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연구개요
본 연구에서는 사파이어 (α-Al₂O₃), 지르코니아 (ZrO₂)와 같은 첨단세라믹 재료의 가공성 향상을 위해 절삭 모델 및 가공 전략을 개발하고, 이를 기반으로 대면적 난삭재 정밀 가공을 위한 공정의 진단 및 예측 시스템을 개발하였다. 나아가 통합 오차 관리 및 가상물리시스템 개발을 통하여 적층, 절삭, 조립, 측정 등 다양한 가공공정을 수행할 수 있는 스마트 융합제조(smart hybrid manufacturing) 플랫폼을 구축함으로써, 첨단 난삭재료들을

연구개요
본 연구에서는 사파이어 (α-Al₂O₃), 지르코니아 (ZrO₂)와 같은 첨단세라믹 재료의 가공성 향상을 위해 절삭 모델 및 가공 전략을 개발하고, 이를 기반으로 대면적 난삭재 정밀 가공을 위한 공정의 진단 및 예측 시스템을 개발하였다. 나아가 통합 오차 관리 및 가상물리시스템 개발을 통하여 적층, 절삭, 조립, 측정 등 다양한 가공공정을 수행할 수 있는 스마트 융합제조(smart hybrid manufacturing) 플랫폼을 구축함으로써, 첨단 난삭재료들을 보다 다양한 응용안에 이용하고자 하였다.

연구 목표대비 연구결과
제안된 연구 목표 대비 연구결과를 아래와 같이 나타내었다.
1. 세라믹 재료의 가공 시 거동 분석 및 가공 전략 개발
- 3축 정밀 스테이지 시스템 구성 및 초정밀가공 실험 진행
- 세라믹 재료의 가공 시 거동 분석 및 가시화 툴 개발
- 다회 가공으로 구성된 가공성 향상 전략 개발
2. 대면적 난삭재 가공을 위한 공정 진단·예측 시스템 개발
- 공정 진단·예측을 위한 전력 소모 모델 개발
- 모델을 통한 공구 마모 예측 및 에너지 저감 전략 개발
3. 공정 확장·융합을 통한 통합 오차 관리 및 가상물리시스템 개발
- 다양한 형상의 마이크로 패턴 초정밀가공 및 오차 연구
- 통합 오차 관리 및 형상 예측 시뮬레이션 모델 개발
- 가공형상 예측을 통한 초정밀가공 공정 확장·융합
4. 스마트 융합제조 플랫폼 구축
- 스마트 융합제조를 위한 소프트 그리퍼설계 및 제작
- 초정밀가공·패턴전사·필름적층으로 구성된 스마트 융합제조 공정 개발
- 각도독립적 구조색 구현을 위한 다층구조제작 및 평가

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
이 연구에서는 재료의 가공성을 결정 구조 수준에서 분석, 가공성 모델을 구축하는 기초과학적 분석을 병행함으로써, 다른 결정 구조를 갖는 다양한 세라믹 재료에 대해 보다 효과적으로 가공 전략을 개발하고자 하였다. 세라믹 재료의 경우 기판 등으로 널리 이용되고 있으며 가공 시 균열 발생이 큰 문제가 되는바, 연구 결과를 통해 균열을 예측하고 회피함으로써 보다 효과적인 가공이 가능할 것으로 기대된다.
또한 개발된 가공 전략을 통해 최근 우수한 물성으로 각광을 받는 첨단세라믹 재료의 가공성을 향상하고 응용안을 확대할 수 있는 경제적 효과가 기대된다.
아울러 공정 진단 및 확장·융합을 통해 스마트 융합제조 공정을 제안하였으며, 제안된 공정은 초정밀가공 공정으로 제작한 패턴을 대면적에 적용하기 용이한 공정이다. 난삭재 가공을 통한 스마트 융합제조 공정 개발로 한국의 고부가가치 융합기술 개발에 기여할 것으로 기대된다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 2.1. 세라믹 재료의 가공 시 거동 분석 및 가공 전략 개발 ... 5
• 2.2. 대면적 난삭재 가공을 위한 공정 진단·예측 시스템 개발 ... 6
• 2.3. 공정 확장·융합을 통한 통합 오차 관리 및 가상물리시스템 개발 ... 7
• 2.4. 스마트 융합제조 플랫폼 구축 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 8
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 8
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 22
• 끝페이지 ... 34