[논문]펄스전해가공을 이용한 인바 박판의 가공 형상 및 Overcutting 현상에 관한 연구

양부열; 김성현; 최승건; 최웅걸; 전광호; 이은상

doi:10.7735/ksmte.2015.24.3.314

펄스전해가공을 이용한 인바 박판의 가공 형상 및 Overcutting 현상에 관한 연구
A Study on Processing Shape and Overcutting of Invar Sheet by Pulse Electrochemical Machining 원문보기

한국생산제조시스템학회지 = Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers, v.24 no.3, 2015년, pp.314 - 319

양부열 (School of Mechanical Engineering, Inha University) , 김성현 (School of Mechanical Engineering, Inha University) , 최승건 (School of Mechanical Engineering, Inha University) , 최웅걸 (School of Mechanical Engineering, Inha University) , 전광호 (School of Mechanical Engineering, Inha University) , 이은상 (Department of Mechanical Engineering, Inha University)

Abstract ▼ AI-Helper

Invar is a compound metal of Fe-Ni system contained 36.5% Ni. The characteristic of invar is that the coefficient of thermal expansion is $1.0{\times}10^{-6}cm/^{\circ}C$. It is approximately 10 times smaller than series of steel. Because of this low thermal expansion characteristic of Invar, it is used to shadow mask of display device such as UHDTV or OLED TV. In this study, pulse current from pulse generator instead of DC current is used to overcome the disadvantages of the conventional electrochemical machining. Pulsed current with different duty factor in PECM affect the precise geometry. Pulse electrochemical machining is conducted to machine the micro hole to the invar sheet with different duty factor. The machined shape and overcut of invar sheet with different duty factor is observed by optical microscope and scanning electron microscope (SEM).

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이러한 장점들 때문에 현재 펄스전해가공을 이용한 가공 공정에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 마스킹처리가 된 인바 박판에 펄스 전해가공 공정을 이용하여 가공 시 펄스의 변화에 따른 영향을 비교하기 위해 충격계수(duty factor)에 따라 가공되는 형상 비교 및 오버커팅(overcutting)의 경향에 대해 알아보았다.

제안 방법

본 논문에서는 펄스 전류를 인가한 전해가공을 이용하여 masking 처리가 된 인바 박판을 가공하였을 경우, 충격계수의 변화에 따른 가공 형상 및 오버커팅 현상의 크기에 대한 연구를 수행 하여 펄스전해가공의 제거효과, 경향을 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
충격계수의 변화에 따른 인바 박판의 가공 형상의 변화를 알아보기 위해 각 duty factor 20%, 50%, 80%의 조건으로 실험을 해보았다. Fig.

대상 데이터

충격계수에 따른 오버커팅 크기의 변화를 알아보기 위해인바 필름의 가공된 앞면과 뒷면의 면적을 비교하기 위해 앞(front)과 뒤(back)의 면적 차이를 비교함으로써, 오버커팅의 크기를 측정하였다. Fig.

데이터처리

7은 펄스전해가공으로 가공된 인바 박판 정면과 후면의 오버커팅 현상을 보여주는 개략도이다. 가공된 전면과 후면의 면적의 크기를 비교하여 충격계수에 따른 충격계수에 끼치는 영향에 대해서 비교해 보았다. 충격계수 50%을 기준으로 40%와 60%의 추가실험을 진행하여 정면 형상의 평균적인 가공면적 및 입구와 출구의 가공된 홀의 면적을 측정하였다.

성능/효과

(2) 충격계수의 증가에 따라 off-time에 비해 on-time의 비율이 높아지게 되므로 전류의 집중도가 높아지게 되고, 가공간극 또한 증가하게 된다.
(3) 가공된 인바 박판의 전면과 후면의 가공된 면적을 비교해 본 결과, 충격계수가 증가함에 따라 오버커팅의 크기 또한 증가한다. 본 연구에서는 충격계수 40%의 조건에서 비교적 양호한 상태의 정면 형상과 다른 조건에 비해 작은 오버커팅의 현상이 발생했다.
(3) 가공된 인바 박판의 전면과 후면의 가공된 면적을 비교해 본 결과, 충격계수가 증가함에 따라 오버커팅의 크기 또한 증가한다. 본 연구에서는 충격계수 40%의 조건에서 비교적 양호한 상태의 정면 형상과 다른 조건에 비해 작은 오버커팅의 현상이 발생했다. 추후 좀 더 다양한 실험을 통해 오버커팅의 크기를 줄이는 연구가 진행될 것이라 기대된다.

후속연구

본 연구에서는 충격계수 40%의 조건에서 비교적 양호한 상태의 정면 형상과 다른 조건에 비해 작은 오버커팅의 현상이 발생했다. 추후 좀 더 다양한 실험을 통해 오버커팅의 크기를 줄이는 연구가 진행될 것이라 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	인바합금은 어디에 사용되는가?	이는 일반 철강 재료에 비해 10배 정도 낮은 치수이다. 이러한 인바의 저열팽창 특성으로 인해 UHDTV, LED display shadow mask, mobile devices 및 다양한 분야에서 응용되고 있다 [2,3] . 인바는 현재 기존의 기계적인 가공 및 전주주형 법으로 가공이 되고 있다.
	인바의 기계적인 가공 공정의 문제점은 무엇인가?	인바는 현재 기존의 기계적인 가공 및 전주주형 법으로 가공이 되고 있다. 일반적으로 기존의 기계적인 가공 공정의 문제점은 가공 후 공작물에 열변형과 버(burr)가 남는 것은 물론, 공구의 마모 등 여러 가지 문제점이 존재한다. 인바의 특성을 유지하기 위해 레이저 가공, 초음파 가공, 마이크로 엔드밀, 드릴링, 전해연마 및 전해가공 등의 좀 더 발전된 가공 공정이 연구되고 있다 [4] .
	인바는 어떻게 가공되고 있는가?	이러한 인바의 저열팽창 특성으로 인해 UHDTV, LED display shadow mask, mobile devices 및 다양한 분야에서 응용되고 있다 [2,3] . 인바는 현재 기존의 기계적인 가공 및 전주주형 법으로 가공이 되고 있다. 일반적으로 기존의 기계적인 가공 공정의 문제점은 가공 후 공작물에 열변형과 버(burr)가 남는 것은 물론, 공구의 마모 등 여러 가지 문제점이 존재한다.

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