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Improving Dimensional Accuracy of Micropatterns by Compensating Dynamic Balance of a Roll Mold

롤금형의 동적밸런스 보정을 통한 미세패턴 형상정밀도 향상

  • Lee, Dong-Yoon (Manufacturing Convergence R&D Department, Korea Institute of Industrial Technology) ;
  • Hong, Sang-Hyun (School of Geography, Planning and Environmental Management, Univ. of Queensland) ;
  • Song, Ki-Hyeong (Digital Collaboration Service Center, Korea Institute of Industrial Technology) ;
  • Kang, Eun-Goo (Digital Collaboration Service Center, Korea Institute of Industrial Technology) ;
  • Lee, Seok-Woo (Manufacturing System R&D Department, Korea Institute of Industrial Technology)
  • 이동윤 (한국생산기술연구원 융합생산기술연구부) ;
  • 홍상현 (퀸즐랜드주립대학교 지리계획환경관리학과) ;
  • 송기형 (한국생산기술연구원 디지털협업지원센터) ;
  • 강은구 (한국생산기술연구원 디지털협업지원센터) ;
  • 이석우 (한국생산기술연구원 생산시스템연구부)
  • Received : 2010.01.12
  • Accepted : 2010.11.08
  • Published : 2011.01.01

Abstract

In the fields of display, optics, and energy, it is important to improve micropattern-machining technology for achieving small patterns, large surface areas, and low cost. Unlike flat molds, roll molds have the following advantages: they can be manufactured within a short time, larger surface areas can be obtained, and continuous molding can be achieved. In this study, we aim to investigate the causes for errors in the shapes for a micropattern-machining process, and we show that by compensating the dynamic balance of roll molds, the dimensional accuracy of machined parts can be improved. The experimental results show that dynamic-balance compensation for a roll mold reduced the mass unbalance and the vibrations of the roll mold, and as a result, the dimensional accuracy of machined micropatterns has been improved.

디스플레이, 광학, 에너지 분야 부품의 미세형상화, 대면적화, 저가격화 요구에 대응하기 위하여 대면적 롤금형의 미세형상 가공기술개발에 대한 필요성이 대두되고 있다. 롤금형은 기존의 평판금형에 비해서 금형의 납기가 빠르고, 대면적화에 용이하며, 연속성형이 가능하다는 장점을 갖고 있다. 본 연구는 롤금형에 미세형상을 가공할 때 발생하는 형상오차의 원인을 규명하는 것을 목적으로 하고 있으며, 가공 현장에서 개선 가능한 요소로서 롤금형의 동적밸런싱 보정방안을 제시하고 있다. 기존보다 정밀한 동적밸런싱 보정을 통하여 롤금형의 질량불평형이 최대 90%까지 감소되었고, 롤금형의 진동량이 0.044 mm/sec (RMS)에서 0.004mm/sec (RMS)로 감소하였으며, 결과적으로 미세패턴의 형상정밀도가 개선되는 것을 확인할 수 있었다.

Keywords

References

  1. Lee, D. Y., Hong, S. H., Kang, H. C., Choi, H. Z. and Lee, S. W., 2009, "Wear of Single Crystal Diamond (SCD) Tools in Ultra Precision Turning of Electro-Nickel Plated Drum," Trans. of the KSME(A), Vol. 33, No. 7, pp. 621-628. https://doi.org/10.3795/KSME-A.2009.33.7.621
  2. Cheng, K. Ed., 2009, "Machining Dynamics," Springer
  3. Moon, J. D., Kim, B. S., Kim, D. H. and Lee, S. H., 2005, "A Study on the Active Balancing Device for Spindle System of Machine Tools," Trans. of the KSNVE(A), Vol. 15, No. 3, pp. 297-305. https://doi.org/10.5050/KSNVN.2005.15.3.297
  4. Roisum, D. R., 1996, "The Mechanics of Rollers," Tappi Press
  5. ISO 1940-1 Mechanical Vibration - Balance Quality Requirements for Rotors in a Constant (Rigid) State - Part 1 : Specification and Verification of Balance Tolerance
  6. Eshleman, R. L, 1990, "Machinery Vibration Analysis I," Vibration Institute