• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.40 no.2
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• pp.221-227
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• 2016

The main shaft is one of the key components connecting the rotor hub and gear box of a wind power generator. Typically, main shafts are manufactured by open die forging method. However, the main shaft for large MW class wind generators is designed to be hollow in order to reduce the weight. Additionally, the main shafts are manufactured by a casting process. This study aims to develop a manufacturing process for hollow main shafts by the open die forging method. The design of a forging process for a solid main shaft and hollow shaft was prepared by an open die forging process design scheme. Finite element analyses were performed to obtain the flow stress by a hot compression test at different temperature and strain rates. The control parameters of each forging process, such as temperature and effective strain, were obtained and compared to predict the suitability of the hollow main shaft forging process. Finally, high productivity reflecting material utilization ratio, internal quality, shape, and dimension was verified by the prototypes manufactured by the proposed forging process for hollow main shafts.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.39 no.7
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• pp.721-727
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• 2015

The mechanical components for wind turbines are mainly manufactured using open-die forging. This research introduces an advanced forging method to produce the door frame of the tubular wind turbine tower. The advantages of this new forging method are an increase in the raw material utilization ratio and a reduction in energy cost. In the conventional method, the door frame is hot forged with a hydraulic press and amounts of material are machined out because of the shape difference between the forged and final machine products. The proposed forging method is composed of hot forging and ring rolling processes to increase the material utilization ratio. The effectiveness of this new forging method is deeply related to the ring rolled blank dimension before the final forging. To get the optimal ring rolled blank, forged shape prediction using the finite element analysis method was applied. The forged dimensions produced by the new forging method were verified through the first article production.

• Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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• v.10 no.1
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• pp.78-87
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• 2001

This paper deals with the study on the cutting characteristics in ball-end milling process. First of all, the effects of the geometric cutting conditions such as the cutting speed, feedrates and the path interval on the surface integrity were evaluat-ed by the analytical and the experimental approaches. Secondly, the cutting mechanism model was developed to predict the cutting force accurately. It is possible for the proposed model to predict the shape error, estimate system stability and build the reliable adaptive control system. A large amount of experimental set are performed to show the validities of the proposed theories and to investigate the effect of cutting geometry such as rubbing effects, burr effects and etc.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.42 no.2
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• pp.257-261
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• 2022

Additive manufacturing (AM, also known as 3D printing) applied to the construction industry is implemented and verified for various effects since advantages such as high design freedom, improving worker safety, and predictable construction period. However, due to the low maturity compared to the existing technology, studies are underway to solve new problems that occur in the overall of AM technology. In this paper, we confirm the effect of low construction surface flatness on the stacked features in the process of on-site AM construction. In particular, unstable AM features are determined through quantitative analysis by laser scanning, and a construction strategy is proposed for the surface flattening.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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• v.23 no.2
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• pp.118-126
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• 2014

In this paper, a new method is proposed for the five-degree-of-freedom precision alignment and stitching of three-dimensional surface-profile data sets. The control parameters for correcting thealignment error are calculated from the surface profile data for overlapped areas among the adjacent measuring areas by using the "least squares method" and "maximum lag position of cross correlation function." To ensure the alignment and stitching reliability, the relationships betweenthe alignment uncertainty, overlapped area, and signal-to-noise level of the measured profile data are investigated. Based on the results of this uncertainty analysis, an appropriate size is proposed for the overlapped area according to the specimen's surface texture and noise level.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.85.2-85.2
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• 2018

금속 나노구조체에서의 localized surface plasmon resonance와 surface-enhanced Raman scattering 현상은 센서를 비롯한 다양한 응용분야를 가지고 있다. 나노구조체 array 형성을 위한 대표적인 top-down 방식인 e-beam lithography 공정은 제조비용이 매우 높고 대량생산 및 대면적화에도 한계가 있기에 polystyrene(PS) bead의 self-assembly를 이용한 nanosphere lithography와 같은 bottom-up 방식이 폭넓게 연구되고 있다. Closed-packing된 PS bead의 monolayer를 얻기 위해서는 기판의 친수성 처리가 필요한데, 기존의 많은 연구에서는 기판의 표면개질에 화학적 공정을 이용하고 있다. 하지만 이는 기판 선택의 자유도를 떨어뜨리는 원인이 된다. 금속이나 실리콘 기판에서는 산성 용액을 이용한 화학적 처리방법을 적용할 수 있지만 SU-8과 같은 감광액 및 폴리머 기판에서는 산에 대한 내구성이 떨어져 화학적 공정의 도입이 불가능 하기 때문이다. 본 연구에서는 이러한 한계점을 극복하기 위해 $UV-O_3$ 공정으로 친수성 처리된 다양한 기판에서 spin coating을 통한 PS monolayer를 제조하였는데, UV 램프의 에너지 조절을 통해 기판에 붙어있는 유기물들을 효과적으로 제거할 수 있었고 $O_3$ 생성 및 분해 과정에서 기판 표면에 친수성 화학 작용기를 생성시킬 수 있었다. 제조된 PS layer를 mask로 사용하여 Ag, Al, Au 등 다양한 나노구조체 array를 형성하여 array 주기에 따른 플라즈몬 공명 특성을 분석하였다. 레이저 조사로 나노구조체의 형상을 변화시킴으로써 동일한 물질과 주기를 가진 array에서도 플라즈몬 특성의 변조가 가능함을 확인하였는데, 이는 금속 나노구조체의 응용측면에서 매우 고무적인 발견이다.

• Korean Journal of Construction Engineering and Management
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• v.23 no.1
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• pp.113-117
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• 2022

Additive manufacturing (AM, also known as 3D printing) technology is digitalized technology, making it easy to predict and manage quality and also, have design freedom ability. With these advantages, AM technology is applied to various industries. In particular, a method of manufacturing buildings and infrastructure with AM technology is being proposed to the construction industry. However, the application of AM technology is restricted due to problems such as insufficient history and quality of technology, lack of construction management methods, and certification of manufacturing products. Therefore, the manufacture of architectural products is implemented with indirect AM technology. In particular, it manufactures formwork using AM and injecting building materials to implement the architectural product. In this study, hybrid type material extrusion AM is used to manufacture large-sized formwork and implement building products. Moreover, we identify factors that can predict productivity and economic feasibility in the additive manufacturing process. As a result, design optimization results are proposed to reduce the production cost and time of architecture buildings.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.26 no.12
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• pp.138-145
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• 2009

Custom medical treatment is being widely adapted to lots of medical applications. A technology for 3D modeling is strongly required to fabricate medical implants for individual patient. Needs on true 3D CAD data of a patient is strongly required for tissue engineering and human body simulations. Medical imaging devices show human inner section and 3D volume rendering images of human organs. CT or MRI is one of the popular imaging devices for that use. However, those image data is not sufficient to use for medical fabrication or simulation. This paper mainly deals how to generate 3D geometry data from those medical images. A new image processing technology is introduced to reconstruct 3D geometry of a human body vacancy from the medical images. Then a surface geometry data is reconstructed by using Marching cube algorithm. Resulting CAD data is a custom 3D geometry data of human vacancy. This paper introduces a novel 3D reconstruction process and shows some typical examples with implemented software.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.39.1-39.1
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• 2010

이종접합태양전지는 단결정 실리콘 기판 표면에 고품질 비정질 실리콘층을 적층함으로써 전기의 근원인 전하의 재결합 손실을 줄여 높은 개방전압을 얻을 수 있다는 특징이 있다. 초박형 태양전지는 기존 태양전지보다 뛰어난 광전변환 특성(Photovoltaic characteristic)을 가지고 두께가 얇아 제품 형상 시 자유도가 높아진다. 본 논문에서는 n-type Bare wafer($160{\sim}180{\mu}m$)를 이용하여 $50{\mu}m$의 웨이퍼를 제작하였다. a-Si:H(p)_a-Si:H(i)_c-Si(n)의 광흡수층 구조를 성막하여 cell을 제작하였다. 그 결과 Voc(Open Circuit Voltage)가 0.666, Jsc(Short-Circuit Current)가 34.77, FF(Fill Factor) 69.413, Efficency 16.07%를 달성했다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.214-214
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• 1999

다이아몬드를 반도체용 열방산용기판 등으로 사용하기 위해서는 수백 $\mu\textrm{m}$ 두께의 대면적 웨이퍼가 요구된다. 이를 위해서 DC are jet CVD, MW PACVD, DC PACVD 등이 개발되어, 현재 4"에서 8"까지의 많은 문제를 일으키고 있다. 본 연구에서는 multi-cathode DC PACVD법에 의한 4" 다이아몬드 웨이퍼의 합성과 합성된 막의 특성변화에 대한 연구를 수행하였다. 또한, 웨이퍼의 휨과 crack 발생거동과 대한 고찰을 통래 휨과 crack이 없는 웨이퍼의 제작방법을 고안하였다. 사용된 음극의 수는 일곱 개이며, 투입된 power는 각 음극 당 약 2.5kW(4.1 A-600V)이었다. 사용된 기판의 크기는 직경 4"이었다. 합성압력은 100Torr, 가스유량은 150sccm, 증착온도는 125$0^{\circ}C$~131$0^{\circ}C$, 수소가스네 메탄조성은 5%~8%이었다. 합성 중 막에 인가되는 응력은 합성 중 증착온도의 변화에 의해 제어하였다. 막의 결정도는 Raman spectroscopy 및 열전도도를 측정을 통해 분석하였다. 성장속도 및 다이아몬드 peak의 반가폭은 메탄조성 증가(5%~8%)에 따라 증가하여 각각 6.6~10.5$\mu\textrm{m}$/h 및 3.8~5.2 cm-1의 분포를 보였다. 6%CH4 및 7%CH4에서 합성된 웨이퍼에서 측정된 막의 열전도도는 11W/cmK~13W/cmK 정도로 높게 나타났다. 막두께의 uniformity는 최대 3.5%로 매우 균일하였다. 막에 인가되는 응력의 제어로 직경 4"k 합성면적에서 두께 1mm 이상의 균열 및 휨이 없는 다이아몬드 자유막 웨이퍼를 합성할 수 있었다.다이아몬드 자유막 웨이퍼를 합성할 수 있었다.active ion에 의해 sputtering 이 된다. 이때 plasma 처리기의 polymer 기판 후면에 magnet를 설치하여 높은 ionization을 발생시켜 처리 효과를 한층 높여 주었다. 이 plasma 처리는 표면 청정화, 표면 etching 이 동시에 행하는 것과 함께 장시간 처리에 의해 표면에서는 미세한 과, C=C기, -C-O-의 극성기의 도입에 의한 표면 개량이 된다는 것을 관찰할 수 있다. OPP polymer 표면을 Ar 100%로 plasma 처리한 경우 C-O, C=O 등의 carbonyl가 발생됨을 알 수 있었다. C-O, C=O 등의 carbynyl polor group이 도입됨에 따라 sputter된 Al의 접착력이 향상됨을 알 수 있으며, TEM 관찰 결과 grain size도 상당히 작아짐을 알 수 있었다.onte-Carlo 방법으로 처리하였다. 정지기장해석의 경우 상용 S/W인 Vector Fields를 사용하였다. 이를 통해 sputter 내 플라즈마 특성, target으로 입사하는 이온에너지 및 각 분포, 이들이 target erosion 형상에 미치는 영향을 살펴보았다. 또한 이들 결과로부터 간단한 sputtering 모델을 사용하여 target으로부터 sputter된 입자들이 substrate에 부착되는 현상을 Monte-Carlo 방법으로 추적하여 성막특성도 살펴보았다.다.다양한 기능을 가진 신소재 제조에 있다. 또한 경제적인 측면에서도 고부가 가치의 제품 개발에 따른 새로운 수요 창출과 수익률 향상, 기존의 기능성 안료를 나노(nano)화하여 나노 입자를 제조, 기존의 기능성 안료에 대한 비용 절감 효과등을 유도 할 수 있다. 역시 기술적인 측면에서도 특수소재 개발에 있어 최적의 나노 입자 제어기술 개발 및 나노입자를 기능성 소재로 사용하여 새로운 제품의 제조와 고압 기상