• Journal of Welding and Joining
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• 제5권1호
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• pp.23-33
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• 1987

플라즈마 절단은 산업계에서 널리 사용되고 있으나 공정의 해석에 대한 연구는 매우 부족하다. 본 연구에서는 알미늄판재에 나타나는 온도분포를 해석함으로써 절달폭을 이론적으로 예측하고 자 하였다. 열유동을 해석하는데 있어서, 플라즈마 아아크의 강도가 폭방향으로는 정상분포 (Gaussian distribution)을 갖고 두께방향으로는 지수함수적으로 감소한다고 가정하였다. 측정된 아아크효율을 이용한 계산결과 이론적으로 예측된 절단부의 크기 및 형상이 실험치와 매우 잘 일치하였으며, 따라서 제안된 해석방법은 플라즈마 절달공정의 해석에 유용하게 적용될 수 있 었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제19권3호
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• pp.105-113
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• 2001

채석, 굴착, 가공과 같은 워터젯 응용분야에서 대상재료에 깊은 홈(kerf)을 절단할 수 있는 실험실용 회전식 슬로터(slotter)를 제작하여 암석을 대상으로 워터젯 시스템의 절단효율을 시험하였다. 고압펌프는 유율 7.5 l/min, 압력 379 MPa, 용량 75 kW급의 JETPAC을 주로 사용하였고, 암석시료는 화강석인 제천석, 거창석을 사용하였다. 시험과정에서는 물과 연마재 투입에 의한 절단 및 진동식 슬로터에 의한 슬롯절단 기초시험을 먼저 수행하고, 그 결과를 토대로 회전식 슬로터에 의한 절단시험을 실시하였다. 순수한 물에 의한 시험의 결과 고압수류의 토출압력은 절단심도에 정비례하였고, 노즐의 이송속도는 이차함수 형태의 반비례 관계를 보였다. 연마재 투입시험에서는 순수한 물에 의한 경우에 비해 연마재로 인한 충격력의 증가로 절단심도가 크게 증가하였는데, 유사한 조건하에서 3~5배 이상의 절단심도의 증가를 보였다. 진동식 슬로터에 의한 슬롯절삭에서는 생성된 슬롯의 내벽면이 바닥으로 갈수록 좁아짐으로써 넓은 폭의 슬롯형성은 가능하나 절삭심도가 제한되었다. 회전식 슬로터에 의한 시험에서 생성된 슬롯들은 평균 22 mm의 폭으로 내벽면이 바닥까지 서로 평행하여 깊은 심도까지 비트진입이 가능하였다. 절단율은 16~32 mm/sec의 속도범위에서 $40~160{\;}\textrm{mm}^2/sec$로 나타났다. 한편, 최대유율 24 l/min의 HUSKY S-200 펌프에 의한 시험결과 JETPAC 펌프에 비해 1.13~3.47 배의 절단심도를 보였다

• 대한기계학회논문집
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• 제17권10호
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• pp.2418-2425
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• 1993

A two-dimensional transient heat transfer model for reactive gas assisted laser cutting process with a moving Gaussian heat source is developed using a numerical finite difference technique. The kerf width, melting front shape and temperature distribution were calculated by using the boundary-fitted coordinate system to handle the ejection of workpiece material and heat input from reaction and evaporation. An analytical solution for cutting front movement was adopted and numerical simulation was performed to calculate the temperature distribution and melting front thickness. To calculate the moving velocity of cutting front, the normal distribution of the cutting gas velocity was used. The kerf width was revealed to be dependent on the cutting velocity, laser power and cutting gas velocity.

• 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.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.149-154
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• 2003

The cutting tests of high tensile steel plate(AH36) were carried out using CNC plasma arc cutting machine. Both top and bottom width of kerf and the surface roughness(Ra, Rmax) of cut surface are measured under various cutting conditions such as cutting speed, steel plate thickness, etc. In the CNC plasma arc cutting, the surface roughness decreases as cutting speed increases. The hardness is high up to 4mm depth from the cutting surface. In the cutting speed 1300~2100mm/min, the ratio of proper kerf width(Wt/Wb) is around 2.6. Through the series the series of experiments, the satisfactory cutting conditions of high tensile steel plate were found.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.910-915
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• 2004

The objective of this study is to investigate the influence of process parameters, such as power of laser, travel speed of laser and material thickness, on the practical cutting region and the kerfwidth for the case of cutting of CSP 1N sheet using high power Nd:YAG laser with continuous wave(CW). In order to find the practical cutting region and the relationship between process parameters on the kerfwidth, several laser cutting experiments are carried out. The effective heat input is introduced to consider the influence of power and travel speed of laser on the kerfwidth together. From the results of experiments, the allowable cutting region and the relationship between the effective heat input and kerfwidth for the case of cutting of CSP 1N sheet using high power CW Nd:YAG laser have been obtained to improve the dimensional accuracy of the cut area.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.1-12
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• 1992

본 연구에서는 가공기 자체의 파라메터와 성능에 관한 연구로서 출력 에너지 가 서로 다른 가공기를 사용하여 SUS 304 스테인리스 시험편을 관통, 절단하면서 출력 에너지와 최대 출력을 비교하여 보고, 시험편 관통시 주파수와 출력 에너지와의 관계, 시험편 관통시 응융 금속 제거량에 의한 절단 속도의 예측, 서로 다른 출력의 가공에 있어서 슬릿 절단 폭, 커프 폭, 드로스 길이, 절단면의 표면 거칠기 등을 비교하여 출 력차에 따른 가공 특성을 고찰하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제22권7호
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• pp.19-26
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• 2005

The objective of this study is to investigate the influence of process parameters, such as power of laser, cutting speed of laser and material thickness, on the practical cutting region and the kerfwidth fer the case of cutting of CSP IN sheet using high power Nd:YAC laser in continuous wave(CW) mode. In order to obtain the practical cutting region and the relationship between process parameters on the kerfwidth, several laser cutting experiments are carried out. The effective heat input is introduced to consider the influence of power and cutting speed of laser on the kerfwidth together. From the results of experiments, the allowable cutting region and the relationship between the effective heat input and kerfwidth fur the case of cutting of CSP 1N sheet using high power CW Nd:YAG laser have been obtained to improve the dimensionalaccuracyofthecutarea.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권2호
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• pp.153-160
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• 2011

레이저가공에서 가공부위의 용융물질을 제거하는 보조가스의 역할을 살펴보기 위하여, 절단경사면에 충돌하는 초음속 동축/탈축노즐 유동의 특성이 실험적으로 관찰되었다. 보조가스의 압력, 노즐과 절단면과의 사이거리, 절단폭, 그리고 탈축노즐의 위치 등 다양한 관계변수의 변화에 대하여, 수백 개의 고해상도의 쉴러린 영상이 획득되었다. 그 결과, 단순한 보조가스의 증가가 절단면 하부에서 발생하는 유동박리를 제거하는데 효율적이지 않음이 관찰되었고, 절단폭의 증가와 탈축노즐의 운용으로 절단면에서의 박리현상을 경감시킬 수 있음이 확인되었다. 또한 음속노즐에 비하여 초음속노즐의 경우는 노즐출구와 가공면 사이의 사이거리가 절단면에서의 박리현상에 큰 영향을 미치지 않음이 관찰되었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.418-421
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• 2005

The objective of this research work is to investigate the effects of process parameters, such as power of laser, travel speed of laser and material thickness, on kerfwidth and characteristics of the cut surface for the case of cutting of CSP 1N sheet using high power continuous wave Nd:YAG laser. In order to find relationship between the process parameters on the quality of the cut section, such as kerfwidth, surface roughness and the striation formation, several laser cutting experiments are carried out. From the results of experiments, an optimal cutting speed for each cutting condition has been obtained to improve the quality of the cut surface.