정밀 미세홀 연마 공정의 이해 및 적용 방안 제시
최근 정밀 기계, 의료기기, 반도체, 항공우주 등의 산업 분야에서는 제품의 성능과 신뢰성을 높이기 위해 매우 작은 치수의 홀(미세홀, Micro-hole)의 품질이 더 중요해 지고 있습니다. 특히 미세홀의 내면 거칠기(Ra), 버(Burr) 제거, 내식성 향상, 청정도 확보 등은 기능적 성능뿐 아니라 생산 공정 이후의 신뢰성에도 큰 영향을 미치고 있습니다.
미세홀 연마의 필요성
미세홀은 대표적으로 다음과 같은 부품에 사용됩니다.
- 의료용 스텐드 및 마이크로 튜브
- 연료 분사 노즐
- 반도체 장비 내부 라인
- 항공기용 유체 제어 시스템
미세홀 가공 후 표면에는 가공 버, 절삭 흔적, 산화물, 표면 거칠기가 존재 할 수 있으며, 이는 유체흐름,입자 잔류, 고압 누출 등에 악영향을 줍니다. 따라서 후처리 공정으로 정밀 연마(polishing)가 필수적입니다.
주요 미세홀 연마 방식
1. 연마 흐름 가공(AFM)_Abrasive Flow Machining
- 원리: 세라믹 입자가 혼합된 고점도 유체를 고압으로 미세홀 내에 통과 시켜 연마
- 특징: 복잡한 형상에도 대응가능, 버 제거와 거칠기 개선 동시 수행
- 적용 예: 인젝터 노즐, 연료라인, 밸브 시트
2. 전기 화학 연마(ECP)_Electrochemical Polishing (ECP)
- 원리: 전기화학 반응을 통해 양극(부품) 표면을 이온 단위로 용해하여 연마
- 특징: 스테인리스, 니켈계 합금에 적합, 내면도 고광택 처리 가능
- 적용 예: 의료용 마이크로 튜브, 위생 배관, 초순수 설비
3. 초음파 연마_Ultrasonic Polishing
- 원리: 진동자에 의해 발생된 초음파를 통해 미세 연마 슬러리를 진동시켜 내부 표면 연마
- 특징: 국소 영역 또는 곡면 정밀 가공에 유리
4. 브러시 폴리싱 또는 와이어 연마_ Brush Polishing or Wire Honing
- 원리: 미세 브러시 또는 와이어를 회전시켜 홀 내부를 연마
- 특징: 비교적 단순 구조의 홀에 적합
미세홀 연마 평가 기준
| 항목 | 측정 방식 | 기준 |
| 표면 거칠기 (RA) | 표면 조도 측정기 | 일반적으로 Ra 0.2㎛ 이하 |
| 홀 원형도 | 내경 게이지, 영상 측정기 | 허용 공차 내 유지 |
| 잔류 버 | 현미경 또는 CT 분석 | 10 µm 이하가 일반 기준 |
| 내면 광택 | 육안 및 반사광 확인 | 거울 수준 요구 가능 |
결론 및 요약
- 미세홀 연마는 고정밀 제품의 핵심 공정 입니다.
- AFM, ECP, 초음파 연마 등 상황에 따른 공정 선택이 중요합니다.
- 제품 재질, 형상, 품질 목표에 따라 최적 공정 조합이 필요합니다.
- 고도화된 연마기술이 산업 경쟁력 확보에 기여됩니다.
- 미세홀 가공 후 표면에는 가공 버, 절삭 흔적, 산화물 등 존재할 수 있으며 후처리 공정 연마가 필수적입니다
NOVA 탄성연마재
- 블라스터, 드래그용 탄성연마재
- 불규칙 형태
- 0.1㎛ ~ 50㎛ 다이아몬드 파우더 외 기타 연마재 탄성체에 코팅된 형태의 연마재
- 탄성조절 전용 미스트
- 메탈/세라믹/플라스틱/3D프린터 출력물/티타늄/ 외 기타 금속 연마 가능
- 사용용도:
- 미러폴리싱, 표면조도개선, 곡면외 복잡한 형상 가공 가능
- 솔루션 제공을 통한 가공물에 적합한 고객 맞춤형 연마재 제공
탄성연마재 소개_elastic media fuction
- 탄성체에 1~200㎛ 연마재를 수지 접착한 탄성연마재로서, 연속 순환이 가능하고, 절삭 공구강, 금형강, 카본, 비철금속 등 다양한 소재에 적용 가능합니다.
- 가공품의 형상에 영향을 받지 않습니다.
- 전용노즐을 사용하여 보다 효과적으로 툴마크제거가 가능합니다.
- 저분진으로 추가적인 세척작업이 필요하지 않습니다.
- 메뉴얼 작업시 작업자의 노하우에 따라 결과물의 퀄리티가 좌우되지 않습니다.
- 자동화 설비 구축을 통한 인건비 절감에 효과적입니다.
- 연마재 입도 선정 → 연마재 윤활 → 블라스팅 → 가공완료
- 초기 가공품의 상태 및 재료에 따라 1~5가지의 연마재를 사용할 수도 있습니다.
탄성연마재 전용 장비_NOVA Machinert Solutions
노바는 국내 순수기술로 연마재(Abrasive) 자체생산, 탄성연마재 전용 장비 설계 및 제작을 하고 있으며,
매뉴얼 방식의 블라스터, 턴테이블 방식 블라스터, 상하 수직구동 블라스터, 3축 블라스터, 인덱스 방식 블라스터, 드래그 머신, 로봇 협업을 통한 완전 자동화 드래그 머신 등 개별 업체에 적합한 솔루션으로 고품질 부품 생산을 위한 연구를 계속하고 있습니다.
TOOL 가공의 경우 자체 개발한 원터치 자동화 콜렛 사용으로, 어떤 업체에서도 완성하지 못한 매끄럽고 간편한 자동화 동선을 제공합니다.
NOVA L&P솔루션
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