• 대한기계학회논문집B
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• 제37권2호
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• pp.119-124
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• 2013

본 연구에서는 전도성 잉크의 레이저 열경화 공정시 은 나노입자 잉크의 레이저 열경화 공정 온도를 수치해석하였다. 유리기판 위에 잉크젯 프린팅을 이용하여 인쇄한 은 나노 입자 잉크를 532 nm 파장의 CW 레이저를 각기 다른 세기로 60 초 동안 조사하여 가열하였다. 온도계산을 위해서, 열생성항에 들어가는 반사율을 구하였고, 레이저 조사 중 실시간 은 나노입자 잉크의 비저항을 측정하였다. 온도 계산은 2차원 열전도 방정식에 Wiedemann-Franz law 를 적용하였다. 그 결과, 레이저 조사로 인해 인쇄된 잉크의 온도가 상승할수록 비저항이 떨어지는 결과를 확인하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.41.1-41.1
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• 2009

최근 금형은 자동차뿐만 아니라 여러 산업에서 필수적이며 제품의 품질은 물론 제조원가에 막대한 영향을 미친다. 이러한 금형은 침탄, 질화, 고주파담금질등에 의해 표면처리 되어져 왔으나, 이와 같이 기존의 처리 방법은 모두 처리물 전체를 가열하거나 균일한 가열을 하지 못하기 때문에 변형의 문제와 처리후의 후가공의 경비 문제, 그리고 극히 일부분만 경화가 필요한 부품에는 적용하기 어려운 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결할 수 있는 표면처리로서 레이저 표면처리 방법이 대두되고 있으며, 레이저 표면처리는 레이저 빔을 피처리물의 표면에 조사하고 적당한 속도로 이동을 하게 되면 레이저조사부위가 급속하게 가열되고 레이저빔이 통과한 후에는 표면의 열이 내부로 열전도 되어 급속히 자기냉각(Self-quenching)됨으로서 표면에 새로운 기계적 성질을 갖게 하는 표면처리법이다. 이와 같이 레이저를 이용한 표면처리로 기존의 CW Nd:YAG 레이저 열원보다 효율이 좋은 HPDL(High Power Diode Laser)를 이용한 고효율, 고기능 금형 표면처리 후 재료적 물성을 평가하고자 한다. 평가방법은 레이저빔의 조사속도 및 온도변화에 따른 표면처리부, 열영향부 그리고 모재 부분에 대한 경도특성 및 미세조직 변화를 관찰하였다. 또한 조사속도 및 온도변화에 대해 경화깊이를 관찰하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권8호
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• pp.1048-1054
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• 2011

레이저 표면경화처리는 고밀도 에너지 열원에 의해 레이저 조사부위만 급속 가열한 후 표면의 열이 내부로 전도되어 급속히 자기냉각 됨으로써 표면을 경화시키는 방법이다. 이 표면처리 방법은 열처리에 의한 열변형이 거의 없고, 표면경화처리 이후 다른 공정을 수반하지 않는다. 또한 국부적인 가공이 가능하기 때문에 복잡한 형상을 가지는 금형에는 적합한 표면처리 방법이다. 본 연구에서는 열처리에 적합한 빔 프로파일을 가진 고출력 다이오드 레이저를 이용하여 금형재료용 주철의 표면처리를 실시하였다. 프레스 금형 공정에 따른 금형의 형상이 다르기 때문에 적용부위에 따라 시험편을 평면과 모서리부로 나누어 열처리를 실시하였다. 이때 모서리부의 열처리는 광학헤드를 $10^{\circ}$ 기울인 상태에서 진행하였다. 그 결과, 모서리부의 열처리는 평면부와 비교하여 형상에 따른 열전달 루트가 제한되므로, 입열이 집중되기 쉬워 평면 열처리보다 빠른 이송속도에서 경화가 이루어졌다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권10호
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• pp.1861-1868
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• 1992

본 연구에서는 발전소의 터빈 블레이드는 물방울에 의해서 부식이 발생한다는 사실은 널리 알려져 있다. 부식을 방지하기위해서 보통 12%-Cr 강으로 만들며 표면 을 고주파 유도경화법에 의해서 표면을 경화시킨다. 고주파유도 경화법은 경화층 깊 이가 마모 특성을 가장 좋게 하는 깊이보다 훨씬 깊게 경화되며, 열응력이 과대하게 생기고, 처리시간이 많이 걸리며, 표면경화 처리후 기계가공이 필요하다. 12%-Cr 강 의 레이저 표면경화를 연속파 3kw CO$_{2}$ 레이저로 실험하여 금속조직과 경도분포에 대해서 연구하여 레이저 표면경화 가능성을 고찰하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권5호
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• pp.600-607
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• 2011

고탄소강은 사용자가 요구하는 특성을 만족시키기 위해 침탄, 질화, 고주파담금질 등에 의해 표면처리 되어져 왔다. 그러나 기존의 처리 방법은 모두 처리물 전체를 가열하거나 균일한 가열을 하지 못하여 표면처리 후 변형의 문제와 처리후의 후가공의 경비문제, 그리고 극히 일부분만 경화가 필요한 부품에는 적용하기 어려운 문제점이 있었다. 이러한 문제를 해결할 수 있는 표면처리법으로로써 레이저열처리 방법이 대두대고 있으며, 레이저열처리는 레이저 빔을 피처리물의 표면에 조사하고 적당한 속도로 이동을 하게 되면 레이저조사부위가 급속하게 가열되고 레이저 빔이 통과한 후에는 표면의 열이 내부로 열전도 되어 급속히 자기냉각(self-quenching)됨으로써 표면에 새로운 기계적 성질을 갖게 하는 열처리법이다. 본 연구에서는 기존의 CW Nd:YAG 레이저 열원보다 효율이 좋은 HPDL을 이용한 고효율, 고기능의 고탄소강 열처리 후 재료적 물성을 평가하였다. 그 결과 레이저빔의 조사속도 및 온도변화에 따른 열처리부 및 모재 부분에 대한 경도특성 및 미세조직의 특성을 명확히 할 수 있었다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제15권5호
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• pp.25-35
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• 1997

현재, 표면개질에 주로 많이 사용되는 레이저는 세 종류로서, C $O_{2}$$laser(파장길이:10.6.\mum),$ Nd:YAG(neodymium-doped yettrium aluminum garnet) $laser(파장길이:1.06.\mum)$ 및 excimer laser(157~350nm) 등이다. 이 외에도 초기에는 ruby레이저빔이 사용되기도 하였으나, 현재는 많이 사용되고 있지 않다. 레이저 빔에 의한 표면개질에는 몇가지 장점이 있는데, 이러한 장점은 주로 급속가열과 급속냉각 효과에 기인하는 것이다. 즉, 1) 급냉효과에 의한 미세한 결정입자 형성, 2) 불안정상 (metastable phase) 또는 비정질 상 생성, 3) 열역학적 용해도 보다 높은 용해도. 4) 편석이 없는 균질한 미세조직, 5) 극히 낮은 기공도, 6) 좁은 열영향 부위, 7) 표면층과 모재 사이의 높은 결합력 등이다. 이 외에도 공정상의 장.단점들이 Ref.5, 6에 잘 요약 정리되어 있다. 지금까지 국내에서 레이저 표면개질에 대한 조사가 몇몇 있었으나, 본 조사에서는 보통 많이 다루어지지 않은 부분, 즉 충격경화 및 표면제어에 비중을 두었으며, 비용융 부분(I)과 용융부분(II)을 분리하여 정리하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2004년도 춘계 학술발표대회 개요집
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• pp.100-102
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• 2004

인장강도 600MPa 이상을 가지는 TRIP형 고장력 강판인 60TR-R과 석출경화형 합금인 CHSP60C는 자동차용 소재로 주목을 받고 있다. 또한 레이저 용접은 열 변형이 적고 비드 외관이 미려할 뿐만 아니라 연속 및 고속 용접이 가능하여 생산성 및 정밀성, 안정성이 높아 자동차조립 및 부품 제조공정에 적용되고 있다. (중략)

• Journal of Oral Medicine and Pain
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• 제24권4호
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• pp.411-420
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• 1999

과거 수십년간 여러 가지 다른 레이저를 이용한 치아경조직에 대한 몇 가지의 생체외적 실험이 이루어졌다. 그러나 그 결과는 좋지 못하였다. 그러한 주 문제는 열작용이었다. 미국 식품의약국(FDA)에서 사용하도록 허가된 Er:YAG 레이저는 인간의 생체 치아를 삭제할 수 있는 최초의 레이저이다. 치아 삭제가 열작용의 원리에 의해 이루어지기는 하지만, 경조직의 미세폭발에 의하기 때문에 주변의 경조직과 연조직에 미치는 열작용은 거의 없다. 본 연구에서는 최근 국내에서 최초로 개발된 Er:YAG 레이저를 사용하여, 상아질과 법랑질에 일회 조사시 다양한 에너지 수준에 따른 삭제율을 연구하였다. 건조된 10개의 치아가 선택되었으며, 각각은 에폭시 레진에 포매되어 경화되었다. 그 후 다섯 개의 치아는 저속회전 다이아몬드 휠로써 교합면 삭제를 통해 상아질이 노출되었으며, 나머지 다섯 개의 치아는 협측 혹은 설측을 삭제하여 평평한 표면의 법랑질을 만들도록 하였다. 준비된 상아질과 법랑질 치아의 표면은 각각의 에너지 수준의 레이저를 조사할 6개의 구획으로 나누어 표본으로 삼았다. 상아질과 법랑질 표본은 에너지 수준에 따른 5개의 실험군(40 mJ, 80 mJ, 120 mJ, 160 mJ, 200 mJ)으로 나누어 그 삭제율을 분석하였다. 삭제된 부피는 삼차원 영상 표면분석기로 측정하였으며, 통계적으로 분석하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. 상아질과 법랑질간의 삭제율의 차이는 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.0001). 2. 에너지 수준에 따른 삭제율의 차이는 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.0001). 3. 각각의 에너지 수준에서 상아질과 법랑질간의 삭제율의 차이는 통계적으로 유의한 차이가 있었으나(p<0.05), 40 mJ과 80 mJ에서는 유의한 차이를 보이지 않았다. 4. 상아질에서 각각의 에너지 수준 간의 삭제율이 유의한 차이를 보였으나(p<0.01), 160 mJ과 200 mJ간에는 삭제율의 유의한 차이가 없었으며, 법랑질에서도 각각의 에너지 수준 간의 삭제율이 유의한 차이를 보였으나(p<0.01), 120 mJ, 160 mJ, 200 mJ 간에 유의한 차이를 보이지 않았다. 본 연구에서는 건조된 치아에 다양한 에너지 수준의 Er:YAG 레이저를 적용했을 경우 상아질과 법랑질의 삭제 부피를 연구하여 정량화 및 통계적 분석을 하였다. 그 결과, Er:YAG 레이저는 치아경조직의 삭제에 매우 유용하였으며, 앞으로도 이를 임상적으로 널리 이용하기까지 좀더 다양하고 심화된 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• Journal of Oral Medicine and Pain
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• 제26권4호
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• pp.395-406
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• 2001

지난 수십년동안, 다양한 레이저기기를 이용하여 치아 경조직에 대한 응용 실험을 수행되었다. 그러나, 발생한 주요한 문제는 열발생과 플라즈마 형성과 같은 부작용이 지속된다는 점이었다. 실망스러운 실험결과에 따라 치아 삭제에 대한 레이저의 응용에 대한 연구가 거의 진행되지 못하였다. 본 연구의 목적은 국내에서 처음으로 개발된 얼비움레이저기기를 사용하여 다양한 에너지 수준과 다양한 펄스빈도에서 법랑질의 삭제율을 비교하고자 하였다. 본 연구에 사용된 레이저기기는 국내에서 최초로 개발된 $2.94{\mu}m$ 펄스를 $250{\mu}s$ 방출하는 얼비움야그레이저 기기이다. 기기의 에너지는 20 mJ에서 350 mJ까지 다양하게 방출하며, 최대 출력은 3.5 W이다. 22개의 치아를 에폭시 레진에 포매하고 경화하였다. 치아의 법랑질을 회전 다이아몬드 칼을 흐르는 물과 함께 사용하여 협측 또는 설측으로 평탄하게 삭제하였다. 제작된 법랑질표면은 6개의 구획으로 구분하여 에너지 수준과 펄스빈도에 따라 조사하였다. 본 연구에서 사용된 표본 수는 132개이며, 삭제율을 조사하기 위한 모든 표본은 22개의 실험 군으로 분류하였다. 실험결과는 다음과 같다. 1. 에너지 수준간에는 유의한 삭제율의 차이가 있었다. 2. 40 및 80 mJ로 조사한 경우에는 펄스빈도 간에 차이가 없었지만, 120 mJ의 출력으로 동일한 에너지를 조사한 경우에는 20 Hz가 40 또는 80 mJ로 조사한 경우 보다 가장 삭제효과가 높았다. 3. 연속조사 한 경우 조사시간 경과에 따라 법랑질의 삭제율은 증가되지 않았다. 결론적으로 효과적으로 법랑질을 삭제하기 위해서는 적절한 에너지와 펄스의 레이저를 사용해야 하며, 또한 항상 정확한 초점거리를 유지해야 할 것으로 사료된다.

• 대한기계학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.53-62
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• 1987

본 논문에서는 1 KW CW CO$_{2}$레이저 발생자장치를 사용하여 표면경화 처리 를 행할때 공정과 관련된 변수들이 용접부 및 표면경화층에 미치는 영향들을 이론과 실험을 통해서 규명하고, 이 결과들을 실제공정에 사용할 수 있는 기초자료로서 제시 하고자 한다. 이를 위해서 해석에 사용될 수 있는 유한요소법(Finite Element Meth- od)에 근거한 2차원 열유동 해석용 프로그램 및 데이타 처리 프로그램을 개발하고, 중 탄소강에 레이저 표면처리를 수행하여 실험 및 이론해석의 결과를 비교 검토하였다. 비교 검토하여 그 설정기준을 고찰하였다.