최근 미래지향적 첨단 산업 전반에 걸친 고부가가치 부품의 소재대체로 추진되고 있는 제 3의 소재 화인 세라믹스는 우수한 특성과 다양한 기능성으로 각광을 받고 있는 신소 재이나 고경도와 취성등으로 난삭재에 속한다. 화인 세라믹스는 제조법상 소결 공정을 필수로 하여그 수축현상을 피할 수 없으며, 고정도의 요소 부품화를 위해선 후가공을 필요로한다. 국내에선 일종의 세라믹스인 보석등의 미세구멍 가공등에만 국한되어 사용되어질뿐, 아직 화인 세라믹스의 형상 제거 가공등에는 그 가공법이 거의 적용되어 지지 않고 있는 초음파 가공에 대한 실험적 연구를 수행함으로써, 향후 최적 가공기술을 정립하는데 있어 지침이 되고자 한다.
본 연구에서는 합성섬유를 플라즈마 처리하여 직물 표면을 활성화 시킨 후 인계 난연제를 적용하여 그에 따른 난연성 향상 효과를 관찰하였다. 플라즈마 처리를 한 직물은 그렇지 않은 직물에 비해 난연 가공 후 난연성이 우수하였으며 플라즈마 처리조건이 증가함에 따라 난연성 또한 증가하였다.
30데니어 이하 세데니어의 특수한 광택감을 활용하여 그 효과를 제어하는 기술, 경사의 경우 원사의 사종과 굵기를 조절해서 경사 사이로 비치는 위사의 광택을 제어할 수 있는 방법에 대해 원사의 선정, 사가공, 사염, 제직, 전처리, 염색, 후가공 공정 전반에 걸쳐 기기 및 조건을 변경하여 시제품을 제작중이다.
프랑스 파리의 근교인 도몽에서 1993년부터 사업을 영위하고 있는 디지털 인쇄 기업 듀플리-프린트(Dupli-print)는 상당수의 혁신적인 상품들을 통해 프랑스 디지털 솔루션 업계의 선두주자로 평가받고 있다. 이 회사는 최근 뮬러마티니의 시그마라인(시그마 폴더, 시그마 콜래터, 판테라 무선 제책기, 에스프리 삼방기, 우노 스택커와 필름 포장기로 구성)에 투자함으로써 HP T350 디지털 인쇄기와 연결되는 일련의 인쇄 후 가공 작업을 최적화하고 있다.
국내의 기능성 난연성 섬유 제조기술은 원사 자체에 난연제가 포함된 상태인 난연 PET 원사나, 일반 PET 원단에 후방염 처리한 원단이 사용되기에 난연 방염성능이 만족스럽지 못하고 친환경적이지 못한 실정이다. 오늘날 세계 난연섬유 시장 규모는 10조원에 이르고 있으며 국내에서도 화재에 대한 경각심이 높아지는 추세이므로 기능성을 갖춘 고부가가치 난연소재의 개발이 시급하다. 폴리페닐렌술피드(PPS)는 내열성 및 내화학약품성이 뛰어난 열가소성 고분자로 용융방사가 가능하다. 난연성이 높은 양모섬유 또는 아크릴계 난연섬유, 아라미드 섬유 등은 비용 문제로 범용화에 한계가 있으므로 비교적 저렴한 PPS 섬유가 개발될 경우 범용화를 기대할 수 있다. 현재는 PPS 섬유가 특수한 용도에 주로 사용되고 있으나 우수한 난연 특성을 이용하여 일반 용도로의 사용 및 수요가 급격히 늘어날 것으로 예상되며 우선적으로 인테리어용 원단, 특히 커튼이나 소파용 원단으로 용도 전개가 가능할 것으로 판단하였다. 본 연구에서는 소파용 PPS 원단의 후가공 조건의 선정 및 불소계 발수방오가공을 위한 최적의 조건을 선정하고자 하였다. Padding(wet pick up율 $80{\pm}3%$)-Drying($105^{\circ}C$, 2.5min)-Curing은 시간은 1분으로 고정시킨 후, 온도를 150, 160, 170, 180, 190, $200^{\circ}C$에서 처리하여 Yellowness값을 측정한 결과, 온도가 높아질수록 Yellowness값이 커지는 것으로 미루어 보아 PPS원단은 높은 열에 영향을 받아 황변 현상이 일어나는 것으로 사료된다. 특히 $180^{\circ}C$를 기점으로 값에 큰 변화를 보였으므로 최적의 열처리 온도는 $170^{\circ}C$로 선정하여 이후의 실험을 진행하였다. 또한 큐어링 시간이 황변에 미치는 영향을 분석한 결과 온도에 의한 영향에 비해 적은 편으로 사료되었으나, 1.5min을 기점으로 Yellowess값이 높아졌으므로 최적의 열처리 시간을 1분으로 선정하였다. 최종 가공조건인 $170^{\circ}C$, 1분에서 처리한 시험포는 처리전 원단과 비교하였을 때, ${\Delta}$Yellowness가 2.84 정도로 나타났다. 그 후, PPS 원단에 불소가공제 (TG-991N, 동인텍스켐)의 적정 농도를 선정하기 위해 1~7%까지 농도를 높이며 처리한 결과, 불소가공제의 농도가 높아짐에 따라 황변현상이 나타남을 알 수 있었다. 농도가 높아짐에 따라 Yellowness값은 증가하다가 4% 이후 완만해지는 것을 알 수 있었으므로 IPA/Water Drop test와 발수도시험 (KS K 0590;2008)을 통해 적정 농도를 선정하였다. PPS 원단은 불소가공제의 농도가 높아짐에 따라 발수도가 우수해졌으며, 가공제 농도 3% 처리만으로도 우수한 발수도를 나타내었으나 100% 발수를 위해서는 가공제 농도가 5% 이상 처리되어야 하는 것을 확인할 수 있었다.
천마 연소관 및 Bracket는 고강도 특수강의 일종인 Maraging steel C-250 Grade로서 유동성형공정 (flow forming process: F/F) 및 용접공정을 거쳐 시효경화후의 경도(HRC 48-52)가 높아 절삭가공 및 Tapping에 어려움이 있다고 판단되어 브라켓 밀링가공(Tapping포함)을 시효경화공정 이전에 완성하는 것으로 공정 FLOW를 설정하였으나, 시효경화 시 유동성형공정 잔류응력 및 재질특성에 의한 수축, 변형 등으로 도면상 요구된 품질(형상 및 위치공차) 만족이 미흡하였을 뿐만 아니라 오히려 전체 공정 수만 증가하였음. 따라서 연소관 및 Bracket 완성가공을 시효경화 후에 실시하는 것으로 공정 개선 하고자 시험 작업한 결과, 선삭, 밀링작업등 다른 기계가공 공정의 문제점은 대부분 해결할 수 있었으나, Tapping공정만은 해결할 수 없어서 진정한 공정개선을 기할 수 없었음. 그러나, 제품의 품질 및 생산성을 고려 시효경화 후 Tapping 공정실시 필요성이 강력히 대두되어 Maraging steel 재질특성에 적합한 공구 및 작업조건을 검토, 설정 시험작업 함으로써 공정개선을 이룰 수 있었음.
이 MEMS연구는 상당히 넓은 분야를 포함하나, 그 핵심은 바로 마이크로가공 기 술(micromachining technology)에 있다. (막연히 작은 것이 아닌 마이크로미터 단위의 가공이라는 점을 살리기 위해, "마이크로" 가공이라 부르겠다.) 이 글에서는 우선 MEMS란 무엇인가에 대해 언급한 후, MEMS에 있어서의 마이크로가공(micromachining)이 어떤 것인지를 소개, 설명함에 주력한다. 마이크로가공 기본개념의 전달에 있어서는, 처음 대하는 이들의 이해를 돕기위해 되 도록 인용을 줄이고 핵심개념만 담아 최대한 단순화시켜 설명하였다. 이러한 핵심 개념을 바탕 으로하여 설명되는, 뒤 따르는 실제 예로는 기계공학적으로 관련이 있어 보이는 몇 가지를 인 용하였다.지를 인 용하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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