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고정밀 금형을 이용한 유리의 성형장치

전문가 제언: ○ 최근 고화소용 디지털 카메라, 레이저 프린터, 의료용 내시경, 광학현미경 등의 전자 및 광학제품의 수요가 확대되고 있다. 이에 따라서 제품의 생산성 증대와 품질향상에 대한 요구로 초정밀 가공이 크게 주목을 받고 있다. 제품의 성능향상과 소형·경량화를 위해 광학렌즈는 구면에서 비구면으로, 플라스틱에서 유리제품으로 수요가 늘고 있다.

○ 가압성형 공정(pressing process)은 주로 유리나 폴리머 등의 재료를 용융 상태로 금형에 넣고 플런저(plunger)인 상형으로 압축하여 제품을 성형하는 방법이다. 이 방법으로 제조한 제품은 유리소재가 금형 내부에서 압력을 받기 때문에 블로잉 같은 다른 방법에 비해 정확한 치수의 제품생산에 적합하다. 그러나 금형의 내구성, 대용량의 프레스, 금형의 정확한 제어 등이 요구된다.

○ 이 문헌은 새로운 유리 가압성형 방법에 사용하는 성형장치를 소개하고 있다. 상온의 유리소재를 금형과 동시에 가열하고, 유리전이점(Tg)과 연화점(Sp) 부근에서 가압성형 하여, 금형과 성형품을 동시에 냉각하는 방식을 사용한다. 고정밀 유리소자 성형장치는 주로 유리의 비구면 렌즈 등을 제조하는 것이다.

○ 광학유리는 100가지 이상의 조성이 있으며, 원료의 용융은 도가니 로에서 연속 용해로로 발전하였다. 주로 생산되는 제품은 판상, 프레스 제품, 프리폼 형태의 소재로 출하된다. 소재를 구분하면 연마용 구면렌즈 소재와 유리몰드 비구면 렌즈 소재의 2가지가 있다. 일본의 경우 광학유리는 Hoya, Sumita, Ohara사에서 제조하고 있다.

○ 국내는 광학유리 소재를 생산하지 못하고 있으며, 주로 독일, 일본, 중국에서 수입하고 있으며, 최근 중국 광학유리 산업이 크게 성장하였다. 결국 광학유리 산업은 소재를 수입하여 가공하여 소자를 생산하고 있다. 최근 국내에서도 많은 기업이 광학기기 산업에 참여하고 있어 전망이 밝다. 현재의 광학산업은 가공분야이므로 제품설계, 금형가공과 소재개발, 제조장치 분야에 대한 연구가 진행되어야 할 것이다.

저자: Matsuzuki Isao
자료유형: 니즈학술정보