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DED 공정을 이용한 적층 경로 및 재료에 따른 잔류응력 특성 분석
임성훈(S. H. Yim),이광규(K. K. Lee),안동규(D.-G. Ahn) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
DED 공정에서의 잔류응력은 국부적이고, 급격한 열이력에 의해 발생한다. 잔류응력 저감 방법에 대한 연구가 진행되고 있지만 적층 경로와 적층 재료 와의 관계에 대한 연구는 부족하다. 이 연구에서는 DED 공정을 이용한 실험 및 3 차원 열-기계 연계 유한요소 해석을 통해 적층 경로 및 적층 재료에 따라 나타나는 잔류응력 특성을 분석하고자 한다. 적층 실험은 단일, 다열 및 다층 순으로 진행되었으며, SCM 440 위 G6 및 SUS316L 위 SUS316L 적층 시편을 제작하였다. 유한요소 해석 모델은 실험 결과 도출된 적층부 특성데이터를 이용하여 생성하였으며, 해석은 상용 소프트웨어인 SYSWELD V15.5 를 이용하였다. 해석에 적용된 물성데이터는 JmatPro V12.0 를 통해 도출된 온도 의존 열 물성을 적용하였다. 실험 조건을 기반으로 자연대류, 등가 열 손실 계수 도출 및 고정 경계조건을 해석모델에 적용하였다. 단일 비드 및 다열 비드 해석을 통해 도출된 열원 효율을 기반으로 적층 경로에 따라 10 × 10 mm 4 층 열-기계 해석을 진행하였다. 응력 분포, 최대 응력 발생 위치, 응력 변화 및 열 이력을 도출 하였으며, 적층 경로 및 적층 재료에 따라 적층부 및 적층부 주변에 발생하는 잔류응력 특성을 비교분석을 통해 적층 재료 별 잔류응력이 최소화 되는 적층 경로를 선정 하였다. 또한, 적층 재료에 따라 적정 적층 경로가 상이하다는 것을 알 수 있었다.
컴퓨터용 마우스 사출성형 금형의 열특성 개선을 위한 열전도성 금형 설계에 관한 연구
안동규(D. G. Ahn),김현우(H. W. Kim),이기용(K. Y. Lee) 대한기계학회 2008 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2008 No.5
The objective of this paper is to investigate into the design of the heat conductive mould to improve thermal characteristics of the injection mould for a computer mouse. In order to enhance thermal management characteristics, including the high cooling rate and the uniform cooling, of the mould, a heat conductive mould with three different materials was designed. The materials of the base structure, the mid-layer and the molding part of the heat conductive mould were chosen as Cu-Ni alloy (Ampcoloy 940) to improve the heat conductivity of the mould, Ni-Cu alloy (Monel 400) to reduce a thermal stress, injection tool steel (P21), respectively. Through the three-dimensional transient heat transfer analysis, the influence of the geometrical arrangement of each material on thermal management characteristics was examined. From the results of the FEM analysis, a proper geometrical arrangement of each material was obtained.