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전기방전소결에 의해 제조된 다공성 및 다공성 표면을 갖는 Ti-6Al-4V 임플란트 : (2) 경도 및 압축강도
현창용,허재근,이원희,Hyun, C. Y.,Huh, J. K.,Lee, W. H. 한국분말야금학회 2005 한국분말재료학회지 (KPMI) Vol.12 No.5
Porous and porous surfaced Ti-6Al-4V implant compacts were fabricated by electro-discharge-sintering (EDS) of atomized spherical Ti-6Al-4V powders with a diameter of $100-150\;{\mu}m$, The solid core formed in the center of the compact after discharge was composed of acicular ${\alpha}+{\beta}$ Widmanstatten grains, The hardness value at the solid core was much higher than that at the particle interface or particles in the porous layer, which can be attributed to both heat treatment and work hardening effects induced from EDS, The compressive yield strength was in a range of 19 to 436 MPa which significantly depends on both input energy and capacitance, Selected porous-surfaced Ti-6Al-4V implant compacts with a solid core have much higher compressive strengths compared to the human teeth and sintered Ti dental implants.
저진공 분위기 전기방전소결에 의해 제조된 다공성 Ti-6Al-4V 임플란트의 표면특성 연구
현창용,허재근,이원희,Hyun, C.Y.,Huh, J.K.,Lee, W.H. 한국재료학회 2006 한국재료학회지 Vol.16 No.3
A single electro-discharge-sintering (EDS) pulse (1.0 kJ/0.7 g), from a $300{\mu}F$ capacitor, was applied to atomized spherical Ti-6Al-4V powder in a low vacuum to produce porous-surfaced implant compacts. A solid core surrounded by a porous layer was formed by a discharge in the middle of the compact. XPS (X-ray photoelectron spectroscopy) was used to study the surface characteristics of the implant material. C, O, and Ti were the main constituents, with smaller amounts of Al, V, and N. The implant surface was lightly oxidized and was primarily in the form of $TiO_2$ with a small amount of metallic Ti. A lightly etched EDS implant sample showed the surface form of metallic Ti, indicating that EDS breaks down the oxide film of the as-received Ti-6Al-4V powder during the discharge process. The EDS Ti-6Al-4V implant surface also contained small amounts of aluminum oxide in addition to $TiO_2$. However, V detected in the EDS Ti-6Al-4V implant surface, did not contribute to the formation of the oxide film..
전기방전소결에 의해 제조된 다공성 Titanium 임플란트의 기계적 특성
현창용,허재근,이원희,Hyun, C.Y.,Huh, J.K.,Lee, W.H. 한국재료학회 2006 한국재료학회지 Vol.16 No.3
Porous surfaced Ti implant compacts were fabricated by electro-discharging-sintering (EDS) of atomized spherical Ti powders. Powders of $50-100{\mu}m$ in diameter were vibratarily settled into a quarts tube and subject to a high voltage and high density current pulse in Ar atmosphere. Single pulse of 0.7 to 2.0 kJ/0.7 gpowder, from 150, 300, and $450{\mu}F$ capacitors was applied in less than $400{\mu}sec$ to produce twelve different porous-surfaced Ti implant compacts. The solid core formed in the center of the compact shows similar microstructure of cp Ti which was annealed and quenched in water. Hardness value at the solid core was much higher than that at the particle interface and particles in the porous layer, which can be attributed to both heat treatment and work hardening effects induced by EDS. Compression tests were made to evaluate the mechanical properties of the EDS compacts. The compressive yield strength was in a range of 12 to 304MPa which significantly depends on input energy. Selected porous-surfaced Ti-6Al-4V dental implant compacts with a solid core have much higher compressive strengths compared to the human teeth and sintered Ti dental implants fabricated by conventional sintering process.
전기방전소결에 의해 제조된 다공성 및 다공성 표면을 갖는 Ti-6Al-4V 임플란트 : (1) 제조방법 및 기본적 특성
현창용,허재근,이원희,Hyun, C. Y.,Huh, J. K.,Lee, W. H. 한국분말야금학회 2005 한국분말재료학회지 (KPMI) Vol.12 No.5
Implant prototypes with various porosities were fabricated by electro-discharge-sintering of atomized spherical Ti-6Al-4V powders. Single pulse of 0.75 to 2.0 kJ/0.7 g-powder, using 150, 300, and $450{\mu}F$ capacitors was applied to produce a fully porous and porous surfaced implant compact. The solid core formed in the center of the compact after discharge was composed of acicular ${\alpha}+{\beta}$ grains and porous layer consisted of particles connected in three dimensions by necks. The solid core and neck sizes increased with an increase in input energy and capacitance. On the other hand, pore volume decreased with increased capacitance and input energy due to the formation of solid core. Capacitance and input energy are the only controllable discharge parameters even though the heat generated during a discharge is the unique parameter that determines the porosity of compact. It is known that electro-discharge-sintering of spherical Ti-6Al-4V powders can efficiently produce fully-porous and porous surfaced Ti-6Al-4V implants with various porosities in a short time less then 400 isec by manipulating the discharging condition such as input energy and capacitance including powder size.
ECAP 강가공에 의한 마그네슘 AZ31합금의 결정립 미세화 및 미세조직 불안정성
김호경 ( H. K. Kim ),정강 ( K. Chung ),현창용 ( C. Y. Hyun ) 한국열처리공학회 2004 熱處理工學會誌 Vol.17 No.3
N/A Equal channel angular pressing (ECAP) technique had been adapted to the Mg alloy (AZ31) for achieving effective grain refinement through severe deformation. The average grain size of 2.5 ㎛ could be obtained after 4 passes. The stability of the ECAPed structure at elevated temperatures was examined by annealing the ECAPed materials over a wide range of temperature between 473 and 748 K. The average activation energy, Q, for static grain growth of 1, 2 and 3 passes was 33.7 kJ/㏖ (=0.25QL, activation for lattice diffusion). The abnormally low Q value in the lower temperature range may indicate that grain growth occurs in the unrecrystallized microstructure where non-equilibrium grain boundaries containing a large number of extrinsic dislocations exist. The yield stresses of the ECAPed alloys decreased whereas the elongations increased after the ECAP process. These results should be related to the modification of texture for easier slip on basal plane.
소식재배 이앙기 푸시로드 푸시 타이밍에 따른 이앙 성능 분석
이상희 ( S. H. Lee ),강태경 ( T. G. Kang ),최용 ( Y. Choi ),김영근 ( Y. K. Kim ),전현종 ( H. J. Jun ),최일수 ( I. S. Choi ),김진구 ( J. G. Kim ),유승화 ( S. H. Yu ),우제근 ( J. K. Woo ),현창식 ( C. S. Hyun ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.2
벼 소식재배 기술은 재식주수를 관행 60~80주/3.3m2 에서 37~50주/3.3m2 로 줄이는 재배기술로 관행재배에 비해 육묘 및 묘판 운반 비용 및 노력절감이 가능하여 최근 국내에서 벼 생산비 절감을 위한 밀파소식재배 면적이 급격히 증가하고 있다. 하지만, 국내 소식재배 이앙기의 경우 37주/3.3m2 에서 결주율이 높아 이앙기의 식부장치 개선이 필요하다. 본 연구는 소식재배 이앙 시 결주를 개선하고자 식부장치 푸시로드의 푸시 타이밍에 따른 이앙 정밀도를 분석하였다. 푸시로드의 타이밍을 조절하고자 식부침 회전축의 푸시로드 구동 캠의 각도를 기존 위치에서 10° 간격으로 3수준으로 푸시 타이밍을 조절하였다. 실험은 전주에 위치한 국립식량과학원 포장에서 2019년 9월 25일 수행하였으며, 국내 K사 RGO-60SDY모델을 이용하여 재식밀도 37주/3.3m2, 50주/3.3m2에서 각각 3반복으로 결주율을 조사하였다. 시험결과 37주/3.3m2 에서 캠의 틀어짐 각도가 0°, 10°, 20°일 때 결주율은 각각 4.8, 2.4, 5.6%로 조사되었으며, 50주/3.3m2에서는 각각 0.7, 0, 1.3%로 나타났다. 캠의 틀어짐 각도가 커질수록 푸시로드의 푸시 타이밍이 빨라져 모를 심은 뒤 모와 식부침의 간섭이 줄어들었으나, 20°에서는 푸시 타이밍이 빨라 모가 땅에 심어지지 못한 뜬모가 발생하여 결주율이 증가하였다. 각도 10°에서 결주율이 가장 낮게 나타났으나, 여전히 모를 심은 후 모와 식부침이 간섭되어 식부자세가 불량하여 식부장치의 추가적인 개선이 필요할 것으로 판단되었다.
이정현(J.-H. Lee),김종석(J. S. Kim),구근범(G. B. Koo),박봉석(B. S. Park),현창호(C.-H. Hyun) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
본 논문에서는 사용자가 독자적으로 자세교정을 하는데 도움을 주기 위한 디지털 테라퓨틱스 시스템을 구현한다. 구현한 시스템은 비전 센서를 통해 획득한 영상 정보를 분석하여 자세를 인식하며. 인공지능을 적용하여 의사들의 경험을 기반으로 이루어지는 진단을 시스템이 구사하도록 한다. 이때, 시스템이 척추 전체를 관찰하여 피진단자 자세에 의해 나타나는 거북목, 척추 전 후만증과 같은 질병의 동시 진단을 가능하게 구성하여 피진단자에게 전체적으로 균형 잡힌 자세를 유도한다. 또한, 척추가 이루는 만곡의 특징과 피진단자 신체 윤곽을 이용하여 진단의 기준이 되는 요소를 구성함으로써 개개인의 체형 및 신장과 같은 개인적 특징에 따른 진단 오류의 발생 확률을 감소시킨다. 본 시스템은 피진단자의 자세 영상과 그에 따른 진단 결과로 이루어진 사용자 환경을 구성함으로써 실시간으로 진단 결과와 본인의 자세를 동시에 확인하면서 지속적인 자세교정이 가능하다. 게다가, 피진단자의 자세 정보 획득 및 교정 과정에서 영상 정보를 사용함으로써 기기와 신체의 접촉을 불필요하게 교정 환경을 구성하여 편리성을 향상시켰으며, 메시지를 통해 간접적으로 피진단자가 올바른 자세를 취하도록 유도하여 자세 유지를 위해 필요한 근육의 발달에 도움을 준다. 마지막으로 시나리오 기반 성능 실험을 통해 시스템의 성능을 검증한다.
이상희 ( S. H. Lee ),김영근 ( Y. K. Kim ),강태경 ( T. G. Kang ),김성우 ( S. W. Kim ),최용 ( Y. Choi ),전현종 ( H. J. Jun ),최일수 ( I. S. Choi ),현창식 ( C. S. Hyun ) 한국농업기계학회 2016 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.21 No.2
감자는 국내에서 재배되는 주요 밭작물로 감자의 소비량은 증가하고 있지만, 재배면적은 2000년 29,400ha에서 2014년 22,000ha로 감소하고 있는 추세이며 생산량 또한 2000년 704,6000톤에서 2014년 590,000톤으로 감소하고 있다. 현재 감자의 수확작업은 굴취기를 이용하여 굴취한 후 인력으로 수집하는 형태로 감자 생산 총 노동시간 58.0hr/10a 중 수집 작업에 소요되는 시간이 17.1hr/10a에 달하며 농촌 노동력 감소와 고령화로 인해 수집형 감자 수확기 개발 요구가 높아지고 있다. 따라서 본 연구에서는 감자의 생력재배(Labor saving cultivation)를 높이기 위해 수집형 감자수확기개발을 위한 굴취날 각도 및 이송속도에 따른 요인실험을 수행 하였다. 수집형 감자 수확기는 트랙터 부착형으로 굴취날 각도 3수준(20, 23, 26°), 이송속도 3수준(0.3, 0.4, 0.5m/s)으로 조절할 수 있도록 제작하였다. 굴취날은 각도 별로 3개를 제작하여 날을 교체하는 방식으로 제작하였고, 시험은 평창 감자밭에서 이루어졌으며 시험포장의 토성은 양토였다. 굴취율은 3m구간 굴취 후 굴취된 개수와 미굴취 감자의 개수를 비교하였으며 3반복 측정 하였다. 이송속도는 모터 회전수를 제어할 수 있는 모터 컨트롤러를 따로 제작하여 기체는 정지시키고 이송부만 작동하며 실험하였다. 이송속도 별로 1회에 시료 50개를 투입하여 총 3반복 실험하였으며 표피손상과 형태가 파손된 것을 손상으로 간주하였다. 실험에 사용된 감자의 물성은 크기와 무게를 조사하였으며 평균 가로 75.4±6.26mm, 세로 62.5±5.3mm, 높이 81.7±7.67mm, 무게는 230.7±45.6g이었다. 수집형 감자 수확기의 굴취 및 이송 요인별로 시험하여 감자 굴취율, 이송손상 및 수집손상을 조사한 결과 굴취날 각도에 따른 굴취율은 감자수집에 미치는 영향이 적은 것으로 나타났다. 굴취날 각도 20, 23°에서는 약 99%로 수집되었으며, 26°의 굴취각에서는 모두 수집되었다. 또한 이송속도에 따른 이송부 및 수집부의 감자손상 및 손상률 시험결과 이송부손상률은 0.3m/s에서 2.67%, 0.4m/s에서 3.33%, 0.5m/s에서 6.67%로 0.5m/s의 이송속도에서 손상율 증가폭이 크게 상승하였다. 수집부 손상율 또한 0.3m/s에서 2%, 0.4m/s에서 2.67%, 0.5m/s에서 약 6.67%로 0.5m/s의 이송속도에서 증가폭이 크게 상승하였다. 따라서 본 연구의 수집형 감자 수확기는 작업속도, 감자손상 및 손상율을 고려할 때 0.4m/s의 이송속도에서 수확 시 가장 적절할것으로 판단하였다.