• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권4호
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• pp.417-430
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• 2014

도심지 내 지하공간의 효율적인 활용을 위해서 연마재 워터젯 시스템(abrasive waterjet system)을 이용한 새로운 형태의 암반굴착 공법이 개발되어 활용 중에 있다. 연마재 워터젯 시스템을 활용한 굴착(절삭) 수행 시 적정량의 연마재를 투입하고 연마재입자의 유동성을 원활하게 유지하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 실내실험을 통해 연마재 입자의 유동성과 관련된 영향인자들을 연마재 관 설치높이, 연마재 관 길이, 연마재 관 굴곡도 그리고 연마재 관 내경으로 나누어 연마재 투입량 및 유동성 수준을 평가하였다. 또한, 실험결과를 바탕으로 연마재 투입량 및 연마재 입자 유동성에 관한 최적 조건을 제시하였다. 본 연구결과를 바탕으로 향후 암반 굴착용 워터젯 공법이 도심지 내 터널, 공동구, 수직구 건설 등 다양한 지반 구조물 굴착 작업 시, 최적 연마재 투입을 위한 기초자료로 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국생산제조학회지
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• 제7권3호
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• pp.99-103
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• 1998

The curved surface machined by plate end mill causes a excess non-cutting volume, in these cases ball end mill is used for the curved surfaces. This study is aimed to obtain the optimum cutting conditions of various cutting speed, table speed, tool diameter, radius of curvature roughness on the conditions of various cutting speed, tool diameter, radius of curvature when machining the curved surface using the ball end mill. After designing curve rates, obtaining NC data by CAD/CAM system through CC-Cartesian method and transferred the data through DNC system, we machined the specimens by the CNC machining center, The surface roughness of specimens was measured by surface roughness tester and CNC 3D coordinate measuring machine. The cutting condition were the same as follow velocity; 15, 20, 25 30m/min, feed rate;40, 60, 80, 100m/min and radius of curvature; 30,40,50,60mm, tool diameters; ø8, ø12, ø16, ø 20mm. Analizing the working results, we can acquire the optimum cutting condition of curved specimen at the cutting velocity of 20~25m/min and the feed rate of 80mm/min. As the same cutting condition the best surface roughness was showed at ø16mm of the tool diameter. But the tool diameter was smaller than ø8mm. we could improve for the surface roughness by controlling the cusp.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.26-26
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• 2011

Fe계 TiC 합금은 미량의 합금원소를 첨가시켜 경화능, 내식성, 내마모성 성질을 개선한 특수 공구용 재료로서 현재 절삭, 내마모성, 광산, 금형재료 등의 분야에 널리 사용되고 있다. 금속과 세라믹의 복합재료인 초경합금은 비열처리용 공구강으로 WC, TiC 등의 4, 5, 6족 금속탄화물에 Co, Ni, Fe등의 철족이 결합금속으로 소결한 복합재료로 WC-Co계 초경합금이 주종을 이루고 있으나, 전략 소재로서 고가인 Co 원료를 대체하기 위한 재료로서 초경재료의 고경도와 공구강의 경제성 및 가공성의 장점을 이용한 Fe-TiC계 초경합금의 연구가 다양하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 Fe기지에 서브마이크론 크기의 미세한 TiC 입자가 균일하게 분산된 Fe-TiC 복합분말을 경제적으로 제조하기 위해 순수한 Fe, Ti 원료분말에 비해 단가가 낮고 미세 분쇄가 용이한 FeO, $TiH_2$ 분말을 고에너지 밀링 후 반응 열처리 시키는 유사 기계화학적 공정을 시도하였다. 조성비 Fe-30wt%TiC 복합분말을 제조하기위해 마이크론(micron) 크기의 FeO, $TiH_2$, C 분말을 사용하였고, 1단계로 FeO와 C을 고에너지 밀링으로 혼합 후 반응시켜 환원시키는 공정과 2단계로 이렇게 환원된 분말과 TiH2를 고에너지 밀링으로 다시 혼합, 분쇄한 후 반응열처리 하는 두 단계 공정을 사용하였다. FeO의 환원 단계에서는 $700{\sim}1,000^{\circ}C$ 온도 범위에서 1시간 유지하였고, 고에너지 밀링 시 밀링시간, 회전속도를 변수로 두고 실험하였다. 환원된 분말은 수평관상로를 이용해 아르곤분위기에서 $1,000{\sim}1300^{\circ}C$까지 1시간 유지하여 반응열처리시켜 Fe-TiC 복합분말을 제조하였다. 준비된 복합분말을 XRD와 FE-SEM, EDS, 입도분석기 (LPSA) 등을 이용해 분말의 형태와 특성, 상, 조성, 입도, 분산도 등을 조사하였다. 제조된 Fe-TiC 나노복합분말을 방전플라즈마소결(SPS) 과 상압소결 실험을 진행하였다. Fe-TiC 복합분말 제조공정의 첫 번째 단계인 FeO의 환원반응은 $800^{\circ}C$이상의 온도에서 Fe로 환원이 진행됨을 확인하였다. 두 번째 단계인 반응열처리공정에서는 $1,000^{\circ}C$ 이상에서 TiC가 형성됨을 XRD 상분석을 통해 확인할 수 있었고, $1,100^{\circ}C$ 이상의 온도에서 반응열처리를 했을 때 XRD 분석결과와 산소 조성 분석 결과로부터 반응의 완결성과 순도에서 최적 온도 조건임을 확인하였다. 온도를 $1,300^{\circ}C$로 증가시킬 경우 반응의 완결성에 큰 변화가 없는 반면 분말입자간의 목형성이 일어나 가소결 되는 것을 FE-SEM을 통해 관찰하였다. 또한 최적조건으로 제조된 Fe-TiC 복합분말의 입도분석과 FE-SEM/EDS 관찰/분석을 시행한 결과 평균 입도 0.6 ${\mu}m$의 미세한 Fe-TiC 복합분말 내에 Fe분말 주변과 내부에 나노크기의 TiC입자가 균일하게 분산되어 존재하는 것을 확인하였다.

• 오토저널
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• 제14권6호
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• pp.113-126
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• 1992

Recently the multi-kind, small-amount manufacturing system has been replacing the mass manufacturing system, and domestic machining inustry also is eager to absorb the new technology because of its high productivity and cost reduction. The optimization of the cutting condition has been a vital problem in the machining industry, which would help increase the productivity and raise the international competitiveness. It is intended in this study to investigate the machining costs per unit time which is essential to the analysis of the optimal cutting condition, to computer the cutting speed that lead to the minimum machining costs and the maximum production to suggest the cutting speed range that enables efficient speed cutting, and to review the machining economy in relation to cutting depth and feed. Also considered are the optimal cutting speed and prodution rated in rrelation with feed. It is found that the minimum-cost cutting speed increases and the efficient cutting speed range is reduced as machining cost per unit time increases since the cutting speed for maximum production remains almost constant. The machining cost is also lowered and the production rate increases as the feed increases, and the feed should be selected to satisfy the required surface roughness. The machining cost and production rate are hardly affected by the cutting depth if the cutting speed stays below 100m/min, however, they are subject to change at larger cutting depth and the high-efficient speed range also is restricted. It can be established an adaptive optimal cutting conditions can be established in workshop by the auto-selection progam for optimal operation. It is expected that this method for choosing the optimal cutting conditions might contribute to the improvement of the productivity and reduced the cost. It is highly recommended to prepare the optimal cutting conditionthus obtained for future use in the programing of G-function of CNC machines. If proper programs that automatically select the optimal cutting conditions should be developed, it would be helpful to the works being done in the machine shops and would result in noticeable production raise and cost reduction.

• 대한조선학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.51-62
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• 1998

본 연구에서는 공동수조(Cavitation Tunnel) 실험용 모형프로펠러의 5축 가공을 위해 Windows NT와 PC 환경하에서 작동하는 CAD/CAM 시스템을 개발하였다. 본 시스템은 그 성격에 따라 크게 4가지의 모듈로 구성되어 있다. 먼저, 프로펠러 설계를 위해 기존에 사용하고 있던 텍스트 위주의 S/W(Text based S/W)를 그래픽화 하여 통합함으로써 설계의 효율을 향상시켰다. 설계의 결과로 출력되는 점 데이터는 NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline) 방법을 이용하여 복합곡면 (Composite Surface)으로 모델링하였고 가공은 황삭, 중삭, 정삭 및 잔삭으로 수행하였다. 각각의 경우에 있어서 공구와 공작물의 충돌 및 간섭을 체크하여 공구경로를 산출하였으며 그것을 역기 구학 해석하여 NC 데이터로 변환하였다. 또한, 가공의 상태를 화면상에서 검증하기위해 공구 및 공작물을 그래픽화하여 NC 데이터를 검증할 수 있도록 하였다. 끝으로 5축 가공의 가공 효율을 최대화하기 본 연구에서는 공동수조 실험용 모형프로펠러의 5축 가공을 위해 Windows NT와 PC 환경하위해 실험을 통하여 최적의 절삭조건을 선정하고 이를 시스템내에 데이터베이스화 함으로써 설계부터 가공까지를 자동으로 수행할 수 있는 시스템으로 구축하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권5호
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• pp.879-890
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• 2017

기존 미국의 포장 설계법(AASHTO)과 대표적인 도로포장 유지보수 의사결정시스템인 HDM-4는 국내 실정 또는 환경에 적합하지 않아 현실적인 도로설계, 시공 및 유지관리 차원에서 국내에 적합하지 않다. 포장 수명 연장에 따른 환경비용에서도 차이가 발생할 것으로 판단되는 바, 본 연구의 주요 목표는 대한민국의 환경조건과 차종별 특성을 반영한 한국형 도로포장 설계법(KPRP) 설계 소프트웨어의 도로 공용성 해석 모델을 기반으로 활용하여 운영 및 유지보수단계에서 대표적인 세 가지 유지보수전략별 LCCC 계산을 통해 최적 대안을 선정하는 것이다. 본 연구 결과 40년 동안의 누적 탄소배출량은 대안 2의 절삭 및 덧씌우기가 누적 탄소배출량과 LCCC의 현재가치비용이 제일 적은 것으로 분석되었다. 본 연구를 통해 다양한 도로관리 유지보수 공사별 $CO_2$배출 원단위 구축이 가능하며 향후 탄소요금의 증가에 따른 도로시설별 다양한 유지관리 전략 마련에 대한 기초연구를 수행하였다는 점에 의의가 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.139-139
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• 1999

다이아몬드는 지구상에서 가장 단단한 물질로 잘 알려져 있을 뿐만 아니라 공업적 측면에서 볼 때, 여러 가지 특출한 성질들을 동시에 지니고 있다. 인장강도, 압축강도, 탄성계수 등 기계적 특성이 우수하고 넓은 광투과성과 내열, 내화학, 내방사성을 지니고 있으며, 열전도율이 높고 전기적으로 절연체이다. 또한 hole이동도가 높고 도핑에 의해서 반도체적 특성을 나타낸다. 이와 같이 매우 뛰어난 성질을 공업적으로 응용하기 위하여 이전부터 많은 연구가 행해져 왔으며, 1980년대에 들어와 박막이나 코팅 형태로의 합성이 가능한 기상합성법이 큰 발전을 보임으로써 다이아몬드의 우수한 특성을 여러 분야에서 폭넓게 응용할 수 있게 되었다. 특히 마찰 응용분야에 최적의 재료로 추천되고 있다. 지금도 Epitaxial 다이이몬드를 기지 위에 성장시키고 다결정질박막을 여러 가지 비다이아몬드(Si, W, Mo 등) 기지 위에 성장시키는 연구가 계속되고 있으며 공구강 위엥 경질코팅으로써 한층 개선된 다이아몬드박막 제조를 위한 수많은 연구노력들이 집중되고 있다. 그러나 일반탄소강에 다이아몬드박막을 성장시키기 위한 많은 노력들은 크게 바람직하지 않은 non-diamond carbon(black carbon or graphitic soot)의 형성 때문에 방해를 받고 있다. 계면에서 이들의 형성은 증착된 다이아몬드박막과 금속기지의 저조한 밀착력을 나타내게 된다. 이외 같이 다이아몬드박막의 응용을 위하여 다이아몬드피막에 요구되는 중요한 조건은 기지에 대해서 강한 밀착력을 나타내는 것이며, 동시에 상대물에 대하여 낮은 마찰계수를 가져야 한다. 그러나 다이아몬드와 금속기지는 서로 다른 열챙창계수(각각 0.87$\times$10-6K-1, 12$\times$10-6K-1)의 차이로 인하여 밀착력이 현저히 떨어진다는 단점으로 인해 산업화에 많은 제약을 받아왔다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 연구에서는 다이아몬드박막과 금속기지 사이에 중간층을 이용하는 방법을 제안하였다. 이러한 시도는 일반적으로 중간층 형성 금속인 Ti 또는 TiN 등이 적용되었으나 원하는 결과를 얻지 못하였다. 즉 carbon과 Fe의 상호확산, non-diamond carbon상의 형성 그리고 열잔류응력을 완화시키고 일반탄소강 위에 다이아몬드박막을 형성시켜 우수한 밀착력을 얻기 위한 목적에 미흡하였던 것이다. 이에 중간층으로 Cr 또는 Cr계 화합물 박막을 이용하였는 바, 이 중간층을 이용한 결과 우수한 밀착력을 나타내는 다이아몬드박막을 얻었으며 열적, 구조저으로 모재와 다이아몬드에 적합한 결과를 얻을 수 있었다. 본 연구에 의해 얻어진 결과들은 재료 가공을 위하여 높은 경도와 내마모성등이 요구되는 절삭공구나 금형의 수명 향항에 크게 기여할 것이며 산업적으로 큰 응용이 기대된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권2호
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• pp.310-316
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• 2012

활성탄소 분말과 탄소필터를 이용하여 실리콘 폐슬러리에서 회수한 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol, PEG) 폐액의 색도 개선연구를 수행하였다. 활성탄소의 사용량, 흡착온도 및 흡착시간 변화에 따른 색도 변화를 관찰하였다. 탄소필터를 사용할 경우 충진된 활성탄소의 재생에 따른 성능 저하 여부를 검정하였다. 활성탄소의 표면적은 색도 개선에 큰 영향을 주지 않았다. 흡착제 함량에 따른 색도 변화 결과로부터 흡착제의 최적 사용량은 100~150 mg-C/g-PEG이였다. 흡착제 양을 고정하고 흡착 온도를 상온에서 $100^{\circ}C$까지 변화시키면서 PEG의 APHA(American Public Health Association) 색 값을 관찰한 결과 폐 PEG의 색도 개선을 위해서는 $40{\sim}50^{\circ}C$ 온도에서 운전하는 것이 가장 효과적이었다. 활성탄소필터의 운전 조건별 APHA 특성을 관찰하였고 APHA=53인 폐 PEG를 $APHA{\leq}10$로 정제 가능함을 확인하였다. 흡착에 사용된 활성탄소필터는 증류수를 순환시켜 세척함으로써 큰 성능 저하 없이 효과적으로 재생됨을 확인하였다.