표면을 매끄럽게 다듬고 정확한 치수를 얻기 위해 사용하는 정밀 가공 기법 중 하나입니다.
경질입자와 랩핑유를 혼합한 랩제(lapping compound)를 랩과 공작물 사이에 넣고 랩을 누른 상태로 회전 및 왕복운동 시켜 공작물 표면을 다듬질 하는 방법입니다.
랩제가 표면에서 미량의 칩을 깎아내거나, 단단한 재질의 경우 파쇄를 일으켜 가공합니다.
절삭량이 극히 작아 치수를 최대한 맞추어 놓은 상태로 적용합니다.
사용 예 : 광학렌즈(평탄성, 두명도), 반도체 웨이퍼(평탄화,표면마감), 정밀기계부품(엔진,부품,베어링,기어 등)
블록게이지, 길이측정기, 다듬질면 거칠기 개선 등
1.랩 플레이트 준비
- 재료: 랩 플레이트는 주로 무거운 금속(예: 주철, 청동) 또는 유리로 만들어지며, 매우 평평하고 견고합니다.
- 평탄화: 랩 플레이트는 정밀하게 평탄화되어 있어야 하며, 이는 종종 다이아몬드 연마재를 사용하여 이루어집니다.
2.랩핑 재료 선택
- 연마 입자: 랩핑에서 사용되는 연마 입자는 알루미나, 다이아몬드, 실리콘 카바이드 등 다양한 물질로 구성될 수 있으며, 입자의 크기는 나노미터 단위에서 마이크로미터 단위까지 다양합니다.
- 슬러리 또는 페이스트: 연마 입자는 물, 오일, 또는 특수한 화학 혼합물과 혼합되어 슬러리나 페이스트 형태로 사용됩니다.
3.작업물 배치 및 운동
- 고정: 작업물은 랩 플레이트 위에 고정되거나 핸드 랩핑의 경우 손으로 직접 잡고 랩 플레이트 위에서 움직입니다.
- 운동: 랩 플레이트는 회전 운동 또는 왕복 운동을 통해 연마 입자가 작업물 표면에 고르게 작용하도록 합니다. 이 과정에서 작은 압력을 지속적으로 가하여 연마 입자가 표면을 미세하게 제거합니다.
4.압력과 시간 조절
- 압력: 적절한 압력을 유지하는 것이 중요합니다. 압력이 너무 높으면 작업물이 손상될 수 있으며, 너무 낮으면 효과적인 연마가 이루어지지 않습니다.
- 시간: 랩핑 시간은 원하는 표면 마감과 치수 정밀도에 따라 조절됩니다. 일반적으로, 더 긴 시간이 필요할수록 더 정밀한 마감이 가능합니다.
5.검사와 청소
- 표면 검사: 랩핑이 완료된 후, 작업물의 표면을 현미경이나 표면 거칠기 측정 장비를 사용하여 검사합니다.
- 치수 검사: 치수 정밀도를 확인하기 위해 마이크로미터, 게이지 블록 등을 사용합니다.
- 청소: 랩핑 후 작업물 표면에 남아 있는 연마 입자와 슬러리를 깨끗이 제거합니다. 이를 위해 초음파 세척기, 알코올 또는 특수 용매를 사용할 수 있습니다.
장점
높은 표면 평탄도 : 랩핑 공정은 매우 평평한 표면을 만들어내는 데 탁월합니다. 이는 광학 렌즈, 반도체 웨이퍼, 정밀 기계 부품 등에서 중요한 특성입니다.
저거칠기 : 랩핑은 표면의 거칠기를 최소화하여 매끄러운 표면을 제공합니다. 이는 마찰을 줄이고, 기계 부품의 성능과 수명을 향상시킵니다.
치수 정밀도 : 랩핑은 매우 정밀한 치수 제어를 가능하게 합니다. 이는 공차가 매우 작은 부품을 제작할 때 필수적입니다.
재료 제거율 제어 : 랩핑 공정은 제거되는 재료의 양을 정밀하게 제어할 수 있어, 필요 이상으로 재료를 제거하지 않습니다.
다양한 재료 적용 가능:
금속, 유리, 세라믹 등 다양한 재료에 적용할 수 있어, 여러 산업 분야에서 널리 사용됩니다.
단점
시간 소요 : 랩핑 공정은 시간이 많이 걸리는 작업입니다. 특히 매우 높은 정밀도가 요구되는 경우, 장시간이 소요될 수 있습니다.
비용 : 랩핑에 필요한 장비와 연마재가 고가이며, 작업 시간이 길어질수록 인건비도 증가합니다.
숙련도 요구: 공정을 수행하는 작업자는 높은 숙련도가 필요합니다. 잘못된 작업은 부품을 손상시킬 수 있습니다.
복잡한 장비 유지보수:
랩핑 기계와 랩 플레이트의 유지보수가 복잡하고 비용이 많이 듭니다. 평탄도를 유지하기 위해 정기적인 재평탄화가 필요합니다.
오염 및 청소 : 연마 입자와 슬러리가 작업물에 남아 있을 수 있어, 후속 청소 공정이 필요합니다.
재료 손상 위험 : 부적절한 압력이나 연마재 사용으로 인해 작업물이 손상될 수 있습니다. 이는 특히 얇거나 취약한 재료에서 문제가 될 수 있습니다.