전자기력을 이용한 혁신적인 표면처리 기술을 선보여...
전자기력을 이용한 혁신적인 표면처리 기술을 선보여...
  • 박현철 기자
  • 승인 2020.09.16 13:54
  • 댓글 0
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강한빈 대표 / 사진제공 이엠피케이
강한빈 대표 / 사진제공 이엠피케이

 

이엠피케이(대표 강한빈)에서 선보이는 전자기 피닝 기술은 전자기력을 이용한 기존의 방식을 대체할 혁신적인 표면처리법이다. 소모성 부품을 사용하지 않고 친환경적이며 충, 방전을 통해 기존의 방식보다 생산성이 높고 전자기력을 이용한 간접적 표면처리 방식으로 제품의 표면 결함을 유발하지 않는다. 액중 방전 방식 및 필드 쉐이퍼 등의 연구개발을 통해 기존의 방식이 할 수 없었던 다양한 형태의 제품에 적용 가능하여 많은 주목을 받고 있다.

기존 피닝 방식은 금속 기계 부품의 표면 강도를 떨어뜨림으로 정밀부품의 적용에는 한계가 있었다. 고온 환경에서는 잔류 압축응력의 해소가 쉽게 일어나고 쇼트 피닝에 사용되는 소모품인 쇼트 볼이 환경오염을 유발해왔다. 이엠피케이는 이런 단점을 극복하는 새로운 표면처리 방법을 선보인 것이다.

강한빈 대표는 "기존 표면처리(피닝) 방식의 문제점을 기술적으로 극복하고 대체할 혁신적인 표면처리법이 필요했다. 쇼트 피닝은 단방향의 표면처리 방식이므로 형상이 복잡하거나 부품의 내면에 적용이 곤란한 단점을 지니고 있다"며 "또한 레이저 피닝은 고가의 레이저 기반 시스템인데 비하여 레이저 빔의 직경이 2mm 정도로서 1회에 처리할 수 있는 표면적이 적었는데, 곡면 처리의 어려움으로 인하여 레이저 빔 유도를 위한 전용 로봇이 사용되어야 하므로 가스터빈 블레이드 같은 고가 부품의 신뢰성 향상을 위해 제한적으로 사용되었다. 이런 문제점들을 극복하고자 저희는 새로운 액중 방전 방식을 적용한 전자기 피닝 장치를 선보인 것"이라고 설명했다.

또한 전자기 피닝은 전력공급 장치를 통해 목표 에너지까지 콘덴서에 충전을 하게 되고 방전스위치를 통해 순간적으로 코일에 전류가 흐르게 된다. 코일에 인가되는 전류는 수~수십 μs 이내에 감쇠하면서 코일에 강력한 자기장을 발생시킨다.

발생된 강한 자기장은 피가공재에 반대 방향의 유도전류를 발생시키고 이때 발생하는 로렌츠힘에 의해 전자기 피닝이 이루어진다. 전자기 피닝은 표면처리 시 접촉에 의한 표면결함, 마멸, 윤활 등의 문제가 없고 수~수십 μs의 짧은 시간 내에 반복적으로 작업이 가능하므로 생산성이 높다. 또한 전자기 코일의 설계에 따라 종래의 표면처리 방식보다 넓은 면적에 표면처리가 가능하며 쇼트 볼 등의 소모성 부품을 사용하지 않으므로 친환경적인 기술로 평가받고 있다.

원통형 코일 스테이지 / 사진제공 이엠피케이
원통형 코일 스테이지 / 사진제공 이엠피케이

 

후처리 과정이 없고 기존 단점을 보완해 우수한 제품 생산량을 보여...

액중 방전 방식을 적용한 전자기 피닝은 선행기술이 극복하지 못한 좁은 단일 처리 면적을 최대 40,000mm2까지 단일 과정으로 처리 가능하며, 잔류응력의 깊이를 최대 2mm까지 생성시키고 깊이 조절이 가능한 표면처리 기술이다. 이엠피케이의 액중 방전에 의한 전자기 피닝 방법은 유체 내에서 전기에너지를 방전시킴으로써 대상물의 형태에 대한 제약이 없고 발생된 충격파에 의해 표면처리가 되는 방식으로 제품의 표면에 균일한 성능의 표면처리를 기대할 수 있다. 강 대표는 "비 접촉식 방식이므로 제품 표면에 결함을 유발하지 않으며 강도가 높은 첨단 소재에 적용이 가능한 장점이 있다"고 설명했다.

이 회사의 전자기 피닝은 전자기력을 이용한 혁신적인 표면처리 기술이다. 커패시터에 충전된 전류를 순간적으로 방출시켜 발생된 고에너지를 이용하여 잔류응력을 생성시키므로 제품의 피로 수명을 향상시키게 된다.

이엠피케이는 현재 특허출원 1건과 등록 1건을 보유하고 있다. 등록특허는 개발하고자 하는 액중 방전 방식의 전자기 피닝 장치이다. 출원특허는 스텐트라고 하는 체내 혈관이나 기관에 삽입하는 의료기기에 적용하기 위해 출원했다. 강 대표는 작년에 전자기 피닝을 주제로 중국과 대만에서 각각 국제학술대회 논문을 발표한 바 있다. 쇼트피닝의 경우, 작업 후 표면의 잔유물을 제거하는 후처리 과정이 필요하지만 전자기 피닝의 경우는 제품의 형상 변화가 없기 때문에 후처리 과정이 필요치 않다. 또한 1회 작업시간이 장비 세팅 및 위치 변경 시간을 포함하더라도 기존 기술보다 1/6 수준으로 낮아 제품 생산량 측면으로 볼 때 상당히 우수한 기술임을 알 수 있다.

이엠피케이는 앞으로 우수한 제품들을 계속해서 발굴해 나갈 예정이다. 오랜 시간 축척해 온 노하우와 경쟁력으로 좋은 기술을 제공하여 '함께 행복한 세상', '첨단기술의 제품'이라는 캐치프레이즈를 걸고, 전자기 피닝 분야의 새로운 동력 역할을 하여 대한민국 산업계 발전에 기여할 계획을 가지고 있다.


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