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AE를 이용한 AFM 연성 영역 가공 특성 연구
Characteristic of Ductile Regime AFM Machining Using Acoustic Emission

안병운   (한양대학교 대학원 메카트로닉스.시스템과UU0001519  ); 이광호   (한양대학교 대학원 메카트로닉스.시스템과UU0001519  ); 이성환   (한양대학교 기계공학과UU0001519  );
  • 초록

    Recently, atomic force microscope(AFM) with suitable tips is being used for nano fabrication/nanometric machining purposes. In this paper, acoustic emission(AE) was introduced to monitor the nanometric machining of brittle materials(silicon) using AFM. In the experiments, AE responses were sampled, as the tip load was linearly increased(ramped load), to investigate the machining characteristics during a continuous movement. By analyzing the experimental results, it can be concluded that measured AE energy is sensitive to changes in the mechanism of material removal including the ductile-brittle transition during the nanometric machining. The critical depth of cut value for the transition is evaluated and discussed.


  • 주제어

    음향 방출 .   연성/취성 전이 .   나노 가공.  

  • 참고문헌 (17)

    1. Lee, Y., 2000, 'Monitoring and plarming for open architecture manufacturing of precision machining using Acoustic Emission,' Ph. D. Thesis, University of California, Berkeley 
    2. Rangawala, S., 1988, 'Machining process characterization and intelligent tool monitoring using acoustic emission signal analysis,' Ph. D Thesis, University of California, Berkeley 
    3. Kim, Y. S., Na, K. H., Choi, S. O. and Yang, S. H., 2004, 'Atomic force microscopy-based nano-lithography for nano-patterning: a molecular dynamic study,' Journal of Materials processing technology, 155-156, pp. 1847-1854 
    4. Dornfeld, D., 1998, 'Process Monitoring for Precision Manufacturing,' Proc. CIRPIVDI Conference on High Performance Tools- the Key to Innovative Machining Technologies, Duseldorf, Germany 
    5. Taniguchi, N., 1988, Fundamentals and applications of nano technology, Kogyo Chosakai 
    6. Park, I., 1996, 'Modeling of Burr Formation Processes in Metal Cutting,' Ph. D. dissertation, Univ. of California, Berkeley 
    7. Son, J. M. and Lee, S. H., 2004, 'Optimal of nano machining parameter using acoustic emission and Taguchi method,' Journal of KSPE, Vol. 21, No. 3, pp. 163-170 
    8. Fang, T. H., Weng, C. I. and Chang, J. G., 2000, 'Machining characterization of the nano-lithography process using atomic force microscopy,' Journal of Nanotechnology, Vol. 11, pp. 181-187 
    9. Bifano, T. G, Dow, T. A. and Scattergood, R. O, 2002, 'Ductile-regime grinding : A New technology for machining brittle materials,' Precision Engineering, Vol. 14, No. 1, pp. 184-189 
    10. Nakazawa, H., 1994, principles of precision engineering, Oxford science publications 
    11. Bharat Bhushan, 1996, Handbook of micro nanotribology, CRC Press, Inc 
    12. Lee, S. H. and Dornfeld, D. A., 2001, 'Precision Laser Deburring and Acoustic emission feedback,' Trans. of ASME, Journal of Manuf. Sci. and Engineering, Vol. 123 (2), pp. 356-364 
    13. Inamura, T., Shimada, S., Takezawa, N. and Nakahara, N., 1997, 'Brittle/ductile transition phenomena observed in computer simulation of machining defect-free monocrystalline silicon,' Annals of CIRP, Vol. 46, pp. 31-34 
    14. Chen, X., 1998, 'Monitoring and Analysis of Ultra-Precision Machining Processes Using Acoustic Emission,' Ph. D. Thesis, University of California, Berkeley 
    15. Xiaodong, Ki. and Bharat Bh., 1999, 'Micro/nano mechanical characterization of cermaic films for microdevices,' Thin Dolid Flims, Vol. 340, pp. 210-217 
    16. Komanduri, R., Chandrasekaran, N. and Raft, L. M., 1998, 'Effect of tool geometry in nanometric cutting: a molecular dynamics simulation approach,' Journal of Wear 219, pp. 84-97 
    17. Bifano. T.G. and Yi, Y. 1992, 'Acoustic emission as an indicator of material-removal regime in glass micro-machining,' Precision engineering, Vol. 14, No. 4, 219-228 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Lee, D.Y. ; Hong, S.H. ; Kang, H.C. ; Choi, H.Z. ; Lee, S.W. 2009. "Wear of Single Crystal Diamond(SCD) Tools in Ultra Precision Turning of Electro-Nickel Plated Drum" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A, 33(7): 621~628     

 저자의 다른 논문

  • 이성환 (21)

    1. 1999 "정밀 레이저 디버링을 위한 어쿠스틱 에미션 피드백" 한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 16 (5): 186~193    
    2. 2000 "Analysis of Precision Deburring Using a Laser-An Experimental Study and FEM Simulation" KSME international journal 14 (2): 141~151    
    3. 2001 "버의 최소화를 위한 밀링 가공 파라미터의 최적화" 한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 18 (12): 130~136    
    4. 2002 "음향방출을 이용한 버 유형 분류" 한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 19 (2): 133~139    
    5. 2002 "금형면 자동 다듬질 전문가 시스템 개발에 관한 연구-I -DB 구축을 위한 회전 및 진동 연마 가공의 실험적 연구-" 한국공작기계학회논문집 = Transactions of the Korean society of machine tool engineers 11 (1): 38~44    
    6. 2002 "금형면 자동 다듬질 전문가 시스템 개발에 관한 연구-II-통합 연마 파라미터를 사용한 최적 가공 구현 및 전문가 시스템 구축-" 한국공작기계학회논문집 = Transactions of the Korean society of machine tool engineers 11 (1): 45~51    
    7. 2002 "AE센서를 이용한 레이저 용융 절단 모니터링" 한국공작기계학회논문집 = Transactions of the Korean society of machine tool engineers 11 (3): 39~44    
    8. 2002 "레이저 용융 절단 해석 프로그램 개발" 한국공작기계학회논문집 = Transactions of the Korean society of machine tool engineers 11 (3): 72~79    
    9. 2002 "고속도로 교통소음 예측-자동차 주행소음의 음향파워레벨 평가" 한국소음진동공학회논문집 = Transactions of the Korean society for noise and vibration engineering 12 (8): 581~588    
    10. 2002 "알루미나의 레이저 절단 가공 시 균열 발생의 확률모델링" 한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 19 (9): 90~97    

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