• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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• pp.160-163
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• 2004

The hub hole in a wheel of vehicles usually formed with hole expansion process. Formability of material, especially the hole expansion ratio, is important to produce a fine hub hole. The hub hole expansion process is different from general forming process or bore expansion process in the viewpoint of forming a thick plate. In the hole expansion process of the plate with a hole, as the hole being expanded, the crack is occurred to outward direction at the boundary of a hole. Therefore, it is need to apply the fracture criterion in the hub hole expansion process. In this paper, the hub hole expansion process is simulated with commercial elasto-plastic finite element code, LS-DYNA3D considering some ductile fracture criteria. Fracture mode and hole expansion ratio is compared with respect to the fracture criteria. Analysis results demonstrate that only the effective plastic strain is not adequate to predict the fracture mode in the hub hole. And the analysis results also indicate that the ductile fracture criteria properly predict the fracture mode but hole expansion ratio is different with the result of each other because of their different characteristics.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.163-166
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• 2005

A hole expansion process is an important process in producing a hub-hole in a wheel disc of a vehicle. In this process, the main parameter is the formability of a material that is expressed as the hole expansion ratio. The hub-hole expansion process is different from conventional forming processes or hole flanging processes from the view-point of its deformation mode and forming of a thick plate. In the process, a crack is occurred in the upper edge of a hole as the hole is expanded. Since prediction of the forming limit by hole expansion experiment needs tremendous time and effort, an appropriate fracture criterion has to be developed fur finite element analysis to define forming limit of the material. In this paper, the hole expansion process of a hub-hole is studied by finite element analysis with ABAQUS/standard considering several ductile fracture criteria. The fracture mode and hole expansion ratio is compared with respect to the various fracture criteria. These criteria do not predict its fracture mode or hole expansion ratio adequately and show deviation from experimental results of hole expansion. A modified ductile fracture criterion is newly proposed to consider the deformation characteristics of a material accurately in a hole expansion process. A fracture propagation analysis at the hub-hole edge is also performed for high accuracy of prediction using the new fracture criterion proposed.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.220.2-220.2
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• 2014

플라즈마 질화 기술은 기존의 침탄 혹은 고주파 표면 경화 기술 대비 낮은 온도에서 열처리 공정이 진행됨에 따라 열 변형을 최소화 시킬 수 있으며, 후 가공을 간소화 시킬 수 있다는 장점으로 인해 자동차 부품 및 기타 응용 산업 분야에 있어 큰 관심을 받고 있다. 그러나 공정 진행에 장시간이 소요되고 복잡한 형상 및 홀 가공에 의한 기능부, 특히 내경부에 대한 균일 질화 처리가 어려워 실제 응용분야 확장에 큰 제약이 따르고 있다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 일반 글로우 방전 대비 플라즈마 밀도가 10배 이상 높은 공공 음극 방전(Hollow Cathode Discharge, 이하 HCD) 현상을 이용하여 고속 고균일 질화공정을 개발하고자 하였으며, 상용화 적용을 위한 연구를 함께 진행하였다. 사용된 시료로는 실제 자동차 부품으로 사용되는 SCM415 소재의 ring gear와 slip yoke pipe를 사용하였으며, HCD 형성을 위해 특화된 플라즈마 질화장비를 활용, 공정 압력 및 인가 전력 등을 변수로 실험을 진행 하였다. 그 결과 질화 처리 속도에 있어 기존 글로우 방전 플라즈마 질화 대비 1/4 이하 수준으로 그 소요 시간을 단축시킬 수 있었으며, 다량 장입된 시료의 내경 기능부에 있어서도 높은 균일도를 갖는 질화표면이 형성됨을 확인할 수 있었다. 또한 기능부 표면에 형성된 HCD 현상을 열원으로 사용함으로써 외부가열 장치를 사용하지 않으면서도 기존의 hot wall 방식보다 높은 질화 균일도 구현이 가능하였으며, 소요 자원 및 전력 사용 측면에 있어서도 공정 시간 단축 및 외부 가열 공정 제거에 의한 높은 수준의 에너지 절약이 가능하였다.

• 광학세계
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• 통권143호
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• pp.30-45
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• 2013

미국 QED Technologies(이하 QED)가 세계 최초로 상용화한 자기유동유체연마장치(이하 MRF$^{(R)}$-Magnetorheological (Fluid) Finishing)는 역시 QED가 개발한 간섭계 응용장비인 SSI$^{(R)}$(Subaperture stitching interferometer)와 같이 운용하면 1um 이하의 나노광학산업에서 ${\lambda}/10$ 또는 ${\lambda}/100$ 이상 더 정밀한 영역을 손 쉽게 제조할 수 있는 획기적인 공정을 가능하게 한다. 이러한 능력 때문에 미국, 유럽 및 일본 등의 첨단광학회사들은 96년 상업화된 이후 MRF$^{(R)}$와 SSI$^{(R)}$ 공정을 앞다투어 도입하며 기존공정이 지니고 있던 많은 한계들을 극복했다. 우리나라의 MRF와 SSI의 도입은 선진국에 비해 10년 이상 늦어진 2008년에 이르러서야 최초의 장비가 도입되었으며 이후 꾸준히 그 응용분야가 확장되어 가고 있다. 2012년에는 한국천문연구원과 그린광학에 SSI의 최신장비인 ASI(Aspheric Stitching Interferometer)와 MRF가 각각 도입됐다. 이를 계기로 해서 한국사무소에서 제안을 하여 QED사의 총괄대표이사인 Dr. Andrew Kulawiec, 응용기술부장인 Paul Dumas, QED 한국사무소의 오한석 박사와 신지식 박사가 그간의 기술동향을 발표하는 기술강연회가 지난 2012년 10월 23일 개최되었다. 한국천문연구원, 그린광학과 한국광학기기산업협회의 후원으로 한국천문연구원 은하수홀에서 개최된 이번 강연회에서는 다음과 같은 세가지 주제를 다루었다. 1. MRF의 원리 및 응용분야의 현황과 장비개발 현황 2. SSI의 원리 및 응용분야의 현황과 장비개발 현황 3. 광학설계와 가공실현성에 도움이 되는 비구면을 표현하는 새로운 식 Q-Polynominal 이번 강연회는 특히 QED의 공정 및 장비개발자들이 직접 참가한 기술강연회로 지난 2004년 및 2008년에 열린 기술강연회와 차별화되며, 25개 업체 약 50여 명이 참석하여 성황리에 마무리되었다. 향후 국내의 사용자 그룹에 대한 세미나를 정기적으로 개최해 QED의 첨단광학기술에 대한 정보교환의 장을 확대할 예정이며, 기술강연회도 가능한 한 정기화할 예정이다. 이번 강연회의 주제 중 우선 MRF와 SSI에 대한 논의를 광학세계 1월호에 소개하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.1014-1020
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• 2012

본 논문은 3D 캐드모델을 기반으로 작업자의 수작업 및 설계오류를 최소화하는 금형설계 지원 툴 개발에 초점을 맞춘다. 금형설계 지원범위는 자동차 산업의 프레스 금형설계 공정에서 필수 요소인 선직 곡면 생성 및 옵셋, 패딩력 자동산출, 수정사항을 반영하는 재료표 자동출력, 홀 가공데이터 자동 산출, 원소재 크기 출력 및 검증 등 이다. 개발한 시스템을 주요 범용 3D 모델러 중 하나인 프로엔지니어의 확장 메뉴형태로 탑재하기 위하여 프로엔지니어 API와 Visual C++를 사용하여 개발하였다.

• 한국음향학회지
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• 제22권5호
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• pp.408-417
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• 2003

항공전자산업이나 반도체 산업분야에서 제품에 대한 품질관리와 안정성 확보 및 생산공정의 경비절감이라는 차원에서 초음파현미경이 사용되고 있다. 기존의 초음파현미경은 음향렌즈의 단일 특성주파수에서만 영상을 획득함으로써 깊이방향의 영상분해능이 결정되어졌다. 본 연구에서는 음향렌즈의 대역폭 내에서 동작주파수를 변화시키면서 K/sub z/방향성분의 지연을 일으켜 K/sub z/ 방향의 대역폭을 증가시키므로 깊이 분해능이 향상됨을 보였다. 실험에서는 내부의 홀을 갖는 시료와 깊은 홈을 갖는 시료에 대해 다중주파수 (4.4 ㎒∼5.6㎒)를 적용한 결과, 영상강도의 변화가 단일 주파수인 경우 10%이내로 변화하였으나 다중주파수의 경우 50%로 나타났다 한편 결함의 깊이가 다른 고체 내부의 결함에 대한초음파 영상의 복원시, 진폭의 경우에는 단일 주파수를 사용한 경우 결함의 형태는 나타났으나 깊이 정보는 알 수 없었고 다중 주파수를 사용한 경우 깊이에 따라 다른 영상 강도를 나타내며 출력되었다. 따라서 초음파 현미경에서 다중주파수를 사용할 경우, 깊이방향으로 더 좋은 영상분해능을 얻을 수 있음을 알 수 있다.