• 소성∙가공
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• 제12권6호
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• pp.566-571
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• 2003

The metal forming behavior and defect formation in Ti-6Al-4V tube during hot backward extrusion were investigated. Dynamic material model(DMM) including Ziegler's instability criterion was employed to predict the forming defects such as shear band, inner and/or surface cracks. This approach was coupled to the internal variables generated from FE analysis. The simulation results fur the backward extrusion were compared with the experimental observation. The chilling effect and friction indicated a great influence on the deformation mode of the tube and the formation of surface cracks. The formation of forming defects in the extruded tube was attributed to non-uniform distribution of strain, strain rate and temperatures in the extruded tubes for the given test conditions.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제7권3호
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• pp.84-92
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• 2004

The metal forming behavior of Ti-6Al-4V tube during hot backward extrusion was investigated with various forming stabilities or instabilities criteria. that is, Ziegler's instability criterion, dynamic materials model(DMM) stability criteria and Rao's instability criterion. These approaches also were coupled to the internal variables generated from FE simulation. In order to validate the reliabilities of three criteria, hot backward extrusions for Ti-6Al-4V tube making were carried out with different backward extrusion designs. The useful model for predicting the forming defects was suggested through the comparison between experimental observations and simulation results.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.50-50
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• 2009

본 연구에서는 차체 부품의 경량소재 대체에 따른 Panel Assembly Rear Seat Back 부품 제작에 최신 저입열 미그용접공정을 적용한 TWB(Tailor Welded Blank) 공정기술을 확보하기 위해 최적 용접조건 도출에 관한 연구를 진행하였다. 용접 후 성형이 이뤄지는 제조공정의 특성 상 성형강도에 중점을 둔 실험을 진행하였으며, 이를 위해 각 와이어에 따른 용접부의 기계/금속학적 특성이 평가되었다. 대상 시편은 6천계열 열처리형 합금이며, 두께는 각각 1.6t, 1.4t로 이를 맞대기 용접 후 그 특성을 평가하였다. 용접은 저입열 GMA용접 공법 중 하나인 CMT 용접법(Cold Metal Transfer)을 사용하였으며, 평가 대상 와이어로는 4043, 4047, 5183 및 5356이 사용되었다. 특성평가는 마크로 및 마이크로 조직, 경도, 인장강도, 기공 및 결함, 성형강도 등에 대해 이뤄졌으며, 희석된 와이어의 조성이 용접부 특성에 미치는 영향에 대해서도 검토되었다. 실험 결과, 5천계열 와이어가 성형강도에 비교적 더 강인한 결과를 나타냈으며 성형강도는 용접조건 및 초기 갭에 대한 영향은 받았으나, 비드형상과 강도간의 연관성은 찾을 수 없었다. 이에 따라 TWB 적용을 위한 와이어로는 5356이 가장 우수한 것으로 판명되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권7호
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• pp.841-849
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• 2013

본 연구에서는, 핵연료 지지격자 딤플 굴곡부에 성형결함을 줄이고자, 1차 스탬핑 금형이 추가된 2-step 스탬핑모델을 제시한다. 우선 순수굽힘 변형률과의 비교로, 딤플 굴곡부 변형률의 특성을 조사한다. 이어 2 차원 1-step 기준 스탬핑 유한요소모델을 정하고 이에 상응하는 최대변형률을 구한다. 1 차 스탬핑 금형의 설계변수들을 각각 변화시켜 변형률에 대한 목적함수를 구하고, 반응표면법을 이용해 1차 스탬핑 금형의 최적 변수값을 선정한다. 다음으로 이를 3차원 모델에 적용해 2-step 스탬핑 모델의 향상된 성형성을 확인한다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
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• pp.190-190
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• 2003

동력 전달용 구동부품에 있어서 중공 플랜지 형상의 부품은 흔히 찾아 볼 수 있으며, 이는 높은 강도를 요구하기 때문에 강도향상을 위하여 단조에 의한 제품의 성형 방법이 많이 연구되고 있다. 중공 플랜지형상을 갖는 제품의 제조 방법으로서는 중실 플랜지 형상으로 단조하여 내경부를 절삭가공하는 방법, 중실 소재를 후방압출하여 중공 플랜지형상으로 단조하는 방법, 또는 중공의 초기소재를 사용하여 중공 플랜지형상으로 단조하는 방법이 일반적이다. 본 연구에서는 Fig. 1에 나타낸 것과 같이 중공 플랜지 형상을 갖는 기계 부품의 단조방법에 대해 연구하였으며, 중공 관의 내경을 $d^1$, 외경을 $d^2$, 플랜지부의 외경을 $D^0$, 중공 관의 두께를 t, 플랜지부의 두께를 T로 정의하였다. 중공 플랜지 형상에 있어서 공정 설계의 변수는 다양하겠으나, 본 연구에서는 중공관의 외경과 내경의 형상비 $\alpha$(=$d^2$/$d^1$), 플랜지의 폭과 중공관의 두께비 $\beta$(=B/t) 및 중공관의 두께와 플랜지의 두께비 r(=T/t)의 변화에 따른 성형조건에 관해 고찰하였다. 중공 플랜지 형상의 성형방법으로 Fig. 2에 나타낸 것과 같은 $\circled1$중실소재를 이용한 후방압출단조(backward extrusion forging)방법, $\circled2$중공 소재를 이용한 엎셋(upset forging)방법, $\circled3$중공 소재를 이용한 압조법(injection forging), $\circled4$중실소재를 이용한 압조-압출(injection-extruding forging)법의 4가지의 단조 방법을 제시 하였다. 또한, 유한요소해석을 수행하여 소성유동 형태, 유효변형률, 단조하중을 검토하고. 모델재료인 납을 이용한 실험을 통하여 이를 검증하였다. 이를 바탕으로 산업 현장에서 경험에 의존하였던 공정 설계를 보다 효과적으로 개선하기 위한 단조법을 제시하고자 하였다. 또한 중실 소재를 이용한 중공 플랜지 형상의 단조 방법 중 보다 적절한 단조방법인 압조 단조에 있어서 일반적으로 사용되고 있는 SM10C에 대한 유한요소 해석을 수행하였으며, 제품의 형상비에 따라 폴딩 결함의 발생 유무를 검토하고, 폴딩 결함 없이 단조하기 위한 중공 플랜지의 형상한계 비를 제시하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.114-114
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• 2009

최근 국내외에서 자동차 연비와 성능 향상을 위하여 고부가가치 자동변속기의 개발이 적극적으로 추진되고 있다. 특히, 유럽(ZF)과 일본(JATCO, AISIN)을 비롯한 변속기 부품의 기술선진국에서는 전자빔 용접을 적용한 고부가가치 자동변속기 제품이 개발되어 다양한 고급차 모델에 적용되고 있으며 2010년까지 8속 자동변속기를 출시할 예정으로 개발을 추진하고 있다. 이러한 자동변속기를 개발하기 위하여 부품의 성형 및 가공정밀도 관리가 중요하며, 최종 조립되는 부품의 전처리(연질화처리, 탈지, 이물질 제거등)와 용접시 용접변형을 최소화하기 위한 공정조건의 엄격한 관리가 요구되고 있다. 변속기 부품으로 사용되는 소재는 성형성 확보를 위한 연질재(SPCC)와 강도를 확보하기 위한 고강도강(SAPH400, SPFH590)으로 서로 다른 두께의 재질이 조립되어 최종단계에서 용접공정에 의해 제작되고 있다. 특히, 연질재는 복잡한 형상으로 성형한 다음, 가공을 거쳐 경화를 위한 연질화처리가 요구되기 때문에 건전한 용접을 하기 위해서는 용접면에 접한 연질화 처리부는 연질화 처리재가 잔존하지 않도록 완전한 제거할 필요가 있다. 만약 전처리 공정에서 충분한 세척과 가공품의 정도관리가 확보되지 않으면 전자빔 용접시 고온에서 이물질 증발과 잔류, 스패터 발생등에 의한 용접부 결함발생이나 용접변형으로 인하여 제품불량이 발생하게 된다. 따라서 본 연구에서는 최종 조립공정인 용접작업시 발생되는 결함을 방지하고 이 두께 및 이종소재의 전자빔 용접비드 형상(비드 폭, 용입깊이)을 최적화 함으로서 용접부 변형을 최소화하고 충분한 강도를 확보하고자 전자빔 용접전류와 속도에 따른 비드형상을 비교검토 하고자 하였다. 그리고 실차적용시 신뢰성을 확보하기 위하여 전자빔 용접한 자동차 변속기 부품의 비틀림 시험을 실시하였으며 전자빔 용접 전, 후의 변형량을 측정하여 변속기 부품으로서의 적용성을 검증하고자 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.3692-3697
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• 2015

나사는 나선형의 홈으로 구성된 체결용 기계요소이다. 최근의 모바일 기기의 소형화 추세로 인하여 나사의 소형화 및 경량화 요구도 크게 증가하고 있는 실정이다. 우수한 기계적 성질과 높은 정밀도의 나사를 생산하기 위해서는 금형 및 공정설계가 성공적으로 수행되어야 한다. 본 연구에서는 유한요소해석을 통하여 초소형 나사의 머리부 냉간 단조 성형에 대한 공정설계를 수행하였다. 특히, 금형의 형상과 마찰력이 성형에 미치는 영향을 분석하기 위하여 실험계획법을 적용하였고, 그 결과 마찰력이 성형 시 발생하는 접힘 결함의 지배적인 요인임을 밝혀내었다. 이러한 결과로부터 금형 형상을 개선하였고, 개선된 금형으로 단조 실험을 수행하였고, 실험 결과로부터 접힘 결함 불량이 해소된 것을 확인하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제20권3호
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• pp.15-23
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• 2002

철골구조물은 일반 철근 콘크리트 구조와는 달리 단순히 천공을 하고 폭약을 장약하여 기폭시키는 방법으로는 해체 또는 절단이 어렵다. 국내의 경우 최근 철골 구조로 건축되는 강교와 건축물 등이 증가하는 추세이며, 내구연한이 다하거나 구조적 결함으로 인하여 해체 대상으로 지목되는 철골구조물에 대해서는 특수한 형태의 해체 기술을 필요로 한다. 1997년 이후 국내에 철골구조물의 발파해체를 위하여 성형폭약에 의한 폭발절단기술에 관한 연구가 소개된 이후로 폭발절단력에 미치는 성형폭약의 라이너(Liner), 폭약의 종류, 형상 및 이격거리(Stand-off distance) 등에 대한 연구가 활발히 이루어졌으며, 또한 국산화를 위한 기초적인 설계변수에 관한 연구 등이 보고 된 바 있다. 현재 성형폭약의 사용범위가 철골구조물의 절단해체 뿐만 아니라 긴급구조를 필요로 하는 특수한 용도나 군사폭약의 해체, 항공산업 등 그 적용범위가 확대되고 있는 실정이다. 그러나, 성형폭약의 성능 향상 및 품질 보증을 위한 체계적인 설계 변수의 검토 설정에 관한 연구와 산업f'의 적용을 위한 구체적인 결과는 보고 된 바 없는 실정이다. 그래서, 보다 체계적인 현장 적용 시험 등에 대한 연구가 효율적으로 진행될 경우 국내 고유 기술에 의한 철구조물의 절단 및 해체공법에 획기적인 변화를 가져올 수 있을 것으로 기대된다. 따라서, 본 연구에서는 국산화되어 현장에 적용되고 있는 성형폭약 HAKO 제품을 기준으로 이미 국내에 알려진 성형폭약과 비교 분석하였다. 또한 보다 효율적인 산업계의 적용을 위한 각종 시험 결과 및 국산화 현황과 향후 활용 방안 등에 대하여 소개하고자 한다.

• Composites Research
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• 제23권2호
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• pp.31-39
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• 2010

본 논문에서는 모자(Hat)형 보강구조를 가진 복합재 패널을 일체성형(Co-curing), 동시접착(Co-bonding), 이차접착(Secondary bonding)의 세 가지 공법으로 제작하였다. 일체성형은 별도의 접착제 없이 프리프레그 상태의 외피와 보강재를 만들어 함께 성형하는 방법으로 다른 제작 공법에 비해 별도의 조립공정이 불필요한 경제적인 공법이다. 동시접착은 외피와 보강재 중 하나를 먼저 성형하고, 나머지는 프리프레그 상태로 먼저 성형된 구조물과 함께 성형하는 방법이며, 이차접착은 복합재 외피와 보강재를 각각 별도로 제작한 후 이를 접착제를 이용하여 별도로 접착하는 방법이다. 일체성형으로 보강 패널을 제작하는 공정에서는 경화 후 내부 금형의 제거를 용이하게 하기 위한 고무금형을 설계, 제작하였고, 경화 온도로 인해 고무금형에서 발생하는 팽창압력에 대한 유한요소해석을 수행하였다. 제작된 보강 패널은 3-D 측정 장비와 초음파 장비로 치수정밀도 및 내부 결함을 평가하였으며, 직접인장시험(Pull-off test)을 수행하여 기계적 특성을 평가하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권2호
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• pp.264-269
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• 2012

플라스틱 제품의 다이슬라이드식 사출성형은 기존 사출공법의 부가공정을 삭제하여 제품 생산에 요구되는 비용과 시간을 현저히 줄여준다. 그러나 다이슬라이드식 사출성형은 사출제품의 백화, 수지침투, 기공, 수지넘침 등의 결함들을 해결해야한다. 본 연구에서는 사출성형의 공정파라미터들을 유한요소법과 다구치법을 사용하여 최적화하고자 한다. 사출 성형해석은 Moldflow insight 2010 코드로 해석하며 2차 사출에서는 다단 사출코드를 적용한다. 폴리프로필렌(PP)을 밀폐용기인 냉각수 보조탱크로 성형할 때 사용하는 공정파라미터들은 다구치법의 망소특성과 $L_{16}$ 직교배열을 사용한 실험계획을 통해 최적화된다. 한편 최적값은 유의수준 5% 수준의 분산분석을 통해 타당성을 검증한다. 그리고 최적화 조건에서 성형된 제품과 기존 제품의 치수정확도를 비교한 결과 치수안정성이 5% 이상 개선됨을 확인하였다.