• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.41 no.4
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• pp.251-255
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• 2017

Burr generation is inevitable during the machining of a micro-pattern, and it is difficult to distinguish between the pattern and burr because they have a very small dimensions. In this study, a micro-pattern with a pitch of $60{\mu}m$and height of $1{\mu}m$ was fabricated on a cylindrical surface using a turning machine. The structure of a burr and its generation mechanism were determined, and a magnetic abrasive deburring process was used to improve the accuracy of the pattern. As a result, when fabricating a micro-pattern, it was shown that the direction of the burr was determined by the feed direction of the tool. The measured pattern height was $1.018{\mu}m$ when the magnetic flux density and spindle speed were respectively 40 mT and 1600 rpm, respectively, during magnetic abrasive deburring, which were determined to be the optimal conditions for processing.

• Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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• 2004.11a
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• pp.249-254
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• 2004

광의 효율적 사용을 위해 표면에 마이크로 그루브가 새겨진 고성능 광학 부품의 개발이 활발하고, 이들 부품의 다량 생산을 위한 초정밀 금형제조기술이 각광을 받고 있다. 최근의 초정밀 미세 기계가공의 경우 간단한 공정으로 이러한 마이크로 그루브 금형을 제작할 수 있다. 특히 조명각 변조용 렌티큘러 렌즈와 같이 실린더형 그루브 금형의 경우에는 기존의 Lithography, MEMS, LIGA 등 광 에너지를 이용한 다른 제조방법들에서는 가공하기 어려운 점이 있으나, 기계가공에서는 쉽게 제작가능한 장점이 있다. 본 연구에서는 이러한 미세기계가공기술의 장점을 활용하여 U 형 마이크로 그루브를 가진 Lenticular 렌즈용 금형을 가공하고자 하였다. 가공에는 3 축 구동의 초정밀 미세 복합가공기와 단결정 천연 다이아몬드공구가 사용되었고, 가공방식은 마이크로 세이핑 공정을 적용하였으며, 가공 금형 재료에는 Brass와 무전해 Nickel이 사용되었다. 실험을 통하여 금형가공시의 절삭력, 칩 형상, 가공표면 등의 분석이 수행되었으며 이를 기반으로 여러 가지 가공문제점을 해결하고, 최종적으로 양호한 렌티큘러렌즈용 금형을 가공하였다.

• Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
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• 2013.11a
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• pp.229-229
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• 2013

본 연구에서는 미세 물분무 노즐의 소화성능을 분석하기 위해 유량계수, 방사거리, 방사각도, 그리고 작동압력에 따라 분사되는 물입자 크기를 측정하였다. 이를 위해서 이중 구조의 미세 물분무 노즐 LPN-61과 LPN-63을 제작하였으며, 미분무 소화설비를 구성하여 이중구조 노즐의 형상에 따라서 유동특성을 정량화하였다. 그 결과 LPN-61은 유량계수 5.116, 방사각 $120^{\circ}{\sim}125^{\circ}$로 작동압력이 $4kgf/cm^2$에서 $10kgf/cm^2$까지 증가함에 따라서 SMD는 $127{\mu}m$정도에서 $88{\mu}m$까지 입자 크기가 감소하였으며, LPN-63은 유량계수 5.121, 방사각도 $120^{\circ}{\sim}125^{\circ}$로 동일한 작동압력 범위에서 SMD는 $108{\mu}m$에서 $80{\mu}m$까지 감소하는 것을 확인하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.5 no.3
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• pp.223-226
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• 2004

Injection molding using plastic materials was expected to mass production of structure with nano pattern for low cost phase. The PDMS mold was produced easily and uniformly by using thermal embossing. Quartz master for embossing method was made using electron beam lithography it had 100-500 nm size of line and dot type. The PDMS mold was produced after a brief hardening process and the master removal. The results show that various patterns are successfully fabricated the nano scale.. The replicated mold would be useful a stamper fabrication for injection molding.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.21 no.12
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• pp.115-119
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• 2020

Selective Laser Melting (SLM) technology is state-of-the-art additive manufacturing process technology that produces a three-dimensional structure by irradiating a laser on a fine metal powder to perform the fusion of a specific area and repeat this process. Owing to the characteristics of the additive manufacturing process, the melting phenomenon of the metal material by the laser has directionality depending on the process conditions, such as the irradiation direction of the laser and the build-up direction. For this reason, the composition of the metal material in the structure exhibits non-uniform characteristics. In this study, aluminum (AlSi10Mg) specimens were manufactured by applying SLM technology, and the material composition characteristics of the specimen were analyzed. The specimens were manufactured as cylinders by the build-up orientation of 0°, 45°, and 90°. The surface morphology of the specimen plane was analyzed optically. TEM analysis was performed on the core and the interface of the melting-pool inside the specimen generated by laser irradiation. The analysis results confirmed that there was a difference between the nano cell structure of the core and the interface of the melting-pool, and that the composition ratio of Si appeared higher at the interface than at the core of the cell.

• Journal of Conservation Science
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• v.38 no.3
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• pp.217-233
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• 2022

The remains found in Geumcheok-ri, Gyeongju are located in close proximity to the Ancient Tombs in Geumcheok-ri, Gyeongju (Historic Site) which were built between the late 5th and early 6th centuries, and these tombs are known to belong to the powerful rulers of that area. Using metallurgical techniques, this study was conducted on the iron objects obtained from the excavated remains in Geumcheok-ri, Gyeongju which are presumed to have a close relation to the nearby ruins that played an important role in the growth of Silla. To identify differences in manufacturing techniques based on the purpose of the iron objects, eight objects were selected after classifying them by use and the microstructure and non-metallic inclusions were investigated. The analyses results confirmed that the manufacturing process involved forging iron with a high or low carbon content to produce a particular shape, and that the carburization process was applied to iron post forging a shape to increase its strength when necessary. The mechanical properties were improved by selectively applying the steelmaking method and the heat treatment technique considering the functions of the parts, and the low temperature reduction was applied to the smelting process. Furthermore, in comparison with the iron objects excavated from the remains located in the center of Gyeongju and its outskirts, it is confirmed that there is similarity in the smelting and manufacturing techniques between these objects.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.3 no.3
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• pp.161-177
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• 1990

최근의 재료합성기술 및 미세가공기술의 발전은 종래의 천연물질에는 없는 새로운 기능을 가진 신물질이나 새로운 디바이스의 제작을 가능하게 하고 있다. 여러가지 초박막 물질의 다층막이나 초격자는 그 형상 및 물질의 조합에 따라 모체의 물질과는 새로운 성질을 나타내는 것으로 크게 관심을 모으고 있다. 본 논문에서는 현재 연구가 활발히 진행되고 있는 반도체초격자에 관하여 그 종류 및 전자상태, 결정성장 및 평가법, 기초적 물성, 디바이스 응용 그리고 앞으로의 전망을 간단하게 총망라하여 소개해 보고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.341-341
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• 2011

초발수 표면은 자가세정, 부식방지, 방오특성의 특징을 가진다. 이러한 특성은 오염성이 높은 건물외장재 및 자동차유리, 태양전지 모듈유리, 디스플레이등 적용분야가 매우 다양하며, 코팅 방법으로 sol-gel, CVD, PVD등의 여러 가지 방법으로 많은 연구가 보고 되고 있다. 초발수 표면을 제작하는 대표적인 방법으로 PTFE와 같은 낮은 표면에너지를 가지는 물질을 증착하는 방법이 많이 사용되고 있으나, 초발수 표면에 가까운 접촉각을 구현하기에는 한계가 있다. 본 연구에서는 여러 가지 기판(Al, Cu, Sus, glass)에 추가적으로 표면 미세요철구조를 만들어 특성을 분석 하였다. 표면의 미세구조는 기판을 산에 Etching 하는 방법으로 Sample을 준비 하였다. 준비된 기판에 RF-Magnetron Sputtering 방법을 이용하여 PTFE를 증착하여 특성을 분석 하였다. 표면과 물방울이 이루는 각도를 알아보기 위해 Contact Angle을 측정한 결과 Glass와 Sus 기판을 제외한 Al과 Cu기판에서 약 150도에 이르는 초발수 특성을 보였으며, 이러한 표면형상을 관찰하기 위해서 SEM 측정을 해본 결과 표면의 미세요철구조가 확인 되었으며, AFM 측정결과 표면의 미세요철의 거칠기가 Etching공정을 통해 증가 된 것을 확인할 수 있었으며, Etching후 Al과 Cu는 수 nm ~ mm의 거칠기를 보였으며, 거칠기가 증가하여 접촉각의 향상에 기여 하였으리라 생각된다. XPS 측정결과 낮은 표면에너지를 가지는 CF2와 CF3 피크가 보이는 것으로 보아 표면에너지가 낮아져 접촉각이 높아졌으리라 사료 된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.353.1-353.1
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• 2016

다공성 물질은 동공의 크기에 따라 미세동공(Micropore), 메조동공(Mesopore), 거대동공(Macropore)으로 나누어 분류한다. 다공성 재료의 장점은 높은 비표면적으로써, 촉매, 센서, 연료전지 전극, 에너지 저장장치 등으로의 이용 가능성을 보여주는 연구가 활발히 보고되고 있다. 종래의 연구는 두 가지 이상의 원소로 구성된 박막을 제작한 후 전기화학적 분해법, 선택적 용해법 등 습식공정을 통해 다공성 구조체를 제작하였다. 하지만 본 연구에서는 Au, Ag 타겟과 $CH_4$ gas를 이용해 ICP-assisted reactive magnetron sputtering 장비를 활용하여 450 nm 두께의 Au-C, Ag-C 박막을 제작하였다. 이후 연속적으로 RF 250 W를 ICP antenna 에 인가하여 $O_2$ plasma dealloying 공정을 통해 탄소(Carbon) 만을 선택적으로 제거함으로써, 건식 공정만으로 Si wafer ($10{\times}10mm^2$) 기판 위에 250 ~ 300 nm 두께의 다공성 Au, Ag 박막을 제작하였다. SEM (Scanning Electron Microscopy)를 활용하여 표면, 단면 형상을 관찰해 다공성 구조를 확인하였으며, AES (Auger Electron Spectroscopy)를 통해 plasma dealloying 전 후 박막의 조성변화를 관찰하였다. 따라서 plasma dealloying 공정으로 제작된 다공성 Au, Ag 박막은 기존의 습식 공정 대비 청결하고 신속한 공정이 가능하며 높은 재현성을 통해 위의 적용분야에 보다 쉽게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.255-255
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• 2013

WC-Co 초경합금은 실온경도, 고온경도, 강도, 내마모, 내충격 등 기계적 특성이 우수하여 공구재료, 절삭공구 및 고압용 부품 등 다양한 응용분야를 가지고 있으며 WC-Co 분말 코팅같은 경우 항공분야, 일반 공업 분야에 내마모 특성 및 내열특성 향상을 위한 코팅용 소재로서 활용되어 지고 있다. 활용분야가 넓은 WC-Co 초경합금의 제조방법은 WC, Co 분말을 혼합하여 약 900도에서 1차 예비소결 후 원하는 형상 가공 후 약 1,300~1,600도에서 2차 소결을 진행한다. 지금 현재 초경분말의 조성, 크기와 같은 변수들에 따른 초경합금의 기계적 특성 변화에 대한 연구가 계속적으로 진행되고 있다. 본 연구에서는 WC-Co 분말의 소결 특성을 향상시키고자 Planetary ball mill 장비를 활용하여 볼 밀링 공정을 진행하였고 Spark plasma sintering 장비를 활용하여 빠른 소결을 진행하였다. WC-Co 분말의 미세구조, 입도, 조성 및 분산의 변화를 관찰하기 위해 볼 밀링 전, 후 분말을 분석하였고 제조된 분말의 소결 특성을 확인하기 위해 상용화 된 WC-Co 분말의 소결 특성과 비교 평가하였다. 분석 결과 볼 밀링 공정 후 분말은 약 15 ${\mu}m$에서 4.4 ${\mu}m$로 미세해지는 것을 확인하였고 밀링 후 분말로 초경합금을 제작하였을 때 기존 상용화 초경합금제작 온도보다 약 100~400도 낮아지면서 경도 값은 약 20% 향상된 것을 확인할 수 있었다.