우주 항공 부품 가공을 최적화하는 세라믹 엔드밀
우주 항공 산업에서 니켈 계열 합금 소재 부품의 사용이 늘어나면서 최적화된 절삭 공구에 대한 수요도 증가하고 있습니다. 직각 밀링이나 평면 밀링과 같은 일반적인 가공 작업에서 니켈 계열 소재의 가공은 여전히 어렵습니다. 니켈 계열 소재는 성능이 우수하지만 낮은 열전도도, 절삭 공구에 대한 점착 가능성, 합금 구조 안의 연마 입자 등으로 가공성이 좋지 않습니다.
그리고 이러한 문제들로 인하여 초경 공구의 생산성이 낮은 경우가 많습니다. 또한 부품의 복잡성은 더욱 다양한 범위로 사용 영역을 확장해야 하는 필요성을 의미하며, 유연한 공정을 원하는 우주 항공 제조업체가 늘어나고 있습니다. 이러한 상황에서 새로운 세라믹 엔드밀 기술의 등장은 이러한 문제가 해결에 도움이 되었고, 제조업체에서는 우주 항공 엔진 부품 가공을 최적화하고 경쟁에서 우위를 점할 수 있게 되었습니다.
현재 우주 항공 엔진 부품 생산업체들은 많은 과제에 직면해 있습니다. 이들 업체에서 만드는 부품의 대부분은 HRSA/니켈 계열 합금 소재이며, 스풀, 터빈 디스크, 연소 케이싱, 블리스크와 같은 부품을 제조하는 생산 엔지니어에게 큰 부담을 줍니다.
최대 30배 빠른 속도
많은 제조업체에서 기존의 솔리드 초경 엔드밀을 사용하고 있지만, 이 공구는 니켈 계열 합금을 가공할 때 뚜렷한 한계가 있습니다. 따라서 글로벌 경쟁을 치열하게 벌이고 있는 우주 항공 부품 생산업체들은 생산성, 공구 수명 등을 크게 향상시킬 수 있는 차세대 기술을 찾고 있으며, 직각 밀링이나 평면 밀링 같은 가공에서 가공 속도가 솔리드 초경 공구보다 최대 20~30배 빠른 세라믹 엔드밀이 인기를 얻고 있습니다. 이와 같은 성능이 가능한 이유는 세라믹 커터가 니켈 계열 합금 가공 시 고온에서 경도를 유지하기 때문입니다.
황삭용 브레이징 세라믹 CoroMill® 316 헤드 교환형 엔드밀은 ISO S 소재의 우주 항공 엔진 부품 가공에서 생산성을 높여주는 솔루션으로 공정 유연성을 향상시킵니다. 제품 모델에는 측면 밀링 가공의 생산성을 높여주는 직선 코너 반경형 6플루트 모델과 고이송 접촉면 형상으로 평면 밀링 가공을 향상시키는 4플루트 모델이 있습니다.
브레이징 세라믹 CoroMill 316 엔드밀을 이용하면 접근이 힘든 부분도 쉽게 가공할 수 있으며, 헤드 교환형 시스템을 최대한 유연하게 활용할 수 있습니다.
세라믹 모재의 엔드밀을 사용하면 기존의 솔리드 초경 공구와 차원이 다른 절삭 공정이 가능합니다. 무엇보다도 혁신적인 S1KU SiAlON 재종은 탁월한 니켈 합금 가공을 위해 설계되었으며, 고인성 절삭날을 제공하는 네거티브 형상이 이를 뒷받침합니다. 또한 T 랜드가 있어 안정적인 가공이 가능합니다.
SiAlON의 화학 성분은 상승하는 온도에서 높은 내마모성을 보장하는 조합인 산화 알루미늄과 질화규소(Al203+Si3N4)입니다.
안정적인 가공
모든 경우에서 안정적인 셋업이 권장되며, 절삭유는 절대 사용하지 않습니다. 절삭유는 고온에서 연소하므로 가공 현장에서는 가압 공기를 대신 사용해야 합니다. 또한 절삭유를 사용하면 열 충격이 촉진되고 공구 수명이 단축됩니다. 무엇보다도 13000 rpm 이상의 빠른 스핀들 속도가 필요합니다. 또한 공구와 소재의 접촉을 유지하는 공구 경로 설정과 하향 밀링을 사용하는 것이 좋습니다.
원활한 칩 배출
절삭 속도가 높아지면 절삭 온도가 상승하여 칩 전단 성능이 크게 향상됩니다. 실제로 작업 공정에서 칩이 분진 형태로 발생하므로 압축 공기로 칩을 배출하기가 쉽습니다.
세라믹 엔드밀은 HRSA 소재 가공 시의 고온에서도 경도를 유지하므로 특히 우주 항공 블리스크의 블레이드 가공에 적합합니다.
화이트 레이어 없음
샌드빅 코로만트의 세라믹 엔드밀을 사용할 때는 화이트 레이어가 발견되지 않았습니다. 375~900 m/min(1230~2953 ft/min)의 넓은 범위에서 절삭 속도를 바꿔가며 테스트를 진행한 후에도 화이트 레이어가 나타나지 않았습니다. 균열의 원인으로 여겨지는 화이트 레이어는 공작물 표면의 급속한 온도 하락과 관련이 있습니다.
세라믹 엔드밀은 직각 밀링과 평면 밀링뿐 아니라 포켓 밀링, 헬리컬 보간, 램핑 및 슬롯 밀링에서도 사용할 수 있습니다. CoroMill 316은 샌드빅 코로만트 솔리드 공구 제품군의 최적화 솔루션에 속합니다.
CoroMill 316 세라믹 볼 노즈 엔드밀은 초경 인터페이스에 강성과 유연성이 모두 우수한 브레이징 세라믹이 사용되었으며, 볼 노즈 형상이 적용되어 더 쉽고 빠르게 프로파일 가공을 할 수 있습니다.
이 제품군에는 CoroMill 316의 블리스크 가공용 세라믹 볼 노즈 모델도 있습니다. 이러한 프로파일 밀링 솔루션은 황삭과 정삭 모두에 적합합니다.
