• Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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• v.11 no.3
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• pp.72-79
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• 2002

Though the laser cutting process is increasingly used in industry, a process automation and systematic database is still yet to be developed. In this study, as the fundamental step toward the construction of a reliable process expert system, a laser cutting quality monitoring/analysis system is developed based on simulations and experimental results. The relations between laser process parameters and laser cutting surface quality parameters such as kerf geometry, striation, surface roughness and dross formation are characterized and analyzed. A graphical user interface is used to visualize the results.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1993.04b
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• pp.23-27
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• 1993

스테인리스강은 내식성, 내열성, 내산화성이 좋으므로 화학산업, 의학용기, 고정밀 산업 등에서 많이 사용되고 있다. 스테인리스강은 열전도율이 낮고 용융물의 점성이 크고 가공경화가 심하기 때문에 인코넬 티탄합금 등과 함께 난삭재로 알려져 있다. 스테인리스강의 고합금강을 사용한 기계가공은 공구의 마모가 심하게 일어나므로 가 공이 어렵다. 화염절단(Flame dutting)도 합금물의 버닝(burning)현상을 막는 성질 때문에 잘쓰이지 않고 플라 즈마-아크(plasma-arc) 절단은 수중에서 이루어질 경우 절단끝이 산화되지 않는 좋은 절단면을 얻을 수 있으나 수중에서 사용해야 하는 어려움이 있다. 레이저를 이용한 가공은 절단폭이 작아 재료의 손실이 적으며 복잡한 형상의 절단도쉽고 공구의손실이 없는등 많은 장점이 있어서 사용이 증가하고 있다. 본 연구에서는 스테인리스 강의 절단메커니즘에대한 이해를 돕기 위해 절단가공에 큰 영향을 끼치는 레이저 출력, 절단속도, 절단가스의 압력, 재질, 절단두께를 절단변수로채택하여 절단을 수행하였다. 절단결과를 비교 검토하여 절단변수가 절단에 미치는 영향을 분석하였고 최적의 절단을 얻는 가공조건을 제시하였다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.17 no.7
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• pp.27-35
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• 2000

재료가공분야에의 레이저의 적용은 1960년대 후반부터 시작되었으며, 고출력 CO$_2$ 와 Nd:YAG 레이저가 많은 산업분야에서 보편화될 정도로 발전하여 왔다. 재료가공에서의 레이저의 적용분야는 금속의 절단, 용접 및 드릴링, 세라익의 스크라이빙, 플라스틱과 복합재의 절단 및 여러 가지 재료의 마킹 등을 포함한다. 이와 같은 모든 응용에서 공통적인 것이 레이저 조사에 의해 재료를 용융, 증발시키는 열적 메카니즘이다.(중략)

• Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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• v.11 no.3
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• pp.39-44
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• 2002

As laser cutting process is widely used in industry, an automated on-line process control system has become very important. In this paper, development of a laser cutting monitoring system, which is regarded as the fundamental step toward automation of the process, is presented. Acoustic emission and an artificial neural network were used for the monitoring system. With given process Parameters including laser power and scanning speed the system can predict the suitability of laser beam for the cutting or a stainless steel (STS304) plate.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1991.04a
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• pp.77-86
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• 1991

레이저 빔이갖고있는 spatial coherence 특성에 의해서 렌즈를 이용하여 집광시키면 집광부에서 고출력 밀도를 얻을 수 있다. 이와같이 집광된 레이저 빔을 재료의 표면에 조사하면 재료로 부터 미세량을 용융, 증발시키므로 일반적인 방법으로는 가공이 어려운 단단한 재료의 절단과 미세 구멍가공이 가능하게된다. 본 논문에서는 출력, 펄스 수, defoucsing, pulse on-time, 보조가스 압력등을 변화 시키면서 드릴링 실험을 수행하고, 각 실험 조건에서의 구멍 형상과 깊이를 측정함으로써 가공 변수들의 process sensitivity를 평가하였다.

• The Optical Journal
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• s.120
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• pp.69-73
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• 2009

본 논문에서는 레이저 가공의 문제점인 FPCB에서의 낮은 생산성과 열영향을 보완하기 위한 실험내용을 다루고 있으며 극초단펄스 레이저와 나노초 UV레이저를 이용하여 FPCB의 기반재료인 FCCL(Flexible Copper Clad Laminate)를 절단하며 생산성 및 열영향을 비교하고 있다. 나노초 레이저는 피코초 레이저 경우에 비해 가공속도가 빨라 양산공정에 적합하며 피코초 레이저는 나노초 레이저에 비해 용융물이 적게 발생하여 다층/고집적화에 적합하나 출력이 낮은 단점이 있어 현단계에서의 양산가공으로의 적용이 어렵다는 결론이다. 그러나 여러 선도 업체에서 극초단 펄스레이저의 고출력화에 대한 시도가 이뤄지고 있으므로 생산성의 문제는 빠른 시일 내에 해결될 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2000.08a
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• pp.48-49
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• 2000

최근 몇 년 동안 레이저는 품질과 신뢰성의 계속적인 향상으로 인하여 여러 산업 응용분야에서 폭넓게 사용되어 지고 있다. 재료가공에 있어서 레이저의 적용분야는 금속의 절단, 용접 및 드릴링, 세라믹의 스크라이빙, 플라스틱과 복합재료의 절단 및 여러 가지 재료의 마킹, 등을 포함한다. 이러한 가공 메카니즘은 레이저의 조사에 의하여 재료를 용융, 증발시키는 열적 메카니즘이다. 특히 요즘에는 자외선 영역의 조사와 높은 빔의 세기에 의해 다른 종류의 에너지 전달 메카니즘이 가능한 UV 영역의 엑사이머 레이저의 사용이 증가하고 있다.$^{(1)}$ 이러한 엑사이머 레이저가 기존의 다른 레이저에 비해서 갖는 이점은 다음과 같다. 첫째, 모든 금속이 엑사이머 레이저에 대해서는 높은 흡수율을 가지므로 레이저 에너지가 가공 에너지로 효율적으로 변환되기 때문에 얇은 표면층에서 완전히 흡수하게 된다. (중략)

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.17 no.10
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• pp.2418-2425
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• 1993

A two-dimensional transient heat transfer model for reactive gas assisted laser cutting process with a moving Gaussian heat source is developed using a numerical finite difference technique. The kerf width, melting front shape and temperature distribution were calculated by using the boundary-fitted coordinate system to handle the ejection of workpiece material and heat input from reaction and evaporation. An analytical solution for cutting front movement was adopted and numerical simulation was performed to calculate the temperature distribution and melting front thickness. To calculate the moving velocity of cutting front, the normal distribution of the cutting gas velocity was used. The kerf width was revealed to be dependent on the cutting velocity, laser power and cutting gas velocity.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.28 no.2
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• pp.125-130
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• 2008

A spherical indentation has been proposed as a nondestructive method of measuring local residual stress field in laser-voided joints. The apparent yield strengths interpreted from the spherical indentation data of as-welded cutting wheel were compared with the intrinsic yield strengths measured at nearly equivalent locations in annealed wheel. Their difference along the distance from the welding line is welding stress distribution because the intrinsic yield strength is invariant regardless of the elastic residual stress. The spherical indentations show that the laser-welded diamond cutting wheel displays a 10 min-wide distribution of the welding residual stress and has peak compressive and tensile stresses in the shank and tip regions, respectively.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.35 no.2
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• pp.153-160
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• 2011

The characteristics of supersonic coaxial/off-axis jet impingements on a slanted kerf surface were experimentally studied, to investigate the role of the assist gas that removes molten materials from cut zone formed by laser machining. In this parametric study, hundreds of high-resolution schlieren images were obtained for various gas pressures, distances between nozzle exit and kerf surface, kerf widths, and alignments of off-axis nozzle. It was noticed that simply increasing the assist gas pressure was not effective in eliminating the flow separation that occurs downstream of the kerf surface. However, it was also observed that by increasing the kerf width and utilizing off-axis nozzles, the separation of the assist gas on the kerf surface can be weakened. The effect of the distance between the nozzle exit and the kerf surface on the characteristics of separation occurring on the kerf surface was found to be lower in the case of supersonic nozzles than that in the case of sonic nozzles.