커버 글래스 엣지 가공을 위한 다이아몬드 입자 전착 공구 제작 및 가공성 평가 Fabrication and Evaluation of Machinability of Diamond Particle Electroplating Tool for Cover-Glass Edge Machining원문보기
In these days, due to generalization of using smart mobile phone and wearable device such as smart watch, demand of Cover-glass and touch screen panel for protecting display increases. With increasing the demand of Cover-glass, slimming technique is promising for weight lightening, zero bezel. Cover...
In these days, due to generalization of using smart mobile phone and wearable device such as smart watch, demand of Cover-glass and touch screen panel for protecting display increases. With increasing the demand of Cover-glass, slimming technique is promising for weight lightening, zero bezel. Cover-glass produced by this technique is required to decreasing thickness with increase strength. In the Cover-glass manufacturing process, mechanical processing and chemical processing has improve in the strength. Generally, Diamond electrodeposition wheel is used in mechanical process. Reinforced glass with the characteristics of the brittle and high hardness was manufactured by using a diamond electrodeposition wheel. At this time, Because of surface of the tool present non-uniform distribution of diamond particle, it has generate Loading of wheel and it has been decrease life of grinding tool, efficiency of grinding, quality and shape accuracy of workpiece. Thus Research is needed to controling particle distribution of diamond electrodeposition wheel uniformly. And it is necessary to study micro hole machining such as proximity senser hole, speaker hole positioned Cover-glass. Reinforced glass with the characteristics of the brittle and high hardness is difficult to machining. Processing of reinforced glass have generated wear of tool, micro cracks. Also, it is decreasing shape accuracy. In this paper, We conducted a study on how to control particle distribution uniformly about the diamond tool manufactured using elecetodeposition processing. It analyzed the factors that affect the arrangement of the particles in the electrodeposition process by design of experiment. And There is produced the grinding tool, which derives an optimum deposition conditions, for processing Cover-glass edge and the machinability was evaluated.
In these days, due to generalization of using smart mobile phone and wearable device such as smart watch, demand of Cover-glass and touch screen panel for protecting display increases. With increasing the demand of Cover-glass, slimming technique is promising for weight lightening, zero bezel. Cover-glass produced by this technique is required to decreasing thickness with increase strength. In the Cover-glass manufacturing process, mechanical processing and chemical processing has improve in the strength. Generally, Diamond electrodeposition wheel is used in mechanical process. Reinforced glass with the characteristics of the brittle and high hardness was manufactured by using a diamond electrodeposition wheel. At this time, Because of surface of the tool present non-uniform distribution of diamond particle, it has generate Loading of wheel and it has been decrease life of grinding tool, efficiency of grinding, quality and shape accuracy of workpiece. Thus Research is needed to controling particle distribution of diamond electrodeposition wheel uniformly. And it is necessary to study micro hole machining such as proximity senser hole, speaker hole positioned Cover-glass. Reinforced glass with the characteristics of the brittle and high hardness is difficult to machining. Processing of reinforced glass have generated wear of tool, micro cracks. Also, it is decreasing shape accuracy. In this paper, We conducted a study on how to control particle distribution uniformly about the diamond tool manufactured using elecetodeposition processing. It analyzed the factors that affect the arrangement of the particles in the electrodeposition process by design of experiment. And There is produced the grinding tool, which derives an optimum deposition conditions, for processing Cover-glass edge and the machinability was evaluated.
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문제 정의
본 논문에서는 Display 보호용으로 사용되는커버글래스의 제조공정 중 물리적 가공방법인 연삭 공정에 대하여 연구하였다. 연삭공정에 사용되는 다이아몬드 전착 공구의 표면에 존재하는 입자의 불균일한 배열로 인하여 발생하는 문제점을 해결하기 위해 전착 공정을 이용한 다이아몬드 공구 제작 시 입자의 배열에 영향을 주는 요인을 실험계획법 중 요인배치법을 통해 분석하고 최적 조건을 도출하였다.
제안 방법
전착 공정 시 입자 전착에 영향을 미치는 인자는 전류 밀도와 도금 시간으로 선정하였다. 도금 시간은 다이아몬드 입자의 균일도를 결정하는 1차 공정에서 5수준을 선정하였고, 2차 공정은 입자를 고정시키기 위한 공정으로 다이아몬드 입자가 없는 상태에서 니켈 도금을 20 분 간 수행하였다
또한 커버 글래스의 제조 공정에서 장비의 진동은 이ass에 가공 결함인 chipping, notch, scratch, crack이 커버 글래스에 발생하며 장비의 진동이 커질수록 결함 발생 확률이 증가하고 유리의 강도가 저하되며 외부의 충격에 의해 파괴가 일어날 수 있다' 이를 최소화하기 위하여 다이아몬드 전착 공구 제작 시 일정한 배열을 가지는 전착 공정조건이 필수적이다. 본 논문에서는 다이아몬드 입자를 이용하여 일정한 배열을 가지는 전착 공구를 제작하였으며, 전착된 공구를 이용하여 커버글라스 엣지를 연삭 및 표면 상태를 분석하였다
본 연구에서 다이아몬드 전착 공정 후 눈메움 현상의 감소를 위해 전착 된 면적에서 다이아몬드 입자가 60% 이하로 분포하는 입자 밀도를 목적 함수로 선정하였다. 실험계획법을 토대로 실험 후 각 시편의 표면을 임의로 4 point를 공구현미경을 이용하여 측정하여 이미지를 획득하였으며, 이를 분석하기 위하여 공학용 소프트웨어 인 MATLAB을 이용하여 이미지를 이진화하여 니켈 표면은 검은색으로, 다이아몬드 입자는 흰색으로 변환하여 입자의 밀도를 pixel 값으로 수치화 하였다 Fig.
연삭 가공 중 커버 글래스의 강도 향상을 위하여 엣지의 형상이 잉ass의 강도에 미치는 영향을 유한요소해석을 통하여 분석하였다. Fig.
대하여 연구하였다. 연삭공정에 사용되는 다이아몬드 전착 공구의 표면에 존재하는 입자의 불균일한 배열로 인하여 발생하는 문제점을 해결하기 위해 전착 공정을 이용한 다이아몬드 공구 제작 시 입자의 배열에 영향을 주는 요인을 실험계획법 중 요인배치법을 통해 분석하고 최적 조건을 도출하였다. 다이아몬드 전착 시 입자의 균일도에 대한 최적 조건으로는 0.
공정 조건을 도출하였다. 전착 공정 시 입자 전착에 영향을 미치는 인자는 전류 밀도와 도금 시간으로 선정하였다. 도금 시간은 다이아몬드 입자의 균일도를 결정하는 1차 공정에서 5수준을 선정하였고, 2차 공정은 입자를 고정시키기 위한 공정으로 다이아몬드 입자가 없는 상태에서 니켈 도금을 20 분 간 수행하였다
또한 1차 전착 시간은 20분으로 도출되었다. 커버 글래스 엣지의 연삭을 위하여 도출된 조건을 이용하여 다이아몬드 전착 공구를 straight Type 와 groove Type 두 가지 형상으로 제작하여 연삭 공정을 수행하였으며 엣지가연삭된 커버 글래스를 4점 굽힘강도 시험을 통해 커버 글래스 엣지의 형상에 따른 굽힘 강도를 비교분석 하였다. 분석 결과 groove type의 굽힘 강도가 straight type의 굽힘 강도보다 상대적으로 높게 측정되었으며, 이를 통해 커버 글래스의 엣지 형상이 groove type에 가까울수록 응력 집중이 감소하여 굽힘 강도가 증가하는 것을 알 수 있다.
9는 커버 글래스 엣지의 굽힘 강도 분석을 위한 유한요소해석이다 4점 굽힘 강도 분석을 위한 시스템은 미국 재료 시험힉회 (American Society for Testing and Material, ASTM C-158-02)13)를 토대로 설계하였고, 커버 글래스에 하중을 가하는 상부와 시편을 고정시키는 하부로 구성하였다. 커버 글래스 엣지의 형상은 flat type과 groove typee로 설계하였으며, groove typee 커버 글래스 엣지에 접하는 원호로 설계하였다.
성능/효과
연삭공정에 사용되는 다이아몬드 전착 공구의 표면에 존재하는 입자의 불균일한 배열로 인하여 발생하는 문제점을 해결하기 위해 전착 공정을 이용한 다이아몬드 공구 제작 시 입자의 배열에 영향을 주는 요인을 실험계획법 중 요인배치법을 통해 분석하고 최적 조건을 도출하였다. 다이아몬드 전착 시 입자의 균일도에 대한 최적 조건으로는 0.05A/cm2 으로 나타났으며, 전류밀도 (0.01A/cm2)는 전착된 다이아몬드 입자의 수가 적어 연삭 효율이 저하될 것으로 판단된다. 또한 1차 전착 시간은 20분으로 도출되었다.
커버 글래스 엣지의 연삭을 위하여 도출된 조건을 이용하여 다이아몬드 전착 공구를 straight Type 와 groove Type 두 가지 형상으로 제작하여 연삭 공정을 수행하였으며 엣지가연삭된 커버 글래스를 4점 굽힘강도 시험을 통해 커버 글래스 엣지의 형상에 따른 굽힘 강도를 비교분석 하였다. 분석 결과 groove type의 굽힘 강도가 straight type의 굽힘 강도보다 상대적으로 높게 측정되었으며, 이를 통해 커버 글래스의 엣지 형상이 groove type에 가까울수록 응력 집중이 감소하여 굽힘 강도가 증가하는 것을 알 수 있다.
커버 글래스 엣지의 형상에 따른 glass의 4점 굽힘 강도 해석 결과, straight type에서 147.65MP% groove typee 239.5MPa의 굽힘 강도를 확인하였다. 이를 통해 커버 글래스 엣지에 groove type으루 가공하였을 때 응력집중이 가장 감소된 것을 알 수 있다 Fig.
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