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재료 성형성 평가 및 금형공정 설계
 
 
교 수 이형일
학 과 기계공학과
연구분야 기계공학, 신뢰성 평가, 재료거동
홈페이지 http://cmlab.sogang.ac.kr  
 
에너지/자원 > 원자력

핵연료 지지격자의 체계적인 금형공정시스템이 미비해 제조 불량률 감소를 통한 생산성 증대방안 확보에 어려움을 겪고 있다.
  아울러 용접부의 소성변형 및 잔류응력 평가기술의 미비로, 균열로 인한 지지격자체 수명 감소가 있다. 이에 고품질 지지격자와
  격자체를 제조할 수 있는 공정해석 및 설계 융합 시스템을 개발한다. 이를 위해 공정절차를 금형공정 (Stamping), 레이저 용접
  공정 등 두 분야로 구분한 후 각 공정절차의 특성들을 파악해 해석모델을 정립한다. 각 공정분야의 고려사항들은 금형공정은 성
  형한계도, 스탬핑 순서에 따른 재료 성형성, 잔류응력, 제품공차, 공정변수에 따른 전단면에서의 버 (Burr)의 크기다. 용접공정의
  경우는 용접시 열전달, 탄소성 변형, 용접인가 잔류응력이다. 이를 종합해 공정 간 발생할 수 있는 기계적 결함 등을 미리 예측
  하고, 스프링, 딤플 등 주요 형상의 허용공차를 만족시키는 공정방법을 도출한다. 수치해들을 분석해 최적화된 공정절차가 되도
  록 금형을 설계하고, 이를 토대로 고품질 지지격자 및 격자체를 제조하는 연구를 수행하고 있다.
 



 



 제품명

 응용분야

 핵 연료 지지격자체

 국내·외 원자력 발전소

 

핵연료 지지격자 공정기술을 체계화하면 정성적이고 경험적인 공정방법에서 벗어나, 합리적인 공정을 통해 생산성 극대화와 지
  지격자의 고품질화를 이룰 수 있다. 이를 토대로 지지격자의 국제적 가격 경쟁력을 갖출 수 있다. 또한 산업재산권이 확보로 지
  지격자체의 가격도 낮추어 해외에 수출할 수 있다. 본 개발에서 확립될 공정해석 및 설계 융합 시스템은 향후 계속 이어질 고유
  지지격자체 개발은 물론이고, 유사 금형공정을 갖는 산업전반에 활용될 수 있다.
1. On the Ductile Fracture Model in Shearing Process of Zircaloy Sheet for Nuclear Fuel Spacer Grids - METALS and MATERIALS International, 2011
2. 핵연료 지지격자 성형을 위한 Zircaloy-4와 Zirlo판재의 성형한계도 예측 - 대한기계학회 논문집, 2011
1. 마이크로 / 나노 압입시험 기계/소재 > 나노ㆍ마이크로기계시스템
2. 재료 성형성 평가 및 금형공정 설계 에너지/자원 > 원자력
3. 재료 내구성 향상 기계/소재 > 자동차/철도차량