• 기계와재료
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• 제23권3호
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• pp.114-123
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• 2011

주조품 설계 및 제조에 있어서 기존의 유동 및 응고 해석뿐 아니라 최근에는 응력 해석 기법의 적용이 대두 되고 있다. 특히 자동차 산업에 있어서 부품의 경량화는 필수 불가결한 선택이며, 이는 설계자 및 제조업체에 복잡하고 얇은 알루미늄, 마그네슘 주물품에 대하여, 치수적인 문제와 강성의 문제를 동시에 해결하도록 요구하고 있다. 또한 경제적인 관점에서 긴 금형 수명이 요구되나 열 및 기계적인 피로 균열인 'heat checking'은 이러한 금형 수명을 저하시키는 가장 흔한 요소이다. 이런 무제를 해결하기 위해 해석 기법을 이용하여 주조 설계 및 공정을 최적화 함으로써 변형의 최소화 및 금형 수명의 최대화를 달성할 수 있을 것으로 판단된다. 이러한 기법을 성공적으로 적용하기 위해서는 주조 공정 해석, 재료 시험, 제품 설계 및 공정 최적화 설계가 통합적으로 이루어져야 한다. 본 고에서는 현재 최신 주조 해석 기법을 이용하여, 주조품 제조 공정에서 발생하는 응력과 관련된 문제들에 대한 수치해석 기법을 살펴보고, 이에 대한 리뷰를 제공하고자 한다.

• 한국결정성장학회지
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• 제22권5호
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• pp.223-226
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• 2012

이종(異種)금속을 접합 가공하는 모꾸메가네기법, 상감기법 등의 기존 제작 방식은 주얼리 대량생산에 있어 표현 및 제작 상 많은 제한이 따른다. 이를 극복하기 위하여 기존의 정밀주조기법과 CAD/CAM방식을 융합한 다중(多重)주물 제작기법을 제시하였다. 주얼리 원본제작에 있어 CAD/CAM을 활용하여 2차 원본은 1차 원본보다 5 % 작게 제작하였다. 1차 황동 주조물에 2차로 은을 주조하여 실험하였으며, 2차 주조 시 통상적 주조의 플라스크 온도 보다 약 $150{\sim}200^{\circ}C$ 높게 주조하였다. 다중주물 방식을 통하여 대량생산이 가능한 이종(異種)금속의 주얼리를 손쉽게 제작할 수 있었다.

• 디자인학연구
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• 제16권2호
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• pp.291-300
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• 2003

동합금을 이용한 금속공예기법에는 성형기법 세공기법이 있다. 이러한 기법에는 주조기법(Metal casting)과 단금기법이 있는데, 주조기법에는 사형(Sand mould, 토범-중국은 도범, 일본은 물형, 납형), 석형, 안틀 끼우기(입형)와 안틀 깎기(삭중형) 등이 있다. 단금기법에는 단조기법 추기기법, 판금기법 등이 조사되었으며, 세공(장식)기법으로는 조금기법, 선조기법, 점선조기법 등이 조사되었다. 이와 더불어 모조기법, 축조기법, 어자문기법과 세선 세공 및 세입세공을 바탕으로 하는 누금세공기법이 주로 사용 되었음이 밝혀지고 있다. 한국의 전통적인 동합금의 방식에 있어서도 성형기법과 세공기법을 주로 사용하는 특성이 있다. 한국에서는 전통적으로 청동을 사용하여 합금을 시도한 바 있으며, 일본의 경우는 자입착색법을 바탕으로 하는 방식을 주로 하여 제작하며, 중국의 경우는 청동합금기술을 바탕으로 하는 방식을 선호하여 제작하였다. 합금방식에 있어서는 3국 모두 각기 독특한 방식을 사용하고 있으나, 한국의 경우는 청동을 주로 사용하되 현대에 와서는 동합금을 주로 사용하고 일본의 경우는 시부이치와 샤큐도우를 주로 사용하여 착색을 시도하여 그 표현방식이 독특하게 이루어 졌다. 중국의 경우는 동을 사용하되 황동과 백동을 주로 사용하여 특징적인 작품세계를 구축하였다.

• 박물관보존과학
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• 제15권
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• pp.4-25
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• 2014

국립춘천박물관이 소장하고 있는 수다사지 청동금고는 1987년 강원도 평창군 진부면 수항리에서 발견되었다. 금고 표면에, 제작 당시의 주조 결함과 보수 흔적이 다수 발견되어 제작 기법을 유추하기에 용이한 중요 자료이다. 본 연구에서는 금고의 성분, 주형과 채플릿^{Chaplet, 형지(型持), 코어받침쇠}의 위치, 결함의 원인 등을 과학적으로 조사하여 주조 기법과 당대의 보수 방식을 추정해 보았다. 성분 분석 결과, 금고의 주성분은 구리 71.6wt%, 주석 18.2wt%, 납 7.2wt%로 3원계 청동합금이며 비소·안티몬이 각각 약 1wt%씩 검출되었다. 주조 시 주형을 고정하기 위하여 사용한 채플릿의 성분은 납 함량이 금고보다 더 높으며, 제작 후 구멍을 메우기 위해 사용된 땜납의 성분은 납 함량이 가장 높게 나타났다. 주조 분할선을 토대로 표면 상태를 관찰한 결과 사형주조 ^砂型鑄造로 제작되었을 가능성이 높았으며, 표면 관찰 및 방사선투과조사로 냉접^{Cold shut}이나 표면 주름^{Surface Folds}, 미스런^Misrun, 채플릿 주변의 기공^{Blowholes Adjacent to Chaplets} 등의 주조결함을 확인하고 발생 원인을 추정하였다. 보수된 부분은 제작 당시의 주조 결함인 구멍이 생긴 부위를 메우기 위하여 연납을 사용한 땜질보수 ^{Soldered-in Repair}를 하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2019년도 춘계학술대회
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• pp.551-555
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• 2019

본 논문에서는 색채에 대한 아동의 심리를 분석하기 위해서 CRR(Colour Reflection Reading) 및 주조색를 이용한 심리 분석 기법을 제안한다. CRR은 이미 그려진 그림에 아동이 색을 칠하는 것으로 색이 칠해진 데이터를 바탕으로 아동의 심리 상태를 분석한다. 주조색 심리 분석 기법은 원하는 색을 선택하여 그림을 그리고, 그린 그림을 이용하여 심리를 분석한다. 따라서 본 논문에서는 퍼지 논리를 적용하여 색채에 대한 심리 분석 결과를 도출하고 그린 그림을 기반으로 공간 배치도 분석 기법을 이용하여 공간 배치도에 따른 아동의 심리 상태도 분석한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.1565-1574
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• 2011

다이캐스팅 스케줄링은 각 쉬프트마다 생산되는 주조제품의 개수를 결정하여 주어진 성능지수를 최적화하는 작업이다. 본 논문은 다이캐스팅 스케줄을 실제 주조공정에 적용할 때 불량주물 등의 이유로 발생하는 결품을 방지하는 새로운 기법을 제안한다. 선형계획법으로 모델링된 기존의 다이캐스팅 스케줄링은 용탕에 대한 용융로의 평균효율을 최대로 하지만 주조공정에서 불량품이 발생하는 문제에는 대처하지 못한다. 제안된 기법에서는 이전 쉬프트에서 불량주물이 발생하는 경우, 이를 대체할 수 있도록 현재 쉬프트에서 주조공정이 끝나고 남은 용탕의 잔여량을 이용하여 추가로 생산한다. 이 방법은 이미 최적화된 투입 용탕의 양이나 스케줄링 결과를 변경하지 않고도 불량이 발생한 주조제품의 생산량을 최대한 보상할 수 있는 장점을 지닌다. 사례 연구를 통하여 새로 제안된 기법의 우수성과 응용 가능성을 검증한다.

• 한국주조공학회지
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• 제41권5호
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• pp.445-453
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• 2021

다양한 합금계에 대한 계산열역학은 CALPHAD 기법으로 잘 알려져있다. 실험적으로 측정된 열역학 특성들을 활용하여 각 상에 대한 Gibbs 에너지 모델 파라미터들을 구하여, 주로 실험적으로 측정되지 못한 영역에 대한 예측이나 실험 결과에 대한 열역학 해석에 활용되고 있다. 본 연구에서는 내열 주조 합금 (IN-657)이 장시간 사용 후에 일정 영역에서 파괴되는 현상의 열역학적 해석을 위해 Ni-Cr-Nb-C 사원계 시스템의 열역학 모델링을 수행하였고, Cr 함량에 따른 시스템의 안정상, 온도에 따른 상분율 및 Ni₂Cr상의 long range ordering 파라미터를 계산하였고 실험결과와 비교하였다. 계산된 열역학 물성들은 실험으로 보고된 파괴온도 영역 및 해당 영역에서 생성된 안정상에 대한 결과를 잘 설명한다. CALPHAD 기법을 통한 열역학 모델링은 다양한 주조 합금의 열역학적 거동을 해석하고 예측하는데 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 박물관보존과학
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• 제23권
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• pp.1-16
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• 2020

이 논문에서는 부여 규암리 출토 '금동관음보살입상(국보 제293호, M335번)' 1점을 현미경으로 확대 관찰하여 제작기법을 확인하였고, XRF 성분분석과 Hard X-선 조사로 구성 성분과 불상 표면 처리 방법, 주조법을 확인하였다. 이 불상은 연화대좌 위에 직립하는 보살상이다. 불상 양 측면으로 흘러내린 천의와 대좌에 표현된 연화문의 모양을 볼 때 7세기 이후에 만들어진 불상의 특징을 하고 있다. 대좌 안쪽에서 내형과 외형을 고정시키기 위한 틀잡이와 주물의 주입 흔적이 관찰되었다. 또한, 주조기법은 팔과 대좌 부분에 청동 주물시 형성된 기포가 확인되어 이를 종합해 볼 때 고대 중소형 금동불 제작에 많이 사용되는 밀납주조법으로 제작한 것으로 판단된다. 성분분석 결과, 불상 내부에서는 시기적으로 6~7세기에 많이 나타나는 구리(Cu)-주석(Sn)-납(Pb) 계열의 3원계 합금을 사용한 것으로 확인되며 이는 금속을 합금하여 주조를 쉽게 하고 불상에 표현된 문양 및 장식을 선명하게 표현하고자 하는 의도로 추정된다. 불상 표면에서는 수은(Hg)이 검출되어 금(Au)을 수은(Hg)에 용해시켜 도금하는 방식인 아말감도금기법을 사용했던 것으로 추정되며 이러한 도금방법은 고대 한반도에서 제작된 소형 금동불에서 주로 확인되는 불상의 도금 방식이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권8호
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• pp.1051-1057
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• 2010

본 논문에서 유한차분법(FDM)과 유한요소법(FEM)을 연계하여 주조공정 해석을 수행하는 이종해석기법을 제안하였다. 수치해석기법으로는 FDM, FEM, BEM 등 다양한 기법이 있으며, 대부분의 공학문제는 각각의 현상에 적합한 수치해석기법을 사용하여 해석을 수행하고 있다. 일반적으로, FDM 또는 FVM 은 유동 및 열전달 해석에, FEM 은 열응력 해석에 많이 적용되고 있지만 복합적인 공학 문제를 해결하기 위해서 각각 수치해석기법을 연동한 해석의 필요성이 점점 증가하고 있다. 따라서, 본 논문에서는 3 차원 공간에서 FDM 을 사용하여 응고 및 열 전달 해석을 수행하고, 계산된 온도 데이터를 FEM 해석장에 적합하게 변환하여 열응력 해석을 수행하는 FDM/FEM연계해석 방법을 제시하였다. 그리고 제시한 해석방법을 주조 공정 해석에 적용한 결과, 요소생성 등의 해석작업과 해석속도 면에서 효율적으로 해석을 수행할 수 있었다.

• 보존과학회지
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• 제38권3호
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• pp.234-242
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• 2022

국립춘천박물관 소장 철조석가불좌상(본관 1971)을 기초로 재현실험을 시행하여 분할 주조법을 연구하였다. 불상의 3D 스캔 데이터를 활용해 1/2 모형으로 축소 제작한 후 기존 연구 결과를 토대로 거푸집제작, 주조 등을 실시하여 불상을 제작하였다. 거푸집의 외부는 친모래와 산청토를 3:4의 비율로, 내부는 친모래와 산청토를 1:3의 비율로 배합하여 제작한 다음 불상을 주조하였다. 주조된 철불을 통해 다양한 주조결함을 관찰할 수 있었으며, 원불상과 유사한 형태적인 모습을 볼 수 있었다. 재현된 철불의 표면 관찰 결과 베이닝, 유동불량, 외부수축공, 피하기공, 표면핀홀, 형 어긋남 등의 주조결함을 지니고 있었으며, 이는 철조석가불좌상에서 보이는 주조결함의 특징과 유사하다. 미세조직은 나뭇가지 모양의 Dendrite 조직과 Pearlite 조직이 확인되었으며, Cementite 조직 사이에서 검은색의 Graphite가 관찰되었다. 본 연구는 철불의 전통주조기술과 제작기법을 위한 실험연구로서 고대 대형 주조기술을 알아볼 수 있는 기초데이터로 활용될 것으로 본다.