[논문]무 알칼리 유리의 연마 조건에 따른 영향

박영희; 홍민성

doi:10.7735/ksmte.2016.25.6.440

[국내논문] 무 알칼리 유리의 연마 조건에 따른 영향
Effect of Polishing Grinding Conditions on Alkali-free Glass 원문보기

한국생산제조학회지 = Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers, v.25 no.6, 2016년, pp.440 - 444

박영희 (Department of Mechanical Engineering, Graduate School of Engineering, Ajou University) , 홍민성 (Department of Mechanical Engineering, School of Engineering, Ajou University)

Abstract ▼ AI-Helper

Owing to the introduction of various IT devices with emphasis on portability and design, the TFT (thin film transistor liquid crystal display) panel applied to IT devices has the same shape as the product, and the portability requirement of IT devices has resulted in a need for panels with higher rigidity. In this study, the effect of grinding conditions such as the feed rate and edge speed of edge grinding on the surface roughness and chipping of the machined surface is investigated using a metal bond wheel. During edge grinding of alkari-free glass, weak mechanical property of glass results in big chipping owing to generation of tensile stress at the end of grining operation. The results of this study show that the grinding characteristics of alkali-free glass are obtained and meet industry requirements.

Keyword

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

이에 본 연구에서는 패널의 유리 기판에 널리 사용되는 무 알칼리 유리의 기초적인 연삭 특성을 파악하기 위하여, 치핑(chipping) 크기 및 표면 거칠기(surface roughness)에 영향을 미치는 연삭숫돌의 원주 속도 및 이송속도의 영향을 고찰하며, 효과적인 가공 조건을 파악하고자 한다.

대상 데이터

공작물은 TFT LCD 패널의 유리 기판에 널리 사용되는 무 알칼리 유리를 80×110×0.5(폭×길이×높이) 절단하여 사용하였다. 이는 유리 기판에 알칼리 성분이 존재하게 되면, 액정에 알칼리 이온이 녹아 나와 액정의 특성을 변화시키거나, 색이 균일해지지 않아 TFT LCD 패널의 안정성에 큰 문제를 초래하게 되어 무 알칼리를 사용하고 있다.
연마가 완료된 무 알칼리 유리는 DIW(deionized water)를 사용하여 세정한 후 공초점 주사레이저 현미경을 사용하여 표면 거칠기 및 치핑을 측정하였다. 표면 거칠기는 조건별로 각기 다른 지점을 5곳을 측정하였으며, 산업 현장에서 주로 사용하는 중심선 평균 거칠기(Ra)를 기준으로 비교하였다.

데이터처리

연마가 완료된 무 알칼리 유리는 DIW(deionized water)를 사용하여 세정한 후 공초점 주사레이저 현미경을 사용하여 표면 거칠기 및 치핑을 측정하였다. 표면 거칠기는 조건별로 각기 다른 지점을 5곳을 측정하였으며, 산업 현장에서 주로 사용하는 중심선 평균 거칠기(Ra)를 기준으로 비교하였다. 치핑은 Fig.

성능/효과

연삭숫돌의 주속도가 증가하고, 이송속도가 감소할수록 연삭숫돌의 입자당 절입 깊이가 감소하게 되어 가공물의 제거량이 감소하여, 연삭숫돌과 가공면 사이의 가공 저항 감소로 인하여 표면 거칠기는 양호하며, 치핑(chipping)의 크기는 감소하였다.
연삭숫돌의 형상 변곡점 주위에서 배분력과 주분력 사이의 합성 분력의 차이로 동일 연마 조건에서도 상대적으로 큰 표면 거칠기가 나타났다. 무 알칼리 유리의 에지 가공 시 연마 시작 측에서 알칼리 유리의 연삭 지점으로의 진입에 의한 충격력에 의해 동일 연마 조건에서도 충격력에 약한 무 알칼리 유리와 같은 취성재료의 특성에 의해 상대적으로 큰 치핑이 발생하였다.
연삭숫돌의 형상 변곡점 주위에서 배분력과 주분력 사이의 합성 분력의 차이로 동일 연마 조건에서도 상대적으로 큰 표면 거칠기가 나타났다. 무 알칼리 유리의 에지 가공 시 연마 시작 측에서 알칼리 유리의 연삭 지점으로의 진입에 의한 충격력에 의해 동일 연마 조건에서도 충격력에 약한 무 알칼리 유리와 같은 취성재료의 특성에 의해 상대적으로 큰 치핑이 발생하였다.
무 알칼리 유리의 에지 가공 시 연마 종료 측에서는 인장응력의 발생으로 인장응력에 약한 유리의 기계적 성질에 의해 상대적으로 큰 치핑이 발생하였다.

후속연구

에지 가공 시 연마 조건에 따른 결과 값을 분석한 본 연구를 바탕으로 비슷한 소재에서의 가공성 향상이나 실제 제품 가공 시 품질 향상에 기여할 수 있을 것으로 보인다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	패널의 강성 요구가 커지는 이유는?	IT(information technology) 기술 발전으로 인하여 2010년 이후 휴대성 및 디자인(design)이 강조된 다양한 IT 기기들이 등장하면서 손에 쥐는 느낌이 좋게 하거나 제품만의 독특한 디자인을 위하여 IT 기기에 채용되는 TFT LCD (thin film transistor liquid crystal display) 패널(panel)은 제품의 외형과 동일하게 기존의 직사각형 모양이 아닌 모서리가 둥근 모양을 띠는 등 다양한 모양을 띠고 있다. 휴대성이 강조됨에 따라 IT기기들의 경량화 및 슬림 (slim)화로 패널이 얇아짐에 따라 외부의 충격으로부터 IT기기들을 보호하기 위한 패널의 강성 요구가 커지고 있다. TFT LCD 패널의 제조 과정에서 봉지 및 경화 공정 이후에 기판에서 각각의셀(cell)로 절단하여 분리하는 절단 공정이 이루어진다.
	어떠한 공정이 TFT LCD 패널의 강성을 저하시키는가?	절단 공정은 기판보다 경도가 높은 다이아몬드(diamond) 재질의 펜(pen)으로 기판 표면에 절단선을 형성하는 금긋기(scribe) 공정과 힘을 가하여 절단하는 파단(break) 공정으로 이루어진다[1].
	TFT LCD 패널의 모양은?	IT(information technology) 기술 발전으로 인하여 2010년 이후 휴대성 및 디자인(design)이 강조된 다양한 IT 기기들이 등장하면서 손에 쥐는 느낌이 좋게 하거나 제품만의 독특한 디자인을 위하여 IT 기기에 채용되는 TFT LCD (thin film transistor liquid crystal display) 패널(panel)은 제품의 외형과 동일하게 기존의 직사각형 모양이 아닌 모서리가 둥근 모양을 띠는 등 다양한 모양을 띠고 있다. 휴대성이 강조됨에 따라 IT기기들의 경량화 및 슬림 (slim)화로 패널이 얇아짐에 따라 외부의 충격으로부터 IT기기들을 보호하기 위한 패널의 강성 요구가 커지고 있다.

참고문헌 (8)

Kim, W. S., Choi, B. D., 2008, LCD Fabrication Process and Equipment, Naeha, Seoul.
Kim, T. S., 2009, A Complete of Edition of Grinder, Meere Company.
Kwak, T. K., Kwak, J. S., Ha M. K., Koo, Y., Ryoo, I. I., 2001, Evaluation of Grinding Characteristics on the Hardened-Brittle and Difficult-to-Grind Materials, Korean Society for Precision Engineering Conference Proceeding, 1101-1104.
Yoo, J. B., Lee, S. W., Jeong, H. D., Choi, H. Z., 1999, On the Paradox of the Destabilizing Effect of Damping in Non-conservative Systems, Journal of the Korean Society for Precision Engineering, 16:1 18-25.
KISTI, 2009, LCD Glass, KISTI, 6-10.
Kim, C.S., Seo, Y. I., Choi, H., Jeong, S.H., Lee, J. C., 1997, A Study on the Side-cut Grinding using the Machining Center, Korean Society for Precision Engineering Conference Proceeding, 900-904.
Kim, S. -C., Lee, J. -W., 1997, Study on Grinding Force and Ground Surface of Ferrite, Journal of the Korean Society of Machine Tool Engineers, 6:3 17-25.
Moon, Y. S., Gong, H. S., 2008, An Experimental Study on the Fire Investigation to the Broken Plane Types of Glass, Journal of the Korea Safety Management & Science, 10:4 105-109.

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