Experimental Study on Cutting State of Glass by Ultrasonic Scriber

초음파 절단기에 의한 유리 절단면의 상태에 관한 실험적 검토

In an ultrasonic glass scriber, the effect of ultrasonic vibration and its optimum driving frequency were investigated experimentally. To investigate the optimum ultrasonic frequency theoretically, the vibration model of the ultrasonic scriber is assumed. The frequency for maximum amplitude of acceleration is obtained theoretically. To investigate the depth of cutting edge corresponding the each frequency. The quartz glass plate specimen with a dimension of $200mm(L){\times}30mm(W){\times}3mm(T)$ is selected. The ultrasonic transducer is operated by the constant acceleration amplitude for the every frequency. The maximum crack depth was generated when the driving frequency was 18.35kHz. These results were in good agreement with those of the calculated model theoretically.

본 논문은 초음파를 이용한 유리 절단기를 개발하고 실험적으로 최적의 구동 주파수를 조사하였으며 유리 절단기의 효과에 대하여 검토하였다. 효과를 분석하기 위해 유리 절단기 시스템의 이론적 모델을 제시하였다. 그리고 시스템에서 최대 가속도 진폭의 주파수를 이론적으로 구하였다. 주어진 시료에 대해 절단면의 최대 깊이를 실험적으로 조사하였으며 사용한 시료는 석영유리($200mm(L){\times}30mm(W){\times}3mm(T)$)로 일정 가속도 진폭으로 모든 주파수에 대해 초음파 진동자를 구동하였다. 적정한 구동 주파수의 효과를 실험적으로 검토한 결과, 유리판에서 메디안 크랙의 깊이를 최대화하는 최적 주파수는 18.35kHz로 나타났다. 이러한 결과는 이론적 모델로 제시한 시스템의 계산 결과와 매우 일치하였다.