• Journal of Welding and Joining
• /
• v.5 no.1
• /
• pp.23-33
• /
• 1987

Plasma arc cutting is a fusion cutting process in which a gas constricted arc is employed to produce high temperature, high velocity jet at the workpiece. Even though the plasma arc cutting has been wid¬ely used in the industry, very little work has been done on the analysis of the process. In this paper, the kerf width was numerically analyzed by soving the temperature distribution in base metal under consideration of the latent heat effect. In modelling the heat flow problem, the heat intensity of the plasma arc was assumed to have a Gaussion distribution in the transverse direction and expone¬ntially decreasing in the thickness direction. The thermal efficiency and the heat input ratio of the top surface were experimentally deterimned for various thickness and cutting conditions, and used in numerical calculation of the kerf width. The experimental results were in eonsiderabely good agreement with the theoretically predicted kerf width.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
• /
• v.12 no.10
• /
• pp.130-137
• /
• 1995

With the rapid growth of the die and mold, the new die making method has been developed. Especially, the laser is very useful, because it has a very fast cutting speed and is possible to manufacture complicated geometry. The quality of the laser cut is to be evaluated with respect to some characteristic quality parameters such as kerf width geometry, roughness and heat affected zone. This paper describes the laser cut characteristic(heat-affected zone) of the alloy tool steels(STD11) and the prediction of the kerf width genmetry by the FEM. On using the oxidation heat and laser beam, the prediction of kerf geometry is more accurate than that only by the laser beam. After laser cutting, the heat-affected zone is generated on the cutting cross section. The magnitude of hardness on the cutting cross section was similar to that of the heat treatment. It was possible to predict heat-affected zone by using the FEM program.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
• /
• 1993.04b
• /
• pp.23-27
• /
• 1993

스테인리스강은 내식성, 내열성, 내산화성이 좋으므로 화학산업, 의학용기, 고정밀 산업 등에서 많이 사용되고 있다. 스테인리스강은 열전도율이 낮고 용융물의 점성이 크고 가공경화가 심하기 때문에 인코넬 티탄합금 등과 함께 난삭재로 알려져 있다. 스테인리스강의 고합금강을 사용한 기계가공은 공구의 마모가 심하게 일어나므로 가 공이 어렵다. 화염절단(Flame dutting)도 합금물의 버닝(burning)현상을 막는 성질 때문에 잘쓰이지 않고 플라 즈마-아크(plasma-arc) 절단은 수중에서 이루어질 경우 절단끝이 산화되지 않는 좋은 절단면을 얻을 수 있으나 수중에서 사용해야 하는 어려움이 있다. 레이저를 이용한 가공은 절단폭이 작아 재료의 손실이 적으며 복잡한 형상의 절단도쉽고 공구의손실이 없는등 많은 장점이 있어서 사용이 증가하고 있다. 본 연구에서는 스테인리스 강의 절단메커니즘에대한 이해를 돕기 위해 절단가공에 큰 영향을 끼치는 레이저 출력, 절단속도, 절단가스의 압력, 재질, 절단두께를 절단변수로채택하여 절단을 수행하였다. 절단결과를 비교 검토하여 절단변수가 절단에 미치는 영향을 분석하였고 최적의 절단을 얻는 가공조건을 제시하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.10 no.11
• /
• pp.3066-3073
• /
• 2009

Joint paths of master and branch pipes are induced mathematically for many kinds of joint patterns between both pipes in 3-axis pipe profile-cutting machines. By compensating them with a kerf width, the real cutting paths are determined, and their CL-data are generated, and the tool paths generated by CL-data are verified by a ghost function. A bevelling of welds is implemented through tilting a cutting torch in the $\beta$-axis direction for 8 sections in the chuck rotation of $\alpha$-axis. A PLC controls simultaneously position and velocity in a real time for $\alpha$, X, $\beta$-axis by loading CL-data generated. We developed the PLC-controlled 3-axis pipe profile-cutting system which can cut a master or branch pipe along the cutting path and simultaneously do a bevelling process.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.02a
• /
• pp.449-449
• /
• 2013

최근 반도체 소자의 집적회로는 점점 복잡해지고 있는 반면, 소자의 크기는 작아지고 있으며 그로 인해 패드의 크기가 작아지고 패드사이의 간격 또한 협소해지고 있다. 따라서 웨이퍼 단계에서 제조된 집적회로의 불량여부를 판단하기위한 검사 장비인 프로브카드(Probe Card)의 높은 집적도가 요구되고 있다. 하지만 기존의 MEMS 공법으로 제작되는 프로브 빔은 복잡한 제조 공정과 높은 생산비용, 낮은 집적도의 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 간단한 제조 공정과 낮은 생산비용, 높은 집적도를 가지는 프로브 빔을 개발하기 위하여 절연절단 방식으로 BeCu (Beryllium-Copper) 프로브 빔을 제작하였다. 낮은 소비 전력으로 우수한 프로브 빔 어레이를 제작하기 위해서 가장 고려해야할 대상은 프로브 빔의 재료와 구조(형상)이다. 절연전단 방식으로 프로브 빔을 형성할 때 요구되는 Fusing current는 프로브 빔의 구조(형상)에 크게 영향을 받는다. 낮은 Fusing current는 소비 전력을 줄여주고, 절연절단으로 형성되는 프로브 빔의 단면(끝)을 날카롭게 하여 프로브 빔과 집적회로의 패드 간의 접촉 저항을 감소시킨다. 프로브 빔의 제작은 BeCu 박판을 빔 형태로 식각하여 제작하였으며, 실리콘 비아 홀(Via hole) 구조의 기판위에 정렬하여 soldering 공정을 통해 실리콘 기판과 BeCu 박판을 접합시켰다. 접합된 프로브 빔의 끝부분을 들어 올린 상태로 전류를 인가하여 stress free 상태로 만들어 내부 응력을 제거하였으며, BeCu 박판에 fusing current를 인가하여 BeCu 박판 프레임으로부터 제거를 하였다. 제작된 프로브 빔의 길이는 1.7 mm, 폭은 $50{\mu}m$, 두께는 $15{\mu}m$, 절단부의 단면적은 1$50{\mu}m^2$로 제작되었다. 그리고 프로브 빔의 절단부의 길이는 $50{\mu}m$ 부터 $90{\mu}m$까지 $10{\mu}m$ 증가시켜 제작되었다. 이후에 절연절단 공정에 요구되는 Fusing current를 측정하였고, 절연절단 후의 절단면의 형상을 SEM (Scanning Electron Microscope)장비를 통하여 확인하였다. 절단부의 길이가 $50{\mu}m$일 때 5.98A의 fusing current를 얻었으며, 절연절단 후 절단부 상태 또한 가장 우수했다. 본 연구에서 제안된 프로브 빔 제작 방법은 프로브카드 및 테스트 소켓(Test socket) 생산에 응용이 가능하리라 기대한다.

• Explosives and Blasting
• /
• v.18 no.3
• /
• pp.89-97
• /
• 2000

최근 노후화 된 콘크리트 및 털 구조물에 대하여 환경 공해가 발생하지 않는 해체 기술의 필요성이 급증하고 있어서 이에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그 결과 콘크리트 구조물을 일시에 해체하기 위하여 사용되고 있던 화약을 이용한 발파해체공법 및 군용 폭파 공법 등으로부터 응용되어 특수한 형태의 크기로 제작된 성형폭약을 철골구조물에 부착시킨 후 이를 폭발 시켜서 순간적으로 철골구조물의 철판(또는 빔이나 기타 부자재)을 절단 해체할 수 있게 되었다. 그 동안은 성형폭약의 폭발절단 효과에 영향을 주는 요소들인 대상 구조물의 재질 및 형상, 두께와 강도 특성, 성형폭약의 형상, 폭약의 종류, 장약량, Liner의 종류, Stand-off Distance, 성형폭약의 폭 및 너비, 기폭방법에 따른 영향과 폭발 절단시 발생되는 폭풍압에 의한 진동 및 소음의 영향 등에 대한 연구가 대부분이었다. 따라서 본 연구에서는 성형폭약의 주 구성요소인 화약과 금속성 Liner를 유연성이 탁월하고 조성 성분들의 혼합성과 성형성이 우수한 가소화제를 사용하여 제작된 성형폭약의 가소화 정도가 폭발절단력에 미치는 영향을 검토하였다. 이를 위하여 본 연구는 PETN 과 RDX 화약이 각각 25wt% 및 75wt%로 흔합된 화약원료를 85wt%로 하고 폴리이소부틸렌(P.I.B) 성분이 80 wt% 이상인 폴리부텐(P.B) 7wt% 와 부틸고무 4wt% 그리고 디에칠헥실세바케이트 4wt%로 구성된 가소화제를 사용하여 실험하였다.

• Tunnel and Underground Space
• /
• v.10 no.4
• /
• pp.516-525
• /
• 2000

Recently, the demand for pollution-free demolition work of old reinforced concrete and steel structure has rapidly increased as the redevelopment of urban area has been accelerated. This study deals with linear shape charges for explosive jet cutting on steel structure. We have tested material and shape of steel structure, characteristics of thickness and strength, shape of linear shape charges, type of shape charges, cumulative charges, type of liner, stand-off distance, detonation method. effect of sound and vibration by air blast in explosive jet cutting method. So, We developed linear shape charges in order to take advantage of optimum explosive jet cutting condition. Shape charges were made of PETN explosives. We obtained the experimental formula to decide the amount of explosive needed for thickness of steel structure plate. There are prospects for application of the explosion curving technology under the open space conditions for dismantling the steel structure and steel bridge, scrapped old boats, which are going out of service.

• Journal of Welding and Joining
• /
• v.8 no.3
• /
• pp.60-69
• /
• 1990

Plasma arc cutting is a fusion cutting process in which a gas-constricted arc is employed to produce a high-temperature, high-velocity plasma jet on the workpiece. This process provides some advantages such as increased cutting velocity, excellent working accuracy and the ability to cut special materials (widely used stainless steels and Al-alloys, for example), when compared with iconventional oxyfuel gas cutting. From the view point of price and reliability of the power source, plasma arc cutting has also some distinct advantages over laser beam cutting. High-speed machines with NC or CNC systems are needed for the plasma arc or laser beam cutting process, while for oxyfuel gas cutting, low-speed machines with copying templates or optical-shape tracking sensors can be applied. The low price and high flexibility of the microprocessor arc contributing more and more the application of CNC system in the plasma arc cutting process, as in other manufacturing fields. From these points of view, a microprocessor-based plasma arc cutting system was developed by using a reference-pulse system, and its performance was tested. The interpolating routines were programmed in the assembly language for saving the memory volume and improving the compouting speed, which has an intimate relationship with the available cutting velocity.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.10 no.9
• /
• pp.2202-2209
• /
• 2009

Joint paths are induced mathematically for many kinds of joint pattern between master- and sub-pipes. By compensating them with root gap of welds and kerf width, real cutting paths are determined. Their NC codes are generated, and the paths generated by NC code are verified by a ghost function. A beveling is implemented through tilting a torch in the A- and B-axis direction for 8 sections in the chuck rotation of C-axis. The effective CAM program was developed specially for 6-axis CNC pipe coasters which cut a master or sub- pipe along the cutting path and simultaneously fulfill a beveling process.

• Journal of Welding and Joining
• /
• v.21 no.5
• /
• pp.525-533
• /
• 2003

The dimensional accuracy and global roughness between successive layers of VLM-s, which is a new rapid prototyping process using hotwire cutter and EPS foam, depend significantly on the operating parameters of hotwire cutter. In the present study, the effect of cutting angle on the kerf width and edge shape in hotwire cutting of EPS foam for the case of single-sloped cutting with one cutting angle was investigated. Through single-sloped cutting tests, the modified relationship between kerf width and effective heat input, considering the effect of the cutting angle, and the relationship between the melted area and the cutting angle were obtained. In order to investigate the effect of cutting angles on the thermal field in EPS foam, transient heat transfer analyses using single-sloped volumetric heat flux model and locally-conformed mesh were performed. Through the comparison between experimental and numerical results, it was shown that the proposed analysis model is needed to estimate the three-dimensional temperature distribution of the EPS foam for the case of single-sloped hotwire cutting.