세라믹은 현대 사회에서 가장 널리 사용되는 소재 중 하나입니다. 도자기, 가정용품, 가전제품, 그리고 부품 등 다양한 분야에 폭넓게 활용되고 있습니다. 세라믹 제품은 여러 단계에 걸쳐 다양한 공정을 거쳐 제작됩니다. 대부분의 산업용, 전기용, 의료용 세라믹 제품은 기계 가공을 통해 제작됩니다.
세라믹 가공은 미완성 세라믹 제품에서 재료를 제거하여 다양한 세라믹 부품을 제조하는 기술입니다. 특수 공정과 공구가 필요한 복잡한 생산 과정입니다. 가공을 통해 부품의 정밀한 공차, 정교한 표면 처리, 복잡한 형상, 그리고 정밀한 치수를 확보할 수 있습니다.
세라믹 제품 제조와 세라믹 가공에 대한 자세한 내용을 살펴보겠습니다.
가공이란 무엇인가?
가공은 원자재에서 재료를 절단하고 제거하여 정밀한 형상의 부품과 구성품을 제조하는 공정입니다. 공작기계를 이용한 절삭 가공 방식입니다. 가공은 금속 제품 제조에 가장 많이 사용됩니다.
하지만 세라믹, 플라스틱, 목재, 복합 제품을 만드는 데에도 사용할 수 있습니다.
세라믹 가공이란?
세라믹 가공은 가공 도구와 기술을 사용하여 세라믹 부품을 만드는 공정입니다. 세라믹 원재료를 절단하여 원하는 모양과 치수를 부여합니다.
연삭, 드릴링, 밀링, 터닝 등 다양한 세라믹 가공 방법이 있습니다. 레이저 가공, 표면 연삭, CNC 가공, 씨화학 가공, 다이아몬드 공구 등
G껍질 벗기기, 드릴링, 밀링은 가장 널리 사용되는 세라믹 가공 기술입니다. 세라믹은 단단하고 깨지기 쉬운 소재이므로 가공 중 파손이나 균열을 방지하기 위해 특별한 주의가 필요합니다.
세라믹 제품은 어떻게 만들어지나요?
세라믹 부품은 여러 단계로 제작됩니다. 세라믹 제품을 만드는 단계별 과정을 소개합니다.
1단계: 원자재 선택
세라믹 제품 제조는 원자재 선정부터 시작됩니다. 최종 제품의 원하는 특성에 따라 원자재를 선택합니다.
2단계: 재료 혼합
이 단계에서는 선별된 세라믹 재료를 준비하고 혼합합니다. 원료를 미세 분말로 분쇄한 후 물과 필요한 화학 약품을 혼합합니다. 혼합 후 혼합물은 반액체 슬러리가 됩니다.
3단계: 제품 형성
이 단계에서는 혼합된 세라믹 슬러리를 원하는 최종 형상으로 성형합니다. 슬립 캐스팅, 사출 성형, 압출, 건식 프레스 등 다양한 세라믹 성형 기술과 도구가 사용됩니다.
4단계: 건조
이곳에서는 제어된 공기, 전자레인지, 그리고 가열 챔버를 통해 세라믹 원재료를 건조합니다. 건조된 제품은 불필요한 습기를 제거하고 소성 준비를 마칩니다.
5단계: 소결 또는 소성
소결은 건조된 세라믹 제품을 원하는 형상으로 굳히는 과정입니다. 성형된 제품은 약 섭씨 1000도에서 경화됩니다.°C) 또는 화씨 1832도(°F).
소결 과정에서 세라믹 재료는 녹지만 구조는 변하지 않습니다. 소결 과정은 초벌구이와 유약구이의 두 단계로 진행됩니다.
비스킷 구이:
비스킷 소성은 굽지 않은 점토를 내구성 있고 단단하며 다공성 세라믹으로 변형시키는 과정입니다. 점토를 가마에 넣고 1742℃까지 천천히 가열합니다.°F. 이 가열 과정 점토에 존재하는 물, 유기물, 탄소 화합물을 제거합니다.
소결 또는 비스킷 소성으로 만들어진 제품은 단단하고 깨지기 쉽지 않지만, 유약을 칠 수 있을 만큼 다공성이 뛰어납니다. 그런 다음 급격한 온도 변화로 인한 파손을 방지하기 위해 상온까지 천천히 식힙니다. 비스킷 소성 제품은 비스킷 도자기라고도 합니다.
유약 구이:
유약 소성은 유약을 바른 재료를 비스크 용기에 바른 후 수행됩니다. 유약을 녹여 접착시키기 위해 고온에서 소성합니다. 유약 소성은 제품의 특성, 색상, 외관을 개선합니다.
6단계: 마무리
유약을 발라 구운 단단한 도자기 제품은 제품의 지정된 모양, 치수 및 허용 오차를 충족시키기 위해 마무리 공정에서 더욱 세련됩니다.
세라믹 제품의 정제 공정으로는 가공, 연마, 코팅이 이루어진다.
7단계: 품질 확인
마지막으로, 품질 관리팀이 세라믹 제품을 검사하여 결함이 있는 부분을 식별하고 분리합니다.
세라믹 가공의 다양한 방법:
가공은 세라믹 제품 제조 공정에서 가장 비용이 많이 드는 단계입니다. 총 비용의 50%에서 90%가 소요될 수 있습니다.
세라믹 가공의 효율은 MRR(재료 제거율)로 계산됩니다. MRR은 제품 표면에서 분당 제거되는 세라믹 재료의 양을 의미합니다. 하지만 세라믹 가공에는 여러 가지 방법이 있으며, 여기서는 가장 중요한 세 가지 방법에 대해 살펴보겠습니다.
연삭 가공 또는 연삭: 세라믹 연삭 가공 또는 연삭은 회전하는 연마 휠을 사용하여 세라믹 부품에서 재료를 제거하는 기계적 공정입니다. 연삭의 목적은 버(burr)를 제거하고 매끄러운 마감을 만드는 것입니다.
다양한 연삭 방법에는 표면 연삭, 원통 연삭, 내부 연삭, 무심 연삭 및 형상(플런지) 연삭이 포함됩니다.
밀링 가공:
밀링 머신 공정은 회전 밀링 공구를 사용하여 재료를 제어된 방식으로 절단하는 드릴링과 유사합니다. 현대식 밀링 머신 공정은 CNC(컴퓨터 수치 제어)를 사용하여 제조 공정을 자동으로 제어합니다.
중기계 19세기 초, 밀링은 수동 밀링이나 수동 충진을 대체하기 시작했습니다. 밀링 머신은 20세기 중반까지 수동으로 작동했습니다. 그러다 1950년대 컴퓨터 기술이 도입되면서 CNC 기술과 결합되었습니다. 이것이 현대 자동화 기계 밀링 공정의 시작이었습니다.
회전 절삭 공구는 밀링 머신의 주요 부분입니다. 이 공구는 부품에서 재료를 빼내어 미리 설계된 형상을 만듭니다. 밀링 머신은 다점 절삭 공구와 단일점 절삭 공구를 절삭 공구로 사용합니다.
밀링은 공작물 로딩➜ 공구 선택➜ 기계 설정➜ 밀링 실행➜ 거친 가공➜ 준정삭➜ 정삭➜ 언로딩➜ 검사➜ 품질 관리➜ 및 후처리 등 여러 단계로 수행됩니다.
다양한 유형의 기계 밀링 공정은 페이스 밀링 및 엔드 밀링과 같은 밀링 작업을 수행하는 데 사용할 수 있습니다. 페이스 밀링은 표면 절삭에 사용되고, 엔드 밀링은 부품 내부 절삭에 사용됩니다.
다른 기계 밀링 공정 포함하다:
- 챔퍼 밀링,
- 슬롯 밀링,
- 주변 밀링,
- 클라임 밀링,
- 프로파일 밀링,
- 헬리컬 밀링,
- 플런지 밀링,
- 스레드 밀링
- 그리고 CNC 밀링.
세라믹 CNC 가공: 세라믹 CNC 가공은 컴퓨터 제어 방식의 세라믹 제조 방식입니다. 세라믹 재료를 정밀한 부품으로 절단하고 형상화하는 데 사용됩니다. CNC 기계는 CAD(컴퓨터 지원) 설계에 따라 작동합니다.
하지만 CAD 설계는 먼저 변환되어야 합니다. CNC 기계가 읽을 수 있는 코드, 즉 CAM 코드입니다. CAM(컴퓨터 지원 제조) 소프트웨어 프로그램은 주로 다음을 변환합니다. CAD 설계로 CAM 코드. 그런 다음 CAM 코드가 CNC 기계로 전송됩니다. CNC는 CAM 코드를 기반으로 원하는 형상의 세라믹 제품을 제작합니다.
세라믹 CNC 가공은 정확성과 제어력 면에서 기존 가공보다 우수합니다. 다른 세라믹 가공보다 취성 및 경질 재료를 더욱 정확하게 절단할 수 있습니다.
자주 묻는 질문
친환경 가공이란 무엇인가요?
그린 머시닝은 가공되지 않은 상태나 소성되지 않은 상태에서 고급 세라믹 제품에서 칩을 제거하는 공정입니다. 이 기술은 강철, 스테인리스강, 탄소강으로 제작된 기존 세라믹 가공 공구를 사용하여 수행됩니다. 비용 효율적인 가공 기술입니다.
그린 바디 가공은 비스킷 소성(bisque firing)을 거친 세라믹 부품에 적용됩니다. 비스킷 공정은 소성되지 않은 점토를 내구성 있는 다공성 세라믹으로 변환합니다. 비스킷 세라믹 부품은 완전히 치밀화되지 않습니다.
완전밀도 세라믹 가공이란 무엇입니까?
완전 밀도 가공은 완전 밀도 소성 세라믹 제품의 절삭 공정입니다. 그린 가공보다 더 어려운 기술이며, 다이아몬드 커터와 같은 특수하고 내구성 있는 세라믹 가공 도구가 필요합니다.
세라믹을 기계로 가공하는 것이 가능할까요?
네, 다양한 가공 공정과 절삭 공구를 사용하여 세라믹을 가공할 수 있습니다. 텅스텐 카바이드와 다이아몬드 절삭 공구는 효과적인 세라믹 절삭 공구입니다.
세라믹 제품을 정밀한 모양, 치수, 크기로 절단하고 제거할 수 있습니다. 하지만 세라믹 가공 공구를 사용할 때는 깨짐과 균열을 방지하기 위해 충분한 주의가 필수적입니다.
도자기에는 어떤 종류가 있나요?
5가지 기본 도자기는 다음과 같습니다. 구조적, 내화성, 전기적, 자기적, 그리고 연마성 등 다양한 특성을 지닙니다. 각 세라믹은 고유한 특성과 기능을 가지고 있습니다. 자기, 알루미나, 석기, 볼 클레이, 토기, 탄화규소, 지르코니아 등은 다양한 용도로 사용되는 대표적인 세라믹 소재입니다.
밀링 그라인더란 무엇입니까?
밀링 그라인더는 절단, 파쇄, 분쇄를 통해 고체 재료를 더 작은 조각으로 부수는 데 사용되는 기계입니다.
도자기의 7가지 용도는 무엇입니까?
세라믹 소재의 가장 일반적인 7가지 용도는 건설, 내화 라이닝, 전기 절연체, 식기, 치과 임플란트, 고온 전자 제품 등입니다.
분쇄와 밀링은 무엇인가요?
연삭과 밀링은 널리 사용되는 세라믹 가공 방법 중 하나입니다. 두 가지 가공 방법은 서로 다른 도구와 기술을 사용하여 가공 작업을 수행합니다.
밀링 가공은 회전 커터를 사용하여 부품에서 불필요한 재료를 절단하고 제거하여 특정 모양, 슬롯, 구멍을 만듭니다. 간단한 드릴부터 복잡한 CNC 기계에 이르기까지 다양한 절삭 공구를 사용하여 금형과 엔진 부품을 제조합니다.
연삭 가공은 연삭 휠을 사용하여 부품 표면에서 불필요한 물질을 제거하여 매끄러운 표면과 정밀한 치수를 만듭니다.정밀공학, 공구 제작, 의료기기 제조.
결론: 세라믹 가공은 세라믹 부품 제조에 필수적인 기술입니다. 정교한 공구와 숙련된 인력이 필요하며, 전체 생산 단계에서 가장 많은 비용이 드는 단계입니다.
이 글이 세라믹 제품 제작 및 가공에 대한 완벽한 개념을 제공하기를 바랍니다. 세라믹 밀링 머신과 가공 방법에 대한 자세한 내용은 곧 다시 알려드리겠습니다. 계속 지켜봐 주세요.