연삭휠의 제조 과정

1. 재료 혼합

다이아몬드 결합제와 연삭숫돌의 본체를 구성하는 레진, 금속, 세라믹 또는 연마 입자(다이아몬드 또는 GC 등)를 균일하게 혼합합니다. 이들 재료는 수 마이크로미터에서 수십 마이크로미터 크기의 미세 입자입니다. 입자와 분말이 작을수록 상호 간의 부착력이 강해지며, 이로 인해 여러 재료가 결합하여 쉽게 덩어리지는 현상이 발생하는데, 이를 “응집”이라고 합니다. 이들이 ‘응집’되지 않도록 하고, 각각의 입자가 균일하게 분산되어 존재하게 하기 위해서는(이를 ‘분산’이라고 함), 교반은 연삭숫돌의 성능을 안정시키는 데 있어 매우 중요한 공정입니다. 입자의 크기 특성상, 각각의 입자나 분말을 혼합물 전체에서 특정한 위치에 정확히 배치하는 것은 불가능합니다. 마찬가지로, 규칙적인 배열 방식 역시 실현할 수 없습니다. 그러나 구조 재료가 어느 정도 균일하게 분산된 연삭숫돌이라면, 설계자는 목표로 하는 기능과 품질을 충분히 구현할 수 있습니다. 그렇다면 이를 어떻게 분산시키는가? 그리고 어느 정도까지 분산해야 하는가에 대해서는 본사의 비밀 기술에 해당되므로, 안타깝게도 공개해 드릴 수 없습니다.

2. 성형 (형상 조절)

연삭휠의 대략적인 형상을 만드는 공정입니다. 분말 상태의 재료로부터 연삭휠을 제작할 때는 일반적으로 몰드에 재료를 넣고 압력을 가해 응고시킵니다. 이 몰드는 회사의 노하우가 집약된 분야로, 대부분 자체 제작합니다. 두께가 얇은 연삭휠은 성형 시 분말을 용매에 녹여 젤 상태로 만든 후 대략적인 두께로 펼쳐 건조시켜 목표한 형상으로 만듭니다. 이 성형 공정 단계에서 연삭휠의 성능과 품질 균일성이 결정됩니다.

3. 소성 (소결 및 소성)

성형된 연삭휠은 소결 과정을 거칩니다. 왜 소성을 하느냐면, 단순히 재료를 압축하는 것만으로는 재료가 가진 본연의 특성을 지닌 입자 및 분말을 응고시키는 데 한계가 있기 때문입니다. 성형이 완료된 연삭휠에 높은 강도를 부여하기 위해 고온으로 가열하게 됩니다. 고온 가열 중 금속은 합금화 및 금속 결합을 진행하며, 레진은 배향력에 의해 분자화됩니다. 이 결과 단순한 압축만으로는 얻을 수 없는 강도를 얻을 수 있습니다. 당사는 다음과 같은 장비로 소결을 수행합니다.

●　열가압 소결기 Hot Press 대기압 환경에서 가압과 가열을 동시에 진행합니다. 구조가 간단한 장비로 취급이 용이하지만, 재료 산화 등의 문제가 있어 주로 레진 재료의 소결에 사용됩니다.

●　저항 소결기 재료 자체에 전류를 흘려 줄열로 스스로 발열하게 하여 소결을 진행합니다. 매우 빠르게 온도를 상승시킬 수 있으며, 1000℃ 이상의 고온에도 도달할 수 있습니다. 진공 환경에서도 재료 산화를 제어할 수 있지만, 비전도성 재료에는 사용할 수 없습니다.

●　프리 소결로 완전히 가압 성형된 연삭휠을 무가압 상태에서 소결할 수 있게 하는 장비입니다. 대형 연삭휠이 진공로에 들어가지 않을 때 사용되기도 합니다.

●　진공 소결로 히터 방식으로 소결을 수행하며, 진공 환경이기 때문에 재료의 산화를 방지할 수 있습니다. 1000℃ 이상의 고온 소결이 가능합니다.

●　진공 플라즈마 소결로 진공 소결로와 저항 소결 방식의 장점을 결합한 장비입니다. 진공 환경에서 재료에 전류를 흘려가며 소결을 진행하며, 소결이 어려운 재료에도 우수한 소결 효과를 발휘합니다.

4. 최종 가공 (최종 성형)

소결이 완료된 연삭휠은 아직 대략적인 형상일 뿐이며, 도면에 맞춰 추가 연마가 필요합니다.

●　두꺼운 연삭휠이나 대금(연삭휠의 받침 구조. 자동차로 비유하자면 휠의 림 부분에 해당)에 부착된 연삭휠의 경우, 다양한 연마기를 사용해 가공할 수 있습니다. ＊　완제품에서 중요한 치수는 연삭기 장비에 장착할 때 중심축을 통과하는 중심 홀입니다. 이 중심 홀을 지정된 치수로 연마하는 공정을 내경 가공이라 하며, 연삭휠의 외형을 지정된 크기로 가공하는 것을 외경 가공, 대금이 포함된 연삭휠의 두께를 조정하거나 표면 거칠기를 맞추거나 각도를 주는 공정을 단면 가공이라고 합니다.

●　기계 가공으로는 어려운 형상을 가진 연삭휠에는 일부 방전가공기 를 사용하는 경우도 있습니다. 이 가공 공정은 본사의 핵심 Know-how로, 다른 회사에서는 처리하기 어려운 기술일 수도 있습니다. 매우 정밀한 가공이기 때문에, 온도와 습도가 일정하게 유지되는 전용 공간에서 가공 장비를 운용합니다.

●　대금이 부착되지 않고 전체가 연삭휠층으로 구성된 연삭휠의 경우, 래핑 머신(lapping machine) 이라는 연마기를 사용하여, 자유 연마 입자를 이용해 정밀하게 연마하면서 두께를 조절합니다.

●　또한, 연삭휠층만 단독으로 소결할 경우에는 금속판을 기판으로 사용하여 조립한 후 소결을 진행합니다. 이후 세정과 건조 공정을 거쳐 출하 검사 공정으로 이동합니다. 대형 연삭휠 제조업체와 비교해도, 본사는 최고급 장비를 사용하여 연삭휠을 제작하고 있으며, 사용자에게 고품질·고성능의 제품을 제공하는 것을 방침으로 삼고, 검사 및 분석 또한 최신 장비를 사용하고 있습니다. 하지만 본사가 가장 자랑스러워하는 점은, 연삭휠 제조에 대해 깊은 이해를 갖춘 제조 부서 동료들입니다. 이것이 타사 제품과의 가장 큰 차별점입니다.