극저온 가공 공정은 액체질소(LN2)와 같은 극저온 냉각제를 활용하여 절삭 온도를 낮추고 공구 수명을 연장하는 첨단 가공 기술입니다. 본 연구실에서는 극저온 가공이 티타늄 합금, 컴팩티드 흑연주철(CGI) 등 난삭재의 가공성에 미치는 영향을 실험적, 수치적으로 분석하고 있습니다. 이를 통해 기존의 드라이 또는 습식 가공 대비 극저온 가공이 표면 거칠기, 절삭력, 칩 형상 및 마모 특성에 미치는 효과를 체계적으로 규명하고 있습니다. 특히, 본 연구실은 극저온 가공 공정의 성능을 예측하기 위한 다양한 수치 해석 모델을 개발하고 있습니다. 수정된 Johnson-Cook 모델, Oxley의 절삭 이론, 유한요소법(FEM) 기반 해석 등 다양한 이론적 접근을 통해 절삭력, 온도, 마모량 등을 정밀하게 예측할 수 있는 모델을 구축하였습니다. 이러한 모델은 실험 결과와의 비교를 통해 검증되었으며, 실제 공정 조건에서의 최적화에도 활용되고 있습니다. 이러한 연구는 친환경적이고 효율적인 제조 공정 개발에 기여하며, 항공우주, 자동차, 에너지 등 다양한 산업 분야에서 난삭재 가공의 한계를 극복하는 데 중요한 역할을 합니다. 앞으로도 극저온 가공 기술의 고도화와 더불어, 인공지능 및 데이터 기반의 스마트 제조 시스템과의 융합 연구도 활발히 진행될 예정입니다.

본 연구실은 탄소섬유복합재(CFRP), 케블라 섬유, 그래핀, 금속 나노와이어 등 다양한 나노소재와 복합재의 가공 및 응용에 관한 연구를 수행하고 있습니다. 복합재의 기계적 특성, 내구성, 전기적 특성 향상을 위해 나노와이어, 나노튜브, 산화아연(ZnO) 나노로드 등 다양한 나노구조체를 복합재 표면에 성장시키고, 이를 기계 가공 및 에너지 저장 소자, 열관리 시스템 등에 적용하고 있습니다. 특히, 나노소재로 표면 개질된 복합재의 기계적 성능 및 다기능성(예: 전기전도, 열전도, 전자파 차폐 등)을 극대화하기 위한 공정 기술을 개발하고 있습니다. 진공수지이송(VARTM) 공정, 마이크로웨이브 합성, 하이드로써멀 성장 등 첨단 제조기술을 활용하여 복합재의 구조적 강도와 기능성을 동시에 향상시키는 연구를 진행 중입니다. 이러한 복합재는 항공우주, 자동차, 웨어러블 디바이스 등 다양한 첨단 산업에 적용될 수 있습니다. 더불어, 복합재 가공 시 발생하는 문제점(예: 층간 박리, 표면 손상, 마모 등)을 극복하기 위한 최적의 가공 조건 및 공정 제어 기술도 함께 연구하고 있습니다. 이를 통해 복합재의 신뢰성 있는 대량 생산과 고부가가치 응용을 위한 기반 기술을 확보하고 있습니다.