기계가공에서 표면거칠기 예측(Predicting surface roughness in machining)

전문가 제언

□ 기계 부품의 기능은 그 표면상태에 의존하는 경우가 많다. 따라서 최적의 성능을 갖는 기계를 설계하려면 설계자와 가공자가 표면의 성질에 대해서 충분한 기술적 이해가 있어야 한다. 표면의 성질에 미치는 요인들은 표면거칠기, 잔류응력, 변형 등이 있으나, 본 논평에서는 표면거칠기의 예측 방법론을 설명하고 있다.

□ 기계가공이 CAD/CAM화 되고 가공기술이 고 정밀화, 고 능률화 되어 감에 따라 절삭공정에 대한 정확한 모델이 필요하다. 절삭공정에서 가공의 정밀도나 가공 능률에 가장 큰 영향을 미치는 것이 절삭력과 표면거칠기이다. 이들을 해석하기 위하여 절삭력 모델과 표면거칠기 예측모델이 사용된다. 이 논평에서는 4가지 접근방법을 제시하였다. 가장 유망한 방법은 인공신경망을 이용한 방법이라고 결론을 내렸다.

□ 표면거칠기의 중요성은 비단 기계가공 분야에서 뿐만 아니라, 정보산업, 전자산업, 반도체, 생명공학, 의학, 화학, 우주공학, 목재산업 등 많은 산업 분야에서 고려되어야 할 중요한 기술 중의 하나이다. 표면거칠기는 가공기술에 따라 달라지며, 더 소형화·미세화된 장치를 만들어 갈수록 표면거칠기는 점점 더 큰 문제가 될 것이다.

□ 최근 정보산업, 전자산업의 발달과 더불어 이 분야에 요구되는 부품들의 발전방향은 초정밀, 초미세 가공을 바탕으로 하는 반도체, 의료 등 각종 첨단기술이 요구되는 부품의 표면거칠기는 서브미크론 단위에서 나노미터 이하를 요구하고 있다. 나노기술에서 요구하는 표면거칠기는 5nm 이내이다.

□ 국내에서도 많은 연구자들이 초정밀 가공기술과 표면거칠기에 관심을 갖고 연구하고 있다. 본 논평에서도 한국인 연구자들의 연구 논문을 많이 인용하고 있는 것이 이를 증명하고 있다. 한국기계연구원에서 알루미늄 디스크의 경면 가공 연구를 통하여 표면거칠기 0.04㎛까지 초정밀 가공기술을 개발하였고, 초정밀 연삭장치를 위해 공기 베어링 연삭장치를 개발하여 표면거칠기 0.05㎛까지 확보하였다. 산업과학기술연구소에서는 레이저를 이용한 실시간 표면거칠기을 측정하는 장치를 개발하였고, 측정 가능 범위는 0.1~2.0㎛이며 접촉식 방법에 비하여 실시간 측정이 가능하다는 장점이 있다.

□ 미래의 가공기술은 범용기계의 가공이 아니라, 나노기술에 부합되는 초정밀 가공이 요구되므로 이에 해당하는 고도의 표면거칠기 측정기술과 예측 방법론이 더욱 연구 개발되어야 할 것이다.

저자

P.G. Benardos, G.-C. Vosniakos

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

일반기계

연도

2003

권(호)

43(8)

잡지명

International Journal of Machine Tools and Manufacture

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

833~844

분석자

주*호

분석물

• 기계가공에서 표면거칠기 예측.pdf [205,627 byte]

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