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세계 최초의 대형 알루미늄 부품에 대한 세미드라이 가공시스템의 개발

전문가 제언: □ 절삭가공에서는 절삭 칩의 처리 절삭공구 커터날의 냉각과 공작기계의 윤활 등에 여러 종류의 오일사용은 불가피한 일이라 하겠다. 그러나 이들은 환경문제를 야기시키고 있어 문제로 지적되고 있다. 환경문제에 관심이 높은 유럽에서는 쿨런트(coolant)처리 코스트의 상한이 원인이 되어 쿨런트없이 가공이 가능한 세미드라이 또는 드라이가공 시스템 개발을 시작되게 되었고, 개발에는 유럽의 자동차 제조회사를 중심으로 컨소시엄을 이루어 연구가 추진되고 있으며, 미국의 NCMS(National Center for Manufacturing Sciences)에서도 연구를 수행하고 있다. 일본에서도 NEDO(신 에너지․산업기술 개발기구)의 “에너지사용 합리화 공작기계 등 기술개발”이라는 프로젝트 하에서 정력적인 연구가 추진되고 있는 등 드라이․세미드라이 가공은 기계가공에 있어 환경대응기술의 열쇠로서 세계적으로 주목받고 있다. 그의 일환으로 일본의 MATSUDA사에서도 쿨런트 장치의 전력소비가 기계가공라인의 전체 전력소비(조명은 제외)의 1/3을 차지하고 있다는 조사결과를 바탕으로 1999년부터 기술개발에 착수하여 2002년 6월에 대형 알루미늄 부품의 양산라인에 세미드라이(幕狀의 절삭유 공급) 가공시스템을 전면적으로 채용하여, 실린더 블록 가공라인을 설립하는데 성공하였다고 소개한 자료이다. 소개 내용으로 세미드라이 가공라인 시스템의 정의와 세미드라이 가공라인 시스템 설치의 과제를 지적하고 이에 대한 해결책 등에 대하여 기술하고 있다.

□ 드라이․세미드라이 가공에 관련된 기술개발은 쿨런트 시스템만이 아니라 초미결정(超微結晶) 다이아몬드 코팅 공구의 개발도 있다. 이것은 다이아몬드의 결정(crystal) 크기를 제어하고, 또 모재의 전 처리를 최적화함으로 대단히 평활한 코팅의 표면상태와 예리한 날 끝이 잘 정리된 상태를 얻어 정밀사상가공은 물론 드라이․세미드라이 가공에 적용이 가능하며, 다이아몬드 결정을 미세화 하여 피막인성 향상으로 피막의 도피행위를 막을 수 있게 되어 내구성의 향상을 얻을 수가 있고, 피막의 특성을 이용하여 수행한 알루미늄 합금의 드라이 및 세미드라이 절삭과 절삭이 어려운 재료인 금속기지 복합재료(Metal Matrix Composites, MMC)의 절삭에서도 이들 가공법의 적용이 가능하다는 절삭 사례의 기술도 보고되고 있다.

저자: Katsushi NAKANISHI
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