디지털 마이크로스코프를 이용한 연마 가공의 관찰·검사
연마 가공은 연삭 가공 후의 마무리 공정에서 이용되며, 연마 입자의 크기를 서서히 줄임으로써 표면 손상을 최소화할 수 있습니다. 또한 빛의 난반사를 억제한 경면으로도 마무리할 수 있습니다. 여기에서는 연마 가공의 개요와 디지털 마이크로스코프를 이용한 관찰·검사 사례를 소개합니다.
![디지털 마이크로스코프를 이용한 연마 가공의 관찰·검사](/Images/ss_vhx-casestudy_a_polishing_001_2033519.jpg)
연마 가공이란
연마 입자를 사용하여 재료의 표면을 서서히 깎아 매끄럽게 가공하는 방법입니다.
표면을 매끄럽게 만들고자 하는 경우나 거울과 같은 광택을 내고 싶은 경우에 이용되며, 제품의 외관 및 접동성을 향상시키는 효과가 있습니다.
연마 입자·연마석의 용어 해설
- 입도
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입도란 연마 입자의 크기입니다. 입도는 숫자로 표현되며 일반적으로는 수치가 클수록 입자가 작다는 의미입니다.
- 결합도
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연마석의 단단한 정도를 결합도라고 하며 알파벳으로 표현합니다. A에 가까울수록 부드럽고 Z에 가까울수록 단단합니다. 단단한 가공물에는 부드러운 연마석을, 부드러운 가공물에는 단단한 연마석을 사용하는 것이 일반적입니다.
- 조직
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조직 용적에 대한 연마 입자의 비율을 나타냅니다.
조직 번호 0 1 2 3 4 5 6 7 8 연마 입자율(%) 62 60 58 56 54 52 50 48 46 - 결합제(본드)
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연마석과 연마석을 결합한 것을 결합제(본드)라고 합니다. 대표적인 결합제로는 다음 두 가지가 있습니다.
레지노이드(B): 고속 회전에 대응하며 초벌 연삭에 사용됩니다.
비트리파이드(V): 마무리 연삭, 연마 가공에 사용됩니다.
연마 가공의 종류
대표적인 연마 가공의 종류와 특징은 아래와 같습니다.
- 연마석 연마
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고속으로 회전하는 연마석에 제품을 접촉시켜 가공하는 연마 방법입니다.
- 버프 연마
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회전하는 부드러운 천이나 펠트에 연마재를 대고 가공하는 연마 방법입니다. 연마 가공의 마지막 공정에서 경면으로 마무리 하거나 광택을 내는 것이 목적입니다.
- 래핑 연마
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랩이라는 원형의 평평한 정반에 제품을 고정하고 압력을 가하면서 회전시켜 연마하는 방법입니다. 연마재의 종류에 따라 습식과 건식으로 나뉩니다.
습식: 연마재를 세팅하고 낮은 압력으로 가공합니다. 가공량이 많기 때문에 표면이 무광택으로 마무리됩니다.
건식: 정반의 요철에 연마재를 문질러 높은 압력으로 가공합니다. 가공량이 적고 표면이 경면으로 마무리됩니다. - 배럴 연마
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탱크형 용기에 연마재와 제품을 넣고 용기를 회전시켜 연마하는 방법입니다. 대량 생산에 적합하지만 버프 연마나 래핑 연마보다 거칠게 연마됩니다. 버 제거 목적으로 사용되는 경우도 많은 연마 방법입니다.
- 전해 연마
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제품에 전기를 흘려보내 표면을 매끄럽게 연마합니다. 비용이 많이 들지만 연마하기 어려운 미세한 부분과 좁은 부위도 연마할 수 있습니다.
대표적인 연마 입자의 재질
연마 입자에는 다양한 종류가 있습니다. 대표적인 연마 입자의 재질과 가공 대상은 아래와 같습니다.
- 산화 알루미늄
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알루미나라고 하며 가격이 매우 저렴하므로 탄화 규소와 함께 널리 사용됩니다.
가공 대상: 철, 금속 - 카바이드
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탄화 규소가 대표적이며 일반적으로 널리 사용되고 가격이 저렴합니다.
가공 대상: 비철(구리·알루미늄), 비금속 - 지르코니아
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다이아몬드보다 경도가 낮지만 난삭재의 연마에 사용됩니다.
가공 대상: 난삭재 - CBN
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질화 붕소 입방체(Cubic Boron Nitride)라고 하며 다이아몬드 다음으로 단단하지만 다이아몬드보다 고가입니다. 고온 내성이 있으므로 수명이 깁니다.
가공 대상: 초경합금 - 다이아몬드
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열에 약하기 때문에 글라스나 실리콘처럼 경도가 높고 고온에서도 반응성이 낮은 재료의 연마에 사용됩니다.
가공 대상: 글라스, 실리콘
디지털 마이크로스코프를 이용한 연마 가공의 관찰·검사 사례
KEYENCE의 4K 디지털 마이크로스코프 「VHX 시리즈」를 이용한 연마 가공의 최신 관찰·검사 사례를 소개합니다.
![](/Images/ss_vhx-casestudy_a_polishing_002_2033520.jpg)
1000× 동축 낙사 조명
![](/Images/ss_vhx-casestudy_a_polishing_003_2033521.jpg)
1000× 동축 낙사 조명
자동 면적 계측 기능을 사용하여 연마 입자의 크기를 정량화할 수 있습니다.
![](/Images/ss_vhx-casestudy_a_polishing_004_2033522.jpg)
![](/Images/ss_vhx-casestudy_a_polishing_005_2033523.jpg)
![](/Images/ss_vhx-casestudy_a_polishing_006_2033524.jpg)
1000×
왼쪽: 동축 낙사 조명 오른쪽: 링 조명
![](/Images/ss_vhx-casestudy_a_polishing_007_2033525.jpg)
100× 링 조명
A: 미사용 B: 사용 완료
3D 측정 기능을 사용하여 연마석의 사용 전·사용 후 형상 변화를 측정할 수 있습니다.
![](/Images/ss_vhx-casestudy_a_polishing_008_2033526.jpg)
![](/Images/ss_vhx-casestudy_a_polishing_009_2033527.jpg)
경면의 미세한 굴곡과 흠집을 가시화할 수 있습니다.
![](/Images/ss_vhx-casestudy_a_polishing_010_2033528.jpg)
![](/Images/ss_vhx-casestudy_a_polishing_011_2033529.jpg)
연마면의 미세한 요철을 가시화할 수 있습니다.
![](/Images/ss_vhx-casestudy_a_polishing_012_2033530.jpg)