메뉴 건너뛰기
.. 내서재 .. 알림
소속 기관/학교 인증
인증하면 논문, 학술자료 등을  무료로 열람할 수 있어요.
한국대학교, 누리자동차, 시립도서관 등 나의 기관을 확인해보세요
(국내 대학 90% 이상 구독 중)
로그인 회원가입 고객센터 ENG
주제분류
인문학
인문학 일반 역사학 철학 종교학 어문학 기타 인문학
사회과학
사회과학 일반 경영학 관광학 교육학 군사학 문헌정보학 법학 사회학 신문방송학 심리과학 정치외교학 지리학 행정학 경제학 무역학 인류학 기타 사회과학
자연과학
자연과학 일반 물리학 생물학 생활과학 수학·통계학 천문학 지구과학 화학 기타 자연과학
공학
공학 일반 건축공학 기계공학 산업공학 재료·에너지공학 전기전자공학 조선해양공학 화학공학 컴퓨터학 기타공학
의약학
의학 일반 간호학 수의학 약학 한의학 기초의학 임상의학 기타 의약학
농수해양학
농수해양학 일반 농학 수산학 식품과학 임학 축산학 해상운송학 기타 농수해양학
예술체육학
예술 일반 디자인 미술 미용 사진 음악학 의상 체육 공연매체예술 기타 예술체육학
복합학
학제간연구 과학기술학 뇌인지과학 기술정책 기타 복합학

ENG

추천
검색

논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

박준근 (서울대학교, 서울대학교 대학원)

지도교수
선정윤
발행연도
2021
저작권
서울대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수9

표지
AI에게 요청하기
추천
검색

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2021

폴리머 구조 복합체를 통한 소재 보호 필름 재료 및 구조 검토
박준근 응용공학과 2021.01 학위논문

2020

폴리머 구조 복합체 평가를 통한 소재 보호필름 구조 검토
박준근 ,  선정윤 대한전자공학회 학술대회 2020.08 학술대회자료

초록· 키워드

오류제보하기
최근 스마트폰의 디자인은 넓은 화면과 좋은 휴대성을 지향하고 있고 그에 따라 스마트폰은 더 얇고 가벼운 소재 및 구조를 적용하게 되었으나 제품 운반, 생산 시 재료의 기계적 파손은 더 증가하고 있다.

신규 스마트폰의 주요 흐름인 폴더블 디스플레이는 기존 스마트폰이 가지고 있던 소재보다 더 얇고 무른 재질의 소재로 구성되게 된다. 폴리머, Ultra thin glass 등과 같은 얇고 무른 재질의 소재는 폴더블 디스플레이에서 폴딩 기능을 위해 필수적으로 사용되어야 하는 재료들이나 그 기계적 낮은 강도로 인해 제품의 생산, 운반 과정에서 고질적인 기계적 파손으로 이어지고 있다. 개선을 위해 재료의 기계적 강도 향상을 하게 되면 반대로 폴딩의 특성 저하로 이어지게 되어 해당 문제는 고질적인 품질 이슈가 되고 있다.

본 연구에서는 폴리머 소재의 보호 필름에 대해 연구를 하였으며, 다양한 폴리머들의 기계적 특성 연구를 통하여 보호 필름의 재료적, 구조적 검토를 하여 보호 필름의 보호 기능 향상 시키는 것이 목표이다.

보호 필름의 변형 거동을 예측하기 위해서는 폴리머 소재의 기계적 물성 파악이 필요하다. 본 연구에서는 탄성과 소성 특성, 선형 점탄성 특성을 고려하여 PET(polyethylene terephthalate), PS(polystyrene), Elastomer 총 세 가지 폴리머 재료에 대해 인장 시험, 응력 완화 시험을 통해 기계적 특성을 얻었다.

외부 충격에 의한 보호 능력 확인을 위해 유한 요소 해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 각 구조를 2차원 축 대칭 모델링으로 구성하였고 앞서 인장 시험, 응력 완화 시험을 통해 얻은 기계적 특성을 입력하여 각 Case 별 보호체가 받는 소성 변형률과 응력에 대해 확인하였다.

우선적으로 점탄성 특성이 해석과 실제와 일치하는지 확인을 위해 Creep 시험을 실행하여 비교하여 검증하였으며 이후 동일 PET 소재에서 보호 필름의 두께 구조 변화에 따른 보호 능력 변화, 단일 PET 소재와 Sandwich 구조 복합체 간의 보호 능력 비교를 하였다.

추가로, Sandwich 구조 복합체에서 외피와 코어에 들어가는 폴리머의 Split 평가를 하여 Sandwich 구조에서 최적 보호 필름 구조를 확인하였으며, Sandwich 구조 복합체에서 상부 외피의 변화에 따른 보호 능력 비교를 하여 Sandwich 구조 복합체 내에서 다양한 구조 해석을 하였다.

최종적으로 앞서 해석된 내용들을 바탕으로 보호 필름의 효과를 높이기 위한 설계 가이드를 정립하였다.

본 연구에서 제안된 폴리머 보호 필름은 디스플레이 분야에서 뿐만 아니라 연질 재료를 사용하는 다양한 분야에서 사용 할 수 있으며 연질 재료의 기계적 특성을 보완하여 공정의 생산, 재료의 운반 등에서 발생 가능한 기계적 파손을 줄일 수 있어 중요한 의미가 있다고 볼 수 있다.
#보호 필름 #점탄성 #탄성 #FEA #Protective film #Viscoelasticity #Elasticity #FEA

목차

I. 서론 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 연구 배경 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 선행 연구 및 한계 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2.1 분사코팅 보호방식 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2.2 기구물 보호방식 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2.3 보호필름 부착방식 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.3 연구 목표 및 구성 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
II. 이론적 배경 및 관련 연구 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1 물질의 탄소성 변형 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2 물질의 점탄성 특성 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.2.1 점탄성 재료의 특징 . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.2.2 점탄성 재료의 선형 모델링 . . . . . . . . . . . . . 13
2.2.3 Maxwell 모델링 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.2.4 Kelvin-voigh 모델링 . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.2.5 일반화된 Maxwell 모델링 . . . . . . . . . . . . . . 16
2.2.6 점탄성 재료의 기계적 시험 . . . . . . . . . . . . . 18
2.3 Polymer 기계적 거동 분류 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.4 구조 복합체 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.4.1 층상 구조 복합체 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.4.2 Sandwich 구조 복합체 . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.5 유한 요소 해석를 통한 선행 연구 . . . . . . . . . . . . . . 24
III. 소재의 기계 물성 평가 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.1 시편 준비 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.2 인장 시험 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.2.1 인장 시험 준비 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.2.2 인장 시험 결과 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.3 응력 완화 시험 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.3.1 응력 완화 시험 준비 . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.3.2 응력 완화 시험 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.3.3 점탄성 상수 도출 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.4 Creep 시험 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.4.1 Creep 시험 준비 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.4.2 Creep 시험 : PET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
IV. 유한 요소 해석 해석 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.1 Creep 시험 해석 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
4.1.1 Creep : FEA 모델링 . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
4.1.2 Creep : 해석 결과 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
4.2 단일 PET 보호 필름의 두께 변화 해석 . . . . . . . . . . . . 56
4.2.1 두께 변화 : FEA 모델링 . . . . . . . . . . . . . . . 56
4.2.2 두께 변화 : 해석 결과 . . . . . . . . . . . . . . . . 58
4.3 단일 필름과 Sandwich 구조 필름의 보호력 비교해석 . . . . 64
4.3.1 Sandwich 검증 : FEA 모델링 . . . . . . . . . . . . 64
4.3.2 Sandwich 검증 : 해석 결과 . . . . . . . . . . . . . . 66
4.4 Sandwich 구조 물성 Split 해석 . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.4.1 Sandwich Split : FEA 모델링 . . . . . . . . . . . . 69
4.4.2 Sandwich Split : 해석 결과 . . . . . . . . . . . . . . 72
4.5 Sandwich 구조 외피 효과 해석 . . . . . . . . . . . . . . . . 78
4.5.1 외피 효과 해석 : FEA 모델링 . . . . . . . . . . . . 78
4.5.2 외피 효과 해석 : 해석 결과 . . . . . . . . . . . . . 80
V. 결론 및 고찰 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
5.1 결론 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
5.2 향후 연구 방향 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
참고 문헌 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
Abstract . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

최근 본 자료

전체보기

댓글(0)

0