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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 박동삼
- 발행연도
- 2015
- 저작권
- 인천대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수1
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최근 터치스크린을 적용한 다양한 디스플레이 장치의 개발로 커버유리는 필수적인 요소로 부각되고 있다. 최근에는 모바일 기기 시장이 확대됨에 따라 얇고 잘 깨지지 않는 커버유리가 요구되고 있으며, 그에 따른 가공기술 개발도 활발히 연구되고 있다.
커버유리의 기존 가공방법으로는 크게 레이저가공, 방전가공, 워터젯 가공 등의 일반 기계가공 기술을 응용한 것을 사용하는데, 커버유리 가공에서 가장 핵심인 면취공정은 절단공정 후에 추가로 이루어지고 있으며, 면취공정의 어려움으로 커버유리의 미세형상 가공에 큰 어려움이 있다. 이로 인하여 커버유리의 소재나 두께, 크기 및 형상에 제한을 받고 있는 상황이다.
커버유리는 정밀가공의 어려움으로 현재 커버유리의 외형은 단순한 사각형태의 모양이 대부분이다. 다양한 디자인 적용을 위한 새로운 커버유리 가공기술을 개발할 경우, 터치스크린 산업 및 디스플레이 산업에서 큰 획기적인 변화를 가져올 것이다.
본 연구에서는 파우더 블라스팅을 이용한 커버유리의 가공방법과, 모서리 면취에 대한 가공기술을 개발함으로써 터치스크린 적용 제품의 디자인 경쟁력 강화를 위한 여러 형태의 가공기술을 적용할 수 있는 계기를 마련하고자 한다.
파우더 블라스팅은 고속의 공기나 가스에 의해 가속된 미세입자들이 고속 고밀도로 시편에 충돌되면서 미세가공을 하는 것으로, 기본적으로는 기계적 애칭의 한 가공법이다. 가공 조건으로는 노즐과 피삭재의 거리, 노즐의 크기, 노즐의 이송속도, 분사재의 종류 및 크기, 분사량, 분사압력 등이 있으며, 가공의 정밀성, 생산성을 위해 적절한 조건으로 가공을 수행하여야 한다.
본 연구에서는 파우더 블라스팅을 이용한 커버유리의 형상 가공방법과, 커버유리의 모서리 면취 가공기술을 위한 파우더 블라스팅의 노즐과 시편의 각도, 시편의 양면 가공 등 커버유리의 정밀성과 효율성을 증대할 수 있는 가공조건을 제시하고자 다음과 같은 연구를 수행하였다.
첫째, 커버유리를 파우더 블라스팅 공정으로 가공하기 위해 가공성 평가를 수행하였다. 커버유리의 소재는 NEG사의 T2X-1을 사용하였으며, 분사재는 GC #400, GC #800을 사용하였다. 실험을 통하여 최적의 가공조건으로는 분사재 GC #400, 분사량 100g/min, 분사압력 0.4MPa을 얻었으며, 절단가공을 할 주사 횟수는 20회로 하였다.
둘째, 파우더 블라스팅시 노즐과 시편의 각도에 따른 시편 절단면 분석을 위해 노즐과 시편의 각도를 50°, 70°, 90°로 하여 가공을 수행하였으며, 각 20개의 시편의 각도를 얻었다.
노즐과 시편의 각도에 따른 분사각도가 커질수록 접촉력이 커지므로 측면 크랙의 크기가 커짐에 따라 제거율이 증가하게 되는 것을 알 수 있었으며, 노즐의 분사각이 커질수록 투사 밀도가 증가하여 측면 크랙의 깊이가 커지는 결과를 얻었다.
50°의 왼쪽 시편 평균값은 25.47°, 오른쪽 시편 평균값은 100.17°를 나타났으며, ±1°의 편차를 보였으며, 재연성을 갖는 실험이었음을 알 수 있었다.
70°의 왼쪽 시편 평균값은 50.19°, 오른쪽 시편 평균값은 92.1°의 결과를 얻었으며, 왼쪽 시편의 가공 결과는 커버유리의 단면 면취공정에 적용할 수 있는 각도이며, 오른쪽 시편의 결과는 직각과 유사한 결과를 얻었다.
90°의 가공 조건은 파우더 블라스팅시의 일반적인 가공조건이며, 왼쪽 시편 평균값은 66.92°, 오른쪽 시편 평균 값은 67.16°를 얻을 수 있었다.
셋째, 커버유리의 모서리 면취 가공 수행을 위하여 시편을 동일하게 양면 마스킹을 수행하였으며, 실험 조건은 분사재 GC #400과 GC #800의 두가지 조건으로 수행하였는데, 실험결과 모서리 면취부는 약 135°를 나타냈으며, 두조건 모두 비슷한 결과를 얻었으나, 각 분사재 조건에 따른 노즐의 주사 횟수가 20회, 70회로 약 3.5배 정도 가공시간이 더 소요되었다.
커버유리의 양면 가공에서는 정확히 시편의 가운데를 기준으로 135°정도의 챔버형상을 얻을 수 있었다.
커버유리의 기존 가공방법으로는 크게 레이저가공, 방전가공, 워터젯 가공 등의 일반 기계가공 기술을 응용한 것을 사용하는데, 커버유리 가공에서 가장 핵심인 면취공정은 절단공정 후에 추가로 이루어지고 있으며, 면취공정의 어려움으로 커버유리의 미세형상 가공에 큰 어려움이 있다. 이로 인하여 커버유리의 소재나 두께, 크기 및 형상에 제한을 받고 있는 상황이다.
커버유리는 정밀가공의 어려움으로 현재 커버유리의 외형은 단순한 사각형태의 모양이 대부분이다. 다양한 디자인 적용을 위한 새로운 커버유리 가공기술을 개발할 경우, 터치스크린 산업 및 디스플레이 산업에서 큰 획기적인 변화를 가져올 것이다.
본 연구에서는 파우더 블라스팅을 이용한 커버유리의 가공방법과, 모서리 면취에 대한 가공기술을 개발함으로써 터치스크린 적용 제품의 디자인 경쟁력 강화를 위한 여러 형태의 가공기술을 적용할 수 있는 계기를 마련하고자 한다.
파우더 블라스팅은 고속의 공기나 가스에 의해 가속된 미세입자들이 고속 고밀도로 시편에 충돌되면서 미세가공을 하는 것으로, 기본적으로는 기계적 애칭의 한 가공법이다. 가공 조건으로는 노즐과 피삭재의 거리, 노즐의 크기, 노즐의 이송속도, 분사재의 종류 및 크기, 분사량, 분사압력 등이 있으며, 가공의 정밀성, 생산성을 위해 적절한 조건으로 가공을 수행하여야 한다.
본 연구에서는 파우더 블라스팅을 이용한 커버유리의 형상 가공방법과, 커버유리의 모서리 면취 가공기술을 위한 파우더 블라스팅의 노즐과 시편의 각도, 시편의 양면 가공 등 커버유리의 정밀성과 효율성을 증대할 수 있는 가공조건을 제시하고자 다음과 같은 연구를 수행하였다.
첫째, 커버유리를 파우더 블라스팅 공정으로 가공하기 위해 가공성 평가를 수행하였다. 커버유리의 소재는 NEG사의 T2X-1을 사용하였으며, 분사재는 GC #400, GC #800을 사용하였다. 실험을 통하여 최적의 가공조건으로는 분사재 GC #400, 분사량 100g/min, 분사압력 0.4MPa을 얻었으며, 절단가공을 할 주사 횟수는 20회로 하였다.
둘째, 파우더 블라스팅시 노즐과 시편의 각도에 따른 시편 절단면 분석을 위해 노즐과 시편의 각도를 50°, 70°, 90°로 하여 가공을 수행하였으며, 각 20개의 시편의 각도를 얻었다.
노즐과 시편의 각도에 따른 분사각도가 커질수록 접촉력이 커지므로 측면 크랙의 크기가 커짐에 따라 제거율이 증가하게 되는 것을 알 수 있었으며, 노즐의 분사각이 커질수록 투사 밀도가 증가하여 측면 크랙의 깊이가 커지는 결과를 얻었다.
50°의 왼쪽 시편 평균값은 25.47°, 오른쪽 시편 평균값은 100.17°를 나타났으며, ±1°의 편차를 보였으며, 재연성을 갖는 실험이었음을 알 수 있었다.
70°의 왼쪽 시편 평균값은 50.19°, 오른쪽 시편 평균값은 92.1°의 결과를 얻었으며, 왼쪽 시편의 가공 결과는 커버유리의 단면 면취공정에 적용할 수 있는 각도이며, 오른쪽 시편의 결과는 직각과 유사한 결과를 얻었다.
90°의 가공 조건은 파우더 블라스팅시의 일반적인 가공조건이며, 왼쪽 시편 평균값은 66.92°, 오른쪽 시편 평균 값은 67.16°를 얻을 수 있었다.
셋째, 커버유리의 모서리 면취 가공 수행을 위하여 시편을 동일하게 양면 마스킹을 수행하였으며, 실험 조건은 분사재 GC #400과 GC #800의 두가지 조건으로 수행하였는데, 실험결과 모서리 면취부는 약 135°를 나타냈으며, 두조건 모두 비슷한 결과를 얻었으나, 각 분사재 조건에 따른 노즐의 주사 횟수가 20회, 70회로 약 3.5배 정도 가공시간이 더 소요되었다.
커버유리의 양면 가공에서는 정확히 시편의 가운데를 기준으로 135°정도의 챔버형상을 얻을 수 있었다.
목차
제 1 장 서 론1. 1. 연구배경 11. 2. 연구의 필요성 71. 3. 연구의 내용과 방법 9제 2 장 이론적 배경2. 1. 커버유리(cover glass) 112. 1. 1. 커버유리의 가공기술 142. 2. 파우더 블라스팅(powder blasting) 192. 2. 1. 파우더 블라스팅의 기본원리 192. 2. 2. 마스킹 공정 232. 2. 3. 가공 모델링 262. 2. 4. 경취 재료의 거동 302. 2. 5. 연성 재료의 거동 322. 2. 6. 분사입자 35제 3 장 실험장치 및 실험방법3. 1. 마스킹 공정 373. 2. 파우더 블라스터 403. 3. 분사입자 443. 4. 측정방법 463. 5. 시편재료 및 형상 503. 6. 가공방법 및 조건 54제 4 장 실험 결과 및 고찰4. 1. 커버유리의 가공성 평가 604. 2. 커버유리의 단면 가공 884. 3. 커버유리의 양면 가공 106제 5장 결 론 111참고문헌 115Abstract 119감사의 글 122
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