실제 복합재료 제조공정에 널리 이용되는 등방성 탄소섬유직조와 에폭시수지에 대 해서 수지의 유동을 일방향으로 근사하여 비정상상태 투과계수와 모세관압을 측정하는 실험 을 수행하였고 적층된 섬유직조의 기공율, 금형 주입압력 그리고 섬유직조의 적층수에 따른 수지유동특성을 분석하였다. 또한 금형 충전과정에 대한 유동가시화 실험을 수행하여 유동 선단과 충전시간을 측정하였다. 전체 조업압력에 미치는 모세관압의 영향을 규명하기 위해 일정 유입압력에 따른 금형충전과정에 대하여 유한요소/관할부피 방법을 이용한 수치모사를 수행하였다. 함침공정의 수지유동에서 비정상상태 투과계수는 섬유직조의 기공율에 따라 급 격히 증가하였고 에폭시수의 표면장력에 기인한 모세관압은 기공율 감소에 따라 급격히 증 가하였다. 동일한 기공율에서 섬유직조의 적층수가 증가함에 따라 투과계수와 모세관압은 모두 증가하는 경향을 보였다. 또한실험에서 측정한 모세관압을 고려하여 유동선단과 금형 충전시간을 수치모사방법으로 예측ㄷ한 결과는 유동가시화 실험에의한 결과와 잘 일치함을 보였다. 이결과로부터 낮은 압력에서 조업하는 RTM공정에서 모세관압효과는 유동선단과 금형 충전시간을 예측하는데 기여함을 알수 있다.
In order to increase the productivity of electrical parts, manufacturing processes using progressive dies have been widely used in the industry. Motor cores have been fabricated using progressive stacking die with the lamination procedure for better electro-magnetic property. For the proper design off process, a prediction of the process is required to obtain many design parameters. In this work, rigid-plastic finite element analysis is carried out in order to simulate the lamination process of the motor core. The effects of the embossing depth, the amount of deviation, and the number of stacked sheets are investigated and compared with experiments. The forming process can then be predicted successfully from the results of analyses, which enables an appropriate design to be made for the die and the process.
The technology of Laser lamination joining of silicon steel sheets has been studied in this paper. Conventional sheets lamination process does not meet the requirments for the improvement electric parts performance. In response to this, a new Laser spot joining method has been developed. This study performs the Laser spot lamination joining while synchronizing the sillicon steel sheets in the dies with the press movement. Several conclusions have been drawn in this paper. Effects of beam focus, power, atmosphere gas and press oil etc.
금속 3D 프린팅의 응용분야는 자동차, 우주항공, 의료/헬스, 전자기기, 금형 등으로 분류할 수 있다. 최근 들어 선진국을 중심으로 아크 용접기반 금속 3D 프린팅 기술의 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 3D 프린팅 기술은 CAD 설계 정보를 이용한 적층 제조방식이기 때문에 내부 형상이 아무리 복잡하여도 제작이 가능하고, 디자인이 변경되더라도 별도의 금형 제작 없이 제작이 가능하다는 장점이 있다. 와이어 아크기반 금속 3D 프린팅 기술은 차세대 생산제조 핵심기술로 발전할 전망이다. 금속 3D 프린터의 기술경쟁력 제고를 위해서 적층패턴, 와이어정밀 송급 및 적층품질 실시간 모니터링 등의 시스템 제어 기술과 대형 금속부품의 고생산성을 위한 적층가공 시스템 기술개발이 진행될 것으로 예상된다. 금속 와이어 아크를 이용한 대형 3D 프린팅 시스템의 지식재산권 확보 전략을 수립하기 위해 대형 3D 프린터 기술, 금속 와이어 3D 프린터 기술, 아크 3D 프린터 기술의 세 가지 분야에 대한 특허동향 분석을 수행하였다.
적층조형 방법의 개발로 열전도성 금형 혹은 형상적응형 냉각회로를 구비한 금형의 제작이 가능하게 되었다. 금형의 재질로 치수변화가 적은 P21 툴 스틸이 널리 사용되고 있지만, 열전도율이 낮기 때문에 냉각효율은 높지 않다. 이러한 점에서 열전달 효율을 극대화 시킬 수 있는 방법으로 P21 스틸과 구리(Cu)를 기능적으로 혼합한 기능성 경사 복합재(FGM)를 사용하는 방법이 검토되고 있다. 본 논문에서는 FGM 구조를 가지는 금형의 적층조형을 위한 예비연구로 P21-Cu 간의 1 차원 FGM 을 DMT 장비를 이용하여 제작하고, 열전달 관련 물성치를 평가하였다.
In order to increase the porductivity of electrical parts, manufacturing processes using progressive dies have been widely used in the industry. Motor cores have been fabricated using progressive stacking die with the lamination procedure for better electro-magnetic property. for the proper design of a process, a prediction of the process is required to obtain many design parameters. In this work, rigid-plastic finite element analysis is carried out in order to simulate the lamination this work, rigid-plastic finite element analysis is carried out in order to simulate the lamination process of the motor core. The effects of the embossing depth and the amount of deviation are investigated and compared with experiments. The forming process can then be predicted successfully from the results of analyses, which enables to design appropriately the die and the process.
포스코아는 1974년 설립되어 모터와 변압기용 코아, 그리고 금형을 생산하는 세계적인 선도기업으로 국내뿐 아니라 해외 사장으로 다양한 제품들을 수출하고 있다. 자동차에 쓰이는 모터코아에서부터 가전제품의 가전기기모터코아, 산업용 기계에 들어가는 산업용 모터코아 등을 생산하고 있으며 2003년 6열 회전 적층 금형개발, 2005년 하이브리드 모터 개발 참여 등을 세계적으로 인정받고 있다.
일반적으로 사출금형의 사출주기는 플라스틱 제품의 냉각 시간에 크게 좌우되는 데, 냉각회로를 적용하여 조절할 수 있다. 금형의 냉각회로는 전통적으로 기계가공을 통하여, 직선형상만을 생성할 수 있었지만, 최근 적층조형 방법의 개발로 코어 형상을 따라가는 형상적응형 냉각회로를 생성할 수 있게 되었다. 한편 금형의 다이 재질로 열저항력이 크고, 치수변화가 적은 H13 스틸이 널리 사용되고 있지만, 열전도율이 낮기 때문에 냉각효율은 높지 않다. 이러한 점에서 열전달 효율을 극대화 시킬 수 있는 방법으로 H13 스틸과 구리(Cu)를 기능적으로 혼합한 기능성 경사 복합재(FGM)를 적층조형을 이용하여 냉각회로에 적용하는 방안이 검토되고 있다. 이러한 시도로서 본 논문에서는 H13 스틸과 Cu 간의 FGM을 이용한 형상적응형 냉각회로의 모델링 방법을 제안하고자 한다.
Recently, lightweight material is attracting attention as a solution to the problem of fuel efficiency and increasing the need for development. CFRP has been attracting attention as lightweight materials for automobile because it has a high specific stiffness and specific strength compared to steel material. CFRP have a wide range of mechanical properties depending on the laminate condition. In this paper, study on the forming analysis of double-dome model was performed considering CFRP prepreg laminate condition and coefficient of friction. After forming analysis, the result has compared with wrinkling area and vertical strain of fiber to the laminated condition. And then compared with inflow of blank to the laminate condition. Through this paper, we propose the forming analysis methods of CFRP material.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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