해저 석유와 가스 탐사가 점점 더 깊은 수심으로 진행되고 있으며, 해저 파이프라인은 고압 및 고온 조건에서 작동하는 것이 일반적이다. 온도 및 압력 차이로 인하여 파이프 축 방향 힘이 축적되는 현상이 있다. 이러한 현상은 파이프라인을 구속하는 해저면 효과 때문에 파이프라인은 횡 좌굴이 발생하게 된다. 온도가 증가하는 경우 축 방향의 압축 하중이 가해지며 이 하중이 임계 수준에 도달하면 파이프가 수직방향으로 움직이게 된다. 또는 파이프라인의 구조적 완전성을 위태롭게 할 수 있는 횡 방향 좌굴이 발생하는 상황에서, 작 동 중 파이프라인의 구조적 안전함을 보장하기 위해 파이프라인의 상세 구조 강도평가가 수행되어야 한다. 본 연구에서는 해저면의 마찰 효과 및 재료의 열 수축/팽창을 고려한 비선형 구조해석을 상용 유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 활용하여 검토하였으며, 외부충격에 의한 횡 방향 좌굴 안전성을 분석하였다. 본 연구의 결과를 통하여 수치 해석적 단순화된 분석 모델을 통하여 해저면의 효과를 고려한 조 건에서의 실제 파이프라인의 붕괴 조건을 예측할 수 있다.

Powder flowability is critical in additive manufacturing processes, especially for laser powder bed fusion. Many powder features, such as powder size distribution, particle shape, surface roughness, and chemical composition, simultaneously affect the flow properties of a powder; however, the individual effect of each factor on powder flowability has not been comprehensively evaluated. In this study, the impact of particle shape (sphericity) on the rheological properties of Ti-6Al-4V powder is quantified using an FT4 powder rheometer. Dynamic image analysis is conducted on plasma-atomized (PA) and gas-atomized (GA) powders to evaluate their particle sphericity. PA and GA powders exhibit negligible differences in compressibility and permeability tests, but GA powder shows more cohesive behavior, especially in a dynamic state, because lower particle sphericity facilitates interaction between particles during the powder flow. These results provide guidelines for the manufacturing of advanced metal powders with excellent powder flowability for laser powder bed fusion.

In the powder bed fusion (PBF) process, a 3D shape is formed by the continuous stacking of very fine powder layers using computer-aided design (CAD) modeling data, following which laser irradiation can be used to fuse the layers forming the desired product. In this method, the main process parameters for manufacturing the desired 3D products are laser power, laser speed, powder form, powder size, laminated thickness, and laser diameter. Stainless steel (STS) 316L exhibits excellent strength at high temperatures, and is also corrosion resistant. Due to this, it is widely used in various additive manufacturing processes, and in the production of corrosion-resistant components with complicated shapes. In this study, rectangular specimens have been manufactured using STS 316L powder via the PBF process. Further, the effect of heat treatment at 800 °C on the microstructure and hardness has been investigated.

전자 및 화학 산업의 초순수 생산 및 원자력 발전소의 부식 제어를 위해 이온교환 수지탑의 성능 파악이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 4종의 H 및 ETAH 형 양이온 교환수지가 채워진 양이온 및 혼상 이온교환수지탑에 미량의 NaCl를 포함하는 에탄올아민(ETA) 및 암모니아(NH3) 용액을 주입하여 양이온 파과특성을 조사하였다. 조사 결과, 주성분인 ETAH+ 및 NH4 +와 달리, 미량성분인 Na+는 (이론적교환용량의 3배 이상) 시험기간 동안 수지탑 출구에서 파과 및 오버슈팅 현상이 나타나지 않았다. H형 수지탑의 파과현상은 ETAH+ 및 NH4 +가 순서대로 일어났고, 오버슈팅은 NH4 +가 파과할때 ETAH+에 대해서 발생했다. 파과영역의 너비로 결정되는 상대적 선택도는 NH4 +가 ETAH+보다 최대 51.5 % 더 높았다. 유입수 Na+ 농도가 높을수록, 선택도는 감소하고 오버슈팅 현상은 증가하였다. 이온교환 수지의 고유 특성을 개선하여 감소시킬 수 있는 Na+ 누출은, ETAH형에서 높았고 4종의 양이온수지에 대해 동일하지 않은 것으로 조사되었다.

Ti-6Al-4V alloy has a wide range of applications, ranging from turbine blades that require smooth surfaces for aerodynamic purposes to biomedical implants, where a certain surface roughness promotes biomedical compatibility. Therefore, it would be advantageous if the high volumetric density is maintained while controlling the surface roughness during the LPBF of Ti-6Al-4V. In this study, the volumetric energy density is varied by independently changing the laser power and scan speed to document the changes in the relative sample density and surface roughness. The results where the energy density is similar but the process parameters are different are compared. For comparable energy density but higher laser power and scan speed, the relative density remained similar at approximately 99%. However, the surface roughness varies, and the maximum increase rate is approximately 172%. To investigate the cause of the increased surface roughness, a nonlinear finite element heat transfer analysis is performed to compare the maximum temperature, cooling rate, and lifetime of the melt pool with different process parameters.

Fused Deposition Modeling (FDM), also known as Fused Deposition Modeling (FFF), is the most widely used type of 3D printing at the consumer level. The FDM 3D printer extracts thermoplastic filaments such as ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) and Polyactive Acid (PLA) through heated nozzles to dissolve the material. It works by applying layers of plastic to build platforms. Various demands for 3D printers increased, and among these demands, there was also a demand for various filament colors. ABS, one of the main filamentous materials for 3D printers, is easy to color in a variety of colors and has been studied to meet the needs of these users. Through quantitative measurements in this work, we confirm that color differences remain depending on the difference in placement on the 3D printer bad. In addition, the temperature of the specimen was measured at the start of 3D printing, during manufacturing, and at the completion of manufacturing, and the inner and central sides remained similar, but the outer sides were 5 degrees lower. These temperature differences accumulate as layers pile up, resulting in differences in weight or color, which in turn meet consumer and producer needs in the 3D printer industry.

In this study, AlSi10Mg alloy powders are synthesized using gas atomization and sieving processes for powder bed fusion (PBF) additive manufacturing. The effect of nozzle diameter (ø = 4.0, 4.5, 5.0 and 8.0 mm) on the gas atomization and sieving size on the properties of the prepared powder are investigated. As the nozzle diameter decreases, the size of the manufactured powder decreases, and the uniformity of the particle size distribution improves. Therefore, the ø 4.0 mm nozzle diameter yields powder with superior properties. Spherically shaped powders can be prepared at a scale suitable for the PBF process with a particle size distribution of 10–45 μm. The Hausner ratio value of the powder is measured to be 1.24. In addition, the yield fraction of the powder prepared in this study is 26.6%, which is higher than the previously reported value of 10–15%. These results indicate that the nozzle diameter and the post-sieve process simultaneously influence the shape of the prepared powder as well as the satellite powder on its surface.

In this study, the high-temperature oxidation properties of austenitic 316L stainless steel manufactured by laser powder bed fusion (LPBF) is investigated and compared with conventional 316L manufactured by hot rolling (HR). The initial microstructure of LPBF-SS316L exhibits a molten pool ~100 μm in size and grains grown along the building direction. Isotropic grains (~35 μm) are detected in the HR-SS316L. In high-temperature oxidation tests performed at 700oC and 900oC, LPBF-SS316L demonstrates slightly superior high-temperature oxidation resistance compared to HR-SS316L. After the initial oxidation at 700oC, shown as an increase in weight, almost no further oxidation is observed for both materials. At 900oC, the oxidation weight displays a parabolic trend and both materials exhibit similar behavior. However, at 1100oC, LPBF-SS316L oxidizes in a parabolic manner, but HR-SS316L shows a breakaway oxidation behavior. The oxide layers of LPBF-SS316L and HR-SS316L are mainly composed of Cr2O3, Febased oxides, and spinel phases. In LPBF-SS316L, a uniform Cr depletion region is observed, whereas a Cr depletion region appears at the grain boundary in HR-SS316L. It is evident from the results that the microstructure and the hightemperature oxidation characteristics and behavior are related.

본 연구는 육상 기원 조립질 하상 퇴적물의 높은 이동성에 영향을 미치는 전단과 파쇄특성을 조사하기 위하여 링전단실험을 수행하였다. 평균 입경 6 mm 자갈에 대하여 링전단시험장치를 사용하여 전단시간(shear time)과 전단속도(shear velocity)에 따른 전단-변형률 역학특성과 입자파쇄 특성을 조사하였다. 특히 배수(장시간 전단)와 비배수(단시간 전단)조건을 고려하기 위하여 초기 전단속도(0.01→0.1→1 mm/sec와 0.1→0.01→1 mm/sec)에 따른 링전단실험을 수행하였다. 실험결과에 따르면, (i) 배수와 비배수조건 모두에서 입자파쇄 특성이 확인되었지만, 비배수조건에서 상대적으로 큰 전단저항을 받는 것으로 나타났다. (ii) 배수조건에 관계없이 수중 자갈의 초기 전단속도는 전단응력-전단변형률 관계곡선을 결정하는 중요한 요인으로 나타났다. (iii) 입자파쇄는 평균 입경에 영향을 받으며 사용된 수중 자갈은 상대적으로 큰 입자파쇄 특성을 보였다. 그리고 (iv) 전단응력 결정에서 가장 크게 영향을 미치는 영향인자는 전단시간과 초기 전단속도임을 확인할 수 있었다. 결론적으로 모래와 자갈을 다량 함유한 조립질 하상 퇴적물은 입자-입자 간 상호 접촉, 마모, 맞물림, 마찰 등의 물리적 이동과정을 통해 입자파쇄와 세립토 함량이 증가되고 이러한 현상은 하상 퇴적물의 고유동성을 초래하는 원인이 되는 것으로 판단된다.

A well-established characterization method is required in powder bed fusion (PBF) metal additive manufacturing, where metal powder is used. The characterization methods from the traditional powder metallurgy process are still being used. However, it is necessary to develop advanced methods of property evaluation with the advances in additive manufacturing technology. In this article, the characterization methods of powders for metal PBF are reviewed, and the recent research trends are introduced. Standardization status and specifications for metal powder for the PBF process which published by the ISO, ASTM, and MPIF are also covered. The establishment of powder characterization methods are expected to contribute to the metal powder industry and the advancement of additive manufacturing technology through the creation of related databases.

양송이배지로부터 분리한 인산가용화균 Burkholderia contaminans PSB-A와 Burkholderia ambifaria PSB-B의 단일접종 및 동시접종에 따른 인산가용화 능력의 시너지 효과 및 상추생육효과를 조사하였다. 인산캄슘이 함유된 NBRIP 액체배지에 분리균을 접종하고 해리된 가용인산 (soluble phosphorus)함량을 HPLC에 의해 분석하여 인산 가용화능을 측정한 결과, 배양 3일차에 동시접종구 166.3 μg mL -1 , B. contaminans 143.7 μg mL -1 , B. ambifaria 127.1 μg mL -1의 순으로 나타나 두 종의 인산가용화세균 간의 동시접종에 의한 시너지효과가 다소 관찰되었다. 배지 내 pH 와 잔류 glucose 함량 변화도 모든 접종구에서 배양 1 - 3일 후 pH 7.0에서 pH 4.0 수준으로 감소하였으며, glucose 함량은 초기 10 mg mL -1 에서 4.3 mg mL -1 수준으로 검출되어 인산가용화능과 거의 유사한 경향을 보였다. 배양여액의 유기산 분석결과 gluconic acid 약 12.3 mg mL -1 와 malic acid 약 7.9 mg mL -1 수준으로 가장 높게 검출되었으며, 결과적으로 두 세균이 분비하는 유기산이 배지의 pH를 감소시키고, 인산 가용화를 유도하는 주요 원인임을 확인할 수 있었다. 접종 4주 후 상추 생육차이를 조사한 결과, TCP를 첨가하지 않은 B. contaminans 접종구, B. ambifaria 접종구와 동시 접종구 에 비해 TCA 첨가한 모든 처리구에서 약 7-9% 수준의 생육증진효과가 보였으나, 단일접종과 동시접종구간에 유의수준의 차이를 확인할 수 없었다.