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복합소재 가공을 위한 엔드밀 5총사 – 코오로이 CFRP/GFRP 전용 엔드밀

왼쪽부터 CCLR, CCRR, CCDR, CCR, CCHR
왼쪽부터 CCLR, CCRR, CCDR, CCR, CCHR

복합소재는 두 종류 이상의 소재를 복합하여 우수한 성질을 갖도록 한 재료다. 대표적으로 탄소섬유와 레진(Resin)으로 이루어진 탄소섬유강화 플라스틱(CFRP)과 유리섬유와 레진의 복합재인 유리섬유 강화 플라스틱(GFRP)이 있으며 가볍고 기계적 성질이 우수하며 내부식성 및 피로 저항성이 우수하다.

문제는 복합소재가 일반적인 금속과 달리 가공 시 부스러기 형태의 칩이 다량 발생한다는 점이다. 고경도이면서 열전도도가 낮은 섬유 강화재로 인해 고열이 발생해 공구 마모가 빠르게 진행된다. 또한 높은 강도와 탄성계수, 이종재의 불균질성은 과도한 진동을 유발시키고, 복합소재의 구조적 요소는 표면박리, 뜯김, 버(Burr)와 같은 가공결함을 발생시킨다.

다이아몬드 코팅으로 무장하라
복합소재 가공 중 발생하는 이러한 문제 해결을 위해 코오로이는 우선 독자적인 솔루션으로 나노 크리스탈 다이아몬드(NCD) 코팅 기술을 제시한다. NCD 코팅은 Hv8,000 이상의 고경도 나노 다이아몬드 코팅으로 공구 마모를 억제해 공구 수명이 우수하고 인선부의 절미를 유지시켜 가공 결함 억제에 도움을 준다. 저절삭 부하 및 절미형의 최적 인선형상 설계로 층간박리 및 버 발생과 같은 가공결함을 억제한다. 뿐만 아니라 코오로이 만의 코팅 기술 적용으로 모재와 코팅간 밀착력을 향상시켜 내충격에 의한 다이아몬드 코팅 박리 문제도 해결했다.

복합소재 전용 엔드밀
코오로이 KHME개발실 강광현 대리는 “복합소재의 특성상 공구의 급격한 마모 발생과 소재 격자 구조에 따른 가공 품위 저하 문제가 발생한다. 이로 인해 기존 공구의 사용이 불가하다 보니 전용 툴과 가공 솔루션이 필요하다. 코오로이는 3년 전부터 복합소재 가공 전용 엔드밀, 드릴 개발을 시작했다. 앞으로 더욱 주목 받을 항공 우주 산업 등에서 복합소재의 많은 사용이 예상되고, 그에 따른 전용 공구의 수요가 있을 것으로 보고 전용 공구 라인업을 개발하게 됐다”고 말했다.

NCD 코팅으로 무장하여 복합소재 가공에 최적화된 코오로이의 다섯가지 라우터 엔드밀을 소개한다. 우선 CCDR (Dual H elix R outer Endmill)은 듀얼 헬릭스 타입의 정삭용 엔드밀로 압축절삭을 위한 형 상설계로 가공품의 상, 하면 표면박리를 억제하여 가공품위가 우수한 형상 윤곽, 홈 가공에 적용 가능하다. CCR(Router Endmill)은 황삭용 엔드밀로 저 진동, 저 절삭 저항의 Down Cut 인선 형상 설계로 얇은 판재의 형상윤곽, 홈, 절단가공에 적합한 공구다. CCHR은 인선 강화형 Multi Flute+Nick 형상 설계로 고능률 황삭가공의 Hand-Tool, CNC장비에 적용이 가능하다 CCLR과 CCRR은 로 우 헬릭스 타입의 정삭용 엔드밀로 낮은 축방향 절삭저항으로 섬유재 뜯김 및 버 발생을 억제하여 가공품위가 우수하다.

피삭재 중심 방향으로 절삭력을 작용하여 상,하 표면부 버 발생 및 박리를 억제한다. 가공시 절삭날 방향에 의하여(상부 좌헬릭스, 하부 우헬릭스) 상부 절삭날은 하부 방향으로 절삭하고, 하부 절삭날은 상부 방향으로 절삭한다.
피삭재 중심 방향으로 절삭력을 작용하여 상,하 표면부 버 발생 및 박리를 억제한다. 가공시 절삭날 방향에 의하여(상부 좌헬릭스, 하부 우헬릭스) 상부 절삭날은 하부 방향으로 절삭하고, 하부 절삭날은 상부 방향으로 절삭한다.
다이아몬드 컷 형상의 인선 형상은 절삭이 이루어지는 인선부의 길이를 짧게 만들어 가공부하 저감에 탁월하고 가공결함을 억제한다. Down Cut 인선형상으로 아래 방향으로 작용하는 절삭력을 높임으로 진공 클램핑시 도움을 준다.
다이아몬드 컷 형상의 인선 형상은 절삭이 이루어지는 인선부의 길이를 짧게 만들어 가공부하 저감에 탁월하고 가공결함을 억제한다. Down Cut 인선형상으로 아래 방향으로 작용하는 절삭력을 높임으로 진공 클램핑시 도움을 준다.
Multi Flute+Nick 형상 설계로 기존 CCR 타입 대비 인선강성을 확보하여 고능률 황삭 가공이 가능하고 Low Helix Angle 적용으로 상면 버 발생을 억제한다.
Multi Flute+Nick 형상 설계로 기존 CCR 타입 대비 인선강성을 확보하여 고능률 황삭 가공이 가능하고 Low Helix Angle 적용으로 상면 버 발생을 억제한다.
6F, 8F 멀티 플루트 형상으로 고능률 정삭가공이 가능하며 Down Cut 절삭 날 형상으로 피삭재 분리를 억제하여 진공 클램핑 시 클램핑력에 도움을 준다.
6F, 8F 멀티 플루트 형상으로 고능률 정삭가공이 가능하며 Down Cut 절삭 날 형상으로 피삭재 분리를 억제하여 진공 클램핑 시 클램핑력에 도움을 준다.
1. 로우 헬릭스 앵글을 적용해 축방향으로 작용하는 절삭력은 줄이고 이송방향으로 절삭력을 크게 가지고 갈 수 있다. 낮은 축방향 절삭력은 상부 버 발생 억제에 도움을 주며, 2. 큰 코어 웹 형상은 공구강성을 향상시키고 진동발생을 억제한다.
1. 로우 헬릭스 앵글을 적용해 축방향으로 작용하는 절삭력은 줄이고 이송방향으로 절삭력을 크게 가지고 갈 수 있다. 낮은 축방향 절삭력은 상부 버 발생 억제에 도움을 주며, 2. 큰 코어 웹 형상은 공구강성을 향상시키고 진동발생을 억제한다.

About 이상준 기자

생산제조인을 위한 매거진 MFG 편집장 이상준입니다. 대한민국 제조업 발전을 위해 일합니다.