• Design & Manufacturing
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• 제17권2호
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• pp.15-21
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• 2023

In this study, a diamond turning machine and a laser-assisted machining module were utilized for the complex combined cutting of aspheric shapes and fine patterns on the surface of high-hardness brittle material, silicon. The analysis of material's form accuracy and corrective machining was conducted based on key factors such as laser output, rotational speed, feed rate, and cutting depth to achieve form accuracy below 1 ㎛ and surface roughness below 0.1 ㎛. The cutting condition and corrective machining methods were investigated to achieve the desired form accuracy and surface roughness. The rotational speed of the spindle and the linear feed rate of the diamond turning machine were varied in five stages for the cutting condition test. Surface roughness and form accuracy were measured using both a contact surface profilometer and a non-contact surface profilometer. The experimental results revealed a tendency of improved surface roughness with increased rotational speed of the workpiece, and the best surface roughness and form accuracy were observed at a feed rate of 5 mm/min. Furthermore, based on the cutting condition experiments, corrective machining was performed. The experimental results demonstrated an improvement in form accuracy from 0.94 ㎛ to 0.31 ㎛ and a significant reduction in the average value of the surface roughness curve from 0.234 ㎛ to 0.061 ㎛. This research serves as a foundation for future studies focusing on the machinability in relation to laser output parameters.

• Design & Manufacturing
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• 제16권2호
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• pp.13-19
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• 2022

Recently, electric vehicles are gaining popularity among many domestic and foreign users due to their eco-friendly advantages of reducing fine dust and environmental greenhouse gases. As the demand and supply of electric vehicles increase, the demand for electric vehicle charging infrastructure is also growing together. Many users are experiencing inconvenience due to poor charging infrastructure, which makes them hesitant to buy electric vehicles. Research on the user experience of chargers in apartment complexes, a common residential type in Korea, is being conducted somewhat, but research on the design of electric vehicle charging devices in public places is insufficient. The purpose of this research is to identify user requirements and complaints based on the product design of the electric vehicle charger in public places and propose a new electric vehicle product design concept that meets the requirements. The research method understood the charging base and status of electric vehicles in public places through literature research and examined and analyzed the characteristics and problems of product design cases that improved the charging problem of electric vehicles recently released in the market. It is intended to identify and analyze the problems of the charging device product design through user interviews, a qualitative research method, and based on this, it is intended to propose a user-centered product design concept that improves major complaints.

• Design & Manufacturing
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• 제16권2호
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• pp.53-59
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• 2022

Unlike other press forming processes, ISF (Incremental sheet forming) doesn't require a punch and die set. However, during the ISF processes unwanted bending deformation occurred around the target geometry. This paper is aimed to analyze the effect of the die structure, which is supported by bolts, on the geometric accuracy of the ISF processes. In this research, the ISF processes with Al5052 sheet of 0.5 mm, the tool diameter of 6 mm and the stepdown of 0.4 mm was employed. L-shaped, step-shaped, relief-shaped geometry were employed in experiments. Sectional view and the plastic strain were compared. From this research we find out that the bolt supported ISF processes increases the geometric accuracy of products very effectively.

• Design & Manufacturing
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• 제16권2호
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• pp.46-52
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• 2022

As the consumer market in the eco-friendly vehicle industry grows, the demand for water pump in a electric car parts market. This study intend to propose a mathematical model that can verify the effect of improving thermal properties when a non-conductive cooling filler liquid is introduced into an electric vehicle water pump. Also, the pros and cons of the immersion cooling method and future development way were suggested by analyzing the cooling characteristics using on the derived analysis solution. Thermal characteristics analysis of electric water pump applied with non-conductive filler liquid was carried out, and the diffusion boundary condition in the motor body and the boundary condition the inside pump were expressed as a geometric model. As a result of analyzing the temperature change for the heat source of the natural convection method and the heat conduction method, the natural convection method has difficulty in dissipating heat because no decrease in temperature due to heat release was found even after 300 sec. Also, it can be seen that the heat dissipation effect was obtained even though the non-conductive filling liquid was applied at the 120 sec and 180 sec in the heat conduction method. It has proposed to minimize thermal embrittlement and lower motor torque by injecting a non-conductive filler liquid into the motor body and designing a partition wall thickness of 2.5 mm or less.

• Design & Manufacturing
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• 제17권4호
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• pp.8-13
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• 2023

In this study, it was studied whether a new measurement factor "frictional vibration" that occurs due to the material flow of the die and sheet metal in the flange area during deep drawing process, could be measured using an vibration sensor. The blank holder force acting on the flange area during drawing processing acts as a friction force in the opposite direction into which the sheet material flows and causes friction vibration. As the blank holder force increases, the friction force increases, and as the blank holder force decreases, the friction force also decreases. Because of this, friction vibration also increases and decreases in proportion to the size of the blank holder force. According to this theory, whether frictional vibration occurs was measured using a flange simulator and a vibration sensor. The initial pressure was created using a torque wrench, and it was confirmed that the amplitude increased by about 4 times when torque 6 Nm was increased. When the forming velocity was rapidly changed to 300 mm/min, the amplitude increased approximately 4 times. It was confirmed that the amplitude of frictional vibration according to the measurement location was greater the further away from the specimen. It was verified that a new measurement factor "friction vibration" in the flange area can be measured and used for online monitoring.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제24권7호
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• pp.942-948
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• 2017

본 연구에서는 홍국쌀에서 분리한 M. purpureus KCCM 60570을 찐 쌀에 1.0% (w/w) 접종 후 $25^{\circ}C$에서 배양하면서 홍국쌀 제조 조건 확립 및 품질 특성을 확인하였다. 또한 기존의 두부 셰이크에 홍국쌀을 첨가한 두부 셰이크의 기호도 조사를 통해 적정한 혼합비율을 결정하고, 품질 특성을 확인하였다. M. purpureus KCCM 60570으로 제조한 홍국쌀의 monacolin K와 곰팡이수를 확인한 결과 배양 8일차까지 급격히 증가하다가 이후 완만히 증가하여 홍국쌀의 적정제조온도 및 시간은 $25^{\circ}C$에서 8일로 나타났다. 기존의 두부 셰이크에 M. purpureus KCCM 6057으로 $25^{\circ}C$에서 8일간 제조한 홍국쌀을 서로 다른 농도로 첨가한 두부 셰이크의 관능검사 결과 맛, 향, 조직감 및 전체적인 기호도에서 0.5%(w/w) 홍국쌀을 첨가한 두부 셰이크의 기호도가 가장 높은 것으로 나타나 두부 셰이크의 적정 홍국쌀 혼합 비율은 0.5% (w/w)인 것으로 나타났다. 홍국쌀을 0.5% (w/w) 첨가한 두부 셰이크와 기존 시판 두부 셰이크의 품질 특성을 비교한 결과 홍국쌀 첨가 두부 셰이크의 환원당과 총당함량, 붉은 색소인 monacolin K와 색도 a 값이 월등히 높은 것으로 나타났다. 또한 기존 두부 셰이크와 0.5% (w/w) 홍국쌀을 첨가한 두부 셰이크와의 관능검사를 비교한 결과 색과 조직감이 좋은 것으로 나타나 두부 셰이크 제조에 홍국쌀을 첨가할 경우 두부 셰이크의 품질을 개선할 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다.

• 폴리머
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• 제36권1호
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• pp.59-64
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• 2012

제품의 소형화와 경량화 추세에 따라 부품의 두께가 얇아지는 경향이 있다. 이러한 소형 및 경량 제품의 중요한 설계요소는 소재의 충격강도이다. 충격강도는 재료 고유의 물성값으로 기하학적 형상에 의존하지 않고 일정한 값을 가져야 한다. 그러나 충격강도 시험 시 시편의 두께에 따라 강도의 차이를 보이고 노치(notch)의 생성방법과 노치형상에 따라서도 민감도를 보인다. 본 연구에서는 시편의 두께와 노치형상 및 노치의 생성방법에 따른 충격강도를 알아보았다. 또한 노치의 각도와 노치에 대한 충격 방향에 따른 충격강도도 관찰하였다. 이를 위해 엔지니어링 플라스틱인 PC, ABS, 그리고 POM에 대하여 Izod 충격시험을 수행하였다. 그 결과 실험한 모든 수지에서 두께가 얇아질수록 충격강도가 높아지는 경향을 보였는데 PC수지가 가장 크게 증가하였다. PC수지는 두께가 두꺼울 때는 취성파괴를 보였는데 두께가 얇을 때는 연성파괴 양상을 보였다. 몰드노치 시편이 밀링노치 시편에 비해 충격강도가 높았고, 역방향 노치가 정방향 노치보다 충격강도가 높았다. 본 연구에서 실험한 수지 중에서 노치의 민감성은 PC가 가장 컸으며 다음이 POM, ABS순으로 나타났다.

• Design & Manufacturing
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• 제15권2호
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• pp.11-16
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• 2021

Recently, three-dimensional (3D) cell culture systems, which are superior to conventional two-dimensional (2D) vascular systems that mimic the in vivo environment, are being actively studied to reproduce drug responses and cell differentiation in organisms. Conventional two-dimensional cell culture methods (scaffold-based and non-scaffold-based) have a limited cell growth rate because the culture cannot supply the culture medium as consistently as microvessels. To solve this problem, we would like to propose a 3D culture system with an environment similar to living cells by continuously supplying the culture medium to the bottom of the 3D cell support. The 3D culture system is a structure in which microvascular structures are combined under a scaffold (agar, collagen, etc.) where cells can settle and grow. First, we have manufactured molds for the formation of four types of microvessel-mimicking chips: width / height ①100 ㎛ / 100 ㎛, ②100 ㎛ / 50 ㎛, ③ 150 ㎛ / 100 ㎛, and ④ 200 ㎛ / 100 ㎛. By injection molding, four types of microfluidic chips were made with GPPS (general purpose polystyrene), and a 100㎛-thick PDMS (polydimethylsiloxane) film was attached to the top of each microfluidic chip. As a result of observing the flow of the culture medium in the microchannel, it was confirmed that when the aspect ratio (height/width) of the microchannel is 1.5 or more, the fluid flows from the inlet to the outlet without a backflow phenomenon. In addition, the culture efficiency experiments of colorectal cancer cells (SW490) were performed in a 3D culture system in which PDMS films with different pore diameters (1/25/45 ㎛) were combined on a microfluidic chip. As a result, it was found that the cell growth rate increased up to 1.3 times and the cell death rate decreased by 71% as a result of the 3D culture system having a hole membrane with a diameter of 10 ㎛ or more compared to the conventional commercial. Based on the results of this study, it is possible to expand and build various 3D cell culture systems that can maximize cell culture efficiency by cell type by adjusting the shape of the microchannel, the size of the film hole, and the flow rate of the inlet.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.1731-1741
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• 2014

교통수요의 증가에 따른 교통혼잡을 피하기 위하여 고가도로와 고속도로, 경전철 등이 활발히 건설되고 있으며, 이에 따라 접속부 등과 같은 곡률반경이 작은 곡선교 구간의 발생이 증가하고 있다. 초기에는 직선형의 주형을 연결하여 곡선을 이루는 방법을 사용하였으나, 공사비의 증가와 미관성 측면에서 용이하지 않아 강재를 사용한 곡선주형이 개발되어 적용되고 있다. 강재의 특성상 기하학적인 형상을 구현하는데 상대적으로 손쉽기 때문에 대부분의 곡선교에서는 강재를 이용한 강박스 거더교를 주로 사용하고 있다. 그러나 강박스 거더교는 초기 공사비가 고가이고, 도장과 같은 지속적인 유지관리가 필요한 문제점을 가지고 있다. 최근에는 I형 강재 플레이트 거더를 사용하는 방법이 활발히 연구되고 있으나 곡선 I형상의 특성상 개단면이고 얇은 플레이트를 사용하기 때문에 비틀림 강성이 매우 작아 안전성에 문제가 있는 것으로 지적되고 있다. 이러한 곡선강교의 대안으로 경제성과 안전성이 확보되는 프리캐스트 PSC 곡선거더가 제시되고 있다. 이에 본 연구에서는 프리캐스트 PSC 곡선거더를 효율적으로 제작할 수 있는 스마트 몰드 시스템을 개발하고 이를 적용한 2주형 40m 실물교량의 정적 휨 파괴 실험을 통하여 안전성을 확인하고자 한다. 제작단계에서 단일 거더는 곡률반경에 의해 거더의 전도에 대한 안정성이 문제가 있으나 가로보로 연결된 멀티거더는 하중분배가 적절히 이루어지며 안정성이 확보되는 것으로 나타났다. 정적구조 실험결과에서는 균열하중(1,400 kN)이 설계하중(450 kN)의 약 3배 이상 높은 것으로 나타났으며, 허용처짐량에 해당하는 하중은 설계하중의 4배인 1,800 kN에서 발생하여 사용성과 안전성이 모두 확보되는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.310-315
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• 2017

자동차용 방수커넥터는 외부로부터 방수가 필요한 전장부품인 와이어 하네스(Wire Harness)에 연결되어 있는 핵심기능부품이며 특히 와이어씰(Wire Seal) 부품은 고온, 다습, 저온, 먼지, 약품 등의 복합적 환경에서도 체결부 기밀성이 확보되어야 한다. 이러한 와이어씰은 최근 기존의 고상실리콘고무(Heat Cure Rubber)대신 친환경 소재이며 기계적 특성이 우수한 액상실리콘고무(LSR)를 적용하고 있다. 그리고 LSR용 와이어씰을 액상사출성형(Liquid Injection Molding)공정으로 제조할 경우 고상실리콘고무를 제조 하긴 위한 압축성형방식에 비해 사이클타임이 10배이상 빠르고 스크랩이 발생하지 않아 재료의 손실이 없으며 가류 및 생산을 위한 전후처리 과정이 필요 없기 때문에 원가 절감효과가 큰 이점이 있다. 하지만, 방수커넥터를 제조하기 위한 LSR 다캐비티 사출성형공정에서는 일정한 품질의 제품을 확보하기 위하여 캐비티간 균일한 경화온도를 유지하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 캐비티간 온도 편차를 최소화 하기 위하여 카트리지 히터의 용량을 위치마다 다르게 설계한 후 열전달 해석과 최적화 모듈을 연계하여 최적의 카트리지 히터 용량을 빠르고 효율적으로 도출하였다. 최적화 해석결과 일정한 히터 용량을 적용한 경우에 비하여 캐비티간 온도 편차는 $13.1^{\circ}C$에서 $8.1^{\circ}C$로 감소 시켜 균일 경화를 위한 온도 편차 $10^{\circ}C$ 이내인 설계 기준을 만족시킬 수 있었다.