• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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• v.42 no.1
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• pp.1-11
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• 2005

Several Solid Freeform Fabrication Systems(SFFS) are commercialized in a few companies for rapid prototyping. However, they have many technical problems including the limitation of applicable materials. A new method of agile prototyping is required for the recent manufacturing environments of multi-item and small quantity production. The objectives of this paper include the development of a novel method of SFFS, the CAFL/sup VM/(Computer Aided Fabrication of Lamination for Various Material), and the manufacture of the various material samples for the certification of the proposed system and the creation of new application areas. For these objectives, the technologies for a highly accurate robot path control, the optimization of support structure, CAD modeling, adaptive slicing was implemented. However, there is an important problem with the conventional 2D lamination method. That is the inaccuracy of 3D model surface, which is caused by the stair-type surface generated in virtue of vertical 2D cutting. In this paper, We design the new control algorithm that guarantees the constant speed, precise positioning and tangential cutting on the 5DOF SFFS. We develop the tangential cutting algorithm to be controlled with constant speed and successfully implemented in the 5DOF CAFL/sup VM/ system developed in this paper. Finally, this paper confirms its high-performance through the experimental results from the application into CAFL/sup VM/ system.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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• v.43 no.6 s.312
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• pp.16-26
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• 2006

In this paper, we propose a 3D shape restoration system which measures height and surface shape of transparent ITO glass and delivers errors in focal length and incident angle of laser beam to femto-second laser micromachining. The proposed system is composed of a line scan laser, a high resolution camera, a linear motion guide synchronized to image capturing, and a control station. Also, we define the sensitivity indices that represent a relation between measurement error and a position of a camera and scan laser, and utilize it for optimum design. The results of the proposed system are compared with results of SPM(Scanning Probe Microscope) and prove the usefulness of the system.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1995.10a
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• pp.961-964
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• 1995

For geometric accuracy in the net shape machining, the problem of tool deflection should be resolved in some fashion. In particular, this is crucial in finish cut operation where slim tools are used. The purpose of this paper is to verify the validity and effectiveness of the prediction model of the machined surface. Experimental results are presented for the cut of steel material with HSS endmill of diameter 6mm on machining center. The results shows that 1) the machining error due totool deflection is serious even in the low cutting load, 2) by using the mechanistic simulation model with experimental coefficients, the machining error was predicted with maximum prediction error of 10% which was significantly reduced to the desired level by the path modification method.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2001.10a
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• pp.51-56
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• 2001

공작기계로 금속을 절삭할 때 공작기계의 불안정, 즉 자려진동의 발생은 절삭과정과 공작기계구조 두 요소의 동적 거동에 기인한다. 공작기계의 채터와 구조의 동적인 거동은 모든 금속가공에서 가공물의 표면조도와 공구수명, 공작기계의 수명에 큰 영향을 미친다. 이와 같은 채터와 동적인 거동을 해석함으로써 최적의 절삭 조건을 결정할 수 있으나, 이러한 연구에서 가장 어려운 점은 기계구조와 절삭과정이 폐회를 구성하고 있기 때문이다.

• Proceedings of the Korean Society of Machine Tool Engineers Conference
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• 1998.10a
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• pp.97.2-101
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• 1998

Machining process introduces thermal deformation of a cutter, which affects the surface finish of the workpieces. By measuring the temperature distribution of the cutter, thermal stress and deformation of the cutter are simulated. In addition, surface roughness of workpiece is simulated by the surface-shaping system. The result shows that thermal deformation deteriorates the surface roughness.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.13 no.12
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• pp.5704-5708
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• 2012

In this paper, the algorithm to determine the optimal condition of traverse grinding is proposed by using differential evolution algorithm(DEA). The cost function to determine the optimal grinding condition is designed with considering process cost, production rate, surface roughness. Also, the constraint conditions for grinding such as thermal damage effect, machine tool stiffness, wear parameter of grinding wheel, surface roughness are considered. The algorithm is implemented with LabView software which is widely used at the industrial field. The performance of proposed algorithm is verified by comparing with the result of genetic algorithm(GA) through computer simulation.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.26 no.6
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• pp.636-643
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• 1999

본 논문에서는 기계 공구가 설계된 표면에 접근할 수 있는 모든 방향을 결정하는 기계가 공성 문제를 고려한다. 먼저 공구가 이동할 수 있는 자유도에 따라 여러 가지로 나뉘어지는 기계기공성 문제는 원으로 경계지워진 구상의 영역에 주어진 점의 집합을 포함하는가 결정하는 일원화된 문제로 형식화된다. 공구의 특성과 이동자유도를 반영한 구상의 영역을 도메인이라 한다. 도메인중에 대표적인 경우는 소디스크(small disk)와 대밴드(great band)이다. 우리는 이 두가지 경우에 주어진 점의 집합을 포함하는 모든 도메인의 극(pole)을 구하는 O(nlogn)시간의 알고리즘을 제시한다. 여기서 n은 가공할 면으로부터 사상된 구상의 점의개수이다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2011.05a
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• pp.44-44
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• 2011

마그네슘 합금은 낮은 비중의 경량화 금속 소재이며, 주로 주조 주조재 형태로 상당한 기간 활용되어 왔으며, 최근에는 포스코에서 AZ31 합금으로 판재를 생산하면서 판재상의 마그네슘 소재의 응용이 본격화되고 있다. 포스코에서 판재로 생산되는 합금은 AZ31합금이 주종이며, AZ61 합금의 경우도 일부 생산이 시도되고 있으며, 향후 다양한 합금의 판재의 개발이 진행될 예정이다. 마그네슘 합금은 화학적 활성이 커서 내식성 확보를 위한 표면처리가 필수적이며, 내식성의 확보가 상업적 적용을 위하여 필수적이다. 기존의 마그네슘 합금의 표면처리 방법은 주로 AZ91D의 다이캐스팅재에 집중되어 왔으며, 포스코에서 생산되는 AZ31의 스트립 캐스팅재의 표면처리는 합금의 차이로 인하여 새롭게 공정이 개발되어야 한다. AZ31 마그네슘 합금 판재는 경량화가 요구되는 분야에 사용되는 것을 목표로 설계되어 상업화가 추진되고 있으며, 이의 적용을 위해서는 마그네슘 판재의 내부식성을 제어하는 표면처리 공정이 필수적이다. 표면처리에서는 강판 및 알루미늄판재의 표면처리 공정에 이용되는 화성처리-전착도장 공정에 따라야 하겠지만, 산 용액에 매우 취약한 마그네슘 소재의 특성상 같은 처리 조건을 적용하기 어렵다. AZ31 마그네슘의 합금의 표면처리에서 자동차 공정에 적합한 화성처리는 본격적으로 연구되어 있지 않으며, 합금의 차이에 따른 표면거동이 다른 경향을 보인다. 자동차용 표면처리에서 AZ31에 적합한 화성처리 단일 공정을 확보하는 것이 중요하며, 또한 Al-Mg, Mg-Mg계 등 시스템 구성에 따른 연구개발이 필요할 것이다. 본 발표에서는 AZ31 판재를 이용한 자동차 부품 가공에서 고려하여야 하는 표면처리 이슈에 대하여 논하고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.187.2-187.2
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• 2011

태양광산업의 value chain중 up-stream쪽인 고순도 실리콘산업은 셀, 모듈, 시스템 쪽에 비하여 영업 이익률이나 부가가치 측면에서 매우 높은 성장성을 현재 보여주고 있으며 최근 원자력산업의 안전성 문제가 대두됨으로 인하여 태양광수요가 전 세계적으로 증대되는 경향을 나타내어 태양광용 실리콘의 수요가 확대됨과 아울러 spot시장에서의 가격 또한 상승하고 있다. 이런 관점에서 잉곳 및 웨이퍼 가공 중에 발생하는 고순도 실리콘 폐기물의 재활용 이 다시 주목받고 있다. 태양전지 웨이퍼(wafer)용 소재는 6N급 이상의 결정질 실리콘 잉곳(ingot)이 주를 이루며, 고효율의 셀을 제조하기 위해서 단결정 실리콘 잉곳이 많이 사용된다. 실리콘 단결정을 육성하는 방법에는 Floating zone 법, Czochralski 법, Bridgeman 법, CVD 등 매우 다양하다. 이 중 Czochralski 법은 전체 생산량의 대부분을 차지하고 있는 방법으로, 용융액에서 결정을 인상하여 ingot을 제작하는 방법이다. 그러나 대량의 전기에너지를 소비하여 제작되는 고순도의 실리콘 단결정 잉곳은 후 가공공정에서 그 절반 이상이 분말(powder) 및 슬러지(sludge)로 폐기되므로, 자원의 재활용 및 환경오염 측면에서 주요과제가 되고 있다. Czochralski 법으로 제작된 ingot의 경우 그 표면이 매끄럽지 못하여, 웨이퍼 단위의 가공 시 형태가 진원이 될 수 있도록 표면을 미리 연마(grinding)하는데, 이때에도 미세 분말이 다량 발생하게 된다. 본 연구에서는 이러한 고순도 단결정 실리콘 ingot의 연마 가공공정에서 발생한 미세 분말을 용해하여 보았다. 진공 챔버(chamber) 내부에 유도가열 코일과 냉도가니로 구성된 장비를 통해 전자기유도가열을 이용하여 실리콘 분말 폐기물을 용해하고, 그 시편을 ICP-MS 및 비저항 측정을 통해 분말 의 특성을 조사하여 재활용 가능성을 검토해 보았다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.29-29
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• 2014

최근 화석에너지 고갈 및 에너지 수요의 폭발적 팽창을 해결하기 위하여 경량화와 내마모 측면에서 고효율 시스템을 적용한 자동차 및 각종 성형 기기들이 개발되고 있다. 특히 장치의 고성능화라는 요구조건을 충족시키기 위해서는 금속가공산업에서 표면개질의 중요성이 부각되고 있다. 이러한 표면개질에는 일반적으로 표면의 성질을 개선하여 마모(abrasion) 및 국부 압력(local stress) 또는 피로(fatigue), 마식(wear and corrosion)에 견디게 하여 부품의 수명증대와 제품의 소형화에 기여하고 있다. 이러한 표면개질법에는 경질의 물질을 표면에 코팅시켜 재료표면의 특성을 향상시키는 방법과 금속의 표면에 다른 원소를 침투 및 확산시키는 방법으로 나눌 수 있다. 확산방법으로 침탄, 질화, 보로나이징, 크마이징 처리 방법 등이 있다. 상업적으로 가장 많이 사용되는 표면 개질법은 침탄기술로서, 고온에서 짧은 시간내에 물성 향상이 가능하지만, 강의 변태점 이상의 온도에서 진행됨으로서, 변형에 따른 문제가 발생되어 후처리를 필요로 하는 문제점을 가지고 있다. 반면, 질화법은 변태점 이하의 저온에서 철강 표면에 N을 침투시켜 강을 경화시키는 특징을 가진다. 변형이 적고 질소원자가 강내에 침투함으로 인해 내마모성, 내피로성, 내식성 등의 물리적 성질을 향상시키는 점에서 유리하여 각종 정밀 부품 및 자동차 부품, 금형 등에 많이 사용된다. 또한, 경도 향상 및 결정구조의 영향으로 코팅처리시 모재와 코팅 층의 밀착력 향상을 가져오면 이러한 이유로 코팅 층의 하지 층으로써 각광 받고 있다. 본 발표에서는 플라즈마 질화의 이해를 높이기 위해 관련 기술에 대한 전반적인 소개와 향후 플라즈마 질화 기술의 적용이 기대되는 침탄대체 적용 가능 부품, 침류질화 기술, PECVD 공정과의 접목 등 산업적은 응용 측면에서 응용 분야에 대한 소개를 진행하고자 한다.