개념 한 쪽
초음파 가공은 고주파 진동의 기계적 에너지를 이용하여 일감 표면을 가공하는 방법이다. 이 개념은 화학적 가공이나 전기 화학적 가공과 구별되어야 한다. 문제에서 '초음파' 또는 '진동' 키워드가 보이면 초음파 가공을 떠올려야 한다.
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출제기준 단원 「초음파 가공」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 가공 원리 구별 | 1 | 화학적·전기적·기계적 가공 원리 중 기계적 진동을 가려내는 문제이다 |
| 내면·외면 공정 구별 | 1 | 원통 내면·표면 연마법을 보고 적합한 공정을 고르는 문제이다 |
| 호닝의 운동 특성 판단 | 1 | 호닝의 회전과 왕복 운동 결합 여부를 판단하는 문제이다 |
초음파 가공은 물리적 진동을 매개로 한 가공법이라는 점이 핵심이다. 자료에서는 초음파를 '고주파 진동'으로 설명하며, 이는 화학적 반응이나 전기 화학적 작용이 주된 원리가 아님을 분명히 한다. 따라서 부식액에 담가 용해시키는 화학적 가공이나 전류의 전기 화학적 작용을 이용하는 전해 연마와는 원리가 다르다한다.
문항 해설에서는 초음파 가공을 물리적 에너지의 한 사례로 배제하는 패턴이 반복된다. 예컨대 화학적 가공 문제에서는 '부식액', '화학반응' 같은 키워드가 나오면 화학적 공정을 선택하도록 유도하며, 전류 관련 문제에서는 '전해'가 붙은 용어를 통해 전기 화학적 공정을 선택하도록 유도한다. 초음파 가공은 이런 배제 패턴에서 '기계적 진동' 옵션으로 정답이 된다.
다른 정밀 가공법들과의 용도 구분이 중요하다한다. 호닝은 원통 내면을 막대 모양 숫돌의 회전 및 왕복 운동으로 다듬는 내면 정밀 가공법이며, 래핑은 미세 분말을 랩제에 섞어 가압과 상대운동으로 표면을 매끄럽게 하는 공법이다. 초음파 가공은 이들 연마·다듬질 공정과 달리 고주파 진동이라는 물리적 원리로 구분된다.
문제 풀이 요령은 가공 원리의 분류에 집중하는 것이다. 보기들의 공정명을 보고 '화학적', '전기적', '기계적' 중 어느 원리에 속하는지 빠르게 판별하면 정답을 찾기 수월하다한다.
초음파 가공을 묻는 문제는 보기에 '부식액', '내식성 피막', '전해' 같은 키워드가 없고 '진동' 또는 '초음파'가 나타나면 초음파 가공을 고르는 방식으로 접근한다. 반대로 '부식액'과 '화학반응'이 언급되면 화학적 가공 또는 화학 밀링을, '전류'나 '전해'가 언급되면 전해 연마를 선택한다는 점을 기억한다.
호닝이나 래핑과의 비교 문제는 적용 대상과 사용 재료로 구별한다. 예를 들어 '원통 내면 정밀 다듬질'이라는 문구가 보이면 호닝을, '미세 분말+랩제+상대운동'이 나오면 래핑을 선택하고, '고주파 진동'이 나오면 초음파 가공을 선택한다는 규칙을 적용한다.
호닝(honing)에 관한 설명으로 틀린 것은?
정답 ② · 호닝은 호운을 회전시키면서 축방향으로 왕복 운동시켜 연마하는 가공법입니다. 보기 2번에서는 축방향으로만 진동을 주어 작업한다고 했으나, 호닝은 회전과 왕복 운동이 결합된 헬리컬 운동을 해야 교차된 홈(cross hatch) 패턴을 만들 수 있습니다.
호닝은 회전과 축방향 왕복을 동시에 주어 교차 홈을 만드므로, 축방향만 진동한다는 설명은 틀렸다.
원통내면의 정밀도를 더욱 높이기 위하여 막대모양의 가는 입자의 숫돌을 방사상으로 배치한 공구로 다듬질하는 방법을 무엇이라 하는가?
정답 ② · 호닝은 막대 모양의 환형숫돌에 가는 입자를 방사상으로 배치하여, 원통 내면에 회전과 왕복운동을 복합적으로 주어 정밀도를 높이는 다듬질 공정입니다. 수퍼피니싱은 주로 외면에, 래핑은 연마제를 사용한 미세한 가공이므로 원통 내면 가공인 호닝이 정답입니다.
원통 내면을 정밀 다듬질하는 호닝은 막대형 숫돌을 방사상으로 배치한다.
일감을 부식액속에 넣고 화학반응을 일으켜 일감표면에서 여러 가지 형상으로 파내거나 잘라내는 가공법은?
정답 ④ · 일감을 부식액에 넣어 화학 반응으로 표면을 가공하는 방법은 정의상 화학적 가공(Chemical Milling)입니다. 초음파, 플라즈마, 레이저는 물리적 에너지를 활용하는 가공법입니다.
부식액과 화학반응을 이용해 표면을 가공하는 방법은 화학적 가공(Chemical Milling)입니다.
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