• Structural Engineering and Mechanics
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• 제62권6호
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• pp.739-748
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• 2017

Notches such as slots are typical geometric features on mechanical components that promote fatigue crack initiation. Unlike for components with open hole type notches, there are no conventional treatments to enhance fatigue behavior of components with slots. In this work we evaluate the viability of applying laser shock peening (LSP) to extend the fatigue life of 6061-T6 aluminum components with slots. The feasibility of using LSP is evaluated not only on damage free notched specimens, but also on samples with previous fatigue damage. For the LSP treatment a convergent lens was used to deliver 0.85 J and 6 ns laser pulses 1.5 mm in diameter by a Q-switch Nd: YAG laser, operating at 10 Hz with 1064 nm of wavelength. Residual stress distribution was assessed by the hole drilling method. A fatigue analysis of the notched specimens was conducted using the commercial code FE-Safe and different multiaxial fatigue criteria to predict fatigue lives of samples with and without LSP. The residual stress field produced by the LSP process was estimated by a finite element simulation of the process. A good comparison of the predicted and experimental fatigue lives was observed. The beneficial effect of LSP in extending fatigue life of notched components with and without previous damage is demonstrated.

• 한국기계가공학회지
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• 제12권6호
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• pp.23-29
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• 2013

In this paper, pure $I_{ph}$ and hybrid carbon nanotube reinforced $I_{ph}$ were sintered using the SPS(spark plasma sintering) method for high densification. A nanosecond laser (${\lambda}=1063nm$, ${\tau}P=10ns$) and a femtosecond laser (${\lambda}=1027nm$, ${\tau}P=380fs$) were installed on an optical system for the micromachining test. The ablation characteristics of the pure $I_{ph}$ and CNT/$I_{ph}$ composites, such as thermal effect and ablation depth, were investigated using FE-SEM and a confocal microscope device. Laser machining results for the two mating materials showed improved performances: CNT/$I_{ph}$ composites showed good surface morphology of hole drilling without a melting zone due to the composites' high thermal properties; also, the ablated depth of CNT/$I_{ph}$ was higher than that of pure $I_{ph}$.

• 터널과지하공간
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• 제23권1호
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• pp.42-53
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• 2013

천공 작업 시 드릴비트 버튼의 타격 속도와 타격 간격은 천공효율을 높이는데 있어 매우 중요한 요소이다. 따라서 본 연구에서는 버튼의 타격 속도 및 간격에 따른 암반 파쇄성능을 분석하기 위하여 홉킨스바 시험기를 이용한 타격시험을 수행하였다. 먼저, 버튼의 타격속도에 따른 암석파쇄 현상을 분석하기 위하여 단일타격 시험을 수행하였고, 수치해석을 통해 단일 타격 시험에 대한 암석의 파쇄과정을 모사하였다. 다음으로 버튼의 타격 간격에 따른 천공효율을 예측하기 위하여 타격 후 설정된 거리만큼 암석 시료를 이동시키고 재차 타격하는 방식으로 다중타격 시험을 수행하였다. 타격시험 후 암석의 천공부피는 레이저 스캐너를 이용하여 측정하였으며, 타격에너지와 천공부피를 통해 천공성능을 계산하였다. 이러한 시험 결과를 바탕으로 직경 102 mm 드릴비트의 1회 타격 시 천공성능을 예측하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제11권1호
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• pp.62-67
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• 2012

Recently UV laser is widely used to process micro parts using various materials such as polymers, metals and ceramics because it has a very high intensity at the focused spot area. It is generally known that there are still some difficulties for alumina($Al_2O_3$) ceramics to directly make micro patterns like holes and lines on the surface of working material using 355nm UV laser because the alumina has a very low absorption coefficient at that wavelength. But nowadays new alumna with nano-porous holes is developed and applied to advanced micro functional parts of IT, BT and BT industries. In this paper, we are going to show the mechanism of photo-thermal ablation for nano-porous ceramics. Inside hole there is a lot of multiple reflections along the depth of hole. Experimentally we can find the micro hole drilling and micro grooving on the surface of nano-porous alumina.

• 한국정밀공학회지
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• 제28권12호
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• pp.1347-1352
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• 2011

Recently, as the aged population grows around the world, many medical instruments, devices, and their fabrication processes are developing. Among the devices, a drug delivery stent is a good example for precision machining. Conventional drug delivery stent has problem of the remaining polymer because the drug is coated on the surface with it. If the drug is impregnated into the micro hole array on the stent surface, the polymer can be perfectly eliminated. Micro sized holes are generally fabricated by laser machining however, the fabricated holes do not have an enough aspect ratio to contain the drug or a good surface finish to deliver the stend to blood vessel tissue. To overcome these problems, we propose a vibration-assisted machining mechanism with PZT (Piezoelectric Transducers) for abrication of micro sized holes better. The results indicated that the burr size can be significantly decreased with vibration assisted in nanosecond pulse laser drilling test.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.185-186
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• 2011

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.951-954
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• 2003

Generally, for the burrs formed in machining are irregular and very sharp in shape, it is usually very difficult to measure burr accurately. But, it is proved that precision measurement for micro burr using the conoprobe sensor by conoscopic holography method is possible. We developed 3D burr measurement system using this sensor. The system is composed of Conoscopic laser Sensor, X-Y table, controller and 3D measurement program. Some measurements using the developed system are applied to burrs formed in micro drilling and piercing.

• 기계와재료
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• 제22권1호
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• pp.22-29
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• 2010

최근 휴대폰 등 모방일 전자기기 산업에서 차세대 고부가 PCB(MLB, HDI, FPC, 등) 및 고기능 PCB(COF, MOF, SOF)의 급속한 적용 확대로 직경$20{\mu}m$급의 비아홀(viahole) 및 interconnection 홀 가공을 위한 초정밀/초고속 레이저 드릴링 공정 및 장비기술 개발에 대한 시장의 요구가 급증하고 있다. 이에 반해 기존의 CO2 레이저 드릴링은 기술적 한계에 도달하여 시장의 요구에 대응이 불가하며, 선진업체에서는 최근 UV 레이저 드릴링 장비에 대한 시장 점유율을 높여가고 있다. 특히 국내시장은 미국의 ESI사가 독점하고 있어 기술개발 투자를 통한 국산화가 절실한 상황이다. 이에 당사에서는 초고속/초정밀 UV laser 시스템을 이용한 FPC iva hole drilling을 연구과제로 개발을 진행하고 있으며 국산화를 넘어서 세계시장점유를 목표로 공정장비개발을 진행중이다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.237-240
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• 2003

Gas turbines are extensively used in flight propulsion, electrical power generation, and other industrial applications. During its life span, a turbine blade is taken out periodically for repair and maintenance. This includes re-coating the blade surface and re-drilling the cooling holes/channels. A successful laser re-drilling requires the measurement of a hole within the accuracy of ${\pm}0.15mm$ in position and ${\pm}3^{\circ}$ in orientation. Detection of gas turbine blade/vane cooling hole position and orientation thus becomes a very important step for the vane/blade repair process. The industry is in urgent need of an automated system to fulfill the above task. This paper proposes approaches and algorithms to detect the cooling hole position and orientation by using a vision system mounted on a robot arm. The channel orientation is determined based on the alignment of the vision system with the channel axis. The opening position of the channel is the intersection between the channel axis and the surface around the channel opening. Experimental results have indicated that the concept of cooling hole identification is feasible. It has been shown that the reproducible detection of cooling channel position is with +/- 0.15mm accuracy and cooling channel orientation is with +/$-\;3^{\circ}$ with the current test conditions. Average processing time to search and identify channel position and orientation is less than 1 minute.

• 대한소아치과학회지
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• 제27권4호
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• pp.558-563
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• 2000

1960년대 최초로 Ruby 레이저의 개발 이래로, 치과용 드릴인 고속용 핸드피스를 대신해 치아 경조직 삭제에 레이저의 적용이 시도되어져 오고 있는데, 최근 Er:YAG레이저의 개발로 경조직 삭제시 이들의 삭제 효능과 치질의 온도상승에 관한 연구에 관심이 증대되었다. 과거 여러 종류의 레이저에 비해 2.94um Er:YAG 레이저는 파장의 특성이 치질의 수분과 하이드록시아파타이트에 매우 흡수율이 높아 치질내 수분이 고열에 의해 증기화되어 폭발하므로써 치질이 제거되므로 crack이나 탄화된 부위가 없이 와동 변연부가 명확하고 깨끗하며 효과적인 치질의 삭제가 가능하다. 삭제시 치질내 온도 상승이 레이저의 경조직 적용시 고려되는 중요한 문제점으로 대두되나 이는 물분사와 적적한 레이저 parameter의 사용으로 열 발생을 최소화하면 치수 손상이 발생하지 않는다고 보고 된다. 본증례는 치수에 근접하지 않은 우식 병소의 처치를 주소로 내원한 소아 환자들에 있어서 Er:YAG 레이저 적용시 기존의 고속용 삭제 기구에 비해 소음과 진동이 적어 소아 환자들의 치과 치료에 대한 공포감이나 동통을 최소로 하며 적절한 레이저 parameter와 물분사의 사용으로 치수에 대한 열자극이나 치질의 변색과 같은 임상적인 문제를 초래하지 않고 효과적으로 우식 병소의 제거 및 와동 형성을 시행할 수 있었다.