• 제목/요약/키워드: 다이마모

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생체재료로의 다이아몬드상 카본 박막의 특성

  • 김동환;김현이;이광렬;김형우;이인섭
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.130-130
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    • 2000
  • 타이타늄(CP Ti)과 타?늄합금은 인체의 골격을 구성하고 있는 물질과 가장 흡사한 물리적 성질과 우수한 생체적합성으로 인해 임플란트용 재료로 많이 사용되고 있으며, 최근에 인공관절이나 치근으로의 사용이 증가하고 있다. 그러나 교합면에서의 취약한 마모특성으로 인해 wear debris에 의한 골 흡수 및 이완 등을 야기하는 문제점으로, 이의 개선에 관한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 다이아몬드상 카본 (Diamond-Like-Carbon) 박막은, 다이아몬드와 유사한 높은 경도, 내마모성 그리고 화학적 안정성 등의 매우 우수한 물리화학적 특성을 가지고 있는 박막재료로 고체 윤활박막으로서 hard disk나 VCR head drum의 보호막, 우주항공기의 bearing 재료코팅 등으로의 적용이 최근에 급격히 증가하고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 특성을 지닌 다이아몬드상 카본 박막의 생체재료로의 적용을 위해, CP Ti과 Ti-6Al-4V에 13.56MHz를 사용하는 r.f PACVD법으로 DLC를 증착하여 생체적합적 특성을 조사하였다. C6H6 가스를 사용하여 1$\mu\textrm{m}$의 두께로 DLC 박막을 증착하였으며, 기판과의 밀찰력 향상을 위해 Si을 증간층으로 합성하였다. 마모특성은 pin-on-disk type wear tester을 사용하였으며 직경 5mm의 ruby ball로 실험을 수행하였다.

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질화 및 Diamond-like Carbon (DLC) 동시처리가 가능한 장치 및 처리물의 특성평가

  • 방현배;박민석;신창석;정우창
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.172-174
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    • 2011
  • 표면경도와 내마모특성을 가진 질화처리는 다양한 철강재료에 적용되고 있다. 플라즈마를 이용한 질화법은 다른 질화처리법에 비해 처리시간이 짧고 폐수 및 배기가스와 같은 오염물질의 발생이 거의 없어 친환경적이며 낮은 온도에서 처리가 가능하기 때문에 변형 및 금속학적 물성의 변화가 없는 것이 특징이다. 한편 DLC 처리법은 물리화학적 특성이 다이아몬드와 유사하면서도 저온 합성이 가능하고, 표면이 평활하다는 합성기술상의 장점을 가지고 있기 때문에 많은 분야에서의 응용이 연구되고 있는 재료이다. 특히 고경도, 고윤활성 등의 물리적, 화학적, 광학적 특성과 화학적 안정성과 신체적합성 등의 특성으로 인해 기계부품, 공구, 광학기기, 전자부품, 자동차부품과 의료용 기기분야 등에 적용하고 있다. 본 연구에서는 질화처리 및 DLC 처리를 한 챔버내에서 동시처리하여 그 특성을 평가하였다. 이와같이 얻어진 처리물을 Field Emission Scanning Electron Microscope를 이용하여 단면분석을 하였고, 시편의 경도는 나노인덴터로 측정하였다. ball-on-disk 방식의 마모시험기를 이용하여 내마모특성을 관찰하였으며, 접합력을 측정하기 위해 스크래치 테스트를 실시하였다.

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CNG 압력용기의 최적 공정설계를 통한 공정의 신뢰성 확보 및 다이 수명 향상 (Optimal Process Planning of CNG Pressure Vessel by Ensuring Reliability and Improving Die Life)

  • 배준호;이현우;김문생;김철
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권7호
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    • pp.865-873
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    • 2013
  • CNG 압력용기의 제조를 위하여 고성능 수평식 프레스를 이용한 딥드로잉과 아이어닝의 연속공정(D.D.I. 공정)이 도입되었다. 그러나, 몇몇 D.D.I. 공정 변수들은 현장 경험에 의존하여 결정되는 문제점이 있으며, 다이의 짧은 수명 역시 고성능, 저비용의 압력용기 제조를 위하여 필수적으로 개선되어야 한다. 본 연구에서는, 공정의 신뢰성 확보 및 다이 수명 향상을 위하여 기존 관련 연구 및 현장 경험을 바탕으로 드로잉비, 다이 간의 간격, 드로잉 다이의 라운딩 반경, 아이어닝 다이의 각도를 공정변수로 결정하였다. FEA 를 이용하여 각 성형 단계에서 찢어짐과 주름이 발생하지 않는 한계 드로잉비를 결정하였고, 다이 간의 간격, 드로잉 다이의 라운딩 반경, 아이어닝 다이의 각도에 대하여 실험계획법을 이용하여 최적 공정설계를 수행하였으며, 기존 공정에 의한 결과와 비교하여 효율성을 검증하였다.

금속계 마찰재와 제동디스크 간의 마찰특성 연구 (Study of Tribological Characteristics Between Metallic Friction Materials and Brake Disk)

  • 김상호;이희성
    • 한국철도학회논문집
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    • 제12권1호
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    • pp.72-80
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    • 2009
  • 소형 다이나모 시험기를 이용하여 4종류의 금속계 소결마찰재와 내열합금 디스크간의 마찰특성을 평가하였다. 고속철도용 소결마찰재는 항공기용 소결마찰재 보다 높은 마찰계수와 마찰계수 안정성을 나타내며, 마모량도 적었다. 또한, 동합금 기지 마찰재는 철계 기지 마찰재보다 마찰면의 온도가 급격히 상승하면 냉각도 빨리 이루어졌다. 시험 후 모든 마찰면에서 Fe 기지의 산화피막이 형성되었고, 산회피막에 따라 마찰특성이 달라졌으며, 마찰면에서는 정상마 모분이 일부가 마찰면 단차부에서 트랩되는 것을 확인하였다.

수평형 고압다이캐스팅용 샷슬리브의 강건설계 (Robust Design of Shot Sleeve Wall Thickness for a Horizontal Pressure Die Casting Machine)

  • 박용국;김진곤
    • 동력기계공학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.51-57
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    • 2007
  • As a shot sleeve in die casting plays a critical role in delivering molten metal to a die cavity, any disruption to its function in the injection stage results in deterioration of the quality of final castings. To guarantee a smooth operation of a shot sleeve, its structural stability should be maintained. Despite the simple geometry, design of shot sleeve is based on individual engineer's experience and no agreement on the design is present. In this study, we newly propose a systematic methodology to determine a minimum wall thickness of a shot sleeve to prevent yielding or plastic deformation. Analytical calculations incorporating numerical analysis produce a rational design rule for minimum thickness of a shot sleeve subject to metal intensification pressure and geometric die constraint. To validate the proposed design guideline, authors present real data on a collection of actual shot sleeves. Upon checking their conformity to the new design rule, we discovered a strong correlation between the design of wall thickness and premature failures.

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초정밀가공 기술의 현황과 전망

  • 강철희
    • 한국정밀공학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.11-20
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    • 1989
  • 마이크로 일렉트로닉스(Microelectronics)를 중심으로 하는 산업혁명이 진행되고 있는 시점에서 전자, 광학 또는 신소재 부품에 대한 형상과 치수 또는 표면거칠기에 대한 정확도와 정밀도가 엄격하게 요구되고 있다. 예를 들어 경취 재료인 반도체의 웨이화( w-afer), 수정진동자 자기헷트, 비구면렌즈 또는 연질 금속의 레이저빔(Laser Beam) 프린터 용 포리곤 밀러(Polygon Mirror), 자기디스크, 복사기용 드럼(drum), 레저기기용 반사밀러 등 가공정밀도를 향상시키기 위해서는 과거의 가공기술을 대치할 수 있는 새로운 초정밀가공 기술의 도입이 활발하게 진행되고 있다. 경취성 재료의 초정밀가공은 지금까지는 랩핑(lappi- ng), 폴리싱(polishing)의 가공기술이 주체였으나, 최근의 엄격한 부품정밀도에 대응하기 위하여 전가공을 초정밀 연삭가공으로 평면도,표면거칠기, 가공변질층을 향상시키고 다듬질 가공은 폴리싱으로 하여 표면거칠기를 향상시켜야 하는 가공기술이 보급되고 있다. 일반연질 금속의 다듬질가공은 유리지립을 이용하는 랩핑이나 폴리싱으로 다듬질 가공을 진행하고 있었 으나 형상정도와 표면정밀도를 동시에 얻는다는 것이 어렵고 또 가공시간이 너무 길어서 매우 고가인 것이 되고 말았다. 그러나 유리에서 연질금속으로 재료를 전환시키고 저가격화, 양산 화의 요구, 정밀도 향상과 부품의 안정화 등등 여러 이유로서 다아아몬드(Diamond) 공구로 mirror surface 를 만드는 초정밀 경면연삭 가공기술(precision turning with diamond)의 발달 로 이제는 완전히 새로운 가공기술로 대치되고 말았다. 다이아몬드에 의한 초정밀절삭은 공구 끝이 매우 예리하고 마모가 매우 적은 단결정 다이아몬드를 이용하고 절삭가공 기계는 운동정도 를 피가공물에 정확히 전사 시키는 방법이며 따라서 가공기계는 고도의 운동정밀도가 요구되며 그외에 강성, 진동, 열변이, 제어면에서 엄격한 검도가 있어야 한다.

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전동차 판토그라프 주습판 마모 현상분석에 관한 연구 (A Study on the Wearing Phenomenon Analysis of Pantograph Slider for the Subway Cars)

  • 김영규;권석진;원시태;이희성
    • 한국철도학회논문집
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    • 제13권4호
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    • pp.389-395
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    • 2010
  • 본 논문은 우수한 전기전도도 및 내 아크성을 가진 동계주습판에 관한 것이다. 내마모성이 향상된 동계 주습판을 개발하여 실내실험과 현장실험을 수행하였다. 주습판 재료의 성분 조성을 변경하여 재질과 제조공정을 개선하였으며, 실내실험과 현장실험을 통하여 기존 주습판과 내마모성을 비교하였다. 실내 실험은 다이나모 실험을 통하여 이루어졌으며, 실험결과 개선품의 내마모성은 기존 제품에 비해 2배 정도 향상되었으며, 균질한 마모패턴을 보여주었다. 또한 공용중인 도시철도 구간에서 현장 시험을 수행하였으며, 현장실험결과도 실내 실험과 같이 개발된 개선품의 내구성이 기존품에 비해 2배 정도 향상되었으며, 이상마모가 발생하지 않는다는 것을 확인하였다. 내구성이 향상된 본 개발품의 현장 적용 시, 경제적이고 효과적인 도시철도 노선의 유지보수가 가능할 것으로 판단된다

Cu-Sn-Co본드 CBN휠에 의한 철강재료 연삭 (Grinding Steel and Iron Materials with Cu-Sn-co Bonded CBN Grinding Wheels)

  • 최성국;최정철
    • 한국재료학회지
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    • 제5권4호
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    • pp.490-500
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    • 1995
  • 다이아몬드와는 달리 CBN은 철족 재료 연삭시 화학적 마모가 거의 없다. 이러한 장점으로 인해 CBN휠이 철강 재료 연삭에 널리 사용되고 잇는 것이다. 그러나 CBN 휠의 성능은 CBN을 붙잡고 있는 결합제에 크게 의존한다. 오늘날 널리 사용되는 결합제인 주석 청동 합금은 내마모성에 한계가 있다. 주석 청동 합금의 내마모성을 증대시키기 위해 Co를 첨가하였다. 이러한 기지합금에 젖음성을 향사시키기위해 Co코팅 CBN을 사용하였다. 기지합금에 20%co를 첨가한 것이 입계에서 연속적인 $\delta$상생성, 취성 증가에 따라 자생작용이 활발하였다. 가장 높은 연삭비를 나타낸 것은 Cu-15wt%Sn, cu-33wt%Sn, co를 40:40:20으로 제작한 휠이었다.

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마찰패드의 마모를 고려한 건식 클러치의 접촉점 추종 알고리즘 개발 (Development of Contact Point Estimation Algorithm of Dry type Clutch with Considering the friction pad wear)

  • 김성모;김모성;신창우;임원식;차석원
    • 한국생산제조학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.692-696
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    • 2011
  • A clutch is a very important component when engine starts and gear shifting is needed. The clutch the most commonly used is the dry clutch. This type of clutch has pads, and they are worn after disengagement of clutch little by little. The characteristics of the clutch changes as these pads wear, so wear needs to be measured, and the clutch should be controlled for proper operation. In this study, the clutch contact point estimation algorithm has been developed. From this algorithm, clutch force map changes depending on wear, and the clutch operates properly. We also see the shifting transient of a vehicle for drivability with throttle valve position control and synchronizer movement.

나노 다이아몬드가 첨가된 초고분자량 폴리에틸렌의 마모특성에 대한 연구 (Tribological performance of UHMWPE reinforced with nano-diamond)

  • 임동필;임대순
    • 한국윤활학회:학술대회논문집
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    • 한국윤활학회 2003년도 학술대회지
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    • pp.72-77
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    • 2003
  • Nano-diamonds were added to Ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) to improve the tribological properties of UHMWPE. Nano-diamonds which have a diameter of about 5-10nm were produced by detonation. UHMWPE/nano-diamonds composites were fabricated by hot pressing method. It is shown that friction coefficient was increased and wear resistance was improved as nano-diamonds were added to UHMWPE because of excellent mechanical properties of nano-diamonds located on UHMWPE surface.

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