In the present study, Taguchi method is used to determine the rough region first, followed by RSM technique to determine the exact optimum value during milling on a machining center. A region reducing algorithm is applied to narrow down the region of the Taguchi method for RSM. The result from the Taguchi method is fed to train the artificial neural network (ANN), whose optimum value is used to drive the region reducing algorithm. The proposed algorithm is tested under different cutting condition and results show that the introduced algorithm works well during milling process. It is also shown that theoretically obtained optimal cutting condition is very close to experimentally obtained result.
The necessity of using rapid prototyping(RP) for short-run manufacturing is continuously driving a development of a cost-effective technique that will produce completely-finished quality parts in a very short time. To meet these demands, the improvements in production speed, accuracy, materials, aid cost are crucial. Thus, a new hybrid-RP system performing both deposition and machining in a station is proposed. For the new hybrid RP process to maintain the same degree of process automation as in currently available processes like SLA or FDNI, a sophisticated process planning system is developed. In the process planner, CAD models(STEP AP203) are partitioned into 3D manufacturable volumes called 'Ueposition feature segment"(DFS) after machining features called "machining feature segmenf'(MFS) are extracted from the initial CAD model. Once MFS and DFS are identified, the process planner arranges them into a chain of processes and automatically generates machining information for each DFS and MFS. The goal of this paper is to present a framework for a process planning system for hybrid RP processes and to outline the geometric algorithms involved in developing such an environment.
컴퓨터 단층영상에 기반한 임플란트의 삼차원 컴퓨터 유도 수술은 임플란트 가이드를 이용함으로써 수술시 정확도와 편의성을 향상시킨다. 본 증례에서는 최근에 개발된 임플란트 가이드를 제작 프로그램을 이용하여 가이드를 설계하고 아크릴릭 레진을 절삭하는 방식으로 제작하여 임상에 적용하였다. 본 프로그램을 이용한 가이드의 설계와 제작시 이로운 점이 있었기에 이를 보고하는 바이다.
To adapt the neural network proess for the purpose of determination of optimal utting onditions (optimal cutting speed and feed rate), some selection strategies for the machining factors are necessary, which is considered planning cutting process. In this case, factors that have both nonlinearity and strong relationship must be selected. Although tool grade and chemical properties of workpiece material have strong effect to cutting speed, it's not easy to find a analytic relation between them. In this paper, a mathematical method for determining the optimal amount of cutting (depth of cut, feed rate) is presented by tool goemetry and heat generation during cutting process. And various tool grade and workpiece material groups ase classified based on its chemical properties. Thier chemical composition and hardness are used as input pattern for neural network learnig. The result of learning shows the relationship between tool grade and workpiece material and it is proved that it can be used as a sub-system for automatic process planning system.
LED (Light Emitting Diode)는 친환경적이며 고수명 등의 여러 장점을 가지고 있어서 액정디스플레이의 광원으로 널리 사용되고 있다. 그러나 LED 제품을 제조하기 위해서는 칩, 패키지, 모듈, 시스템으로 구성된 4단계의 복잡한 제조공정을 거쳐야 하므로 가격이 높은 단점이 있다. 이를 개선하기 위해서 패키지, 모듈, 시스템의 3단계의 공정을 하나로 통합한 hybrid LED package(HLP) 개념이 제시되었다. HLP는 LED chip을 PCB에 직접 실장한 뒤 초정밀 가공 및 성형 기술을 활용하여 일체형 광학패턴을 인가함으로써 공정을 단순화하면서도 광효율을 향상시킬 수 있다. 이에 본 연구에서는 다구찌 실험계획법을 사용하여 디스플레이에서 중요시되는 휘도를 높일 수 있는 일체형광학패턴 형상 최적화를 실시하였으며, 최적화된 일체형 광학패턴을 제조하기 위한 초정밀 가공 및 성형기술을 개발하였다. 최적화 결과 높이 25um, 꼭지각 90도의 음각형태의 사각피라미드 패턴이 최적형상으로 결정되었으며, 패턴이 없을 때와 비교하여 휘도가 약 32.3% 높아지는 것으로 나타났다. 이러한 일체형 광학패턴을 제품으로 구현하기 위하여 초정밀 절삭기술을 활용하여 마스터 금형을 제작하였다. 최종적으로 사출성형을 통해 일체형 광학패턴을 제작하게 되는데 이때 사출기 내부 공기흐름 및 진공도를 최적화함으로써 패턴 내부에 불필요한 기포가 발생하지 않도록 하는데 성공하였다. 이를 통해 생산성이 높은 사출성형으로 HLP 제품을 양산할 수 있는 가능성을 확인하였고, 추후에는 실제 제품을 제작하는 연구를 수행할 예정이다.
This paper presents four process models for machining processes : 1) an economical mathematical model of machining process, 2) a prediction model for surface roughness, 3) a decision model for fuzzy cutting conditions, and 4) a judgment model of machinability with automatic selection of cutting conditions. Each model was developed the economic machining, and these models were applied to theories widely studied in industrial engineering which are nonlinear programming, computer simulation, fuzzy theory, and neural networks. The results of this paper emphasize the human oriented domain of a nonlinear programming problem. From a viewpoint of the decision maker, fuzzy nonlinear programming modeling seems to be apparently more flexible, more acceptable, and more reliable for uncertain, ill-defined, and vague problem situations.
대부분의 금형 제작에 있어서 face milling은 가공물의 표면을 매끄럽게 하는 가장 중요한 마무리 공정이다. 이 마무리 단계에서 burr의 형성은 가히 탐탁지 않은 현상중의 하나가 된다. 또한, burr는 가공물의 정밀도를 감소시키고 작업자의 안전에 영향을 미치기 때문에 이를 제거하기 위해 후처리(deburring)과정을 야기 시키며, 불필요한 비용의 발생과 작업의 병목현상을 불러오게 된다. 따라서, burr의 생성 원리를 이해하고 burr의 발생을 최소화 할 수 있는 연구가 필요하게 된다. 이를 바탕으로 deburring의 비용을 줄일 수 있는 최적의 가공계획을 수립해야만 제품의 정밀도를 높일 수 있고, 작업 능률과 생산성을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 지금까지의 연구보다 좀더 현실적으로 접근하기 위하여 피삭재의 형상이 line, arc, circle, spline 등의 여러 가지 형상으로 복합적으로 이루어진 복합형상에 대하여 burr의 발생을 연구하였고 이에 다중가공 경로까지 고려하여 burr의 형성을 예측할 수 있는 알고리즘을 수립하였다. 더 나아가 본 연구의 궁극적 목적인 burr를 최소로 발생시키는 가공경로를 설계할 수 있는 시스템을 개발하고자 한다
본 연구에서는 천연섬유 복합재료의 홀 가공 인자를 최적화 하기 위하여, 진공 인퓨전 성형공정을 이용하여 천연섬유 복합재료를 제조하였으며 보강재로는 아마섬유를 사용하였다. 그 후 가공에 적합한 드릴을 설계하고, 선정된 가공조건에 따라 홀 가공을 수행하였다. 실험횟수를 최소화하기 위하여 다구찌 실험계획법을 사용하였으며, 홀 가공 후 가공면내 거칠기를 측정하고 거칠기비 분석을 통하여 그 결과를 비교하였다. 실험결과 천연섬유 복합재료의 가공 시 절삭저항을 분산할 수 있는 새로운 드릴을 설계하였다. 이 드릴을 사용할 경우 가공중의 절삭저항이 분산되었으며, 표면거칠기가 최소화된 천연섬유 복합재료를 얻을 수 있었다. 또한 홀 가공에 적합한 최적의 드릴 회전속도 및 이송속도를 선정하였다.
Diamond core drills are applied to drill difficult-to-cut materials. This paper proposes basic understanding of ceramic drilling mechanics and characteristics of main factors affecting tool life, tool wear, cutting force, and chipping thickness. In contrast to conventional drilling, the core drilling process make deep grooves on the workpiece. One difficulty of it is the evacuation of chips from the drilled groove. As the drilling depth increases, an increased amount of chips tend to cluster together and clog the groove. Eventually severe wear develops and diamond grits are separated from the drill body. To relieve the clogging problem and to evacuate chips from the groove easily, the helical drilling process is applied for the core drilling process. To analyze drilling characteristics and derive optimal drilling conditions, tool life, tool wear, cutting force, and chipping thickness are quantified through the monitoring system and the Taguchi method. Mathematical models for the tool life and chipping thickness are derived from the response surface method. Optimal drilling database has been constructed through the experimental models.
Turbocharger is a device for increasing the power of a vehicle engine. The control plate is the main component for fixing the vane of the turbocharger. Now, the control plate is made of austenite steel cutting after the casting process. It has excellent corrosion, heat resistance and mechanical characteristics of material. However, present the process is made by cutting after casting. when cutting is processed after casting, so materials, processing time, and processing energy are lost. Therefore, this study proposes a process to powder compact use of stainless steel Deklak2 and to minimize amount of cutting through net shape process. The mechanical properties of Deklak2 were verified by tensile test, hardness test and relative density measurement, and the governed equation was defined. Also, the curvature radius 1, 2 and the density, affects the shape, were selected as the design parameters, and the best process conditions was proposed through the Taguchi method and the evaluation of SN ratio. And then prototype molds were fabricated and compared with the results of the finite element analysis for the verification, and it was found that the tendency of relative density and dimension was coincided. Therefore, it was found that the amount of cutting can be minimized by only the net shape process after the sintering process and it can be applied to mass production.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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