• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2007.06a
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• pp.253-254
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• 2007

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.17 no.12
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• pp.68-75
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• 2000

This paper presents the construction of an ultra-precision machining system and machining experiments using the developed system. The system is composed of air bearing system, granite bed, air pad, and linear feeding mechanism. The cutting conditions have great effect on the surface quality in ultra-precision machining. the ultra-precision machining is mainly processed by several ${\mu}{\textrm}{m}$ depth of cut and feed rate. For this, tools with sharper cutting edge and less tool wear are needed. To satisfy these requirement, diamond is generally used as a tool material for ultra-precision machining. In order to evaluate the cutting characteristics of the PCD and MCD tools on the aluminum alloy, the machining experiments performed using the developed system.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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• v.6 no.3
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• pp.65-70
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• 2007

Generally, the core component of small precise optical device demands high accuracy of manufacturing processes. Although, the geometry of it is simple, the manufacturing technique to materialize is categorized as the ultra-precision machining and it must be done with the specialized machines and by the trained operator. Typical examples of small precise optical device are laser printer and phone camera. As a core part of laser printer, polygon mirror is used in laser scanning unit(LSU). It couldn't be fabricated with conventional machine but specified machine for polygon mirror machining. In this study, Polygon mirror with 16 surfaces was manufactured in the process of ultra-precision fly-cutting with Al material and investigated optimum machining conditions in terms of feedrate, pitch per cycle and depth of cut. Owing to process of polishing has bad influence on reflection angle, surface roughness, $R_{max}$=10nm, and form error, $Ra={\lambda}/10({\lambda}=632nm)$, are prerequisites for polygon mirror.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.20 no.1
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• pp.290-296
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• 2019

Head-up displays for vehicles play an important role in displaying various information about the safety and convenience of driving on the windshield of the vehicle. In this study, ultra-precision machining was performed and evaluated as a method for machining a large-area aspheric free-form mirror that is applicable to augmented reality technology. Precision diamond cutting is highly accurate and suitable for the production of advanced parts with excellent surface integrity, low surface roughness, and low residual stress. By using an aspheric free-form mold, it is possible to improve the optical transfer function, reduce the distortion path, and realize a special image field curvature. To make such a mold, the diamond cutting method was used, and the result was evaluated using an aspherical shape-measuring machine. As a result, it was possible to the mold with shape accuracy (PV) below $1{\mu}m$ and surface roughness (Ra) below $0.02{\mu}m$.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.20 no.7
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• pp.233-240
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• 2003

Recently, the world are preparing for new revolution, called as If (Information Technology), NT (Nano-Technology), and BT (Bio-Technology). NT can be applied to various fields such as semiconductor-micro technology. Ultra precision processing is required for NT in the field of mechanical engineering. Recently, together with radical advancement of electronic and photonics industry, necessity of ultra precision processing is on the increase for the manufacture of various kernel parts. Therefore, in this paper, stability of ultra precision cutting unit is investigated, this unit is the kernel unit in ultra precision processing machine. According to alteration of shape and material about hinge, stability investigation is performed. In this paper, hinge shapes of micro stage in UPCU(Ultra Precision Cutting Unit) are designed as two types, where, hinge shapes are composed of round and rectangularity. Elasticity and strength are analyzed about micro stage, according to hinge shapes, by FE analysis. Micro stage in ultra precision processing machine has to keep hinge shape under cutting condition with 3-component force (cutting component, axial component, radial component) and to reduce modification against cutting force. Then we investigated its elasticity and its strength against these conditions. Material of micro stage is generally used to duralumin with small thermal deformation. But, stability of micro stage is investigated, according to elasticity and strength due to various materials, by FE analysis. Where, Used materials are composed of aluminum of low strength and cooper of medium strength and spring steel of high strength. Through this stability investigation, trial and error is reduced in design and manufacture, at the same time, we are accumulated foundation data for unit control.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1990.11a
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• pp.69-72
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• 1990

최근의 전자및 광학기기 분야에 있어서의 준부신 발전은 다면경 가공기나 초정밀 절삭, 연삭기와 같은 초정밀 가공기계의 개발과 실용화에 힘입은 바 크다. 이러한 초정밀 가공기의 성능을 좌우하는 핵심 요소로서 주축계를 들 수 있으며, 비교적 소형 경량의 공작물을 가공하는 기계의 주축용 베어링으로는 볼 베어링이나 오일 베어링을 대신하여 공기베어링이 점차 널리 사용되고 있다. 일반적으로 주축으로 사용되는 베어링은 원통형 레이디얼 베어링과 원판형 스러스트 베어링이 결합된 형식이 주류를 이루나 이러한 베어링은 스러스트 판과 축의 직가곧 가공오차가 존재하기 때문에 가공하기는 쉬우나 회전시에 의의 영향에 의해 회전 정밀도 유지가 어렵다는 단점을 지니고 있다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 사용되는 베어링에는 원추형(conical) 베어링과 구면형(spherical) 베어링이 쓰이고 있다. 이러한 원추형 베어링과 구면형 베어링은 가공오차를 베어링과 축의 현압 연마로써 없애줄 수 있으며 베어링이 축방향 하중과 경방향 하중을 동시에 지지하여 줌으로써 기계 전체의 부피를 줄이고 회전 정밀도를 향상시켜 주는 것으로 알려져 있다. 그러나 구면의 베어링 간극을 정확히 가공하기 어려운 단점이 있어 축과 베어링을 현압연마하여 가공한 후에 두부품을 중심선상에서 분리시키므로써 요구되는 간극을 얻을 수 있는 원추형 베어링이 많이 쓰이고 있다. 본 연구에서는 직접 수치 해법을 이요하여 원추형 베어링의 유막내의 압력 분포를 계산하고 이 합력인 하중지지 용량이 축방향 하중과 경방향 하중을 지지하는 특성을 이론적으로 검토하여 외부 가압 원추형 베어링으 특성수를 파악하여 설계자료를 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.480-481
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• 2012

LED (Light Emitting Diode)는 친환경적이며 고수명 등의 여러 장점을 가지고 있어서 액정디스플레이의 광원으로 널리 사용되고 있다. 그러나 LED 제품을 제조하기 위해서는 칩, 패키지, 모듈, 시스템으로 구성된 4단계의 복잡한 제조공정을 거쳐야 하므로 가격이 높은 단점이 있다. 이를 개선하기 위해서 패키지, 모듈, 시스템의 3단계의 공정을 하나로 통합한 hybrid LED package(HLP) 개념이 제시되었다. HLP는 LED chip을 PCB에 직접 실장한 뒤 초정밀 가공 및 성형 기술을 활용하여 일체형 광학패턴을 인가함으로써 공정을 단순화하면서도 광효율을 향상시킬 수 있다. 이에 본 연구에서는 다구찌 실험계획법을 사용하여 디스플레이에서 중요시되는 휘도를 높일 수 있는 일체형광학패턴 형상 최적화를 실시하였으며, 최적화된 일체형 광학패턴을 제조하기 위한 초정밀 가공 및 성형기술을 개발하였다. 최적화 결과 높이 25um, 꼭지각 90도의 음각형태의 사각피라미드 패턴이 최적형상으로 결정되었으며, 패턴이 없을 때와 비교하여 휘도가 약 32.3% 높아지는 것으로 나타났다. 이러한 일체형 광학패턴을 제품으로 구현하기 위하여 초정밀 절삭기술을 활용하여 마스터 금형을 제작하였다. 최종적으로 사출성형을 통해 일체형 광학패턴을 제작하게 되는데 이때 사출기 내부 공기흐름 및 진공도를 최적화함으로써 패턴 내부에 불필요한 기포가 발생하지 않도록 하는데 성공하였다. 이를 통해 생산성이 높은 사출성형으로 HLP 제품을 양산할 수 있는 가능성을 확인하였고, 추후에는 실제 제품을 제작하는 연구를 수행할 예정이다.

• Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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• 2004.11a
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• pp.249-254
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• 2004

광의 효율적 사용을 위해 표면에 마이크로 그루브가 새겨진 고성능 광학 부품의 개발이 활발하고, 이들 부품의 다량 생산을 위한 초정밀 금형제조기술이 각광을 받고 있다. 최근의 초정밀 미세 기계가공의 경우 간단한 공정으로 이러한 마이크로 그루브 금형을 제작할 수 있다. 특히 조명각 변조용 렌티큘러 렌즈와 같이 실린더형 그루브 금형의 경우에는 기존의 Lithography, MEMS, LIGA 등 광 에너지를 이용한 다른 제조방법들에서는 가공하기 어려운 점이 있으나, 기계가공에서는 쉽게 제작가능한 장점이 있다. 본 연구에서는 이러한 미세기계가공기술의 장점을 활용하여 U 형 마이크로 그루브를 가진 Lenticular 렌즈용 금형을 가공하고자 하였다. 가공에는 3 축 구동의 초정밀 미세 복합가공기와 단결정 천연 다이아몬드공구가 사용되었고, 가공방식은 마이크로 세이핑 공정을 적용하였으며, 가공 금형 재료에는 Brass와 무전해 Nickel이 사용되었다. 실험을 통하여 금형가공시의 절삭력, 칩 형상, 가공표면 등의 분석이 수행되었으며 이를 기반으로 여러 가지 가공문제점을 해결하고, 최종적으로 양호한 렌티큘러렌즈용 금형을 가공하였다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.21 no.8
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• pp.27-33
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• 2004

The ultra-precision cutting is a key technique for the manufacture of optical components such as aluminium mirrors, electroless nickel mirror, plastic mirror in a variety of advanced science and technology applications. The paper presents experimental results of ultra-precision diamond fuming of electroless nickel materials. In general, the cutting condition such as feed rate and depth of rut, have effect on the surface roughness in ultra-precision diamond turning. To obtain an optimal cutting condition, we studied the effect of the cutting speed. the tool length, the tool nose radius, the feed rate and depth of cut on the surface roughness. So, the relationship of the surface roughness and cutting condition has been clarified. From the experimental results, the machined surface roughnesses were obtained less than 1nm rms.

• Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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• v.12 no.6
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• pp.44-49
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• 2003

To obtain the surface roughness with range from 10nm to 1nm we need the study of ultra-precision machine, cutting condition, and materials. In this paper, the optimal cutting conditions for getting mirror surface of aluminum alloy have been examined experimentally by using ultra-precision turning machine and sing1e crystal diamond tool. In generally, the cutting conditions such as feed rate and depth of cut have effect on the surface roughness in ultra-precision turning. The result of surface roughness was measured by the ZYGO New View 200. Therefore, The surface roughness and cutting conditions has been clarified. The smooth surface of aluminum alloy less than 1nm RMS, 1nm Rmax can be obtained by the ultra-precision cutting.