일반기술

적층구조 복합재료의 일반가공 및 드릴링가공

중합체 복합재료는 적층순서를 조절하여 비강도(Specific strength), 비강성(Specific modulus) 등의 기계적 성질을 기존의 듀랄루민 등의 소재보다 향상시킬 수 있어 스포츠용품, 우주·항공분야 뿐만 아니라 산업 전 분야에서 사용될 전망에 있으며, 또한 2000년대에는 민항기 동체에 사용될 가능성도 있다. 산업 전반의 부품으로 사용하기에는 최종제품으로의 가공이 필요하며, 특수가공방식인 Abrasive waterjet가공에 1차가공 후, 마무리 가공으로 다이아몬드(Plycrystalline diamond)공구에 의한 마무리 다듬질 가공방법이 필요하며, 공구의 형상 및 마멸특성에 관한 연구에 이어서, 최종적으로 가공성 평가에 관한 연구를 진행하였다. 다이아몬드공구에 의한 중합체 복합재료의 가공성 평가로 칩의 형성과정을 온라인으로 관찰할 수 있는 광학시스템과, 공구동력계로 절삭력을 측정 PC에 저장하는 절삭력시스템을 제작하였고, 표면형상을 전자현미경으로 관찰하고, 표면거칠기 측정장치에서 얻은 데이터를 디지털 신호로 전환하여 신호를 해석하여 가공성을 평가하였다. 다방향 복합재료는 135o 플라이에서 손상영역이 발생하므로 최소자승법보다 최빈도방법에 의한 거칠기곡선의 교정후 해석을 하였다. 칩 형성의 기구는 섬유강화 방향에 따라 차이가 있으며, 특히 0o양의 각도(45o), 90o, 음의 각도(135o)에 따라칩 형성과정이 뚜렷이 다르다. 관련된 연구로 온라인 광학계측 시스템의 구성, 공구동력계에 의한 절삭력 측정과 음향방출 측정장치에 의한 AE신호 측정 등 계측에 의한 상태감시, 및 표면거칠기 데이터의 A/D 변환 후 해석 및 평가가 가능하다.