정밀 화강암 부품, 예를 들어 CMM 베이스, 공기 베어링 가이드, 정밀 기계 구조물 등은 고유의 안정성, 탁월한 진동 감쇠 능력, 낮은 열팽창률로 유명합니다. 하지만 가장 중요한 요소는 바로 표면 처리인데, 이는 일반적으로 세심한 래핑 및 연마 작업을 통해 마이크론 또는 서브마이크론 수준의 정밀도로 마감됩니다.
하지만 세계에서 가장 까다로운 응용 분야에서는 일반적인 래핑만으로 충분할까요, 아니면 추가적인 엔지니어링 보호층이 필요할까요? 가장 본질적으로 안정적인 소재인 당사의 ZHHIMG® 고밀도 흑색 화강암조차도 특수 표면 처리를 통해 동적 시스템에서의 기능을 향상시킬 수 있습니다. 단순한 기하학적 정확도를 넘어 최적의 화강암-공기 또는 화강암-금속 접합면을 설계하여 최고의 동적 성능과 긴 수명을 보장합니다.
표면 코팅이 필수적인 이유
화강암이 계측 분야에서 갖는 가장 큰 장점은 안정성과 평탄성입니다. 하지만 자연적으로 연마된 화강암 표면은 매우 평평하지만 미세한 질감과 일정 수준의 다공성을 가지고 있습니다. 고속 회전이나 마모가 심한 환경에서는 이러한 특성이 오히려 불리하게 작용할 수 있습니다.
기존의 래핑 방식은 탁월한 평탄도를 제공하지만 미세한 구멍을 남기기 때문에 고도화된 처리가 필요합니다. 초정밀 움직임을 위해서는 다음과 같은 기술이 필요합니다.
- 공기 베어링 성능: 다공성 화강암은 공기 흐름 역학을 변화시켜 공기 베어링의 양력과 안정성에 미묘한 영향을 미칠 수 있습니다. 고성능 공기 베어링은 일정한 공기압과 양력을 유지하기 위해 완벽하게 밀봉된 비다공성 표면을 필요로 합니다.
- 내마모성: 긁힘 방지 기능은 매우 뛰어나지만, 리미트 스위치나 특수 가이드 메커니즘과 같은 금속 부품과의 지속적인 마찰로 인해 국부적인 마모가 발생할 수 있습니다.
- 청결 및 유지 관리: 밀봉된 표면은 청소가 훨씬 쉽고 미세한 오일, 냉각제 또는 대기 오염 물질을 흡수할 가능성이 적습니다. 이러한 물질들은 모두 고정밀 클린룸 환경에서 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다.
주요 표면 코팅 방법
화강암 전체에 코팅을 하는 경우는 드뭅니다. 화강암 자체의 안정성이 뛰어나기 때문입니다. 하지만 특정 기능 영역, 특히 공기 베어링의 중요한 안내 표면에는 특수 처리가 적용되는 경우가 많습니다.
대표적인 방법 중 하나는 수지 함침 및 밀봉입니다. 이는 고정밀 화강암 표면 처리에 가장 일반적으로 사용되는 고급 처리 방식입니다. 이 공정은 저점도 고성능 에폭시 또는 폴리머 수지를 화강암 표면의 미세한 기공에 침투시켜 채우는 것입니다. 수지는 경화되어 유리처럼 매끄럽고 기공이 없는 밀봉층을 형성합니다. 이로써 공기 베어링 기능을 방해할 수 있는 기공이 효과적으로 제거되어, 일정한 공기 간격을 유지하고 공기압 상승을 극대화하는 데 필수적인 매우 깨끗하고 균일한 표면이 만들어집니다. 또한 화강암의 화학적 얼룩 및 수분 흡수 저항성을 크게 향상시킵니다.
두 번째 접근 방식은 마찰이 최소화되어야 하는 영역에 적용되는 고성능 PTFE(테플론) 코팅입니다. 에어 베어링 이외의 동적 부품과 상호 작용하는 표면에는 특수 중합 테트라플루오로에틸렌(PTFE) 코팅을 적용할 수 있습니다. PTFE는 비점착성과 극도로 낮은 마찰 특성으로 잘 알려져 있습니다. 화강암 부품에 얇고 균일한 층을 적용하면 바람직하지 않은 스틱-슬립 현상을 줄이고 마모를 최소화하여 더욱 부드럽고 정밀한 동작 제어와 뛰어난 반복성을 구현할 수 있습니다.
마지막으로, 영구적인 코팅은 아니지만, 윤활 및 보호는 출하 전 필수 단계로 중요하게 여겨집니다. 모든 강철 피팅, 나사산 삽입물 및 금속 부품에는 특수 화학적으로 불활성인 오일 또는 방청제를 얇게 도포합니다. 이러한 보호는 운송 중 습도 변화에 노출된 강철 부품의 순간적인 녹 발생을 방지하여 정밀 부품이 완벽한 상태로 도착하고 민감한 계측 장비에 즉시 통합될 수 있도록 보장하는 데 매우 중요합니다.
첨단 표면 코팅 적용 여부는 항상 당사 엔지니어와 고객의 최종 적용 요구사항 간의 협의를 통해 결정됩니다. 일반적인 계측 용도의 경우, ZHHIMG의 연마 및 광택 처리된 화강암 표면이 업계 표준으로 여겨집니다. 그러나 정교한 공기 베어링을 사용하는 고속 동적 시스템의 경우, 밀봉된 비다공성 표면에 투자하면 최고의 성능 수명과 엄격한 공차를 확실하게 보장할 수 있습니다.
게시 시간: 2025년 10월 24일