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고능률 CFRP 드릴링기술의 개발

전문가 제언: ？전문가 제언？

○ 일반적으로 홀 가공 하면 금속재료에서의 트위스트 드릴을 연상하지만 최근에는 자동차, 항공기, 요트, 소형선박, 철도차량 등에 사용 되는 재료가 경량화를 위해 가벼우면서도 강성이 높은 재료의 사용이 증가하고 있다.

○ 경량에 경도와 강성이 높은 재료로 대표되는 것이 탄소섬유강화수지(CFRP)이다. CFRP는 탄소섬유 사이사이에 강화용 수지를 넣어 적층 강화한 것이기 때문에 재료의 방향이나 두께에 따라 재료특성이 다르다. 이러한 재료에 정밀한 홀 가공이란 대단히 어렵다. 홀 가공 입구는 재료의 취성 때문에 미세절삭 분이나 작은 절삭조각 등의 발생으로 매끄럽지 못하고, 또 홀 내부는 두께에 따라 재질이 다르기 때문에 절삭조건 상위로 재료가 녹아 공구(드릴)에 눌어붙거나 하여 홀 내벽이 매끄럽지 못하게 되는 경향이 많이 발생한다.

○ 이러한 문제점 해결을 위해 개발된 것이 R드릴이다. 일반 금속재료용 트위스트 드릴은 강재 혹은 주철 재에 따라 날 끝의 절삭 각이 120°전 후인 것이 일반적이지만, 개발된 R드릴은 절살 날 부분이 목련화의 꽃 봉우리처럼 뾰족하고 긴 타원형이나 또는 포물선형으로 만들어져 드릴이 재료 깊숙이 가공해 들어가도 절삭 날은 아직 가공 홀 외부에 남아 있기 때문에 계속해서 홀 주변을 절삭하게 되어 완성된 홀의 입구나 내부 벽은 매끄러울 뿐 아니라 정밀도 면에서도 만족스러운 가공결과를 얻을 수 있다는 보고이다.

○ 우리나라의 드릴링 가공기술은 현재 CFRP재에 대한 가공기술개발은 연구단계에 있지만, 사출금형과 같이 깊은 홀(홀 깊이= 100~120d, 즉φ1.2, 깊이 120mm정도)의 정밀가공에 있어서는 가공용 특수 형상의 건 드릴과 가공기계를 개발 국내 및 국외로 수출까지 하고 있는 기업이 부산의 신일기계라는 회사가 있다. CFRP재에의 홀 가공은 드릴에 의한 절삭가공보다는 코스트 면에서 생산성향상을 위한 프레스에 의한 정밀 전단가공기술의 개발이 시급하다고 생각된다.

저자: Saito MANABU
자료유형: 니즈학술정보