東京電機대학 공학부의 松村隆 교수 등은 초경합금인 볼엔드밀을 이용하여 유리에 마이크로미터 단위의 반구상 홈을 효율적으로 절삭가공하는 기술을 개발했다. 깊이 20마이크로미터, 폭 200마이크로미터 정도의 홈을 한 번에가공할 수 있다는 것이 특징으로, 생산성과 공구의 원가 양면에서 종래의 약 200분의 1의 원가절감이 가능하다. 플레파라트의 크기에 집적한 화학분석장치 ‘마이크로 TAS’의 저가에 효율적으로 시작, 미세한 패턴의 유리제 ‘형재(型材)’만들기 등 여러 가지 응용을 기대할 수 있다.
유리를 절삭가공할 경우, 홈이 1마이크로미터 이하라면 대패로 깎은 듯한 부스러기가 나오지만 1마이크로를 넘으면 유리가 갈라져 버린다. 따라서 마이크로미터 단위의 유리 절삭에는 끝이 뾰족한 다이아몬드를 이용하여 한 번에 1마이크로미터 이하로 밖에 가공할 수 없었다.
개발한 기술은 이러한 상식을 뒤집었다. 볼엔드밀은 곡률반경 200마이크로미터와 250마이크로미터의 것을 각각 사용했다. 칼이 마무리면을 가공할 때의 재료를 깎는 두께가 유리가 갈라지지 않는 1마이크로미터 이하라는 엔드밀 절삭의 구조에 주목하여 이것을 실증했다.
이로써 깊이 15~20마이크로미터 정도의 홈을 한 번에 갈라지지 않게 만들 수 있으며 생산성은 종래의 약 20배 향상할 수 있다. 또 초경합금의 볼엔드밀이라면 다이아몬드 엔드밀의 약 10분의 1의 가격이면 된다.
실험에서는 시판되는 머시닝센터를 이용하여 볼엔드밀을 매분 2만 회전시켜 수조 속에서 유리를 절삭가공했다. 지금까지 매분 480마이크로미터의 공구송출 속도까지 실증했다.
볼엔드밀을 45도 정도로 기울이자 마무리가 깨끗했다고 한다. (NK)
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