• 한국융합학회논문지
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• 제2권2호
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• pp.27-34
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• 2011

본 연구는 호빙 가공공정 없이 워엄 휠 기어 형상을 만들기 위한 워엄 휠의 개발을 위한 제품을 만드는 것이다. 호빙 가공 공정이 없기 때문에, 증가된 생산성과 등가의 품질을 가지는 플라스틱 워엄 휠이 결국 만들어지게 된다. 그 결과, 이 제품은 현대 모비스, 만도, TRW, KOYO/NSK/Showa(Japan), Delphai(Amercia)에 판매 될 것이다. 핵심 기술 및 전략은 다음과 같다. 워엄 휠의 성형을 위한 기술 보호는 최근 "헬리컬 기어(No. 10-2008-0105908) 성형"이 특허 공정으로 되어 있다. 나아가, "보스 삽입을 위한 위치 결정을 위한 성형 시스템"을 위한 특허 절차가 준비 중이다. 기어 기계가공 절차 없이 호빙 머신에 기어 성형 절차로서, 무엇보다 먼저, 기어를 만드는 코어 개발 기술이 주된 주제이다. 따라서, 코어 및 성형 기초가 초기 순서로 개발되지 않아서, 현재 개발되는 워엄 휠의 경우, 기어는 이차적으로 호빙 M/C로 기계가공 된다. 최종적으로는, 성형 기초 구조체를 위한 특허가 본 연구결과로 만들어질 예정이다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제23권2호
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• pp.119-130
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• 2002

무시멘트 인공 고관절 전치환술 후, 복합재료 스템을 갖는 대퇴골의 장기 거동과 인공 대퇴 보철물의 설계 성능을 분석하기 위하여 비선형 유한요소 프로그램이 개발되었다. 한 발로 서 있을 때의 관절 접촉 하중과 근육하중이 적용되었고, 816개의 brick요소를 갖는 타원형 단면의 복합재료 스템으로 치환된 대퇴골이 3차원 유한요소로 모델링 되었다. 프로그램을 사용하여 대퇴골의 밀도 변화, 응력분포, 상대미소운동이 plate cut과 bend mold와 같은 제작 방법에 대한 스템의 적층 각도 변경에 따라서 평가되었다. 결과는 코발트 크롭 합금, 티타늄 합금, 스테인레스 강과 같은 금속 재료보다 AS4/PEEK, T300/976과 같은 복합재료가 적은 골 흡수를 보였다. 대퇴골 보철물의 장기 안정성 증대는 적당한 복합재료의 적층과 적층 각도의 선택에 의하여 얻어질 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권6호
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• pp.553-560
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• 2017

최근 신체 생물학적 인터페이스와 인체 유사 로봇 공학(Human-like robotics) 분야에서 요구하는 임의적인 형상 제작이 가능하다는 이유로 3D 프린팅 기술에 대한 그 관심이 높아지고 있다. 본 연구의 주된 고려사항은 PDMS로 제작한 탄성 중합체로 지지되는 3D 패키징 생물학적 센서(bio-sensor)의 제작이다. 3D 프린팅 공정을 이용한 PDMS 성형 몰드의 제작은 신체의 표면에 따라 달라지는 임의적인 형상에 적합한 bio-sensor의 제작 뿐만 아니라 고형화 과정 중 균일한 두께분포의 PDMS 성형이 가능하다는 점에서 기존 공정과는 차별화된 중요성을 갖는다. 이와 관련하여 본 연구에서는 몰드를 이용한 PDMS의 제작 과정 중 이형과정 에서의 유연성과 PDMS의 고형화 과정에서 제작 공정의 특성을 만족시키기 위한 PDMS 성형 몰드의 설계에 있어 여러 소재의 부분 별 선택적 배열과 관련한 유한요소해석과 실제 몰드 제작을 통한 실험을 진행하였다.

• Design & Manufacturing
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• 제14권3호
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• pp.44-49
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• 2020

One of display trends today is development of high pixel density. To get high PPI, a small size of pixel must be developed. RGB pixel is arranged by evaporation process which determines pixel size. Normally, a fine metal mask (FMM; Invar alloy) has been used for evaporation process and it has advantages such as good strength, and low thermal expansion coefficient at low temperature. A FMM has been manufactured by chemical etching which has limitation to controlling the pattern shape and size. One of alternative method for patterning FMM is laser micromachining. Femtosecond laser is normally considered to improve those disadvantages for laser micromachining process due to such short pulse duration. In this paper, a femtosecond laser drilling for thickness of 16 ㎛ FMM is examined. Additionally, we introduce experimental results for controlling taper angle of hole by vibration module adapted in laser system. We used Ti:Sapphire based femtosecond laser with attenuating optics, co-axial illumination, vision system, 3-axis linear stage and vibration module. By controlling vibration amplitude, entrance and exit diameters are controllable. Using vibrating objective lens, we can control taper angle when femtosecond laser hole drilling by moving focusing point. The larger amplitude of vibration we control, the smaller taper angle will be carried out.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.301-308
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• 2015

철도차량의 경량화 일환으로 대차 프레임 스킨제작에 복합소재를 적용하여 RTM 기법으로 제조하는 방안을 검토하였다. RTM 기법은 공정설비의 단순화 및 복잡한 형상의 대형 구조물을 짧은 시간에 제조할 수 있는 장점이 있다. RTM 공정에서는 구조물에 기공이 갇힐 수 있기 때문에 수지 주입구와 배출구의 개수 및 위치 선정이 중요하다. 이번 연구에서는 섬유 프리폼의 투과성 계수를 등방성과 이방성 특성으로 구분하여 RTM 성형특성을 수치해석을 통해 예측하였다. 그로부터 투과성 계수에 따른 기공 형성과 성형 시간의 예측 및 수지 배출구의 최적 위치 등 공정조건을 선정하기 위한 대차 프레임 스킨의 RTM 성형 충전패턴을 분석하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.169-176
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• 2017

주조의 공정으로는 왁스패턴(wax pattern), 매몰(Investment), 탈왁스(Dewaxing)와 소성(Curing), 주물(Casting)등으로 나눌 수 있으며, 이러한 공정이 하나라도 소홀하게 되면 좋은 결과를 얻을 수 없게 된다. 2000년 이후, 3D 프린터가 발전되고 사용 횟수가 증가하였으나, 왁스 방식보다 광경화수지 방식의 프린터를 선호함으로 그의 따른 주물 결함이 더 심해지고 있다. 이러한 결함을 해결하기 위해 기존 왁스방식의 주조 결함을 선행논문을 통해 제시하였고, 특히 광경화수지 방식의 결함은 매몰과 탈왁스, 탈수지와 소성에서 기존과 다른 차이를 보였다. 이에 주조 실험을 통해 결과를 제시 하였으며, 특히 기존 방식의 승온곡선이 아닌 광경화수지만의 승온곡선을 제시하였다. 마지막으로 다이렉트 주조가 되지 못하는 것을 분류하고 형틀(Mold)제작에 대하여 제시하였다. 이에 본 연구를 통해 3D 프린터를 사용하는 사용자 또는 광경화수지를 다이렉트로 주조하려는 이들에게 조금이나마 도움이 되고자 한다.

• 폴리머
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• 제38권6호
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• pp.708-713
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• 2014

대부분의 플라스틱 제품은 사출성형을 통해 생산된다. 사출성형에서 성형수축은 피할 수 없으며 이는 제품에 휨이나 뒤틀림을 유발하여 제품의 치수정밀도를 떨어뜨리는 요인으로 작용한다. 사출성형 시 발생하는 휨이나 뒤틀림은 성형조건이나 제품의 형상에도 영향을 받지만 수지의 물성에 따라서도 다양하게 나타난다. 본 연구에서는 제품의 휨을 제어하기 위해 폴리카보네이트를 유리섬유로 보강하여 물성을 예측하였으며, 이를 이용하여 사출성형해석을 실시하였다. 사출성형해석을 통해 유리섬유로 보강된 수지에서 제품의 휨이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구방법의 타당성과 신뢰성을 검증하기 위하여 사출실험을 실시하여 수지의 물성에 따른 휨 값을 분석하였으며 해석과 실험에서 유사한 경향의 휨이 발생하는 것을 관찰할 수 있었다. 결론적으로 본 연구에서 수행한 바와 같이 해석 프로그램을 통해 수지의 물성을 설계하고 이를 통한 휨의 제어가 가능함을 확인할 수 있었다.

• Design & Manufacturing
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• 제13권1호
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• pp.5-12
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• 2019

In this paper, we studied the micro tool deflection, micro cutting with low temperature, and deformation of micro ribs caused by cutting forces. First, we performed an integrated machining error compensation method based on captured images of tool deflection shapes in micro cutting process. In micro cutting process, micro tool deflection generates very serious problems in contrast to macro tool deflection. To get the real images of micro tool deflection, it is possible to estimate tool deflection in cutting conditions modeled and to compensate for machining errors using an iterative algorithm correcting tool path. Second, in macro cutting fields, the cryogenic cutting process has been applied to cut the refractory metal but, the serious problem may be generated in micro cutting fields by the cryogenic environment. However, if the proper low temperature is applied to micro cutting area, the cooling effect of cutting heat is expected. Such effect can make the reduction of tool wear and burr formation. For verifying this passibility, the micro cutting experiment at low temperature was performed and SEM images were analyzed. Third, the micro pattern was deformed by the cutting forces and the shape error occurred in the sidewall multi-step cutting process were minimized. As the results, the relationship between the cutting conditions and the deformation of micro-structure during micro cutting process was investigated.

• Design & Manufacturing
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• 제16권4호
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• pp.1-6
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• 2022

Fine blanking is a press processing technology that can process most of the product thickness into a smooth surface with a single stroke. In this fine blanking process, shear is an essential step. The punches and dies used in the shear are subjected to impacts of tens to hundreds of gravitational accelerations, depending on the type and thickness of the material. Therefore, among the components of the fine blanking mold (dies), punches and dies are the parts with the shortest lifespan. In the actual production site, various types of tool damage occur such as wear of the tool as well as sudden punch breakage. In this study, machine learning algorithms were used to predict these problems in advance. The dataset used in this paper consisted of the signal of the vibration sensor installed in the tool and the measured burr size (tool wear). Various features were extracted so that artificial intelligence can learn effectively from signals. It was trained with 5 features with excellent distinguishing performance, and the SVM algorithm performance was the best among 33 learning models. As a result of the research, the vibration signal at the time of imminent tool replacement was matched with an accuracy of more than 85%. It is expected that the results of this research will solve problems such as tool damage due to accidental punch breakage at the production site, and increase in maintenance costs due to prediction errors in punch exchange cycles due to wear.

• 한국결정성장학회지
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• 제32권1호
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• pp.25-32
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• 2022

인베스트먼트 주조는 정밀기기, 의료분야, 액세서리 등의 제조에 일반적으로 사용되는 생산방식으로 장비의 현대화와 고품질의 재료를 통해 발전을 거듭해 왔으며 그 활용 범위가 확대되고 있다. 본 연구의 목적은 인베스트먼트 주조 공정의 핵심 요소인 금형 온도의 구조적 개선 및 표준화를 도출하여 불량률을 최소화하여 경제성과 생산성을 향상시키는 것이다. 연구의 범위는 소형탕도의 구조와 원리를 이해하기에 적합한 Jewelry 제조 주조 공정에 국한되어 있으며 연구 재료로 soft Wax, 석고 분말 및 14 K Gold를 사용하여 실험적 연구를 수행했다. 그 결과 Alloy 14 k의 주물 패턴에 가장 적합한 주물 표준 온도는 980℃ 플라스크 온도 550℃에서 가장 낮은 난류로 좋은 제품을 생산할 수 있었다. 본 연구의 향후 과제로 소형탕도의 구조 및 표준온도를 데이터를 분석하고, 현장의 생산 불량을 감소시키고 우수한 인베스트먼트 주조 공법의 경쟁력 확보를 위한 데이터를 제공하기 위한 세부 연구가 필요하다.