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KCI 후보
Processing, microstructure, and properties of a YAG-based ceramic cutting tool material for titanium alloy machining
Tai-Il Mah, Hee Dong Lee, Triplicane A. Parthasarathy, Michael K. Cinibulk
UCI G704-001111.2004.5.4.014

로봇은 조립, 도장, 용접 등 단순 반복 작업이나 위험한 지역의 탐사 및 산업현장에서 벗어나 좀더 다양한 분야로 발전되어지고 있다. 최근 로봇의 형태는 인간의 명령을 이행하고 스스로 학습하며, 감정을 지닐 수 있는 인공지능을 내장한 로봇이다. 활용의 예 중에는 ‘가족 도우미’의 역할을 수행하는 로봇으로 가사, 방범, 오락, 교육 그리고 인공비서 등의 기능을 담당하는 형태로 향후 가정의 필수품으로 자리 잡을 전망이다. 이러한 가정용 로봇의 구현을 위해서 인공지능의 요소를 활용하는 것은 당연하다. 일차적으로 로봇이 여러 가지의 기능을 수행하기 위해서는 환경 정보를 받아들이는 센서의 역할이 크며 이런 센서를 사용조건에 맞게 활용하는 것도 중요하다. 본 논문에서는 로봇에 부착된 여러 개의 센서를 융합하고 융합된 여러 종류의 센서값을 이용하여 로봇이 주변환경에 맞게 행동을 할 수 있도록 소프트 컴퓨팅 기법을 이용하였다. 또한 로봇의 행동모듈을 구성하여 인간에게 시각청각적인 효과를 줄 수 있도록 인간 친화형 지능 로봇을 구현하고자 한다.

A new ceramic composite cutting tool material (YST)+, based on a YAG(Y3Al5O12) matrix, was developed for the improved machining of titanium alloys. Reaction couple studies of the cutting tool material, as well as YAG single crystals, with commercial grade titanium showed the formation of a thin passivating layer of Y2O3 next to the composite which is exceptionally resistant to attack by titanium. The YST cutting tools developed in this study are electrically conductive and were easily machined using electro-discharge machining. Microstructural analysis of fully dense YST, using optical, scanning, and transmission electron microscopies, revealed the presence of three distinct constituent phases (YAG, SiCw, and TiC) with no discernible reaction amongst the phases. The average four-point flexural strength of the YST was approximately 700 MPa and the fracture origins were identified as large TiC particles or TiC particle-agglomerates. Analysis of fracture toughness measurements, based on the indentation induced controlled surface flaw/strength technique, showed a pronounced rising Rcurve behavior of YST. The SEM analyses showed clear evidence of SiC whisker pullouts and bridging, which support the rising R-curve behavior of YST. Preliminary machining experiments using the YST cutting tool (not yet optimized) on Ti-6Al- 4V alloy showed similar machining characteristics as conventional cutting tool materials (e.g., cemented carbides). It is suggested that process optimization will yield significantly improved cutting tools for titanium machining.

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