• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1993년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.23-27
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• 1993

스테인리스강은 내식성, 내열성, 내산화성이 좋으므로 화학산업, 의학용기, 고정밀 산업 등에서 많이 사용되고 있다. 스테인리스강은 열전도율이 낮고 용융물의 점성이 크고 가공경화가 심하기 때문에 인코넬 티탄합금 등과 함께 난삭재로 알려져 있다. 스테인리스강의 고합금강을 사용한 기계가공은 공구의 마모가 심하게 일어나므로 가 공이 어렵다. 화염절단(Flame dutting)도 합금물의 버닝(burning)현상을 막는 성질 때문에 잘쓰이지 않고 플라 즈마-아크(plasma-arc) 절단은 수중에서 이루어질 경우 절단끝이 산화되지 않는 좋은 절단면을 얻을 수 있으나 수중에서 사용해야 하는 어려움이 있다. 레이저를 이용한 가공은 절단폭이 작아 재료의 손실이 적으며 복잡한 형상의 절단도쉽고 공구의손실이 없는등 많은 장점이 있어서 사용이 증가하고 있다. 본 연구에서는 스테인리스 강의 절단메커니즘에대한 이해를 돕기 위해 절단가공에 큰 영향을 끼치는 레이저 출력, 절단속도, 절단가스의 압력, 재질, 절단두께를 절단변수로채택하여 절단을 수행하였다. 절단결과를 비교 검토하여 절단변수가 절단에 미치는 영향을 분석하였고 최적의 절단을 얻는 가공조건을 제시하였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.55-55
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• 2017

본 연구는 파프리카를 자동 수확하기 위한 시스템 개발의 일환으로 수확작업기의 절단장치를 설계하고자 파프리카 과병의 절단특성을 분석하고자 하였다. 파프리카 과병의 절단특성을 분석하기 위하여 사용한 파프리카는 경기도 평택시에서 재배된 파프리카를 사용하였다. 적색 품종인 Nagano RZ와 황색 품종인 Helsinki, 주황색 품종인 Boogie를 사용하였다. 파프리카 과병의 절단 특성을 분석하기 위하여 상기 세 가지 품종의 파프리카 30개씩 총 90개의 파프리카를 사용하여 과병의 중앙 지점을 절단하였다. 절단 특성을 측정하기 위하여 push-pull gauge인 digitect dtg-20을 사용하였으며, 파프리카의 과병의 절단 특성을 측정하기 위하여 일반 농가에서 사용하는 접도 OLFA CK2의 접도의 칼날을 digitect dtg-20에 장착하여 측정하였다. 파프리카 과병의 절단 특성의 시험 항목은 절단강도를 측정하였다. 파프리카의 과병의 절단 특성 측정은 수확작업기의 파프리카 과병의 절단을 위한 절단장치의 설계를 위하여 진행하였다. 파프리카 과병의 절단 특성은 파프리카의 훼손을 최소화한 수확작업을 위한 중요한 요소이다. 파프리카의 과병의 중앙을 절단하여 절단강도와 절단력을 측정하였다. 그 결과 파프리카 과병의 절단강도는 $4.18{\pm}1.18kgf$로 나타났으며, 최대값은 6.91kgf, 최소값은 2.26kgf로 나타났다. 파프리카 과병은 측정된 절단강도의 최대값인 6.91kgf보다 큰 힘을 이용하여 절단하여야 하므로 그에 맞게 수확작업기의 절단장치의 모터를 선정하고 설계가 이루어져야 한다고 판단한다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제14권1호
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• pp.7-14
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• 1996

3D 기피 현상에 따른 인력난은 이제 국내 산업계 전반에 걸친 커다란 문제가 되었으며, 특히 용접 및 절단 공정에서는 그 정도가 심각한 상황으로 숙련된 기술자 의 확보가 용이하지 않은 상황이다. 따라서 많은 기업에서는 제품의 품질향상과 대량 생산 능력을 갖추기 위해서 용접 및 절단 공정에서의 자동화를 추진하고 있으며, 로봇 을 이용한 방법이 각광을 받고있다. 그러나 이 경우에도 용접용 로봇과 절단용 로봇을 비교하여 보면, 일본의 경우, 절단용으로 출하되는 로봇의 수는 용접용 로봇의 1/70 - 1/100 수준이다. 국내의 경우 최근 들어 용접분야에서의 로봇의 이용은 활성화 되어 있는 편이지만, 절단의 경우는 적용예가 드문 실정이다. 절단용 로봇의 경우 로봇 이용분야가 가장 발달된 일본의 경우도 1988년부터 로봇을 절단용으로 이용하기 시작 하였으며, 그 이용분야도 레이저 절단과 워터젯트 절단에 치중되어 있다. 그러나 현실 적으로 국내 산업현장에는 주로 가스절단이 절단의 주류를 이루고 있는 실정으로, 이에 대한 로봇 응용 시스템의 개발이 시급하다. 대우중공업에서는 가스절단 로봇을 국삭기 Boom측판에 개선가공 공정에 적용하여, 가스절단 분야에의 로봇 적용이라는 가능성을 보여주었으며, 본고에서 그 내용을 소개하고자 한다.

• 광학세계
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• 통권103호
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• pp.71-78
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• 2006

연삭절단은 외주 날 블레이드에 의한 방법과 내주 날 블레이드에 의한 방법 두 가지로 크게 나뉜다. 이중 외주 날 절단은 전자산업이 발달한 오늘날 가장 일반적인 정말 연삭 절단법이고 여기에 이용되는 절단기는 절단 이외에 총형홈 가공도 할 수 있기 때문에 범용성이 높다. 본 고에서는 이러한 절단 이외에 홈가공도 가능한 외주 날 절단에 대해서만 개략적으로 설명하기로 한다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권1호
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• pp.91-101
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• 2017

최근 레이저를 이용하여 전자 소자 및 모듈을 절단하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 레이저를 이용하여 LED 모듈을 초고속 절단하기 위한 기초 연구를 수행하였다. 특히 기존의 다이싱(dicing) saw의 절단 속도를 훨씬 능가하는 100 mm/s의 초고속 레이저 절단의 가능성을 검토하였다. 이를 위하여 LED 모듈의 구성 재료인 copper/ceramic 및 silicone/ceramic 이종 복합 기판을 제작하여 레이저 절단 후, 절단면의 표면 특성, 표면조도, 굽힘 강도를 다이싱 saw를 이용하여 절단한 샘플과 비교하였다. 복합 기판에 대한 최적의 레이저 절단 조건을 찾기 위하여, 세라믹 및 구리 단일 기판의 레이저 절단을 통하여 다양한 레이저 공정 조건들에 대한 영향 검토하였다. 절단면의 표면 특성이 가장 좋은 최적의 레이저 절단 조건은 Ar 보조 가스의 사용, 높은 레이저 파워 및 높은 보조 가스의 압력이었다. Copper/ceramic 및 silicone/ceramic 이종 복합 기판에 대하여 레이저 절단과 다이싱 saw로 절단한 기판의 절단면을 비교한 결과, 레이저로 절단된 기판이 다이싱 saw 절단에 비하여 표면이 거칠고 표면 특성이 약간 나쁘다. 레이저 절단면의 평균 표면조도는 약 $9{\mu}m$ 이며, 다이싱 saw로 절단된 절단면의 표면조도는 약 $4{\mu}m$ 이었다. 그러나 다이싱 절단의 절단 속도(3 mm/s)를 고려하면 레이저 절단면의 표면 morphology가 비교적 균일하고, 표면조도도 다이싱 절단의 경우와 큰 차이가 없기 때문에 어느 정도 만족할 만한 결과를 얻었다고 판단된다. 또한 레이저 절단된 기판의 굽힘 강도가 다이싱으로 절단된 기판의 굽힘 강도보다 동등하거나 약간 열세이었다. 그러나 향후 레이저의 절단 조건이 좀 더 최적화된다면 LED 모듈의 초고속 레이저 절단이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.1-5
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• 2008

본 연구는 상온에서 산소절단기로 철근의 절단시 절단부위로 부터의 고온수열범위와 수열온도를 측정하고 시뮬레이션 결과와 비교함으로써 현장에서 산소절단기를 사용한 철근절단의 가능성을 파악하는 것을 목적으로 하며 그 결과는 다음과 같다. 1. 산소절단기로 철근을 절단하는 경우 절단 부위로부터 1 cm 떨어진 위치의 수열온도는 $700^{\circ}C{\sim}1000^{\circ}C$의 범위에 있으나, 절단부위로부터 2cm떨어진 위치의 수열온도는 200$^{\circ}C$를 넘지 않는 것으로 나타났다. 2 각 직경, 종류별로 철근의 수열온도 분포를 시뮬레이션한 결과 산소 절단시험와 유사한 절단 거리에 따른 온도 분포를 보임으로서 철근 절단 거리에서 2cm 정도의 여유를 갖고 절단할 경우에는 고온 수열에 따른 취성변화가 발생되지 않는다.

• 한국자원식물학회지
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• 제10권1호
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• pp.45-49
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• 1997

재배화(栽培化)가 되지 않아 자생품(自生品)을 채취(採取) 한약재(韓藥材)로 이용(利用) 되어 왔으며 수요량(需要量)도 높은 쇠무릎의 뿌리 수량(收量)을 높이기 위하여 지상부(地上部) 절단(切斷) 시험(試驗)을 수행(遂行)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 수확기(收穫期) 경장(莖長)은 무절단(無切斷)이 103cm로 가장 길었고 20rm 절단(切斷) 및 개화직전절단(開花直前切斷)은 각각(各各) 86.82cm로 큰 차이가 없었으나 2회절단(回切斷)은 49cm로 찾았다. 2. 절단처리(切斷處理)에 따른 주당(株當) 꽃의 수(數바)는 20, 30, 2회(回) 절단(切斷) 등(等제) 절단량(切斷量)이 증가(增加) 할수록 감소(減少)가 컸으며 꽃대(화촉)의 길이도 짧아졌다. 3. 종자(種子) 결실량(結實量)은 무절단(無切斷), 20, 30cm 절단처리간(切斷處理間)에는 차이(差異)가 인정(認定)되지 않았으나 2회(回) 절단(切斷)은 결실량(結實量)이 가장 적었으며 개화직전절단(開花直前切斷)은 무절단(無切斷)에 비해 유의적(有意的)으로 적엇으며 이에 따른 종자등숙율(種子登熟率)도 비슷한 결과(結果)를 보였다. 4. 뿌리 직경(直徑)은 무절단(無切斷), 개화직전(開花直前) 절단(切斷)이 각각(各各) 7.1, 7.3츠였으나 그 외 절단처리(切斷處理)는 $6.6{\sim}6.8$ 였고 주근장(主根長)은 개화직전(開花直前) 절단(切斷)이 가장 길었으며 개당(個當) 뿌리 무게도 개화직전(開花直前) 절단(切斷)이 21g으로서 무절단(無切斷)에 비해 3.5g이 높았다. 5. 건(乾)뿌리 수량(收量)은 무절단(無切斷) 253kg/10a에 거친 반면 개화직전(開花直前) 절단(切斷)은 285kg/10a로서 무절단(無切斷) 대비(對比) 13%가 증수되었다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제12권2호
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• pp.11-19
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• 1994

레이저 가공기술은 재료가공 분야에서 넓은 응용분야를 가지고 있으며, 특히 절단, 용접, 열처리 등의 가공분야에서 고정밀도와 자동화의 용이성으로 인해 생산성이 높은, 고부가가치의 첨단응용 기술로 부각되고 있다. 특히 레이저절단은 타 절단법에 비교되는 절단정도, 열영향, 생산성, 작업 환경등의 각종 우위성으로 박판 및 후판절단분야에서 급속한 보급을 보이기 시작하였다. 현재 대 부분의 레이저 가공기는 CNC화 되어가고 있는 추세이며, 레이저 절단의 경우 생산성증대 및 고 정밀화를 위하여 CAD/CAM인터페이스에 의한 자동화가 필연적인 상황이다. 뿐만아니라 고출력 레이저 발전기를 가공 기본체에 탑재한 탑재형 레이저가공기의 출현으로 대형부재의 절단이 가능 하게 되었으며, 더불어 절단공정의 무인화를 지향하는 각종 시스템이 개발되고 있다. 이와 같은 무인화, 생산성증대, 작업시간단축과 러닝 코스트 및 재료의 절감을 위한 노력의 일환으로 컴 퓨터에 의한 자동 및 반자동 네스팅 시스템의 개발을 들 수 있다. 레이저에 의한 2차원 절단응 용분야에서의 네스팅작업은 설계가 끝난 각 부품의 절단작업의 전단계로서 수행되며, 일반적으로 네스팅공정이 완료되면 절단경로를 결정하고 가공조건과 함께 수치제어공작기계의 제어에 필요한 NC코드를 생성하게 된다. 최근에는 이와 같은 네스팅 시스템이 일부 생산현장에 적용되고 있 으나 이러한 시스템들의 대부분이 외국에서 개발된 것을 수입하여 사용하는 실정이다. 2차원 패턴의 최적자동배치문제는 비단 레이저 절단과 같은 열가공 분야에서 뿐만 아니라 블랭킹 금형, 의류, 유리, 목재등 여러분야에서 응용이 가능하며 패키지의 국산화가 시급한 실정이다. 네스 팅작업은 적용되는 분야에 따라 요구사항과 구속조건이 달라지며 이로 인해 알고리즘과 자료구 조도 달라지게 되나 공통적인 목표는 주어진 영역안에서 겹침없이 배치하면서 버림율을 최소화 하는 것이다. 지난 10여년간 여러 산업의 응용분야에서는 네스팅시스템의 도입이 활발하게 이 루어지고 있는데 수동에 반자동 및 자동에 이르기까지 다양하나 자동네스팅시스템의 경우 배치 효율의 신뢰성이 비교적 부족하기 때문에 아직까지는 생산현장에서 기피하는 실정이다. 배치알 고리즘의 관점에서 볼 때 이러한 문제들은 NP-complete문제로 분류하며 제한된 시간안에 최적의 해를 구하기가 가능한 조합 최적화 문제로 알려져 있다. 따라서 이 글에서는 레이저 절단분야 에서의 네스팅시스템에 관한 개요와 최근의 연구동향 그리고 몇 가지 전형적인 네스팅 알고리 즘들을 소개하고 비교분석을 통해 개선점을 간략하게 논의하고자 한다.

• 월간당뇨
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• 통권210호
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• pp.17-18
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• 2007

당뇨병성 족부병변은 당뇨병성 신경증, 허혈증, 그리고 골관절병 등에 의해서 감염, 궤양 등 하지의 조직이 파괴된 상태로 당뇨병환자의 하지절단, 사망률 등을 높이는 중요한 원인이다. 전세계적으로 하지절단의 가장 많은 원인이 당뇨병성 족부병변이며, 당뇨병환자는 정상인에 비해 하지절단의 위험이 약 15배 가량 높다. 또한 5$\sim$15% 정도의 당뇨병환자가 일생 동안 하지절단에 직면하게 된다고 하고, 한쪽 다리를 절단하면 다른 한쪽도 절단할 확률이 1$\sim$3년 이내에 40%, 3$\sim$5년 사이에 58% 정도이며, 일단 하지절단 후에는 3년 생존률이 50%에 이른다는 보고도 있다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.65-65
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• 2017

밭작물 중 양파와 마늘은 높은 노동투하시간, 노임의 상승, 복잡한 수거 과정 등으로 최근 재배면적이 감소하는 추세이다. 밭농업 활성화 방안으로 생산비 절감과 작업 속도 향상을 위한 수확기계 개발 연구로 줄기절단기가 개발되었다. 이 연구는 줄기절단기 예취날의 설치각이 절단부하에 미치는 영향을 분립체 해석 기법으로 분석하고자 하였다. 실험에 사용한 시뮬레이션은 EDEM으로 인장탄성계수, 전단탄성 계수, 중첩길이, 입자 반경 및 질량, 상대속도를 이용하여 충돌시 힘을 해석하고 인장 및 전단강도, 한계, 결합 길이를 통해 입자간 결합을 설정할 수 있다. 시제품으로 설계된 줄기절단기의 치수를 활용하여 프로그램 상에서 줄기 절단 시뮬레이션을 진행하여 절단부하 결과를 얻도록 하였고 칼날 설치각을 30도, 45도, 60도로 변경하여 각각의 부하를 분석하여 경향성을 파악하고자 하였다. 실험에서 사용한 프로그램은 EDEM 2.7.1 Academic Research 버전이며 시뮬레이션을 진행한 PC의 사양은 Intel(R) $Core^{TM}$ i7-4790 CPU @ 3.60GHz, Memory 16.0GB이다. 줄기 절단 시뮬레이션에 적용시킨 줄기 모델은 마늘의 조건을 적용시켜 직경 1mm의 입자로 이루어진 지름 12mm, 높이 214mm의 원통형 모델이며 60.32N의 최대절단력을 가지고 있다. 줄기절단기는 2개의 회전날을 가지고 있으나 좌우대칭을 적용하여 절반에 대한 해석으로 하나의 회전날로 절단을 하도록 줄기 모델은 4조로 하여 3열을 140mm 간격으로 위치시켰다. 줄기절단기의 칼날은 반경 350mm로 회전하며 진행속도는 1.65m/s, 회전속도는 1680rpm으로 작업하도록 하였다. 시뮬레이션은 0.5초의 시간에 대해 해석하도록 하였으며 0.003초 간격으로 칼날에 가해지는 힘을 구하여 저장하도록 하였다. 시뮬레이션 해석시간은 약 116시간이었으며 설치각별 시간에 따른 칼날에 가해지는 압축력 값과 그래프를 얻을 수 있었다. 대부분의 시간에서 절단이 이루어지지 않으므로 0의 값을 나타내었으며 절단이 이루어지는 시점에 절단부하가 나타났다. 결과 해석을 위해 그래프의 피크 값들을 이용하였으며 그 중 상위 6개의 값으로 분석하였다. 30도, 45도, 60도의 설치각에 따른 절단부하의 평균 값은 각각 105.4N, 160.5N, 215.9N으로 나타났다. 설치각에 따른 절단부하의 경향성은 유의수준은 3.93%로 각각의 차이가 유의미하게 나타났으며 상관계수는 0.489로 증가하는 경향이 보였다. 그러나 $R^2$는 0.2394로 낮은 값을 보여 데이터 처리 방법의 개선과 적절한 회귀 모델의 적용이 필요하다. 향후 포장시험을 진행하고 복합적으로 분석하여 경향성을 자세히 분석하고자 한다.