정밀 기계 및 측정 장비 분야에서 단일 화강암 부품으로는 대규모 또는 복잡한 구조물의 요구 사항을 충족할 수 없을 때, 접합 기술은 초대형 부품을 제작하는 핵심적인 방법이 되었습니다. 여기서 가장 중요한 과제는 전체적인 정밀도를 확보하면서 이음매 없는 연결을 구현하는 것입니다. 접합면이 구조적 안정성에 미치는 영향을 제거하는 것뿐만 아니라, 접합 오차를 마이크론 범위 내로 제어하여 장비의 엄격한 요구 사항인 바닥면의 평탄도와 직각도를 충족해야 합니다.
1. 접합면의 정밀 가공: 이음매 없는 연결의 기초
화강암 부품의 완벽한 연결은 접합면의 고정밀 가공에서 시작됩니다. 먼저 접합면은 평면 연삭 가공을 거칩니다. 다이아몬드 연삭 휠을 사용하여 여러 차례 연삭 작업을 수행함으로써 표면 조도를 Ra0.02μm 이내, 평탄도 오차를 3μm/m 이하로 제어할 수 있습니다.
직사각형 접합 부품의 경우, 레이저 간섭계를 사용하여 접합면의 직각도를 교정함으로써 인접한 면의 각도 오차가 5 arc초 미만이 되도록 합니다. 가장 중요한 단계는 접합면의 "정합 연삭" 공정입니다. 접합할 두 개의 화강암 부품을 서로 마주 보게 부착한 후, 표면의 볼록한 부분을 상호 마찰을 통해 제거하여 미세한 수준에서 상호 보완적이고 균일한 구조를 형성합니다. 이러한 "거울과 같은 접합"을 통해 접합면의 접촉 면적을 95% 이상 확보하여 후속 접착제 도포를 위한 균일한 접촉 기반을 마련할 수 있습니다.
2. 접착제 선택 및 도포 과정: 접착 강도의 핵심
접착제의 선택과 시공 과정은 접합된 화강암 부재의 연결 강도와 장기적인 안정성에 직접적인 영향을 미칩니다. 산업용 에폭시 수지 접착제는 업계에서 가장 널리 사용되는 제품입니다. 접착제는 경화제와 특정 비율로 혼합한 후 진공 환경에서 기포를 제거합니다. 이 단계는 매우 중요한데, 접착제 내의 미세한 기포는 경화 후 응력 집중점을 형성하여 구조적 안정성을 손상시킬 수 있기 때문입니다.
접착제를 도포할 때는 "닥터 블레이드 코팅법"을 사용하여 접착층 두께를 0.05mm에서 0.1mm 사이로 제어합니다. 접착층이 너무 두꺼우면 과도한 경화 수축이 발생하고, 너무 얇으면 접합면의 미세한 틈을 메울 수 없습니다. 고정밀 접합을 위해서는 화강암과 열팽창 계수가 유사한 석영 분말을 접착층에 첨가할 수 있습니다. 이는 온도 변화로 인한 내부 응력을 효과적으로 감소시켜 다양한 작업 환경에서 부품의 안정성을 보장합니다.
경화 공정은 단계별 가열 방식을 채택합니다. 먼저 부품을 25℃ 환경에 2시간 동안 유지한 후, 시간당 5℃씩 온도를 60℃까지 올리고, 4시간 동안 보온한 후 자연 냉각시킵니다. 이러한 저속 경화 방식은 내부 응력 축적을 줄이는 데 도움이 됩니다.
3. 위치 측정 및 교정 시스템: 전반적인 정밀도 보장의 핵심
접합된 화강암 부품의 전체적인 정밀도를 보장하기 위해서는 전문적인 위치 결정 및 교정 시스템이 필수적입니다. 접합 과정에서는 "3점 위치 결정 방식"을 사용합니다. 접합면 가장자리에 세 개의 고정밀 위치 결정 핀 구멍을 뚫고, 세라믹 위치 결정 핀을 사용하여 초기 위치를 설정함으로써 0.01mm 이내의 위치 오차를 제어할 수 있습니다.
이후 레이저 트래커를 사용하여 접합된 부품의 전체적인 평탄도를 실시간으로 모니터링합니다. 잭을 사용하여 평탄도 오차가 0.005mm/m 미만이 될 때까지 부품의 높이를 미세 조정합니다. 5미터가 넘는 초장형 부품(예: 가이드 베이스)의 경우, 수평 교정을 구간별로 수행합니다. 1미터 간격으로 측정점을 설정하고 컴퓨터 소프트웨어를 사용하여 전체 직선도 곡선을 맞추어 전체 구간의 편차가 0.01mm를 넘지 않도록 합니다.
교정 후, 접합면의 상대적 변위를 더욱 방지하기 위해 스테인리스강 타이로드 또는 앵글 브래킷과 같은 보조 보강 부품을 접합부에 설치합니다.
4. 스트레스 해소 및 노화 방지 치료: 장기적인 효과 보장
응력 해소 및 노화 처리는 접합된 화강암 부품의 장기적인 안정성을 향상시키는 데 매우 중요합니다. 접합 후, 부품들은 자연적인 노화 처리를 거쳐야 합니다. 내부 응력이 서서히 해소될 수 있도록 30일 동안 일정한 온도와 습도 환경에 보관합니다.
엄격한 요구 사항이 있는 시나리오에서는 진동 노화 기술을 사용할 수 있습니다. 진동 장치를 사용하여 부품에 50~100Hz의 저주파 진동을 가하여 응력 완화를 가속화합니다. 처리 시간은 부품의 품질에 따라 다르지만 일반적으로 2~4시간입니다. 노화 처리 후 부품의 전체 정밀도를 재시험해야 합니다. 편차가 허용값을 초과하는 경우 정밀 연삭을 통해 보정합니다. 이를 통해 접합된 화강암 부품의 정밀도 저하율이 장기간 사용 시 연간 0.002mm/m를 초과하지 않도록 보장합니다.
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게시 시간: 2025년 8월 27일