84.56 - 각종 재료의 가공 공작기계[레이저나 그 밖의 광선·광자빔·초음파·방전·전기화학·전자빔·이온빔·플라즈마아크(plasma arc) 방식으로 재료의 일부를 제거하여 가공하는 것으로 한정한다]와 워터제트 절단기

(ⅰ) 이러한 공작기계는 재료를 제거하는 방법으로 가공하여야 하며;

(ⅱ) 이러한 공작기계는 기존의 공구(conventional tool)를 갖춘 공작기계에서 수행되어지는 종류로 공정이 수행되는 것이어야 하며;

(ⅲ) 이러한 공작기계는 다음의 7가지 공정 중의 하나를 사용하여야 한다 : 레이저나 그 밖의 광선·광자빔·초음파·방전·전기화학·전자빔·이온빔이나 플라즈마아크(plasma arc) 방식

(ⅰ) 재료를 절삭 가공하는 기계로서 반도체 보울(boule)이나 웨이퍼(wafer)·반도체디바이스·전자집적회로나 평판디스플레이의 제조에 전용되거나 주로 사용하는 종류의 것

(ⅱ) 재료를 절삭 가공하는 기계로서 마스크와 레티클(reticle)의 제조나 수리에 전용되거나 주로 사용하는 종류의 것

(ⅲ) 반도체 재료 상의 건식 식각 패턴용(dry-etching pattern) 기계

앞에서 설명한 기계의 예로는 (ⅰ) 반도체 결정에 구멍을 뚫는 레이저빔 기계류와 (ⅱ) 반도체칩을 자르거나 전자집적회로용 세라믹 기판을 자르거나 구멍을 뚫는 초음파 처리 기계류가 있다.

(A) 레이저나 그 밖의 광선·광자빔 방식으로 하는 가공공작기계
레이저 빔 가공기계(광자가공기계)는 광자가 있는 표적에 입자로 충격을 주는 것으로 구성된다. 이 그룹에는 특히 천공용(시계용 등의 금속·루비)의 기계·금속이나 단단한 물질의 절단용 기계와 여러 가지 고저항 재료 위에 새기는(숫자·문자·선 등) 기계를 포함한다.
레이저 방식으로 작동되는 공작기계의 본질적인 측면은 용융·연소나 증발작용을 통해 재료를 제거["융제(融劑 : ablation)"라고도 한다]하는 것인데, 이러한 방식은 작업대상물에 향하여 초점이 맞추어진 강렬한 레이저 빔으로 이루어진다. 이러한 형태의 어떤 공작기계에서는, 레이저 빔이 저압 워터제트와 한 쌍을 이루는 경우가 있는데, 이 워터제트는 레이저 빔을 안내하고 부스러기를 제거하며 재료를 냉각하는 역할을 한다.
이 그룹의 또 다른 공작기계는 재료의 제거에 사용하는 빔의 형태에 따라 레이저 빔 공정으로 작동되는 공작기계와 차이가 있다.

(B) 초음파 방식으로 하는 가공공작기계
초음파 가공기계(ultrasonic machine-tools)는 초음파 진동에 의하여 진동하는 펀치(punch)와 액체 중에 부유하는 연마제로 이루어진다. 이들 기계는 연마재 순환장치가 결합되는 경우도 있다.
이 그룹에는 특히 다음과 같은 용도에 사용하는 공작기계를 포함한다.

(1) 다이아몬드 다이(die)나 금속탄화물로 만든 다이 가공용;

(2) 광석의 천공이나 성형용;

(3) 유리에 음각을 새기는(engraving) 용도로 사용;

(4) 밀링(milling)용·브로칭(broaching)이나 폴리싱(polishing)용

(C) 방전 방식으로 하는 가공공작기계
이러한 형태의 기계가공 원리는 두 개의 금속성 전극(가공물과 공구) 사이에서 매 초당 수십만 사이클로 아주 짧은 순간의 급 방전에 의하여 금속이 제거되는 현상이다. 이러한 그룹에는, 예를 들면, 고주파전기방전 절단기계를 포함한다.

(D) 전기화학 방식으로 하는 가공공작기계
이러한 형태의 기계가공원리는 전기분해에 의하여 금속이 제거되는 현상이다. 가공물(양극)에 전류를 흐르게 하고 똑같이 공구(음극)에도 전류를 흐르게 한다. 이 양극을 음극성 침전이 불가능한 전해물 속에 잠기도록 하면 이로 인하여 양극분해의 현상이 일어난다.
이 그룹에는 다음의 것을 포함한다.

(1) 전해연마기기 : 현미경이나 금속시험용의 시료 연마용에 사용한다.

(2) 전해절삭기(절삭·절단 공구용의 것) : 칩브레이커 그루브(chip-breaker groove)의 절단용이나 금속탄화물 판의 절단용의 것으로; 이러한 기계는 다이아몬드 휠을 이용한다.

(3) 양극분해에 의하여 여러 가지 종류의 톱니바퀴의 버(burr)를 제거하는 기계

(4) 평면 등을 정밀하게 완성가공하는 기계

(E) 전자빔 방식으로 하는 가공공작기계
전자빔 기계가공은 극히 작은 표면 위의 가공물에 전자를 쏘이는 것인데, 이 전자는 음극(cathode)에 의하여 방사(放射)되고(emitted), 강렬한 전계(電界 : electrical field)에 의하여 가속되며, 자기(磁氣)렌즈나 정전(靜電)렌즈의 장치에 의하여 집중된다.

(F) 이온빔 방식으로 하는 가공공작기계
이러한 공작기계의 빔(beam)은 레이저 빔의 경우에서와 같이 임펄스(impulse)에 의한 것이 아니고 연속동작에 의하여 작업을 한다.

(G) 플라즈마아크(plasma arc) 방식으로 하는 가공공작기계
플라즈마아크(plasma arc) 가공기계는 고장력 상태에서 자기 충격(impulse) 발생기로 발생시킨 전류에 의하여 강렬한 이온화(intense ionisation)가 일어난다. 이것은 초고속으로 판을 절단하고, 거칠게 자르며, 거친 나사 가공을 하도록 한다.

(H) 워터제트 절단기(water-jet cutting machine)
이 그룹에는 수압(water-jet)이나 수압-연마제혼합(water-abrasive jet) 절단기를 포함한다. 이것들은 전형적으로 음속의 두 배에서 세 배에 이르는 속도로 물이나 미세한 연마제와 혼합된 수류(水流)를 이용한 공정에 의해 재료를 절단하도록 고안된 기계들이다. 이 기계들은 3,000 바부터 4,000 바까지의 압력 상황에서 작동하며 다양한 재료에 대하여 다양한 형태의 정밀 절단을 수행할 수 있다. 워터제트 절단기는 전형적으로 연질(軟質)재료[발포물·연질 고무·개스킷(gasket) 재료·박(箔 : foil) 등]에 사용한다. 워터-연마제 제트 혼합절단기는 전형적으로 경질(硬質)재료[공구용 강(鋼)·경질고무·복합물·돌·유리·알루미늄·스테인리스강 등]에 사용한다.

(a) 청정용의 초음파 기기(제8479호)

(b) 땜질용이나 용접용 기기(절단할 수 있는 것인지에 상관없다)(제8515호)

(c) 시험용 기계(제9024호)

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