1. CBN 엔드밀 및 CBN 공구의 동향.
※ CBN 엔드밀 = CBN 소재와 초경 생크 용접.
※ CBN 엔드밀 용도 = 고속, 고경도 적용, 초정밀 가공 실현.
제조업은 가공 정도의 고도화, 피삭재의 다양화, 초정밀·초미세, 초단납기화, 저 코스트화 등의 요구에 직면하여 생산기술이 변화하고 있다. 예를 들면 금형 부품의 단납기, 고정도화는 고속 밀링의 등장으로 고경도강의 고속 절삭이 가능해지고, 특히 다듬질 절삭에서 공구 수명 특성이 높은 CBN 소결체 엔드밀이 적용되고 있다. 하드터닝이라고 불리는 CBN 소결체 바이트에 의한 고경도강의 선삭은 기존의 선삭, 연삭의 가공 프로세스를 절삭만으로 끝내는 것이 가능하여 주목받고 있다. 메디컬, 일렉트로닉스 분야등에서 제품의 콤팩트화, 고기능, 고밀도화에 의해 부품의 초정밀·미세화가 진행되어 절삭에 기대하는 가공 정도가 크게 높아지고 있다. 또한, 머시닝센터로 실현 가능한 절삭가공 정도도 지금은 싱글 나노미터의 영역이 가능해졌으며, 절삭의 초정밀화 대응이 급속한 진전을 보이고 있다. 이와 같은 초정밀 절삭에서 중심적인 역할을 하는 CBN 소결체 공구는 새로운 개발과 함께 적용 확대가 더욱 기대되고 있다.
2. CBN 엔드밀 및 CBN 공구.
CBN은 입방정 질화붕소로, 천연으로는 존재하지 않고 고온, 고압의 조건 하에서 다이아몬드와 동일한 과정으로 인공적으로 합성하여 만들어진다. 다이아몬드에 버금가는 경도와 열전도율을 가지며, 철계 재료와의 반응성이 매우 작아 다이아몬드보다 열적 화학적 안정성이 우수하다. 이러한 CBN의 미세 분말을 바인더와 혼합하여 고온, 고압으로 구워서 굳힌 것을 CBN 소결체라고 부르며, 절삭공구 재료로서 사용된다. CBN 소결체는 CBN의 특성으로 인해 다이아몬드나 다이아몬드 소결체로는 불가능한 철계 재료의 고속 절삭가공이나 장시간 연속가공을 실현한다. 최근 CBN 입자지름, 함유율, 바인더의 종류 등을 변화시킨 다양한 특성의 공구가 개발되고 있다. 고밀도 CBN 공구와 저밀도 CBN 공구 등이 있으며, 고밀도 CBN 공구는 CBN 입자끼리 강하게 결합된 조직을 가지고 있어 주철이나 내열합금 등의 고경도 재료의 고속 절삭에 적용되고 있으며, 저밀도 CBN 공구는 CBN 입자가 주로 세라믹 바인더 등을 통해 강하게 결합되어 있어 CBN 입자의 유지력이 강하고 또한 인성이 높기 때문에 담금질강의 연속 절삭, 단속 절삭 등에 좋은 성능을 발휘한다. 또한, CBN 소결체는 일반적으로 이용되고 있는 초경합금에 비해 절삭 속도 영역이 높고, 또한 발군의 공구 수명 특성을 가지고 있다. 따라서 이들 공구를 이용하는 공작기계도 주축 회전수, 이송 속도와 준민성(가감속 특성)을 가능한 한 높이는 고성능화가 요구된다.
3. CNB 엔드밀 및 CBN 공구 초정밀, 미세절삭 분야.
일렉트로닉스빛, 에너지 및 메디컬 분야는 제품의 콤팩트, 고기능, 고밀도화 등으로 인해 디지털 디바이스 개발 경쟁이 치열해지고 있다. 이들 분야에서 공통으로 필요한 생산기술 초미세, 정밀 가공 기술로, 나노 임플란트, 레이저가공, 방전가공 등 여러 가지 방식이 채택되고 있다. 고속 밀링의 연구로절삭에 의한 가공 정도와 공구 수명 특성이 비약적으로 높아졌으며, 고경도강의 고속 절삭등이 가능해졌다. 초미세, 정밀 절삭을 추구하여 나노 영역의 가공 정도를 실현, 초미세, 정밀 분야의 유력한 가공 기술로서의 인식이 높아지고 있다. 서브 마이크로미터 이하의 초정밀 절삭의 공구마모 한계는 수 마이크로미터 이하로, 공구의 초내구성이 요구된다. 동시에 피삭재는 고경도강에서부터 초경합금을 포함하는 세라믹 등의 경취재까지 광범위하다. 이에 코티드 초경합금보다도 내마모 특성이 더 우수한 CBN 소결체 등이 다용되게 되었다. 한편으로 초미세, 정밀 절삭은 초미세, 정밀 절삭 대응의 머시닝센터의 고성능화가 필요하다. 동시에 엔드밀 등 공구의 미소경화도 적용 범위를 결정짓는 중요한 요소로, 공구 수명 특성과 함께 미소경화의 개발이 요구되고 있다.
4. 공구 디자인과 절삭날 성형 기술.
CBN 소결체는 고경도이기 때문에 공구 성형이 어렵고, 미소경 대응의 디자인으로 동시에 고정도, 고효율의 최적 공구 성형 방식을 찾는 것이 앞으로의 개발 과제가 된다. 고경도강의 고속 밀링, 초정밀, 미세절삭, 항공기 부품의 고능률화 등으로 CBN 소결체 공구의 적용이 늘어나고 있으며, 이들 공구를 더욱 고도화시키기 위한 새로운 제품, 기술 개발이 시작되고 있다. 예를 들면, 초미세, 정밀 절삭의 요구가 높아지고 공구의 미소경 및 고정도화 추구는 급상승하고 있으며, 이들의 개발 동향은 유저에게 있어 최대의 관심사가 되고 있다.
5. 와이지원(YG-1) CBN 엔드밀.
1) 2날 볼 CBN 엔드밀.
2) 2날 래디우스 CBN 엔드밀.
5. CBN 엔드밀 절삭 조건.
1) 2날 볼 CBN 엔드밀 절삭 조건.
2) 2날 래디우스 CBN 엔드밀 절삭조건.
※ 내용 참고 출처 : [절삭공구] 다이아몬드 공구·cBN 공구의 최근 동향 (hellot.net)
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