Surface texturing가공된 표면의 마찰 거동에 관한 연구

최근 산업체에서는 경계 윤활 및 건조 마찰 상태에서 발생하는 마찰과 마모를 줄이기 위해 마찰면에 물리적 또는 화학적 방법으로 micro-dimple, micro-groove와 같은 미세한 형상들을 일정한 패턴으로 가공하는 surface texturing 마찰 저감법이 많은 주목을 받고 있습니다. 이러한 surface texturing 마찰 저감법의 장점으로는 미세 형상에 의한 윤활유의 저장, 마모입자들의 구속, 유체동압효과 발생으로 인한 부하지지능력 향상등이 있습니다.

대표적인 surface texturing 가공 방법은 공작기계를 사용하여 미세 형상들을 가공하는 머시닝 가공법, 진공 상태에서 gas에서 해리된 이온들의 전기적, 물리적 에너지를 사용하여 가공하는 이온 빔 가공, 반도체 식각 공정을 응용한 에칭 가공법등이 있습니다. 최근 레이저 가공 기술의 발달과 상용화로 레이저를 이용하여 surface texturing가공을 하는 LST(laser surface texturing)가 많은 각광을 받고 있습니다.

Surface texturing 마찰 저감법의 마찰 및 마모특성에 영향을 미치는 인자로는 미세 형상의 크기(ex. 직경, 길이), 미세 형상의 깊이, 미세 형상이 분포된 면적 밀도등이 있습니다.

아래의 그래프는 무윤활 상태에서 미세공(micro-dimple)이 가공된 표면의 마찰 실험 결과를 나타내는 것으로 surface texturing 마찰 저감법이 마찰계수 저감에 효과가 있음을 알 수 있습니다.

미세공(micro-dimple)의 직경과 깊이 변화에 따른 마찰 계수 비교

          


미세공(micro-dimple)의 직경과 면적 밀도 변화에 따른 마찰 계수 비교

            

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