고등기술연구원, 초정밀 가공기용 패스트 툴 서보 국산화

초정밀 가공기의 가공정밀도를 향상시킬 수 있는 미소절삭(微小切削)공구대인 「패스트 툴 서보(Fast Tool Servo)」가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

고등기술연구원은 지난 95년부터 2년동안 총 5억원을 투입해 대우중공업이 첨단생산시스템개발사업의 하나로 개발한 초정밀 비구면가공기인 「NANOTURN 60」에 장착, 가공 평면도를 0.1㎛이하까지 향상시킬 수 있는 「패스트 툴서보」를 국내에서 처음으로 개발하는데 성공했다고 11일 밝혔다.

이 장치를 이용하면 직경 1백㎜의 알루미늄 자기디스크의 기판을 평면도 0.1㎛, 표면거칠기 10nmRa(nanometer roughness average)이하로 매우 정밀하게 가공할 수 있다.

미소절삭 공구대의 하나인 패스트 툴 서보는 압전 액츄에이터를 사용하여 다이아몬드 공구를 미세하게 구동시켜 주축의 회전시 발생하는 축방향 운동과 동기시킴으로써 공작물과 공구와의 거리를 항상 일정하게 유지시켜 가공정밀도를 획기적으로 향상시키는 장치로 초정밀 가공기의 핵심요소부품이며 HDTV용 비구면렌즈, G4팩시밀리용 다면경, 레이저프린터용 다면경, CDP레이저픽업용 렌즈, 캠코더용 비구면렌즈 등의 정밀가공에 이용되고 있다.

고등기술연구원은 이 장치 개발로 압전 액츄에이터를 응용한 미소절삭공구대의 설계, 제작 및 제어기술과 주축의 축방향운동을 실시간으로 정밀하게 측정하는 인프로세스 측정기술을 비롯해 실제 초정밀 부품을 가공하는 기술과 기공정밀도 측정평가기술을 확보할 수 있게 됐다고 밝혔다.

고등기술연구원과 대우중공업은 초정밀가공기분야의 연구협력을 강화해 가공정밀도를 기계적 가공방법의 최고수준인 50nm까지 향상시키는 연구를 계속할 예정이다.

고등기술연구원 생산기술연구실 송승훈 박사는 『이 기술개발로 비구면렌즈용 금형 및 레이저반사경 등 특수광학부품 가공이 가능해졌으며 초정밀가공기 제작기술과 초정밀 가공기술을 국산화함으로서 대일의존도가 심각한 생산기계설비제품의 무역수지적자를 감소시킬 수 있을 것』이라고 말했다.

<정창훈 기자>