• 한국주조공학회지
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• 제27권1호
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• pp.31-35
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• 2007

본 연구에서는 Mg합금의 반응고성형 공정기술을 개발하기 위하여 여러 가지 전단속도와 냉각속도에 따른 Mg합금의 점도와 딕소트러픽 거동을 분석하였으며, 이를 전산모사연구와 비교 검토하였다. 전산모사연구에서는 미세조직과 공정변수를 고려한 반응고 슬러리의 유변학적 거동을 분석하였다. 반응고 온도영역에서의 Mg합금(AZ91D) 슬러리의 점도는 고상율에 따라 지수함수적으로 증가하였으며, 전단속도가 증가하면 감소하는 경향을 나타났다. Mg합금 슬러리의 유변학적 거동을 정확하게 분석하기 위하여 Carreau 모델을 사용하여 ANYCAST 프로그램에서 고압다이캐스팅용 금형으로의 Mg합금 반응고 슬러리의 충진거동을 모사하였다. 전산모사된 결과는 동일한 조건에서의 실제 실험결과와 잘 일치하였다.

• Design & Manufacturing
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• 제17권2호
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• pp.22-26
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• 2023

As Light-Emitting Diodes(LEDs) continue to advance in performance, their application in automotive lamps is increasing. Automotive LEDs utilize light guides not only for aesthetics but also to control light quantity and direction. Light guides employ patterns of a few hundred micrometers(㎛) to regulate the light, and the surface roughness(Ra) of these patterns can reach tens of nanometers(nm). Given that these light guides are produced through injection molding, mold processing technology with high surface quality micro-patterns is required. This study serves as a preliminary investigation into the development of high surface quality micro-pattern processing technology. It examines the surface roughness of the workpiece based on the cutting direction of the pattern and the cutting fluid type when cutting micro-patterns on STAVAX steel using cubic Boron Nitride(cBN) tools. The experiments involved machining a step-shaped micro-pattern with a height of 60 ㎛ and a pitch of 400 ㎛ in a 22×22 mm area under identical cutting conditions, with only the cutting direction and cutting fluid type being varied. The machining results of four cases were compared, encompassing two cases of cutting direction(parallel to the pattern, orthogonal to the pattern) and two cases of cutting fluid type (flood, mist). Consequently, the Ra value was found to be the highest(Ra 128.33 nm) when machining with the flood type in parallel to the pattern, while it was the lowest(Ra 95.22 nm) when machining with the mist type orthogonal to the pattern. These findings confirm that there is a difference of up to 25.8 % in the Ra value depending on the cutting direction and cutting fluid type.

• 폴리머
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• 제36권6호
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• pp.677-684
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• 2012

사출성형공정은 고온으로 수지를 가소화시키고 고압으로 금형에 흘려 보내어 제품을 성형하는 방법이다. 이 과정에서 고분자 수지는 온도의 변화에 따라 수축을 하게 되는 성형수축이 발생된다. 그리고 시간이 흐른 뒤에도 제품에 변형이나 휨이 발생하게 되는데 이는 제품에 포함되어 있는 잔류응력의 이완 때문이다. 이러한 휨을 막기 위해 수지에 무기물을 첨가하여 수축을 줄이거나, 수지에 유리섬유나 카본섬유 등 섬유를 사용하여 휨의 저항성을 높인다. 그리고 성형품을 강건하게 설계하여 응력에 따른 휨의 저항을 향상시킨다. 본 연구에서는 강건설계를 위해 리브를 설치한 성형품에 나타나는 휨을 실험을 통하여 조사하였다. 성형조건에 따라서, 그리고 금형설계에 따라서 즉, 게이트의 위치에 따라서 휨의 변화를 조사하였다. 수지의 흐름방향과 흐름의 직각방형의 휨도 조사하였다. 게이트 근처와 게이트에서 먼 부분의 휨도 비교분석 하였다. 수지는 유리섬유로 보강된 결정성 수지인 PP와 PA66를 사용하였다. 유리섬유가 포함된 결정성 수지는 유리섬유가 포함된 비결정성 수지보다 휨이 컸다. 결정성 수지는 비결정성 수지에 비해 휨이 성형조건에 다소 적게 영향을 받았지만 제품의 설계에 따라서는 크게 변하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.877-887
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• 2015

본 연구진은 사출성형 공정에서 적용되는 미지 시료 및 고점도의 복합소재 점도를 추정하기 위한 새로운 방법을 제시한 바 있다. 본 논문에서는 사출성형 금형 캐비티 내압을 측정하는 장치를 개발하였다. 이는 사출성형 공정 중의 금형 내를 흐르는 용융체의 압력을 실시간으로 측정하고, 이를 CAE 해석 결과로부터 모사된 압력과 비교함으로써 CAE D/B내의 점도 데이터의 정확성을 검증할 수 있게 한다. 본 연구에서 사용한 재료는 PP(Polypropylene), PP/LGF30%(Polypropylene과 long glass fiber 50% composite), PA66/LGF50%(Polyamide 6,6와 long glass fiber 50% composite) 이다. 여기서 PP와 PP장섬유복합재료는 이미 점도 데이터가 구축되어 있으나, PA66장섬유복합재료는 새롭게 개발한 재료로써 기존의 점도 데이터가 없기에 본 시스템을 이용해서 새로운 점도 곡선을 추정하였다. 그리고, 일반 점도 측정장치로 구한 점도 곡선과도 비교하였다. 한편, 이미 점도 데이터를 갖고 있는 경우인 PP는 신뢰성을 확인할 수 있었으나, PP/LGF50%의 경우는 높은 점도와 구조의 복잡성으로 인해 기존 점도 데이터의 개선이 필요하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.2919-2924
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• 2011

자동서랍함용 완충기는 서랍을 여닫을 때 충격을 흡수하고 속도를 조절하는 역할을 해 준다. 완충기 튜브는 완충기의 구성품을 에워 쌓고 있는 원통 모양의 케이스이며 아세탈 재질로 되어있다. 본 연구는 사출 성형 공정에서 제작된 완충기 튜브의 품질 안정성을 평가하는 데 목적이 있다. 완충기 튜브는 4 캐비티 냉각장치를 갖춘 사출 성형공정에서 제작된다. 본 연구에서는 완충기 튜브의 품질 안정을 판단하기 위해 분석과 시험이 수행되었다. 분석과 시험은 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 품질 분석과 연구된 튜브에 대한 외산품과의 성능 비교 시험이다. 사출 압력은 87.6 MPa로, 전체 휨량은 0.07~1.0 mm로 계산하였다. 연구된 튜브와 외산품을 비교해 볼 때 튜브의 최대 압축-하중은 231 kgf, 구간별 변위-하중은 0.05 kgf, 그리고 또 튜브 내경의 표면거칠기(Ra)는 $0.02\;{\mu}m$ 향상되었다. 결과적으로 사출 성형 공정에서 제작되어지는 연구된 튜브의 품질은 안정되었고 성능이 우수함을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.395-399
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• 2017

자동차에 사용되는 LPI 연료필터 하우징 제품은 기존 다이캐스팅 공정에서 냉간 단조 공정으로 개발하여 경량화 및 내구성을 향상하였다. 하지만 T자형 단조 형상이기 때문에 제품을 생산하였을 경우 제품의 싱크 문제가 발생하게 된다. 이로 인해 제품의 후처리 가공 문제가 발생한다. 본 연구에서는 이러한 문제를 개선하기 위해 성형 해석 시뮬레이션을 이용해 문제를 예측하고 개선방안에 대해 연구했다. 성형 해석 시뮬레이션을 이용하여 문제를 개선하기 위해 완전 성형이 가능한 최적 블랭크의 부피를 결정하였다. 그리고 최적의 블랭크 부피에 맞춰 성형 해석 시뮬레이션을 수행하였고 싱크 현상을 가시화했다. 싱크 현상을 개선하기 위해 냉간 단조 공정 진행 시 싱크 부 밑 부분에 패드를 받침으로 싱크 현상을 개선하였다. 적정한 패드력을 구하기 위해 파라미터 스터디를 진행하였고, 적정한 패드력으로 공정 진행 시 싱크 문제를 개선하였다. 그리고 실제 산업 현장에 적용하여 싱크 문제 개선에 대한 검증을 수행했다.

• 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.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권10호
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• pp.3142-3151
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• 1996

As plastics shrink when changing from a molten to a solid state, mold cavities must by made larger than the product specification, In making molded gears, the teeth in the cavity must be carefully compensated for shrinkage so that the teeth of gears will have the correct profile. Two compensation methods are widely used in the cavity design. One is the compensation of a module and the other is the modification of a pressure angle and profile shifting coefficient. These methods, however, do not provide a gear cavity with all disign parameters for gears and several parameters are determined by experience. In this paper, the new design technique, namely the compensation method of design parameters, was proposed , which is based on the three kinds of shrinkage rates obtained from the measuring data of the prototype of molded gears. Using the shrinkage rates in the tip circle, tooth heigth and tooth thickness, we calculate the whole design parameters of a gear cavity. Thus, the gear cavity is considered as a complete gear with the compensated module, pressure angle, profile shifting coefficient, clearance coefficient and back lash amount so that the formula of gears can be applied to the cavity design effectively. Experimental results show that more precision molded gears can be made by using the proposed design method.

• 한국기계가공학회지
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• 제14권3호
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• pp.9-14
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• 2015

The Direct Metal Tooling (DMT) process is a kind of additive manufacturing processes, which is developed using various commercial steel powders, such as P20, P21, SUS420, and other non-ferrous metal powders. The DMT process is a versatile process that can be applied to various fields, such as the molding industry, the medical industry, and the defense industry. Among them, the application of the DMT process to the molding industry is one of its most attractive and practical applications, since the conformal cooling channel cores of injection molds can be fabricated at a slightly expensive cost by using the hybrid fabrication method of DMT technology compared with parts fabricated with machining technology. The main objectives of this study are to provide various characteristics of the parts made using the DMT process compared with the same parts machined from bulk materials and evaluate the performance of the injection mold equipped with a conformal cooling channel core fabricated using the hybrid method of the DMT process.

• 한국정밀공학회지
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• 제23권9호
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• pp.174-178
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• 2006

Pyramid shape of micro pattern is applied to the light guide panel (LGP) to enhance the uniformity of the brightness of the LCD. The micro pyramids are molded in intaglio on the surface of the LGP. The size of each pyramid is 5$\mu$m $\times$ 5$\mu$m on bottom and the height is about 3.5$\mu$m. The pyramids are distributed on the LGP surface randomly to be sparser where the light comes in and denser at the opposite side as a result of a simulation using lightools$^{TM}$ Based on this design, a silicon pattern master and a nickel stamper are fabricated by MEMS process and electro plating process. Intaglio micro pyramids are fabricated on the 6' of silicon wafer from the anisotropic etching using KOH and the process time, temperature of the KOH solution, etc are optimized to obtain precise shape of the pattern. A Wi stamper is fabricated from this pattern master by electro plating process and the embossed pyramid patterns turns out to be well defined on the stamper. Adopting this stamper to the mold base with two cavities, 1.8' and 3.6' LGPs are injection molded.