본 논문은 광학렌즈를 제작하기 위한 초정밀 금형가공에서 가공 중에 발생하는 공구마모의 영향을 최소화한 가공법 제시를 통해 가공정밀도를 개선하기 위한 연구를 수행하였다. 실험은 1.0nm 이송제어 분해능을 갖는 초정밀가공기에서 다이아몬드공구를 이용하여 수행하였으며, 주요 연구내용은 다음과 같다. 1) 초정밀 금형가공에서 가공정밀도에 잦은 영향을 미치는 주요 환경요소를 주변환경, 공구오차, 가공조건, 진동 및 공구마모로 분류하였으며, 개별요소에 따른 가공오차의 유형을 분석하였다. 2) ...
본 논문은 광학렌즈를 제작하기 위한 초정밀 금형가공에서 가공 중에 발생하는 공구마모의 영향을 최소화한 가공법 제시를 통해 가공정밀도를 개선하기 위한 연구를 수행하였다. 실험은 1.0nm 이송제어 분해능을 갖는 초정밀가공기에서 다이아몬드공구를 이용하여 수행하였으며, 주요 연구내용은 다음과 같다. 1) 초정밀 금형가공에서 가공정밀도에 잦은 영향을 미치는 주요 환경요소를 주변환경, 공구오차, 가공조건, 진동 및 공구마모로 분류하였으며, 개별요소에 따른 가공오차의 유형을 분석하였다. 2) 회전대칭비구면렌즈 금형가공에서는 형상정밀도를 최적화하기 위한 반복된 가공과정에서 절삭공구가 점차 마모되어 가며, 이로 인해 가공표면의 거칠기가 저하되는 것으로 분석하였다. 이러한 문제를 해결하기 위해 Multi Single Point Diamond Turning 가공법을 제시하고, 실험을 통해 유효성을 확인하였다. 3) 스파이럴 밀링을 이용한 마이크로렌즈 어레이 금형가공에서는 밀링공구의 런아웃 편차에 의한 영향으로 가공오차가 발생하는 것으로 분석하였으며, 이를 개선하기 위한 Tilted Spiral Milling 가공법을 제시하고 그 유효성을 확인하였다. 4) 래스터 밀링을 이용한 마이크로렌즈 어레이 금형가공에서는 밀링공구의 런아웃 편차와 공구마모에 의한 영향을 최소화하여 가공정밀도를 개선하기 위한 Single Point Raster Milling 가공법을 제시하고 그 유효성을 확인하였다.
본 논문은 광학렌즈를 제작하기 위한 초정밀 금형가공에서 가공 중에 발생하는 공구마모의 영향을 최소화한 가공법 제시를 통해 가공정밀도를 개선하기 위한 연구를 수행하였다. 실험은 1.0nm 이송제어 분해능을 갖는 초정밀가공기에서 다이아몬드공구를 이용하여 수행하였으며, 주요 연구내용은 다음과 같다. 1) 초정밀 금형가공에서 가공정밀도에 잦은 영향을 미치는 주요 환경요소를 주변환경, 공구오차, 가공조건, 진동 및 공구마모로 분류하였으며, 개별요소에 따른 가공오차의 유형을 분석하였다. 2) 회전대칭 비구면렌즈 금형가공에서는 형상정밀도를 최적화하기 위한 반복된 가공과정에서 절삭공구가 점차 마모되어 가며, 이로 인해 가공표면의 거칠기가 저하되는 것으로 분석하였다. 이러한 문제를 해결하기 위해 Multi Single Point Diamond Turning 가공법을 제시하고, 실험을 통해 유효성을 확인하였다. 3) 스파이럴 밀링을 이용한 마이크로렌즈 어레이 금형가공에서는 밀링공구의 런아웃 편차에 의한 영향으로 가공오차가 발생하는 것으로 분석하였으며, 이를 개선하기 위한 Tilted Spiral Milling 가공법을 제시하고 그 유효성을 확인하였다. 4) 래스터 밀링을 이용한 마이크로렌즈 어레이 금형가공에서는 밀링공구의 런아웃 편차와 공구마모에 의한 영향을 최소화하여 가공정밀도를 개선하기 위한 Single Point Raster Milling 가공법을 제시하고 그 유효성을 확인하였다.
In this paper, to improve the surface morphology of the optical lens’s mold, there were proposed the machining methods that minimizes the effect of tool wear. The experiments were carried out using a diamond tool in an ultra-precision diamond machine. And the main research contents are as follows.
In this paper, to improve the surface morphology of the optical lens’s mold, there were proposed the machining methods that minimizes the effect of tool wear. The experiments were carried out using a diamond tool in an ultra-precision diamond machine. And the main research contents are as follows. 1) To analyze the types of surface morphology error according to individual factors that cause machining error, the machining experiments were conducted. The major factors causing machining error were classified into the strain of air-pressure, external impact, tool errors, machining conditions (rotational speed and feed rate), tool wear, and vibration. 2) The surface roughness of the aspherical lens’s mold is deteriorated due to the diamond tool gradually wears out by repeated machining. To improved the surface roughness, the “Multi Single Point Daimond Turning” machining method that minimizes the effect of tool wear was proposed. 3) In the conventional spiral milling method for the fabrication of the microlens array, the surface morphology problem especially hump formation is often provoked by tool’s run-out deviation on the center area of the machined surface. The hump formation initiated by tool error is very difficult to remove, unless the cutting tool is replaced by a new one. In this chapter, we propose the ‘Tilted Spiral Milling’ method for the fabrication of the precise microlens array by eliminating the influence of the tool error. 4) To improve the surface morphology of the microlens array by the raster milling method, the machining experiments were carried out. Three types of raster milling methods were applied: Parallel, Tilted, and Single point raster milling. The single point raster milling was confirmed to be a highly robust machining method, because the surface morphology was rarely affected by the tool’s error.
In this paper, to improve the surface morphology of the optical lens’s mold, there were proposed the machining methods that minimizes the effect of tool wear. The experiments were carried out using a diamond tool in an ultra-precision diamond machine. And the main research contents are as follows. 1) To analyze the types of surface morphology error according to individual factors that cause machining error, the machining experiments were conducted. The major factors causing machining error were classified into the strain of air-pressure, external impact, tool errors, machining conditions (rotational speed and feed rate), tool wear, and vibration. 2) The surface roughness of the aspherical lens’s mold is deteriorated due to the diamond tool gradually wears out by repeated machining. To improved the surface roughness, the “Multi Single Point Daimond Turning” machining method that minimizes the effect of tool wear was proposed. 3) In the conventional spiral milling method for the fabrication of the microlens array, the surface morphology problem especially hump formation is often provoked by tool’s run-out deviation on the center area of the machined surface. The hump formation initiated by tool error is very difficult to remove, unless the cutting tool is replaced by a new one. In this chapter, we propose the ‘Tilted Spiral Milling’ method for the fabrication of the precise microlens array by eliminating the influence of the tool error. 4) To improve the surface morphology of the microlens array by the raster milling method, the machining experiments were carried out. Three types of raster milling methods were applied: Parallel, Tilted, and Single point raster milling. The single point raster milling was confirmed to be a highly robust machining method, because the surface morphology was rarely affected by the tool’s error.
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