• Design & Manufacturing
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• 제17권2호
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• pp.9-14
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• 2023

In this study, an experiment was conducted to confirm the applicability of the external shape control of the ultrasonic knife to the CFRTP material, which is the base material of thermoplastic. TC910 based on polyamide6 (PA6) was used as the material. The slope 와 and tool transfer speed of the material and tool were selected as process factors for processing, and the following results were obtained. Under all cutting conditions using an ultrasonic knife, friction heat caused by high-frequency vibration was issued at 150℃ at the contact part between the material and the knife during cutting. As a result of the cutting force analysis, the faster the transfer speed, the higher the cutting force as the angle of entry of the blade increased, and the size of the cutting force changed during cutting. As for the size of the burr in accordance with the transfer speed condition, the smallest burr occurred at 150mm/min in the side part, and the smallest burr occurred at 150mm/min and 200mm/min in the case of the outlet burr. The size of the burr according to the entry angle tended to decrease as the tool entry angle increased, and the side part tended to increase as the tool entry angle increased. As a result of the cutting surface analysis, it was confirmed that the base material was eluted under all conditions, and the faster the transfer speed, the lower the elution phenomenon of the base material. Based on the above results, cutting the CFRTP material with an ultrasonic knife is possible, but the effect on heat generation caused by friction needs to be minimized, and further research needs to be conducted on this.

• Design & Manufacturing
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• 제17권3호
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• pp.48-54
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• 2023

In this study, an injection mold with ultra-small surface properties was manufactured using nanosecond laser processing. A superhydrophobic characteristic analysis was performed on the PET specimen manufactured through this. To this end, a hydrophobic pattern was defined using the Cassie-Baxter model. The defined features were selected with a spot diameter of 25um and pitch spacing of 30um and 35um. As a result of the basic experiment, it was confirmed that the fine pattern shape had an aspect ratio of 1:1 when the pitch interval was 35um and 20 iterations. Through the determined processing conditions, a hydrophobic pattern was implemented on the core surface of KP4. A specimen with a hydrophobic pattern was produced through injection molding. The height of the molded hydrophobic pattern is 20 ㎛ less than the depth of the core and the contact angle measurement results are 92.1°. This is a contact angle smaller than the superhydrophobic criterion. Molding analysis was performed to analyze the cause of this, and it was analyzed that the molding was not molded due to the lack of pressure in the injection machine.

• Design & Manufacturing
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• 제17권3호
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• pp.55-60
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• 2023

The fiber-reinforced plastics and cellular injection molding process can be used to efficiently reduce the weight of battery housing components of mild hybrid electronic vehicles(MHEV) made of metal. However, the fiber orientation of fiber-reinforced plastics and the growth of foaming cells are intertwined during the injection molding process, so it is difficult to predict the mechanical properties of products in the design process. Therefore, it is necessary to evaluate the mechanical properties of the materials prior to the efficient stiffness design of the target product. In this study, a study was conducted to evaluated the mechanical properties of fiber reinforced cellular injection-molded specimens. Two types of fiber-reinforced plastics that can be used in the target product were evaluated for changes in tensile properties of cellular injection-molded specimens depending on the foaming ratio and position from the injection gate. The PP and PA66 specimens showed a decrease of tensile modulus and strength of approximately 30% and 17% depending on the foaming ratio, respectively. Also, the tensile strength decreased approximately 26% and 17% depending on the position from the injection gate, respectively. As a result, it was confirmed that the PP specimens have a significantly mechanical property degradation compared to the PA66 specimens depending on the foaming ratio and position.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.4081-4086
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• 2014

CAB는 광학적 특성이 우수한 생분해성 수지이나 취약한 가공성으로 인해 필름 어플리케이션에 제한되어 있다. 본 실험에서는 비교적 가공성이 우수한 폴리락틱산을 이용하여 CAB의 가공성을 향상시키고, 충격보강제 도입으로 기계적 물성을 보완하고자 하였다. 이전 실험에서 PLA/CAB binary 블렌드의 PLA75CAB25조성이 상용성을 보이는 것을 확인하였으므로 PLA75CAB25 조성에 한하여 충격보강 연구를 수행하였다. 이축압출기를 이용하여 충격보강제를 도입하고, $140^{\circ}C$(hopper)-$200^{\circ}C$(die)의 온도 범위에서 200rpm의 속도로 제조하였다. 충격보강제 도입에 따른 상용성을 평가하기 위해 DSC와 FE-SEM을 통해 유리전이온도 거동과 모폴로지를 관찰하였다. 또한 충격보강효과를 확인하기 위해 DMA와 Izod 충격강도 시험기를 이용하여 저장탄성률과 충격강도를 측정하였다. 충격보강제가 10wt%가 도입되었을 때 상용성이 가장 좋았으며, Izod 충격강도가 PLA75CAB25 조성에 비해 4배 이상 향상되었음을 확인하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제17권4호
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• pp.49-60
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• 2010

최근 휴대폰, PDA 등과 같은 모바일 전자 기기들의 사용이 급증하면서 다기능, 고성능, 초소형의 패키지가 시장에서 요구되고 있다. 따라서 사용되는 패키지의 크기도 더 작아지고 얇아지고 있다. 패키지에 사용되는 실리콘 다이 및 기판의 두께가 점점 얇아지면서 휨 변형, 크랙 발생, 및 기타 여러 신뢰성 문제가 크게 대두되고 있다. 이러한 신뢰성 문제는 서로 다른 패키지 재료의 열팽창계수의 차이에 의하여 발생된다. 따라서 초박형의 패키지의 경우 적절한 패키지물질과 두께 및 크기 등의 선택이 매우 중요하다. 본 논문에서는 현재 모바일 기기에 주로 사용되고 있는 CABGA, fcSCP, SCSP 및 MCP (Multi-Chip Package) 패키지에 대하여 휨과 응력의 특성을 수치해석을 통하여 연구하였다. 특히 휨 현상에 영향을 줄 수 있는 여러 중요 인자들, 즉 EMC 몰드의 두께 및 물성(탄성계수 및 열팽창 계수), 실리콘 다이의 두께와 크기, 기판의 물성 등이 휨 현상에 미치는 영향을 전반적으로 고찰하였다. 이를 통하여 휨 현상 메커니즘과 이를 제어하기 위한 중요 인자를 이해함으로써 휨 현상을 최소화 하고자 하였다. 휨 해석 결과 가장 큰 휨 값을 보인 SCSP에 대하여 실험계획법의 반응표면법을 이용하여 휨이 최소화되는 최적 조합을 구하였다. SCSP 패키지에서 휨에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 EMC 두께 및 열팽창 계수, 기판의 열팽창계수, 그리고 실리콘 다이의 두께였다. 궁극적으로 최적화 해석을 통하여 SCSP의 휨을 $10{\mu}m$로 줄일 수 있음을 알 수 있었다.

• 구강회복응용과학지
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• 제36권2호
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• pp.61-69
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• 2020

목적: 하악 제2소구치와 제2대구치를 지대치로 한 지르코니아 고정성 국소의치에서 지대치 간 거리가 파절저항성에 미치는 영향을 조사하였다. 연구 재료 및 방법: Cameleon S zirconia block과 Luxen S2 zirconia block으로 각 재료별 지대치 간 거리를 달리 하여 CS군과 S2군으로 나누어 표기하였으며, 소결된 지르코니아 고정성 국소의치를 임시접착시멘트를 이용하여 에폭시 레진 다이에 합착하였다. 이후, 가공치 교합면에 직경 6 mm 강철구를 위치시켜 로드셀 5.0 kN의 universal testing machine에서 크로스 헤드 속도 1.0 mm/min로 압력을 가하여 파절저항성을 측정하였다. 결과: 지르코니아 고정성 국소의치의 파절저항성은 지대치 간 거리에 큰 영향을 받지 않았다. CS군에서 지대치 간 거리가 15 mm인 경우가 13 mm와 17 mm인 경우보다 파절저항성이 유의하게 높았다(P < 0.05). S2군에서는 파절저항성이 세 군 간에 유의한 차이가 없었다(P > 0.05). 결론: 하악 제2소구치와 제2대구치를 지대치로 한 지르코니아 고정성 국소의치에서 지대치 간 거리는 지르코니아의 종류에 따라 파절저항성에 영향을 줄 수 있다.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권2호
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• pp.145-152
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• 2002

상용 알루미나 분말(0.5, 2.8, 12, 45 ${\mu}m$)을 die-press법을 이용하여 1120$^{\circ}C$에서 2시간 1차 소결하여 다공성 전성형체를 제조하고 1100$^{\circ}C$에서 0∼2시간까지 $La_2O_3-Al_2O_3-SiO_2$계 유리를 용융 침투시켜 유리 침투 깊이와 침투 시간간의 kinetic을 조사하였다. 침투시간이 증가할수록 유리 침투깊이는 Washburn 식의 포물선 관계를 가지면서 증가하였으며 침투 상수인 K는 알루미나 입도가 증가할수록 증가하였다. 유리-알루미나 복합체의 강도값은 2.8${\mu}m$ 알루미나가 분산된 복합체까지 충진률의 증가로 인하여 증가하다가 알루미나 입도가 증가할수록 감소하였다. 파괴인성은 알루미나 입도가 증가할수록 균열 휨 현상과 균열과 알루미나 입자간 결합에 의하여 증가하였다.

• 한국가스학회지
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• 제20권4호
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• pp.78-84
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• 2016

대용량 알루미늄 라이너의 제작을 위해 역 드로잉 공정을 적용하였고, 최적의 역 드로잉 공정 설계에 대한 연구를 수행하였다. $350^{\circ}C$의 어닐링된 Al6061의 인장시험 및 해석을 수행하여 라이너 성형 해석을 위한 대변형률에서의 유동응력 및 연성파괴지수를 구하였다. 역드로잉 공정의 유한요소해석을 수행하여 금형의 형상, 블랭크 홀딩력, 드로잉비, 금형간의 간격, 부분가열영향에 대해 분석하였다. 유한요소해석을 통해 주름 및 파단을 방지하는 최적의 조건을 도출하여 시제품을 제작하였으나, 드로잉된 컵의 끝부분에서 부분적인 파단이 발생하였다. 하지만 후속공정을 적용하기 위한 충분한 길이가 확보되어 플로우 포밍, 스피닝 공정을 적용하여 최종제품을 제작하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.13-13
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• 2009

현재 열간단조 금형을 제작함에 있어 육성용접을 실시하는 방법이 금형강 STD61, STD11 등으로 제작하는 방법에 비해 보수나 비용적인 측면에서 이점을 가지고 있기 때문에 점차적으로 증가하고 있는 추세이다. 열간단조 공정에서 금형은 $1000^{\circ}C$이상의 고온재료와 반복접촉하게 된다. 이때 이형제의 사용은 급속냉각 및 급속가열의 열피로를 가속시킨다. 또한, 금형은 반복충격에 의한 기계적 피로를 받게 된다. 이러한 금형의 사용환경을 고려한 FCW는 종래 고가의 $2.8{\sim}3.2{\Phi}$인 외국산 FCW를 사용하였으나 이를 대체한 $3.2{\Phi}$ 태경 FCW가 국내에서 개발되었다. 하지만 개발된 FCW를 사용하여 제작된 금형의 수명이 부족한 현상이 발생하였다. 이에 금형의 수명을 연장시킬 수 있는 내균열성 및 내열충격성을 확보한 태경 FCW의 개발과 개발된 FCW의 성능평가가 요구되었다. 특히 열간단조 금형에 있어서 중요한 내열충격성의 경우 가열과 냉각의 반복 Cycle에 의한 Thermal shock의 평가가 대부분이며 높은 Cycle로 인해 많은 시간이 걸리며, 또한 가열과 냉각을 오갈 수 있는 고가의 시험장치가 요구된다. 그러므로 개발된 FCW 육성용접부의 내균열성 및 내열충격성을 평가할 수 있는 방법에 대한 연구와 특히 내열충격성을 시간이 적게 걸리면서도 경제적으로 평가할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다. 본 연구의 목적은 열간단조 금형 육성용접부의 내균열성 및 열충격특성을 평가할 수 있는 방법에 대한 검토와 특히 내열충격성에 대해 J.W.Kim등의 시험방법을 참고하여 시간이 적게 걸리면서 저 비용으로 열 충격특성을 평가할 수 있는 시험법을 고안하는 것이다. 이를 위한 방법으로 육성용접부의 내균열성을 평가하기 위한 상온 Bending을 실시하였고, 내열충격성을 평가하기 위한 염욕로를 이용하는 고온 Bending을 고안하여 실시하였다. 상온 Bending, 고온 Bending 모두 3점 굽힘시험을 적용하였다. 고온 Bending의 가열방법으로는 염욕로를 사용하여 시편이 대기중에서 약 $850^{\circ}C$의 온도가 될 수 있도록 하였다. 시편은 각각 열처리를 하여 요구 경도를 확보하였고, 이를 염욕로에서 5분간 가열 및 유지하여 취출 후 굽힘하중을 가하여 변위의 정도로 열충격을 평가하는 방법을 사용하였다. 상온 Bending은 극한변형량과 파단부 극한응력으로, 고온 Bending은 고온 극한변형량으로 평가를 하였고, 외국산 FCW를 사용한 육성용접부를 비교대상으로 하였다. 평가 결과 개발된 국산 $3.2{\Phi}$ 태경 FCW의 성능은 외국산 FCW와 유사하거나 우수한 것으로 평가되었고, 실제 금형을 제작하여 현장에 적용한 결과 금형의 수명이 연장된 것이 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권4호
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• pp.525-530
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• 2019

고체산화물 연료전지의 성능과 안정성은 전극의 기공률, 기공 분포와 전해질의 치밀도, 두께에 따라 결정 된다. 연료극의 기공률과 기공 분포는 활성면적와 연료 흐름에 영향을 주고, 전해질의 치밀한 미세구조와 두께는 단위전지의 Ohmic 저항에 영향을 준다. 하지만 이를 위해 값 비싼 공정 장비를 이용하거나 여러 단계의 제작 공정이 추가 될 경우 단위전지 제작비가 증가하므로 상업화를 목표로 하는 연구에는 적합하지 않다. 본 연구에서는 위와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 상용 소재 기반의 NiO-YSZ 연료극을 선정 후 간단한 혼합 방법 및 일축가압 성형법과 담금코팅(dip coating) 공정을 사용하여 저비용 고효율의 세라믹 공정 기반의 고성능 단위전지를 제작하였다. 연료극의 기공률은 기공형성제로서 사용되는 카본 블랙(CB, carbon black)의 첨가량(10~20 wt%)과 최종 소결온도($1350{\sim}1450^{\circ}C$)를 변경하며 제어하였고, YSZ 전해질의 두께와 미세구조는 담금코팅 슬러리의 고상 분말량(YSZ, 1~5 vol%)을 제어하여 치밀한 박막의 전해질을 구현하고자 하였다. 그 결과 Ni-YSZ 연료극에서 최적의 값으로 잘 알려진 40%의 기공률은 카본 블랙을 15 wt% 첨가하고최종소결온도를 $1350^{\circ}C$로설정함으로써얻을수있었다. 담금코팅을통한 YSZ 두께는 $2{\sim}28{\mu}m$까지 제어가 가능하였고, 3 vol%의 고상분말량에서 치밀한 전해질 미세구조가 형성되었다. 최종적으로 40%의 기공률을 갖는 Ni-YSZ 연료극, $20{\mu}m$ 두께의 치밀한 YSZ전해질, LSM-YSZ 공기극으로 구성된 단위전지는 $800^{\circ}C$에서 $1.426Wcm^{-2}$의 우수한 성능을 얻을 수 있었다.