[연마] 탄소강과 비철금속의 연마 방법
1. 그라인딩(Grinding)
연마(Grinding)는 고정된 연마재가 표면을 갈아내는 가공 방법입니다. 연마 속도가 매우 빠르고 표면 변형이 적습니다.
탄소강과 비철금속을 연마할 때는 탄화규소 연마제가 사용됩니다. 흑색 탄화규소는 주로 주철 공작물, 비철금속, 연마공구 제조와 같이 강도가 낮은 재료의 연삭 또는 절단에 사용됩니다.
연마는 Polishing과 원리가 거의 같습니다.
2. 폴리싱(Polishing)
폴리싱은 버프 연삭에서 공작물 표면에 윤을 내는 연마작업을 뜻합니다. 천이나 가죽, 펠트 등을 원료로 한 버프에 연마제를 사용하여 이루어집니다.
폴리싱은 고체의 표면을 다른 고체의 모서리나 표면으로 문질러 매끈하게 하는 작업입니다. 표면이 매끄럽지 않게 되면 빛 반사가 일정하게 되지 않게 됩니다.
폴리싱은 랩핑(Lapping)의 후속 단계로, 공작물의 표면을 연마하는 개념보다는 거울면이 되도록 광을 내는 작업입니다.
폴리싱은 레이저 폴리싱, 웨트 폴리싱 등으로 구분됩니다.
그라인딩(Grinding)과 폴리싱(Polishing)의 차이
Grinding은 손상되거나 변형된 표면 재질을 제거하고 평탄한 표면을 얻는 것을 목표로 합니다. Polishing은 Grinding 단계에서 발생한 여러 가지 scratch를 제거하는 것을 의미합니다.
Grinding은 추가적인 표면 변형의 양을 최소화하는 것을 목표로 합니다. Polishing은 미세한 연마재를 사용하여 거의 표면 scratch가 생기지 않게 표면을 가공하는 방법입니다.
Polishing은 시편의 절단이나 Grinding 영역과는 분리되어 있는 청정 영역에서 진행되어야 합니다. 또한 Polishing은 가급적 빠른 시간에 끝내야 합니다.
그라인딩(Grinding)의 장단점
그라인딩(Grinding)은 연삭 숫돌바퀴를 고속으로 회전시켜 가공면을 미세하게 가공하는 작업입니다. 그라인딩의 장단점은 다음과 같습니다:
1. 장점
- 열 발생을 최소화하고 종이의 수명을 연장할 수 있습니다.
- 떨어진 마찰입자들이 시편 표면에 묻는 경향을 최소화할 수 있습니다.
- 저항을 줄일 수 있어 전력 소모를 낮추는 데 기여합니다.
- 열전도율을 높여 반도체가 정상 동작 시에 발생하는 열을 후면으로 빠르게 뺄 수 있습니다.
2. 단점
- 그라인더로 하는 작업 자체가 대체로 부하가 강한 편입니다.
- 가격이 유선식에 비해서 비쌉니다.
- 얇을수록 외부 힘에 의해 웨이퍼가 부러지고 뒤틀려지기 쉬워 핸들링하기 매우 어렵습니다.
폴리싱(Polishing)의 장단점
폴리싱의 장단점은 다음과 같습니다:
1. 장점
- 작업시간이 줄어든다
- 콘크리트의 밀봉을 도와 오염을 방지한다
- 표면 강도가 증가한다
- 친환경적 마감
- 강한 내화성/평탄성/미끄럼 방지
- 친환경적 시공
- 탁월한 경제성
- 뛰어난 심미성
2. 단점
- 작업 시 도장에 열이 많이 발생한다
- 초보자가 사용을 하면 도장을 까먹는 경우가 많다
- 시편 위치에 따라 연마량이 다르다
- 습식에 비해 건식에 액상하드너 사용량이 많고, 그 강도가 좋다.
마무리
탄소강의 연마는 그라인딩과 폴리싱 두 가지 방법이 주로 사용되며, 각각의 장단점이 있습니다. 그라인딩은 큰 스케일의 디버링이나 모양 정정에 이상적이며, 강도가 높은 탄소강에 효과적입니다. 하지만 정밀한 표면 마무리에는 한계가 있습니다. 반면, 폴리싱은 미세한 디테일에 적합하며, 매끄럽고 광택 있는 표면 마무리를 제공합니다. 그러나 많은 시간과 노력이 필요하며, 큰 스케일의 작업에는 적합하지 않습니다.
비철금속의 경우, 그라인딩은 강력한 절삭력과 빠른 작업 속도를 제공하지만, 과도한 열 발생으로 인해 소재의 손상 가능성이 있습니다. 반면, 폴리싱은 열 발생이 적으나, 작업 시간이 오래 걸리며, 표면 마무리의 정밀도가 요구됩니다.
결국, 탄소강이나 비철금속의 연마 방법은 작업의 목적, 소재의 특성, 그리고 시간과 비용 등을 고려하여 결정해야 합니다. 이러한 점을 잘 고려하여 최적의 연마 방법을 선택하는 것이 중요합니다.