CFRP Micro Machining of CFRP Using Nanosecond Pulsed โฆ
Transcript of CFRP Micro Machining of CFRP Using Nanosecond Pulsed โฆ
ํ๊ตญ์ ๋ฐ๊ณตํํ์ง ์ 36๊ถ ์ 9ํธ pp. 783-791 September 2019 / 783
J. Korean Soc. Precis. Eng., Vol. 36, No. 9, pp. 783-791 https://doi.org/10.7736/KSPE.2019.36.9.783
ISSN 1225-9071 (Print) / 2287-8769 (Online)
๋๋ ธ์ด ํ์ค ํ์ด๋ฒ ๋ ์ด์ ๋ฅผ ์ด์ฉํ CFRP ๋ฏธ์ธ๊ฐ๊ณต
Micro Machining of CFRP Using Nanosecond Pulsed Fiber Laser
์ ๋๊ด1,#, ๋ฐ์ง์ฑ1, ๊น๊ธฐํ1
Do Kwan Chung1,#, Jin Sung Park1, and Ki Hun Kim1
1 ๋์๋ฏธ๋๋ํ๊ต ๋ก๋ด์๋ํ๊ณตํ๋ถ (School of Robot and Automation Engineering, Dongyang Mirae University)
# Corresponding Author / E-mail: [email protected], TEL: +82-2-2610-5186
ORCID: 0000-0002-7332-5741
KEYWORDS: CFRP (ํ์์ฌ์ ๊ฐํํ๋ผ์คํฑ), Fiber laser (ํ์ด๋ฒ ๋ ์ด์ ), Laser micro machining (๋ ์ด์ ๋ฏธ์ธ๊ฐ๊ณต),
Micro hole array (๋ฏธ์ธ ๊ตฌ๋ฉ์ด)
CFRP (Carbon fiber reinforced plastic) has been widely used in different industries such as aerospace, automobile, sports
and medical. Laser processing of CFRP has a great potential for industrial applications. In this paper researched the micro
cutting and drilling of CFRP with 0.5 mm thickness using 1064 nm ytterbium nanosecond pulsed fiber laser. It also
investigated machining characteristics of micro cutting and drilling according to laser power, frequency, scan speed and
number of scan (or irradiation). Complete cutting and through-hole drilling were achieved with low frequency when the laser
power was low and with low and middle frequency when the laser power increased. However, those were not achieved a
frequency of 100 kHz. The cutting width increased when the power increased and decreased when the frequency and the
scan speed increased. The hole size increased when the power and the number of irradiation increased and decreased
when the frequency increased. In the case of micro hole array, the hole was blocked during the next hole machining when
the hole spacing was narrow. The resin was melted by the heat thus blocking the pre-drilled hole. We devised the laser
scan method, and the micro hole array with narrow hole spacing was fabricated successfully.
Manuscript received: February 1, 2019 / Revised: March 12, 2019 / Accepted: March 14, 2019
1. ์๋ก
ํ์์ฌ์ ๊ฐํํ๋ผ์คํฑ(CFRP)์ ํ์์ฌ์ ์ ๋ ์ง์ด ๊ฒฐํฉ๋
์ด ์๋ ๋ณตํฉ์์ฌ๋ก, ๊ณ ๊ฐ๋, ๊ฒฝ๋, ๋์ ๋ด๊ตฌ์ฑ ๋ฑ ์ฐ์ํ ํน์ฑ
์ผ๋ก ์ธํด ํญ๊ณต, ์๋์ฐจ, ์คํฌ์ธ , ์๋ฃ ๋ฑ ๋ค์ํ ์ฐ์ ๋ถ์ผ์์
ํ์ฉ๋๊ฐ ์ ์ฐจ ์ฆ๊ฐํ๊ณ ์๋ค.1 CFRP ์ ์กฐ๊ณผ์ ์ 1์ฐจ ์ฑํ๋จ๊ณ
ํ ์ต์ข ์ ํํ์์ ์ป๊ธฐ ์ํด 2์ฐจ ๊ฐ๊ณต์์ ์ ๊ฑฐ์น๊ฒ ๋๋ค.
CFRP ๊ฐ๊ณต๋ฒ์ผ๋ก๋ ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๋๋ฆด๋ง, ๋ฐ๋ง๊ณผ ๊ฐ์ ์ ์ญ๊ฐ๊ณต
์ด ์ฌ์ฉ๋๋ค. ํ์ง๋ง CFRP๋ฅผ ๊ตฌ์ฑํ๋ ํ์์ฌ์ ์ ๋ ์ง์ ์์ด
ํ ํน์ฑ, ์ ์ธต๊ตฌ์กฐ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ด๋ฐฉ์ฑ ๋ฑ์ผ๋ก ์ธํด ์ ๋ฐ๊ฐ๊ณต์ ๋ง์
์ด๋ ค์์ด ์๋ค. ๋ํ์ ์ผ๋ก ๊ณต๊ตฌ๋ง๋ชจ, ์ฌ์ ๋ฏธ์ ์ญ, ์ธต๊ฐ๋ฐ๋ฆฌ,
๋ฏ๊น, ์ด์์ ๋ฑ์ ๋ฌธ์ ๊ฐ ์๋ค.2,3 ๋ฐ๋ผ์, ์ ์ญ๊ฐ๊ณต์ ๋ฌธ์ ์ ์
๊ฐ์ ํ๋ ค๋ ๋ ธ๋ ฅ๊ณผ ํจ๊ป ์ ์ญ๊ฐ๊ณต ์ธ ๋ค์ํ CFRP ๊ฐ๊ณต๋ฒ๋
ํ๋ฐํ ์ฐ๊ตฌ๋๊ณ ์๋ค. ๋ํ์ ์ผ๋ก ์ํฐ์ ฏ,4 ๋ฐฉ์ ๊ฐ๊ณต,5 ๋ ์ด์ 6
๋ฑ์ ํน์๊ฐ๊ณต๋ฒ์ด CFRP ๊ฐ๊ณต์ ์ ์ฉ๋๊ณ ์๋ค. ์ด ์ค์์, ๋
์ด์ ๋ฅผ ์ด์ฉํ CFRP ๊ฐ๊ณต์ ๋์ ์์ฐ์ฑ์ ๊ฐ์ง๋ฉฐ, ๋๋ฉด์ ์
๋จ6์์๋ถํฐ ๋๋ฆด๋ง,7 ๋ฏธ์ธ๊ฐ๊ณต8์ ์ด๋ฅด๊ธฐ๊น์ง ๋ค์ํ ๋ถ์ผ์ ์
์ฉ๊ฐ๋ฅํ์ฌ ์ฐ์ ์ ํ์ฉ๊ฐ์น๊ฐ ๋๋ค. ์ต๊ทผ ์ ํ ์ํํ ์ถ์ธ์
๋ฐ๋ผ ๋ ์ด์ ๋ฅผ ์ด์ฉํ CFRP ๋ฏธ์ธ๊ฐ๊ณต์ ๋ํ ์์๊ฐ ์ปค์ง๊ณ
์๋ค. ๋ ์ด์ ๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ CFRP์ ์ ๋ฐํ ๋ฏธ์ธํ์์ ์ป๊ธฐ ์ํด
์๋ ํผ์ฝ์ด ๋จ์์ ์ด๋จํ์ค8๋ฅผ ์ด์ฉํ๋๋ฐ, ํ์ค๊ฐ ์งง์์๋ก
๋ฏธ์ธ๊ฐ๊ณต์๋ ์ ๋ฆฌํ์ง๋ง ๊ณ ๊ฐ์ ์ฅ๋น ๊ฐ๊ฒฉ์ด ๋จ์ ์ด ๋๋ค. ์ต
๊ทผ ๊ฒฝ์ ์ ์ธ ๋๋ ธ์ด ํ์ด๋ฒ ๋ ์ด์ ๊ฐ ๊ธ์์ ๋ฏธ์ธ๊ฐ๊ณต์ ํ์ฉ
๋๊ณ ์๋ค.9 ๋๋ ธ์ด ํ์ด๋ฒ ๋ ์ด์ ๋ ์์ญ์์ ์๋ฐฑ ๋ง์ดํฌ๋ก๋ฏธ
ํฐ ํฌ๊ธฐ์ ๋ฏธ์ธํ์๊ฐ๊ณต์ ํ์ฉ๊ฐ๋ฅํ๋ฉฐ, ๋ํ ๊ฒฝ์ ์ ์ด๋ค. ํ
์ง๋ง ๊ฐ๊ณต๋ถ ์ฃผ๋ณ์ ์ด์์์ด ๋ฐ์ํ๋ค. ์ด์ ์ฝํ ๋ ์ง์ ํน์ฑ
์ผ๋ก ์ธํด ๋๋ ธ์ด ํ์ค ๋ ์ด์ ๋ฅผ CFRP์ ๋ฏธ์ธ๊ฐ๊ณต์ ์ ์ฉํ๋
์๋๊ฐ ๊ฑฐ์ ์์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋๋ ธ์ด ํ์ค ๋ ์ด์ ๋ฅผ CFRP ๋ฏธ์ธ
Copyright ยฉ The Korean Society for Precision Engineering
This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/
3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
784 / September 2019 ํ๊ตญ์ ๋ฐ๊ณตํํ์ง ์ 36๊ถ ์ 9ํธ
๊ฐ๊ณต์ ํ์ฉํ๋ ๊ฒ์ ๊ฐ๋ฅ์ฑ, ๋ฌธ์ ์ , ํด๊ฒฐ๋ฐฉ์ ๋ฑ์ ์ฐ๊ตฌํ๋
๊ฒ์ด ํ์ํ๋ค. ๊ตฌ์ฒด์ ์ผ๋ก, ๊ฐ๊ณตํน์ฑ, ์ด์์ ์ํฅ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ด
๋ฅผ ์ต์ํํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ํ์ํ๋ค. ๋ณธ ๋ ผ๋ฌธ์์๋ ๋
๋ ธ์ด ํ์ด๋ฒ ๋ ์ด์ ๋ฅผ ์ด์ฉํ CFRP์ ๋ฏธ์ธ ์ ๋จ ๋ฐ ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ณต
ํน์ฑ์ ๋ํด ์ดํด๋ณด๊ณ , ์ด์์์ ์ต์ํํ์ฌ ์ฐ์ํ ํ์์ ๋ฐ๋
๋ฅผ ๊ฐ๋ ๋ฏธ์ธ ๊ตฌ๋ฉ์ด ๊ฐ๊ณต ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ ์ํ๋ค.
2. ์คํ์ฅ์น
๋ณธ ์คํ์ ์ฌ์ฉ๋ ๋ ์ด์ ๋ 20 W ์ถ๋ ฅ์ 1064 nm ํ์ฅ์ ๊ฐ
๋ Ytterbium Pulsed Fiber Laser(๋ชจ๋ธ๋ช : K2 Fiber 20, ์ ์กฐ์ฌ:
K2 Laser System)๋ก ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๋ ์ด์ ๋งํน๊ธฐ๋ก ํ์ฉ๋๊ณ ์
๋ค. ์ ์กฐ์ฌ์์ ๊ถ์ฅํ๋ ๋ ์ด์ ์กฐ๊ฑด์ ์ถ๋ ฅ์ ์ต๋ 20 W๋ฅผ
๊ธฐ์ค์ผ๋ก 10-95%, ์ฃผํ์๋ ์ต๋ 200 kHz, ์ค์บ์๋๋ ์ต๋
3,000 mm/s์ด๋ค. ์ ์กฐ์ฌ์์ ์ ๊ณตํ๋ ์ ์ฉ ์ํํธ์จ์ด(์ํํธ
์จ์ด๋ช : Marking Mate)๋ฅผ ์ด์ฉํ์์ผ๋ฉฐ, ์ถ๋ ฅ, ์ฃผํ์, ์ค์บ์
๋, ๋ฐ๋ณตํ์๋ฅผ ๋ณ๊ฒฝํ ์ ์๋ค. ๋ฐ๋ณตํ์๋ ์ ๋จ๊ฐ๊ณต๊ณผ ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ
๊ณต์ ๊ฒฝ์ฐ๋ฅผ ๊ตฌ๋ถํ์ฌ ๋ํ๋ด์๋ค. ์ ๋จ๊ฐ๊ณต์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๋ฐ๋ณต์ค
์บํ์(Number of Scan)๋ก, ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ณต์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๋ฐ๋ณต์กฐ์ฌํ์
(Number of Irradiation)๋ก ๋ํ๋ด์๋ค. Fig. 1์ ๋ณธ ์คํ์ ์ฌ์ฉ
๋ ๋ ์ด์ ์ด๋ค.
๋ณธ ์คํ์์ CFRP๋ ์ผ๋ฐฉํฅ ์ํธ(UD Type)๊ณผ ํ์ง์ง๋ฌผ ์
ํธ(Plain Woven Type) 2๊ฐ์ง๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์๋ค(์ ์กฐ์ฌ: ๋ฌดํ์นด๋ณธ).
CFRP ์ํธ์ 20 ร 20 mm ํฌ๊ธฐ๋ก ์ ๋จํ์ฌ ์ฌ์ฉํ์๊ณ , ๋๊ป๋
0.5 mm์ด๋ค.
3. ๋ ์ด์ ๊ฐ๊ณต์กฐ๊ฑด์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ฏธ์ธ ์ ๋จ ๊ฐ๊ณต
3.1 ๊ฐ๊ณต์กฐ๊ฑด
๋ ์ด์ ์ ์ถ๋ ฅ(Power), ์ฃผํ์(Frequency), ์ค์บ์๋(Scan
Speed)๋ฅผ ๋ณํ์ํค๋ฉด์ CFRP์ ์ง์ ์ ๊ฐ๊ณตํ์ฌ ๊ฐ๊ณตํน์ฑ์
์ดํด๋ณด์๋ค. ์คํ์ ์ฌ์ฉ๋ ๋ ์ด์ ๋ ์ต๋์ถ๋ ฅ์ด 20 W์ธ ๋งํน
์ฉ์ด๊ธฐ ๋๋ฌธ์ 0.5 mm ๋๊ป์ CFRP ์ํธ์ ์ ๋จํ๊ธฐ ์ํด์๋
๋ ์ด์ ๋ฅผ 1ํ ์กฐ์ฌํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก๋ ๋ถ์กฑํ๊ณ ๋ฐ๋ณต์กฐ์ฌ๊ฐ ํ์ํ
๋ค. ๋ณธ ์คํ์์๋ ๋ฐ๋ณต์ค์บํ์๋ฅผ 100ํ๋ก ๊ณ ์ ํ์๋ค. ์ธ๋ถ์
์ธ ๊ฐ๊ณต์กฐ๊ฑด์ Table 1์ ๋ํ๋ด์๋ค.
Fig. 2๋ ์ถ๋ ฅ 40%, ์ฃผํ์ 50 kHz, ์ค์บ์๋ 1000 mm/s, ๋ฐ
๋ณต์ค์บํ์ 100ํ์ ์กฐ๊ฑด์ผ๋ก ์ผ๋ฐฉํฅ ์ํธ๊ณผ ํ์ง์ง๋ฌผ ์ํธ์
์ง์ ๊ฐ๊ณต์ ์ํํ ๊ฒฐ๊ณผ์ด๋ค. ์ผ๋ฐฉํฅ ์ํธ์ ๊ฒฝ์ฐ ํ์์ฌ์ ๋ฐฉํฅ
๊ณผ ๊ฐ๊ณต๋ฐฉํฅ(๋ ์ด์ ์ค์บ๋ฐฉํฅ)์ด ์์ง์ด ๋๊ฒ ํ์๋ค. ์ฆ, ํ์
์ฌ์ ๋ฐฉํฅ์ ์ธ๋ก์ด๊ณ , ๊ฐ๊ณต๋ฐฉํฅ(๋ ์ด์ ์ค์บ๋ฐฉํฅ)์ ๊ฐ๋ก๋ฐฉํฅ์ด
๋ค. Fig. 2(a)์ ๊ฐ์ด ๊ท ์ผํ ์ ํญ์ผ๋ก ๊ฐ๊ณต๋ ๊ฒ์ ๋ณผ ์ ์๋ค.
ํ์ง์ง๋ฌผ ์ํธ์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ฒดํฌ๋ฌด๋ฌ ๋ชจ์์ผ๋ก ํ์์ฌ์ ๊ฐ ๊ต์ฐจ
ํ๋๋ฐ, ์ฌ์ ๊ฐ ๊ต์ฐจํ๋ ๋ถ๋ถ(Fig. 2(b)์ ๊ฐ์ด๋ฐ ๋ถ๋ถ)์ ๊ฐ๊ณต์ด
์ ๋์ง ์๊ณ ๋ถ๊ท์นํจ์ ๋ณผ ์ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋ ์ด์ ์กฐ๊ฑด์ ๋ฐ
๋ฅธ ๋ฏธ์ธ ์ ๋จ ๊ฐ๊ณต ์คํ์ ์ผ๋ฐฉํฅ ์ํธ์ ์ฌ์ฉํ์๋ค.
3.2 ๊ฐ๊ณต๊ฒฐ๊ณผ
3.2.1 ๊ฐ๊ณตํ์
Fig. 3์ ์ผ๋ฐฉํฅ CFRP์ ๋ ์ด์ ์ ๋จ ๊ฐ๊ณต๋ฉด์ ๋ณด์ฌ์ค๋ค. ๋
์ด์ ์กฐ๊ฑด์ ์ถ๋ ฅ 95%, ์ฃผํ์ 20 kHz, ์ค์บ์๋ 300 mm/s, ๋ฐ
๋ณต์ค์บํ์ 100ํ์ด๋ค. Fig. 3(a)์์ ๋ณผ ์ ์๋ฏ์ด ๊ฐ๊ณต๋ถ ์ฃผ๋ณ
์ผ๋ก ๊ฐ๊ณตํญ(Cutting Width)๋ณด๋ค ๋๊ฒ ์ง์ ๊ฐ์์ ์ด์ํฅ์ธต์
๋ณผ ์ ์๋ค. ์์ Fig. 2์ ์กฐ๊ฑด์์๋ ๊ฐ๊ณต๋ฉด ์ฃผ๋ณ์ผ๋ก ์ด์ํฅ
์ธต์ด ๋ง์ด ์๊ธฐ์ง ์์ผ๋ ์์ ํ ์ ๋จ์ด ๋์ง ์๋๋ค. Fig. 3(b)
๋ ํ๋ฏธ๊ฒฝ์ ํฌ๊ณผ์กฐ๋ช (Transmitted Illumination)์ ์ด์ฉํ์ฌ ์
๋์์ ๋น์ ๋น์ถฐ์ค ๊ฒ์ผ๋ก ์ํธ์ด ์ ๋จ๋์์์ ์ฝ๊ฒ ์ ์ ์
๋ค. Fig. 3(c)๋ ๋ท๋ฉด์ ๋ณด์ฌ์ค๋ค. ์๋ฉด์ ๊ฐ๊ณตํญ์ 94.5 ยตm์ด๊ณ ,
๋ท๋ฉด์ 17.17 ยตm๋ก ์ ๋จ๋ฉด์ด ํ ์ดํผ ํ์์์ ์ ์ ์๋ค. Fig.
3(d)๋ ๋ค์ํ ํฌ๊ธฐ์ ์ฌ๊ฐํ ๋ชจ์์ ์ ๋จํ ์๋ฅผ ๋ณด์ฌ์ค๋ค. ์ฌ
๊ฐํ ํ ๋ณ์ ๊ธธ์ด๋ ์ผ์ชฝ๋ถํฐ 5, 3, 2 mm์ด๋ค.
Fig. 1 1064 nm ytterbium pulsed fiber laser (Model: K2 Fiber 20,
Manufacturer: K2 Laser System)
Fig. 2 Laser micro cutting results according to CFRP type: (a) UD
type, (b) Plain woven type (Power 40%, Freq. 50 kHz, Scan
speed 1000 mm/s, No. of scan 100)
Table 1 Laser micro cutting conditions
Parameters Values Remark
Power (%) 40, 60, 80, 95 Max. power: 20 W
Freq. (kHz) 20, 30, 40, 50, 100 Pulse duration: 100 ns
Scan speed (mm/s) 300, 500, 1000, 1500
No. of scan 100 Fixed
ํ๊ตญ์ ๋ฐ๊ณตํํ์ง ์ 36๊ถ ์ 9ํธ September 2019 / 785
Table 2๋ ์ถ๋ ฅ, ์ฃผํ์, ์ค์บ์๋ ๋ณํ์ ๋ํ ์ง์ ๊ฐ๊ณต ์, ์
๋ฉด ๊ฐ๊ณตํญ(Cutting Width)๊ณผ ๋ท๋ฉด ๊ฐ๊ณตํญ์ ๋ํ๋ธ๋ค. ์คํ์ ๋์ผ
ํ ์กฐ๊ฑด์ผ๋ก 3ํ ๋ฐ๋ณตํ์์ผ๋ฉฐ ๊ฐ๊ณตํญ์ ํ๊ท ๊ฐ์ผ๋ก ๋ํ๋๋ค.
๊ฐ๊ณตํญ ๋ท๋ฉด์ ๊ฐ์ด ์๋ ๊ฒ์ ์ ๋จ์ด ๋์ง ์์์์ ์๋ฏธํ๋ค.
3.2.2 ์ ๋จํน์ฑ
๋ ์ด์ ์ถ๋ ฅ์ด 40%(8 W)์ธ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ด๋ ํ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๋ท๋ฉด
๊น์ง ์ ๋จ๋์ง ์์๋ค. 0.5 mm ๋๊ป์ CFRP๋ฅผ ์ ๋จํ๊ธฐ์๋
์ถ๋ ฅ์ด ๋ถ์กฑํ์์์ ์ ์ ์๋ค. ์ถ๋ ฅ์ด 60%๋ก ์ฆ๊ฐํ๋ฉด ์ฃผํ
์ 20 kHz์ธ ๊ฒฝ์ฐ์ ๋ท๋ฉด๊น์ง ์ ๋จ๋์๋ค. ์ถ๋ ฅ์ด 80%๋ก ์ฆ๊ฐ
ํ๋ฉด, ์ฃผํ์ 20, 30, 40 kHz์ธ ๊ฒฝ์ฐ์ ์ ๋จ๋์์ผ๋ฉฐ, ์ถ๋ ฅ์ด
95%๋ฉด ์ฃผํ์ 20, 30, 40, 50 kHz์ธ ๊ฒฝ์ฐ์ ์ ๋จ๋์๋ค. ์ฆ, ์ถ
๋ ฅ์ด ์ฆ๊ฐํ๋ฉด ๋น๊ต์ ๋์ ์ฃผํ์์์๋ ์ ๋จ๋จ์ ์ ์ ์๋ค.
์คํ์ ์ฌ์ฉ๋ ๋ ์ด์ ๋ ํ์คํญ์ด 100 ns์ด๋ฏ๋ก, ์ฃผํ์๊ฐ ์ฆ๊ฐ
ํ๋ฉด ํ์คํด์ง์๊ฐ์ด ๊ฐ์ํ๋ค. ํ์คํด์ง์๊ฐ๋์ ์ฌ์๊ณ ์ธต ํ
์ฑ ๋ฐ ๊ฐ๊ณต๋ถ์ค๋ฌ๊ธฐ ๋ฐฐ์ถ ๋ฑ์ ์์ฉ์ด ์ผ์ด๋๋ฏ๋ก ์ ์ ํ ํ์ค
ํด์ง์๊ฐ์ด ํ์ํ๋ฐ, ์ฃผํ์๊ฐ ์ฆ๊ฐํ๋ฉด ํ์คํด์ง์๊ฐ์ด ๊ฐ์
ํ์ฌ ๊ฐ๊ณต๋ฅ๋ ฅ์ด ๋จ์ด์ง๊ฒ ๋๋ค. ํ์ง๋ง ์ถ๋ ฅ์ด ์ฆ๊ฐํ๋ฉด ์ฃผํ
์๊ฐ ๋์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ ๋จ๊ฐ๊ณต์ด ๊ฐ๋ฅํ๊ฒ ๋๋ค.
Table 2 Laser micro cutting results according to power, frequency and scan speed
No.Power
(%)
Freq.
(kHz)
Scan
speed
(mm/s)
Cutting width
(ยตm) No.Power
(%)
Freq.
(kHz)
Scan
speed
(mm/s)
Cutting width
(ยตm) No.Power
(%)
Freq.
(kHz)
Scan
speed
(mm/s)
Cutting width
(ยตm)
Front Back Front Back Front Back
1 40 20 300 63.34 - 28 60 30 1500 70.14 - 55 80 50 1000 67.20 -
2 40 20 500 59.63 - 29 60 40 300 69.41 - 56 80 50 1500 65.70 -
3 40 20 1000 64.21 - 30 60 40 500 68.21 - 57 80 100 300 66.21 -
4 40 20 1500 62.94 - 31 60 40 1000 66.03 - 58 80 100 500 64.18 -
5 40 30 300 67.72 - 32 60 40 1500 66.69 - 59 80 100 1000 59.97 -
6 40 30 500 61.15 - 33 60 50 300 67.55 - 60 80 100 1500 59.30 -
7 40 30 1000 62.12 - 34 60 50 500 65.19 - 61 95 20 300 97.72 22.38
8 40 30 1500 59.99 - 35 60 50 1000 63.33 - 62 95 20 500 86.09 23.17
9 40 40 300 59.82 - 36 60 50 1500 61.30 - 63 95 20 1000 82.37 27.99
10 40 40 500 58.97 - 37 60 100 300 61.82 - 64 95 20 1500 82.21 28.32
11 40 40 1000 59.97 - 38 60 100 500 57.77 - 65 95 30 300 85.40 16.33
12 40 40 1500 58.62 - 39 60 100 1000 56.86 - 66 95 30 500 79.67 17.01
13 40 50 300 55.09 - 40 60 100 1500 55.39 - 67 95 30 1000 82.21 24.73
14 40 50 500 55.93 - 41 80 20 300 86.94 19.02 68 95 30 1500 79.02 27.96
15 40 50 1000 53.07 - 42 80 20 500 80.67 22.41 69 95 40 300 81.70 27.41
16 40 50 1500 52.43 - 43 80 20 1000 83.46 23.54 70 95 40 500 80.87 16.86
17 40 100 300 52.72 - 44 80 20 1500 80.70 26.15 71 95 40 1000 73.96 18.52
18 40 100 500 50.03 - 45 80 30 300 82.03 22.22 72 95 40 1500 78.01 20.57
19 40 100 1000 48.51 - 46 80 30 500 79.17 16.01 73 95 50 300 75.80 15.91
20 40 100 1500 45.48 - 47 80 30 1000 77.85 19.71 74 95 50 500 74.57 18.91
21 60 20 300 80.52 21.42 48 80 30 1500 76.14 23.18 75 95 50 1000 70.19 18.23
22 60 20 500 73.44 19.04 49 80 40 300 83.71 26.57 76 95 50 1500 69.07 19.84
23 60 20 1000 76.03 25.78 50 80 40 500 75.94 16.86 77 95 100 300 69.06 -
24 60 20 1500 74.47 19.01 51 80 40 1000 69.90 19.88 78 95 100 500 66.37 -
25 60 30 300 72.95 - 52 80 40 1500 72.27 20.71 79 95 100 1000 63.98 -
26 60 30 500 67.71 - 53 80 50 300 75.63 - 80 95 100 1500 63.98 -
27 60 30 1000 69.91 - 54 80 50 500 72.60 -
Fig. 3 Laser micro cutting using UD type CFRP: (a) top view, (b)
top view (by transmitted illumination), (c) bottom view, and
(d) rectangular shape cutting (side length: 5, 3, 2 mm from
left) (Laser: Power 95%, Freq. 20 kHz, Scan speed 300 mm/
s, No. of scan 100)
786 / September 2019 ํ๊ตญ์ ๋ฐ๊ณตํํ์ง ์ 36๊ถ ์ 9ํธ
3.2.3 ๊ฐ๊ณตํญ ํฌ๊ธฐ ๋ณํ
Fig. 4๋ Table 2์ ์คํ๊ฒฐ๊ณผ ์ผ๋ถ๋ฅผ ๊ทธ๋ํ๋ก ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ด๋ค.
์ค์บ์๋ 300, 1000 mm/s์ธ ๊ฒฝ์ฐ์ ๋ ์ด์ ์ถ๋ ฅ๊ณผ ์ฃผํ์ ๋ณํ
์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฐ๊ณตํญ(์๋ฉด) ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ๋ํ๋ด์๋ค. ์ถ๋ ฅ์ด ์ฆ๊ฐํจ์ ๋ฐ
๋ผ ๊ฐ๊ณตํญ์ด ์ปค์ง๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์์ผ๋ฉฐ, ์ฃผํ์๊ฐ ์ฆ๊ฐํ๋ฉด ๊ฐ
๊ณตํญ์ด ์์์ง๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์๋ค. ์ ์ ํ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด ์ฃผํ์๊ฐ
์ฆ๊ฐํ๋ฉด ํ์คํด์ง์๊ฐ์ด ์งง์์ง๋ค. ์งค์ ํ์คํด์ง์๊ฐ๋์์
๋ ์ฌ์๊ณ ์ธต ํ์ฑ, ๋ถ์ค๋ฌ๊ธฐ ๋ฐฐ์ถ ๋ฑ์ด ์ํํ์ง ๋ชปํด ๊ฐ๊ณต๋ฅ๋ ฅ
์ด ๋จ์ด์ง๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๊ฐ๊ณตํญ์ด ์์์ง๊ณ ๊น์ด๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ๊ฐ๊ณต์ด
์ด๋ ค์ ์๋ฒฝํ ์ ๋จ๋์ง ๋ชปํ๋ค.
Fig. 5๋ ๋ ์ด์ ์ถ๋ ฅ 80, 95%์ธ ๊ฒฝ์ฐ์ ๋ ์ด์ ์ค์บ์๋์
๋ฐ๋ฅธ ๊ฐ๊ณตํญ(์๋ฉด) ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ๋ํ๋ด์๋ค. ์ค์บ์๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ๋ฉด ๊ฐ
๊ณตํญ์ด ๊ฐ์ํ๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์๋ค.
4. ๋ ์ด์ ๊ฐ๊ณต์กฐ๊ฑด์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ฏธ์ธ ๊ตฌ๋ฉ ๊ฐ๊ณต
4.1 ๊ฐ๊ณต์กฐ๊ฑด
CFRP ์ํธ์ ๋ฏธ์ธ ๊ตฌ๋ฉ์ ๊ฐ๊ณตํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ํ ์ ์ ๋ ์ด์
๋ฅผ ๋ฐ๋ณต์กฐ์ฌํ๋ ๋ฐฉ์์ ์ฌ์ฉํ์๋ค. ์ ๋จ๊ฐ๊ณต๊ณผ๋ ๋ค๋ฅด๊ฒ ๋ฏธ์ธ
๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ณต์์๋ ์ค์บ์๋๋ ๊ณ ๋ ค๋์ง ์๋๋ค. ๋ ์ด์ ์ถ๋ ฅ, ์ฃผ
ํ์, ๋ฐ๋ณต์กฐ์ฌํ์(Number of Irradiation) ๋ณํ์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ฏธ์ธ ๊ตฌ
๋ฉ ๊ฐ๊ณตํน์ฑ์ ์ดํด๋ณด์๋ค. ์ธ๋ถ์ ์ธ ๊ฐ๊ณต์กฐ๊ฑด์ Table 3์ ๋
ํ๋ด์๋ค.
๋ฏธ์ธ ๊ตฌ๋ฉ ๊ฐ๊ณต์ ์ ๋จ๊ฐ๊ณต๊ณผ๋ ๋ค๋ฅด๊ฒ ํ ์ ์ ๋ ์ด์ ๋น์
๋ฐ๋ณต์กฐ์ฌํ๋ฏ๋ก CFRP์ํธ ์ข ๋ฅ์ ์ํฅ์ ๋ ๋ฐ๋๋ค. ๋ฏธ์ธ ๊ตฌ๋ฉ
๊ฐ๊ณต ์คํ์์๋ 0.5 mm ๋๊ป์ ํ์ง์ง๋ฌผ CFRP ์ํธ์ ์ฌ์ฉํ
์๋ค.
4.2 ๊ฐ๊ณต๊ฒฐ๊ณผ
4.2.1 ๊ฐ๊ณตํ์
Fig. 6์ ๋ฏธ์ธ ๊ตฌ๋ฉ ๊ฐ๊ณต ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ณด์ฌ์ค๋ค. ๋ ์ด์ ์กฐ๊ฑด์ ์ถ
๋ ฅ 80%, ์ฃผํ์ 20 kHz, ๋ฐ๋ณต์กฐ์ฌํ์ 400ํ์ด๋ค. Fig. 6(a)๋ฅผ
๋ณด๋ฉด, ์ ๊ตฌ ์ฃผ๋ณ์ ์ด์ ์ํด ํ๋ฉด ๋ ์ง์ธต์ด ๋ น์ ๊ฒ์ด ๊ด์ฐฐ๋
๋ค. Fig. 6(b)๋ ํฌ๊ณผ์กฐ๋ช ์ ์ด์ฉํ์ฌ ์ํธ ์๋์ชฝ์์ ๋น์ ์ด
์ ๊ตฌ๋ฉ์ด ๊ดํต๋์์์ ๋ณด์ฌ์ค๋ค. Fig 6(c)๋ ๊ตฌ๋ฉ ์ถ๊ตฌ๋ฅผ ๋ณด์ฌ
์ค๋ค. ๊ตฌ๋ฉ ์ ๊ตฌ ํฌ๊ธฐ๋ 90.68 ยตm์ด๊ณ ์ถ๊ตฌ ํฌ๊ธฐ๋ 16.92 ยตm๋ก
ํ ์ดํผ ํ์์ผ๋ก ๊ฐ๊ณต๋์์์ ์ ์ ์๋ค.
Table 4๋ ๋ ์ด์ ์กฐ๊ฑด์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ฏธ์ธ ๊ตฌ๋ฉ์ ์ ๊ตฌ, ์ถ๊ตฌ ํฌ๊ธฐ
(Hole Entrance, Hole Exit)๋ฅผ ๋ํ๋ด์๋ค. ๋ ์ด์ ๋ฏธ์ธ ๊ตฌ๋ฉ์ ํฌ
๊ธฐ๊ฐ ์๊ณ ์ง์๋ ์๋๋ฏ๋ก ์ธก์ ์ ์ด๋ ค์์ด ์๋ค. ํนํ, ๋ท๋ฉด์
Fig. 4 Cutting width (front) variation according to laser power Fig. 5 Cutting width (front) variation according to laser scan speed
Table 3 Laser micro drilling conditions
Parameters Values Remark
Power (%) 60, 80, 95 Max. power: 20 W
Freq. (kHz) 20, 50, 100 Pulse duration: 100 ns
No. of irradiation50, 100, 200, 300,
400, 500
ํ๊ตญ์ ๋ฐ๊ณตํํ์ง ์ 36๊ถ ์ 9ํธ September 2019 / 787
๊ตฌ๋ฉ ์ถ๊ตฌ๋ถ๋ ํฌ๊ธฐ๊ฐ 10 ยตm ์ ๋๋ก ๋งค์ฐ ์์์ ๋ ์ธก์ ํ๊ธฐ
์ด๋ ต๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์คํ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ ๋ขฐ์ฑ์ ๋์ด๊ธฐ ์ํด์ ๋์ผํ ์กฐ
๊ฑด์์ 6ํ ๋ฐ๋ณต์คํ์ ํ์๊ณ , ํ๊ท ๊ฐ์ ์ฌ์ฉํ์๋ค. ๊ดํตํ์
๋ ์ด 6๋ฒ ๋ฐ๋ณต์คํ ์ค์ ๊ตฌ๋ฉ๊ดํตํ์๋ฅผ ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ด๋ค. Table
4์์ Through Hole ํญ๋ชฉ์ Count์ ํด๋นํ๋ค. ์ด ๋ ํ๋ฏธ๊ฒฝ์
ํฌ๊ณผ์กฐ๋ช (Transmitted Illumination)์ ์ฌ์ฉํ์๋๋ฐ, ์ํธ ์๋
์์ ๋น์ ์ด์ ๊ตฌ๋ฉ์ ๊ดํต์ฌ๋ถ๋ฅผ ํ์ธํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ด๋ค. ๊ดํต์จ
์ ์ด 6๋ฒ ๋ฐ๋ณต์คํ ์ค ๊ดํตํ์๋ฅผ % ๋จ์๋ก ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ด๋ค.
Table 4์์ Through Hole ํญ๋ชฉ์ Rate(%)์ ํด๋นํ๋ค. ์ถ๊ตฌ ์ธก
์ ํ์(No. of Measurement of Hole Exit)๋ ํ๋ฏธ๊ฒฝ์ผ๋ก ๊ตฌ๋ฉ์
์ถ๊ตฌ๋ฅผ ๊ด์ฐฐํ๋ ๋ฐฉ์์ผ๋ก ์ด ๋ ์ถ๊ตฌ์ ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ์ธก์ ํ์๋ค. ํฌ
๊ณผ์กฐ๋ช ์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ๊ดํต๋์์์ ํ์ธํ์์ด๋, ์ค์ ์ถ๊ตฌ๋ฅผ ์ธก
์ ํ๋ ๊ฒฝ์ฐ์ ๊ตฌ๋ฉ์ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ๋งค์ฐ ์๊ณ ํ์์ด ๋ถ๊ท์นํ์ฌ ์ธก
์ ์ด ๋ถ๊ฐ๋ฅํ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์๋ค. ์ด๋ฌํ ๊ฒฝ์ฐ์ ๊ดํตํ์๋ณด๋ค ์ถ๊ตฌ
์ธก์ ํ์๊ฐ ๋ ์ ๋ค. ์๋ฅผ ๋ค์ด, 5๋ฒ์ ๋ ์ด์ ์กฐ๊ฑด์ ์ถ๋ ฅ
60%, ์ฃผํ์ 20 kHz, ๋ฐ๋ณต์กฐ์ฌํ์ 400๋ฒ์ด๋ฉฐ, ๊ตฌ๋ฉํฌ๊ธฐ(์ ๊ตฌ)
77.42 ยตm๋ 6ํ ๋ฐ๋ณต์คํํ 6๊ฐ ๊ตฌ๋ฉ ํฌ๊ธฐ์ ํ๊ท ๊ฐ์ด๋ค. ๊ดํต
Fig. 6 Laser micro drilling results: (a) top view, (b) top view (by
transmitted illumination), and (c) bottom view (Laser: power
80%, Freq. 20 kHz, No. of irradiation 400)
Table 4 Laser micro drilling results according to power, frequency and number of scan
No.Power
(%)
Freq.
(kHz)
No. of
irradiation
Hole
entrance
(ยตm)
Hole
exit
(ยตm)
Through hole
(by transmitted
illumination)No. of
measurement
of hole exit
No.Power
(%)
Freq.
(kHz)
No. of
irradiation
Hole
entrance
(ยตm)
Hole
exit
(ยตm)
Through hole
(by transmitted
illumination)
No. of
measure
ment of
hole
exitCountRate
(%)Count
Rate
(%)
1 60 20 50 71.54 - 0 0.0 0 28 80 50 300 80.14 11.44 5 83.3 2
2 60 20 100 77.59 - 0 0.0 0 29 80 50 400 78.3 14.18 6 100.0 2
3 60 20 200 79.44 9.03 5 83.3 1 30 80 50 500 81.88 14.08 6 100.0 3
4 60 20 300 80.23 11.12 6 100.0 1 31 80 100 50 61.13 - 0 0.0 0
5 60 20 400 77.42 10.19 4 66.7 2 32 80 100 100 64.11 - 0 0.0 0
6 60 20 500 81.24 9.78 5 83.3 1 33 80 100 200 73.28 - 0 0.0 0
7 60 50 50 65.8 - 0 0.0 0 34 80 100 300 69.89 - 0 0.0 0
8 60 50 100 63.46 - 0 0.0 0 35 80 100 400 72.42 - 0 0.0 0
9 60 50 200 70.45 - 0 0.0 0 36 80 100 500 73.04 - 0 0.0 0
10 60 50 300 66.91 - 1 16.7 0 37 95 20 50 80.6 - 0 0.0 0
11 60 50 400 68.21 - 1 16.7 0 38 95 20 100 79.49 - 0 0.0 0
12 60 50 500 70.85 - 1 16.7 0 39 95 20 200 86.05 14.98 5 83.3 3
13 60 100 50 58.14 - 0 0.0 0 40 95 20 300 89.54 16.92 6 100.0 3
14 60 100 100 57.91 - 0 0.0 0 41 95 20 400 84.22 16.82 6 100.0 3
15 60 100 200 62.51 - 0 0.0 0 42 95 20 500 84.22 23.26 6 100.0 3
16 60 100 300 61.46 - 0 0.0 0 43 95 50 50 75.49 - 0 0.0 0
17 60 100 400 64.75 - 0 0.0 0 44 95 50 100 80.02 13.23 4 66.7 1
18 60 100 500 61.53 - 0 0.0 0 45 95 50 200 84.16 16.58 5 83.3 3
19 80 20 50 77.61 - 0 0.0 0 46 95 50 300 82.14 15.63 6 100.0 4
20 80 20 100 80.52 - 0 0.0 0 47 95 50 400 86.74 14.9 6 100.0 4
21 80 20 200 86.13 11.95 6 100.0 3 48 95 50 500 82.54 27.34 6 100.0 4
22 80 20 300 83.74 14.34 6 100.0 3 49 95 100 50 71.12 - 0 0.0 0
23 80 20 400 87.68 16.6 6 100.0 3 50 95 100 100 73.01 - 0 0.0 0
24 80 20 500 85.17 15.59 5 83.3 3 51 95 100 200 74.38 - 0 0.0 0
25 80 50 50 66.15 - 0 0.0 0 52 95 100 300 73.38 - 0 0.0 0
26 80 50 100 67.4 - 3 50.0 0 53 95 100 400 81.23 - 0 0.0 0
27 80 50 200 74.41 10.66 5 83.3 1 54 95 100 500 75.61 - 0 0.0 0
788 / September 2019 ํ๊ตญ์ ๋ฐ๊ณตํํ์ง ์ 36๊ถ ์ 9ํธ
ํ์(Through-Hole Count)๋ 4์ธ๋ฐ, ์ด๊ฒ์ 6ํ ๋ฐ๋ณต์คํ ์ค 4
๋ฒ ๊ตฌ๋ฉ์ด ๊ดํต๋์๋ค๋ ๋ป์ด๋ค. ๊ดํต์จ(Through-Hole Rate)์
์๋์ ์๊ณผ ๊ฐ์ด ๊ณ์ฐ๋๋ค.
Through-Hole Rate(%) =
ร 100 = ร 100 = 66.7% (1)
์ฆ, ๊ดํต์จ์ 66.7%๊ฐ ๋๋ค. ์ถ๊ตฌ ์ธก์ ํ์๋ 2์ธ๋ฐ, 6ํ์
๋ฐ๋ณต์คํ ์ค์์ 2๊ฐ์ ๊ตฌ๋ฉ๋ง ์ถ๊ตฌ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์ธก์ ๊ฐ๋ฅํ๋ค๋ ๋ป
์ด๋ค. ๊ตฌ๋ฉํฌ๊ธฐ(์ถ๊ตฌ) 10.19 ยตm๋ ์ด 2๊ฐ์ ์ถ๊ตฌ ๊ตฌ๋ฉ ํฌ๊ธฐ์
ํ๊ท ๊ฐ์ด๋ค.
4.2.2 ๊ดํตํน์ฑ
๋ ์ด์ ์ถ๋ ฅ์ด 60%์ธ ๊ฒฝ์ฐ์๋, ์ฃผํ์๊ฐ 20 kHz๋ก ๋ฎ์ ๊ฒฝ
์ฐ์๋ง ๊ตฌ๋ฉ์ด ๊ดํต๋์๋ค. ์ถ๋ ฅ์ด 80 ๋ฐ 95%๋ก ์ฆ๊ฐํ๋ฉด ์ฃผํ
์๊ฐ 20๊ณผ 50 kHz์ธ ๊ฒฝ์ฐ์ ๊ดํต๋์๋ค. ์ฃผํ์๊ฐ 100 kHz์ธ
๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ด๋ ํ ์กฐ๊ฑด์์๋ ๊ดํต๋์ง ์์๋ค. ๋ ์ด์ ์ ๋จ ๊ฐ
๊ณต ์คํ์์ ์ค๋ช ํ ๊ฒ๊ณผ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ณต์์๋ ๋ ์ด์
ํ์ค๊ฐ ์ธ๊ฐ๋ ํ์ ์ ์ ํ ํด์ง์๊ฐ์ด ์์ด์ผ ์ํํ ๊ฐ๊ณต๋
๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ฃผํ์๊ฐ ์ฆ๊ฐํ ์๋ก ๊ดํต์ด ์๋๋๋ฐ, ์ถ๋ ฅ์ด ์ฆ๊ฐ
ํ๋ฉด ๊ดํต์ด ๊ฐ๋ฅํ๊ฒ ๋๋ค. ํ์ง๋ง ์ฃผํ์๊ฐ 100 kHz์ธ ๊ฒฝ์ฐ
์๋ ์ถ๋ ฅ์ด ๋๋๋ผ๋ ๊ตฌ๋ฉ์ด ๊ดํต๋์ง ์์๋ค. ๋ฐ๋ณต์กฐ์ฌํ์๊ฐ
50ํ์ธ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ด๋ค ์กฐ๊ฑด์์๋ ๊ตฌ๋ฉ์ด ๊ดํต๋์ง ์์๊ณ , ์ต
์ํ 100ํ ์ด์์ ๋ฐ๋ณต์กฐ์ฌ๋ฅผ ํด์ผ ๊ตฌ๋ฉ์ด ๊ดํต๋์๋ค. ์ถ๋ ฅ์ด
80 ๋ฐ 95%์ด๊ณ ์ฃผํ์๊ฐ 20์ 50 kHz์ธ ๊ฒฝ์ฐ๋ฅผ ์ดํด๋ณด๋ฉด, ๋ฐ๋ณต
์กฐ์ฌํ์๊ฐ 200ํ ์ด์์ด์ด์ผ ๊ดํตํ์๊ฐ 5, 6ํ๊ฐ ๋๊ณ ์ถ๊ตฌ
์ธก์ ํ์๊ฐ 2-4ํ๊ฐ ๋์ด ๊ฐ์ฅ ์์ ์ ์ผ๋ก ๊ตฌ๋ฉ์ด ๊ดํต๋๋ค. ์ถ
๋ ฅ 60%, ์ฃผํ์ 20 kHz์ธ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๋ฐ๋ณต์กฐ์ฌํ์๊ฐ 200ํ ์ด
์์ด๋ฉด ๊ดํตํ์๊ฐ 4-6ํ๊ฐ ๋์ง๋ง ์ถ๊ตฌ ์ธก์ ํ์๋ 1, 2ํ์
๋ฐ์ ๋์ง ์๋๋ค. ์ด๊ฒ์ ๋ ์ด์ ์ถ๋ ฅ์ด ์์์ ์ถ๊ตฌ ๊ตฌ๋ฉ์ด
๋งค์ฐ ์๊ฒ ๋์ด์ ๋ง์ ๊ฒฝ์ฐ์ ์ธก์ ์ด ๋ถ๊ฐ๋ฅํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค.
4.2.3 ๊ตฌ๋ฉํฌ๊ธฐ๋ณํ
Fig. 7์ Table 4๋ฅผ ๊ทธ๋ํ๋ก ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ผ๋ก, ์ถ๋ ฅ 60, 80,
95%์ธ ๊ฒฝ์ฐ์ ๋ฐ๋ณต์กฐ์ฌํ์์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ตฌ๋ฉํฌ๊ธฐ(์ ๊ตฌ)๋ฅผ ๋ํ๋ธ๋ค.
๋ฐ๋ณต์กฐ์ฌํ์๊ฐ ์ฆ๊ฐํ๋ฉด ๊ตฌ๋ฉํฌ๊ธฐ๊ฐ ์ฆ๊ฐํ๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์ธ๋ค.
๋ํ ์ฃผํ์๊ฐ ์ปค์ง๋ฉด ๊ตฌ๋ฉ ํฌ๊ธฐ๋ ์์์ง๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์๋ค.
3๊ฐ ๊ทธ๋ํ์ ๊ฐ์ ์ฃผํ์ ๊ทธ๋ํ๋ผ๋ฆฌ ๋น๊ตํด๋ณด๋ฉด ์ถ๋ ฅ์ด ์ฆ๊ฐ
ํ๋ฉด ๊ตฌ๋ฉํฌ๊ธฐ๊ฐ ์ปค์ง๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์๋ค. ์๋ฅผ ๋ค์ด, ์ฃผํ์
20 kHz ๊ทธ๋ํ๋ฅผ ์ดํด๋ณด๋ฉด, ์ถ๋ ฅ 60%์ธ ๊ฒฝ์ฐ๋ณด๋ค ์ถ๋ ฅ 80%์ธ
๊ฒฝ์ฐ์ ๊ทธ๋ํ๊ฐ ๋ ์์ ์์ผ๋ฏ๋ก ์ฆ๊ฐํจ์ ์ ์ ์๋ค.
5. ๋ฏธ์ธ ๊ตฌ๋ฉ์ด(Micro Hole Array) ๊ฐ๊ณต
5.1 ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ฒฉ์ ์ํฅ
Fig. 8์ ์ฐ์์ ์ธ ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ณต ์ ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ฒฉ์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ณด์ฌ
์ค๋ค. ๋ ์ด์ ์กฐ๊ฑด์ ์ถ๋ ฅ 80%, ์ฃผํ์ 20 kHz, ๋ฐ๋ณต์กฐ์ฌํ์
300ํ์ด๊ณ , ์ํธ์ ํ์ง์ง๋ฌผ CFRP์ด๋ค. ํ์์ฌ์ ๋ฐฉํฅ์ ๋ฐ๋ฅธ
์ํฅ์ ๋ณด๊ธฐ ์ํด์ ํ์์ฌ์ ์ ๋ฐฉํฅ๊ณผ ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ณต๋ฐฉํฅ์ ์ผ์น์
์ผฐ๋ค. ์ฆ, ํ์์ฌ์ ๋ฐฉํฅ์ด ๊ฐ๋ก์ธ ์์น์ ๊ตฌ๋ฉ 2๊ฐ๋ฅผ ๊ฐ๋ก๋ฐฉํฅ
์ผ๋ก ๊ฐ๊ณตํ์๋ค. ์ผ์ชฝ๊ตฌ๋ฉ์ ๊ฐ๊ณต์๋ฃํ ํ ์ค๋ฅธ์ชฝ ๊ตฌ๋ฉ์ ๊ฐ
๊ณตํ์๋ค. ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ฒฉ์ด 0.5 mm์ธ ๊ฒฝ์ฐ์๋ 2๊ฐ์ ๊ตฌ๋ฉ์ด ์ฑ๊ณต์
์ผ๋ก ๊ฐ๊ณต๋์๋ค(Fig. 8(a)). ๊ฐ๊ฒฉ์ด 0.3, 0.2 mm์ธ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ํฌ
๊ณผ์กฐ๋ช ์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ๊ด์ฐฐํ์์ ๋ ์ฒซ๋ฒ์งธ ๊ตฌ๋ฉ์ด ๋งํ ๊ฒ์ ๋ณผ
์ ์๋ค(Figs. 8(b), 8(c)). ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ฒฉ์ด ๊ฐ๊น์ด ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๋๋ฒ์งธ
๊ตฌ๋ฉ ๊ฐ๊ณต ์ ์ฒซ๋ฒ์งธ ๊ตฌ๋ฉ ์ฃผ๋ณ๊น์ง ์ด์ด ์ ๋ฌ๋์ด ๋ ์ง์ด ๋ น์
์ฒซ๋ฒ์งธ ๊ตฌ๋ฉ์ ๋ง๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ฐ์์ ์ธ ๊ตฌ๋ฉ ๊ฐ
๊ณต ์, ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ฒฉ์ 0.5 mm ์ด์์ผ๋ก ์ ์งํ๋ ๊ฒ์ด ์ ์ ํ๋ค.
Fig. 9๋ ํ์์ฌ์ ์ ๋ฐฉํฅ๊ณผ ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ณต๋ฐฉํฅ์ด ์์ง์ด ๋๋๋ก
Through-Hole Count
No. of experiments
4
6---
Fig. 7 Hole entrance variation according to number of irradiation
ํ๊ตญ์ ๋ฐ๊ณตํํ์ง ์ 36๊ถ ์ 9ํธ September 2019 / 789
ํ์๊ณ , ๋ค๋ฅธ ์กฐ๊ฑด์ ๋์ผํ๋ค. ์ฆ, ํ์์ฌ์ ๋ฐฉํฅ์ ์ธ๋ก์ด๊ณ ,
๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ณต๋ฐฉํฅ์ ๊ฐ๋ก์ด๋ค. ์ด ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๊ฐ๊ฒฉ์ด 0.3 mm ์ด์์ธ
๊ฒฝ์ฐ์ ์ฑ๊ณต์ ์ผ๋ก 2๊ฐ์ ๊ตฌ๋ฉ์ด ๊ฐ๊ณต๋์๊ณ , ๊ฐ๊ฒฉ์ด 0.2 mm์ธ
๊ฒฝ์ฐ์ ์ฒซ๋ฒ์งธ ๊ตฌ๋ฉ์ด ๋งํ ๊ฒ์ ๋ณผ ์ ์๋ค. ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ณต๋ฐฉํฅ๊ณผ
ํ์์ฌ์ ๋ฐฉํฅ์ด ์์ง์ธ ๊ฒฝ์ฐ์ ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ฒฉ์ 0.3 mm ์ด์์ผ๋ก ์
์งํ๋ ๊ฒ์ด ์ ์ ํ๋ค. ํ์์ฌ์ ๋ฐฉํฅ๊ณผ ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ณต๋ฐฉํฅ์ด ๊ฐ์ ๊ฒฝ
์ฐ๋ณด๋ค ์์ง์ธ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ฒฉ์ ๋ ์๊ฒ ํ ์ ์๋ค. ์ด๊ฒ์
ํ์์ฌ์ ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ์ด์ ๋ฌ์ด ๋ ์๋๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ํ์์ฌ์ ๋ฐฉํฅ๊ณผ
๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ณต๋ฐฉํฅ์ด ๊ฐ์ ๊ฒฝ์ฐ์ ๋ ๋จผ ๊ฐ๊ฒฉ์์๋ ์ด์ํฅ์ ๋ฐ์
๋ ์ง์ด ๋ น์์ ์ด์ ๊ตฌ๋ฉ์ ๋ง๊ธฐ ๋๋ฌธ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
5.2 ๋ ์ด์ ์ค์บ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ด์ฉํ ๋ฏธ์ธ ๊ตฌ๋ฉ์ด(Micro Hole Array)
๊ฐ๊ณต๋ฐฉ๋ฒ
๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ฒฉ์ด ์์ ์ฐ์์ ์ธ ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ณต์ ์ํด์ ๋ ์ด์ ์ค์บ๋ฐฉ
๋ฒ์ ๊ณ ์ํ์๋ค. Fig. 10์ ์ฃผํ์์ ์ค์บ์๋์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ ์ด์
์คํ์ ๋ณด์ฌ์ค๋ค. ์ผ๋ฐ์ ์ธ ์ง์ ๊ฐ๊ณต์์๋ ๋ ์ด์ ์คํ์ด ์ค์ฒฉ
๋๋ฉฐ ๊ฐ๊ณต์ด ์ด๋ฃจ์ด์ง๋ค(Fig. 10(a)). ๋ง์ฝ ์ค์บ์๋๊ฐ ๋น ๋ฅด๊ฑฐ๋
์ฃผํ์๊ฐ ๋ฎ๊ฒ ๋๋ฉด, ๋ ์ด์ ์คํ ๊ฐ๊ฒฉ์ด ๋ฒ์ด์ง๋๋ฐ ์ด๊ฒ์ ์ฐ
์์ ์ธ ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ณต์ ํ์ฉํ ์ ์๋ค(Fig. 10(b)).
Fig. 11์ ์ผ๋ฐ์ ์ธ ์ฐ์๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ณต๊ณผ ๋ ์ด์ ์ค์บ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋น๊ต
ํ์ฌ ๋ํ๋ด์๋ค. Fig. 11(a)์ ๊ฐ์ด, ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก๋ ํ ๊ตฌ๋ฉ์ ์ค
์ ๋ ํ์๋งํผ ๋ ์ด์ ๋ฅผ ๋ฐ๋ณต์กฐ์ฌํ์ฌ ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ณต์๋ฃ ํ์ ๋ค์
๊ตฌ๋ฉ์ ๊ฐ๊ณตํ๋ค. ๋ฐ๋ฉด Fig. 11(b)์ ๊ฐ์ด, ๋ ์ด์ ์ค์บ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ค
์ ๋ ๊ธธ์ด๋งํผ ์ค์บ์ ๋ฐ๋ณตํ๋ค. ๋ ์ด์ ํ์ค์ ๋ฒํธ๋ฅผ ๋ถ์ฌ์
ํํํ๋ค๋ฉด ์ผ๋ฐ์ ์ธ ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ณต์์๋ ํ์ค 1,2,3,โฆ ์์๋ก ์ฒซ
๋ฒ์งธ ๊ตฌ๋ฉ์ ๊ณ์ ์กฐ์ฌ๋๋ค. ๋ ์ด์ ์ค์บ๋ฐฉ๋ฒ์์๋ ์ฒซ๋ฒ์งธ ์ค
์บ์ผ๋ก ํ์ค 1,2,3,โฆ,n์ด ๊ฐ ๊ตฌ๋ฉ์ ํ๋ฒ์ฉ ์กฐ์ฌ๋ ํ, ๋๋ฒ์งธ
์ค์บ์์ ํ์ค n+1,n+2,โฆ,2n์ด ๊ฐ ๊ตฌ๋ฉ์ ์์๋๋ก ์กฐ์ฌ๋๋ค.
์ฒซ๋ฒ์งธ ๊ตฌ๋ฉ์์ ์ดํด๋ณด๋ฉด, ํ์ค1 ์กฐ์ฌ ํ ํ์ค n+1์ด ์กฐ์ฌ๋๋ค.
์ฆ, ํ์ค์ ๋ค์ํ์ค ์ฌ์ด์ ์ผ์ ์๊ฐ๊ฐ๊ฒฉ์ด ์กด์ฌํ๋ค. ์ด ์๊ฐ
๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก ์ธํด ์ด์ด ์์ง๋์ด ๋์ ์ด์ํฅ์ธต์ด ํ์ฑ๋๋ ๊ฒ์
๋ฐฉ์งํด์ค๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ผ๋ฐ์ ์ธ ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ณต๋ฐฉ๋ฒ๋ณด๋ค ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ฒฉ์ ์
๊ฒ ํ ์ ์๋ค.
Fig. 8 Drilling results according to distance between two holes: (a)
0.5 mm, (b) 0.3 mm, and (c) 0.2 mm (Fiber direction: horizontal,
drilling direction: horizontal) (Laser: Power 80%, Freq. 20
kHz, No. of irradiation 300)
Fig. 9 Drilling results according to distance between two holes: (a)
0.5 mm, (b) 0.3 mm, and (c) 0.2 mm (Fiber direction: vertical,
drilling direction: horizontal) (Laser: Power 80%, Freq. 20
kHz, No. of irradiation 300)
Fig. 10 Laser spot distance variation according to scan speed and
frequency: (a) for conventional cutting, (b) for micro hole
array
790 / September 2019 ํ๊ตญ์ ๋ฐ๊ณตํํ์ง ์ 36๊ถ ์ 9ํธ
Fig. 12(a)๋ ์ค์บ์๋์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ฒฉ(Hole Spacing)์ ๋ณํ
๋ฅผ ๋ํ๋ธ๋ค. ๋ ์ด์ ์กฐ๊ฑด์ ์ถ๋ ฅ 95%, ์ฃผํ์ 20 kHz, ๋ฐ๋ณต์ค
์บํ์ 100ํ์ด๋ค. ์ํธ์ ์ผ๋ฐฉํฅ CFRP๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์๋ค. ๋ ์ด์
์ค์บ๋ฐฉํฅ์ ํ์์ฌ์ ๋ฐฉํฅ๊ณผ ์์ง์ด๋ค. ์ค์บ์๋์ ๋ฐ๋ผ ์ ํ์
์ผ๋ก ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ฒฉ์ด ์ฆ๊ฐํจ์ ๋ณผ ์ ์๋ค. ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ฒฉ์ ์ต๋ ์ฝ
210 ยตm๋ก ์ผ๋ฐ์ฐ์๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ณต๋ฒ๋ณด๋ค ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ฒฉ์ ๋ ์๊ฒ ๊ฐ๊ณตํ
์ ์๋ค. Figs. 12(b)์ 12(c)๋ ์ค์บ์๋ 1500, 2000 mm/s์ธ ๊ฒฝ์ฐ
์ 1๊ฐ ๋ผ์ธ์ ์ค์บํ ๊ตฌ๋ฉ์ด ๊ฐ๊ณต๊ฒฐ๊ณผ์ด๋ค. ์ค์บ์๋ 1500 mm/s
์ ๊ฒฝ์ฐ๋ ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ฒฉ์ด 103.6 ยตm์ด๊ณ , ์ค์บ์๋ 2000 mm/s์ธ ๊ฒฝ
์ฐ์๋ ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ฒฉ์ด 133.98 ยตm์ด๋ค. ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ฒฉ์ด ๋งค์ฐ ์์๋ฐ๋
๋ถ๊ตฌํ๊ณ , ๊ตฌ๋ฉ ์ฃผ๋ณ์ ์ด์ํฅ์ธต๋ ์๊ณ ์ฑ๊ณต์ ์ผ๋ก ๊ดํต๋์์
์ ์ ์ ์๋ค.
Fig. 13์ ๋ ์ด์ ์ค์บ์ ์ธ๋ก๋ฐฉํฅ ๋ฑ๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก ๋ฐ๋ณตํ์ฌ ๋ฏธ์ธ
๊ตฌ๋ฉ์ด์ ๊ฐ๊ณตํ ๋ ์ค์บ์์์ ๋ฐ๋ฅธ ์ํฅ์ ๋ํ๋ธ๋ค. ์ธ๋ก๋ฐฉ
ํฅ์ผ๋ก 0.3 mm ๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก 8๊ฐ ๋ผ์ธ์ ์ค์บํ์๋ค. ํ์์ฌ์ ๋ฐฉํฅ
์ ์ธ๋ก์ด๊ณ ์ค์บ๋ฐฉํฅ์ ์ํ์ด๋ค. ๋ ์ด์ ์กฐ๊ฑด์ ์ถ๋ ฅ 95%, ์ฃผ
ํ์ 20 kHz, ์ค์บ์๋ 2000 mm/s, ๋ฐ๋ณต์ค์บํ์ 100ํ์ด๋ค.
Fig. 13(a)์ ๊ฐ์ด ์์์ ์๋๋ก ์์๋๋ก 8๊ฐ ๋ผ์ธ์ ์ค์บํ๋ฉด
๋๋ฒ์งธ ๋ผ์ธ์ ์ค์บํ ๋ ์ฒซ๋ฒ์งธ ๋ผ์ธ์ ๊ตฌ๋ฉ์ด ์ด์ํฅ์ ๋ฐ์
๊ตฌ๋ฉ์ ๊ตฌ์ฃผ๋ณ์ด ์ฌ์ ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ์์๋๋ ๊ฒ์ ๋ณผ ์ ์๋ค. ๋ค๋ง
๊ดํต์๋ ์ํฅ์ ์ฃผ์ง ์์๋ค. Fig. 13(b)์ ๊ฐ์ด ๊ฐ๊ณต์์๋ฅผ ๋ฐ
๊พธ๊ฒ ๋๋ฉด ์ฒซ๋ฒ์งธ ๋ผ์ธ ๊ฐ๊ณต ํ์ ๋ฉ๋ฆฌ ๋จ์ด์ ธ์ ๋๋ฒ์งธ ๋ผ์ธ์
๊ฐ๊ณตํ๊ฒ ๋์ด ์ด์ํฅ์ ์ต์ ํ ์ ์๊ฒ ๋๋ค. ๊ตฌ๋ฉ์ ๊ตฌ ์ฃผ๋ณ์
์ด์ํฅ์ด ๋ง์ด ์ค์ด๋ฆ์ ๋ณผ ์ ์๋ค.
Fig. 11 (a) Conventional hole array machining method and (b) Hole
array machining using laser scan method
Fig. 12 (a) Hole spacing according to scan speed, (b) single line
hole array at 1500 mm/s, and (c) single line hole array at
2000 mm/s (Laser: Power 95%, Freq. 20 kHz, No. of scan
100) (Fiber direction: Vertical, Scan direction: Horizontal)
Fig. 13 Micro hole array with scan line spacing of 0.3 mm
according to different scan sequence (Laser: Power 95%,
Freq. 20 kHz, Scan speed 2000 mm/s, No. of scan 100)
(Fiber direction: Vertical, Scan direction: Horizontal)
ํ๊ตญ์ ๋ฐ๊ณตํํ์ง ์ 36๊ถ ์ 9ํธ September 2019 / 791
6. ๊ฒฐ๋ก
๋ณธ ๋ ผ๋ฌธ์์๋ 1064 nm Ytterbium Nanosecond Pulsed Fiber
Laser๋ฅผ ์ด์ฉํ 0.5 mm ๋๊ป์ CFRP์ ๋ฏธ์ธ๊ฐ๊ณตํน์ฑ์ ๋ํด
์ฐ๊ตฌํ์๋ค. ๋ฏธ์ธ ์ ๋จ๊ฐ๊ณต์ ๊ฒฝ์ฐ์ ์ถ๋ ฅ์ด ๋ฎ์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๋ฎ
์ ์ฃผํ์์์๋ง ์ ๋จ๋์๊ณ , ์ถ๋ ฅ์ด ์ฌ๋ผ๊ฐ์๋ก ๋์ ์ฃผํ์์
์๋ ์ ๋จ๋์๋ค. ๋จ, ์ฃผํ์๊ฐ 100 kHz๋ก ๋์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ด๋ค
์กฐ๊ฑด์์๋ ์ ๋จ๋์ง ์์๋ค. ๊ฐ๊ณตํญ์ ์ถ๋ ฅ์ด ์ปค์ง๋ฉด ์ฆ๊ฐํ๊ณ ,
์ฃผํ์์ ์ค์บ์๋๊ฐ ์ปค์ง๋ฉด ๊ฐ์ํ์๋ค. ํ ์ ์ ๋ฐ๋ณต์กฐ์ฌํ๋
๋ฏธ์ธ ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ณต์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ถ๋ ฅ์ด ๋ฎ์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๋ฎ์ ์ฃผํ์
์์๋ง ๊ดํต๋์๊ณ , ์ถ๋ ฅ์ด ์ฌ๋ผ๊ฐ๋ฉด ๋์ ์ฃผํ์์์๋ ๊ดํต๋
์๋ค. ์ฃผํ์๊ฐ 100 kHz์ธ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ด๋ค ์กฐ๊ฑด์์๋ ๊ดํต๋์ง
์์๋ค. ๊ตฌ๋ฉํฌ๊ธฐ๋ ์ถ๋ ฅ๊ณผ ๋ฐ๋ณต์กฐ์ฌํ์๊ฐ ์ปค์ง๋ฉด ์ฆ๊ฐํ๊ณ ,
์ฃผํ์๊ฐ ์ปค์ง๋ฉด ๊ฐ์ํ์๋ค. ๋ฏธ์ธ ๊ตฌ๋ฉ์ด์ ๊ฐ๊ณตํ๋ ๊ฒฝ์ฐ์
๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ฒฉ์ด ์์ผ๋ฉด, ์ด์ ์ํด ๋ น์ ๋ ์ง์ด ์ด์ ๊ตฌ๋ฉ์ ๋ง์๋ค.
์ข์ ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก ๊ตฌ๋ฉ์ด์ ๊ฐ๊ณตํ๊ธฐ ์ํด ๋ ์ด์ ์ค์บ๋ฐฉ๋ฒ์
๊ณ ์ํ์๋ค. ๋ผ์ธ์ค์บ์, ์ฃผํ์๋ฅผ ๋ฎ๊ฒ ์ค์บ์๋๋ฅผ ํฌ๊ฒํ๋ฉด
๋ ์ด์ ์คํ์ด ์ค์ฒฉ๋์ง ์์ ๋ฏธ์ธ ๊ตฌ๋ฉ์ด ๊ฐ๊ณต์ผ๋ก ํ์ฉ๊ฐ๋ฅ
ํ๋ค. ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ฒฉ์ ์์ญ ยตm์์ ์ต๋ ์ฝ 210 ยตm๊น์ง ์กฐ์ ์ด ๊ฐ
๋ฅํ์๋ค. ๋ ์ด์ ์ค์บ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก ๊ตฌ๋ฉ๊ฐ๊ฒฉ์ด ์๊ณ ์ด์ ์ํ ์
์๋ ๊ฑฐ์ ์๋ ๋ฏธ์ธ ๊ตฌ๋ฉ์ด์ ์ฑ๊ณต์ ์ผ๋ก ๊ฐ๊ณตํ์๋ค.
ACKNOWLEDGEMENT
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ 2018๋ ๋์๋ฏธ๋๋ํ๊ต ๊ต๋ด ํ์ ์ฐ๊ตฌ๊ณผ์ ์ ์ง
์๊ณผ ์ ๋ถ(๊ต์ก๋ถ)์ ์ฌ์์ผ๋ก ํ๊ตญ์ฐ๊ตฌ์ฌ๋จ์ ๊ธฐ์ด์ฐ๊ตฌ์ฌ์ ์ง
์์ผ๋ก ์ํ๋์์(NRF-2017R1D1A1B03032887).
REFERENCES
1. Roberts, T., โRapid Growth Forecast for Carbon Fibre Market,โ
Reinforced Plastics, Vol. 51, No. 2, pp. 10-13, 2007.
2. Gang, M. G., Kim, G., Shin, K., Jeong, A., Kim, H. Y., et al.,
โMechanical Cutting Process Trends for Difficult-to-Cut
Materials : A Review,โ Journal of the Korean Society for
Precision Engineering, Vol. 35, No. 3, pp. 253-267, 2018.
3. Che, D., Saxena, I., Han, P., Guo, P., and Ehmann, K. F.,
โMachining of Carbon Fiber Reinforced Plastics/Polymers: A
Literature Review,โ Journal of Manufacturing Science and
Engineering, Vol. 136, No. 3, Paper No. 034001, 2014.
4. Kim, H.-Y., Kim, T.-G., Lee, S.-W., Yoon, H.-S., Kyung, D.-S.,
et al., โDevelopment of Manufacturing System Package for
CFRP Machining,โ Journal of the Korean Society for Precision
Engineering, Vol. 33, No. 6, pp. 431-438, 2016.
5. Teicher, U., Mรผller, S., Mรผnzner, J., and Nestler, A., โMicro-
EDM of Carbon Fibre-Reinforced Plastics,โ Procedia CIRP, Vol.
6, pp. 320-325, 2013.
6. Goeke, A. and Emmelmann, C., โInfluence of Laser Cutting
Parameters on CFRP Part Quality,โ Physics Procedia, Vol. 5, pp.
253-258, 2010.
7. Jaeschke, P., Stolberg, K., Bastick, S., Ziolkowski, E., Roehner,
M., et al., โCutting and Drilling of Carbon Fiber Reinforced
Plastics (CFRP) by 70 w Short Pulse Nanosecond Laser,โ Proc.
of High-Power Laser Materials Processing: Lasers, Beam
Delivery, Diagnostics, and Applications III, International Society
for Optics and Photonics, Vol. 8963, Paper No. 89630S, 2014.
8. Wolynski, A., Herrmann, T., Mucha, P., Haloui, H., and
Lโhuillier, J., โLaser Ablation of CFRP Using Picosecond Laser
Pulses at Different Wavelengths from UV to IR,โ Physics
Procedia, Vol. 12, pp. 292-301, 2011.
9. Kim, S., Kim, B. H., Shin, H. S., and Chu, C. N., โHybrid
Micromachining Using a Nanosecond Pulsed Laser and Micro
EDM,โ Journal of Micromechanics and Microengineering, Vol.
20, No. 1, Paper No. 015037, 2009.
Do Kwan Chung
Associate Professor in the School of Robot
and Automation Engineering, Dongyang
Mirae University. His research interest is
micro machining.
E-mail: [email protected]
Jin Sung Park
Undergraduate Student in the School of
Robot and Automation Engineering, Dong-
yang Mirae University. Currently,
Researcher in the Analysis Team, APRO
Inc. His research interest is micro machin-
ing.
E-mail: [email protected]
Ki Hun Kim
Undergraduate Student in the School of
Robot and Automation Engineering, Dong-
yang Mirae University. His research interest
is micro machining.
E-mail: [email protected]