• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.330-335
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• 2017

최근 자동차 산업에서 전기 모터 연료 전지에 대한 수요가 급증했으며, 연료 전지 케이스로 사용되는 사각형 알루미늄 캔에 대한 수요 또한 증가하고 있다. 직사각형 배터리 케이스의 바닥에 있는 에어 벤트는 비정상적으로 높은 압력이 발생할 때 미리 압력을 방출하여 큰 폭발을 방지하는 역할을 한다. 직사각형 컵 배터리 케이스는 6 단계의 다단계 딥 드로잉으로 외형을 만들고 직사각형 배터리 케이스와 용접하여 벤트 부품을 제작해왔다. 그러나 본 연구에서는 직사각형 케이스의 바닥면에 공기 벤트 형상을 직접 추가 하는 연구를 수행하였다. 단조의 초기 형상으로는 사각 컵 다단식 딥 드로잉 성형 해석에서 추출한 두께와 형상을 이용한 유한 요소 해석 기법을 사용 하였다. 그 결과, 예측 정밀도가 향상되고, 배부름 및 파단 등의 결함을 미리 예측할 수 있었다. 초기 분석 결과를 토대로 두 가지 단조 형상이 후보로 제시되었고 성형 해석을 통해 최적의 단조 형상을 결정 하였다. 이러한 결과를 바탕으로 금형을 제작하고 실제 결과와 분석 결과를 비교하여 본 연구의 타당성을 검증하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.81.2-81.2
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• 2012

To fabricate a metal mold for injection molding, hot-embossing and imprinting process, mechanical machining, electro discharge machining (EDM), electrochemical machining (ECM), laser process and wet etching ($FeCl_3$ process) have been widely used. However it is hard to get precise structure with these processes. Electrochemical etching has been also employed to fabricate a micro structure in metal mold. A through mask electrochemical micro machining (TMEMM) is one of the electrochemical etching processes which can obtain finely precise structure. In this process, many parameters such as current density, process time, temperature of electrolyte and distance between electrodes should be controlled. Therefore, it is difficult to predict the result because it has low reliability and reproducibility. To improve it, we investigated this process numerically and experimentally. To search the relation between processing parameters and the results, we used finite element simulation and the commercial finite element method (FEM) software ANSYS was used to analyze the electric field. In this study, it was supposed that the anodic dissolution process is predicted depending on the current density which is one of major parameters with finite element method. In experiment, we used stainless steel (SS304) substrate with various sized square and circular array patterns as an anode and copper (Cu) plate as a cathode. A mixture of $H_2SO_4$, $H_3PO_4$ and DIW was used as an electrolyte. After electrochemical etching process, we compared the results of experiment and simulation. As a result, we got the current distribution in the electrolyte and line profile of current density of the patterns from simulation. And etching profile and surface morphologies were characterized by 3D-profiler(${\mu}$-surf, Nanofocus, Germany) and FE-SEM(S-4800, Hitachi, Japan) measurement. From comparison of these data, it was confirmed that current distribution and line profile of the patterns from simulation are similar to surface morphology and etching profile of the sample from the process, respectively. Then we concluded that current density is more concentrated at the edge of pattern and the depth of etched area is proportional to current density.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제20권3호
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• pp.31-35
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• 2013

TSOP(Thin Small Outline Package)는 가전제품, 자동차, 모바일, 데스크톱 PC등을 위한 저렴한 비용의 패키지로, 리드 프레임을 사용하는 IC패키지이다. TSOP는 BGA와 flip-chip CSP에 비해 우수한 성능은 아니지만, 저렴한 가격 때문에 많은 분야에 널리 사용되고 있습니다. 그러나, TSOP 패키지에서 몰딩공정 할 때 리드프레임의 열적 처짐 현상이 빈번하게 일어나고, 반도체 다이와 패드 사이의 Au 와이어 떨어짐 현상이 이슈가 되고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 리드프레임의 구조를 개선하고 낮은 CTE를 갖는 재료로 대체해야 한다. 본 연구에서는 열적 안정성을 갖도록 리드프레임 구조 개선을 위해 수치해석적 방법으로 진행하였다. TSOP 패키지에서 리드프레임의 열적 처짐은 반도체와 다이 사이의 거리(198 um~366 um)에서 안티-디플렉션의 위치에 따라 시뮬레이션을 진행하였다. 안티-디플렉션으로 TSOP 패키지의 열적 처짐은 확실히 개선되는 것을 확인 했다. 안티-디플렉션의 위치가 inside(198 um)일 때 30.738 um 처짐을 보였다. 이러한 결과는 리드프레임의 열적 팽창을 제한하는데 안티-디플렉션이 기여하고 있기 때문이다. 그러므로 리드프레임 패키지에 안티-디플렉션을 적용하게 되면 낮은 CTE를 갖는 재료로 대체하지 않아도 열적 처짐을 향상시킬 수 있음을 기대할 수 있다.

• 청정기술
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• 제24권4호
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• pp.280-286
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• 2018

본 연구에서는 금속산화물 2종, $TiO_2$ 분말과 $Al_2O_3$ 분말을 이용하여 건식 조건에서의 기상 VOCs 흡착 성능을 평가하였으며, BET분석과 암모니아 in-situ FT-IR 분석을 통해 비표면적, 표면 산점을 분석하고 성능과의 상관성을 평가하였다. 그 결과 $TiO_2$ 분말, $Al_2O_3$ 분말은 각각 $317.6m^2\;g^{-1}$, $64m^2\;g^{-1}$의 비표면적을 갖으며, $TiO_2$ 분말의 경우 표면에 다수의 산점이 관찰되었다. 두 금속 산화물 분말을 이용하여 기상 VOCs 흡착 성능을 평가한 결과, 비표면적이 크고 다수의 산점을 보유한 $TiO_2$ 분말이 비교적 우수한 흡착 성능을 나타내었다. 특히 비표면적이 흡착성능에 직접적인 영향을 미치는 것으로 판단되며, 산점에 의한 영향에 대해서는 추가적인 연구가 요구된다. 우수한 흡착 성능을 나타낸 $TiO_2$를 기반으로 honeycomb, hollow fiber, disc의 성형체로 제조 한 결과, 분말보다 흡착 성능은 낮았으나 적용성 측면에서 유리하며 제조공정의 특성상 우수한 열적 내구성을 갖는 polymeric disc 흡착제의 경우, 수회의 고온 탈착공정 후에도 흡착 성능을 안정적으로 유지함을 확인하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제75권3호
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• pp.369-376
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• 2020

The life of conventional steel plastic injection molds is long but manufacturing cost and time are prohibitive for using these molds for producing prototypes of products in limited numbers. Commonly used 3D printers and rapid prototyping methods are capable of directly converting the digital models of three-dimensional solid objects into solid physical parts. Depending on the 3D printer, the final product can be made from different material, such as polymer or metal. Rapid prototyping of parts with the polymeric material is typically cheaper, faster and convenient. However, the life of a polymer mold can be less than a hundred parts. Failure of a polymeric mold during the injection molding process can result in serious safety issues considering very large forces and temperatures are involved. In this study, the feasibility of the inspection of 3D printed molds with the surface response to excitation (SuRE) method was investigated. The SuRE method was originally developed for structural health monitoring and load monitoring in thin-walled plate-like structures. In this study, first, the SuRE method was used to evaluate if the variation of the strain could be monitored when loads were applied to the center of the 3D printed molds. After the successful results were obtained, the SuRE method was used to monitor the artifact (artificial damage) created at the 3D printed mold. The results showed that the SuRE method is a cost effective and robust approach for monitoring the condition of the 3D printed molds.

• 한국재료학회지
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• 제19권9호
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• pp.457-461
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• 2009

Recently, metal molding has become essential not only for automobile parts, but also mass production, and has greatly influenced production costs as well as the quality of products. Its surface has been treated by carburizing, nitriding and induction hardening, but these existing treatments cause considerable deformation and increase the expense of postprocessing after treatment; furthermore, these treatments cannot be easily applied to parts that requiring the hardening of only a certain section. This is because the treatment cannot heat the material homogeneously, nor can it heat all of it. Laser surface treatment was developed to overcome these disadvantages, and, when the laser beam is irradiated on the surface and laser speed is appropriate, the laser focal position is rapidly heated and the thermal energy of surface penetrates the material after irradiation, finally imbuing it with a new mechanical characteristic by the process of self-quenching. This research estimates the material characteristic after efficient and functional surface treatment using HPDL, which is more efficient than the existing CW Nd:YAG laser heat source. To estimate this, microstructural changes and hardness characteristics of three parts (the surface treatment part, heat affect zone, and parental material) are observed with the change of laser beam speed and surface temperature. Moreover, the depth of the hardened area is observed with the change of the laser beam speed and temperature.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.58.1-58.1
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• 2011

WC-Co and other similar cemented carbides have been widely used as hard materials in industrial cutting tools and as mould metals; and a number of techniques have been applied to improve its microstructural characteristics, hardness and ear resistance. Cobalt is used primarily to facilitate liquid phase sintering and acts as a matrix, i.e. a cementing phase between WC grains. A uniform distribution of metal phase in a ceramic is beneficial for improved mechanical properties of the composite. WC-Co, starting from initial powders, is vastly used for a variety of machining, cutting, drilling, and other applications because of its unique combination of high strength, high hardness, high toughness, and moderate modulus of elasticity, especially with fine grained WC and finely distributed cobalt. In this study, that started with two different compositions of initial powders, WC-7.5wt%Co and WC-12wt%Co with initial powder size being 1~3 ${\mu}m$, magnetic pulsed compaction followed by subsequent vacuum sintering were carried out to produce consolidated preforms. Magnetic Pulsed Compaction (MPC), a very short duration (~600 ${\mu}s$), high pressure (~4 Gpa), high-density preform molding method was used with varied pressure between 0.5 and 3.0 Gpa, in order to reach an initial high density that would help improve the sintering behavior. For both compositions and varied MPC pressure, before and after sintering, changes in microstructural behavior and mechanical properties were analyzed. With proper combination of MPC pressure and sintering, samples were obtained with better mechanical properties, densification and microstructural behavior, and considerably improved than other conventional processes.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제30권12호
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• pp.782-787
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• 2017

There is growing interest in power inductors in which metal soft magnetic powder and epoxy resin are combined. In this field, the process technology for increasing the packing density of magnetic particles in an injection molding process is very important. However, little research has been reported in this regard. In order to improve the packing density, we investigated and compared the sedimentation heights of pastes for three types of soft magnetic alloy powders as a function of the mixing ratios and the type of resin used. Experimental results showed that the packing density was the highest (71.74%) when the mixing ratio was 80 : 16 : 4 (Sendust : Fe-S : CIP) according to the particle size using an SE-4125 resin. In addition, the packing density was found to be inversely related to the layer separation distance. As a result, it was confirmed that the dispersion of solid particles in the paste was important for curing; however, the duration of the curing process can greatly affect the packing density of the final composite.

• 한국전자파학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.1150-1156
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• 2007

본 논문에서 PCS 및 cellular 망을 이용한 지하 매설물의 원격 관리에 적용이 가능한 지표면 매입형 안테나를 제안하였다. 지표면 매입형 안테나는 원형 패치 안테나를 이용하여 2중 공진이 생기도록 하여, 맨홀 뚜껑과 같은 금속에 삽입하고, 안테나 보호를 위해 몰딩 처리를 하여 제작하였다. 금속체 속에 삽입 및 몰딩으로 인해 안테나의 공진 주파수가 변화하게 되는데, 이것을 고려하여 안테나를 설계하였다. 제작된 안테나의 반사 손실 및 다이폴 안테나와의 상대적인 수신 전력 비교 측정을 통해 제안된 안테나가 PCS 및 cellular망을 이용한 지하 매설물의 원격 관리에 적용이 가능함을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권1호
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• pp.78-84
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• 2012

금형의 공정 과정에서 금형과 성형품 사이에서 발생하는 마찰로 인해 발생하는 금형의 마모가공차로 작용하여 성형 품질을 저하시킬 수 있다. 따라서 금형의 내마모성을 향상시키기 위해 질화나 침탄처리, 화염 및 고주파 표면처리 등의 방법들이 적용되어 왔다. 하지만 형상의 제한이나 제품의 변형 등과 같은 문제점을 수반하고 있기 때문에, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 표면처리 방법으로써 레이저 표면처리 기술이 검토되고 있다. 따라서 본 연구에서는 고출력 다이오드 레이저를 이용, 금형재료용 주철의 표면처리를 시도하였다. 앞서 제1보와 제2보의 논문에서는 금형의 재료 및 형상의 차이에 따른 열처리 특성을 비교하였다면, 본 논문에서는 열처리 후 생성되는 경화부, 경계부위 및 모재의 조직적 차이를 분석하기 위해 광학 현미경 및 전자 현미경을 이용하여 미세조직을 관찰하고, EDS를 통해 조직의 상태를 파악하였다. 미세조직 관찰 결과, 경화부는 침상의 마르텐사이트 조직이 형성되어 있었다.