• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.17 no.5
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• pp.533-551
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• 2015

The rock fracturing during waterjet cutting is very complicated because rock is inhomogeneous and anisotropic, compared with artificial materials (e.g., metal or glass). Thus, it is very important to verify the effects of rock properties on waterjet rock cutting performance. Properties affecting the rock cutting efficiency have been variously described in the literature, depending on the experimental conditions (e.g., water pressure, abrasive feed rate, or standoff distance) and rock-types studied. In this study, a rock-property-related literature review was performed to determine the key properties important for waterjet rock cutting. Porosity, uniaxial compressive strength, and hardness of the rock were determined to be the key properties affecting waterjet rock cutting. The results of this analysis can provide the basic knowledge to determine the cutting efficiency of waterjet rock cutting technology for rock excavation-related construction.

• Tunnel and Underground Space
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• v.32 no.4
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• pp.243-253
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• 2022

In this study, the cutting efficiency of TBE (Tunnel Boring Extender) was evaluated by using rotary cutting tester. In the rotary cutting test, a specimen which has a drilled hollow hole at the center was made of rock-like material. The specimen was cut by UDC (undercutting disc cutter) with spiral cutting path to simulate the cutting process of TBE. The cutting forces and specific energy were evaluated under different cutting conditions. The results indicated that the cutter forces of UDC linearly increased with the vertical and radial penetration depths. Among the three directional cutter forces, the normal force is larger than other force components. While the specific energy decreased with the two penetration depths, in particular, it was presumed that the specific energy was minimized at a certain value of the ratio of radial to vertical penetration depth.

• Journal of the KSME
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• v.52 no.2
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• pp.43-47
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• 2012

현재 난삭재 가공에는 연삭가공기술이 널리 쓰이고 있다. 하지만 연삭가공은 냉각액, 절삭유 등의 소모가 많아 환경에 나쁜 영향을 미치고 에너지 소모도 크다. 최근에 LAM(레이저 보조가공) 등의 기술개발이 이루어져 기존보다 더 효율적으로 난삭재를 가공할 수 있게 되었다. 이 글에서는 환경 친화적 난삭재 절삭가공기술 동향에 대해 소개한다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.256-256
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• 2004

Micro/Meso 기계적 가공은 기존 MEMS 공정에서 제작할 수 없었던 높은 세장비(aspect ratio)를 가지는 제품을 가공할 수 있을 뿐만 아니라 보다 높은 가공 정밀도를 획득할 수 있다. 따라서, 미소 부품에 대한 마이크로/매소 단위의 미세 절삭 가공을 위해서는 공간적 측면과 에너지 소비, 정밀도 측면에서 효율적인 시스템을 구성하기 위해서 마이크로 머시닝 전용 기계가 요구된다. 이에 본 연구에서는 '마이크로 팩토리' 의 기본 공작기계인 마이크로 선반을 개발하여 초정밀 미소 절삭에 대한 연구를 진행 중에 있다.(중략)

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1991.04a
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• pp.270-276
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• 1991

가장 대표적인 공작기계인 선반은 가공물에대한 바이트의 이송운동에따라 여러가지 종류의 가공물을 효과적으로 절삭할 수 있기 때문에 절삭 가공에 널리사용된다. 특히, 기계요소로 많이 사용되는 회전체의 절삭에 필요하므로 가장 먼저자동화가 요구되는 분야이다. 그러므로, 보다 효율적인 자동절삭의 목표를 달성하기위한 기초작업으로서 현재의 연구가 수행되었다. 본 연구에서 PC 사용을 전제로 소수의 입력 정보로부터 자동으로 최적의 가공계획 수립을 위한 프로그램의 개발을 목표로 먼저 준비단계로 임의의 외경절삭용 자동 가공계획 시스템을 개발하였다. 개발된 프로그램은 작업자의 자료입력을 최소화 했으며 이 입력자료를 토대로 자동으로 절삭공구의 가공경로 및 절삭에 필요한 자료를 생성하고 가공 전과정을 컴퓨터 그래픽으로 처리하여 사용자의 이해 를 돕도록 하였다. 이러한 기능은 컴퓨터 기억장치를 통하여 저장하고 그장된 자료를 NC code화 하거나 직접 PC로 부터 NC 기계를 구동하면 가공에 관하여 극히 초보자인 경우도 실제 가공을 수 행할 수 있다. 참고로 본 프로그램은 개인용 컴퓨터에서 사용을 전제로 프로그램언어는 Fortran, 그래픽 Library로 Halo를 이용하였고사용자의 이해를 보다 높이기 위하여 EGA Color Monitor를 채택하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.249-249
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• 2004

다양한 기계적인 제거 가공 공정에 있어서 발생되는 열의 냉각과 치핑 과정시의 원활한 윤활 및 칩의 효율적인 배출 작용 등을 위하여 필수적으로 적용되는 절삭유와 관련한 분야에 있어서 최근에 환경성과 경제성을 고려한 청정 생산 기술의 도입이 전 세계적으로 활성화되면서 사용량을 억제하거나 대체화하는 방식과 폐절삭유의 발생을 저감화하기 위한 수명 향상 방식 등을 위한 관련 연구들이 경쟁적으로 진행되고 있다. 그러나 현재까지 불가피하게 수용성 절삭유를 일반적으로 사용하는 국내 중소기업 형태의 영세한 생산 제조 작업 현장에 있어서는 비산, 분무되는 절삭유에 의하여 작업 환경이악화될 뿐만 아니라 점진적으로 부패되어 악취가 발생됨으로써 작업자가 기피하거나 산업 재해의 원인으로서도 작용되므로 우선적으로 절삭유의 사용량을 억제하기 위하여 최소한의 적정량만을 적용할 수 있는 기법을 채택하거나 절삭유의 수명을 극대화하기 위하여 적정한 상태를 유지할 수 있는 방식이 요구된다.(중략)

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 2003.08a
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• pp.367-372
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• 2003

도심의 편리한 생활을 위해 초고속 데이터 통신, 상하수도, 가스등의 원할 한 공급이 요구되고 있으며 이러한 인프라 시설들은 지하터널을 통하여 공급이 되게 된다. 도심지의 교통혼잡과 소음, 진동으로 인한 사회비용의 증가와 민원으로 사실상 개착식 공법은 적용되기 어려운 실정에 있다. 특히 앞에 열거한 인프라 시설들은 2m이하의 중소형 크기로 마이크로터널링 공법이 널리 사용되고 있으며 최근에는 현실적인 현장의 요구와 공사비용의 절감을 위해 1m이하의 소형터널에 대한 요구가 늘어 나고 있으나 마이크로터널링 머신의 소형화에 따른 절삭력의 감소와 지하 장애물에 대한 대처가 어려워짐으로 이에 대한 해결책이 요구되고 있다. 이를 위해 워터젯이 장착된 마이크로터널링 머신이 소개된바 있지만 면판에 단순고정된 형태라 절삭면적 및 효율에 한계가 있다. 본 연구는 절삭면적의 확대 및 효율의 증가를 위해 공전하는 면판에 자전하는 워터젯 보조면판을 제안하였으며 워터젯에 가장 적합한 커터종류를 찾기 위해 절삭력을 고려한 성능계수를 제안하였다.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.23 no.3
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• pp.167-181
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• 2021

New type of rock excavation method using a waterjet system is being developed to secure economic feasibility and to reduce vibrations during excavation. In waterjet rock excavation, overlapping of cutting width is essential for high efficiency. In this study, cutting experiments for granite specimens were performed using abrasive waterjet system according to the overlapping ratio and standoff distance. Based on the experimental results, the granite cutting performance was analyzed according to the overlapping ratio. In addition, removal shapes of the cross-section were analyzed in terms of the cutting depth, width, and volume after waterjet cutting. When the overlapping ratio is less than 58%, rock specimens are partially removed due to the insufficient overlapping ratio. However, when the overlapping ratio exceeds 67%, overcutting phenomenon is observed. For the partial overlapping ratio (i.e., 25~75%), cutting efficiency is increased in the removal volume. This study is expected to be used as the important basic data for determining the optimum overlapping ratio when the waterjet system is applied for rock excavation.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1992.10a
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• pp.17-21
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• 1992

최근 들어 공작기계 자동화의 보편화로 절삭가공작업은 고속화, 정밀화되고 있어 생산성을 높이고 있다. 하지만 이러한 생산성의 증가는 단위시간당 chip생산량을 증가시켰으며, 이에 따라 효율적이면서 바람직한 chip처리가 생산성 향상과 연관되어 매우 중요한 문제로 대두되었다. 본 연구에서는 부착장애형 chip breaker를 설치한 insert 공구를 이용, 피삭재로서 내식성, 내마모성을 기계적 성질이 우수하여 근래 산업의 여러 분야에서 각광받고 있는 난삭재 STS304를 절삭하였다. 난삭재 STS304연질금속으로서, 자유표면이 다소 매끄러운 일반재료와 달리 chip의 단면이 어느 정도 규칙적인 톱니형 chip을 발생한다. 그러므로 부착장애형 chip breaker의 각 및 거리, 기타 각 조건을 이용하여 STS304를 절삭특성 및 chip 조절상태를 관찰하고, 기존의 실험에서 자주 이용되었던 연강과 STS304의 비교절삭을 행하여 chip형태등을 비교하여 보는 것도 난삭재의 절삭가공기술 진전에 일조하리라 생각한다.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.23 no.3
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• pp.199-209
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• 2021

Alternative methods of rock cutting have been introduced to substitute and to improve the traditional mechanical rock excavation methods (e.g., TBM and roadheader). Undercutting methods have been recently studied in some countries. In undercutting, several additional cutting parameters are involved in its cutting process compared to the traditional rock-cutting. As a fundamental study, this paper introduces the concept of undercutting method with actuated disc, lab-scaled testing system, and testing procedures of undercutting by the system. Also, we present the calculation methods of cutter forces and specific energy, and discuss the results of undercutting tests compared to those of traditional rock-cutting methods.