• Title/Summary/Keyword: 세라믹 공구 금형

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Manufacture of Buff Die using CAD/CAM Systems (CAD/CAM 시스템을 활용한 세라믹 공구 금형제작)

  • 이종선;김형철
    • Proceedings of the Korean Society of Machine Tool Engineers Conference
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    • 2002.04a
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    • pp.106-111
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    • 2002
  • The object of this study is a manufacture of burr die using CAD/CAM systems. Systems are consist of AutoCAD, CAM software and CNC milling machine. CAM software is purpose of G-code generation for CNC programming. Then CAM software and CNC milling machine are connect to RS-232-C cable for networking.

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Tool Wear and Cutting Characteristics in the Machining of Die Material using Ceramic Toll (세라믹 공구를 이용한 금형강 가공시 공구마멸과 절삭특성)

  • 손창수
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 1996.04a
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    • pp.114-118
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    • 1996
  • Evaluation of cutting condition is one of the most important aspect to improve productivity and quality. In this study, the wear and cutting characteristics(cutting force, acoustic emission signal and surface roughness) of ceramic cutting tool for hardened die material(SKD11) were investigated by experiment. Flank wear on relief face of tool was occurred more dominant than crater wear on rake face. Experiments were performed under the various cutting condition.

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A Study on the Micro Machining Technology of Mold and Die (미세 절삭에 의한 금형 가공기술 개발)

  • Lee E. S.;Je T. J.;Lee S. W.;Lee D. J.
    • Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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    • 2002.02a
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    • pp.231-238
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    • 2002
  • 미세 절삭에 의한 마이크로 형상가공 및 이를 이용한 미세금형 가공기술개발을 위하여 절삭 공구를 이용한 기계적 미세 가공법에 대한 고찰과 더불어 shaping, end-milling, drilling 등의 가공이 가능한 기계적 미세 가공시스템을 구성하고 이를 이용한 미세 치형 그루브와 미세 격벽 등 미세 형상 구조의 금형 개발을 위한 가공실험을 수행하였다. 본 실험에서는 먼저 shaping 방식으로 세 종류의 다이아몬드 바이트를 사용하여 알루미늄, PMMA, Nickel, 황동 등의 소재에 pitch $150{\mu}m$, 높이 $8{\mu}m$ 내외의 미세 치형의 금형 코어를 가공하였고, 다음으로 Z축에 air spindle을 설치하여 $\phi0.2mm$의 end-mill(WC)을 사용하여 황동 소재에 깊이 $200{\mu}m$, 폭 $200{\mu}m,\;100{\mu}m,\;50{\mu}m,\;30{\mu}m$의 두께 변화를 주어 미세 격벽에 대한 가공실험을 하였다. 미세 구멍가공실험으로는 drilling 전용장비를 구성하여 $\phi0.6\~0.15mm$의 drill공구로 SM45C와 세라믹$(Si_3N_4-BN)$ 소재에 스텝이송방식에 의한 미세 구멍 가공 실험을 실시하였다.

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Turning of Plastic Mold Steel(STAVAX) using Whisker Reinforced Ceramic (단침보강 세라믹 공구를 이용한 플라스틱 금형강(STAVAX)의 선삭가공)

  • Bae, Myung-Il;Lee, Yi-Seon
    • Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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    • v.11 no.6
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    • pp.36-41
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    • 2012
  • In this study, we turning plastic mold steel (STAVAX) against cutting speed, depth of cut, feed rate using whisker reinforced ceramic tool (WA1). To predict cutting force, analyze principal, radial, feed force with multi-regression analysis. Results are follows: From the analysis of variance, affected factor to cutting force feed rate, depth of cut, cutting speed in order and cutting speed was very small affect to cutting force. From multi-regression analysis, we extracted regression equation and the coefficient of determination$(R^2)$ was 0.9, 0.88, 0.856 at principal, radial and feed force. It means regression equation is significant. From the experimental verification, it was confirmed that principal, radial and feed force was predictable by regression equation.

The Wear Prediction of $A1_{2}$$0_{3}$-TiC Series Ceramic Tool by Cutting Force Model (절삭력 모델에 의한 $A1_{2}$$0_{3}$-TiC계 세라믹 공구의 마멸 예측)

  • Kim, Jeong-Suk;Kang, Myeong-Chang;Jo, Jae-Sung
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.13 no.12
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    • pp.151-157
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    • 1996
  • The tool condition monitoring is one of the most important aspects to improve productivity and quality of workpiece. In this study, the wear of ceramic tool (A1$_{2}$0$_{3}$-TiC Series) cutting the hardened die material(SKD11) was investigated. Flank wear was more dominant than crater wear. Therefore the modeling of cutting force related to flank wear has been performed. The cutting force model was construct- ed by an assumption that the stress distribution on the tool face is affected by tool wear. The relationship between characteristics as cutting force and tool wear can be suggested by machining parameters depending on cutting conditions. Experiments were performed under the various cutting conditions to ensure the validity of force models. The theoretical predictions on the flank wear are approximately in good agreement with experimental results.

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Extract to Affected Factor to Surface Roughness and Regression Equation in Turning of Mold Steel(SKD61) by Whisker Reinforced Ceramic Tool (단침보강세라믹공구를 이용한 금형강(SKD61)의 선삭가공 시 표면거칠기에 영향을 미치는 인자 및 회귀방정식 도출)

  • Bae, Myung-Il;Rhie, Yi-Seon;Kim, Hyeung-Chul
    • Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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    • v.11 no.4
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    • pp.118-124
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    • 2012
  • In this study, we turning mold steel (SKD61) using whisker reinforced ceramic tool (WA1) to get affected factor to surface roughness and regression equation. For this study, we adapt system of experiments. Results are follows; From the analysis of variance, it was found that affected factor to surface roughness was feed rate, cutting speed, depth of cut in order. From multi-regression analysis, we calculated regression equation and the coefficient of determination($R^2$). $R^2$ was 0.978 and It means regression equation is significant. Regression equation means if feed rate increase 0.039mm/rev, surface roughness will increase $0.8391{\mu}m$, if cutting speed increase 50m/min, surface roughness will decrease $0.034{\mu}m$, if depth of cut increase 0.1mm, surface roughness will increase $0.0203{\mu}m$. From the experimental verification, it was confirmed that surface roughness was predictable by system of experiments.

The latest movement of PVD coating for industrial application (산업용 PVD코팅 기술 최근 동향)

  • Im, Sang-Won
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2016.11a
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    • pp.33-55
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    • 2016
  • PVD(Physical Vapour Deposition)코팅은 70년대 미국의 Multi-arc이란 기업에 의해 질화물계나 탄화물계 피막 증착이 가능한 아크이온플레팅(Arc Ion Plating) 기술이 산업에 소개되어, 주로 내마모나 내구성을 요구하는 금형, 절삭공구, 산업용 부품 분야 등에 적용되면서 꾸준한 성장세를 거듭해 왔다. 최근 들어 PVD기술은 그 수요의 급증과 더불어 보다 진화된 형태의 코팅장치 및 코팅피막들이 산업에 소개 되고 있다. 먼저 절삭가공분야에는 new composition, nano composite, multi-element composition, multi-layer, SML(Self Modification Layer)등의 코팅피막들이 단독 또는 조합된 형태로 개발되어 철계 소재를 대상으로 고경도 소재의 고속가공, 저경도~중경도 소재의 중속~고속 광범위영역에서 동시 절삭을 가능케 하였고, 비철.비금속 소재 절삭용으로 종전의 가스방식의 DLC(a-C:H)코팅을 훨씬 능가하는 ta-C Plus(Ultra super DLC) 코팅이 개발되어 고 Si함량의 Al-Si계 합금, Cu-W계, 고 섬유 CFRP, CFRM 및 반소결 상태의 세라믹 소재들을 황삭에서 정삭까지 단일 공정으로 절삭이 가능한 고성능 공구들이 개발보급되고 있다. 금속 성형분야에는 고장력 강판을 냉간에서 성형 가능한 Lubricative multi-layer coating, 열간 또는 고온에서 성형이 가능한 functional multi layer과 이형성이 더한층 개선된 dimpled(or embossed) functional multi layer 코팅들이 개발되어 산업현장에 빠르게 확산되고 있다. PVD 코팅의 또 다른 주요 적용분야로 의료분야를 들 수 있는데, 이는 코팅의 대다수가 고경도의 생체친화적인 특성을 가진데 착안되었으며, 흔히 현대성 질환이라 일컫는 과민성 체질, 과체중 및 허약체질 환자의 증가와 각종 재해 및 사고의 증가 및 인간 수명 증가에 따른 인공적인 시술의 요구증가에 편승하여 이 분야의 시장 또한 가파르게 성장하고 있다. 또한 대량으로 양산 적용단계에 접어든 자동차 핵심부품들을 비롯해서 각종 산업용, 방산용 기계 부품에도 성능 향상, 내구성 향상, 환경친화성 등 다양한 목적으로 확대 적용되고 있는 사례들을 본 발표를 통해 간략하게나마 소개하고자 한다.

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FeO, $TiH_2$, Carbon 원료분말을 이용한 Fe-TiC 나노 복합분말 제조 및 소결

  • An, Gi-Bong;Kim, Ji-Sun
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2011.10a
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    • pp.26-26
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    • 2011
  • Fe계 TiC 합금은 미량의 합금원소를 첨가시켜 경화능, 내식성, 내마모성 성질을 개선한 특수 공구용 재료로서 현재 절삭, 내마모성, 광산, 금형재료 등의 분야에 널리 사용되고 있다. 금속과 세라믹의 복합재료인 초경합금은 비열처리용 공구강으로 WC, TiC 등의 4, 5, 6족 금속탄화물에 Co, Ni, Fe등의 철족이 결합금속으로 소결한 복합재료로 WC-Co계 초경합금이 주종을 이루고 있으나, 전략 소재로서 고가인 Co 원료를 대체하기 위한 재료로서 초경재료의 고경도와 공구강의 경제성 및 가공성의 장점을 이용한 Fe-TiC계 초경합금의 연구가 다양하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 Fe기지에 서브마이크론 크기의 미세한 TiC 입자가 균일하게 분산된 Fe-TiC 복합분말을 경제적으로 제조하기 위해 순수한 Fe, Ti 원료분말에 비해 단가가 낮고 미세 분쇄가 용이한 FeO, $TiH_2$ 분말을 고에너지 밀링 후 반응 열처리 시키는 유사 기계화학적 공정을 시도하였다. 조성비 Fe-30wt%TiC 복합분말을 제조하기위해 마이크론(micron) 크기의 FeO, $TiH_2$, C 분말을 사용하였고, 1단계로 FeO와 C을 고에너지 밀링으로 혼합 후 반응시켜 환원시키는 공정과 2단계로 이렇게 환원된 분말과 TiH2를 고에너지 밀링으로 다시 혼합, 분쇄한 후 반응열처리 하는 두 단계 공정을 사용하였다. FeO의 환원 단계에서는 $700{\sim}1,000^{\circ}C$ 온도 범위에서 1시간 유지하였고, 고에너지 밀링 시 밀링시간, 회전속도를 변수로 두고 실험하였다. 환원된 분말은 수평관상로를 이용해 아르곤분위기에서 $1,000{\sim}1300^{\circ}C$까지 1시간 유지하여 반응열처리시켜 Fe-TiC 복합분말을 제조하였다. 준비된 복합분말을 XRD와 FE-SEM, EDS, 입도분석기 (LPSA) 등을 이용해 분말의 형태와 특성, 상, 조성, 입도, 분산도 등을 조사하였다. 제조된 Fe-TiC 나노복합분말을 방전플라즈마소결(SPS) 과 상압소결 실험을 진행하였다. Fe-TiC 복합분말 제조공정의 첫 번째 단계인 FeO의 환원반응은 $800^{\circ}C$이상의 온도에서 Fe로 환원이 진행됨을 확인하였다. 두 번째 단계인 반응열처리공정에서는 $1,000^{\circ}C$ 이상에서 TiC가 형성됨을 XRD 상분석을 통해 확인할 수 있었고, $1,100^{\circ}C$ 이상의 온도에서 반응열처리를 했을 때 XRD 분석결과와 산소 조성 분석 결과로부터 반응의 완결성과 순도에서 최적 온도 조건임을 확인하였다. 온도를 $1,300^{\circ}C$로 증가시킬 경우 반응의 완결성에 큰 변화가 없는 반면 분말입자간의 목형성이 일어나 가소결 되는 것을 FE-SEM을 통해 관찰하였다. 또한 최적조건으로 제조된 Fe-TiC 복합분말의 입도분석과 FE-SEM/EDS 관찰/분석을 시행한 결과 평균 입도 0.6 ${\mu}m$의 미세한 Fe-TiC 복합분말 내에 Fe분말 주변과 내부에 나노크기의 TiC입자가 균일하게 분산되어 존재하는 것을 확인하였다.

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