금형은 고속 절삭이나 방전가공에 의해 형상가공이 이루어지며, 그 후 표면 거칠기의 절감, 마이크로 크랙이나 백색층 등의 표면 결함층 제거를 위해 최종적으로는 손연마 다듬질이 필요하다. 일부 간단한 형상의 경우는 로봇에 의한 연마가 이루어지는 예도 있지만, 대부분의 금형은 복잡한 형상을 하고 있기 때문에 연마 다듬질의 자동화가 어렵다. 이 손연마 공정은 숙련자의 기능에 의존하는 부분이 많고, 또한 장시간을 필요로 하기 때문에 그 고능률화가 종래부터 과제였다.
일본 岡山대학 대학원 자연과학연구과에서는 대면적 전자빔 조사에 의한 금형의 표면 다듬질 기술에 대해 연구를 해 왔다. 고능률 표면 다듬질이 가능한 장치가 이미 공동 연구 기업에서 개발․판매되고 있다. 일반적으로 전자빔을 이용한 종래의 가공은 빔을 가늘게 좁혀서 고에너지 밀도로 한 다음, 정밀하고 미세한 고속 펀칭이나 절단, 정밀 용접 등에 이용하고 있다. 이 연구에서 사용한 전자빔 조사장치는 유효 지름 60mm의 대면적으로 균일한 고에너지 밀도의 전자빔을 발생시킬 수 있다. 대면적 전자빔 조사에 의한 고능률 표면다듬질 기술을 소개하고, 다양한 표면개질 효과에 대해 개설한다.
이 글은 일본공업출판 기계와공구지에 게재된 내용으로, 일본 岡山대학 대학원 자연과학연구과 오카다 아키라 교수와 오카모토 야스히로 준교수가 저술했다.
그림 1. 대면적 전자빔 조사장치 (Sodick PF32B)
