재료 표면 결함을 극복하기 위한 4가지 중요한 단계

"무결함"이란 실제로 무엇을 의미합니까?

엔지니어링 도면에 "결함 없음", "잔여물 없음", "기름, 그리스 및 미립자 청소", "잔해물 없음", "긁힘 없음"이 표시되거나 재료 표면이 없음을 나타내는 경우 근본적인 문제가 발생합니다. 결함은 허용됩니다. 드로잉은 또한 "드로우 라인 없음", "가우징 없음" 및 "세로 방향 다이 라인 없음"과 같은 특성을 나타냅니다.

이러한 요청의 문제는 부품의 표면을 볼 때 실제로 무엇을 의미합니까?

어떤 표면이든 충분히 자세히 살펴보면 결함을 찾을 수 있습니다. (일반 거울과 10배 확대경 거울로 피부를 본 적이 있습니까?) 이것은 가장 정밀한 금속 가공에서도 마찬가지입니다.

미시적 수준에서의 차이

미시적인 관점에서 표면에는 10배 배율에서는 보이지 않는 선이 있을 수 있지만 50배 배율에서는 주요 골처럼 보입니다. 컷오프 튜브의 표면은 10배 배율에서 균일하게 보일 수 있지만 주사 전자 현미경(SEM)을 사용하여 500배 배율에서는 결 정렬의 불완전함이 드러납니다.

극도로 높은 배율에서 거의 모든 재료에는 표면 문제가 있습니다. 그러나 "결함이 없는" 표면을 요구할 때 도면은 부품의 표면을 얼마나 면밀히 검사해야 하는지, 또는 더 중요하게는 고객이 얼마나 면밀히 검사해야 하는지를 지정하지 못하는 경우가 많습니다.

그렇다면 재료 표면 결함 문제를 어떻게 극복할 수 있습니까? 이 4단계를 적용하세요!

1. 배율 결정

부품이 적절한 세부 수준으로 검사되도록 하려면 재료 표면을 검사해야 하는 배율을 식별하는 것이 매우 중요합니다. 배율은 물체의 겉보기 크기(또는 이미지의 크기)와 실제 크기 사이의 비율로 5x, 10x, 20x, 50x 등으로 표시됩니다.

도면에 배율을 표시함으로써 귀하와 귀하의 공급업체는 재료의 표면이 귀하의 요구 사항을 충족하는지 여부를 측정하기 위해 합의된 수준을 갖게 됩니다.

하지만 배율을 지정할 때 무엇을 고려해야 합니까?

확대 수준을 선택할 때 최종 용도에 맞는 것도 중요합니다. 면밀한 검사에는 추가 비용이 수반되므로 부품을 과도하게 엔지니어링하고 요구 사항을 초과하여 예산을 초과할 수 있는 표면 마감 처리를 요구하지 않는지 확인해야 합니다.

예를 들어, 튜브나 막대에 약간의 홈이 있어도 부품의 성능에 영향을 미치지 않는다면 100배 확대로 부품을 검사하는 것은 과도할 수 있습니다. 그러나 중요한 비행기 부품 내에서 사용될 볼 베어링을 생산하는 경우 기능을 보장하고 안전 요구 사항을 충족하기 위해 높은 배율이 필요할 수 있습니다.

2. 광원의 각도 고려

광원의 각도는 미시적인 수준에서 재료 표면의 모양에 영향을 줄 수도 있습니다.

빛의 각도는 그리기 선, 균열, 홈, 움푹 들어간 곳 및 기타 표면 마감 결함의 인지된 크기를 증가 또는 감소시킬 수 있는 그림자 및 반사를 유발할 수 있습니다. 각도는 또한 모양을 변경하거나 변색의 존재를 숨길 수 있습니다.

광학 현미경은 링 라이트, 내장형 광섬유, 평행 형광등 또는 역광과 같은 다양한 광원에 의존할 수 있습니다. 이들 모두는 서로 다른 그림자를 드리웁니다.

3. 빛의 색온도 식별

또 다른 변수는 현미경이 LED, 형광등 또는 백열등을 사용하는지 여부를 식별하는 것과 비교하여 광원을 보다 포괄적으로 보는 방법인 빛의 색온도입니다.

가시광선의 이러한 특성은 켈빈(K)으로 표시됩니다. 5,000K 이상의 온도를 차가운 색(청백색)이라고 하고 낮은 온도(2,700–3,000K)를 따뜻한 색(황백색에서 빨간색까지)이라고 합니다.

색온도의 차이는 부품 표면의 모양에 영향을 줄 수 있습니다. 이로 인해 다음과 같은 불일치가 발생할 수 있습니다.

• 다른 조명 아래에서 같은 부품을 보는 두 사람이 재료 표면을 보고 설명하는 방법
• 부품이 "어떻게 보여야 하는지" 확인하기 위해 공유되는 사진이나 동영상에서 표면이 어떻게 보일지

4. 빛의 존재를 고려하십시오

고려해야 할 또 다른 변수는 빛의 존재 여부입니다. 더 구체적으로 말하면 SEM의 경우와 같이 빛이 없다는 것입니다.

모든 현미경 검사에는 육안으로 볼 수 없는 물체 및/또는 표면 영역을 보는 것이 포함됩니다. 광학 현미경은 가시 광선 광선의 회절, 반사 또는 굴절을 사용하여 이미지를 만듭니다.

그러나 SEM은 물체 및/또는 표면의 3차원 이미지를 생성하기 위해 샘플의 지형을 반사하는 집중된 전자 빔으로 샘플을 스캔하여 샘플을 검사합니다. 즉, 인간의 눈에 SEM은 완전한 어둠 속에서 부품을 봅니다!

즉, 혼란스러운 그림자 효과가 없습니다.

SEM이 귀하의 애플리케이션에 적합합니까?

전자는 가시광선보다 파장이 훨씬 작기 때문에 SEM은 광학 현미경으로 생성된 것보다 훨씬 더 높은 해상도로 이미지를 생성할 수 있습니다. 또한 SEM은 초점 심도가 더 크기 때문에 더 자세한 3D 이미징이 가능합니다.

그러나 전자 소스, 렌즈 및 샘플이 모두 진공 상태여야 한다는 점을 포함하여 SEM에는 주요 단점이 있습니다. 일상적인 애플리케이션의 경우 SEM도 매우 비싸고 복잡하며 사용하기 어렵습니다.

또한, SEM은 일반적인 현미경 방법과 근본적으로 다르기 때문에 보다 일반적인 광학 현미경 방법을 사용하여 눈으로 볼 수 있는 것과 비교할 수 있는 근거를 제공하지 못합니다. 따라서 SEM이 생성하는 세부 사항의 수준은 놀랍지만 공장이나 상점의 일반적인 리소스와 호환되지 않습니다.

즉, SEM 수준의 "무결함"을 요구하는 것은 적어도 현재로서는 실용적이지 않습니다.

지금 생각하면 나중에 품질을 보장하는 데 도움이 됩니다.

좋은 소식은 보다 일반적인 현미경 방법을 사용하여 부품 표면을 검사할 배율 수준을 지정할 수 있고 항상 지정해야 한다는 것입니다.

일반적인 광학 현미경은 5x에서 50x까지 어디에서나 측정할 수 있으며 다른 고급 옵션이 있습니다. 예를 들어 Metal Cutting Corporation은 200배까지 확대할 수 있는 광학 현미경을 보유하고 있으며 당사의 비디오 검사 장비는 훨씬 더 높은 수준의 세부 사항을 표시할 수 있습니다.

무엇보다도 재료 표면, 배율, 제조 공정 초기(예:도면을 작성하거나 RFQ를 완료할 때 최종 사용 요구 사항과 어떻게 관련되는지)에 대해 생각하십시오. 이는 향후 문제를 방지하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 부품이 검사를 통과하고 요구 사항을 충족하는지 확인하는 데 도움이 됩니다.