• 제목/요약/키워드: 초음파 가공

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프레스 금형 마모에 대한 음-초음파 신호 특성 분석 (Characterization of Acousto-ultrasonic Signals for Stamping Tool Wear)

  • 김용연
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.386-392
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    • 2009
  • This paper reports on the research which investigates acoustic signals acquired in progressive compressing, hole blanking, shearing and burr compacting process. The work piece is the head pin of the electric connector, whose raw material is the preformed steel bar. An acoustic sensor was set on the bed of hydraulic press. Because the acquired signals include the dynamic characteristics generated for all the processes, it is required to investigate signal characteristics corresponding to unit process. The corresponding dynamic characteristics to the respective process were first studied by analyzing the signals respectively acquired from compressing, blanking and compacting process. The combined signals were then periodically analyzed from the grinding to the grinding in the sound frequency domain and in the ultrasonic wave. The frequency of around 9 kHz in the sound frequency domain was much correlated to the tool wear. The characteristic frequency in the acoustic emission domain between 100 kHz and 500 kHz was not only clearly observed right after tool grinding but its amplitude was also related to the wear. The frequency amplitudes of 160 kHz and 320 kHz were big enough to be classified by the noise. The noise amplitudes are getting bigger, and their energy was much bigger as coming to the next regrinding. The signal analysis was based on the real time data and its frequency spectrum by Fourier Transform. As a result, the acousto-ultrasonic signals were much related to the tool wear progression.

KSTAR 진공용기 시작품 제작관련 기술분석

  • 조승연
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.36-36
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    • 1999
  • 한국중공업(주)에서 수행한 KSTAR 진공용기 시작품 제작이 완성됨에 따라 제작과 관련된 종합기술을 분석하여 보았다. KSTAR 진공용기 시작품(그림1)은 전체의 1/4섹터인 90도 부분으로서 NBI(Neutral Beam Injection) 포트를 포함하는 45도 섹터와 축소포트(Reduced Port)를 포함하는 45도 섹터를 각각 먼저 제작한 후 두 부분을 용접하여 최종 시작품을 완성하였다. 용접은 SMAW법과 GTAW법 등 두가지 방법을 사용하였으며, 초기 용접시는 용접 면적이 작기 때문에 GTAW법을 이용하였고, 마무리 용접과 같이 용접 면적이 넓고 거친 부분에는 SMAW법을 이용하여 용접하였다. 모든 용접이 완전통과 용접이기 때문에 구조적 안전 면에서 좋으나, 진공측면에서는 다소 미흡한 점이 있다. 시작품은 상하 대칭구조로서 원통부분, 원형부분, 원추부분, 너클부분 (그림2) 등으로 나뉘어 지며 이중 원형품은 금형을 이용하여 성형하였고, 나머지 부분은 굽힘가공 후 절단적업을 하였다. 진공용기 조립은 안쪽과 바깥쪽 내벽부터 용접한 후 폴로이달 리브를 용접하고 외벽을 용접한다. 수평포트와 수직포트를 위해 스터브를 용접한 후 미리 용접해둔 NBI 포트 및 축소포트를 부착시켰다. 용접부위의 누설시험을 위한 방법으로, 용접주위 표면에서 개구하고 있는 홈에 적색 침투액을 침투시켜 침투 후 이 액을 홈의 개구로부터 빨아 내어 용접부위 표면상태에서 실제의 홈의 폭보다 확대한 홈의 지시모양으로 나타내게 하여 누설여부를 알기 쉽게 하는 액체 침투 탐상법을 적용하였다. 지시모양의 크기가 5mm 이상인 부분에 대해서는 재용접을 하였다. 누설 시험으로 초음파 탐상시험이 본제품 제작시 수행되어야 한다. 완성된 시작품에 대해 3군데의 위치에서 각각의 부분들이 용접되기 전과 후에 치수를 각각 측정하여 비교하였다. 또한 포트들에 대해서도 용접 전후 치수를 각각 측정하였다. 이러한 측정은 줄자를 사용하여 측정하였으므로 차 후 3차원 정밀 측정이 수반되어야 한다. 이상과 같이 시작품 제작을 통하여 문제점을 파악하고 개선책을 마련함으로서 향 후 KSTASR 진공용기 본 제품 제작할 때 반영코자 한다.

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위상배열 EMAT의 제작 및 특성 평가 (Fabrication of Phased Array EMAT and Its Characteristics)

  • 안봉영;조승현;김영주;김기복
    • 비파괴검사학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.373-379
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    • 2010
  • EMAT는 비접촉식 탐촉자인 동시에 모드 선택성이 우수하여 다양한 분야에 적용되고 있으나 근본적으로 에너지 전환효율이 낮아 신호 대 잡음비의 증가에 한계를 보인다. EMAT에 위상배열 기술을 접목하면 초음파의 집속 효과를 얻을 수 있으므로 낮은 전환효율의 문제를 극복하기 위한 하나의 해결방안이 될 수 있을 것으로 판단한다. 본 연구에서는 위상배열 EMAT에 대한 기초연구로 3~4개의 코일로 구성되는 표면파 및 수직횡파 발생용 위상배열 EMAT를 제작하고 각 요소코일에 공급하는 펄스의 지연으로부터 위상배열의 효과를 확인하고 방향특성을 측정하였다. 또한 시험편의 표면에 0.5 mm 깊이의 표면결함과 시험편 내부에 직경 0.5 mm의 측면 드릴 홀을 가공하여 제작된 위상배열 EMAT로 결함 신호를 검출하였으며, 이로부터 제작된 EMAT의 성능을 평가하였다.

무전해 니켈도금 층의 해수 내 부식과 캐비테이션 손상에 대한 안정제 효과 (Effect of Stabilizer on Corrosion and Cavitation Damage in the Sea Water of Electroless Nickel Plating Layer)

  • 박일초;김성종
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.107-107
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    • 2018
  • 무전해 니켈도금 용액의 성분은 Ni(II)염, 환원제, 적합한 금속 배위 리간드, 안정제 및 특정 특성 요구에 대한 첨가제를 포함한다. 일반적으로 도금 욕에는 미량의 안정제가 함유되어 있다. 만약 적절한 안정화 시스템이 없는 도금 욕에서 도금 공정 시 도금 시작 직후에 많은 양의 니켈 플레이크(Ni flake)가 생성되어 빠르게 도금 용액이 분해되어 더 이상 도금이 어렵게 된다. 그러나 무전해 도금 욕에서 안정제의 역할 및 도금 층에 미치는 영향에 대한 연구는 여전히 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 $Pb^{2+}$ 안정제 농도가 도금 층에 미치는 영향과 캐비테이션 침식 실험을 통해 그 내구성을 평가하고자 하였다. 무전해 니켈코팅을 위한 모재는 회주철(FC250)을 $19.5mm{\times}19.5mm{\times}5mm$의 크기로 가공하였다. 회주철의 인장강도는 $330N/mm^2$이며, 그 성분 조성(wt.%)은 3.23 C, 1.64 Si, 0.84 Mn, 0.016 P, 0.013 S 그리고 나머지는 Fe이다. 시험편은 SiC 페이퍼 #1200까지 연마하여 시험편의 표면 거칠기는 $1.6-2.1{\mu}m$ 범위 내로 제작하였다. 무전해 도금 전 시험편은 탈지를 위해 상온의 아세톤 용액에서 3분간 초음파 세척하고, $90^{\circ}C$의 알카리 수용액으로 5분간 세척하였다. 그리고 표면 활성화를 위한 산세척은 5% 황산용액에서 30초 동안 실시하였다. 도금조로 500mL 비커를 사용하였으며, 모든 시험편은 2시간 동안 무전해 니켈도금을 실시하였다. 그리고 니켈도금 층의 내식성과 내구성을 평가하기 위해 전기화학적 분극 실험을 통한 타펠분석과 ASTM G32 규정에 의거한 캐비테이션 침식 실험을 실시하였다. 그 결과 안정제 농도가 도금 속도와 도금 층의 성분 변화에 크게 영향을 미쳤으며, 그에 따라 도금 층의 내식성과 내구성이 크게 변화되었다.

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양극산화 기술이 적용된 5000계열 알루미늄 합금의 다양한 실링처리에 따른 해수 내 캐비테이션 특성 평가 (Evaluation of cavitation characteristics for anodized 5000 series Al alloy with various sealing treatment in sea water)

  • 조충희;박일초;김성종
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.146-146
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    • 2016
  • 최근 국민 소득향상과 더불어, 여가시간 증가에 따라 해양레저에 대한 관심이 크게 높아지고 있으며, 그에 따라 레저용 선박 수요도 증가하고 있다. 기존 국내 소형 선박의 경우 FRP(fiber-reinforced plastic)재료로 선박을 건조해 왔다. 그러나 해양환경 규제 강화로 FRP 선박의 건조가 감소하고 있으며, 친환경 선박에 대한 필요성이 대두되고 있다. 따라서 FRP재료를 대체하는 선박용 재료로 친환경적이고 가벼운 소재인 알루미늄 합금 재료가 선박건조 분야에서 각광을 받고 있다. 특히 5000계열 Al-Mg 합금은 가공성과 용접성이 우수하여 주로 구조용으로 많이 사용되고 있으나 경량화에 따른 빠른 선속이 유체충격을 증가시켜 선체에 캐비테이션 손상을 일으킬 수 있다. Al-Mg 합금의 경우에 부식성이 대단히 큰 해양환경에서 부식과 캐비테이션 침식이 복합적으로 일어나면 손상이 빠르게 증가되는 경향을 나타내어 선박의 수명을 현저히 단축시켜 경제적인 손실을 초래한다. 따라서 본 연구에서는 해수 내에서 Al-Mg 합금의 캐비테이션 저항성을 향상시키기 위해 알루미늄 합금 표면에 내식성 뿐만 아니라 경도 및 내마모성 등의 기계적 특성이 우수한 산화피막을 형성시키는 양극산화 기술을 적용하고, 다양한 봉공처리(sealing)방법에 따른 캐비테이션 특성을 평가하였다. 캐비테이션 실험은 압전(piezoelectric) 효과를 이용한 진동발생 장치를 사용하여 $30{\mu}m$ 진폭으로 일정하게 유지하였으며, 시편과 혼 팁 사이의 간격은 1mm로 하였다. 캐비테이션 실험 후에는 시편을 초음파 세척하여 진공 건조기에서 24시간 이상 건조한 후 정밀저울로 무게를 측정하였으며, 표면 손상 형상을 분석하기 위해 주사전자현미경(SEM)과 3D현미경을 이용하여 관찰하였다.

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휨가공을 위한 액체암모니아 처리재의 물리적 성질 (Physical Properties of Liquid Ammonia Wood for Bending)

  • 姜琥陽
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제31권1호
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    • pp.52-60
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    • 2003
  • 액체암모니아 처리 침·활엽수 소시편의 물리적 성질을 무처리와 비교하였다. 처리시간은 4와 8시간으로 하였다. 동일한 환경에서 처리재의 평형함수율은 무처리재보다 항상 높았으나 전건 후에는 차이를 나타내지 않았다. 암모니아 처리를 오래할수록 방사방향과 접선방향으로 수축이 일어났으나 섬유방향에는 변화가 없었다. 또 처리시간이 길수록 초음파 전달속도는 감소하고 밀도는 증가하였다. 따라서 동탄성계수는 감소함을 보였다. 밤나무의 가소화는 증기처리가 액체 암모니아 처리보다 효과 있음과 인사이징이 침·활엽수 모두 액체 암모니아 침투성을 높이지 못했음이 밝혀졌다. 액체 암모니아 처리는 5mm두께 침엽수 시편에서 제일 좋은 가소화 효과를 보였다. 상대유전율과 열전달계수도 측정하여 처리재와 무처리재를 비교하였다.

CFRTP 소재 가공을 위한 초음파 나이프 적용 가능성에 관한 연구 (A Study on the applicability of ultrasonic knife for processing CFRTP materials)

  • 송기혁;김혜진;박지영;성시명
    • Design & Manufacturing
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    • 제17권2호
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    • pp.9-14
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    • 2023
  • In this study, an experiment was conducted to confirm the applicability of the external shape control of the ultrasonic knife to the CFRTP material, which is the base material of thermoplastic. TC910 based on polyamide6 (PA6) was used as the material. The slope 와 and tool transfer speed of the material and tool were selected as process factors for processing, and the following results were obtained. Under all cutting conditions using an ultrasonic knife, friction heat caused by high-frequency vibration was issued at 150℃ at the contact part between the material and the knife during cutting. As a result of the cutting force analysis, the faster the transfer speed, the higher the cutting force as the angle of entry of the blade increased, and the size of the cutting force changed during cutting. As for the size of the burr in accordance with the transfer speed condition, the smallest burr occurred at 150mm/min in the side part, and the smallest burr occurred at 150mm/min and 200mm/min in the case of the outlet burr. The size of the burr according to the entry angle tended to decrease as the tool entry angle increased, and the side part tended to increase as the tool entry angle increased. As a result of the cutting surface analysis, it was confirmed that the base material was eluted under all conditions, and the faster the transfer speed, the lower the elution phenomenon of the base material. Based on the above results, cutting the CFRTP material with an ultrasonic knife is possible, but the effect on heat generation caused by friction needs to be minimized, and further research needs to be conducted on this.

충주 정토사지 홍법국사탑비의 보존과학적 연구 (Study for the Conservation Treatment of the Stele for National Preceptor Hongbeop from the Jeongtosa Temple Site in Chungju)

  • 채우민;황현성
    • 박물관보존과학
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    • 제19권
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    • pp.1-18
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    • 2018
  • 충주 정토사지 홍법국사탑비(본관1960)는 고려시대의 양식적 특징을 보여주는 중요한 석조문화재이다. 홍법국사탑비는 일제강점기에 수차례 반복된 부재의 해체 및 이동과 동시에 장기간 야외에 노출되어 풍화가 진행된 상태였기 때문에 국립중앙박물관 수장고에 보관되어 왔다. 이 연구에서는 2015년 국립중앙박물관에서 주관하는 석조물복원사업의 일부 대상인 홍법국사탑비의 야외 전시를 위해 재질특성을 규명하고 풍화훼손지도 및 초음파 물성진단을 활용한 손상도 진단을 실시하였으며, 이를 바탕으로 보존처리를 진행하였다. 재질분석 결과, 탑비의 귀부는 중립질 입자크기를 가지는 석영, 사장석, 알칼리장석, 흑운모, 백운모를 구성광물로 가지는 복운모 화강암이다. 탑비의 비신은 담홍색을 띠며 암회색이 혼재되어 나타나고 중립질의 방해석을 조암광물로 가지는 결정질 대리암이다. 이수는 회백색으로 중립질의 방해석을 주요 구성광물로 가지는 결정질 대리암이다. 탑비에서 나타나는 각각의 훼손유형별 점유율 산출 결과 비신에서는 마모로 인한 훼손이 28.29%로 남측면이 가장 높으며, 이수에서는 입상분해로 인한 훼손이 11.08%로 북측면이 심한 것으로 나타났다. 초음파 물성진단을 통해 탑비의 전체적인 풍화도를 파악한 결과 귀부에서는 결구부를 중심으로, 비신에서는 상단부에서 낮은 값을 보였으며, 이는 표면 가공도의 차이와 부분적인 박리 및 균열로 인해 변위가 발생한 것으로 판단된다. 홍법국사탑비의 야외 전시에 앞서 과학적 조사를 바탕으로 외부환경에 의한 풍화를 억제하고자 표면 오염물제거와 표면 강화처리를 진행하였다.

복재정맥 부전에 대한 980-nm 다이오드 레이저를 이용한 치료와 전통적인 발거술 간의 비교: VCSS 점수와 재발에 의한 중기 임상 결과 (Comparison of Endovenous Treatment Using a 980 nm Diode Laser versus Conventional Stripping for Truncal Saphenous Vein Incompetence: Mid-term Results by VCSS Score and Recurrence)

  • 최재성;김응중;이정상
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제43권4호
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    • pp.387-393
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    • 2010
  • 배경: 이번 연구의 목적은 정맥내 레이저 응고술(EVLT)과 발거술의 재발을 포함한 중기 임상 결과를 비교 평가하는 것이다. 대상 및 방법: 2007년 1월부터 2010년 2월까지 237명의 환자에서 대복재 및 소복재 정맥류 318개를 대상으로 980-nm 다이오드 레이저 또는 전통적인 발거술을 시행하였다. 첫 방문과 수술 후 1, 2, 6, 12, 18, 24, 36개월째 외래를 방문한 모든 환자를 대상으로 듀플렉스 초음파 검사와 Venous Clinical Severity Score (VCSS) 기록을 위한 임상검사 및 설문조사를 시행하였다. EVLT 및 정맥류 발거술의 두 치료군 간의 임상 결과를 비교하기 위해 수집된 모든 데이터를 이에 맞게 가공하여 분석하였다. 결과: 두 치료군 간에 관통정맥 부전의 수나 정맥 역류의 정도는 차이가 없었다. EVLT나 발거술로 대복재 및 소복재 정맥의 역류가 제거된 후 이 역류 제거 상태의 성공적인 유지율은 양 군간에 차이가 없었으며 12개월째 성공적인 유지율은 EVLT군이 $90.3{\pm}4.5%$, 발거술군이 $93.9{\pm}4.2%$였다. 전체적인 재발율은 EVLT군이 4.4%, 발거술군이 1.5%로 두 군간의 통계적인 차이는 없었다. VCSS 점수는 두 군 모두에서 수술 후 1주와 1개월, 2개월에 유의한 감소를 보였다. 결론: 대복재 및 소복재 정맥 부전의 제거에 대한 효율성이나 정맥 부전으로 인한 임상 경과의 수술 후 개선 능력 등에 있어 EVLT와 발거술은 비슷한 결과를 나타냈다.

소성가공에 따른 STS 304L 재료의 기계적 특성 및 피로평가 (Evaluation of Mechanical Properties and Fatigue Behavior of STS 304L due to Plastic Working)

  • 심현보;김영균;서창민
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제41권7호
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    • pp.635-643
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    • 2017
  • STS 304L 강재의 냉간압연율의 증가에 따라 t가 1.5 mm에서 1.1 mm까지 감소하면 인장강도, 항복강도, 경도치 및 UFT피로시험의 피로한도는 선형적으로 증가하였다. t=1.5 mm, t=1.4 mm, t=1.3 mm 및 t=1.1 mm인 4가지 시험편의 UFT피로시험(R= -1)결과, 회전굽힘피로시험(R= -1)의 결과처럼 $10^6$ 영역에서 S-N곡선의 피로한도가 절점(knee point)을 형성하였고, 기가사이클 피로에서 생기는 현상인 피로한도가 추가로 감소하지않았다. 또 t=1.1 mm인 경우 가장 높은 피로한도 345 MPa로 되었고, 원소재(t=1.5 mm)에 대하여 64.3 % 증가하였다. 냉간압연율에 따른 UFT피로시험결과 많은 작은 표면균열이 티어링(tearing)하면서 발생, 성장, 서로 합체하였다.