E-[021] 마레이징강(Maraging steel)

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마레이징은 마텐자이트(Martensite)와 에이징(Aging)의 합성어이다. 마텐자이트 조직을 450~510℃ 사이에서 3시간 시효처리하면 초강력성을 발휘하게 된다. 니켈을 함유하고 있고 고온에서도 매우 단단하고 인성이 좋으며 가공성도 우수하다. 미사일 등의 군사무기 및 항공기, 제트엔진 등 초고온 초고압 환경에서 사용하는 부품에 적용한다. 내구성을 요구하는 다이케스팅 금형강으로도 사용하고 있으며 금속 3D 프린터, 분말야금 재료로 이용되고 있다. 마레이징강은 가혹 조건에서 강도와 경도가 매우 우수한 합금재료로써 일본이 한국을 대상으로 수출금지한 소재에 포함(2019년 기준)되어 있으며 가격이 매우 비싸다.

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E-[026] 금속 3D 프린팅

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CSS 3D 프린팅은 적층 제조 기법으로 물체 형상에 맞게 무수한 반복을 통해 쌓아올리는 인쇄 방식이다. 전통적인 방식인 재료를 깎거나 잘라서 생산하는 절삭가공, 두 종류 이상의 금속을 접합시키는 용접, 재료에 변형을 가하는 소성가공 등과 같은 제조 방식과 대조된다. 3D 프린터를 이용하면 조립이 필요없는 완성품을 제작할 수도 있다. 이러한 제품은 조립 부위가 없어서 파손이 없는 한 정기적인 수리가 불필요하다. 표는 3D 프린터의 재료형태와 조형원리에 대한 설명이다. 3D 프린터의 종류와 조형원리 구분 재료형태 조형원리 조형방식 액체 기반형 액체 레진 레이저나 자외선을 이용하여 재료를 경화 SLA 분말 기반형 플라스틱 분말 금속 분말 분말 재료를 선택적으로 가열하여 접합 결합제 또는 레이저 사용 SLS 고체 기반형 와이어 필라먼트 열가소성 수지를 녹인 후 노즐로 압출 FDM 펠릿 입자 재료를 헤드에서 녹여 노즐에서 분사 POLYJET 시트, 필름 시트를 접착하면서 칼로 절단 LOM 사용 재료로는 수지가 대부분이었으나 금속계 프린팅이 가능하도록 재료 종류가 다양해지고 있다. 앞으로도 새로운 금속소재 개발을 선도하는 것이 중요하다. 금속 적층에서 가장 유리한 기법은 분말 기반형인 SLS(선택적 레이저 소결) 방식이다. SLS 방식은 넓은 범위의 다양한 금속계를 사용할 수 있다. 적용할 수 있는 재료에는 순티타늄과 그 합금, 알루미늄 합금, 스테인리스 합금, 마레이징강 등이 있다. 마레이징강은 강도와 인성이 매우 좋고, 티타늄은 비중이 낮아 가볍다. 티타늄의 경우 내식성과 기계적인 성질이 우수하며 인체에 무해한 생체 적합성까지 갖추고 있다. 최근에는 노즐을 통해...
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E-[027] 절삭유 종류

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E-[007] 표면거칠기

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표면거칠기는 다듬질 가공할 때 표면에 생기는 작은 요철(凹凸) 형상을 말한다. 가공 과정에서 필연적으로 발생하는 거칠기를 완벽하게 제거하는 것은 불가능하다. 필요 이상으로 표면을 매끄럽게 다듬는 것은 시간이 오래 걸리고 비경제적이기 때문에 부품 표면은 사용목적과 기능에 따라 적절하게 다듬어져야 한다. 요철의 크기와 형태는 사용한 공구, 가공방법, 가공조건에 따라 다르게 나타난다. 거칠기가 작고 매끄럽게 다듬질한 표면에서는 높은 치수정밀도를 얻을 수 있으며 내마모성과 내식성이 우수하다. 표면거칠기는 밀링가공이 가장 크고 선반가공, 연삭가공, 래핑으로 갈수록 작아진다.  가공표면과 수직인 평면으로 절단하고 그 단면을 확대해 보면 어떤 곡선을 이루는데 단면곡선에서 기준길이를 선정하여 높낮이를 측정한다. KS B 0161에 규정되어 있으며 표면거칠기를 구분하는 기준에는 3가지 방법이 있다. 최대높이 표면거칠기(Ry, 기존 Rmax 기호가 Ry로 대체됨)는 기준길이의 단면곡선에서 가장 높은 봉우리와 가장 깊은 골짜기의 수직거리이다. 중심선 평균거칠기(Ra)는 단면곡선에서 봉우리 면적과 골짜기 면적 합을 각각 구하여 면적 차이를 계산한 후 기준길이로 나눈 값이다. 중심선은 봉우리를 깎아 골짜기를 메워 고르게 할 때 해당 면적에 대응하는 높이를 가진 선이다. 10점 평균거칠기(Rz)는 가장 높은 봉우리 5개와 가장 깊은 골짜기 5개를 선택하여 각각의 높이(깊이) 평균값을 구하고 두 평균값의 차이로 나타낸 것이다. 일반적으로 Ry가 가장 크고 Rz, Ra순으로 갈수록 작아지는 경향을 보인다.  표면거칠기 종류 표면거칠기를 측정하는 방법에는 3가지가 있다. 촉침법(stylus method) 은 바늘끝을 피측정물에 접촉시켜 이동하면서 바늘끝의 움직임을 확대해서 측정한다. 광절단법(light sectioning method) 은 광학적으로 표면거칠기나 물체의 요철을 측정하는 방법이다. 가느다란 틈새(slit)를 통과한 빛의 띠가 대상물 표면을...
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