김보현 연구실은 초미세 가공과 용접·특수가공을 기반으로 방전가공, 전해가공, 연삭 및 절삭을 융합한 정밀 제조기술을 연구하며, 특히 PCBN·PCD 공구를 활용한 금형강·초경합금·유리·세라믹 등 난삭재의 미세 형상 가공, 마이크로 공구 제작, 공정 최적화와 기능성 미세구조 구현에 강점을 가진 기계공학 연구실이다.
Base tolerant polybenzimidazolium hydroxide membranes for solid alkaline-exchange membrane fuel cells
Ju Yeon Lee, Dong‐Hee Lim, Ji Eon Chae, Jieun Choi, Bo Hyun Kim, So Young Lee, Chang Won Yoon, Sang Yong Nam, Jong Hyun Jang, Dirk Henkensmeier, Sung Jong Yoo, Jin‐Young Kim, Hyoung‐Juhn Kim, Hyung Chul Ham
Enhanced Mechanical Properties of Epoxy Nanocomposites by Mixing Noncovalently Functionalized Boron Nitride Nanoflakes
Dongju Lee, Sung Ho Song, Jaewon Hwang, Sunghwan Jin, Kwang Hyun Park, Bo Hyun Kim, Soon Hyung Hong, Seokwoo Jeon
IF 12.1
Small
The influence of surface modifications on the mechanical properties of epoxy-hexagonal boron nitride nanoflake (BNNF) nanocomposites is investigated. Homogeneous distributions of boron nitride nanoflakes in a polymer matrix, preserving intrinsic material properties of boron nitride nanoflakes, is the key to successful composite applications. Here, a method is suggested to obtain noncovalently functionalized BNNFs with 1-pyrenebutyric acid (PBA) molecules and to synthesize epoxy-BNNF nanocomposites with enhanced mechanical properties. The incorporation of noncovalently functionalized BNNFs into epoxy resin yields an elastic modulus of 3.34 GPa, and 71.9 MPa ultimate tensile strength at 0.3 wt%. The toughening enhancement is as high as 107% compared to the value of neat epoxy. The creep strain and the creep compliance of the noncovalently functionalized BNNF nanocomposite is significantly less than the neat epoxy and the nonfunctionalized BNNF nanocomposite. Noncovalent functionalization of BNNFs is effective to increase mechanical properties by strong affinity between the fillers and the matrix.
다이아몬드(PCD)와 PCBN을 방전 가공으로 가공하여 미세 공구를 제작하고, 이를 이용해 고경도 금형강에 대한 절삭 특성을 연구한다. PCD 및 PCBN 미세 공구의 마모를 비교 분석하기 위해, 절삭력과 공구의 표면 거칠기 변화를 분석한다. 가공량이 늘어나면서 미세 공구의 거친 표면은 매끄러워지고 공구의 날 끝은 무뎌진다. 이러한 공구 마모는 절삭력을 증가시키고 공구 파손의 원인이 될 수 있다. PCD 공구로 철계 금속을 가공하고 가공물 소재의 탄소를 EDX 또는 XRD 장비를 통해 확인한다. 다이아몬드 공구로 철계 금속을 가공할 때 공구의 탄소 원자가 가공물로 이동하게 되는데, 이러한 탄소 확산(Carbon diffusion) 현상은 공구 마모의 원인이 된다. 마모된 공구를 방전 가공으로 재생(Dressing)하는 기술에 대해 연구한다. 지름 50 µm의 PCBN 공구를 제작하고, 이 공구를 이용하여 폭 50 µm 이하의 미세 홈을 고경도 철계 금형강에 가공한다.
본 연구는 기존의 미세 절삭 방법으로는 가공하기 힘든, 스테인리스 강, 열처리강, 금형강과 같은 난삭재에 미세 형상 가공하기 위하여 다결정 입방정 질화 붕소 화합물(Poly-Crystalline Cubic Boron Nitride, PCBN) 마이크로 공구를 이용한 미세 복합 가공기술 개발을 목표로 한다.
다결정붕소질화물
미세가공
방전가공
3
주관|
2020년 3월-2022년 12월
|1,183,000,000원
초고경도 재료 방전기계 일체형 초정밀 복합가공시스템 및 선단크기 20급 미세공구 응용 가공기술 개발
본 과제는 초고경도 재료를 초정밀·초미세로 깎기 위해 방전과 기계를 한 장비에서 함께 쓰는 복합가공 시스템과 미세공구, 미세 구조체 가공기술을 개발하는 연구임.
연구 목표는 초정밀 방전+기계 일체형 복합가공 시스템 구현과 100μm 이하 PCD 공구 방전 pulse 모니터링·아크 적응 제어, PCD/PCBN 미세공구 형상정밀도·표면조도·날끝반경(1~5㎛) 제어, 방전 PCD/PCBN 응용 초경·글라스 미세구조체 최적 가공조건 분석 기술 확보임. 기대 효과는 초고경도 공구 제작 원천기술과 공정 전주기 기술 확보를 통해 IT·전자 등 고부가가치 산업의 초미세 부품 제조 품질 향상 및 파급효과 창출임.