일반적으로 치과용 주조기는 불때를 이용하여 합금을 용해하기 때문에 합금의 적절한 용융온도 및 주조시간을 조절하기 어렵고 이로 인해 가스공이나 핀홀과 같은 주조결함을 발생시키며 과열로 인한 보철물의 결함을 보이고 있다. 또한 합금이 용융된 후 주조 시 대부분 투시창이나 비접촉식 온도센서를 부착하여 적절한 주조온도가 되면 작업자가 원심력을 발생하는 버튼을 눌러 도가니에 용융된 합금을 주조링에 주입한다. 이러한 결과로 대부분 주조온도가 너무 높거나 낮아서 주조결함을 많이 발생하고 있으며 균일한 주조체를 얻지 못하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 외부의 비접촉식 온도 센서를 이용한 온도계측이 아닌 실제 합금의 사용 온도를 계측할 수 있는 단일 온도센서를 이용한 치과용 고주파 주조기를 개발하였다.
The effect of forging condition on the microstructure and mechanical properties of 9Cr-1Mo heat-resisting steel was investigated. Microstructure of centrifugal casted 9Cr-1Mo heat resisting steel and forged heat resisting steel are consisted of martensite. With the increase of forging ratio, tensile strength and hardness increased, while elongation and impact value decreased. By increasing of forging starting temperature and finishing temperature, tensile strength and hardness increased, while elongation and impact value decreased. We obtained the optimum forging conditions as follow, forging ratio is 30%, forging starting temperature is $1200^{\circ}C$ and forging finishing temperature is $950^{\circ}C$.
Statement of problem: Despite of the recent development of the titanium casting system methods, the casting defects such as imperfect casting and internal porosity were frequently observed. Purpose: The purposes of this study were to compare and measure the castability, microhardness, and surface reaction between Grade 2 pure titanium and Ti-6Al-4V by casting these alloys from the different sprue design conditions. Material and methods: Depending on the sprue designs and titanium alloys, 42 ready-made wax patterns were used. By analyzing the remodeling of the cast, internal porosity, microhardness, and titanium surface layer of SEM, there were several results we observed. Results: 1. The measured castability of titanium were categorized in the ascending order: individual sprue group, runner bar group, and single group. This data are based on the statistically signigicant differences. 2. The castability of titanium has not showed the statistically significant differences among the alloys. However, CP-Ti groups were superior to Ti-6Al-4V groups by showing the noticeable castability. 3. The surface layers of the castings of all groups have showed $5{\mu}m$ titanium oxide layers irrespective of sprue designs and titanium alloys. Conclusion: From the above study results, by fabricating the restorations from the centrifugal casting machine direct sprue designs revealed better castability. As we increased the number of sprues in the wax pattern, it revealed better castability. The castability of pure titanium rather than that of Ti-6Al-4V was remarkable. To fabricate the complex forms of the restorations, further researches on the efficient sprue designs and titanium alloys must be made.
PHC 파일은 높은 재하능력과 충격저항 그리고 경제성 및 내구성이 우수하지만 제품 제작시 프리스트레스 텐던이 적절한 콘크리트 덮개를 확보하여야 하며 엄격한 콘크리트 덮개를 확보하여야 하며 엄격한 품질관리가 요구된다. 원심 성형시 파일단면이 시멘트풀, 모르타르 층으로 분리되면 프리스트레스 텐던의 덮개를 충분히 확보하기 어려워 파일의 운반, 야적 및 항타시 발생하는 하중효과에 의해 균열이 발생할 수 있으며, 텐던의 부식을 유발할 수 있다. 본 연구에서는 프르텐션방식 원심력 고강도콘크리트 파일 생산시 원심력콘크리트의 원심조건이 파일의 재료분리층과 압축강도에 미치는 영향을 연구하기 위해 실험을 수행하였다. 실험결과에 의하면, 재료분리는 파일의 강도에 큰 영향을 주지는 않으나 원심력 크기 및 원심시간에 따라 재료분리층의 두께 변화가 심하여, 특히 고속의 원심 성형이 파일의 강도를 크게 하는 반면 재료분리도 크게 발생함을 알 수 있다. PHC 파일의 경우 재료분리가 크면 프리스트레싱 텐던의 피복두께 감소로 인해 부착력 감소, 텐던 주변의 종균열 발생, 내구성저하를 가져오고 또한, 텐던의 처짐, 비대칭 배치에 의해 불필요한 응력발생시 횡균열 발생이 가능하므로 재료분리가 적은 최적의 원심력, 원심시간결정은 중요한 것으로 보인다.
The HSS consists of hard carbide and matrix of martensite, and so its characteristics of wear resistance, fracture resistance, and surface roughness are good. This study was undertaken to investigate the influence of Nb and V and manufacturing conditions on microstructural behaviors and characteristics in the HSS cylindrical specimens(90 $mm^{O.D.}$${\times}$ 60 $mm^{I.D.}$${\times}$ 50 $mm^H$) manufactured using VCC(Vertical Centrifugal Casting). In the specimen of Fe-2C-6Cr-1.5W-3Mo-4V alloy, the amount of MC carbide was increased and $M_7C_3$ carbide was decreased with the increase of V and Nb contents. The primary VC carbide was formed and followed by the rod-type eutectic MC carbide was formed in the cell boundary in 9%V added specimen. MC carbide was increased, and $M_7C_3$ carbide was decreased with the addition of Nb content. In the specimen containing more than 3%Nb, primary NbC carbide was formed within the cell of matrix. With increase in rpm, cell and carbides became fine, and amount of carbide $M_7C_3$ was decreased due to increase in cooling rate.
This study obtained the following consequences, as a result of the comparative analysis for the castability depending on an angle of the sprue and wax pattern in case of manufacturing dental prostheses, for the castability depending on direction, and for the castablility of sprue, which attached the reserve to each different 3.5mm roll wax(sprue wax) and to 2.5mm sprue wax. 1. As a result of the comparative analysis for the castability depending on an angle of the sprue and wax pattern, the best castability was shown when the angle of the sprue and wax pattern is 180$^{\circ}\Delta$(straight line), and the lowest castability was shown in 45$^{\circ}\Delta$, which was curved most, and there was no statistical significance. 2. As a result of the comparative analysis for the castability of an angle depending on direction, the best castability was shown in the farthest side from the direction of centrifugal casting, and the lowest castability was shown in the same side as the direction of centrifugal casting, and there was no statistical significance. 3. Given comparing the castability depending on the pattern of sprue, the better castability was shown in 135$^{\circ}\Delta$ and 180$^{\circ}\Delta$ when using 3.5mm roll wax(sprue wax), compared to attaching the reserve to 2.5mm sprue wax.
본 논문에서는 결함신호의 신호 대 잡음비를 높이기 위해 최소진복선택 알고리즘과 극 문턱치(PT : polarity threshold) 알고리즘을 결합한 최소극 문턱치(MPO : minimum polarity threshold) 알고리즘을 이용한 원전 고감쇠 용접부 초음파 검사방법을 제안하였다. 제안된 알고리즘의 유용성을 확인하기 위한 실험에서는 ASME Xl 코드에 준하는 원전의 실제 모재와 동일한 용접방법으로 제작된 대비 시험편과 4종류의 개선된 탐촉자를 이용하였다. 실험 결과, SE(safeend)와 CCSS(centrifugal casting stainless steel) 재료는 조직의 구조적 특성 때문에 산란신호가 발생하고, 용접 내부에서는 높은 감쇠 현상이 발생하여 정확한 결합검출 능력이 저하되며, 이러한 결함신호에 최소극 문턱치 알고리즘을 적용하면 신호 대 잡음비가 2.6배 개선됨을 확인하였다.
The effects of Fe and Si additions on the microstructures and mechanical properties of aluminum bronze have been investigated. In a bar-type specimen cast in a die mold, the addition of Fe promoted the dendritic solidification of the ${\alpha}$ phase. The hardness values increased slightly in the Fe-added specimen with heat treatment, while these values was increased significantly in the specimens with Si or with combined additions of Fe and Si. When a centrifugal casting bush with combined addition of Fe and Si was heat treated, the FeSi compound within the matrix was finely dispersed, and was observed to be the origin of cup-cone type conical dimple failure in the tensile fracture surface. The mechanical properties of the heat treated centrifugal casting bushes, whose nominal alloy compositions were (Cu-7.0Al-0.8Fe-3.0Si)wt%, exhibited tensile strength of $703-781N/mm^2$, elongation of 6.6-11.7% and hardness of Hv 222.6-249.2. These high values of strength and elongation were attributed to the strengthening of the matrix due to the combined addition of Fe and Si, and to precipitation of fine the FeSi compound.
4차 산업혁명의 도래에 따라 주물공장에서도 사물인터넷(Internet of things, IoT) 기반의 공정 스마트화에 대한 관심이 높아지고 있다. 주물공장에서 자동 수집 되고 있는 공정데이터들도 일부 있으나 노후된 생산설비의 제한된 기능, 작업자 노하우 기반의 공정 설계 등의 이유로 여전히 많은 공정데이터가 수기로 관리되고 있다. 특히, 공정데이터의 빅데이터화에 대한 중요도를 인지함에도 불구하고 시스템 구축 비용 부담으로 인해 선뜻 도입을 어려워하는 기업들이 많다. 본 연구에서는 IoT 기반 디바이스를 제작하고 원심주조공정 현장에 직접 적용함으로써 제작 디바이스의 현장 활용성을 살펴보았다. 원심주조공정에 대해 취득하고자 하는 공정 인자로 작업현장의 온도 및 습도, 용탕 온도, 금형 회전속도를 선정하였다. 데이터 취득 인자별로 요구되는 상세 제품규격과 비용을 고려하여 센서를 선정하였으며, IoT 기반 디바이스 제작을 위해 무선통신이 가능한 NodeMCU 보드를 활용하여 회로를 구성하였다. 구성한 회로는 PCB 기판으로 제작하여 각 공정 인자별 디바이스의 설치 환경을 고려하여 작업 현장에 설치하였으며, 현장 실증을 통해 적용 가능성을 확인하였다. 현장 적용 이후, 작업자의 안전에 대한 만족도가 상승하였으며, 공정 관리 측면에서 효율성이 증가했음이 확인되었다. 더불어 지속적으로 데이터를 수집하면 추후 공정데이터-품질데이터의 연계가 가능할 것으로 기대된다. 본 연구에서 제작한 IoT 디바이스는 데이터 수집에 대한 적절한 신뢰도를 확보하면서도 비용이 저렴하여, 주물공장별로 현장 상황을 고려하여 도입 여부를 검토해볼 수 있을 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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