형성기억합금 이용 정밀 나사의 제조기술 개발
두부에 산화피막 형성, 의치, 항공 등 다용도
東海대학 공학부의 吉田一也 교수 등과 유니온 정밀(神奈川縣 愛甲郡 愛川町, 사장 日高宏)은 형상기억합금을 이용한 정밀 나사의 제조기술을 공동개발했다. 나사의 두부에 산화피막을 형성시키는 등, 제조 공정에서 갈라짐이 생기지 않도록 연구했다. 나사 바깥지름 1mm~3mm 정도를 상정한 기술인데, 최소 바깥지름 600마이크로미터까지 대응할 수 있다. 의치, 항공, 우주, 선박 등 여러 분야에서의 용도가 기대된다.
재료에는 약간의 철을 함유한 니켈, 티탄합금을 선택했다. 종래의 방법에서는 선재를 소정의 길이로 자른 후 나사 두부를 만드는 ‘압조가공’을 거쳐 나사산을 만드는 ‘전조가공’을 한다.
압조가공에서 갈라짐이 생기지 않도록 개발한 기술에서는 선재의 끝을 가볍게 두드리는 공정 후, 압조가공을 일단 중단한다. 약 700℃의 환경 하에서 재료를 30분 정도 가열하여 연화시키고, 두부에 두께 몇 마이크로미터의 산화피막을 형성시킨다. 이것을 자연스럽게 식힌 후, 나머지 압조가공을 하도록 했다.
또 선재 그 자체나 압조·전조가공에 사용되는 윤활유에 특수한 첨가제가 포함된 것을 사용한 이외에 선재를 절단할 때의 속도를 종래의 약 2 배로 하여 나사의 끝에서 갈라짐이 생기지 않도록 했다.
개발한 기술과 이 기술로 제조한 형상기억합금 정밀 나사에 대해서는 특허 출원 중. 吉田 교수는 의치의 고정, 치열교정 와이어의 고정구, 카메라의 부품, 우주위성용 기기류나 항공기용 등 이 정밀 나사의 여러 용도를 들고 있다. 유니온 정밀은 이 정밀 나사를 ‘앞으로 본격적으로 판매하고 싶다’고 말하고 있다. (NK)
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