CATDS (Computer Aided Tool Design System) : Development of an Integration Architecture to Combine Powder Metallurgy Tool Design Knowledge and Conventional Computer Aided Design System

국문 초록 (Abstract)

Powder Metallurgy에 사용되는 tool을 design하는 데는 많은 양의 domain knowledge와 여러 차례에 걸친 engineering 계산이 반복되면서 이루어 진다. 따라서 Computer Aided Design (CAD) system에 tooling design knowledge를 연결하고, 컴퓨터의 빠른 계산 능력과 정보 처리 기능을 사용 한다면 아주 바람직한 방향이 될 것이다.

본 논문은 CAD system과 database management system을 연결 (integration) 하는 방법을 연구 개발하고, Powder Metallurgy tooling design 분야에 적용하여 그 효용성과 적합성을 테스트 해 보았다. 이 integration 방식은 CAD system과 domain knowledge를 연결시키는 일반적인 방식 이므로, 다른 분야, 즉 metal casting mold desgin, sheet metal die design, electronic circuit design에도 사용될 수 있다.

Computer Aided Tool Design System (CATDS) 은 위에서 제안한 integration 방식을 Powder Metallurgy tooling design 분야에 적용하여 개발 되었다. CATDS는 3D CAD system과 tool design knowledge를 종합한 시스템 이다. 이 시스템은 part도면 (CAD file) 에서 시작하여, 여러 단계의 engineering 계산과 external database에 저장 되어 있는 tool design knowledge를 사용하면서 마지막 단계의 tool element를 3D model로 보여 준다.

목차 (Table of Contents)

• 1. Introduction = 1
• 1.1 Powder Metallurgy = 2
• 1.2 Integration Architecture = 6
• 2. Problem Statements = 8
• 3. Objectives = 12
• 4. Research Issues = 15
• 5. Literature Review = 18
• 5.1 Database Management Systems = 18
• 5.2 Knowledge Engineering = 19
• 5.3 Domain Knowledge Integration = 21
• 6. Fundamentals of Tool Design = 25
• 6.1 Pressing Types = 26
• 6.1.1 Single Action Pressing = 26
• 6.1.2 Double Action Pressing = 26
• 6.2 Ejection Types = 28
• 6.3 Tool Geometry = 30
• 6.3.1 Die Insert = 30
• 6.3.2 Punch = 32
• 6.3.3 Core Rod = 35
• 6.4 Tool Material = 35
• 6.4.1 Material Selection = 37
• 6.4.2 Die Insert = 38
• 6.4.3 Punch = 39
• 6.4.4 Core Rod = 39
• 6.5 Tolerances and Clearances = 40
• 6.6 Tool Finishes = 41
• 7. Computer Aided Tool Design System = 42
• 7.1 P/M Tool Design Procedures = 42
• 7.1.1 Model of Tool Design Process = 42
• 7.1.2 Explanation of Each Module = 43
• 7.2 Tool Design Knowledge Base = 47
• 7.2.1 Knowledge Base Structure and Relationships = 47
• 7.2.2 Information Flow Diagrams = 49
• 7.2.3 Interfaces with SQL = 51
• 8. System Implementation = 54
• 8.1 System Overview = 54
• 8.1.1 Design Objectives = 54
• 8.1.2 Sample Data = 55
• 8.1.3 System Specifications = 58
• 8.1.4 System Output = 59
• 8.2 System Structure = 60
• 8.3 User Interfaces = 62
• 8.4 Benefits = 63
• 8.5 System Demonstration = 65
• 9. Conclusions and Future Works = 81
• Appendix A = 86
• References = 90