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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 윤재웅
- 발행연도
- 2020
- 저작권
- 대구대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수17
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빅데이터, 전기 자동차 등의 4차산업 시대의 도래함에 따라 고온에서 안정성이 보장되며 고성능인 반도체의 중요성이 커지고 있다. 그에 따라 반도체 부품 소재가 기존 실리콘, 세라믹에서 SiC로 소재변경이 일어났나 고경도 소재인 SiC의 가공에 많은 어려움이 발생한다. SiC 소재를 가공하기 위한 다이아몬드 전착 드릴은 다이아몬드 입자를 전기 도금을 통해 니켈 금속을 석출시켜 고정시킨 공구이다. 예리한 인선과 편마모가 적어 고경도 소재의 연삭 가공 효율이 좋다. 그러나 공구표면의 기공, 크랙으로 인해 입자 지지력이 약해져 입자의 빠른 탈락으로 공구의 수명이 매우 짧다. 또한 다이아몬드 전착 드릴의 최적 가공 조건 연구가 부족하여 숙련자의 기준에 의해 현장에서 가공이 이루어지고 있다.
본 논문에서는 이러한 다이아몬드 전착 코어 드릴의 단점을 보완하기 위한 1.3층 전착과 칩 배출 slot을 고안하였다. 그리고 가공 조건 영향을 분석하여 최적 가공 조건을 도출하고 SiC 가공 시 발생되는 연삭 토크와 표면 거칠기, 입자탈락률 등의 가공성의 상관관계를 분석하였다. 이 내용을 토대로 절삭 FEM을 활용하여 다이아몬드 전착 코어 드릴의 연삭 공정을 해석적으로 분석하는 것의 가능성을 확인하였으며, 절삭 FEM을 활용하여 칩 배출이 원활하도록 공구의 형상을 최적화하였다.
현재 다양한 분야에서 고경도 부품의 수요가 점차 증가해 가고 있어 SiC와 같은 고경도 소재의 개발과 적용 분야의 확산이 가속화되고 있다. 고경도 소재의 중요성이 확대됨에 따라 고경도 소재의 가공을 위한 다이아몬드 공구의 수요도 증가할 것으로 보인다. 고경도 소재 가공을 위한 다이아몬드 전착 코어 드릴뿐만 아니라 엔드밀, 인서트 등의 다양한 공구가 다이아몬드 전착이 될 필요성이 확대될 것이며 본 연구에서 절삭 FEM을 활용한 연삭 메커니즘의 해석을 확대 적용하여 다양한 형태의 다이아몬드 전착 공구 개발에 사용하고자 한다.
본 논문에서는 이러한 다이아몬드 전착 코어 드릴의 단점을 보완하기 위한 1.3층 전착과 칩 배출 slot을 고안하였다. 그리고 가공 조건 영향을 분석하여 최적 가공 조건을 도출하고 SiC 가공 시 발생되는 연삭 토크와 표면 거칠기, 입자탈락률 등의 가공성의 상관관계를 분석하였다. 이 내용을 토대로 절삭 FEM을 활용하여 다이아몬드 전착 코어 드릴의 연삭 공정을 해석적으로 분석하는 것의 가능성을 확인하였으며, 절삭 FEM을 활용하여 칩 배출이 원활하도록 공구의 형상을 최적화하였다.
현재 다양한 분야에서 고경도 부품의 수요가 점차 증가해 가고 있어 SiC와 같은 고경도 소재의 개발과 적용 분야의 확산이 가속화되고 있다. 고경도 소재의 중요성이 확대됨에 따라 고경도 소재의 가공을 위한 다이아몬드 공구의 수요도 증가할 것으로 보인다. 고경도 소재 가공을 위한 다이아몬드 전착 코어 드릴뿐만 아니라 엔드밀, 인서트 등의 다양한 공구가 다이아몬드 전착이 될 필요성이 확대될 것이며 본 연구에서 절삭 FEM을 활용한 연삭 메커니즘의 해석을 확대 적용하여 다양한 형태의 다이아몬드 전착 공구 개발에 사용하고자 한다.
목차
Ⅰ. 서 론 11. 연구의 취지 및 배경 11) 연구 배경 12. 국내/외 연구 동향 51) 국내/외 연구 동향 53. 연구 필요성 및 목표 8Ⅱ. 이론적 배경 91. SiC의 특성 91) 일반적 특징 92) 산업성 문제 112. 다이아몬드 전착 드릴의 가공 공정 분석 12Ⅲ. 1.3층 전착 다이아몬드 슬롯 드릴 제시 131. 개요 131) 연구 대상 132) 다이아몬드 드릴 가공 실험 162. 실험 방법 181) 실험 장치 set up 182) 실험 조건 233. 1.3층 전착에 따른 다이아몬드 드릴 공구의 가공 특성 241) 단층 다이아몬드 드릴의 가공 특성 242) 1.3층 다이아몬드 드릴의 가공 특성 313) 층수에 따른 연삭 토크 비교 364. 형상 변화에 따른 다이아몬드 드릴 공구의 가공 특성 391) 칩 배출 홈의 특징 392) 2 slot 다이아몬드 드릴의 가공 특성 405. 다이아몬드 드릴의 가공성 분석 451) 절삭 조건의 영향 분석 452) 가공면의 표면 거칠기 분석 483) 공구별 입자탈락률 분석 516. 다이아몬드 드릴의 SiC 가공 실험 결과 분석 54Ⅳ. FEM 해석을 통한 다이아몬드 드릴의 최적 설계 551. 개요 551) FEM 해석을 통한 다이아몬드 드릴 설계 552. 다이아몬드 드릴의 최적 설계를 위한 FEM 해석 561) 해석 공구의 구조 562) 해석 조건 603) Slot 수 변화에 따른 연삭 토크 해석 664) 공구 형상 변화에 따른 연삭 토크 해석 715) 공구별 연삭 토크 해석 비교 75Ⅴ. 다이아몬드 드릴 실험 및 분석 761. 실험 조건 762. 다이아몬드 드릴 실험 771) 해석 비교실험의 연삭 토크 신호 772) 연삭 토크의 해석값과 실험값 비교 분석 863. 개발 다이아몬드 드릴 가공성 분석 891) 가공면 표면 거칠기 및 입자 탈락률 분석 89Ⅵ. 결론 95참고문헌 97영문초록 104
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