• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1997년도 추계학술대회 논문집
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• pp.969-972
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• 1997

Ultrasonic machining technology has been developed over recent years for he manufacture of cost-effective and quality-assured precision parts for several industrial application such as optics, semiconductors, aerospace, and automobile application. The past decade has seen a tremendous in the use of ceramic in structural application. The excellent thermal, chemical and wear resistance of these material can be realized because of recent improvement in the overall strength and uniformity of advanced ceramics. Ultrasonic machining, in which abrasive particles in slurry with water are presented to the work surface in the presence of an ultrasonic-vibrating tool, is process which should be of considerable interest, as its potential is not limited by he electrical or chemical characteristics of the work material, making it suitable for application to ceramics. In order to improve the currently used ultrasonic machining using ultrasonic energy, technical accumulation is needed steadily through development of exciting device of ultrasonic machine composed of piezoelectric vibrator and horn. This paper intends to further the understanding of the basic mechanism of ultrasonic machining for brittle material and ultrasonic machining of ceramics based in the fracture-mechanic concept has been analyzed.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제26권3호
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• pp.328-336
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• 2002

decrease in efficiency due to cavity fluid fluctuation. The purpose of this study is to examine erosion aspect on the SS400 specimen by cavitation and the effect of impact pressure generated from the demolition of the cavity of ultrasonic vibrator horn in the marine sludge oil environment. The erosion damage of specimen was investigated mainly on weight loss, weight loss rate and maximum erosion rate with variation of the vibration amplitude of $50{\mu}m, 24{\mu}m$ as well as the change of space between transducer horn and specimen. The experimental results showed that as the space between ultrasonic vibrator horn and specimen disk increased, the weight loss and weight loss rate decreased and the values were larger in SFO than in SLO. These findings would help interpret the aspect of cavitation erosion damage in metallic materials of different operating environment and material characteristics.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.94-101
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• 2019

본 연구에서는 초음파 용접기의 진동에너지를 모재에 전달하는 금속 용접용 혼의 형상설계를 위해 해석적 기법을 적용하였으며, 20kHz 영역에서 사용되는 한파장 바 형상을 갖는 용접용 혼의 형상설계를 위해 FEM(Finite Element Method)을 사용하였다. 봉의 종진동 이론을 Ansys APDL(Ansys Parametric Design Language)에 적용하여 혼의 형상을 최적화하였다. 적절한 혼의 형상을 도출하기 위해 진동의 입력면과 출력면의 면적비와 혼의 축방향 길이비를 이용하여 총 25가지의 모델을 설계하였으며, Modal 해석과 Harmonic 해석을 통해 균일한 진동특성을 확보하고자 하였다. 스텝 바혼의 끝단부(팁)의 균일도 90%이상을 확보하기 위해 Harmonic 해석을 통해 길이비, 면적비를 결정하였고 이에 따라 혼의 총길이 130mm, 스텝 길이 65mm, 출력단 면적 28.79mm의 혼을 설계하였다. 설계치수를 바탕으로 Titanium (Ti-6Al-4V)-GR5 재료를 이용하여 혼을 제작하였다. 또한, 별도로 구성된 초음파 용접시스템을 이용하여 혼의 끝단부의 진동 진폭률 및 변위특성을 평가하였다. 최적화된 혼의 진폭률은 51%까지 향상됨을 확인하였다. 최종적으로 균일한 종방향 스텝 바혼을 설계하였으며, 끝단부(팁)의 균일도 97.4%이상을 확보하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1994년도 추계 학술발표 강연 및 논문 개요집
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• pp.173-174
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• 1994

• 한국생산제조학회지
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• 제20권5호
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• pp.570-575
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• 2011

Ultrasonic metal welder is consisted of power supply, transducer, booster, and horn. Precise designing is required since each parts' shape, length and mass can affect driving frequency and vibration mode. This paper analyzed Cu sheet deposition characteristics using ultrasonic metal welder and tension tester. A horn suitable for 40,000Hz was attached to the ultrasonic metal welder in order to weld Cu plates. The Cu sheet welding was done with different amplitude, pressure, and welding time, and its maximum tension was measured with tension tester. Maximum tension of 153.87N was obtained when the pressure was 2.0bar, amplitude was 80%, and welding time was 0.30s. Therefore, excessive welding condition negatively influences maximum tension measurement result.

• 한국기계가공학회지
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• 제11권2호
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• pp.66-72
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• 2012

Ultrasonic metal welder is consisted of power supply, transducer, booster, and horn. Precise designing is required since each part's shape, length and mass can affect driving frequency and vibration mode. This paper gives a description of an experimental study of the ultrasonic welding of metals. A horn suitable for 40,000Hz was attached to the ultrasonic metal welder in order to weld Cu sheet. The Cu sheet welding was done with different amplitude, pressure and welding time, and its maximum tension was measured. Maximum tension of 177.99N was obtained when the pressure was 2.5bar, amplitude was 80%, and welding time was 0.34sec. Therefore, excessive welding condition negatively influences maximum tension measurement result.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.231-232
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• 2006

Ultrasonic machining technology has been developed over recent years for manufacturing the quality-assured precision parts fur several industrial application such as optics, semiconductors, aerospace and automobile application. Ultrasonic needle horning is widely used in cutting(drilling) of non-conductive, brittle workpiece materials. This paper intends to understanding of the basic mechanism of ultrasonic needle horning. And frequency analysis program is used to easily predict the natural frequency of ultrasonic vibration cutting tools.

• 한국융합학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.175-180
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• 2020

본 연구에서는 미세패턴 성형이 가능하도록 개발된 초음파 미세패턴 제조시스템을 이용하여 RFID TAG 안테나 형상의 미세패턴 성형기술을 개발하였다. 미세패턴 제조시스템에 종진동 모드의 초음파 공구 혼을 설치하여 절연시트 표면에 RFID TAG 안테나 형상의 미세패턴 안테나 형상을 초음파 압입 성형공정 기술을 개발하였다. 초음파 성형기술은 60kHz 공구 혼을 공진설계 기법을 적용하여 제작하였고, 미세패턴 제조시스템을 이용하여 200㎛ 이하의 절연 시트지에 두께가 25㎛의 코일 와이어를 초음파 압입 성형을 할 수 있다. 초음파 압입 성형 시 코일 와이어의 단선, 박리 및 꼬임 현상 없이 최소선폭 150㎛인 안테나 형상을 성형할 수 있었다.

• 센서학회지
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• 제12권2호
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• pp.95-101
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• 2003

보일러나 열교환기의 관 벽에 부착되는 스케일 방지용으로 설계된 초음파 발신기는 전기적 에너지를 초음파로 변환시켜주는 자왜소자와 발생된 초음파를 부하매질에 전달하는 도파봉으로 구성된다. 본 논문에서는 진동자로 사용되는 자왜소자의 형상설계와 진동자에서 발생된 초음파를 증폭시켜 부하매질로 전달하기 위한 몇 가지 형태의 도파봉에 대해 이론해석을 수행하여 필요한 사양을 도출하였다. 최종적인 도파봉의 길이는 음압 측정을 통해 선정하였다. 마지막으로 제작된 초음파발신기를 사용하여 보일러와 유사한 조건에서 스케일 방지효과를 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제20권6호
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• pp.57-65
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• 2001

본 연구에서는 자왜형 초음파 트랜스듀서의 도파봉을 이론적으로 해석하고 그 타당성을 유한요소 해석법으로 검증하였으며 두 해석법의 결과는 서로 잘 일치하였다. 본 연구에서 유도한 이론적 해석법은 유한요소 해석법에 비해서 빠른 시간 내에 주어진 주파수를 만족시키는 도파봉 길이를 결정할 수 있는 반면, 차단 주파수 (cut-off frequency)를 넘어서는 범위에서만 해석이 가능하다는 단점을 가진다. 해석결과 현수선 도파봉 (catenoidal horn)이 지수함수 도파봉 (exponential horn)에 비해서 더 큰 변위 증폭을 가져왔고, 현수선 형상 길이가 짧을수록 더욱 큰 변위로 증폭시킬 수 있었다. 해석 결과를 바탕으로 공기중에서 공진 주파수 20.8 ㎑를 가지는 자왜형 초음파 트랜스듀서를 제작하여 성능을 측정하였다. 자왜형 트랜스듀서는 수중에서 19.3㎑의 공진 주파수와 199 dB의 최대 SPL (Sound Pressure Level)을 가지고 무지향성의 특성을 보였다.