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세라믹재료의 초음파 가공에서 탄산가스 레이저조사의 효과

전문가 제언: 초음파에 의한 구멍 뚫기 가공은 일반 절삭과 연삭가공과 비교하면 가공속도가 작다는 단점이 있다. 한편 공구를 회전시킬 필요가 없기 때문에 그 단면형상을 전사한 소위 원형이외의 가공(이형상 가공)이 가능하여 각종 복잡형상이 필요한 구멍 뚫기 가공이나 특수 형상의 가공에 사용되어 왔다. 여기에서는 가공속도와 가공정밀도의 효율화를 목적으로 초음파가공을 사용할 수 있도록 창의적 연구를 시도하였다. 그 몇 가지를 소개한다. a) 공구분할, b) 지립분포의 관찰, c) 캐비테이션(Cavitation, 공동화)발생의 메커니즘, d) 공구 주장과 가공속도, e) 슬러리종류와 가공특성, f) 레이저에 의한 표면개질의 효과 등이 있다.

초음파에 의한 구멍뚫기는 가공시간이 진행됨에 따라 가공속도가 서서히 정체하는 현상이 일어난다. 그 원인을 CCD카메라를 사용하여 함유된 지립의 거동을 조사한 결과, 캐비테이션의 발생에 따라 공구 중앙부까지 가공에 관여하는 유효한 지립이 충분히 도달되지 않고 가공 구멍의 중앙에 깎인 잔해가 발생한다는 것을 알았다. 돌기가 발생, 성장, 절단을 되풀이 하였다. 따라서 캐비테이션의 발생을 억제하면서 가공부분의 슬러리 순환을 능동화 하고, 가공속도의 향상을 목적으로 분할공구의 사용을 시도하였다. 이에 따라 공구와 공작물간의 발생압력이 분산되고 슬릿에 의한 지립밀도의 증가가 효과를 봐 상기의 목적을 달성할 수 있었다.

저자: Osamu SAITO
자료유형: 연구단신