• Title/Summary/Keyword: 비구면 연삭

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Optimal Grinding Condition of Tungsten Carbide(WC) for Aspheric Glass Lens Using DOE (DOE를 적용한 비구면 Glass 렌즈 성형용 초경합금(WC) 코어 연삭가공 최적화)

  • Kim, Hyun-Uk;Jeong, Sang-Hwa;Ahn, Jun-Hyung;Cha, Du-Hwan;Lee, Dong-Gil;Kim, Sang-Suk;Kim, Hye-Jeong;Kim, Jeong-Ho
    • Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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    • v.5 no.4
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    • pp.41-45
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    • 2006
  • In recent years, the demands of the aspheric glass lenses increase since it is difficult to obtain the desirable performance in the plastic lens. Glass lens is manufactured by the forming with high precision mold core. This paper presents the analysis of optimal grinding condition of tungsten carbide(WC, Co 0.5%) using design of experiments(DOE). The process parameters are turbin spindle, work spindle, feedrate and depth of cut. The experiments results are evaluated by MINITAB software.

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A Study of Optimum Molding Condition of Aspheric Glass Lens(I) ; Annealing Condition Effect (비구면 Glass렌즈 최적 성형조건 연구(I) ; 서냉조건효과)

  • Cha, Du-Hwan;Kim, Hyeon-Uk;Kim, Hye-Jeong;Kim, Jeong-Ho
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2006.07a
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    • pp.197-198
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    • 2006
  • 본 연구에서 개발하는 성형렌즈는 그림1과 같이 한쪽 면이 비구면인 평볼록 형상이다. Glass렌즈의 고온압축성형을 위해서는 초정밀 가공기술로 제작된 성형Mold가 필요하며, Mold재질에 따른 성형기술의 확립이 필수적이다. 또한, 성형Mold의 표면과 융착반응이 없는 Glass소재가 요구된다. 본 실험을 위한 성형Mold는 코발트(Co) 함량 0.5 %의 초경합금(WC; 일본, Everloy社, 002K)을 초정밀 연삭가공하여 제작하였다. Glass소재는 전이점(Transformation Point; Tg) $572\;^{\circ}C$,항복점(Yielding Point; At) $630\;^{\circ}C$의 열적 특성을 갖는 K-BK7(일본, Sumita社)을 사용하였으며, d선에서 굴절률 및 아베수는 각각 1.51633, 64.1이다. 비구면 Glass렌즈 성형은 GMP(Glass Molding Press; 일본, Sumitomo社, Nano Press-S)장비를 사용하여 성형온도 $625\;^{\circ}C$, 서냉온도 $550\;^{\circ}C$로 고정하고 성형압력를 200-800 N 범위에서 변화시켰다. 표 1에 성형변수로 사용한 서냉속도와 서냉전환온도 조건을 나타낸다. 표1과 같이 각 서냉조건별로5장의 렌즈를 성형 후 특성값이 평균치에 가까운 3장을 선별하여 그 특성을 비교하였다. 각 조건에 따른 성형렌즈의 형상정도(일본, Panasonic社, UA3P, 자유곡면형상측정기), 두께(일본, Mitutoyo社, MDC-25M, 마이크로메터), 굴절률(일본, Shimatus社, KPR-200, 정밀굴절률측정기) 및 MTF[해상도](독일, Trioptics社, Image Master HR, MTF-Field)를 측정하여 각각의 광학적 특성을 비교 평가하였다. 비구면 Glass렌즈 성형장비와 형상측정기를 그림 2, 3에 각각 나타낸다.

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마이크로 비구면 유리렌즈 성형틀의 초정밀 가공 기술

  • Suzuki Hirofumi;Okino Tadashi;Yamamoto Yuji;Shibutani Hideo
    • The Optical Journal
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    • s.101
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    • pp.31-38
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    • 2006
  • 디지털카메라, 카메라폰, DVD 픽업 등의 수요가 증가하고 있고, 유리 성형 기술의 자동화가 진보하고 있기 때문에 유리 성형 프로세스의 동아시아 이전·전개가 진행되고 있다. 최근 동아시아에서도 단순한 축대칭비구면의 성형틀은 정밀가공이 가능해져, 더욱 부가가치가 높은 광학부품을 생산해내기 위해, 복잡형상 세라믹틀의 연삭가공기술의 개발이 반드시 필요하다. 그래서 본고에서는 마이크로 복잡형상 광학부품 성형틀의 초정밀 미세가공기술의 일부를 소개하겠다.

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A Study on the Design and Analysis of High Speed & Accuracy Air Spindle for Micro-Lens Grinding (마이크로렌즈 연삭용 고속 고정밀도 공기주축의 설계 및 해석에 대한 연구)

  • ;;;;V. Alexeev
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.20 no.7
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    • pp.13-19
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    • 2003
  • 산업의 발달과 더불어 초소형, 고정밀 제품에 대한 수요가 증가함에 따라 이를 가공할 수 있는 마이크로 가공기술 및 초정밀 공작기계를 구현할 수 있는 설계기술이 국가 경쟁력을 결정하는 핵심 기술로 인식되기에 이르렀다. 공작기계의 성능은 주축계 설계 및 제작기술, 이송계 설계 및 제작기술, 오차 보상기술, 베드 구조물 설계 및 방진기술, 시스템 종합기술 등에 의해 결정되며, 이중에서도 주축계의 설계 및 제작 기술은 가공정밀도 및 생산기술을 주도하는 핵심기술이라 할 수 있다.(중략)

Tool Path Control Algorithm for Aspherical Surface Grinding (비구면 가공을 위한 공구 경로 제어 알고리즘)

  • Kim H.T.;Yang H.J.
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2005.06a
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    • pp.100-103
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    • 2005
  • In this study, tool path control algorithm for aspherical surface grinding was derived and discussed. The aspherical surface actually means contact points between lens and tool. Tool positions are generally defined at the center of a tool, so there is difference between tool path and lens surface. The path was obtained from contact angle and relative position from the contact point. The angle could be calculated after differentiating an aspheric equation and complex algebraic operations. The assumption of the control algorithm was that x moves by constant velocity while z velocity varies. X was normal to the radial direction of lens, but z was tangential. The z velocities and accelerations were determined from current error and next position in each step. In the experiment, accuracy of the control algorithm was checked on a micro-precision machine. The result showed that the control error tended to be diminished when the tool diameter increased, and the error was under sub-micro level.

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A Study on Thermal Deformation Compensation in the Molding of Aspheric Glass Lenses (비구면 유리렌즈 열변형 보정에 관한 연구)

  • Lee, Dong-Kil;Kim, Hyun-Uk;Cha, Du-Hwan;Lee, Hak-Suk;Kim, Hye-Jeong;Kim, Jeong-Ho
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.27 no.5
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    • pp.22-26
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    • 2010
  • Recently, due to the tremendous growth of media technology, demands of the aspheric glass lens which is a high-performance and miniaturized increase gradually. Generally, the aspheric glass lens is manufactured by Glass Molding Press (GMP) method using tungsten carbide (WC) mold core. In this study, the thermal deformation which was occurred by GMP process was analyzed and applied it to compensate the aspheric glass lens. The compensated lens was satisfied that can be applied to the actual specifications.

Ultra-precision Grinding Optimization of Mold Core for Aspheric Glass Lenses using DOE and Compensation Machining (실험계획법과 보정가공을 이용한 비구면 유리렌즈 성형용 코어의 초정밀 연삭가공 최적화)

  • Kim, Sang-Suk;Lee, Yong-Chul;Lee, Dong-Gil;Kim, Hye-Jeong;Kim, Jeong-Ho
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.24 no.6
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    • pp.45-50
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    • 2007
  • The aspheric lens has become the most popular optical component used in various optical devices such as digital cameras, pick-up lenses, printers, copiers etc. Using aspheric lenses not only miniaturizes and reduces the weight of products, but also lower prices and higher field angles can be realized. Additionally, plastic lenses are being changed to glass lenses more recently because of low accuracy, low acid-resistance and low thermal-resistance in the plastic lenses. Currently, one fabrication method of glass lenses is using a glass-mold method with a high precision mold core for mass production. In this paper, DOE (Design Of Experiments) and compensation machining were adopted to improve the surface roughness and the form accuracy of the mold core. The DOE has been done in order to discover the optimal grinding conditions which minimize the surface roughness with factors such as work spindle revolution, turbine spindle revolution, federate and cutting depth. And the compensation machining is used to generate high form accuracy of the mold core. From various experiments and analyses, we could obtain the best surface roughness 5 nm in Ra, form accuracy $0.167\;{\mu}m$ in PV.

A Basic Study of High Precision Spindle Design for Micro-Glass Lens Grinding (마이크로 렌즈 연삭기용 주축설계 및 제작에 관한 기초연구)

  • 김의중;한정훈;박상일;송승훈
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2002.10a
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    • pp.57-60
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    • 2002
  • The high precision spindle is essential fer mass and low cost production of aspherical glass lens. Especially, in the grinding process of micro glass lens the performance of the spindle determine the machined surface quality. For the aspheric micro glass lens grinding, we design and make a high precision spindle. We use air bearings for high speed and low motion errors of the spindle. And the driving mechanism is an air turbine to remove heat generation. In this study, we make basic performance requirements of the spindle through benchmarking. And we confirm the requirements by basic machining test. We test air consumption, static stiffness, run-out and vibration of the spindle.

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외부가압 공기베어링의 동적 특성에 관한 해석

  • 김우정;박상신;한동철
    • Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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    • 1991.11a
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    • pp.22-28
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    • 1991
  • 최근 전자 및 광학분야에 있어서의 눈부신 발전은 비구면 가공기나 초정밀 연삭기와 같은 초정밀 가공기계의 개발과 실용화에 힘입은 바 크다. 이러한 초정밀 가공기의 성능을 좌우하는 핵심요소로서 주축계를 들 수 있으며, 비교적 소형 경량의 공작물을 가공하는 기계의 주축용 베어링으로는 오일 베어링을 대신하여 공기베어링이 점차 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 점급기원의 가정하에 직접수치해법을 사용하는 해석 프로그램을 작성하여, 무차원화된 설게 변수들에 대한 외부가압 공기베어링의 정$\cdot$동특성수들을 구하고, 여기서 구해진 베어링의 정$\cdot$동특성수를 사용하여 베어리으이 공기막 반력을 계산한 후, 축중심 궤적의 비선형 해석을 수행함으로써 주축 회전 정도를 예측하고자 한다.

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A Study on Grinding Characteristics of Aspherical Glass Lens core of High-pixel Digital Camera in Diamond Grinding Process (고화소 디지털 카메라 비구면 Glass렌즈 초정밀연삭 특성에 관한 연구)

  • 현동훈;이승준
    • Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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    • v.12 no.2
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    • pp.31-36
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    • 2003
  • Electronic or measuring instruments equipped with aspherical lens have recently been used since aspherical lens is more effective than spherical one. for the mass production of aspherical lenses, specific molds with precisely machined cores should be prepared. Some researches on the aspherical lens machining have been carried out to date. However, ultra-precise finding of aspherical or mold core has not been fully studied. In this study, the ultra-precise grinding and evaluating system were established to investigate the finding characteristics of aspherical lenses. Unlike conventional grinding process, since a highly-precise lathe were operated in a clean room without vibration the experimental results can be very useful for further studies on ultra-precise grinding process.