A roll-to-roll (R2R) continuous manufacturing system for a carbon-nanotube (CNT)-/silver-nanowire (AgNW)- based large-area transparent conductive film was introduced in this study. The systemic guidelines of the R2R slot-die coating process including roll eccentricity, wrap angle, pump accuracy, and blower influence were discussed. To simulate the coating phenomenon, we investigated the governing parameters of the coating process by incorporating the estimated relative thickness that was defined by combining the viscocapillary model and volume model. By using experimental and mathematical approaches, an excellent transparent conductive layer with a $40{\Omega}/{\Box}$ sheet resistance and 88 % transmittance was obtained; moreover, a dimensionless number identifies the correlation between the transparent conductive film and the anti-reflection film.
The basic processing unit for instant ramen noodles includes mixing, rolling, boiling, frying, cooling, and packing processes. For uniform thickness of dough sheets in rolling process, the roll-gap in rolling process needs to keep uniform thickness of flour sheets in spite of different kinds of raw materials. In this paper, we have developed a roll gap adjustment system using a PLC (Programmable Logic Controller) with a touch panel and an AC servo-mechanism to make dough sheets with a good gluten starch-network structure and uniform thickness and to contribute to process standardization by transferring from tacit knowledge of skilled workers to explicit knowledge. The developed system can adjust the roll gap in units of 0.01mm and correspond to various product items which have different thickness specification by recalling the presetting values of the desired thickness from database.
Korea institute of materials science (KIMS) has researched an anode layer linear ion source (ALIS) for various roll-to-roll treatment processes. The ALIS can be used to Ar ion beam (1~2 keV) treatment, and diamond-like carbon coating and so on. The treatment width of ALIS is 500 mm with a uniformity below 5 % (=(Max-min)/(Max+min)). We also demonstrate the status of development of ALIS in a roll-to-roll industry.
In order to manufacture a doubly curved sheet metal effectively, a flexible incremental roll forming process has been developed by adopting the advantages of the incremental forming process and the roll forming process by combining inherent flexibility of the incremental forming process and continuous deformation of the roll forming process. The forming method has been further enhanced to form general quadrilateral blanks (including a square, a rectangle, a symmetrical trapezoid and an asymmetrical trapezoid, etc.) into doubly curved shapes by controlling the forming paths developed by various experiments.
Unlike the roll-to-roll process that uses a steel roll and a nip roll, a vacuum roll can hold and transfer a thin film using a single roll. To precisely manufacture a vacuum roll, a thin outer cylinder must be machined, which is assembled on the outside of the roll and contacts the film via vacuum pressure. In this study, the effects of jaw width and chucking force on the deformation of the outer cylinder during the turning process were investigated using analysis, and a precision machining and burr removal process was developed. The deformation of the outer cylinder decreased almost linearly with increasing jaw width and increased with higher chucking force and larger cylinder diameter. Additionally, the deflection due to the weight of the outer cylinder was approximately three times greater than that caused by film tension. For the machined outer cylinder, a burr removal experiment was conducted, and concentricity and cylindricity were measured. Using a device that removes burrs by rotating a wheel connected to the main shaft at high speed, it was found that burrs generated on the inner diameter could be removed very efficiently. On the vacuum side, the concentricity errors of the inner and outer diameters were 0.015 mm and 0.014 mm, respectively, and on the opposite side, they were 0.006 mm and 0.010 mm, respectively. Additionally, the measurement of Total Indicator Runout (TIR) according to the angle showed that the maximum cylindricity of the outer and inner diameters was 0.02 mm and 0.025 mm, respectively. Finally, through burr-height measurement at the hole boundary, it was found that the heights were within 0.05 mm.
Ink transfer process from the printing roll to the moving web was investigated using a CFD technique for the application in R2R printed electronics. In line with the requirement that the web handling speed needs to be increased further for the cost competitiveness, the effects of web moving velocity with relatively complex roll patterns were analyzed. To make the present analysis more realistic, the numerical geometry and the ink properties were selected to match those of the real printing production system. Our numerical results showed that both web handling speed and complex printing-roll patterns influenced the shape of the transferred ink. As the web moving speed approaches towards 30mpm, a significant distortion of the shape of the transferred ink occurred. In the range of pattern width smaller than 100 microns, a phase distortion was also found to occur in all the printing-roll patterns considered in the present work but the ratio of the phase distortion to the line width gets smaller as the width becomes smaller. Thus, the web handling speed and the shape of printing-roll pattern will be important elements for the better printing quality under 100 micron line width range.
In this talk, the general concept of roll-to-roll printing technologies will be introduced with basic fundamentals of ink formulations for printing electronic devices as the first part of the talk. As the second part, based on the R2R printing process, key factors for printing TFTs, IC, PV and display would be presented using the information from the case study of R2R gravure and offset.
Recent advances in printing technology have increased the productivity of the roll-to-roll (R2R) printing process for printed circuitry. In the R2R printed electronics, characteristics of printed and coated layers are one of the most important issues that determine the functional quality of final products. The slot-die technology can coat a large area with high uniformity using low-viscosity materials; determining the process parameters is important to obtain excellent coating qualities. In this study, a viscocapillary model was used to predict qualities of coated layers and patterns. On the basis of analysis results, a novel meta model was derived using design of experiment methodology to improve accuracy. Sensitivity analysis was performed to define major parameters in R2R slot-die coating process. The coating speed was found to most significantly affect the coated layer thickness and was easily controlled. The performance of the proposed model is verified through experimental studies. Based on the statistical analysis results, R2R slot die process can be optimized to guarantee a desired thickness.
A mathematical model for cold rolling and temper rolling process of thin steel strip has been developed using the influence function method. By solving the equations describing roll gap phenomena in a unique procedure and considering more influence factors, the model offers significant improvements in accuracy, robustness and generality of the solution for the thin strip cold and temper rolling conditions. The relationship between the shape of the roll profile and the roll force is also discussed. Calculation results show that any change increasing the roll force may result in or enlarge the central flat region in the deformation zone. Applied to the temper rolling process, the model can well predict not only the rolling load but also the large forward slip. Therefore, the measured forward slip, together with the measured roll force, was used to calibrate the model. The model was installed in tile setup computer of a temper rolling mill to make parallel setup calculations. The calculation results show good agreement with the measured data and the validity and precision of the model are proven.
In this paper, modeling of the multi-pass roll forming process with the finite element method and defect prediction in roll forming process are presented. In the roll forming process, there occurs the defect of scratch. It appears on tubes because of the friction between the strip and the roll, the unexpected sliding velocity and the contact pressure when fabricating the tubes. The surface of the product will be not uniform due to the defect. The scratch can be predicted with the simulation modeling of the finite element method, and can be avoided by modifying the design.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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