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광학유리의 정밀 절삭용 공구재료

전문가 제언: ○ 유리 또는 렌즈와 같은 세라믹 제품이나 취성이 강한 금속들은 경도가 높아서 절삭 가공이 필요할 때는 주로 다이아몬드 공구를 사용한다. 이때 용도에 따라서 바이트, 휠, 다이스, 등의 다양한 형태가 제조된다. 또 공구의 제조과정에서 다이아몬드 입자 크기, 다이아몬드 함량, 결합방법, 결합제 종류, 등에 따라서 상품화 되어 있다. 이들 중에서 사용용도, 연마 및 절삭가공의 성능이나 효율을 고려하여 선택한다.

○ 이러한 용도에 따라 다이아몬드 공구는 자동차 및 기계산업, 전자산업, 등과 관련되는 각종 금속부품 가공, 창유리 및 광학용 렌즈 등 매우 광범위하게 사용되고 있다. 최근에는 디스플레이용 유리판, LED용 사파이어 가공, 솔라 셀, 등의 제조공정에서 유리 면취 가공용으로 다양한 형태의 다이아몬드 공구가 사용된다.

○ 본 문헌은 일본 스미토모전기공업(주)에서 개발한 나노 다결정 다이아몬드(NPD) 공구를 소개한 자료이다. 이 새로운 재료로 만든 공구를 이용하여 광학유리, 금속을 가공하면 표면 거칠기가 매우 우수한 제품을 얻을 수 있음을 사례를 들어 설명하고 있다.

○ 이 내용 중에서 프레넬 렌즈는 빛을 좁은 영역으로 모으기 위한 목적으로 등대나 탐조등에 이용되는 광학유리이다. 대형의 등대용 렌즈를 제작할 때는 두께와 무게가 엄청나기 때문에 각각의 부위를 따로 연마가공한 후 조립하는 방법으로 만든다. 또 셀렌화아연(ZnSe)는 광섬유 LED, 다이오드 레이저 또는 적외선 광학유리로 사용된다.

○ 우리나라에서는 일진다이아몬드(주)가 공업용 합성다이아몬드를 제조하고 있다. 1985년도에 설립하여 인조 다이아몬드 개발에 착수했으나, 외국과의 특허 분쟁으로 1990년 이후부터 본격 생산되었다. 이 회사는 현재 세계시장 점유율을 18% 수준으로 자체에서 판단하고 있다. 현재 절삭 공구용으로는 2㎛ 크기의 다결정 다이아몬드도 생산가능하다. 또 공구 제조업체는 이화다이아몬드공업(주), 신한다이아몬드공업(주) 등 다수의 전문 공구회사가 세계적 수준의 공구제품을 생산 판매하고 있다.

저자: Hitoshi Sumiya, Katsuko Harano
자료유형: 니즈학술정보