친환경 절삭을 위한 정전 분무 윤활에 관한 연구

Abstract

산업 현장에서, 절삭 공정은 기본적이고 널리 쓰이는 생산 방법 중의 하나이다. 절삭 공정중에, 절삭 품질을 향상시키기 위해서 많은 양의 절삭유가 사용된다. 하지만, 황, 인, 염소 등이 포함된 절삭유의 사용은 건강 및 환경에 해롭기 때문에 많은 국가들이 절삭유의 사용을 제한하고 있다. 또한, 많은 양의 절삭유 사용은 전체 생산 비용을 상승시키기 때문에 또다른 문제를 야기한다. 이러한 문제를 해결하기 위한 대안 중에서 극미량 윤활(MQL, Minimum Quantity Lubrication) 절삭 방법이 현재까지 가장 성공적인 방법이다. 이는 공기와 절삭유의 혼합에 의해 만들어진 액적을 사용한 방법이다. MQL 절삭방식을 사용하면 극미량의 절삭유로(약 1/3000 ~ 1/4000) 절삭 품질을 향상시킬수가 있기 때문에 경제적인 이득을 얻을수 있다. 하지만 이 또한 문제점이 있다. 액적이 사방으로 비산되기 때문에 작업자의 건강과 기계 자체에도 해로운 영향을 끼치게 된다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 정전분무 윤활(ESL, Electrostatic Spray Lubrication) 절삭방식을 적용하였다. 이 방법은 절삭유의 액적을 만들기 위해서 MQL 절삭에서 공기를 사용하는 대신 전기력을 사용하였다. ESL 절삭방식을 사용하면, 각각의 절삭유의 액적들이 전기적으로 하전되기 때문에 접지되어 있는 절삭 부위에 흡착이 잘 된다. ESL 절삭방법은 MQL 절삭방법의 건강, 환경적인 문제점을 해결할 수 있고, 절삭성능의 향상 또한 여러 실험에 의해 검증되었다. 결론적으로, 본 연구에 의해서 MQL 절삭방법을 ESL 절삭방법으로 대체할 수 있는 가능성이 확인되었다.