• Composites Research
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• 제37권4호
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• pp.275-285
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• 2024

본 논문에서는 탄소섬유 강화 열가소성 복합재(carbon fiber reinforced thermoplastic, CFRTP)의 열성형 공정에 따른 변형 예측 연구 동향을 제시한다. CFRTP의 공정 과정에서 고려되어야 하는 다양한 공정 변수를 조사하였고, 열성형 변형에 영향을 미치는 요인을 분석하였다. 아울러 CFRTP의 열성형 변형 예측을 위한 핵심 재료 거동인 결정화도와 점탄성 거동 모델을 조사하였다. 또한 재료 거동 모델을 적용한 상용 해석 소프트웨어 기반의 열성형 해석과 머신러닝을 활용한 CFRTP의 열성형 변형 예측 기법 연구 동향을 분석하였다. 이처럼 열성형 공정 변수들을 고려하고 CFRTP의 재료 거동 모델과 열성형 변형 예측 기법을 연계함으로써 정밀한 열성형 변형 예측 기술 개발을 기대할 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권5호
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• pp.505-511
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• 2016

이 연구에서는 3차원 진공 열성형 해석을 통하여 3개의 캐비티를 가지는 냉장고 내상의 진공 열성형 특성을 분석/고찰 하고자 한다. 3개의 캐비티를 가지는 냉장고 내상 금형의 3차원 모델을 이용하여 냉장고 내상 제품의 기초 성형성을 분석하였다. 고온 인장시험을 수행하여 진공 열성형 재료에 대한 물성데이터 도출과 재료 특성 분석을 하였다. 3개의 캐비티를 가지는 냉장고 내상의 열성형 공정의 세부 공정들을 설계하고 세부 공정들에 적합한 유한요소해석 모델을 개발하였다. 각 세부 공정들에 대한 3차원 유한요소해석을 수행하여 제품의 변형 형상 및 두께 분포를 분석하였다. 최종적으로 3개의 캐비티를 가지는 냉장고 내상의 성형성과 진공 열성형 특성을 고찰하였다.

• 유변학
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• 제8권3_4호
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• pp.215-225
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• 1996

평판형의 열가소성 수지를 유리전이온도 이상으로 가열한 다음 압력을 가함으로써 원하는 형상의 제품을 성형하는 열성형공정은 대상 수지가 큰 변형을 일으킬 뿐만 아니라 비선형적 거동을 보이게 된다. 따라서 수지의 변형거동 예측과 최적성형조건의 설정에 많은 어려움과 시행착오를 거치게 되는 바, 열성형 공정의 최적화를 위한 연구의 일환으로 원형 평판위 수지를 대상으로 수지의 부풀림 거동과 이에 따른 두께 분포를 예측할수 있는유한요 소법의 수치모사 알고리듬을 개발하고자 하였다. Piola-Kirchhoff 응력 텐서와 Green 변형 텐서 및 lagrangian 변형 텐서를 사용하여 평판상의 응력-변형에 대한 비선형의 에너지 수 지식을 수립하고 Newton-Raphson 반복수렴법을 이용하여 근사적으로 해석하였으며 수지의 유변학적 구성방정식으로는 neo-Hookean 모델, Mooney-Rivlin 모델 및 Ogden 모델등의 초탄성 모델을 사용하여 그결과를 비교하였다. 수치모사에는 두께가 매우 얇기 때문에 두께 방향의 응력변화를 무시할수 있는 membrane 가정을 도입한 2차원적 해석과 두께 방향의 응력 변화를 고려하는 3차원적 해석을 모두 수행하고 그 차이를 비교하였으며 3차원적 해석 의 경우에는 penalty법을 이용하여 비 압축성을 만족하였다. 일차적으로 내압을 받는 두꺼 운 원통계에 대한 수치모사 해석을 수행하고 완전해와 비교함으로써 개발된 수치모사 알고 리듬의 열성형 공정에의 적용 타당성을 검증하였으며 이를 이용하여 원형 평판의 자유부풀 림거동을 예측한 결과 Treloar 등의 실험결과와 잘 부합함을 확인하였다. 또 간단한 형상의 금형이 있는 경우와 반지름 방향으로의 온도변화에 따른 수지의 변형거동을 해석함으로써 실제 열성형 공정에서 요구되고 있는 성형품의 두께 분포를 균일하게 하기 위한 방안을 제 시하였다.

• Composites Research
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• 제29권5호
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• pp.236-242
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• 2016

본 연구에서는 유리섬유/폴리프로필렌 기반의 열가소성 복합재의 열성형 시험 평가를 위해, 성형온도에서의 인장 및 면내 전단 물성 시험을 실시하였고, 이를 비직교 구성방정식을 이용하여 정량화 하였다. 이를 통해 실험값과 잘 일치하는 고온에서의 인장 및 전단 물성값을 수식화하여 얻을 수 있었다. 열성형 시험을 위해 반구돔 시험을 실시하였고, 이형제 사용 유무 및 홀더의 무게를 달리해가며 성형품의 최종형상을 비교하였다. 그 결과 이형제를 사용하면 성형품의 대칭성이 확보되고 주름 개선 효과에 유리하다는 것을 확인하였고, 적당한 힘의 홀딩력 제어가 필수적이라는 것을 알 수 있었다. 더 나아가 비직교 구성방정식이 고려된 열성형 수치해석을 실시하여 실험 결과와 유사한 양상을 확인할 수 있었고, 홀딩력이 낮을 수록 주름이 많아지고, 마찰력이 클수록 더 많은 펀치력을 필요로 함을 확인하였다.

• 월간포장계
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• 통권15호
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• pp.76-80
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• 1994

• 월간포장계
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• 통권14호
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• pp.104-111
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• 1994

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.105-114
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• 2016

구조물에 충격하중이 작용하면, 그 구조물은 통상적으로 대변형을 동반하는 소성변형과 최종적으로 그에 따른 파단을 경험하게 된다. 본 연구에서는 사고적 극한 상태에 대한 합리적인 설계를 위해 열성형된 판과 냉간성형된 판의 재료상수를 고속인장시험에 대한 수치시현을 통해 정의하였다. 변형율이 중간 속도 이하인 경우에는 변형율 속도의 영향을 무시할 수 있다는 가정과 함께 Cower-Symond 모델과 John-Cook 모델에 포함되는 재료상수들의 유용성을 참고문헌들의 결과와 비교하여 입증하였다. 본 논문은 향후 연구 내용에 대한 언급을 포함하면서 마무리하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제32권11호
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• pp.953-960
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• 2015

The thermoforming process has been widely used to manufacture medium- and large-sized plastic parts because of the relatively low cost and high productivity, as compared with other plastic forming processes. One of current salient issues of thermoforming industries is the reduction of trial and error during the production of the thermoformed product. Hence, there is a significant increasing interest in the thermoforming analysis by the thermoforming industries. The goal of this paper is to investigate a methodology of the three-dimensional thermoforming analysis for medium- and large-sized plastic parts. There is a discussion about methodologies of thermoforming analysis, as well as material modeling, and three-dimensional finite element analysis. Furthermore, there is an examination, through case studies, about the applicability of the proposed methodology concerning the thermoforming analysis.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.2528-2533
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• 2007

Thermoforming is one of the most versatile and economical processes available for the manufacturing polymer products. The drawback of thermoforming is difficult to get uniform thickness of final products. For the distribution of thickness strongly depends on the temperature distribution of sheet, the adjustment of heater power is very important In this paper, an optimization study for getting uniform temperature distribution was carried out using dual optimization steps. At first, the steady state optimal distribution of heater power is searched by numerical optimization to get uniform temperature of sheet surface. In the second step, time-dependent optimal heater inputs have been found out to decrease the temperature difference through the direction of thickness using Rseponse Surface Method and D-optimal method. The optimization results show that the time-dependent optimal heater power distribution gives acceptable uniform sheet temperature in the field of forming temperature..

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.957-958
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• 2013