• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.324-324
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• 2013

자동차의 경량화 요구에 따라 비중이 큰 기존의 철계 금속재에서 비중이 낮은 알루미늄 합금 및 마그네슘 합금의 경량 금속 재료로 대체 적용하는 것이 요즘의 추세이다. 마그네슘 판재 성형의 경우 윤활제로 인한 마그네슘 판재의 부식이 발생할 수 있다. 이를 개선하기 위해 윤활제의 사용을 최소화 혹은 제로화가 가능하게 하는 진공 플라즈마 표면처리 기술이 시급하다. 본 연구는 무윤활 마그네슘 판재성형을 위한 금형 표면처리 기술로서 각각 질화처리, 비정질 탄소 코팅 공정기술에 관한 연구를 수행하였다. 플라즈마 질화처리는 기존의 질화방법에 비교하여 비교적 저온에서 짧은 시간에 표면에 백화현상이 발생하지 않는 대면적 플라즈마 질화공정 기술 구현이 가능하였으며, 비정질 탄소 코팅 공정은 모재와의 밀착력을 높이기 위한 공정 조건을 연구하였다. 각각의 표면처리된 금형을 이용하여 성형테스트를 실시하고 이 때의 마그네슘 판재의 성형성을 관찰하였다. 따라서 본 연구의 최종 목표는 무윤활 상태에서 마그네슘 판재가 성형이 가능한 금형 진공 표면처리 방법을 개발하는 것이다.

• Design & Manufacturing
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• 제14권4호
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• pp.52-57
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• 2020

In this study attempted to prevent defects due to blow holes among defects of sand casting products. It was intended to reduce the defect rate by reducing the blow hole of the inner surface. Currently, expectations and requirements for the quality level of non-ferrous aluminum casting in the casting industry are increasing. In addition, the shape is complex and the shrinkage precision is required. Among them, the test prototype is expensive to manufacture the mold, and the production time is also long, and the product is manufactured by sand casting. At this time, the highest defect rates are defects caused by shrinkage defects, surface defects, and blow holes.. At this study, the manufacturing time was shortened by using the shape of the fluid movement path in advance. Also, it is possible to reduce defects due to blow holes.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2012년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1011-1012
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• 2012

• 대한기계학회논문집A
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• 제23권11호
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• pp.2087-2095
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• 1999

One of the main causes of unwanted dimensional changes in precision metal mold casting parts is excessive and irregular residual stresses induced by temperature gradients and plastic deformation in the solidifying shell. Residual stresses can also cause stress cracking, and lower the fatigue life and fracture strength of the casting parts. In the present study, aluminum alloy casting system with metal mold equipped with electrical heating elements and water cooling units was designed and the casting specimens were produced to quantify the effects of different cooling conditions on the development of residual stresses. The layer removal method was used to measure the biaxial residual stresses in casting specimens produced from the experiments. The experimental results agreed with Tien-Richmond's theoretical model for thermal stress development for the solidifying metal plate.

• 한국정밀공학회지
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• 제15권8호
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• pp.39-45
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• 1998

In the previous study. the powder casting was attempted as the rapid tooling. The powder casting was the process to cast dry powder into the casting mold transferred from R/P model and infiltrate the liquid binder to solidify the powder. And then, the melted copper was infiltrated to control the shrinkage rate of the final mold Conseqently, the shrinkage rate was under 0.1% through that process. The mechanical characteristic was also excellent. Generally, in the slurry casting, the alumina powder and the water soluble phenol were mainly used. However, the mechanical property of the phenol was not good enough to apply to molds directly. In this study, aluminium powder filled with epoxy is applicated to the slurry casting to solve these problems. The mechanical and thermal properties are better than phenol because the epoxy is the thermosetting resin. We achieved a successful result that the shrinkage rate is shortened about 0.047%. Futhermore, the manufacturing time and cost savings are significant. Finally, we assume that the developing possibility of this process is very optimistic.

• 한국정밀공학회지
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• 제24권4호
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• pp.102-108
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• 2007

The characteristic properties of aluminum, high strength stiffness to weight ratio, good formability, good corrosion resistence, and recycling potential make it the ideal candidate to replace heavier materials in the car to respond to the weight reduction demand within the automotive industry. In this paper, FE simulation was carried out to design an appropriate extrusion die for the automobile control arm. Based on the FE simulation result, a new die design has been proposed for uniform material flow in the cross section of extruded product. And then the welding pressure, extrusion load, and the tendency of mandrel deflection were estimated to verify high quality. In the extrusion experiment, it was possible to produce sound product without defects.

• Composites Research
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• 제26권6호
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• pp.386-391
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• 2013

본 연구에서는 차량의 승차감 향상을 위해 기존의 알루미늄 차량용 휠의 성능을 개선하고자 복합재료-알루미늄 하이브리드 휠을 제안하고 시제품을 제작하여 평가하였다. 유한요소해석 기법을 통해 알루미늄과 복합재료의 접착부에 대한 접착 길이와 접착 두께를 결정하고, 자동조심 및 접착 지그 역할을 할 수 있는 홈과 돌기 구조를 적용하였다. 차량용 복합재료-알루미늄 하이브리드 휠의 성능평가를 위해 다양한 실험을 유한요소해석을 통해 구현하고 안전성을 검토하였다. 복합재료 림 부의 성형을 위한 금형을 설계하고 진공백 성형방법으로 제작한 후 알루미늄 부와 접착을 하여 시제품을 완성하였다. 진동실험 결과, 동일한 형상의 알루미늄 휠보다 10% 가벼운 복합재료-알루미늄 하이브리드 휠의 경우 고유진동수가 16% 증가하였고, 감쇠능이 32% 증가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권9호
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• pp.3895-3899
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• 2012

본 연구에서는 시작형 몰드재료인 실리콘 레진(RTV-3040)을 이용하여 엠보패턴을 활용한 몰드금형 개발을 위한 것이며, 상용패키지(Freeform)를 사용하여 필요한 패턴을 선택 한 후 면에 투영 엠보 면을 만들어 부품에 적용 가능을 검토하였다. 소량의 부품 개발 시 부식패턴이 필요로 한 제품들은 알루미늄 금형과 같은 시작형을 제작하여 대응하였으나, 부식패턴을 적용한 실리콘 금형 개발로 시간단축 및 원가절감이 가능한 것으로 나타났다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2002년도 금형가공 심포지엄
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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.

• 기계와재료
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• 제23권3호
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• pp.96-113
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• 2011

녹색기술 및 친환경 공정의 필요성이 급증함에 따라 재료이용률 향상을 지향하는 차세대 압출공정의 대두가 필요하게 됨에 따라 유압 CNC(Servo) 제어를 이용한 가변단면 압출기술을 개발하게 되었다. 이러한 가변단면 압출(Varied section extrusion, VSE)기술은 공정 중에 압출구를 빠져 나가는 소재의 단면 형상을 변화시켜 재료이용률을 향상을 도모하였으며, 후가공 공정의 생략도 가능하여 국내 압출업체의 생산원가 절감 및 글로벌 기술경쟁력 확보에 큰 도움을 줄 수 있을 것이다. 아직은 소수의 선진국에서 시도한바 있으나 양산품 적용에는 생산원가 및 생산속도, 상품성 등에 문제가 있어 자동차 부품 적용에 한계를 보이고 있는 기술이다. 따라서 본 연구팀이 가변단면 압출용 금형을 포함한 최적의 압출공정 및 양산성 문제의 해결점을 거의 확보하고 있는 단계로 세계를 선도하는 리딩기술(Leading technology)을 보유하게 됨으로써 국가의 기술경쟁력 향상에 중요한 역할을 수행할 수 있을 것이다. 본 연구의 내용을 요약하여 정리해 보면 첫째로는 CNC 제어 가변단면 압출공정에 대하여 자세하게 소개하고 특징 및 장 단점을 설명하였으며, 자동차 부품군에로의 적용에 많은 이점들을 갖고 있음을 설명하였다. 두 번째로는 가변단면 압출을 위한 이동 금형(Moving die)부품을 갖는 구조의 압출금형에 관하여 기존의 압출금형과 비교하여 설명하였으며, 가변단면 압출용 금형의 구조 및 메커니즘의 최적화를 이루고자 하였다. 세 번째로는 가변단면 압출공정을 실현하기 위한 CNC 제어 압출시스템에 대하여 간략히 설명하였다. 네 번째로는 자동차 부품 적용을 위한 정밀 압출공정으로서 가변단면 압출공정에 대하여 유한요소해석을 통하여 가변단면 압출공정 변수 및 금형 변수 등에 대한 엄격한 검토를 선행적으로 수행하여 양산성 확보를 위한 정보들을 분석 정리하였다. 끝으로는 세 가지 단면형태를 갖는 가변단면 압출제 시제품에 대하여 CNC 제어 가변 단면 압출공정의 상용화 가능성을 확인 적용성 검토를 완료하였다. CNC 제어 가변단면 압출기술은 압출공정에 있어서 많은 경험과 기술적 검토가 선행되어져야 하는 고부가가치 성형공정으로써 재료 이용률을 획기적으로 향상시킬 수 있는 압출공법으로 향후 자동차 부품 뿐만아니라 다양한 알루미늄 제품군에 적용이 가능하다고 판단된다.