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액화 질소 냉각 및 극미량 윤활 분무 기반 난삭재 가공 특성 분석
남정수(J. Nam),주송현(S. H. Ju),신강우(K. Shin),김태곤(T.-G. Kim),김성현(S. H. Kim),이석우(S.-W. Lee) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
최근 전 세계적인 환경규제로 인한 탄소중립정책이 발현되고 있으며, 이러한 규제에 대응하기 위하여 항공기, 자동차 등의 구조체 경량화에 대한 중요성이 더욱 강조되고 있다. 다양한 첨단소재를 통하여 구조체 경량화를 구현하게 되면, 연료 소모량 및 탄소 배출량의 저감이 가능하기 때문에 항공/자동차 관련 산업 분야에서 구조적 적용이 필요한 상황이다. 첨단소재 중에서도 타이타늄합금은 우수한 내식성, 극저온부터 600℃ 까지 중온에서 타 금속소재에 비해 비강도가 높다는 장점이 있기 때문에, 항공기 기체, 엔진, 우주용 로켓 부품으로 사용되어왔다. 하지만, 타이타늄 소재의 단열 성능과 낮은 열전도율, 고밀도성에 의해 높은 열적 부하가 발생하여 공구 절삭날에 영향을 미치기 때문에 이는 난삭소재로 분류된다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 항공용 타이타늄 부품의 가공 품질 개선을 위하여, 액화질소 냉각, 나노입자가 포함된 극미량 분무 윤활을 동시에 적용할 수 있는 가공 환경을 구현하였으며 이를 기반으로 실험을 수행하였다. 그 결과, 나노유체윤활 적용 조건과 극저온 냉각 및 나노유체윤활을 동시에 적용한 환경을 각각 비교하여, 밀링 가공 공정 시 발생하는 가공력, 공구 마모 및 소재 표면 특성 등을 분석하였으며, 극저온 냉각 및 나노유체윤활 동시분사시의 가공 특성이 상대적으로 효과적임을 확인하였다.