• 제목/요약/키워드: Microforming

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미세 부품 성형을 위한 소형 마이크로 성형시스템 개발 및 재료의 변형 거동 고찰 (Development of a Miniaturized Microforming System and Investigation of Deformation Behavior of Material for the Production of Micro Components by Forming)

  • 남정수;박일구;이상원;김홍석
    • 한국정밀공학회지
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    • 제29권11호
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    • pp.1221-1227
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    • 2012
  • As demands on micro-products increase significantly with raising functional integration and increasing complexity, microfoming attracts a lot of attention in the manufacture of micro-products. Since the conventional big forming systems are not adequate to achieve sufficient tolerances of micro-scale parts, it is necessary to reduce the scale of the forming equipment and devices. In addition, understandings on the size effects, which exist in the material behavior and process characterization of microforming processes, need to be expanded. In this study, a miniaturized forming system based on the ball screw and servo motor actuator was developed for the efficient micro-parts production. In addition, tensile tests and cylindrical upsetting experiments were performed to evaluate the performance of the microforming system and to investigate the flow stress and friction size effects in microforming processes.

벌크비정질합금의 미세성형 : 구성모델과 적용 (Microforming of Bulk Metallic Glasses : Constitutive Modelling and Applications)

  • 윤승채;백경호;김형섭
    • 소성∙가공
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    • 제13권2호
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    • pp.168-173
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    • 2004
  • Microforming can be a good application for bulk metallic glasses. It is important to simulate the deformation behaviour of the bulk metallic glasses in a supercooled liquid region for manufacturing micromachine parts. For these purposes, a correct constitutive model which can reproduce viscosity results is essential for good predicting capability. In this paper, we studied deformation behaviour of the bulk metallic glasses using the finite element method in conjunction with the fictive stress constitutive model which can describe non-Newtonian as well as Newtonian behaviour. A combination of kinetic equation which describes the mechanical response of the bulk metallic glasses at a given temperature and evolution equations fur internal variables provide the constitutive equation of the fictive stress model. The internal variables are associated with fictive stress and relation time. The model has a modular structure and can be adjusted to describe a particular type of microforming process. Implementation of the model into the MARC software has shown its versatility and good predictive capability.

마이크로 성형에서 마찰거동의 크기효과에 대한 이론적 및 실험적 연구 (A Theoretical and Experimental Study on the Tribological Size Effect in Microforming Processes)

  • 김홍석
    • 소성∙가공
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    • 제22권7호
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    • pp.394-400
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    • 2013
  • Microforming is a very efficient and economical technology to fabricate very small metallic parts in various applications. In order to extend the use of this forming technology for the production of microparts, the size effect, which occurs with the reduction of part size and affects the forming process significantly, must be thoroughly investigated. In this study, the tribological size effect in microforming was studied using modeling and scaled ring compression experiments. A micro-scale friction approach based on the slip-line field theory and lubricant pocket model was used to understand the friction mechanism and explain the tribological size effect. Ring compression tests were performed to analyze the interfacial friction condition from the deformation characteristics of the ring specimens. In addition, finite element analysis results were utilized to quantitatively determine the size-dependent frictional behavior of materials in various process conditions. By comparing theoretical results and experimental measurements for different size factors, the accuracy and reliability of the model were verified.

링 압축시험과 유한요소해석을 이용한 미세성형 공정에서의 마찰특성에 관한 연구 (A Study of Friction in Microfoming Using Ring Compression Tests and Finite Element Analysis)

  • 김홍석;김긍록
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권10호
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    • pp.1471-1478
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    • 2010
  • 미세성형 공정은 마이크로 크기의 부품 생산에 있어 다양한 재료의 활용, 높은 생산성, 적은 재료의 손실, 고품질 생산을 실현할 수 있는 방법으로 최근 산업계와 학계의 많은 주목을 받고 있다. 하지만 매크로 성형에서 마찰거동을 묘사하기 위한 기존의 모델들은 미세성형에서 많은 오차를 유발하는 것으로 알려져 있다. 따라서 미세성형 공정의 성공적인 개발과 실용화를 위해서는 마찰거동의 크기효과에 대한 심도 있는 연구가 필요하다. 본 연구에서는 다양한 크기의 알루미늄 및 황동 재료를 대상으로 링 압축시험을 실시하여 소재의 크기에 대한 마찰거동의 크기효과를 고찰하였다. 유한요소해석을 이용하여 링 압축 시 접촉면의 마찰력이 링 시편의 변형특성에 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다. 또한 미끄럼선장 모델링과 상계해석을 응용한 마찰모델을 활용하여 미세성형에서의 마찰거동 특성을 이론적으로 설명하였다.

Hydrostatic Press Forming of Microparts

  • Na K. H.;Kim S. S.;Park H. J.;Yoon D. J.;Choi T. H.;Lee S.;Kim E. Z.
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2003년도 The 8th Asian Symposium on Precision Forging ASPF
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    • pp.167-174
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    • 2003
  • Microforming technology becomes crucial in variety of industries as up-to-date machinery products and parts are miniaturized Therefore research on micro forming processes are actively conducted because of its high productivity, high precision and efficienct material usage. Since friction during microforming has greater influence than macroforming, hydrostatic pressing is much more efficient. In this paper minimization of bur during fine sheet shear forming and hydrostatic process of multi-filament extrusion to obtain fine wire of micro-order have been conducted.

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미세성형 공정에서 다결정 금속재료의 크기효과에 관한 연구 (Investigation on the Size Effects of Polycrystalline Metallic Materials in Microscale Deformation Processes)

  • 김홍석;이용성
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권10호
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    • pp.1463-1470
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    • 2010
  • 미세성형 기술은 다양한 소재의 활용, 높은 생산성과 적은 재료의 손실, 고품질 생산과 같은 기존 소성가공의 장점을 실현할 수 있기 때문에 마이크로 크기의 부품생산에 매우 유망한 기술로 간주되고 있다. 하지만 기존의 매크로 영역에서 축적된 많은 기술과 노하우들은 소재의 크기가 마이크로 단위에 줄어듦에 따라 나타나는 소위 "크기효과"로 인해 미세성형 공정에 그대로 적용될 수는 없다. 따라서, 본 연구에서는 마이크로 영역에서 나타나는 재료거동의 크기효과를 이론적, 실험적 연구를 통하여 고찰하였다. 다양한 두께의 구리시편에 열처리를 실시하여 결정립의 크기를 다양화 하였고, 인장시험을 통하여 시편의 두께와 결정립의 크기가 유동응력에 미치는 영향을 고찰하였다. 또한 이러한 크기효과의 정량적인 분석을 위하여 마이크로 및 매크로 영역에서 적용 가능한 소재의 유동응력 모델을 이론적으로 도출하였다.

구리-타이타늄 이중봉 직접압출의 공정지도 개발 (Development of A Process Map for Extrusion of Cu-Ti Bimetal Bar)

  • 김중식;이용신;심경섭;박훈재
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.499-502
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    • 2005
  • A process map has been developed, which can identify the process conditions for weak mechanical bonding at the contact surface during the direct extrusion of a Cu-Ti bimetal bar. Bonding mechanism between Cu and Ti was assumed as a cold pressure welding. Then, the plastic deformation at the contact zone causes mechanical bonding and a new bonding criterion for pressure welding was developed as a function of the principal stretch ratio and normal pressure at the contact surface by analyzing micro local extrusion at the contact zone. Finite element analyses for extrusion of Cu-Ti bimetal bars were performed for various process conditions. The deformation history at the contact surface was traced and the proposed new bonding criterion was applied to predict whether the mechanical bonding at the Cu-Ti contact surface happens. Finally, a process map for the extrusion of Cu-Ti bimetal bar is suggested.

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