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미소 절삭가공기구의 분자동력학 해석

전문가 제언: ○ 이 문헌은 Osaka대학원 정밀공학연구팀이 Nano Scale의 기계가공과 표면형상계측, 재료거동의 미크로 해석, 분자동력학 법에 의한 원자 레벨에서의 변형과 파괴기구해석 등의 연구 및 그에 따르는 실험을 토대로 얻은 연구내용을 소개하고 있다.

○ 고정밀도(高精密度) 고강성(高剛性) 공작기계와 예리한 칼날을 갖는 다이아몬드공구를 사용한 초정밀절삭가공은 비구면(非球面)렌즈나 도광판(導光板)과 같은 높은 3차원형상을 갖는 광학소자와 그를 위한 형(型)의 고정도 고능률 가공을 위한 수단으로서 일반화되고 있다. 최근에는 이들 광학소자에 요구되는 형상이 더욱 복잡해져서 10nm에서 1nm의 높은 가공정도가 요구되고 있다.

○ 초정밀절삭가공의 기본원리는 높은 정도를 갖는 공작기계의 운동을 높은 형상전사(形狀轉寫)능력을 갖는 공구를 사용해서 피삭성(被削性)이 좋은 공작물표면에 그의 윤곽을 전사하여 윤곽의 포락선(包絡線)으로서의 형상을 창성(創成)하는 가공기술이다.

○ 미소(微小)가공기구는 공구와 피삭재 계면(界面)에서의 피삭재의 변형과 파괴현상이며 원자 수십 개라고 하는 두께로 표면을 절삭하고 있는 것으로 된다. 이러한 배경에서 이 문헌에서는 분자동력학해석을 사용한 미소절삭기구와 공구손모기구의 해명을 시도하고 그 내용을 소개하고 있다.

○ 그러나 아직도 고도의 미소정밀가공에는 현실적으로 절삭과 연삭을 비롯한 여러 가지 가공현상의 제어한계와 가공조건선택 등의 문제가 있다. 더욱 정교한 가공을 위해선 한층 더 심도 있는 연구가 필요한 실정이다. 정밀기계가공현장에 종사하는 분들의 업무에 참고가 되기를 바라는 바이다.

저자: Shoichi Shimada, Hiroaki Tanaka
자료유형: 학술정보