• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1668-1671
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• 2005

Vulcanized natural rubber was pulverized using a single screw extruder in a non-cryogenic Solid Shear Extrusion process where rubber granulates were subjected to high compressive and shear stresses. The producted particles had diameters ranging from 40 to 1200$\{mu}m$. A principle used in this paper was developed in Russia. The development method for producing a polymeric material powder consists in compressing said material by shearing the material during a pressure increase and cooling. Consecutive breakdown is carried out by shearing the material during the pressure decrease and cooling.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 1998년도 추계학술대회 논문집
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• pp.192-197
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• 1998

Abrasive flow machining is useful to abrasive polish a internal or external surface of the free shape dimensional parts, which are used in many fields such as machine tool parts, semi-conductor, and medical component industries. The machining process is that two hydraulic cylinders, which are located surface to surface, are enforce media to the passage between workpiece and tooling part alternately, and then the abrasives included in the media pass the passage and polish the surface of workpiece. The media which is made of polymer and abrasive plays complex have workpiece by its viscoelastic characteristics. In this study, the media for AMF was made by mixing viscoelastic polymer with alumina and silicon carbide abrasive respectively. As a result, alumina include media is also the experiments of deburring the inside burr of in order to analyse the deburring machinability of abrasive flow machining according to various machining parameters which were media flow rate extrusion pressure, passage gap, media viscosity, abrasive content, and abrasive grain size.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1394-1397
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• 2003

The first thing in developing injection molding and extrusion with microcellular foaming process is to get a grip on one phase state's rheology of gas and polymer solution. Understanding rheology is essential to design mold or die. and it is so important to control the condition of process. Also, this data is got the utmost out of simulation carrying out. In this paper, we will see the measurement of rheology in one phase that mixed polypropylene which contains talc with carbon dioxide of super critical fluid state, and will compare its result with the simulation result.

• 한국진공학회지
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• 제20권4호
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• pp.276-279
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• 2011

약밀려남/잡아당김/급냉각의 연속적인 압출 공정을 이용하여 대면적 불화 고분자 막을 제작하였다. 제안한 방법으로 형성된 불화 고분자 박막은 $C_i=2.9\;nF/cm^2$의 전기용량밀도가 측정되었고, 1kHz에서의 ${\varepsilon}_r$=56의 높은 유전상수를 나타내었다. $1.5406{\AA}$의 파장에서 Bruker AXS X-ray 회절분석기를 통해 $18.0^{\circ}$에서 최고점을 나타내어 전기변형 성능에 적합한 ${\beta}$ 상태를 확인하였다. 본 연구는 넓은 면적의 인공근육에 응용 가능한 전기변형 불화고분자막의 새로운 박막 형성 기술로 이용될 수 있다.

• Korea-Australia Rheology Journal
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• 제18권3호
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• pp.153-160
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• 2006

We analyzed the non-Newtonian and non-isothermal flow with Carreau-Yasuda viscosity model in co-rotating and counter-rotating twin screw extruder systems. The mixing performances with respect to the screw speed, the screw pitch, and the rotating direction have been investigated. The dynamics of mixing was studied numerically by tracking the motions of particles. The extent of mixing was characterized in terms of the deformation rate, the residence time distribution, and the average strain. The results showed that the high screw speed decreases the residence time but increases the deformation rate. Small screw pitch increases the residence time. It is concluded that the high screw speed increases the dispersive mixing performance, while the small screw pitch increases the distributive mixing performance. Co-rotating screw extruder has the better conveying performance and the distributive mixing performance than counter-rotating screw extruder with the same screw speed and pitch. Co-rotating screw extruder developed faster transport velocity and it is advantageous the flow characteristics to the mixing that transfers polymer melt from one barrel to the other barrel.

• Composites Research
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• 제19권6호
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• pp.38-42
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• 2006

Wood Plastic Composite(WPC) has been introduced as a new constructional material in Europe and North America. The maintenance-free durability against weather was accepted by customers and the environment-friendly merits ignited the abrupt increase of market size. Domestic major companies have kicked off the WPC business at the market of outdoor constructional materials. Due to the high contents of natural wood fiber, the production equipments should be modified to remove the moisture, to prevent thermal degradation and to promote output rates. Materials including functional fillers play a critical role in rheological properties, which affects the physical and mechanical properties of the last products. More research might be performed for synergy effects combined by various academic fields from mechanical and chemical engineering to polymer process and material science.

• 열처리공학회지
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• 제35권5호
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• pp.262-269
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• 2022

In order to process materials such as engineering plastics, which are difficult to mold due to their high strength compared to conventional polymer materials, it is necessary to improve the hardness and strength of parts such as screws and barrels of injection equipment in extrusion system. High-velocity oxygen fuel (HVOF) process is well known for its contribution on enhancement of surface properties. Thus in this study, using the HVOF process, WC coating layers of different thicknesses were bonded to the surface of S30C substrate by controlling the movement speed of the spray nozzle and each property was evaluated to decide the optimization condition. Through the results, the thickness of WC coating layer increased from 0 to 200 ㎛ maximum, along with the decrement of nozzle movement speed and the surface hardness get increased. Especially, the coated layer with the thickness over 180 ㎛ under the nozzle speed 500 mm/s had high hardness than thinner layer. In addition, the amount of wear consumed per unit time was also significantly reduced due to the formation of the coating layer.

• 폴리머
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• 제24권4호
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• pp.538-544
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• 2000

폴리프로필렌 수지를 연속공정으로 발포시킬 때의 공정 변수에 따른 발포체의 구조와 셀 형성에 관한 특성을 연구하였다. 본 실험에서 고려된 발포 공정 변수들은 발포제 함량, 핵제 함량, 다이 온도, 그리고 다이의 치수였다. 셀이 붕괴없이 성장하는데 있어서 발포제인 이소펜탄의 함량은 약 14.5 wt% 이하이었고, 그 이상의 발포 가스가 주입되었을 때에는 압출물이 팽창하는 가스 압력을 극복하지 못하여 셀이 붕괴되는 현상이 나타나며 불안정한 셀 구조를 형성하였다. 핵제는 1 wt%의 소량만으로도 핵제 없이 발포제만으로 생산된 발포체에 비해 약 1/7로 밀도가 감소하였고 셀 밀도는 핵제의 함량에 따라 4배 이상까지 비례하여 증가하였다. 또한, 본 실험에서 상대적으로 낮은 다이 온도였던 17$0^{\circ}C$에서 안정한 셀 구조를 형성하였다. 그러나, 다이 치수를 변화시켜 유도한 압력 감소 속도의 효과는 본 실험에서 두드러지게 나타나지 않았다.

• Elastomers and Composites
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• 제22권3호
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• pp.213-218
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• 1987

고무중에서 polymer melt와 가장 유사한 유변학적 거동을 보이는 EPDM을 택하여, 가황반응속도를 조사하였으며, 이에 따라 부분적으로 가교도를 달리한 시편의 유변학적 특성을 capillary rheometer를 사용하여 검토하였다. 가교도가 0, 1.5, 3, 6%로 증가함에 따라 die 입구 및 출구에서의 압력 손실은 커지고, melt fracture가 일어나는 전단속도는 낮아지며 특히 die swell은 거의 직선적으로 증가하였다. 본 연구를 통하여 die swell, melt fracture, end effects등의 근원이 고분자 사슬의 탄성변형에 있음을 확인하였으며, 또한 압출, 압연등에서 흔히 관측되는 die swell의 요동이 가공중 발생할 수 있는 가황반응에 기인할 수도 있음을 보여준 것이다.

• Composites Research
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• 제34권4호
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• pp.241-248
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• 2021

전기자동차 시장이 성장함에 따라 배터리 효율을 증가시키기 위해 차량 경량화 이슈가 대두되고 있다. 이에 전기자동차 배터리 모듈을 보호하는 배터리 모듈 커버를 기존 알루미늄 소재에서 알루미늄 대비 절반 수준의 무게를 가지는 고강도/고내열성 고분자 복합소재로 대체하고자 한다. 또한 복잡한 형상에 대한 제약이 없고, 다품종 소량생산에 유리한 3D 프린팅 기술을 접목하여 기술 변화가 빠른 초기 전기자동차 시장에 대응하고자 한다. 복합소재 역학에 기반하여 압출기를 통해 가공한 단섬유 GF(glass fiber)/PC(polycarbonate) 복합소재 내 유리섬유의 임계길이(critical length)가 453.87 ㎛임을 도출하였고, 사이드 피딩(side feeding) 방식의 가공법을 택함으로써 기존 365.87 ㎛이었던 잔류섬유길이를 향상시킴과 동시에 분산성을 향상시켰다. 이에 30 wt%의 GF가 함유된 GF/PC 복합소재로 인장강도(tensile strength) 135 MPa, 탄성계수(Young's modulus) 7.8 MPa의 최적의 물성을 구현하였다. 또한 3D 프린팅 필라멘트가 상용 필라멘트 규격인 두께 1.75 mm, 표준편차 0.05 mm를 만족하기 위해서 필라멘트 압출 조건(온도, 압출속도)을 최적화하였다. 제작된 필라멘트를 통해 기공률을 최소화하며 강도를 최대화하고, 동시에 생산성 향상을 위해 프린팅 속도를 최대화하는 다중 최적화 문제를 통해 3D 프린팅 공정조건(온도, 프린팅 속도)을 최적화하였고, 이로써 기존 상용화 되어있는 동일 소재 필라멘트 대비 인장강도 11%, 탄성계수 56%가 향상된 결과를 얻었으며, 출력물의 후처리(post-process)를 통해 후처리 전 대비 인장강도 5%, 탄성계수 18%를 추가로 향상시켰다. 끝으로 유한요소해석(finite element analysis, FEA) 기법을 활용하여 전기자동차 배터리 모듈 커버의 시험 규격(ISO-12405)의 Mechanical Shock test의 기준을 만족하도록 배터리 모듈 커버의 구조를 최적화하였고, 이로써 배터리 커버 시험규격을 만족하면서 동시에 알루미늄을 사용했을 때 대비 37%의 경량화를 달성하였다. 해당 연구 결과 및 연구 방법을 활용하여 향후 다양한 분야에 고분자 복합소재 3D 프린팅 기술이 활용될 수 있을 것으로 기대된다.