초록 ▼

□ 연구개요
소형화 및 정밀화를 요구하는 마이크로/나노 단위의 기계부품 수요가 급증하면서, 초미세 가공에 관한 기술이 부각되고 있다. 특히 마이크로 엔드밀가공은 복잡한 형상을 가지는 공작물과 난삭재를 가공할 수 있다는 이점이 있어 초미세/초정밀 가공 기술을 요구하는 분야에 널리 이용되고 있다. 하지만 마이크로 머시닝은 기존의 Macro 단위의 가공과 달리 절삭조건의 변화에 따라 공구마모 및 온도변화가 급격히 발생되고, 가공 시 burr, chip 등의 형성으로 인하여 가공오차를 일으켜 제품의 품질 및 공정률을 저하시킨다. 본

□ 연구개요
소형화 및 정밀화를 요구하는 마이크로/나노 단위의 기계부품 수요가 급증하면서, 초미세 가공에 관한 기술이 부각되고 있다. 특히 마이크로 엔드밀가공은 복잡한 형상을 가지는 공작물과 난삭재를 가공할 수 있다는 이점이 있어 초미세/초정밀 가공 기술을 요구하는 분야에 널리 이용되고 있다. 하지만 마이크로 머시닝은 기존의 Macro 단위의 가공과 달리 절삭조건의 변화에 따라 공구마모 및 온도변화가 급격히 발생되고, 가공 시 burr, chip 등의 형성으로 인하여 가공오차를 일으켜 제품의 품질 및 공정률을 저하시킨다. 본 연구에서는 마이크로 머시닝이 가지는 한계점을 극복하고 고품질, 고정밀 복합 마이크로 패턴형상을 실현하기 위하여 가공기준을 정립하고 자기디버링 기술을 도입하고자 한다. 또한 인공지능 알고리즘을 통하여 최적화 모델을 개발함으로써 산업계에 적용하고자 한다. 본 연구를 위하여 아래와 같이 연차별 계획을 수립하였고, 이에 따라 연구를 수행하였다.
• 3차원 형상의 고정밀 마이크로 패턴 적용을 위한 가공 기준정립 및 최적화
• 고품질 마이크로 패턴을 위한 마이크로 자기디버링 공정변수 최적화
• 인공지능을 적용한 고품위, 고정밀 마이크로 머시닝 공정 최적화 기술 개발

□ 연구 목표대비 연구결과
• 3차원 형상의 고정밀 마이크로 패턴 적용을 위한 가공 기준정립 및 최적화
√ 고정밀, 고품질 마이크로 패턴을 위한 환경변수 분석 및 최적 가공조건 확립
√ 가공조건에 따른 발열특성 분석 및 최소화 기술 정립
√ 복합 마이크로 패턴 형상의 가공기술 개발 및 가공정밀도 평가
√ 최적화 기법을 이용한 마이크로 머시닝 공정 최적화 기술 및 예측모델 개발
• 고품질 마이크로 패턴을 위한 마이크로 자기디버링 공정변수 최적화
√ 고효율 마이크로 자기디버링을 위한 최적 공정변수 도출
√ 마이크로 자기디버링 공구 열적특성과 가공효율의 상관관계 평가
√ 다양한 재질의 공작물에 적용을 통한 마이크로 자기디버링의 효율성 확립
√ 3차원 형상의 복합 마이크로 패턴의 자기디버링 가공기준 정립 및 최적화를 통한 가공 정밀도 향상
• 인공지능을 적용한 고품위, 고정밀 마이크로 머시닝 공정 최적화 기술 개발
√ 마이크로 머시닝의 품질개선을 위한 공구마모 최소화 조건 확립
√ 공구 및 공작물의 온도변화 및 절삭력 분석을 위한 시뮬레이션 기법 도입
√ AE시스템을 활용한 절삭공구 마모도 및 가공조건과의 상관관계 분석
√ 고품위 마이크로 머시닝을 위한 인공지능 적용으로 가공정밀도 예측모델 개발

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구에서는 복합 마이크로 패턴의 고품질, 고정밀화를 위하여 다양한 실험기법과 시뮬레이션 기술을 활용하여 최적 가공조건 및 자기디버링 기술을 제시하였다. 또한 인공지능 기술을 도입하여 최적 가공조건을 예측함으로써 본 연구의 결과가 기초 가공 연구분야 및 산업계에 활용될 것으로 기대된다.
• 마이크로 머시닝을 통한 저비용 고효율 3차원 마이크로 패턴 형상 실현 가능
• 마이크로 자기디버링을 통한 대면적, 고품질 마이크로 패턴 형상 가능
• 실시간 공구상태 모니터링 시스템 구축으로 가공효율성 및 제품의 품질 향상
• 인공지능 알고리즘을 통한 최적화 프로그램 설계로 산업계 적용 기대
• 국외 의존도가 높은 초미세가공 기술의 자립화를 통한 고부가가치 창출

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 1.1 연구의 목표 및 필요성 ... 5
• 1.2 연차별 연구범위 및 내용 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 7
• 2.1 1차년도 연구수행내용 및 결과 ... 7
• 2.2 2차년도 연구수행내용 및 결과 ... 18
• 2.3 3차년도 연구수행내용 및 결과 ... 29
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 47
• 4. 참고문헌 ... 48
• 5. 연구성과 ... 49
• 끝페이지 ... 53