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고온마모 특성 향상을 위한 클레딩 및 초음파나노표면개질 기술 개발
조영관(Yeong-Kwan Jo),최광덕(Kwang-Deok Choi),신동식(Dong-Sig Shin),서정(Jeong Suh),박상후(Sang-Hu Park) 대한용접·접합학회 2021 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2021 No.11
적층제조(Additive manufacturing, AM) 기반의 클레딩(Cladding) 기술은 일반적인 제조 공정들에 비해 다품종 소량 생산에 유리한 장점을 가진다. 또한 최근의 연구 방향은 적층 속도, 정밀도 향상, 대면적 적층 등을 구현하는데 집중되고 있다. 그리고 강도나 내마모성 등의 기계적 특성을 향상시키거나 다양한 소재에 대한 적층이 가능하도록 공정 개발을 진행하고 있다. 이를 통하여 그 응용분야가 지속적으로 확대 되어, 전기·전자, 건축, 자동차 및 항공·우주 산업 등에 광범위하게 활용되고 있다. 본 발표에서는 고온 내부식 및 내 산화성이 좋은 Inconel 718 소재의 고온 마모 특성을 개선하기 위한 클레딩 공정과 표면처리 공정을 소개하고자 한다. 분말을 이용한 DED 공정으로 1차적으로 적층을 한 뒤 표면에 Ultrasonic Nano-crystal Surface Modification(UNSM) 공정을 적용하여 표면의 내마모성을 향상시킨다. 표면의 경도는 약 23%의 향상을 나타내었고, 그리고 내마모성은 기존 대비 약 18%의 향상을 나타낸다.
레이저 기반 표면 열처리 및 클래딩을 이용한 SUS 316 판재 성형성 향상
조영관(Yeong-Kwan Jo),유재현(Jae-Hyun Yu),정호승(Ho-Seung Jeong),박상후(Sang-Hu Park) 한국기계가공학회 2020 한국기계가공학회지 Vol.19 No.2
We propose a practical method for increasing formability of a sheet metal plate using laser heat treatment (LHT) and cladding process. In this work, two kinds of process such as laser-induced heat treatment and cladding were utilized to evaluate the effect on formability of SUS316 sheets with different thickness of 1 and 3 mm. By using a vertically line-patterned tensile specimen that was LHTed or cladded on its surface, the process parameters of each surface treating method were studied and optimized. Through the basic test, we knew that the laser power of 900 W and scanning speed of 500 mm/min was the best condition for increase of formability. As the treatment results, ultimate tensile strength and elongation were increased as approximately 2.1 and 7.0%, respectively. To verify the usefulness of this work in industrial cases, we conducted a bulging test using with and without LHTed SUS316 sheet metal blanks. The results show that the bulging height of LHTed sheet was increased by 73% compared to that of the original one.
새의 꼬리 날개 구조를 응용한 유동 특성 조절이 가능한 트롤 전개판 설계 및 평가
이지원(Ji Won Lee),조영관(Yeong Kwan Jo),박상후(Sang Hu Park) 대한기계학회 2019 大韓機械學會論文集A Vol.43 No.10
본 연구에서는 유체 역학적 특성을 향상시키기 위하여 새 꼬리 날개를 모방한 플랩을 적용하여 새로운 형태의 트롤 전개판 설계하고 특성을 평가한 연구이다. 받음각(θα)과 플랩각(θβ)의 변화에 따른 트롤 전개판의 유체 역학적 특성을 분석하기 위해 수치 해석을 진행하였고 이를 통해 최적의 각도를 선정하였다. 3D 프린터를 이용한 모형 트롤 전개판을 제작하였고 회류 수조 실험을 진행하여 수치 해석을 검증하였다. 이를 통하여 최적의 받음각은 20° 이고, 플랩각은 기준 각도에서 -10° 일 때 양력 계수는 최대 2.5% 향상되었고, 40° 일 때 항력 계수는 최대 31% 감소되었다. 향후 연구에서 트롤 어업의 효율을 향상시키기 위하여 최적화된 받음각과 플랩각을 이용하여 유속에 따라 제어 가능한 플랩 메커니즘을 설계하고자 한다. In this study, we propose a novel design of a trawl door that mimics a bird-wing edge to evaluate and improve its hydrodynamic characteristics. A computational fluid dynamic (CFD) analysis was performed to analyze the hydrodynamic characteristics of the trawl door at various attack ((θα) and flap (θβ) angles. The optimized angles of attack and flap were obtained through the CFD analysis. A scale-down model of the trawl door was fabricated using a 3D printer, and circulating water-channel experiments were conducted for validation. Consequently, the optimized angle of attack was 20°. Subsequently, a maximum increment of 2.5 in the lift coefficient was observed when the angle of flap was -10°, and a maximum decrement of 31 in the drag coefficient was observed when the angle of flap was 40°. We are currently designing a trawl door with variable flap using the flow velocity to improve the efficiency of trawl fishing for our future work.
플라즈마 아크 피어싱에서 더블 아크가 STS304 상단면에 미치는 특성 분석
김동현(Dong-Hyun Kim),조대원(Dae-Won Cho),조영관(Yeong-Kwan Jo),서정(Jeong Suh),최광덕(Kwang-Deok Choi),김륜한(Ryoonhan Kim),안석영(Seokyoung Ahn) 대한용접·접합학회 2021 대한용접·접합학회지 Vol.39 No.4
Plasma arc cutting is a thermal cutting method that melts and removes the material by projecting an arc heat source onto the cutting part of material. In the case of cutting thick plate, plasma arc piercing is performed before plasma arc cutting for cutting quality and cutting efficiency. The quality of plasma arc piercing varies greatly depending on several variables. In particular, the factors such as stand-off distance, current and thickness of material play an important role in inducing double arcing. Therefore, it is necessary to investigate the phenomenon that occurs during plasma arc piercing according to the factors. In this study, we synchronized the arc shape photographed with a high-speed camera using a band-pass filter and the voltage waveform measured with the DAQ equipment. And it was confirmed that the smaller the stand-off distance, the stronger the current and the thicker the thickness of material, the worse the top surface of the material by double arcing.
조대원(Dae-Won Cho),최정수(Jungsoo Choi),서정(Jeong Suh),김동현(Dong-Hyun Kim),조영관(Yeong-Kwan Jo),김륜한(Ryoon-Han Kim) 대한용접·접합학회 2021 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2021 No.5
고리 1호기의 주요 절단구조물인 RVI(Reactor Vessel Internal)는 중준위 이상의 방사능 준위로 인하여 절단시 발생하는 방사선을 차폐할 필요가 있다. 이러한 방사능을 차폐하기 위한 방안으로는 수중 절단을 활용하고 있으며, 고리 1호기 RVI 절단은 이러한 이유로 수중에서 절단이 이루어지도록 계획되어 있다. 수중 레이저 절단의 주요 변수는 공기중 레이저 절단과 유사한 형태로 수행되지만, 레이저 헤드에 대한 수밀을 전제로 진행된다. 본 연구에서는 수중 레이저 절단시험을 수행하는데 필요한 요소항목을 절차서로 구성하였으며 주요 항목으로는 레이저 사양(종류, 파워, beam quality, wavelength, focar distance, stand off distance), 로봇 시스템(축, payload, H-reach, Repeatability, Minimum speed, Maximum speed), 노즐 형상(직경, 각도), 절단가스(종류, 압력), 수조 형상, 구간별 절단 속도, 수심, 절단거리, 절단자세 등 각 항목을 세분화 하였다. 또한 절단에 대한 판정기준과 불만족 사항에 대한 조치내용을 입력하여 절단 결과에 대한 평가를 수행하였다.