• Journal of Welding and Joining
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• 제12권2호
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• pp.11-19
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• 1994

레이저 가공기술은 재료가공 분야에서 넓은 응용분야를 가지고 있으며, 특히 절단, 용접, 열처리 등의 가공분야에서 고정밀도와 자동화의 용이성으로 인해 생산성이 높은, 고부가가치의 첨단응용 기술로 부각되고 있다. 특히 레이저절단은 타 절단법에 비교되는 절단정도, 열영향, 생산성, 작업 환경등의 각종 우위성으로 박판 및 후판절단분야에서 급속한 보급을 보이기 시작하였다. 현재 대 부분의 레이저 가공기는 CNC화 되어가고 있는 추세이며, 레이저 절단의 경우 생산성증대 및 고 정밀화를 위하여 CAD/CAM인터페이스에 의한 자동화가 필연적인 상황이다. 뿐만아니라 고출력 레이저 발전기를 가공 기본체에 탑재한 탑재형 레이저가공기의 출현으로 대형부재의 절단이 가능 하게 되었으며, 더불어 절단공정의 무인화를 지향하는 각종 시스템이 개발되고 있다. 이와 같은 무인화, 생산성증대, 작업시간단축과 러닝 코스트 및 재료의 절감을 위한 노력의 일환으로 컴 퓨터에 의한 자동 및 반자동 네스팅 시스템의 개발을 들 수 있다. 레이저에 의한 2차원 절단응 용분야에서의 네스팅작업은 설계가 끝난 각 부품의 절단작업의 전단계로서 수행되며, 일반적으로 네스팅공정이 완료되면 절단경로를 결정하고 가공조건과 함께 수치제어공작기계의 제어에 필요한 NC코드를 생성하게 된다. 최근에는 이와 같은 네스팅 시스템이 일부 생산현장에 적용되고 있 으나 이러한 시스템들의 대부분이 외국에서 개발된 것을 수입하여 사용하는 실정이다. 2차원 패턴의 최적자동배치문제는 비단 레이저 절단과 같은 열가공 분야에서 뿐만 아니라 블랭킹 금형, 의류, 유리, 목재등 여러분야에서 응용이 가능하며 패키지의 국산화가 시급한 실정이다. 네스 팅작업은 적용되는 분야에 따라 요구사항과 구속조건이 달라지며 이로 인해 알고리즘과 자료구 조도 달라지게 되나 공통적인 목표는 주어진 영역안에서 겹침없이 배치하면서 버림율을 최소화 하는 것이다. 지난 10여년간 여러 산업의 응용분야에서는 네스팅시스템의 도입이 활발하게 이 루어지고 있는데 수동에 반자동 및 자동에 이르기까지 다양하나 자동네스팅시스템의 경우 배치 효율의 신뢰성이 비교적 부족하기 때문에 아직까지는 생산현장에서 기피하는 실정이다. 배치알 고리즘의 관점에서 볼 때 이러한 문제들은 NP-complete문제로 분류하며 제한된 시간안에 최적의 해를 구하기가 가능한 조합 최적화 문제로 알려져 있다. 따라서 이 글에서는 레이저 절단분야 에서의 네스팅시스템에 관한 개요와 최근의 연구동향 그리고 몇 가지 전형적인 네스팅 알고리 즘들을 소개하고 비교분석을 통해 개선점을 간략하게 논의하고자 한다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권1호
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• pp.91-101
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• 2017

최근 레이저를 이용하여 전자 소자 및 모듈을 절단하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 레이저를 이용하여 LED 모듈을 초고속 절단하기 위한 기초 연구를 수행하였다. 특히 기존의 다이싱(dicing) saw의 절단 속도를 훨씬 능가하는 100 mm/s의 초고속 레이저 절단의 가능성을 검토하였다. 이를 위하여 LED 모듈의 구성 재료인 copper/ceramic 및 silicone/ceramic 이종 복합 기판을 제작하여 레이저 절단 후, 절단면의 표면 특성, 표면조도, 굽힘 강도를 다이싱 saw를 이용하여 절단한 샘플과 비교하였다. 복합 기판에 대한 최적의 레이저 절단 조건을 찾기 위하여, 세라믹 및 구리 단일 기판의 레이저 절단을 통하여 다양한 레이저 공정 조건들에 대한 영향 검토하였다. 절단면의 표면 특성이 가장 좋은 최적의 레이저 절단 조건은 Ar 보조 가스의 사용, 높은 레이저 파워 및 높은 보조 가스의 압력이었다. Copper/ceramic 및 silicone/ceramic 이종 복합 기판에 대하여 레이저 절단과 다이싱 saw로 절단한 기판의 절단면을 비교한 결과, 레이저로 절단된 기판이 다이싱 saw 절단에 비하여 표면이 거칠고 표면 특성이 약간 나쁘다. 레이저 절단면의 평균 표면조도는 약 $9{\mu}m$ 이며, 다이싱 saw로 절단된 절단면의 표면조도는 약 $4{\mu}m$ 이었다. 그러나 다이싱 절단의 절단 속도(3 mm/s)를 고려하면 레이저 절단면의 표면 morphology가 비교적 균일하고, 표면조도도 다이싱 절단의 경우와 큰 차이가 없기 때문에 어느 정도 만족할 만한 결과를 얻었다고 판단된다. 또한 레이저 절단된 기판의 굽힘 강도가 다이싱으로 절단된 기판의 굽힘 강도보다 동등하거나 약간 열세이었다. 그러나 향후 레이저의 절단 조건이 좀 더 최적화된다면 LED 모듈의 초고속 레이저 절단이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국정밀공학회지
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• 제21권6호
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• pp.77-83
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• 2004

Cutting by a high speed laser cutting machine is one of most effective technologies to improve productivity. This paper has studied to obtain the cutting characteristics and optimal cutting conditions in a high speed feeding type laser cutting machine by Tacuchi method in design of experiments. A Lf(34) orthogonal array is adopted to study the effect of adjustment parameter. The adjustment parameters consist of cutting speed, laser power, laser output duty and assistant gas pressure. And the quality feature is selected as surface roughness of sheet metal. Variance analysis is performed in order to evaluate the effect of adjustment parameters on the quality feature of laser cutting process.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권3호통권32호
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• pp.457-465
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• 1997

형상최적화는 단면최적화에 비하여 구조물의 중량과 경비를 줄일 수 있다. 많은 양의 애매한 정보가 최적설계 문제의 제약조건에 존재할 수도 있다. 상대적으로 중요한 퍼지정도를 포함한 여러개의 기준을 묘사하고 다루는 것은 매우 어렵고 때로는 애매하다. 본 논문에서는 ${\alpha}$-절단법에 의한 퍼지 구조계의 다목적 형상최적화에 대한 가중치방법을 제안한다. 본 연구의 알고리즘을 2부재 트러스 구조물에 적응하여 그 결과가 검토되었다. 그 결과는 ${\alpha}$-절단법과 체적과 변위에 관한 가중치에 따른 최적해를 얻음으로써 설계자는 실제에 적합한 하나의 해를 택할 수 있음을 보여준다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1993년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.23-27
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• 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.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.503-508
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• 1998

연구용원자로인 하나로(HANARO)에서 중성자 조사된 캡슐 및 핵연료다발을 절단 및 해체하기 위한 장비인 캡슐절단기를 개발하여 조사재시험시설(IMEF)의 M2 핫셀(hot cell)에 설치하였다. 재료 및 핵연료의 개발을 위해 하나로에서 조사되는 캡슐 및 핵연료다발의 절단 및 해체는 핵연료봉 및 캡슐내부에 내장되어 있는 시편에 손상 및 결함이 발생하지 않도록 하는 것이 매우 중요하며, 이러한 장비는 핫셀의 작업구역에서 원격조작기를 사용하여 원격으로 조작이 용이하도록 설계 및 제작되어야 한다. 이에 조사재시험시설에서 개발한 캡슐절단기는 가공물이 회전 및 좌우이송, 절단용 철이 회전 및 전후이송이 각각 되도록 하였고, 핫셀내에 설치하기 전에 가공에 필요한 최적의 조건을 설정하였다. 그리고 핫셀내 설치후 중성자에 조사되지 않은 하나로용 핵연료다발과 조사된 무계장캡슐을 건식상태로 절단 및 해체하여 장비 성능을 확인하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.118-126
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• 2005

Abrasive waterjet (AWJ) cutting is an emerging technology for precision cutting of difficult-to-machining materials with the distinct advantages of no thermal effect, high machinability, high flexibility and small cutting forces. This paper investigated theoretical and experimental cutting characteristics associated with abrasive waterjet cutting of quartz GE214. It is shown that the proper variations of several cutting parameters such as waterjet cutting pressure, cutting speed and cutting depth improve the roughness on workpiece surfaces produced by AWJ cutting. From the experimental results by AWJ cutting of quartz GE214, the optimal cutting conditions to improve the surface roughness and precision were proposed and discussed.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
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• pp.573-578
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• 2002

양파박피기 개발을 목적으로 수행된 본 연구에서는 공정상 필요한 뿌리절단장치에 관하여 시험 분석하였다. 뿌리를 절단, 제거하는 데 적합한 칼날의 종류, 회전속도와 이송속도, 및 소요동력 등 제 특성을 구명하여 적절한 회전칼날을 제작 사용함으로써 능률 높은 양파박피기를 개발하고자 수행한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 양날형, 축날형, 원추형, 및 원통형 등 직경 30 mm의 칼날을 제작하여 실험하였던 바, 양파의 뿌리절단에는 구부린 칼날로 파내기를 하고 수직칼날로 금긋기를 동시에 할 수 있는 양날형이 가장 좋은 것으로 나타났다. 2. 양파의 뿌리부가 100% 절단이 되고 소요동력이 낮으면서 절단시간을 단축할 수 있는 최적의 작동조건은 칼날의 무부하 회전수 630 rpm, 이송속도 0.08 m/s인 것으로 나타났고, 그때의 최대토크는 5.25 kg·cm이었으며 최대소요동력은 33W로 나타났다.

• The Korean Journal of Physiology
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• 제4권2호
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• pp.83-89
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• 1970

전기적 자극법은 심맥관계기능의 신경성조절을 이해하기위해 널리 이용되는 방법이며, 일반적으로 중추신경에는 고빈도, 말초신경에서는 저빈도 자극에 의해 최대반응이 유발된다고 알려지고 있으며, 이는 흥분파의 민도가 말초로 내려오며 감소되기 때물이라 해석되고 있다. 또한편 신경계의 어떤 단위위에서건 자극민도가 어느 한계를 넘으면 유발된 반응은 유지되지를 못하고 감쇠소실되는 것으로 이는 주로 시납스간 흥분파전달능 부전에 기인될 것이라고 믿어지고있다. 그러나 고위주추계와 말초를 연결하고 있는 척수에 있어서는 아직 최적전기적 자극조건도 분명히 알려져 있지 않을 뿐 아니라 이 부위에서도 고빈도자극시에 반응이 어느 정도 감쇠하는지에 대한 보고가 없기에 이를 추구코자 저자는 고양이의 상부경수를 면수와 연결부에서 완전 절단하기 전후 여러가지 자극조건으로 자극하여 몇 가지 결론을 얻었기에 보고하는 바이다. 1) 연수와 연결부에서 완전절단을 하기 전에는 경수$(C_1{\sim}C_2)$의 백질, 회백질의 여러부위에서 심맥관반응이 유발되었으나 절단후에는 백질중의 만두부위(좌 $2{\sim}3\;mm$, 배면으로 부터 $0.3{\sim}1.0\;mm$및 $2.5{\sim}3.5\;mm$)에만 반응이 유발되었으며, 이 두 부위는 심맥관계기능을 지배조절하는 원심성 섬유의 통로라고 사료되었다. 2) 최대반응은 자극조건(빈도 자극파지속시간 강도) 100/sec-1 mesc-3V 및 20/sec-3 msec-3V에서. 최장지속반응은 20/sec-3msec에서 유발되었으므로, 후자가 척수부에 있어 심맥관계반응을 유발키 위한 최적자극조건으로 생각된다. 3) 자극면도 20/sec 이하에서 반응유지가 잘된다는 결과는 생리적 조건하에서 척수를 통과하는 흥분파의 빈도가 20/sec를 넘지 않을 것이란 것을 시사한다. 4) 반응지속정도는 최초의 최대반응의 반으로 감쇠되기까지 소요되는시간 즉 50% 반응감쇠시간으로 표시하였으며, 척수에서는 대뇌피질 및 간뇌에서보다 심맥관계반응의 50%반응감쇠시간이 현저히 긴 것을 알 수 있었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.922-927
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• 2004

Abrasive waterjet (AWJ) cutting is an emerging technology for precision cutting of difficult-to-machining materials with the distinct advantages of no thermal effect, high machinability, high flexibility and small cutting forces. This paper investigated theoretical and experimental cutting characteristics associated with abrasive waterjet cutting of quartz GE214. It is shown that the proper variations of several cutting parameters such as waterjet pressure, cutting speed and cutting depth improve the roughness on workpiece surfaces produced by AWJ cutting. From the experimental results by AWJ cutting of quartz GE214, the optimal cutting conditions to improve the surface roughness were proposed and discussed.