엔지니어링 서비스(ES) 개요

첨단소재가공시스템센터 엔지니어링 서비스(ES)

연구분야

한국생산기술연구원 (천안)

CFRP가공

CFRP-metal(Ti, Al) stack 드릴링 홀 가공 특성 분석

CFRP-Metal stack 드릴링
최적가공조건 선정 및 결함 최소화 기술

CFRP/Al stack 가공시 가공품질 개선, 출구부 burr 제거를 위한 기술 개발

드릴링 시 드릴의 공구 형상 변화를 통한 홀 출구부 burr 개선

기존 CFRP 전용 공구 point angle : 90~118도 → 추력 감소로 delamination 감소

Stack 가공 공구 → 홀 출구부에서 metal 지지로 delamination 이슈 없어짐

기존 Crown type burr에서 Cap type burr 생성 및 탈락으로 출구부 Burr 감소

  • Point angle 118˚ 공구

  • Point angle 140˚ 공구

CFRP, CFRP-Metal stack 냉각 및 온도 제어 기술

CFRP. CFRP/Al stack 냉각, 온도 제어를 통한 드릴링 품질 향상

드릴링 시 드릴의 간접 냉각을 통한 홀 가공 표면 거칠기(Ra) 개선

공구 냉각 기술 적용을 통한 공구 BUE 생성 감소 (350 μm → 70 μm)

  • 간접 냉각 방식 홀더

다양한 종류의 CFRP-Metal stack 드릴링
가공특성 분석 및 결함 감소 공정기술

다양한 CFRP-Metal stack 드릴링 가공 특성 분석

Titanium, Steel, Aluminum을 활용한 드릴링 가공 특성 분석 수행

다양한 Metal stack의 가공칩이 홀 가공 표면 거칠기(Ra)에 미치는 영향 분석

온도, 절삭추력 분석을 통해 소재별 품질, 생산성을 고려한 가공조건 선정

  • 다양한 CFRP-Metal stack의
    가공특성 분석

  • 연속chip 및 chip에 의한 결함

CFRP 및 CFRP/Al stack 결함 메커니즘 분석 및 metal 칩의 scratch 발생 감소 가공 조건 선정

드릴링 시 높은 추력으로 인한 박리 증가 및 표면품질 영향 분석

Feed 증가로 불연속chip 발생 → 홀 단면 및 홀 표면 결함 감소

CFRP/Al stack 드릴링 시 metal칩이 품질에 영향 미치지 않는 가공조건 선정
 → 최종 가공조건 (8000rpm, 0.05mm/rev)

5회 홀 반복 측정 결과 : 평균 표면거칠기 : Ra 1.95μm 확보 (목표 : Ra 3μm)

  • CFRP-Metal stack 결함 메커니즘 및 chip분석

  • 가공조건에 따른 CFRP Stack 표면조도(Ra)