초록 ▼

□ 연구개요
- CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)는 강도와 강성이 높은 탄소섬유와 고분자 수지를 적용한 복합 소재임.
- CFRP의 적용분야는 지속적으로 확대되고 있으며, 정밀한 형상의 부품 제작을 위한 기계 가공은 필수적임. 현재 CFRP의 가계가공은 부품 결합을 위한 드릴링, 연삭 가공이 주를 이루고 있음.
- CFRP의 사용 용도의 증가에 따라 향후 밀링 머신을 이용한 3D 곡면형상 가공은 필수적이며, CFRP의 정밀가공을 위한 최적의 엔드밀 공구를 설계 개발하고자 함.

□ 연구개요
- CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)는 강도와 강성이 높은 탄소섬유와 고분자 수지를 적용한 복합 소재임.
- CFRP의 적용분야는 지속적으로 확대되고 있으며, 정밀한 형상의 부품 제작을 위한 기계 가공은 필수적임. 현재 CFRP의 가계가공은 부품 결합을 위한 드릴링, 연삭 가공이 주를 이루고 있음.
- CFRP의 사용 용도의 증가에 따라 향후 밀링 머신을 이용한 3D 곡면형상 가공은 필수적이며, CFRP의 정밀가공을 위한 최적의 엔드밀 공구를 설계 개발하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
- 본 연구에서는 CFRP 플레이트를 제작하여 범용 엔드밀을 적용한 가공 특성을 분석함. 분석 결과를 바탕으로 공구를 제작 가공을 수행하여 CFRP 가공시 표면 박리를 최소화 할수 있는 공구 조건을 찾음. Helix angle 45°의 조건에서 버와 박리가 최소화 되는 경향을 보임.
- 초경 볼 엔드밀을 제작하여 TiAlN, 다이아몬드 코팅 재종에 대한 분석을 진행하였으며 절삭력, 표면 거칠기, 공구 마모 측면에서 다이아몬드 코팅 공구가 가장 우수하게 측정 됨.
- 볼 엔드밀을 이용한 곡선 가공 테스트를 진행하였으며 볼 엔드밀 가공에 대한 특성 분석과 기초 데이터를 확보함. 공구 마모에 가장 큰 영향을 미치는 인자로는 이송속도, 주축 회전속도 순으로 나타났으며 이는 이속속도와 주축 회전속도에 의해서 절삭략이 정해지기 때문임. 표면 거칠기 Ra는 주축회전속도와 공구에 큰 영향을 받음. 표면 거칠기의 관점에서 600rpm이상의 주축 회전 속도는 가공시 메트릭스의 번짐을 유발하여 표면거칠기가 좋아짐.
- 볼엔드밀 기초 가공 데이터를 기반으로 CFRP 소재를 임펠러 형상으로 가공하였으며 표면 거칠기 목표치 1㎛이하의 가공 표면을 얻음.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
- CFRP의 수요 증가에 따른 가공 수요가 증가하고 있음.
- 본 연구를 통해서 CFRP 가공 산업 현장에 적용할 수 있는 데이터베이스 제공하여 생산성 향상에 기여하고자 함.
- 본 연구 결과는 상용화 공구 개발의 데이터로 활용할 수 있음. 공구 제작 업체와의 협업을 통해 특허를 출원하여 지식재산권을 확보하고자 함.
- 이를 바탕으로 기술이전을 통해 사업화를 진행하고자 함.
- 사업화 회사와 함께 자동차, 항공기, 스포츠 장비 등에 사용되는 부품의 가공 컨설팅, 가공 방법을 제시하여 사업화를 진행함.
- 최근 CFRP에 강성을 향상시키기 위해 CFRP 섬유와 아라미드섬유를 추가하는 방식이 고안되었음. 아라미드 섬유는 탄소 섬유와 달리 질긴 성질을 가지고 있어 가계 가공시 칩이 제거되지 않고 상부 표면에 남아있는 문제로 인해 공구의 빠른 마모와 파손이 쉽게 발생하는 문제가 있음. 본 연구 결과를 응용하여 탄소섬유와 아라미드 섬유 혼합 FRP에 대한 가공 연구를 진행하고자 함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1 연구 개발의 필요성 ... 4
• 1.2 연구 개발의 목표 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 2.1 엔드밀을 이용한 가공 특성 분석 ... 5
• 2.2 볼 엔드밀을 이용한 가공 특성과 코팅 특성 분석 ... 8
• 2.3 볼 엔드밀을 이용한 곡면 가공 특성 분석 ... 11
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 17
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 17
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• 3) 목표 달성 수준 ... 17
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 18
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 18
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 참고문헌 ... 19
• 붙임1 세부 정량적 연구개발성과 ... 20
• 붙임2 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 21
• 끝페이지 ... 24