「표면을 평평하게 다듬고 싶다」「표면에 거울처럼 광택을 내고 싶다」라는 목적으로 실시되는 것이 연마 가공입니다. 제품의 외관을 향상시키거나 접동성을 좋게 하는 등 다양한 종류가 있어 상황에 따라 적절한 방법을 선택하는 것이 중요합니다. 이번에는 연마 가공의 개요와 종류, 연삭 가공과의 차이, 작업 순서 등을 해설합니다. 
목차
연마 가공이란?
연마 가공이란 표면 처리의 일종으로 공작물의 표면을 닦아서 매끄럽게 하는 가공 방법입니다. 연마 가공에서는 일반적으로 지립이라는 미세한 단단한 입자를 사용하여 공작물 표면의 요철이나 이물질을 조금씩 깎아냅니다. 이 경우 유리된 상태의 지립을 사용하는 경우와 지립을 결합제로 굳힌 숫돌을 사용하는 경우가 있습니다. 또한 지립이 아닌 전기 분해를 활용하여 표면을 조금씩 녹이는 방법 등도 있습니다. 연마 가공의 특징은 가공 정밀도가 높습니다. 연마 가공은 마이크로 미터 단위로 가공량을 조정할 수 있어 정밀도가 요구되는 부품 가공에 적합합니다. 표면 가공의 최종 공정으로 실시되는 경우도 많습니다. 연마 가공을 하면 공작물 표면이 광택 있는 상태로 마감됩니다. 따라서 금속 안쪽을 경면 가공하거나 미관이 요구되는 기계 부품을 가공할 때 이용됩니다. 게다가 연마를 통해 공작물 표면의 녹이나 변색, 오염도 방지할 수 있습니다. 가공 대상은 금속만이 아닙니다. 유리나 플라스틱 등도 금속과 동일하게 가공할 수 있습니다. 연마 가공은 매우 범용성 높은 가공 방법이라고 할 수 있겠습니다.
연삭 가공과의 차이
연삭 가공도 연마 가공과 마찬가지로 공작물의 표면을 조금씩 제거하는 방법입니다. 연삭 가공에서는 고속 회전시킨 숫돌을 공작물에 바짝 대고 공작물의 표면을 깎아냅니다. 연마 가공과 연삭 가공은 모두 지립을 「커터」로 사용하는 가공 방법이지만 가공 정밀도를 결정하는 인자가 다릅니다. 연마 가공은 공구(숫돌이나 유리 지립)를 일정한 압력으로 공작물에 밀어 붙여 면의 품질이나 면조도를 조정하는 「압력」 제어 방식의 가공 방법입니다. 한편 연삭 가공은 절삭을 가한 공구(숫돌)의 회전수 등에 의해 가공 정밀도를 조정하는 「운동」 제어 방식의 가공 방법입니다. 또한 연마 가공은 「닦아서 다듬는다(매끄럽게 한다)」의 의도가 강하고 연삭 가공은 「깎아서 형태를 변화시킨다」의 의도가 강한 점도 특징입니다.
연마 가공의 주요 종류
연마 가공에는 다양한 종류가 있습니다. 공작물의 재질이나 형상, 필요한 품질 등에 따라 적절한 방법을 선택합시다.
숫돌 연마
숫돌 연마는 숫돌을 사용하여 공작물 표면을 닦는 방법입니다. 고속 회전시킨 숫돌에 공작물을 대고 닦는 방법(연삭 가공과 동일한 공구를 사용하는 방법)과 숫돌을 고정시켜 두고 공작물을 움직이는 방법(부엌칼을 가는 경우 등)이 있습니다. 숫돌 연마에서는 숫돌 표면에서 나온 지립이 「커터」로 작용하여 공작물 표면을 깎아냅니다. 공작물을 깎는 과정에서 지립이 마모, 탈락해도 숫돌 내부에서 다음 지립이 나오기(자생 작용) 때문에 숫돌의 날카로움은 항상 유지될 수 있습니다. 금형의 마감 등에 사용됩니다
래핑 연마
래핑 머신이라는 원반 모양의 테이블로 공작물을 위아래로 끼워넣고 랩제(지립에 소량의 윤활유를 섞은 것)를 통해 래핑 머신과 공작물을 문지르는 방법입니다. 래핑 연마는 평활화 효과가 높고 경면과 같은 마감을 실현할 수 있습니다. 래핑 연마에는 랩제와 랩액(석유 등)을 섞은 것을 흘려 넣으면서 저압으로 가공하는 건식법과 래핑 머신에 랩제를 갈아넣어 두고 고압으로 가공하는 건식법이 있습니다. 건식법은 가공량이 많고 표면은 무광택으로 마감됩니다. 한편 건식법은 가공량이 적고 광택 있는 경면을 실현할 수 있습니다.
버프 연마
펠트 등의 부드러운 소재로 만들어진 「버프」에 연마제를 부착시켜 버프를 회전시키면서 공작물에 바짝 대고 공작물을 가공하는 방법입니다. 버프 연마는 대분분의 경우 연마 가공의 최종 공정에서 사용됩니다.
배럴 연마
통 모양 용기에 공작물, 연마제, 물 등을 넣고 용기를 회전, 진동시켜 공작물 표면을 연마하는 방법입니다. 버 제거나 모따기 등에서도 활용됩니다. 배럴 연마의 연마 품질은 다른 방법에 뒤떨어집니다. 그러나 배럴 연마에는 「한번에 대량의 공작물을 가공할 수 있다」「모든 공작물을 고르게 균일하게 마감할 수 있다」는 이점도 있습니다.
전해 연마
전해 연마는 이번에 소개하는 연마 방법 중에서 유일하게 지립을 사용하지 않는 방법입니다. 공작물을 전해액에 담그고 전류를 흘(전기 분해한다)려서 공작물 표면을 녹여 매끄럽게 합니다. 전해 연마는 가공 정밀도가 높고 미세한 요철도 제거 가능합니다. 또한 다른 방법으로는 연마할 수 없을 것 같은 좁은 곳도 가공할 수 있습니다. 지립을 사용하지 않으므로 표면에 흠집이 나지 않고 오염이나 균이 잘 부착되지 않는 점도 장점입니다. 한편 「스테인리스나 알루미늄 등 일부 금속에만 적용할 수 있다」「비용이 고가이다」라는 단점도 있습니다.
연마 가공의 순서
연마 가공은 크게 다음 4가지 공정으로 나눌 수 있습니다. 공정이 진행될 때마다 보다 미세한 지립을 사용합니다. 기계를 이용한 자동 연마도 많이 있지만 금형의 마감 등에서는 지금도 수작업을 통한 연마가 이루어지고 있습니다. 그래서 여기에서는 수작업 시 연마 가공 순서를 소개합니다.
바탕
바탕은 거친 지림을 사용하여 공작물 표면의 큰 요철이나 이물질을 제거하는 공정입니다. 공작물의 최종 치수는 크게 신경 쓰지 않고 대충 깎아냅니다. 그렇다고 해도 너무 거친 지립을 사용하면 공작물 표면에 깊은 흠집이 생겨 최종 공정인 경면 마감에 도달하기까지 시간이 걸리게 됩니다. 공작물의 종류 등에 따라 적절한 입도의 지립을 선택합시다.
다듬기
바탕이 완료되어도 아직 공작물 표면은 거칠거칠합니다. 이 표면을 한층 더 닦아서 평평하게 하는 공정이 「다듬기」입니다. 다듬기 공정에서는 바탕 공정보다 미세한 지립을 사용하여 공작물 표면 전체를 균등하게 닦습니다. 다듬기 공정은 최종적인 마감에 크게 영향을 주는 중요한 공정입니다. 균등하게 연마하고 있는지를 충분히 의식하면서 신중하게 실시합시다.
광택 내기
다듬기 공정이 완료된 시점에서 공작물 표면은 평평하게 되어 있습니다. 다음 광택 내기 공정에서는 다듬기 공정보다 미세한 지립을 사용하여 공작물 표면을 닦고 표면의 오염을 제거하여 광택을 냅니다. 광택 내기 공정에서는 일반적으로 종이나 천의 연마재가 아닌 콤파운드 등의 액체 연마제를 사용합니다. 콤파운드는 광범위하게 펴 바르면 즉시 건조되기 때문에 소량씩 사용하여 부분적으로 연마해 갑시다.
경면 마감
경면 마감은 공작물 표면을 닦아서 거울과 같은 상태로 하는 공정입니다. 사용하는 지립의 입도를 조금씩 작게 하면 마감을 세밀하게 조정할 수 있습니다. 광택 내기 공정과 마찬가지로 액체 연마제를 사용하는 경우가 대부분입니다. 경면 마감은 사용 후 흠집이 눈에 띈다는 단점이 있습니다. 따라서 헤어 라인 가공이나 엠보싱 마감 등을 하여 모양으로 요철을 처리하는 경우도 있습니다.
정리
연마 가공은 지립이나 화학 반응을 사용하여 공작물 표면을 조금씩 깎아내 매끄러운 경면으로 마감하는 가공 방법입니다. 연마 가공 공정은 크게 4가지로 나눌 수 있고 공정이 진행될 수록 더욱 미세한 지립을 사용합니다. 사용 시 흠집이 두드러지지 않도록 헤어 라인 가공 등을 하여 일부러 요철을 처리하는 경우도 있습니다.
