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TROUBLESHOOTING - GRINDING & POLISHING (1)
글쓴이 관리자 (IP: *.39.189.145) 작성일 2017-08-02 15:13 조회수 568
TROUBLESHOOTING - GRINDING & POLISHING

가공 시 반드시 따라야 하는 몇 가지 기본 규칙은 다음과 같다:

- 특정 재질의 가공을 개선하고자 할 경우, 반드시 Metalogram 상의 적합한 메소드를 사용하여 가공하도록 한다.
- 만약 처음 가공하는 재질이라면, 각 단계마다 현미경으로 시편을 확인하는 것이 중요하다. 이를 통해 가공 부작용이 생길 경우 더 쉽게 확인할 수 있다.
- 다음 단계로 넘어가기에 앞서, 반드시 이전 단계에서 발행한 손상들, 예를 들면 스크래치, 구성 요소 빠짐, 또는 연마 입자 박힘 등이 완전히 제거되도록 한다. 만약 그렇지 않으면 이전 단계에서 발생한 가공 부작용이 가공 완료된 결과물의 표면에 나타날 수 있는데, 이러한 경우 부작용이 어디에서 발생했는지 알 수가 없다. 메소드를 개선하기 위해서는 부작용이 어느 단계에서 발생했는 지 알 필요가 있다.
- 가공 시간은 최소한도로 유지한다. 필요 이상으로 긴 가공 시간은 소모품의 낭비를 불러오며 심지어는 edge rounding, 혜성 꼬리 현상, 구성 요소 빠짐 등의 시편 손상을 불러 일으킬 수 있다.
- 새로운 연마천 또는 grinding 디스크는, 최상의 결과를 얻기 위해 사용에 앞서 짧은 시간 동안 “길들이기” 를 하거나 드레싱 또는 청소를 할 필요가 있다.



스크래치 (SCRATCHES) – TROUBLESHOOTING

- 스크래치는 연마재 입자에 의해 시편 표면에 발생하는 흠이다.
- PG단계 후에 시편 홀더에 장착된 모든 시편의 표면에 일정하게 스크래치의 줄 무늬가 있는지 확인한다.
- 필요하다면 PG 단계를 반복한다.
- 전 단계로부터 남아 있는 큰 연마입자에 의해서 Grinding/Polishing 표면에 오염이 생기는 것을 방지하기 위해 각 단계 후에는 시편과 시편이 장착된 홀더를 세척한다.
- 현재의 단계를 끝마친 후에도 전(前) 단계로부터 발생한 스크래치가 여전히 남아 있다면 처음 가공 시 소요된 시간 보다 25-50% 정도 시간을 연장하여 가공한다. 이 방법이 해결에 도움이 되지 않으면 Expert System을 사용한다.




문제

FG 후에도 PG 단계에서 발생한 스크래치가 보임

질문:
MD-Allegro나MD-Largo가 오염되었는가?
설명:
MD-Allegro나 MD-Largo의 패턴이 보이지 않으면 세척하고 다시 실행한다. 단계를 반복한다.
질문:
연마재의 양이 정확한가?
설명:
공급량을 조절하고 필요 시 노즐 세척 후 다시 실행한다. 단계를 반복한다.
질문:
윤활제 공급량이 정확한가?
설명:
공급량을 조절하고 필요 시 노즐 세척 후 다시 실행한다. 단계를 반복한다.
질문:
MD-Allegro나 MD-Largo 가 닳아 있는가?
설명:
Allegro나 Largo 디스크 중앙 부위의 육각형이 닳아 있는지 확인한 후 디스크를 교체한다. 단계를 반복한다.


방금 수행한 연마 단계에서 발생한 것이 아닌 흠집이 보임

질문:
새로운 연마천을 사용했는가?
설명:
새로 교환한 연마천은 수분간 사용 후 최상의 결과를 보인다. 연마재나 윤활제의 양을 확인하고 다시 실행한다. 단계를 반복한다.
질문:
연마천이 오염되었는가?
설명:
연마천을 청소하거나 교환한다. 단계를 반복한다.
질문:
시편에 기공이 있거나 시편과 레진 사이에 틈새가 있는가?
설명:
초음파 세척기로 시편을 세척하고 진공 함침 장치에서 에폭시로 다시 함침한다. 처음 부터 다시 한다.
질문:
연마재나 윤활제의 양이 적당한가?
설명:
아니오: 공급량을 조절하고 필요 시 노즐 세척 후 다시 실행한다. 단계를 반복한다.
예: 연마천을 교체한다. 단계를 반복한다.



밀림에 의한 도포 현상 (SMEARING) - TROUBLESHOOTING

시편의 넓은 면적에서 소성(plastic) 변형이 나타날 때 이것을 밀림에 의한 도포 현상 (Smearing) 이라 부른다. 이 경우 재료가 절단 또는 제거되지 않고 표면 상에서 밀린다. 밀림에 의한 도포 현상은 연마재, 윤활제, 연마재 또는 그 조합의 잘못된 사용으로 인해 발생하며, 마치 닳은 연마재를 사용하는 것과 같은 결과를 불러온다. 이를 피할 수 있는 방법에는 다음의 세 가지가 있다:

-윤활제 : 윤활제의 공급이 너무 적으면 간혹 밀림에 의한 도포 현상이 나타나므로 그 양을 점검한다.
-연마천 : 연마천의 탄성이 높으면 연마재가 천 깊숙이 박히기 때문에 갈아 내는 효과를 볼 수 없다. 이 경우 낮은 탄성의 연마천으로 교환해야 한다.
-연마재 : 다이아몬드 입자 크기가 너무 작으면 입자가 가공 재료를 뚫고 들어갈 수 없어서 갈아 내는 효과를 기대할 수 없다. 이러한 경우 더 큰 연마 입자를 사용한다.




문제

시편이 그림 1,2와 유사하다면 밀림에 의한 도포 현상이 일어난 것이다.

질문:
윤활제의 양을 점검한다. 양이 정확한가?
설명:
연마천이 젖은 상태가 아닌 촉촉한 상태가 되도록 윤활제의 양을 조절한다. 단계를 반복한다.
질문:
윤활제 양이 정확하다면 더 큰 입자의 다이아몬드를 사용하거나 더 낮은 탄성을 지닌 연마천을 사용할 수 있다.
설명:
같은 종류의 연마천 표면 상에 입자 크기가 한 단계 더 높은 다이아몬드 연마재를 사용한다. 단계를 반복한다.



얼룩짐 (STAINING) - TROUBLESHOOTING

- 얼룩은 종종 세척 또는 에칭 작업 후에 관찰할 수 있다.
- 시편과 레진 사이에 틈이 있을 경우 물, 알코올이나 에칭액이 건조 또는 현미경 관찰 중에 틈 사이로부터 새어 나오게 된다.
- 시편 표면 위의 일정 부분이 변색될 수 있으며 이는 관찰을 어렵게 하거나 불가능하게 한다.
- 각 가공 단계 후 즉시 세척하고 건조 시킨다.
- 압축 공기에는 기름이나 물이 함유되어 있을 수 있으므로, 최종 단계 후 시편을 건조 시키기 위해 압축 공기를 사용하지 않는다.
- OP-Polishing 은 세척이 제대로 되지 않을 경우 시편 표면에 하얀 막을 형성할 수 있다.
만약 사용하는 polishing 장비에 oxide polishing 이후 자동 물 세척 기능이 탑재되어 있지 않을 경우, OP 마지막 10초 동안 연마천 위에 물을 뿌려 시편과 연마천을 모두 세척한다.
- 뜨거운 물은 찬물에 비해 더 공격적이고 부식의 정도를 심하게 하므로 시편 세척 시 뜨거운 물을 사용하지 않는다.
- 습기에 의해 시편이 손상될 수 있으므로 절대 시편을 일반적인 실내에 방치해서는 안 된다. 시편을 보관하고자 할 경우 반드시 건조기에 보관한다.



변형 (DEFORMATION) - TROUBLESHOOTING

변형에는 탄성(elastic) 변형과 소성(plastic) 변형 두 가지가 있다. 탄성 변형은 가했던 힘을 제거하면 사라진다. 소성 변형은 cold work 라고도 불린다. 이는 grinding, lapping 또는 polishing 후에 표면 밑의 결점을 유발할 수 있다. 남아있는 소성 변형은 에칭 후에 처음으로 확인이 가능하다.

여기서는 시편 가공 중에 발생된 변형만 다룬다. 구부림, 당김 그리고 잡아당김과 같은 이전의 작업으로부터의 모든 다른 변형들은 가공 메소드를 바꾼다고 해서 향상될 수 없기 때문에 고려하지 않는다.

- 변형은 에칭 후 처음 관찰 가능한 가공에 의한 손상이다. (화학적, 물리적, 광학적 부식)
- 만약 에칭하지 않은 상태에서 brightfield 로 검사했을 시 변형이라고 생각되는 줄이 보인다면 먼저 스크래치 항목의 내용을 참조하여 연마 메소드를 개선한다.





문제

에칭 후 시편 가공 과정에서 발생한 변형이 관찰된다.

질문:
한 개 또는 몇 개의 입자에 한정된 짧은 선 형태의 변형인가?
설명:
단지 변형의 일부만이 남아 있는 것으로 보인다. 최종 단계를
반복하고 이에 맞춰 가공시간을 조절한다.
질문:
여러 입자 또는 시편 전체에 걸쳐 길고 또렷한 선 형태의 변형이 나타나는가?
설명:
최근에 발생된 변형으로 보인다. 연마천 상에 있을 수 있는 오염 입자를 점검하고 세척한다. DP1 부터 연마를 반복한다.
질문:
여러 입자에 걸쳐 길고 흐릿한 선 현태의 변형이 나타나고 군데군데 끊기는가?
설명:
이 변형은 PG단계와 같이 매우 초반 단계에서 생성된 것으로 보인다. FG단계부터 다시 반복한다. 스크래치 항목을 참고하여 연마 메소드를 개선한다.



끝단이 둥글어 지는 현상 (EDGE ROUNDING) - TROUBLESHOOTING

높은 탄성을 갖는 연마 표면을 이용하면 시편의 표면 및 시편의 외곽 끝단 부분 모두에서 재료가 갈려 나간다. 이런 경우를 Edge rounding이라고 한다. 성형 레진이 시편보다 더 빨리 갈려 나갈 경우, 성형 된 시편에서도 이와 같은 현상을 볼 수 있다. "Grinding & Polishing 에 대하여" 항목에서 polishing 원리에 대한 더 자세한 정보를 얻을 수 있다. 가공 과정에서 어떠한 수정을 가할 것인지 정할 수 있도록, 시편의 각 연마 단계 마다 시편을 확인하여 어느 단계에서 해당 문제가 발생하는지 찾는다.




문제

Edge retention 의 허용이 불가능하다. 사진 1+2 과 비교한다.

질문:
시편을 성형하였는가?
설명:
최상의 edge retention 을 위해서는 성형이 필요하다. 시편을 성형한다. 처음부터 다시 시작한다.
질문:
정확한 성형 레진과 메소드를 사용했는가? (시편과 레진 사이의 간격이 없는가?)
설명:
레진과 시편 사이는 완벽하게 접착돼야 한다. 시편을 성형한다. 처음부터 다시 시작한다.
질문:
Edge rounding 현상이 다이아몬드 polishing 중 처음 발생했는가?
설명:
모든 재료는 최상의 edge retention을 위해서는 FG단계에서  MD-Allegro나 MD-Largo를 사용해야 한다. FG 단계에서 MD-Allegro나 MD-Largo를 사용한다. 처음부터 다시 시작한다.
질문:
Polishing시간을 짧게 했는가?
설명:
가능한 한 polishing 시간을 줄이고 매 분마다 시편 상의 polishing 결과와 edge retention을 점검한다. FG부터 가공을 반복한다.
질문:
비교적 적은 압력을 사용했는가?
설명:
일반적으로 좀 더 낮은 압력은 적은 rounding현상을 가져온다. 압력을 10%정도 줄이는 것으로 시작한다. FG부터 가공을 반복한다.
질문:
Red lubricant를 사용하는가?
설명:
아니오: MD-Mol / MD-Nap 같은 높은 탄성의 연마천에 Blue / Green Lubricant 의 사용은 양각 현상을 초래한다. 현재 단계의 윤활제를 red로 바꾼다. FG부터 가공을 반복한다.
예: 낮은 탄성의 연마천으로 교체한다. FG부터 가공을 반복한다.



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