• 한국주조공학회지
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• 제30권5호
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• pp.167-173
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• 2010

벌크 비정질 합금의 특성상 점도가 높고, 냉각속도가 빨라 냉각되는 합금의 온도를 직접 측정하는 것은 곤란하므로, 측정에 의하여 냉각속도를 구하는 것은 매우 어렵다. 본 연구에서는 합금의 온도를 직접 측정하는 대신 금형의 온도를 측정하고, 측정된 금형의 온도를 상용 열해석 프로그램을 이용한3차원 계산 결과와 비교, 보정하는 역문제 기법을 사용하여 Cu계와 Zr계 벌크 비정질합금의 냉각속도를 예측하였다. 예측된 냉각속도는 금형온도와 시편의 두께에 따라Cu계의 경우는 284~300 K/s, Zr계는 279~289 K/s로, 초기 금형온도의 영향은 크지 않은 것으로 나타났다. 전산모사 결과와 달리 금형을 수냉한 쪽보다 가열한 쪽의 응고중 냉각속도가 빨라 조직이 더 미세한 것으로 나타났는데, 이는 응고중 금형과 주물간에 에어갭의 형성으로 열전달을 방해 받은 영향으로 사료된다.

• 기계저널
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• 제51권4호
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• pp.37-40
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• 2011

이 글에서는 고효율 사출금형 온도제어를 위한 급속가열 및 냉각기술(Rapid mold heating and cooling)의 개요에 대해 소개하고, 국내외에 개발되어 있는 급속 금형가열 및 냉각기술의 현황 및 특성에 대해 비교분석을 제시하고자 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권1호
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• pp.35-41
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• 2013

금형온도는 사출성형시 수지의 유동특성이나 성형품의 변형에 영향을 미치는 중요한 변수로서, 고온의 수지 주입과 냉각회로에 주입되는 냉각수의 영향을 받아 사출 사이클이 반복될수록 온도의 상승과 하강이 반복되는 주기적인 변화특성을 가지고 있다. 본 연구에서는 금형 냉각회로에 저온과 고온의 유체를 번갈아 주입하는 가변 금형온도 제어기법을 적용하여 성형전에는 금형온도를 높게 유지하고 성형후에는 낮게 유지함으로써 사출성형시 품질과 생산성을 동시에 높일 수 있는 연구를 수행하였다. 특히 열전달-유동해석을 연계한 다중사이클 사출성형 과도해석을 수행하여 수지와 금형, 냉각수간의 과도적인 온도변화를 수치적으로 고찰하였고, 기존 냉각방법과의 해석결과를 비교하여 제안된 가변 금형온도 제어기법의 가열 및 냉각과정에서의 효율성을 비교하였다.

• 한국주조공학회지
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• 제28권5호
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• pp.217-220
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• 2008

본 연구에서는 유한요소법을 적용한 수치해석을 이용하여 타이어 제조용 금형을 생산하기 위해 사용되는 주조재의 열적 특성에 관하여 조사해 보았다. 고 품질의 정밀도가 좋은 타이어를 제조하기 위해, 일반적으로 타이어 제조용 금형의 주조재로 많이 사용되고 있는 알루미늄 합금과 비교 대상으로 연강을 선정하여 각각의 주조재에 대한 응고과정에서의 온도분포와 응력분포 결과를 수치적으로 계산해 보고 결과를 예측해 보았다. 수치해석을 통한 결과에서, 알루미늄 합금을 사용한 금형의 냉각과정 동안의 온도분포는 연강에 비해 보다 더 안정적으로 나타나는 것을 확인하였으며, 응력분포 결과 또한 알루미늄 합금 금형이 연강에 비해 정밀도를 향상시키고 좋은 품질의 제품을 얻는 데 보다 나은 것으로 나타났다. 그리고 금형의 온도분포와 응력분포는 금형의 냉각과정 동안 주조재의 초기 냉각온도에 의해 크게 영향을 받는 것으로 사료된다. 마지막으로, 이러한 수치해석에 의한 금형의 열적 특성 예측은 향후 고품질, 고정밀도의 금형 생산을 위한 예비성능평가 방법과 경제적 측면에서 매우 유용하게 활용할 수 있을 것으로 보인다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권12호
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• pp.3559-3566
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• 2009

종래에는 신발 부품 등을 제작하는데 주조금형을 가열, 냉각하는 별도의 가열판과 냉각판을 사용해 왔다. 그러나 이것은 금형을 가열 및 냉각하는데 시간이 너무 오래 걸리는 단점이 있었다. 따라서 본 연구에서는 기존의 가열판과 냉각판을 사용하던 방법을 대체하여 파이프 인서트 주조 금형을 사용한 신발창의 프레스 성형에 대한 적용 가능성을 제안하였다. 유한요소법을 사용한 수치해석이 금형의 온도분포 해석에 적용되었으며, 또한 LabView에 의해 그 온도를 실제로 측정하였다. 프레스 성형용 파이프 인서트 주조금형에 의해 부품을 제작하는 공정은 특히 생산성면에서 아주 효과적이라고 검증되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권12호
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• pp.1635-1640
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• 2011

본 논문의 목적은 수치해석을 통한 자동차 와이퍼 소켓 부품 제작용 오버몰딩 금형의 냉각 시스템 설계이다. 초기 금형설계에 대한 수치해석을 수행하여 제품내 높은 온도 분포를 나타내는 열집중 영역을 도출하였다. 열집중 영역의 냉각특성 개선을 위하여 직선형 냉각수로와 체적 열 흡수부의 2 가지 냉각시스템을 고려하였다. 직선형 냉각수로의 설계를 도출하기 위하여 냉각수로의 직경과 위치가 냉각 특성과 제품 품질에 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다. 또한 체적 열 흡수부 설계가 제품 냉각 특성과 변형에 미치는 영향을 고찰하였다. 최종적으로 체적 열 흡수부가 추가된 다중 슬라이스 오버몰딩 금형이 냉각 특성과 제품품질을 동시에 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권12호
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• pp.1647-1653
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• 2011

일반적으로 사출금형의 사출주기는 플라스틱 제품의 냉각 시간에 크게 좌우되는 데, 냉각회로를 적용하여 조절할 수 있다. 금형의 냉각회로는 전통적으로 기계가공을 통하여, 직선형상만을 생성할 수 있었지만, 최근 적층조형 방법의 개발로 코어 형상을 따라가는 형상적응형 냉각회로를 생성할 수 있게 되었다. 한편 금형의 다이 재질로 열저항력이 크고, 치수변화가 적은 H13 스틸이 널리 사용되고 있지만, 열전도율이 낮기 때문에 냉각효율은 높지 않다. 이러한 점에서 열전달 효율을 극대화 시킬 수 있는 방법으로 H13 스틸과 구리(Cu)를 기능적으로 혼합한 기능성 경사 복합재(FGM)를 적층조형을 이용하여 냉각회로에 적용하는 방안이 검토되고 있다. 이러한 시도로서 본 논문에서는 H13 스틸과 Cu 간의 FGM을 이용한 형상적응형 냉각회로의 모델링 방법을 제안하고자 한다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2006년도 추계학술발표논문집
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• pp.261-264
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• 2006

본 논문에서는 다양한 곡률반경의 연속에 의하여 살 두께 차가 큰 사출성형품에 불균일한 수축으로 인한 변형이 생성되어 이를 방지하기 위한 적정 CAE 냉각설계를 수행하였다. SAN 및 PMMA 재질의 Jar용기에 대한 균일냉각구조와 최적성형조건을 금형설계에 적용하고자 사출성형의 중요인자인 사출압력, 수지온도, 금형온도, 냉각조건 등을 moldflow 프로그램을 활용하여 연구를 수행하였다. 연구결과로서, 적정 변수인 사출압력 상승, 수지온도 낮춤, 급속냉각으로 후로우 등의 불량현상을 분석하였고 변형 및 불량을 극소화시킬 수 있는 냉각구조와 사이클 시간을 단축시킬 수 있는 사출성형조건을 제시하였고 적정 냉각모듈로부터 냉각시간을 단축하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2001년도 춘계학술대회 발표논문집
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• pp.224-228
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• 2001

자동차용 Al Wheel의 반복 금형 주조 공정에 있어서의 적정 냉각조건 확립 및 수축공 등의 주조결함을 제어하기 위하여 3차원 응고, 유동, 응력 해석 프로그램 연동 기술과 자동 금형온도 조절장치를 실제 현장에 적용하여 생산되는 Al Wheel 제품의 최적 주조조건 및 냉각조건을 확립하였다. 주조과정 중의 금형의 온도 변화 및 주물의 응고, 유동 거동은 수치해석 결과와 잘 일치하는 경향을 나타내었다. 또한 금형온도 자동 조절 장치를 사용함으로서 금형 작업온도의 가열 및 유지가 정량적으로 제어 가능하며, 제품 품질의 유지 및 Cycle Time 최적화를 이룰 수 있으며 궁극적으로는 금형 수명 연장 및 생산성 향상 등을 이룰 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제12회 학술강연회논문집
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• pp.17-17
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• 1999

충돌제트는 산업, 항공우주, 군사 분야 등 공학적으로 많은 분야에서 응용되고 있다. 산업분야에서 충돌제트는 설치가 간단하고 형태가 단순하면서도 열 및 물질 전달효과가 상당히 크기 때문에 고효율의 열전달 효과를 얻을 수 있다는 점에서 광범위하게 응용된다. 예를 들면 물체 표면의 부분냉각은 고온 금형의 급속 냉각, 가스터빈 깃의 냉각, 전자부품의 냉각 등에 이용되며 부분 가열에서는 제철, 제지 및 유리공업, 금형의 풀림 등에 폭 넓게 적용된다. 항공우주, 군사분야에서는 수직/단거리 이·착륙기(V/STOL)의 발진, 미사일 발사시스템, 다단 로켓의 분리, 우주공간에서의 도킹, 화염 편향기 등에 적용이 되며 대부분 평판이나 특수한 판의 형상에 과소 팽창제트가 충돌할 때 발생하는 현상에 대한 것이다.