다이아몬드와 HiPIMS 코팅으로 차별화

경량구조와 항공산업에서 절삭하기 어려운 재료의 가공

경량 재료는 고강도와 안정성, 저중량으로 인정을 받고 있습니다. 그러나 절삭하기에는 정말 무거운 중량입니다. CemeCon 프리미엄 코팅은 항공기 제작에서 경도와 인성이 높은 특수 합금이나 복합소재의 드릴링과 밀링 시 최고의 공정 안정성을 보장하며 최고의 제조 품질을 가능하게 하고 동시에 장기적인 경제성을 보장합니다.

활주로에 착륙할 때 비행기 동체를 통해 부드러운 밀림이 발생합니다. 비행 중에도 기체에 많은 움직임이 있습니다. 좌석에 따라 날개 끝에서 이러한 움직임을 누구나 볼 수도 있습니다. 비행기가 언뜻 볼 때처럼 그렇게 딱딱하지는 않다는 것을 잘 압니다. 실제로 비행기는 탄성에 맞게 완벽하게 조정되어 있습니다. 항공산업에서 사용하는 알루미늄 합금은 그에 맞게 설계되어 있습니다. 이 합금은 실리콘을 소량만 함유하고 때문에 자동차 산업에서 사용하는 합금에 비해 연성이 매우 높습니다. 이는 재료를 비행기에서 진동과 흔들림으로 인한 지속적인 동적 하중에 대해 특히 뛰어난 저항력을 가지게 만들어 줍니다. 이렇게 해서 비행기는 전체 수명 동안 안전을 유지하게 되는데 통상적인 모델은 25년동안 60,000 비행 시간과 48,000회의 착륙에 맞게 설계되며 일반적으로 훨씬 더 오래 사용됩니다.

낮은 실리콘 함량은 합금에서 순수 알루미늄의 비율이 높다는 것을 의미합니다. 이는 절삭에서 뜨거워지자마자 매우 강하게 번지는 경향을 가집니다. 밀링 시 반드시 유의해야 하는 사실은 공구에서 재료의 용착이 발생한다는 것입니다. 마찰열로 인해 “액화된” 칩은 공구에 번지고 식으면서 순간접착제보다 더 강력하게 순식간에 공구에 용착됩니다. “이러한 융기 부분에서 다음 칩이 찢어집니다. 작용하는 힘이 커서 코팅과 초경합금이 같이 터질 수 있습니다.”라고 CemeCon의 Round Tools 제품관리자 만프레트 바이간트는 박리가 공구의 최후를 어떻게 초래하는지 생생하게 설명합니다.

초박막, 초평활 HiPIMS 코팅을 통한 초예리함

이붕화티타늄(TiB2)을 기반으로 한 AluCon® 코팅은 알루미늄에 친화성이 매우 낮습니다. 테플론 프라이팬에 있는 팬케이크처럼 칩이 융착하는 대신 그 위에서 미끄러집니다. 그 결과 최대 효율적인 칩 배출이 가능합니다. 절삭 시 인성이 높은 항공기용 알루미늄의 최고 표면을 얻고자 절삭날 모서리를 필요한 만큼 예리하게 유지하기 위해서 이러한 HiPIMS 코팅은 단 1 µm나 2 µm 코팅 두께로 특히 얇게 증착됩니다. HiPIMS를 사용한 TiB2 코팅은 완벽한 밀착력에 유례 없는 밀도를 얻게 됩니다. 이는 코팅 재료 AluCon®를 티타늄 가공용 공구 코팅에 이상적인 기초로 만들어 줍니다.

알루미늄뿐만 아니라 티타늄도 최신 항공기에서 샌드위치 형태로 복합재료와 결합하여 탄소섬유강화 플라스틱과 함께 점점 더 많이 사용되고 있습니다. "다공성이고 연마성이 높으며 비교적 연질에 인성이 높은 부품에 구멍을 뚫는다고요? 이는 기판, 절삭 형상, 코팅에 특별한 요구사항을 제기합니다.”라고 만프레트 바이간트가 경험을 설명합니다. “원래 CFRP 가공을 위해 고안된 CCDia®AeroSpeed®는 CFRP와 알루미늄 듀오를 위해서도 좋은 솔루션입니다.” 나노 크리스탈라인의 다이아몬드 표면은 굉장히 매끄럽고 화학적으로 불활성이며 그래서 효과적인 칩 배출을 보장합니다. 또한 
종래의 동일한 두께의 다이아몬드 코팅에 비해 절삭날의 에지 라운딩이 훨씬 적기 때문에 CCDia®AeroSpeed® 코팅 공구는 굉장히 예리합니다. CCDia®AeroSpeed®를 사용하면 드릴이 알루미늄 복합재료 코팅에서 나올 때 0.1 mm 미만의 버가 생기기 때문에 항공기 제조에서 통상적인 기준을 충족합니다.

CemeCon의 다층 다이아몬드 코팅은 CFRP-티타늄 가공을 위한 올바른 방법입니다. “최근 테스트 결과, 저희는 머지않아 최초로 이 복합재료를 훨씬 더 경제적으로 절삭할 수 있게 될 것입니다.”라고 만프레트 바이크만은 전망했습니다.