초록 ▼

□ 연구개요
전자기 유도가열을 이용하여 기존 제조공정의 한계를 극복하고 유도가열의 기초 연구를 강화하며 전자기 유도가열을 이용한 응용 기술을 개발한다.
1. 뿌리산업인 고주파 열처리 기술의 첨단화를 위하여 열처리 시 최적의 작업조건, 가열패턴, 경화 깊이 및 상변태 상태를 사전에 파악할 수 있는 기술을 개발
2. 자성체 나노입자가 첨가된 다양한 복합재료의 유도가열 특성을 연구하고 나아가 기계 및 전자파 특성을 파악하여 다양한 산업 분야에 적용할 수 있는 기술을 개발
3. 소재의 표면경화를 향상시키기 위한 기존보

□ 연구개요
전자기 유도가열을 이용하여 기존 제조공정의 한계를 극복하고 유도가열의 기초 연구를 강화하며 전자기 유도가열을 이용한 응용 기술을 개발한다.
1. 뿌리산업인 고주파 열처리 기술의 첨단화를 위하여 열처리 시 최적의 작업조건, 가열패턴, 경화 깊이 및 상변태 상태를 사전에 파악할 수 있는 기술을 개발
2. 자성체 나노입자가 첨가된 다양한 복합재료의 유도가열 특성을 연구하고 나아가 기계 및 전자파 특성을 파악하여 다양한 산업 분야에 적용할 수 있는 기술을 개발
3. 소재의 표면경화를 향상시키기 위한 기존보다 열변형이 적은 고주파 열처리 기술에 대한 기술 개발

□ 연구 목표대비 연구결과
<1차년도>
1) 시편단위 고주파 열처리 최적화 및 상변태 연구
: AISI 1045 시편 금속 상변태 및 코일의 전류를 고려한 고주파 열처리 시뮬레이션 확립으로 SCIE급 저널에 논문 게제 완료
2) 자성체 나노입자의 전자기 특성 및 유도가열 거동 연구
: 자철석을 이용한 유도가열 가능 여부 판단 및 유도용접 방법 검증 결과를 항공기 인증 논문 경진대회 참가하여 장려상 수상
<2차년도>
1) 파크기어의 고주파 열처리 최적화 및 상변태 연구
: 자동차 트랜스 미션에 사용되는 AISI 1552 재질의 주차기어의 고주파 열처리 및 온도에 따른 상변태 시뮬레이션 확립으로 KCI급 저널에 논문 게제 예정
2) 자성체 나노입자가 첨가된 열가소성 및 열경화성 시편 제작 및 기계 특성 실험
: 단섬유 PA6 복합재료에 제작된 발열체를 이용한 인장시험 결과 도출
<3차년도>
1) 열변형이 적은 새로운 고주파 열처리 기술에 대한 연구
: 10 kW 고주파 전원장치와 수조속에 있는 코일을 사용하여 지름이 10 mm인 AISI 1045 환봉을 사용하여 액중 고주파 열처리 실험을 수행하였지만 고주파 전원장치의 전력 부족으로 인하여 열처리가 되지 않음
2) 자성체 나노입자가 첨가된 복합재료의 주파수와 코일 형상에 따른 유도가열 연구
: 주파수가 높을수록 저중량비에서도 빠른 유도가열 확인 및 열가소성 발열체를 이용한 유도용접 후 평가방법에 대한 내용으로 KCI 논문 게재 완료

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
공진 RLC 회로를 적용한 코일 전류와 온도에 따른 전기적, 열전달 물성치 및 온도에 따른 상변태 함수, 냉각계수를 적용한 가열 온도 시뮬레이션 결과의 정확도는 94.2%, 경화 깊이 예측 시뮬레이션 결과의 정확도는 96.45%를 달성했다. 이러한 결과를 종합해 볼 때, 본 연구에서 제안된 코일 전류 및 탄소강의 상변태를 고려한 고주파 열처리를 적용하여 다양한 제품의 시뮬레이션 수행 및 데이터베이스 구축을 통하여 작업자의 경험과 시행착오로 인한 고주파 열처리 공정을 대체하고, 고주파 열처리 시뮬레이션을 통한 최적의 작업조건 도출 및 기술개발에 기여할 수 있을 것이라 기대한다.
열가소성 복합재료의 유도용접은 개념만 제시되어 있고 실제 적용에 어려움이 있다. 새로운 발열체를 제안하였고 유도용접에 성공하였다. 발열체 제작이 쉽고 간단하며 다양한 형상에도 적용할 수 있으며, 용접 후에도 재가열이 가능하다는 장점이 있다. 열가소성 복합재료가 적용된 장비나 탈 것에 적용된다면 본 연구의 선점 효과를 기대할 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 10
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 10
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 13
• 7. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 17
• 끝페이지 ... 30