 높이에 미치는 영향을 고찰하였다. 압축스트로크 0.9mm와 느린 토글속도에서 엠보 패턴의 유지율이 높게 나타났다. 또한 엠보패턴이 최대 높이를 갖기 위한 공정조건은 캐비티 압력의 적분값이 최소가 되는 조건과 거의 동일하였다. 사출압축성형을 사용하여 엠보 패턴이 인쇄된 소프트한 촉감을 갖는 플라스틱 제품을 구현할 수 있다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제32권3호
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• pp.93-108
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• 2023

제조 분야에서 적정한 생산량을 분석하기 위해서는 제조 라인 내 레이아웃 설계, 설비 성능, 투입 작업자 수 등 변경 요인 간의 관계를 포함한 공학적 분석이 필요하다. 본 논문은 식품 제조에서 생산량 증대를 위해 기존 시나리오를 분석하여 문제점을 도출하고, 변경 요인들을 제어하여 생산량이 단계적으로 확장되는 시나리오를 고려한 시뮬레이션 방법을 제안한다. 대상 시스템은 식품 가공공장으로 생산 프로세스는 입고, 가공, 소분, 포장, 검수, 적재, 보관 공정으로 구성된다. 먼저, 대상 시스템 분석을 통해 공정 프로세스별 설비와 작업자를 실제 레이아웃 배치에 따라 모델을 설계한다. 이후 대상 시스템에서 도출한 실데이터를 기반으로 작업자의 작업시간과 설비 처리 시간 등을 모델에 반영하여 시뮬레이션 실증을 수행한다. 제안 모델의 목표는 시나리오를 확장해 가며 단계별 시나리오 간 비교 분석을 통해 생산량 증대를 위한 최적의 요인 값을 분석 및 제시하는 것이다. 이를 위해 생산량 증대에 가장 중요한 소분, 포장공정의 설비 및 작업자 모델을 확장하여 총 세 단계의 시뮬레이션 실험을 수행하였다. 시뮬레이션 실험 결과 고숙련 작업자와 열성형 포장기 설비의 배치에 따라 생산성이 달라짐을 확인하였다. 본 연구에서 제안한 시뮬레이션 방법이 실제 현업에서 목표 생산량에 적합한 요인 조합을 제시하여 최적의 의사결정을 지원할 수 있을 것으로 기대한다.

• 폴리머
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• 제27권2호
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• pp.120-128
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• 2003

불포화 폴리에스터(UPE), 비닐에스터(VE) 및 그 블렌드의 경화 거동에 미치는 촉매 반응촉진제 그리고 블렌드 조성의 영향을 시차주사열량(DSC) 분석법을 이용하여 조사하였다. 이들 수지의 DSC 열분석도는 각 변수에 크게 의존하였다. 115$^{\circ}C$에서 나타나는 작은 발열 피크는 주로 UPE/VE 블렌드를 구성하고 있는 UPE 성분에 의한 것이며, 134~138$^{\circ}C$ 사이에서 나타나는 큰 피크는 주로 VE 성분에 기인한 것이다. 또한 각 블렌드를 고온 18$0^{\circ}C$와 수십초의 빠른 경화 조건에 노출시킨 후 측정한 DSC 열분석도 결과는 고속에서 블렌드의 열성형 공정을 이해하는데 유용한 정보를 제공하여 준다. UPE에 대한 이전의 연구 결과와 유사하게, 수지 흐름시간의 측정 결과는 UPE/VE 블렌드에서도 세 영역치 경화 단계가 존재하고 있음을 제시해주었다. 즉, 유도단계, 전이단계, 거대 젤 형성단계, 경화된 UPE의 열안정성과 굴곡 특성은 UPE에 VE측 블렌딩함으로써 조성비에 따라 두드러지게 향상되었다.

• Design & Manufacturing
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• 제16권1호
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• pp.27-35
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• 2022

Thermoforming is a plastic manufacturing process that applies a force to stretch a film of heated thermoplastic material over an engineered mold to create a 3-dimensional shape. After forming, the shaped part can then be trimmed and finished to specification to meet an end-user's requirements. The process and thermoplastic materials are extremely versatile and can be utilized to manufacture parts for a very wide range of applications. In this study, based on K-BKZ nonlinear viscoelastic model, thermoforming process analysis was performed for an interior room-lamp. The predicted thickness was minimum at the corner of a molded film, and maximum at the center of the bottom. By using the Taguchi method of design of experiments, the effects of process conditions on residual stresses were investigated. The dominant factors were the liner thickness and the film heating time. As the thickness of the liner increased, the residual stress decreased. And it was found that the residual stress decreased significantly when the film heating temperature was higher than the glass transition temperature. A thermoforming mold and a trimming mold were manufactured, and the spring back was investigated through experiments. The dominant factors were film heating time, liner thickness, and lower mold temperature. As the film heating time and liner thickness increased, the spring back decreased. In addition, it was found that the spring back decreased as the lower mold temperature increased.

• Composites Research
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• 제31권6호
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• pp.421-428
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• 2018

프리프레그 압축 성형(PCM, Prepreg Compression Molding) 공정을 최적화 하기 위해서 성형 해석을 통해 공정 시 나타날 문제를 사전에 예측할 필요가 있다. 해석 정확도를 높이기 위해서는 성형 물성을 구할 때 정확한 물성 측정이 필요하다. 그러나 대부분의 연구는 프리프레그의 압축 물성을 따로 구하지 않고 인장 물성과 동일하다고 가정하여 사용하고 있다. 따라서 본 연구에서는 성형 해석의 정확성을 높이기 위해 섬유의 면내 압축 물성 실험법을 제시했으며 측정 결과, 섬유의 압축 강성은 인장 강성에 비해 약 $10^{-2}$배 낮게 측정되었다. 실제 프리프레그의 성형성을 모사하기 위해 경사면($110^{\circ}$)을 갖는 정사각형 컵 금형을 설계 및 제작하였고 이를 이용한 프리프레그 고온 압축 성형성 평가를 수행하였다. 압축 물성 영향성 확인을 위해 금형 내 취약 지점으로 예상되는 각 코너 부근에서의 전단각을 측정하였으며 동일한 위치에서의 해석 결과와 실험 데이터를 비교하였다. 비교 결과 섬유의 압축 물성이 반영된 해석 결과에서 실험값과 유사한 패턴이 관찰되었으며 면내 압축 물성 반영이 성형 해석결과의 정확도를 향상시키는 것을 확인하였다.