Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.14
no.6
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pp.1495-1508
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1990
There are requirement of surface roughness in mechanical elements that has minute surface of several nm degree. When high precision surface roughness measurement is made with stylus type surface roughness measuring apparatus, measuring accuracy depend on the tip radius of diamond stylus. Therefore, ultra precision machining was accomplished using ion sputter machining in order to machining the stylus tip radius less than 0.5.mu.m, which is impossible through lapping machining. In this study, optimal machining condition for the ion sputter machining was obtained through the experiment under the various varing machinbing quantity and condition of diamond stylus. And as the result of applying this optimal condition, the good result was obtained that machining probability of stylus tip radius less than o.5.mu.m is 93%.
Diamond mechanical polishing (DMP) is a crucial process in a sapphire wafering process to improve flatness and achieve the target thickness by using free abrasives. In a DMP process, material removal rate (MRR) is a key factor to reduce process time and cost. Controlling mechanical parameters, such as velocity and pressure, can increase the MRR in a DMP process. However, there are limitations of using high velocities and pressures for achieving a high MRR owing to their side effects. In this paper, we present the lapping characteristics and improvement of MRR by using a fixed abrasive plate through an experimental study. The change in MRR as a function of velocity and pressure follows Preston's equation. The surface roughness of a wafer decreases as the plate velocity and pressure increases. We observe a sharp decrease in MRR over the lapping time at a high velocity and pressure in the velocity and pressure test. An analysis of surface roughness (Rq and Rpk) indicates that wear of abrasives decreases the MRR sharply. In order to investigate the effect of abrasive wear on the MRR, we utilize a cutting fluid and a rough wafer. The cutting fluid delays the wear of abrasives resulting in improvement of MRR drop. The rough wafer maintains the MRR at a stable rate by self-dressing.
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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1992.04a
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pp.18-22
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1992
This paper presents the process of manufacturing technology of ceramics ferrule for optical fiber connector. Precision zirconia ceramic ferrules is widely used for high performance and low cost single mode optical fiber connectors. To polish the hole of the zirconia ceramic ferrule, the wire lapping instrument is developed and the machining experiment is conducted. Through the centerless grinding using diamond wheel the surface roughness of zirconia ceramics ferrule is below the 1 .mu. m Rmax.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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v.10
no.3
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pp.108-112
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2011
In order to obtain excellent flatness and surface roughness of glass substrate disk, uniform distribution of abrasives should be important for uniform polishing. We introduced coated-type magnetic abrasives and magnetic field to a lapping for the improvement of surface roughness and removal rate. Polishing properties with the conventional diamond abrasives and the coated-type magnetic abrasives were compared. As a result, the coated-type magnetic abrasives showed small surface roughness and large removal rate by applying magnetic field. And it also was shown that coated-type magnetic abrasives could save the more amount of polishing liquid under the same removal rate than the conventional diamond abrasives can.
During fabrication process for the large space optical surfaces, the traditional bound abrasive grinding with bronze bond cupped diamond wheel tools leaves the machine marks and the subsurface damage to be removed by subsequent loose abrasive lapping. We explored a new grinding technique for efficient quantitative control of precision CNC grinding for space optics materials such as Zerodur. The facility used is a NANOFORM-600 diamond turning machine with a custom grinding module and a range of resin bond diamond tools. The machining parameters such as grit number, tool rotation speed, work-piece rotation speed, depth of cut and feed rate were altered while grinding the work-piece surfaces of 20-100 mm in diameter. The input grinding variables and the resulting surface quality data were used to build grinding prediction models using empirical and multi-variable regression analysis methods. The effectiveness of the grinding prediction model was then examined by running a series of precision CNC grinding operation with a set of controlled input variables and predicted output surface quality indicators. The experiment details, the results and implications are presented.
Sapphire is a substrate material that is widely used in optical and electronic devices. However, the processing of sapphire into a substrate takes a long time owing to its high hardness and chemical inertness. In order to process the sapphire ingot into a substrate, ingot growth, multiwire sawing, lapping, and polishing are required. The lap grinding process using pellets is known as one of the ways to improve the efficiency of sapphire substrate processing. The lap grinding process ensures high processing efficiency while utilizing two-body abrasion, unlike the lapping process which utilizes three-body abrasion by particles. However, the lap grinding process has a high material removal rate (MRR), while its weakness is in obtaining the required surface roughness for the final polishing process. In this study, we examine the effects of free abrasives in lap grinding on the material removal characteristics of sapphire substrate. Before conducting the lap grinding experiments, it was confirmed that the addition of free abrasives changed the friction force through the pin-on-disk wear test. The MRR and roughness reduction rate are experimentally studied to verify the effects of free abrasive concentration on deionized water. The addition of free abrasives (colloidal silica) in the lap grinding process can improve surface roughness by three-body abrasion along with two-body abrasion by diamond grits.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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v.13
no.5
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pp.76-81
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2014
The Engineering ceramics have some excellent properties as materials for modern mechanical and electrical components. It is, however, not easy to polish them efficiently because they are strong and hard. This study is carried out to obtain a mirror surface on engineering ceramics by surperfinishing with high efficiency. To achieve this, we conducted a series of polishing experiments using representative engineering ceramics, such as $Al_2O_3$, SiC, $Si_3N_4$ and $ZrO_2$, using diamond abrasive film from the perspective of oscillations peed, the rotational speed of the workpiece, contact roller hardness, contact pressure and feed rate. Furthermore, the polishing efficiency and characteristics for engineering ceramics are discussed on the basis of optimal polishing time and surface roughness. Our results confirmed that efficient superfinishing conditions and polishing characteristics of engineering ceramics can be determined.
Jo, Wonseok;Lee, Sangjik;Kim, Hyoungjae;Lee, Taekyung;Lee, Seongbeom
Tribology and Lubricants
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v.32
no.2
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pp.56-60
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2016
Sapphire has a high hardness and strength and chemical stability as a superior material. It is used mainly as a material for a semiconductor as well as LED. Recently, the cover glass industry used by a sapphire is getting a lot of attention. The sapphire substrate is manufactured through ingot sawing, lapping, diamond mechanical polishing (DMP) and chemical mechanical polishing (CMP) process. DMP is an important process to ensure the surface quality of several nm for CMP process as well as to determine the final form accuracy of the substrate. In DMP process, the material removal is achieved by using the mechanical energy of the relative motion to each other in the state that the diamond slurry is disposed between the sapphire substrate and the polishing platen. The polishing platen is one of the most important factors that determine the material removal characteristics in DMP. Especially, it is known that the geometric characteristics of the polishing platen affects the material removal amount and its distribution. This paper investigated the material removal characteristics and the effects of the polishing platen groove in sapphire DMP. The experiments were preliminarily carried out to evaluate the sapphire material removal characteristics according to process parameters such as pressure, relative velocity and so on. In the experiment, the monitoring apparatus was applied to analyze process phenomena in accordance with the processing conditions. From the experimental results, the correlation was analyzed among process parameters, polishing phenomena and the material removal characteristics. The material removal equation based on phenomenological factors could be derived. And the experiment was followed to investigate the effects of platen groove on material removal characteristics.
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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1996.04a
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pp.24-28
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1996
Mirror-like polishing system of hemisphericall high-speed precision bearing for digital VTR drum was developed. Mechamism of the polishing process was analyzed in the view point of polishing contact range and contact length between the tool and the workpiece surface. It was suggested that the two stage polishing process adoptiong the diamond grinding wheel and polishing tool instead of multistage lapping processes, which enables the mass production of the bearing by reduction of polishing time.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.9
no.3
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pp.67-72
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1992
This paper presents the process of manufacturing technology of ceramics ferrule for opitcal fiber connector. Precision zirconia ceramic ferrules is widely for high performance and low cost single mode optical fiber connectors. To polish the hole of the zirconia ceramic ferrule, the wire lapping instrument is developed and the machining experiment is conducted. Through the centerless grinding using diamond wheel the surface roughness of zirconia ceramics ferrule is below the 1$\mu$m Rmax.
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