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초정밀 공작기계의 진동과 정밀도

전문가 제언: ○ 최근의 전자 및 광학기기 산업의 발전에 따라 초정밀 가공품에 대한 요구 정밀도가 차츰 높아지고 있다. 컴퓨터 하드디스크, 레이저 반사경, 레이저 스캐너, 다면경 등의 알루미늄 합금과 자기 헤드용 페라이트, 웨이퍼용 실리콘 등의 각종 세라믹 재료를 초정밀 가공하기 위해서는 진동이 없는 고속 초정밀 스핀들이 필수적이라 할 수 있다.

○ 공기 정압 베어링은 오리피스, 모세관, 슬로트, 표면노즐, 자성노즐 및 다공질 노즐의 저항에 의하여 작동되며 자성노즐은 급기구멍과 베어링 틈새로 구성된 가상적인 원통면을 구성하고 원통면이 저항 역할을 한다. 다공질 노즐은 베어링 면에 통기성이 좋은 다공질 재료를 사용하며 이 다공질 재료의 저항이 노즐의 역할을 하고 표면노즐은 베어링면의 급기공과 연결된 매우 작은 홈을 구비하고 있으며 그 홈이 저항 역할을 한다.

○ 공기 정압 스핀들은 공기압에 의해 축이 부상하는 방식으로 진동과 마찰열 문제를 일거에 해결할 수 있기 때문에 초고속, 초정밀 공작기계용으로 이용되고 있으며 최근에는 각종 금형의 연마가공, 소형부품의 고속연삭, 방사용 미세 노즐가공, PCB 기판가공 등 많은 분야에서 이용이 증가되고 있으나 거의 수입에 의존하고 있는 실정이다.

○ 초정밀 가공기술의 중요성은 국내에서도 1990년대부터 각 분야에서 제기되었으며 국가에서도 2000년대 핵심기술로 선정하여 이 분야에 대한 기술개발을 추진한 바 있다. 초정밀 가공기술의 경우 선진국의 기술보호가 가장 심한 분야이다. 국내 산업계의 경우 광통신용 기기의 개발을 위한 전자산업계의 대규모 투자에도 불구하고 관련기술의 미비로 핵심부품개발에 한계를 보이고 있다.

? 이는 특히 광산업의 핵심부품인 반사경, 비구면 렌즈, 광통신매체의 가공과 관련하여 국내의 초정밀 관련기술의 한계에 의하여 이들 핵심부품을 전적으로 해외에 의존하고 있기 때문이다. 초정밀 가공기술은 관련 산업에 미치는 영향이 지대한 만큼 산학연관이 힘을 모아 원천기술 확보에 최선을 다해나가야 할 것이다.

저자: Katsutoshi Tanaka, M Fukuta,Y Kai.
자료유형: 학술정보