• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.11 no.4
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• pp.1361-1366
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• 2010

This research aims to develop polymer composites which can be used for PEMFC separators by injection molding process. Considering the moldability and stiffness, we used PPS(Poly(phenylene sulfide)) and PP(Polypropylene) as base resin. In order to improve electrical conductivity and physical properties, we chose glass fiber, carbon fiber, carbon black, and both expanded graphite and synthetic graphite. The 3 type composites are prepared for injection molding of PEMFC separators. and CAE(Computer Aided Engineering) analysis was conducted to optimize injection processing parameters(injection pressure, heat time, mold temperature etc.). We did successfully fabricate the separators by injection molding, and measure the electrical conductivity of the samples by using four point probe device. Conclusively, PP/SG/CB composite showed better both electrical conductivity and moldability than the others.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.105-105
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• 2010

자동차 차체부품에 적용되는 플라스틱 소재는 강도와 내마모성, 내충격성의 충분한 물성확보가 필요하며, 이에 플라스틱 소재의 기계적 특성 향상을 위해 유리 섬유가 다량 함유된 복합소재적용이 증가하고 있다. 반면 플라스틱이 고강도화함에 따라 제품 성형을 위한 사출 금형을 손상시키는 사례가 빈번하게 발생하고, 소재의 유동성 저하에 따른 사출 불량이 증가하고 있어 고강성 플라스틱 복합소재에 대응하는 고경도, 고내마모 특성이 부여된 사출 금형의 개발이 시급한 실정이다. 특히 사출 금형에 사용되는 소재는 기존 소재에 비해 우수한 내마모성과 함께 고광택을 유지하는 것이 더욱 중요해졌으며, 이에 따라 유럽, 일본과 국내 연구진에 의해 다양한 연구가 진행되고 있다. 그 중에서도 일본에서 개발되어 국내에도 소개된 래디칼 질화는 기존 질화법에 표면의 화합물 층만을 제어하는 것으로 다소의 표면 광택 효과는 있으나, 플라스틱 사출에 그대로 적용하기에는 무리가 따르므로 그 용도가 극히 제한적이다. 본 연구에서 적용한 나노 질화기술은 0.1torr 이하의 고진공에서 고밀도의 플라즈마 에너지를 발생시키는 방법으로 화합물층이 없는 나노 크기의 질화층을 소재 표면에 형성시키는 기술로서, 처리 후에도 표면의 색상 및 광택의 변화가 없는 것을 특징으로 한다. 또한 표면 경도 및 피로 특성을 향상시킴으로써 금형의 내구 수명을 향상시킬 것으로 기대된다. 본 연구에서는 KP4 금형 소재를 사용하여 플라즈마 이온 질화 시험 조건에 따른 소재의 경도 및 내마모 특성을 파악하고, 미세 조직 분석 및 XRD 분석 등을 통해 내마모 특성 향상에 대한 기본 특성을 평가하였다. 또한 인장시험을 통해 인장강도, 항복강도 및 연신율을 파악하고, 이를 토대로 고주기 피로시험을 실시함으로써 S-N curve를 얻고, 이를 통해 피로 강도 및 피로 수명에 미치는 나노 질화 처리의 영향을 파악하고자 하였다. 플라즈마 이온 질화 시험은 질소와 수소 비율($N_2:H_2$), 진공도, Screen bias voltage, Bias voltage를 변화시켰으며, 챔버 온도는 $400^{\circ}C$로 고정하였으며, 처리시간도 3시간으로 고정하였다. 질소와 수소의 비율은 3:1일 때 최고의 내마모 특성을 보였으며, 진공도는 내마모 특성에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 관찰되었다. KP4의 초기 경도값은 약 302 Hv인 반면 최적의 나노 질화처리를 거친 시편에서는 800Hv 이상의 Vickers 경도값을 보였다. SEM 미세조직 분석과 EPMA를 통한 성분 분석을 시행한 결과 표층으로부터 약 $1.5{\mu}m$의 나노질화층을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2011.05a
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• pp.100-101
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• 2011

사출금형은 자동차의 경량화 요구에 따라 일반 엔지니어링 플라스틱에서 고강도 플라스틱 성형을 위한 사용 환경으로 변해가고 있다. 이에, 사출금형의 표면은 마모에 대한 내력을 갖는 고경도 특성과 수지의 유동성을 양호하게 하기 위한 저마찰 특성의 요구가 점차 증가하고 있다. 본 연구는 사출금형 소재 표면의 고경도 저마찰 특성 부여를 위하여 대형 플라즈마 표면처리 공정을 이용하여 각각 질화처리와 비정질 탄소 코팅 공정기술에 관한 연구를 수행하였다. 각각의 플라즈마 처리된 샘플은 표면처리 공정 변수에 따른 경도 및 마찰계수 평가를 통하여 사출금형 소재 표면의 물리적 특성 변화를 관찰하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.209-210
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• 2014

사출금형은 자동차의 경량화 요구에 따라 일반 엔지니어링 플라스틱에서 고강도 플라스틱 성형을 위한 사용 환경으로 변해가고 있다. 이에, 사출금형의 표면은 마모에 대한 내력을 갖는 고경도 특성과 수지의 유동성을 양호하게 하기 위한 저마찰 특성의 요구가 점차 증가하고 있다. 본 연구는 사출금형 소재 표면의 고경도 저마찰 특성 부여를 위하여 대형 플라즈마 표면처리 공정을 이용하여 각각 질화처리와 비정질 탄소 코팅 공정기술에 관한 연구를 수행하였다. 각각의 플라즈마 처리된 샘플은 표면처리 공정 변수에 따른 경도 및 마찰계수 평가를 통하여 사출금형 소재 표면의 물리적 특성 변화를 관찰하였다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2009.12a
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• pp.671-674
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• 2009

본 논문에서는 Base resin으로 열가소성 고분자인 PPS(Poly(phenylene sulfide))를 사용하였으며, 물리적 및 화학적 특성을 증대시키기 위해 주 첨가제로는 Expanded graphite와 보조 첨가제로 Glass fiber와 Carbon fiber를 사용하여 2가지의 복합 소재를 제조 하였다. 제조한 복합소재를 활용하여 최적의 사출 조건(사출 압력, 가열시간, 금형온도 등)으로 사출을 하였으며, 각각의 최종 시편을 four point probe 장치를 사용하여 전기전도도를 측정 비교 하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.05a
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• pp.94-94
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• 2015

사출금형의 표면은 제작되는 제품의 표면에 노출되기 때문에 표면조도 및 품질이 제품의 품질을 결정하는 데에 매우 중요하게 작용한다. 본 연구에서는 대면적 전자빔을 이용한 사출금형의 표면개질을 수행하였다. 대면적 전자빔 표면처리를 통하여 사출금형의 표면조도를 크게 줄일 수 있었으며, 표면 경도를 증가시켜 금형의 수명을 크게 향상시킬 수 있을 것으로 기대되었다.

• Composites Research
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• v.33 no.6
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• pp.360-364
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• 2020

Although research and development of existing steel-made Cowl Cross Member(CCM) was carried out with magnesium and plastic to make vehicles lighter, it is difficult to apply them to performance problems in the vehicle's mounting condition. Recently, the company is conducting research on the injection CCM of the composite insert as a lightweight component that is most suitable for mass-production of automotive parts. This is a manufacturing process that inserts composite injection bracket parts into aluminum bar, and the adhesion of the two parts is one of the important factors considering the vehicle's mounting conditions. In this study, the joint strength of Aluminum bar is one of the important factors as a study for the injection of aluminum bar into PA6-GF60 composite material. For the analysis of these research, the method of spraying adhesive to the aluminum bar and the case of knurling treatment have been analyzed and the bonding strength of the direction of rotation and lateral direction has been analyzed for each part between the aluminum bar of the cowl cross member and the shape of the injection component of composite materials.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2010.05b
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• pp.689-692
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• 2010

일반형 자동차 내장부품은 외부가 플라스틱 사출 성형한 형태로 사용되지만, 고급 차종은 내장재의 미감이나 질감을 위하여 사출물 표면에 엠보싱 무늬가 형성된 표피재가 수지에 추가로 부착되어 제작된다. 부착하는 방법은 한 장비에서 저압 사출 후 플라스틱이 완전 응고 전에 표피재를 넣고 압입하는 저압 사출법과 표피재 수지를 기 사출된 제품위에 놓고 압착시키는 압착법이 있으나 이 두 방법 모두 엠보싱 무늬가 형성된 표피재를 넣고 작업하기 때문에 고온 압착시 기존 무늬가 찌그러지고 코너 부위가 경화되어 기존의 질감을 얻지 못하며, 치수 공차가 변형되어 불량률이 증가하므로 이를 시급히 개선할 새로운 제조 기술의 필요성이 대두된다. 본 연구는 가열 압착기로 지그 및 금형을 새로 개발하여 도어 트림 제조시, 기 사출물을 금형 쪽으로 기 조직을 삽입한 후 엠보싱 무늬가 없는 원소재 표피재로 상부 금형 쪽으로 소재조직을 진공으로 흡입하여 무늬를 성형한 후 하강시켜, 기 사출물에 압착시키는 가열 압착으로 엠보싱무늬의 손상을 방지하는 금형을 제안하였으며 그에 대한 해석, 설계, 실험을 통하여 성능을 평가 분석 하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.12 no.4
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• pp.1999-2004
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• 2011

This research aims to develop polymer composites which can be used for PEMFC bipolar plate by injection molding process. Considering the moldability and stiffness, we used LCP(Liquid crystal polymer) as base resin. In order to improve electrical conductivity and mechanical properties, we chose carbon black, and both synthetic graphite and expanded graphite. The composites with different recipe are prepared for injection molding of PEMFC bipolar plate and CAE(Computer Aided Engineering) analysis was performed to predict melt flow and fiber orientation We did successfully fabricate the ASTM specimens by injection molding, and measure the electrical conductivity of the samples by using four point probe device. We measured mechanical properties such as flexural strength, flexural modulus and Izod impact strength. Conclusively, the electrical conductivity increased with increasing additive concentration, but both flexural strength and Izod impact strength decreased due to the brittle nature of carbon-based additives.

• The monthly packaging world
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• s.188
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• pp.124-127
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• 2008