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쇠를 갈아내는 연마재는 얼마나 강력해야 할까요?
길가를 지나가다 보면 작업현장에서 불꽃이 튀는 장면을 종종 목격할 수 있습니다. 위 사진처럼 쇠를 절단하거나 샌딩하려면 연마제가 얼마나 강력해야 할까요? 두께나 크기도 보통 작업물이 연마재보다 더 크니 연마재는 금속보다 단단한 공업용 다이아몬드나 강화 금속 물질이 통으로 이뤄져 있어야할까요?
실제 작업장에 자주 사용되는 그라인더용 연마제의 구조는 전체가 특수 금속의 두꺼운 쇳덩어리 형태가 아니라, 여러 층으로 구성된 디스크 형태입니다. 일반적으로 제일 아래에는 필름이나 화이버, 종이, 천 등의 안감이 위치하고, 그 위에 가넷, 에머리, 큐비트론, 알루미늄 옥사이드, 다이아몬드 등의 7가지 연마 입자들이 본드로 접착되어 있습니다. 연마 입자들의 접착 강도를 높이기 위해 연마 입자들 위로 다시 한번 코팅이 됩니다. 여기서는 특수 목적에 따라 화학 처리가 될 때도 있습니다.
연마재의 차이를 만드는 것은?
그렇다면 좋은 연마 제품은 어떤 것일까요? 빠르고 효율적인 연마로 작업속도를 높여주고 긴 제품 수명을 가진 연마 제품이 좋은 제품이라고 할 수 있습니다. 3M™ 큐비트론™ II는 PSG 기술을 통해 제품 수명과 작업 효율을 향상시켰습니다.
3M의 PSG기술이란?
PSG는 Precision Shaped Grain의 약자로 삼각형 연마 입자를 적용한 기술입니다. 3M™ 큐비트론™ II에는 세라믹 알루미늄 옥사이드가 삼각형 형태로 정밀 가공되어 있습니다. 그렇다면 이러한 삼각형 형태의 입자는 어떻게 작업에 영향을 줄까요?
성능 측면에서 이러한 삼각형 입자는 작업 시 일정한 마무리로 이물질의 뭉침현상을 최소화하고 균일한 작업이 가능하게 합니다. 왼쪽의 연마 입자는 부산물을 발생 시켜 부산물이 작업 진행 방향을 방해하여 작업속도가 지연되고 작업자가 작업을 진행하려면 기계를 통해 작업물에 더 많은 압력을 가해야 합니다.
반면 3M™ 큐비트론™ II의 삼각형 연마입자는 부산물을 적게 발생시키고 따라서 열 발생을 최소화하여 작업물의 그을림 현상도 예방할 수 있습니다. 무엇보다 작업시간을 3배 이상 단축할 수 있습니다.
3M™ 큐비트론™ II의 경우 삼각형 입자가 일정한 형태로 떨어져 나가기 때문에 연마 입자의 성능을 그대로 유지할 수 있습니다. 이를 미세복제(Micro-Replication)기술이라고 하며, 마치 유리가 깨져도 그 파편들이 날카로움을 유지하듯 삼각형 연마 입자 또한 성능을 장기간 유지할 수 있습니다.
미세복제기술이란?
미세복제 기술은 사실 연마재를 위해 개발된 것은 아니었습니다. 미세복제기술은 과거 주로 강의실에서 발견될 수 있었던 오버헤드 프로젝터(OHP)의 개발에서 발전되어 지금은 연마재뿐만 아니라 접착제, 전자 부품, 필름, 렌즈, 도로 표지판 등 3M의 다양한분야에서 사용되고 있습니다.
초기 미세복제 기술은 오버헤드 프로젝터의 플라스틱 필름 투명성을 높이기 위해 개발되었습니다. 미세복제 기술은 맨눈으로 보이지 않는 정밀한 미세패턴으로 복제될 수 있는 구조화된 표면을 생성하여 렌즈 품질을 향상시켰습니다. 이를 통해 플라스틱 렌즈의 품질 문제를 해결했습니다.
미세복제 기술은 플라스틱 또는 다른 재료의 표면을 정밀하게 준비된 미세한 형태로 덮은 다음, 균일한 형태로 복제하여 1cm2에 수천 개의 패턴을 만드는 것입니다. 이집트의 피라미드를 상상하면 되는데요, 표면 전체에 걸쳐 매우 작은 크기로 피라미드가 줄지어 서있는 겁니다.
이 미세복제 기술은 연마 제품을 완전히 새롭게 만들었습니다. 연마작업이 진행될수록 연마 제품이 무뎌지거나 떨어저 나가게 되는데, 미세복제 기술을 사용한 3M™ 큐비트론™ II의 경우 입자 끝부분이 갈라지면서 지속해서 날카로운 표면을 유지합니다. 결과적으로 열 발생을 줄이고 작업속도를 증가시키며 제품 수명이 몇 배나 길어지게 됐죠.
