KR102456226B1 - 블라스트 가공 장치 및 블라스트 가공 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 도장전 또는 접착전의 복합재에 대한 블라스트 가공에 의해, 보다 양호한 품질로 표면이 활성화된 복합재를 얻는 것을 과제로 한다.
실시형태에 따른 블라스트 가공 방법은, 시험편에 미리 정해진 블라스트 가공 조건으로 블라스트 가공을 행한 경우에 생기는 시험편의 변형량과, 미리 정해진 블라스트 가공 조건으로 도장전 또는 접착전에 있어서의 표면 활성화를 목적으로 하는 블라스트 가공을 복합재의 샘플에 대하여 행한 경우의 샘플의 표면에 있어서의 활성화의 정도의 관계를 나타내는 참조 정보에 기초하여, 복합재에 대한 블라스트 가공 조건을, 블라스트 가공의 대상이 되는 복합재의 표면에 있어서의 활성화의 정도가 적절한 범위가 되도록 설정하는 단계와, 활성화의 정도가 적절한 범위가 되도록 설정된 블라스트 가공 조건으로, 블라스트 가공의 대상이 되는 복합재의 블라스트 가공을 실행함으로써 피블라스트 가공품을 제조하는 단계를 갖는다.
실시형태에 따른 블라스트 가공 방법은, 시험편에 미리 정해진 블라스트 가공 조건으로 블라스트 가공을 행한 경우에 생기는 시험편의 변형량과, 미리 정해진 블라스트 가공 조건으로 도장전 또는 접착전에 있어서의 표면 활성화를 목적으로 하는 블라스트 가공을 복합재의 샘플에 대하여 행한 경우의 샘플의 표면에 있어서의 활성화의 정도의 관계를 나타내는 참조 정보에 기초하여, 복합재에 대한 블라스트 가공 조건을, 블라스트 가공의 대상이 되는 복합재의 표면에 있어서의 활성화의 정도가 적절한 범위가 되도록 설정하는 단계와, 활성화의 정도가 적절한 범위가 되도록 설정된 블라스트 가공 조건으로, 블라스트 가공의 대상이 되는 복합재의 블라스트 가공을 실행함으로써 피블라스트 가공품을 제조하는 단계를 갖는다.
Description
본 발명의 실시형태는 블라스트 가공 장치 및 블라스트 가공 방법에 관한 것이다.
종래, 항공기 등의 부품의 재료로서 이용되는 유리 섬유 강화 플라스틱(GFRP : Glass Fiber Reinforced Plastics)이나 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP : Carbon Fiber Reinforced Plastics) 등의 복합재를 도장 또는 접착하는 경우에는, 전처리로서 복합재 표면의 블라스트 가공이 행해진다(예컨대 특허문헌 1 참조).
블라스트 가공을 행하면 복합재의 표면이 활성화된다. 구체적으로는, 복합재의 표면 거칠기가 거칠어져, 복합재의 표면 에너지가 복합재와 도료 사이에서의 계면 에너지보다 커진다. 그 결과, 복합재에 대한 도료나 접착제의 습윤성이 향상되어, 도장 박리나 접착 불량을 방지하는 것이 가능해진다.
블라스트 가공에 의해 복합재의 표면이 도장 또는 접착에 적합한 정도로 충분히 활성화되었는지의 여부는, 검사원의 육안 또는 복합재의 표면 거칠기의 측정에 의해 평가된다.
본 발명은, 도장전 또는 접착전의 복합재에 대한 블라스트 가공에 의해, 보다 양호한 품질로 표면이 활성화된 복합재를 얻는 것이 가능한 블라스트 가공 장치 및 블라스트 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시형태에 따른 블라스트 가공 방법은, 시험편에 미리 정해진 블라스트 가공 조건으로 블라스트 가공을 행한 경우에 생기는 상기 시험편의 변형량과, 상기 미리 정해진 블라스트 가공 조건으로 도장전 또는 접착전에 있어서의 표면 활성화를 목적으로 하는 블라스트 가공을 복합재의 샘플에 대하여 행한 경우의 상기 샘플의 표면에 있어서의 상기 활성화의 정도의 관계를 나타내는 참조 정보에 기초하여, 도장전 또는 접착전에 있어서의 표면 활성화를 목적으로 하는 블라스트 가공의 대상이 되는 복합재에 대한 블라스트 가공 조건을, 상기 블라스트 가공의 대상이 되는 상기 복합재의 표면에 있어서의 활성화의 정도가 적절한 범위가 되도록 설정하는 단계와, 상기 활성화의 정도가 적절한 범위가 되도록 설정된 상기 블라스트 가공 조건으로, 상기 블라스트 가공의 대상이 되는 상기 복합재의 블라스트 가공을 실행함으로써 피블라스트 가공품을 제조하는 단계를 갖는 것이다.
또한, 본 발명의 실시형태에 따른 블라스트 가공 방법은, 시험편과, 도장전 또는 접착전에 있어서의 표면 활성화를 목적으로 하는 블라스트 가공의 대상이 되는 복합재를 대상으로 하여 동일한 블라스트 가공 조건으로 블라스트 가공을 실행함으로써 피블라스트 가공품을 제조하는 단계와, 상기 블라스트 가공후에 있어서의 상기 시험편의 변형량을 측정하는 단계와, 상기 변형량의 측정 결과와 참조 정보에 기초하여, 상기 블라스트 가공후의 상기 복합재의 표면에 있어서의 상기 활성화의 정도가 적절한 범위인지의 여부를 평가하는 단계를 갖는 것이다. 상기 참조 정보는, 상기 시험편에 미리 정해진 블라스트 가공 조건으로 블라스트 가공을 행한 경우에 생기는 상기 시험편의 변형량과, 도장전 또는 접착전에 있어서의 표면 활성화를 목적으로 하는 블라스트 가공을 상기 미리 정해진 블라스트 가공 조건으로 복합재의 샘플에 대하여 행한 경우의 상기 샘플의 표면에 있어서의 상기 활성화의 정도의 관계를 나타내는 정보이다.
또한, 본 발명의 실시형태에 따른 블라스트 가공 방법은, 알멘 스트립의 T편 또는 상기 T편과 실질적으로 동등하다고 간주할 수 있는 시험편에 블라스트 가공을 행한 경우에 생기는 아크 높이값이 0.05 mm 내지 0.12 mm가 되는 블라스트 가공 조건을 설정하는 단계와, 상기 블라스트 가공 조건으로, 도장전 또는 접착전에 있어서의 표면 활성화를 목적으로 하는 블라스트 가공의 대상이 되는 복합재의 블라스트 가공을 실행함으로써 피블라스트 가공품을 제조하는 단계를 갖는 것이다.
또한, 본 발명의 실시형태에 따른 블라스트 가공 장치는, 참조 정보 보존부, 블라스트 가공 조건 설정부 및 블라스트 분사부를 구비한다. 참조 정보 보존부는, 시험편에 미리 정해진 블라스트 가공 조건으로 블라스트 가공을 행한 경우에 생기는 상기 시험편의 변형량과, 상기 미리 정해진 블라스트 가공 조건으로 도장전 또는 접착전에 있어서의 표면 활성화를 목적으로 하는 블라스트 가공을 복합재의 샘플에 대하여 행한 경우의 상기 샘플의 표면에 있어서의 상기 활성화의 정도의 관계를 나타내는 참조 정보를 보존한다. 블라스트 가공 조건 설정부는, 상기 참조 정보에 기초하여, 도장전 또는 접착전에 있어서의 표면 활성화를 목적으로 하는 블라스트 가공의 대상이 되는 복합재에 대한 블라스트 가공 조건을, 상기 블라스트 가공의 대상이 되는 상기 복합재의 표면에 있어서의 활성화의 정도가 적절한 범위가 되도록 설정한다. 블라스트 분사부는, 상기 활성화의 정도가 적절한 범위가 되도록 결정된 상기 블라스트 가공 조건으로, 상기 블라스트 가공의 대상이 되는 상기 복합재의 블라스트 가공을 실행한다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 블라스트 가공 장치의 구성도.
도 2는 알멘 홀더로 유지된 알멘 스트립의 정면도.
도 3은 도 2에 나타내는 알멘 홀더 및 알멘 스트립의 상면도.
도 4는 도 2에 나타내는 알멘 스트립의 종류를 나타내는 도면.
도 5는 도 2에 나타내는 알멘 스트립의 아크 높이의 정의를 나타내는 도면.
도 6은 CFRP의 샘플을 대상으로 하여 블라스트 가공 조건을 바꿔 블라스트 가공을 행한 경우의 표면 활성화의 정도의 양부의 결과의 일례를 나타내는 도면.
도 7은 도 6에 나타내는 블라스트 가공 조건 및 CFRP의 샘플의 표면에 있어서의 활성화의 정도의 양부를 알멘 스트립의 T편의 아크 높이와 관련지은 예를 나타내는 도면.
도 8은 도 6에 나타내는 블라스트 가공 조건 및 CFRP의 샘플의 표면에 있어서의 활성화의 정도의 양부를 알멘 스트립의 T편의 아크 높이와 관련지은 다른 예를 나타내는 도면.
도 9는 도 1에 나타내는 블라스트 가공 장치에 의한 블라스트 가공의 흐름의 일례를 나타내는 플로우차트.
도 2는 알멘 홀더로 유지된 알멘 스트립의 정면도.
도 3은 도 2에 나타내는 알멘 홀더 및 알멘 스트립의 상면도.
도 4는 도 2에 나타내는 알멘 스트립의 종류를 나타내는 도면.
도 5는 도 2에 나타내는 알멘 스트립의 아크 높이의 정의를 나타내는 도면.
도 6은 CFRP의 샘플을 대상으로 하여 블라스트 가공 조건을 바꿔 블라스트 가공을 행한 경우의 표면 활성화의 정도의 양부의 결과의 일례를 나타내는 도면.
도 7은 도 6에 나타내는 블라스트 가공 조건 및 CFRP의 샘플의 표면에 있어서의 활성화의 정도의 양부를 알멘 스트립의 T편의 아크 높이와 관련지은 예를 나타내는 도면.
도 8은 도 6에 나타내는 블라스트 가공 조건 및 CFRP의 샘플의 표면에 있어서의 활성화의 정도의 양부를 알멘 스트립의 T편의 아크 높이와 관련지은 다른 예를 나타내는 도면.
도 9는 도 1에 나타내는 블라스트 가공 장치에 의한 블라스트 가공의 흐름의 일례를 나타내는 플로우차트.
본 발명의 실시형태에 따른 블라스트 가공 장치 및 블라스트 가공 방법에 관해 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
(구성 및 기능)
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 블라스트 가공 장치의 구성도이다.
블라스트 가공 장치(1)는, CFRP나 GFRP 등의 복합재로 구성되는 워크(W)의 도장전 또는 접착전에 있어서의 표면 활성화를 목적으로 하는 블라스트 가공을 행하는 장치이다. 즉, 블라스트 가공 장치(1)는, 입자로 구성되는 투사재를 미디어로 하여 워크(W)에 충돌시켜 표면을 조면화함으로써, 도료나 접착제의 습윤성을 향상시키는 쇼트 블라스트 가공을 행하는 장치이다. 복합재를 대상으로 하는 블라스트 가공용 미디어로는, 세라믹스 등의 경질 입자가 대표적이다. 보다 구체적으로는, 알루미나, 실리카, 탄화규소, 지르코니아 입자 등의 세라믹스 입자를 블라스트 가공용 미디어로서 이용할 수 있다.
블라스트 가공 장치(1)는, 블라스트 분사부(2), 블라스트 가공 조건 설정부(3) 및 참조 정보 보존부(4)를 갖는다.
블라스트 분사부(2)는, 설정된 블라스트 가공 조건으로 워크(W)의 블라스트 가공을 행하는 시스템이다. 그 때문에, 블라스트 분사부(2)에는, 적어도 블라스트 가공의 미디어를 워크(W)에 대하여 분사하는 노즐(5), 노즐(5)에 압축 에어를 공급하는 에어 공급계(6), 노즐(5)에 미디어를 공급하는 미디어 공급계(7) 및 블라스트 가공 조건에 따라서 블라스트 가공 장치(1)의 각 구성요소를 제어하는 제어계(8)가 구비된다. 도 1에 나타내는 예에서는, 복합재의 패널(W1)에 스트링거(W2)를 부착하여 구성되는 워크(W)가 테이블에 설치되고, 워크(W)의 블라스트 가공 위치를 향해 서로 다른 방향으로부터 동시에 미디어를 분사할 수 있도록 2개의 노즐(5)이 블라스트 분사부(2)에 설치되어 있다.
또한, 노즐(5)과 워크(W)의 상대 위치를 바꿀 수 있도록, 워크(W) 및 노즐(5) 중 적어도 하나를 이동시키는 이동 기구(9)를 블라스트 가공 장치(1)에 설치할 수 있다. 이동 기구(9)에 의해, 워크(W) 및 노즐(5) 중 적어도 하나를 3축 방향으로 이동시킬 수 있도록 하는 것이 실용적이다. 이동 기구(9)의 구조로는, 임의의 구조를 채택할 수 있다. 예컨대, 레일을 따라서 워크(W) 및 노즐(5) 중 적어도 하나를 임의 축방향으로 이동시키는 구조나 워크(W) 및 노즐(5) 중 적어도 하나를 이동시키는 다관절 아암 등의 링크 기구를 이동 기구(9)의 구성 요소로서 채택할 수 있다. 이 경우, 노즐(5)과 워크(W) 사이의 거리를 포함하는 상대 위치는 블라스트 가공 조건의 하나가 된다. 이 때문에, 제어계(8)에 의해 이동 기구(9)를 제어할 수 있도록 구성된다.
블라스트 가공 조건 설정부(3)는, 입력 장치(3A) 및 표시 장치(3B)를 구비하며, 입력 장치(3A)의 조작에 의해 입력된 정보에 따라서 블라스트 가공 조건을 설정하는 기능을 갖고 있다. 한편, 참조 정보 보존부(4)에는, 블라스트 가공 조건을 적절한 조건으로 설정하기 위해 참조되는 참조 정보가 보존된다.
그리고, 블라스트 가공 조건 설정부(3)는, 참조 정보 보존부(4)에 보존된 참조 정보에 기초하여, 도장전 또는 접착전에 있어서의 표면 활성화를 목적으로 하는 블라스트 가공의 대상이 되는 복합재에 대한 블라스트 가공 조건을, 그 복합재의 표면에 있어서의 활성화의 정도가 적절한 범위가 되도록 설정하는 기능을 갖고 있다. 이 때문에, 블라스트 분사부(2)에서는, 표면에 있어서의 활성화의 정도가 적절한 범위가 되도록 결정된 블라스트 가공 조건으로, 블라스트 가공의 대상이 되는 복합재의 블라스트 가공을 실행할 수 있다.
적절한 블라스트 가공 조건을 설정하기 위해 참조되는 참조 정보는, 형상이 기지인 시험편에 미리 정해진 블라스트 가공 조건으로 블라스트 가공을 행한 경우에 생기는 시험편의 변형량(변형량)과, 동일한 미리 정해진 블라스트 가공 조건으로 복합재의 샘플에 대하여 블라스트 가공을 행한 경우의 샘플의 표면에 있어서의 활성화의 정도의 관계를 나타내는 정보로서 참조 정보 보존부(4)에 보존된다.
즉, 서로 다른 복수의 블라스트 가공 조건으로 시험편의 블라스트 가공을 행한 경우의 시험편의 각 변형량과, 대응하는 복수의 블라스트 가공 조건을 관련지을 수 있다. 마찬가지로, 시험편에 대한 조건과 동일한 복수의 블라스트 가공 조건으로 복합재의 샘플에 대하여 블라스트 가공을 행한 경우의 샘플의 표면에 있어서의 활성화의 정도와, 대응하는 복수의 블라스트 가공 조건을 관련지을 수 있다. 그렇게 하면, 블라스트 가공 조건마다 복합재의 표면에 있어서의 활성화의 정도와 시험편의 변형량을 관련지을 수 있다. 그 결과, 복합재의 표면에 있어서의 활성화의 정도를, 시험편의 변형량을 지표로 하여 정량적으로 표현하는 것이 가능해진다.
따라서, 시험편 및 복합재의 샘플을 대상으로 하는 동일한 복수의 블라스트 가공 조건에 의한 블라스트 가공의 시험에 의해, 복합재의 표면에 있어서의 활성화의 정도가 적절해지는 범위를, 시험편의 변형량의 범위로서 구할 수 있다. 그렇게 하면, 복합재의 표면에 있어서의 활성화의 정도가 적절해지는 범위에 대응하는 시험편의 변형량의 범위에 더욱 대응하는 블라스트 가공 조건이 적절한 조건이 된다.
특히, 시험편의 변형량을 지표로 하여 복합재의 표면에 있어서의 활성화의 정도를 정량적으로 나타내면, 요구되는 활성화의 정도를 얻기 위해, 시험편의 변형량을 참조하여, 보다 적절한 블라스트 가공 조건을 용이하게 설정하는 것이 가능해진다. 또한, 블라스트 가공 대상이 되는 복합재와 함께 시험편을 블라스트 가공하면, 시험편의 변형량의 측정 결과를, 블라스트 가공후의 복합재의 품질을 나타내는 검사 기록으로서 기록할 수 있다. 즉, 시험편의 변형량의 측정 결과를 참조함으로써, 블라스트 가공후의 복합재의 표면에 있어서의 활성화의 정도를 수치로서 정량 평가할 수 있다.
한편, 시험편의 블라스트 가공을 행하지 않은 경우라 하더라도, 블라스트 조건에 대응하는 시험편의 변형량을, 블라스트 가공후의 복합재의 품질을 나타내는 검사 기록으로서 기록할 수 있다. 이 경우, 블라스트 조건에 대응하는 시험편의 변형량을 참조함으로써, 정량적으로 용이하게 블라스트 가공후의 복합재의 표면에 있어서의 활성화의 정도를 어림하는 것이 가능해진다.
또한, 시험편의 변형량의 측정 결과를 축적하여 통계적으로 변동을 평가하면, 복합재에 한정되지 않고, 블라스트 가공 장치(1)의 제어 오차 등의 성능을 평가하는 것도 가능해진다. 따라서, 시험편의 변형량의 측정 결과는, 블라스트 가공후의 복합재 및 블라스트 가공에 사용한 블라스트 가공 장치 중 적어도 한쪽의 검사 기록으로서 기록할 수 있다.
또한, 시험편의 변형량의 측정 결과와, 설정된 블라스트 가공 조건에 대응하는 시험편의 변형량을 비교하는 것에 의해서도, 블라스트 가공 장치(1)의 제어 오차 등의 성능을 평가하는 것이 가능하다. 따라서, 설정된 블라스트 가공 조건에 대응하는 시험편의 변형량에 관해서도, 블라스트 가공후의 복합재 및 블라스트 가공에 사용한 블라스트 가공 장치 중 적어도 한쪽의 검사 기록으로서 기록할 수 있다.
블라스트 가공의 대상이 되는 시험편으로는, 블라스트 가공 조건을 변화시켜 블라스트 가공을 행한 경우에, 변형량을 적절한 정밀도로 측정할 수 있는 형상 및 재질이라면, 임의의 형상 및 재질을 갖는 것을 채택할 수 있다. 특히 범용성 및 실용성이 높은 시험편으로서, 알멘 스트립(Almen strip)을 들 수 있다.
알멘 스트립은, 원래 스프링이나 톱니바퀴를 대상으로 하는 쇼트 피닝용에 규격화된 시험편이다. 쇼트 피닝은, 금속의 표면에 잔류 압축 응력을 부여시킴으로써, 피로 강도나 내응력 부식 균열성의 향상을 목적으로 하는 표면 처리이다. 즉, 쇼트 피닝에 의해 금속의 표면에 소성 가공을 행하면, 가공 경화에 의해 금속의 표면층에 압축 잔류 응력이 부여된다. 그 결과, 스프링이나 톱니바퀴 등의 금속의 기계적 특성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 알멘 스트립은, 금속의 쇼트 피닝에서의 피닝 강도를 측정하기 위해 이용되는 금속편이다. 또한, 피닝 강도는, 쇼트 피닝의 대상이 되는 금속의 단위표면적에 단위시간당 작용하는 쇼트의 운동 에너지이다.
도 2는 알멘 홀더로 유지된 알멘 스트립의 정면도이며, 도 3은 도 2에 나타내는 알멘 홀더 및 알멘 스트립의 상면도이다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 알멘 스트립(10)은, 직사각형이자 판형의 형상을 갖는다. 알멘 스트립(10)은, 규격화된 전용 알멘 홀더(11)에, 4개의 나사(12)로 고정한 상태로 사용된다. 즉, 알멘 홀더(11)로 유지된 알멘 스트립(10)이 쇼트 피닝의 대상이 되는 금속에 부착된다. 그리고, 금속과 함께 알멘 스트립(10)에 대하여 쇼트 피닝이 행해진다.
도 4는 도 2에 나타내는 알멘 스트립(10)의 종류를 나타내는 도면이다.
알멘 스트립(10)에는, 두께, 경도 또는 평탄도가 상이한 A편, C편, N편, H편 및 T편 등의 종류가 준비되어 있다. 단, 알멘 스트립(10)의 폭은 종류에 상관없이 19.0(+0, -0.1) mm이며, 알멘 스트립(10)의 길이는 종류에 상관없이 76.0±0.4 mm이다.
알멘 스트립(10)의 경도는, 록웰 경도를 단위로 하여 정해져 있다. 록웰 경도에는, HRA나 HRC 등의 복수의 스케일이 있다. 알멘 스트립(10)의 경도의 단위로서 이용되는 HRA는, 선단 반경이 0.2 mm이고 선단각이 120도인 다이아몬드 원추 압자에 시험 하중 60 kg을 부하하여 경도를 측정하는 스케일이다. 한편, HRC는, 선단 반경이 0.2 mm이고 선단각이 120도인 다이아몬드 원추 압자에 시험 하중 150 kg을 부하하여 경도를 측정하는 스케일이다. HRA의 경우도 HRC의 경우도, 록웰 경도의 값 HR은, 기준면으로부터의 영구 깊이를 h로 하여 HR=100-500h로 구해진다. 또한, 알멘 스트립(10)의 재질로는, SK65M∼SK85M 또는 SUP3 등의 탄소 공구강이나 강강재 등의 0.60%∼0.90%의 탄소를 포함하는 탄소강이 이용된다.
단, 공차나 재질 등의 세부적인 사항에 관해서는 개정되는 경우가 있다. 또한, 알멘 스트립(10)의 제조 메이커에 따라서도 세부적인 사항이 상이한 경우가 있고, 동등한 종류의 알멘 스트립(10)이라 하더라도 제조 메이커에 따라 명칭이 상이한 경우도 있다.
도 5는 도 2에 나타내는 알멘 스트립(10)의 아크 높이의 정의를 나타내는 도면이다.
도 5의 (A)는 상면측에 쇼트 피닝을 실시한 알멘 스트립(10)의 하면도이며, 도 5의 (B)는 도 5의 (A)에 나타내는 알멘 스트립(10)의 정면도이다.
알멘 스트립(10)에 쇼트 피닝을 실시하면, 잔류 응력에 의해 알멘 스트립(10)이 변형된다. 한면을 쇼트 피닝함으로써 생기는 알멘 스트립(10)의 변형의 크기는, 아크 높이(arc height)로 불린다. 아크 높이는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 쇼트 피닝이 실시되지 않은 알멘 스트립(10)의 곡면 상에 있고 동일한 기준 평면 상이 되도록 정해진 소정의 간격을 갖는 사방의 4점 a, b, c 및 d의 중점 e에서의 기준 평면으로부터의 높이로서 정의되어 있다.
또한, 개정될 가능성이 있지만, 4점 a, b, c 및 d는 장방형의 정점이 되도록 결정되고, ac 사이 및 bd 사이의 거리는 15.88±0.05 {mm}이고, ab 사이 및 cd 사이의 거리는 31.75±0.05 {mm}이다. 또한, 중점 e와 다른 점 사이의 거리의 공차는 ±0.1 {mm}이다.
아크 높이는, 알멘 스트립(10)의 표면층에서의 압축 잔류 응력에 따른 값이 된다. 따라서, 아크 높이를 이용하여 피닝 강도를 간접적으로 나타낼 수 있다. 단, 쇼트 피닝된 금속의 기계적 특성은, 피닝 강도 외에, 쇼트의 크기, 형상 및 경도에도 의존한다.
아크 높이는 시판하는 알멘 게이지로 측정할 수 있다. 알멘 게이지는, 알멘 스트립(10)의 아크 높이를 측정하기 위한 전용 측정기이다. 전형적인 알멘 게이지는, 만곡된 알멘 스트립(10)에 4점 a, b, c 및 d에서 접촉하는 4개의 구체와, 만곡된 알멘 스트립(10)의 중점 e에서의 기준 평면으로부터의 높이를 접촉식으로 측정하기 위한 감촉기를 갖고 있다.
이상과 같이, 알멘 스트립(10)은, 잔류 압축 응력에 따른 아크 높이를 측정함으로써, 원하는 금속의 기계적 특성을 얻기 위한 피닝 강도를 평가하기 위해서 이용되는 시험편이지만, 블라스트 가공에 의한 도장전 또는 접착전의 복합재의 표면 활성화의 정도를 정량화하기 위한 시험편으로서 이용할 수 있다. 즉, 복합재의 표면 활성화의 정도에 영향을 미치는 표면 거칠기 등의 복합재의 표면의 특징을, 잔류 압축 응력에 따른 알멘 스트립(10)의 아크 높이로 수치로서 간접적으로 나타낼 수 있다.
또한, 알멘 스트립(10)으로서 시판되고 있지 않은 시험편이라 하더라도, 알멘 스트립(10)과 실질적으로 동등하다고 간주할 수 있는 시험편이라면, 도장전 또는 접착전의 복합재의 표면 활성화의 정도를 정량화하기 위한 시험편으로서 이용할 수 있다.
따라서, 도장전 또는 접착전의 복합재의 표면 활성화의 정도를 정량화하기 위한 시험편으로서 알멘 스트립(10) 또는 알멘 스트립(10)과 실질적으로 동등하다고 간주할 수 있는 시험편을 이용하고, 알멘 스트립(10) 또는 알멘 스트립(10)과 실질적으로 동등하다고 간주할 수 있는 시험편의 아크 높이값을, 도장전 또는 접착전의 복합재의 표면 활성화의 정도와 관련될 시험편의 변형량으로 할 수 있다.
또한, 복합재의 블라스트 가공에서는, 금속의 쇼트 피닝과 달리, 알루미나 등의 미립자가 미디어로서 이용된다. 따라서, 미립자 쇼트용의 알멘 스트립(10)인 T편 또는 T편과 실질적으로 동등하다고 간주할 수 있는 시험편을, 도장전 또는 접착전의 복합재의 표면 활성화의 정도를 정량화하기 위한 시험편으로서 이용할 수 있다. T편은, 록웰 경도가 74.7±1.2 HRA, 두께가 0.51 mm 내지 0.54 mm, 평탄도가 ±0.025 mm, 폭이 19.0(+0, -0.1) mm, 길이가 76.0±0.4 mm로서 정의되는 알멘 스트립(10)이다.
이와 같이 상이한 목적으로 규격화된 기존의 시험편을 이용함으로써, 새로운 규격의 창설을 생략할 수 있다. 이에 따라, 알멘 게이지 등의 기존의 측정기를 이용하여 도장전 또는 접착전에 있어서의 복합재의 표면 활성화의 정도를 간접적으로 측정하는 것이 가능해진다. 따라서, 알멘 스트립(10) 이외의 임의의 규격의 시험편을 이용하더라도, 마찬가지로 도장전 또는 접착전에 있어서의 복합재의 표면 활성화의 정도를 잔류 압축 응력에 의한 시험편의 변형량으로서 정량화할 수 있다. 물론, 규격 외의 새로운 시험편을 이용해도 좋다.
도 6은 CFRP의 샘플을 대상으로 하여 블라스트 가공 조건을 바꿔 블라스트 가공을 행한 경우의 표면 활성화의 정도의 양부의 결과의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 노즐(5)과 CFRP의 샘플 사이의 거리, 미디어의 분사 횟수 및 미디어를 분사시키기 위한 압축 공기의 압력을 바꿔 CFRP의 샘플을 대상으로 하여 블라스트 가공 시험을 행했다. 그 밖의 블라스트 가공 조건으로는, 미디어의 종류가, 평균 입경(입도 범위)을 나타내는 호칭 번호가 100번(#100)인 백색 알루미나이며, 미디어의 분사량이 1 kg/분이다. #100의 백색 알루미나는 평균 입경이 106 ㎛ 내지 150 ㎛인 백색 알루미나이다.
또한, 도 1에 예시된 바와 같이 배치된 2개의 노즐(5)을 각각 중심각이 51도이고 반경이 324 mm인 부채꼴로 형성되는 원호형의 궤적을 따라서 와이퍼처럼 50 Hz의 주기로 수평 방향으로 요동시키고, 60 cm/분의 속도로 수직 방향으로 이동시키면서 요철을 갖는 판형의 CFRP의 블라스트 가공을 행했다. 따라서, 미디어의 분사 횟수는, 동일한 궤적을 따라서 노즐(5)을 이동시킨 횟수에 해당한다.
또한, 도 1에 예시된 바와 같이 배치된 2개의 노즐(5) 사이의 거리 D는 560 mm이며, 2개의 노즐(5)로부터 분사되는 미디어의 분사 방향이 수평면 상에 있어서 서로 직교하도록 2개의 노즐(5)을 각각 수평면 상에 있어서 선대칭이 되도록 내측으로 경사지게 했다. 따라서, 수평면 상에서의 각 미디어의 분사 방향과 2개의 노즐(5) 사이를 연결하는 직선이 이루는 각 θ은 45도이다.
노즐(5)과 CFRP 사이의 거리는, 2개의 노즐(5) 사이를 연결하는 직선과 CFRP의 표면 사이의 거리로 간주했다. 따라서, 각 노즐(5)로부터 분사되는 미디어의, 노즐(5)로부터 CFRP의 충돌 위치까지의 실제 비거리는, 정확하게는 노즐(5)과 CFRP 사이의 거리보다 길다. 구체적으로는, 노즐(5)과 CFRP 사이의 거리가 280 mm이면, 방사형으로 분사되는 미디어의 중심선의 궤적이 45도 경사져 있기 때문에, 노즐(5)로부터 CFRP의 충돌 위치까지의 미디어의 비거리는 280×21/2 mm가 된다.
도 6에 있어서 PASS는, 블라스트 가공후의 CFRP의 표면에 무시할 수 없는 손상이 생기지 않은 것을 나타내고 있고, NG는 블라스트 가공후의 CFRP의 표면에 손상이 생겨 섬유가 노출된 것을 나타내고 있다.
도 6에 의하면, 노즐(5)과 CFRP의 샘플 사이의 거리가 280 mm인 경우에는, 미디어의 분사 횟수가 2회이고 블라스트 압력이 0.6 [MPa]인 조건과, 미디어의 분사 횟수가 3회이고 블라스트 압력이 0.4 [MPa] 내지 0.6 [MPa]인 조건에 있어서, CFRP에 손상이 생긴 것을 확인할 수 있다. 한편, 노즐(5)과 CFRP의 샘플 사이의 거리가 200 mm가 되는 부위가 있었지만, 이 조건에서는, 미디어의 분사 횟수가 2회이고 블라스트 압력이 0.4 [MPa] 내지 0.6 [MPa]인 조건과, 미디어의 분사 횟수가 3회이고 블라스트 압력이 0.3 [MPa] 내지 0.6 [MPa]인 조건에 있어서, CFRP에 손상이 생긴 것을 확인할 수 있다.
도 7은 도 6에 나타내는 블라스트 가공 조건 및 CFRP의 샘플의 표면에 있어서의 활성화의 정도의 양부를 알멘 스트립(10)의 T편의 아크 높이와 관련지은 예를 나타내는 도면이며, 도 8은 도 6에 나타내는 블라스트 가공 조건 및 CFRP의 샘플의 표면에 있어서의 활성화의 정도의 양부를 알멘 스트립(10)의 T편의 아크 높이와 관련지은 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8에 있어서 각 종축은 알멘 스트립(10)의 T편의 아크 높이[mm]를, 각 횡축은 미디어의 분사 횟수를, 사각형 표시는 블라스트 압력이 0.4 [MPa]인 경우의 T편의 아크 높이를, 원형 표시는 블라스트 압력이 0.3 [MPa]인 경우의 T편의 아크 높이를, 삼각형 표시는 블라스트 압력이 0.2 [MPa]인 경우의 T편의 아크 높이를, 마름모꼴 표시는 블라스트 압력이 0.1 [MPa]인 경우의 T편의 아크 높이를, 각각 나타낸다.
또한, 도 7은, 노즐(5)과 알멘 스트립(10)의 T편 사이의 거리를 280 mm로 한 경우의 T편의 아크 높이를 나타내고, 도 8은, 노즐(5)과 알멘 스트립(10)의 T편 사이의 거리를 200 mm로 한 경우의 T편의 아크 높이를 나타낸다. 또한, 전술한 바와 같이 2개의 노즐(5)은 내측으로 45도 경사져 있기 때문에, 미디어의 실제 비거리는, 노즐(5)과 알멘 스트립(10)의 T편 사이의 거리보다 길다.
도 6에 나타내는 각 블라스트 가공 조건과 동일한 블라스트 가공 조건으로 각각 알멘 스트립(10)의 T편의 블라스트 가공을 행하고, T편의 아크 높이를 측정하면 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같은 플롯 데이터를 얻을 수 있다. 즉, 상이한 복수의 블라스트 가공 조건에 대응하는 T편의 아크 높이를 구할 수 있다.
도 6에 나타내는 CFRP의 샘플을 대상으로 하여 블라스트 가공을 행한 결과에 따르면, 노즐(5)과 CFRP의 샘플 사이의 거리가 280 mm인 경우에는, 미디어의 분사 횟수가 3회이고 블라스트 압력이 0.4 [MPa]라는 블라스트 가공 조건의 경우에 CFRP에 손상이 생겼다. 따라서, 노즐(5)과 알멘 스트립(10)의 T편 사이의 거리를 280 mm로 한 경우에는, 미디어의 분사 횟수가 3회이고 블라스트 압력이 0.4 [MPa]라는 블라스트 가공 조건에 대응하는 아크 높이가, 부적절한 블라스트 가공 조건에 대응하는 아크 높이가 된다.
마찬가지로, 노즐(5)과 CFRP의 샘플 사이의 거리가 200 mm인 경우에는, 미디어의 분사 횟수가 2회 또는 3회이고 블라스트 압력이 0.4 [MPa]라는 블라스트 가공 조건의 경우와, 미디어의 분사 횟수가 3회이고 블라스트 압력이 0.3 [MPa]라는 블라스트 가공 조건의 경우에 CFRP에 손상이 생겼다. 따라서, 노즐(5)과 알멘 스트립(10)의 T편 사이의 거리를 200 mm로 한 경우에는, 미디어의 분사 횟수가 2회 또는 3회이고 블라스트 압력이 0.4 [MPa]라는 블라스트 가공 조건과, 미디어의 분사 횟수가 3회이고 블라스트 압력이 0.3 [MPa]라는 블라스트 가공 조건에 대응하는 아크 높이가, 부적절한 블라스트 가공 조건에 대응하는 아크 높이가 된다.
이러한 복합재를 대상으로 하는 블라스트 가공 시험의 결과와, 아크 높이의 대응에 의해, 블라스트 가공 조건을 적절한 조건으로 하기 위한 아크 높이의 상한치를 구할 수 있다.
또한, 도 6에는, 블라스트 가공 시험의 결과로서, CFRP로부터 탄소 섬유가 노출되었는지의 여부에 관해서만 나타냈지만, 블라스트 가공후에 있어서의 CFRP의 표면 거칠기의 측정이나 도장 박리의 유무의 관찰에 의해 CFRP의 표면이 충분히 활성화되었는지의 여부를 조사하는 것도 중요하다. CFRP 등의 복합재의 표면이 충분히 활성화되지 않은 경우의 블라스트 가공 조건을 특정할 수 있다면, 블라스트 가공 조건을 적절한 조건으로 하기 위한 아크 높이의 하한치를 구할 수 있다.
CFRP를 대상으로 하여 전술한 바와 같은 블라스트 가공 시험을 행하여, 알멘 스트립(10)의 T편의 아크 높이의 범위와, 적절한 블라스트 가공 조건의 범위의 관계를 조사한 바, 아크 높이가 0.05 mm 미만이면, CFRP의 표면이 충분히 거칠어지지 않고, 충분히 활성화할 수 없는 것이 확인되었다. 반대로, T편의 아크 높이가 0.12 mm를 넘으면, CFRP의 탄소 섬유가 손상될 우려가 있는 것이 확인되었다.
따라서, 시험편으로서 알멘 스트립(10)의 T편 또는 T편과 실질적으로 동등하다고 간주할 수 있는 시험편을 이용하는 경우에는, 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이 T편 또는 T편과 실질적으로 동등하다고 간주할 수 있는 시험편의 아크 높이값이 0.05 mm 내지 0.12 mm가 되는 경우를, CFRP의 표면에 있어서의 활성화의 정도가 적절한 범위로 할 수 있다. 그리고, T편 또는 T편과 실질적으로 동등하다고 간주할 수 있는 시험편의 아크 높이값이 0.05 mm 내지 0.12 mm가 되는 경우에 대응하는 블라스트 가공 조건을, CFRP의 표면에 있어서의 활성화의 정도를 적절하게 하기 위한 조건으로 할 수 있다.
다른 시험편을 이용하는 경우에 있어서도 마찬가지로 시험편의 변형량의 적절한 범위를 구하여, 시험편의 변형량의 적절한 범위에 대응하는 블라스트 가공 조건을, 도장전 또는 접착전의 복합재의 표면에 있어서의 활성화의 정도를 적절하게 하기 위한 조건으로 할 수 있다.
도 6, 도 7 및 도 8에 나타내는 예에서는, 알멘 스트립(10)의 아크 높이가, 블라스트 가공에 이용되는 미디어의 분사 횟수, 노즐(5)과 복합재 사이에서의 대표 거리 및 미디어를 분사시키기 위한 압축 공기의 압력과 관련되어 있다. 따라서, 아크 높이의 적절한 범위에 대응하는 미디어의 분사 횟수, 노즐(5)과 복합재 사이에서의 대표 거리 및 미디어를 분사시키기 위한 압축 공기의 압력을, 복합재의 표면에 있어서의 활성화의 정도를 적절하게 하기 위한 블라스트 가공 조건으로서 설정할 수 있다.
또한, 미디어의 종류, 미디어의 단위시간당 분사량, 노즐(5)의 이동 속도 등의 다른 블라스트 가공 조건의 파라미터를 바꿔 알멘 스트립(10)의 아크 높이와의 관계를 구하도록 해도 좋다. 또한, 노즐(5)과 복합재 사이의 거리 이외의 원하는 거리를 미디어의 분사 거리의 대푯값으로 해도 좋다. 단, 미디어의 분사 횟수, 미디어의 분사 거리의 대표값 및 미디어를 분사시키기 위한 압축 공기의 압력은, 복합재의 표면에 있어서의 활성화의 정도의 양부에 영향을 미치는 지배적인 블라스트 가공 조건의 파라미터라고 생각된다.
따라서, 블라스트 가공에 이용되는 미디어의 분사 횟수, 미디어의 분사 거리의 대표값 및 미디어를 분사시키기 위한 압축 공기의 압력 중 적어도 하나를 포함하는 미리 정해진 블라스트 가공 조건마다의 알멘 스트립(10)의 아크 높이 등의 시험편의 변형량과, 복합재의 샘플의 표면에 있어서의 활성화의 정도의 관계를 나타내는 정보를 참조 정보로서 취득해 두는 것이 바람직하다. 또한, 변화시키는 파라미터를 지배적인 파라미터에 한정함으로써, 블라스트 시험의 횟수나 시간을 저감시킬 수 있다. 바꾸어 말하면, 지배적이지 않은 파라미터에 관해서는, 파라미터가 약간 변화한 경우라 하더라도, 시험편의 동일한 적정 변형량의 범위를 관련지을 수 있다.
구체예로서, 평균 입경이 53 ㎛ 내지 90 ㎛인 #180의 백색 알루미나를 사용하는 경우라 하더라도, 복합재의 활성화의 정도의 허용 범위가 넓으면, #100의 백색 알루미나를 사용하는 경우와 동일한 아크 높이의 적절한 범위를 할당할 수 있는 경우가 있다.
단, #100의 알루미나를 미디어로 하여 블라스트 가공을 실행하면, #180의 알루미나를 사용하는 경우에 비교해서 중량이 크기 때문에 회수 효율이 향상된다. 더구나, #100의 알루미나를 사용하면, #180의 알루미나를 사용하는 경우에 비해서, 미디어의 중량과, 블라스트 가공에 의해 CFRP 등의 복합재로부터 탈락하는 수지의 분진의 중량의 차가 커진다. 이 때문에, 미디어로부터의 불순물의 분리가 용이해진다.
또한, 평균 입경이 106 ㎛ 내지 150 ㎛인 세라믹스 입자이면, 세라믹스 입자와 수지 사이에서의 비중차가 크기 때문에, #100의 알루미나를 미디어로서 사용하는 경우와 동일한 메리트를 얻을 수 있다고 생각된다. 따라서, 평균 입경이 106 ㎛ 내지 150 ㎛인 세라믹스 입자를 미디어로서 사용하는 것이 블라스트 가공후에 있어서의 미디어의 재이용에 적합하다. 이러한 이유에서 #100의 알루미나 등의 평균 입경이 106 ㎛ 내지 150 ㎛인 세라믹스 입자를 사용하는 경우의 시험편의 변형량의 적절한 범위를 블라스트 가공 조건과 관련지어 참조 정보로서 보존해 두는 것이 바람직하다.
시험편의 변형량과 블라스트 가공 조건의 관계는, 도 7 및 도 8에 나타내는 플롯 데이터와 같이 시험편의 변형량을 블라스트 가공 조건으로 환산하기 위한 테이블로 하는 것 외에, 함수로서 구하도록 해도 좋다. 시험편의 변형량과 블라스트 가공 조건의 관계를 함수로서 구하는 경우에는, 플롯 데이터에 기초하는 보간 처리나 커브 피팅을 행하면 된다.
적절한 블라스트 가공 조건의 파라미터의 범위에 대응하는 시험편의 변형량의 범위가 참조 정보로서 참조 정보 보존부(4)에 보존되면, 블라스트 가공 조건 설정부(3)에서의 참조 정보를 참조한 블라스트 가공 조건의 설정이 가능해진다. 블라스트 가공 조건 설정부(3)에서의 참조 정보를 참조한 블라스트 가공 조건의 설정은, 자동적 또는 반자동으로 행할 수 있도록 할 수 있다.
자동적으로 블라스트 가공 조건을 설정하는 경우에는, 예컨대 시험편의 적절한 변형량의 범위의 중앙치에 대응하는 블라스트 가공 조건의 파라미터가 자동 설정되도록 할 수 있다. 블라스트 가공 조건에는 복수의 파라미터가 존재하기 때문에, 입력 장치(3A)의 조작에 의해 일부의 파라미터가 수동으로 설정된 경우에, 미설정의 파라미터가 참조 정보에 기초하여 자동적으로 설정되도록 해도 좋다.
반자동으로 블라스트 가공 조건을 설정하는 경우에는, 블라스트 가공 조건을 설정하기 위한 원하는 파라미터의 복수의 후보치를 표시 장치(3B)에 제시하여 입력 장치(3A)의 조작에 의해 사용자가 선택할 수 있도록 하기 위한 사용자 인터페이스, 블라스트 가공 조건을 설정하기 위한 원하는 파라미터의 적절한 범위를 표시 장치(3B)에 제시하고, 입력 장치(3A)의 조작에 의해 수치를 입력하거나 스크롤바를 이동시키거나 함으로써 파라미터의 값을 지정하기 위한 사용자 인터페이스, 입력 장치(3A)의 조작에 의해 블라스트 가공 조건을 설정하면, 설정된 블라스트 가공 조건에 대응하는 시험편의 변형량의 값을 제시하는 사용자 인터페이스, 입력 장치(3A)의 조작에 의해 시험편의 변형량을 지정하면, 대응하는 블라스트 가공 조건의 후보가 제시되는 사용자 인터페이스, 입력 장치(3A)의 조작에 의해 지정된 블라스트 가공 조건에 대응하는 시험편의 변형량이, 적절한 블라스트 가공 조건에 대응하는 시험편의 변형량의 범위 밖인 경우에 알람을 발하는 사용자 인터페이스 등, 여러가지 사용자 인터페이스를 준비할 수 있다.
한편, 블라스트 가공 조건을 모두 수동으로 설정하도록 해도 좋다. 그 경우에는, 참조 정보 보존부(4)가 구비되지 않은 종래의 블라스트 가공 장치를 이용하여 복합재의 블라스트 가공을 행할 수 있다. 그 경우에도, 블라스트 가공 조건을 설정하기 위한 참조 정보를 서면이나 독립된 기억 장치에 보존하여 참조할 수 있도록 할 수 있다. 이에 따라, 도 1에 나타내는 블라스트 가공 장치(1)에 의해 행하는 것이 가능한 블라스트 가공 조건의 설정과 동등한 설정을, 기존의 블라스트 가공 장치를 이용하여 행하는 것이 가능해진다.
(동작 및 작용)
다음으로 블라스트 가공 장치(1)에 의한 워크(W)의 블라스트 가공의 흐름에 관해 설명한다.
도 9는, 도 1에 나타내는 블라스트 가공 장치(1)에 의한 블라스트 가공의 흐름의 일례를 나타내는 플로우차트이다.
우선 단계 S1에 있어서, 시험편에 미리 정해진 블라스트 가공 조건으로 블라스트 가공을 행한 경우에 생기는 시험편의 변형량과, 미리 정해진 블라스트 가공 조건으로 도장전 또는 접착전에 있어서의 표면 활성화를 목적으로 하는 블라스트 가공을 복합재의 샘플에 대하여 행한 경우의 샘플의 표면에 있어서의 활성화의 정도의 관계를 나타내는 참조 정보가 블라스트 가공 시험에 의해 취득된다. 그리고, 미디어의 분사 횟수나 블라스트 압력 등의 복합재의 적절한 블라스트 가공 조건에 대응하는 시험편의 변형량의 범위가 특정된다. 구체적으로는, 도 7 또는 도 8에 예시되는 블라스트 가공 조건의 적절한 파라미터에 대응하는 알멘 스트립(10)의 아크 높이의 범위가 특정된다.
특정된 복합재의 적절한 블라스트 가공 조건에 대응하는 시험편의 변형량의 범위는, 참조 정보로서 참조 정보 보존부(4)에 보존된다. 참조 정보가 참조 정보 보존부(4)에 보존되면, 실제로 블라스트 가공의 대상이 되는 CFRP 등의 복합재의 워크(W)의 블라스트 가공 및 적절한 블라스트 가공 조건의 설정이 가능해진다.
워크(W)의 블라스트 가공을 시작하는 경우에는, 단계 S2에 있어서, 블라스트 가공 조건 설정부(3)에 의해 참조 정보를 참조한 블라스트 가공 조건의 설정이 행해진다. 즉, 참조 정보에 기초하여, 블라스트 가공의 대상이 되는 복합재에 대한 블라스트 가공 조건이, 복합재의 표면에 있어서의 활성화의 정도가 적절한 범위가 되도록 설정된다.
구체예로서, 알멘 스트립(10)의 T편 또는 T편과 실질적으로 동등하다고 간주할 수 있는 시험편에 블라스트 가공을 행한 경우에 생기는 아크 높이값이 0.05 mm 내지 0.12 mm가 되는 블라스트 가공 조건이 설정된다.
다음으로, 단계 S3에 있어서, 블라스트 가공후의 복합재의 검사용으로 시험편을 설치할지의 여부가 결정된다. 블라스트 가공후의 복합재의 검사용으로 시험편을 설치하는 경우에는, 단계 S4에 있어서, 시험편을 설치하여 워크(W)의 블라스트 가공이 실행된다. 이에 따라, 피블라스트 가공품이 제조된다.
즉, 시험편과 워크(W)를 대상으로 하여 동일한 블라스트 가공 조건으로 블라스트 가공이 실행된다. 이에 따라, 시험편 및 워크(W) 쌍방이, 복합재의 표면에 있어서의 활성화의 정도가 적절한 범위가 되도록 설정된 블라스트 가공 조건, 예컨대 알멘 스트립(10)의 T편 또는 T편과 실질적으로 동등하다고 간주할 수 있는 시험편에 블라스트 가공을 행한 경우에 생기는 아크 높이값이 0.05 mm 내지 0.12 mm가 되는 블라스트 가공 조건으로 블라스트 가공된다. 블라스트 가공의 대상이 되는 복합재의 모든 면의 블라스트 가공이 완료되면, 블라스트 가공후의 복합재로서 피블라스트 가공품을 얻을 수 있다.
블라스트 가공이 완료되면, 단계 S5에 있어서, 블라스트 가공후에 있어서의 시험편의 변형량이 측정된다. 시험편의 변형량이 측정되면, 시험편의 변형량의 측정치를 지표로 하여, 피블라스트 가공품인 블라스트 가공후에 있어서의 워크(W)의 검사를 행하는 것이 가능해진다. 따라서, 단계 S6에 있어서, 시험편의 변형량의 측정 결과와 참조 정보가 비교된다. 그리고, 시험편의 변형량의 측정 결과와 참조 정보에 기초하여, 블라스트 가공후의 워크(W)의 표면에 있어서의 활성화의 정도가 적절한 범위인지의 여부가 평가된다.
구체적으로는, 시험편의 변형량의 측정 결과가 복합재의 적절한 블라스트 가공 조건에 대응하는 시험편의 변형량의 범위 내이면, 워크(W)의 표면에 있어서의 활성화의 정도가 적절한 범위라고 판정할 수 있다. 보다 구체적인 예로서, 알멘 스트립(10)의 T편의 아크 높이값이 0.05 mm 내지 0.12 mm의 범위이면, CFRP 등의 복합재의 표면에 있어서의 활성화의 정도가 적절한 범위라고 판정할 수 있다.
반대로, 시험편의 변형량의 측정 결과가 복합재의 적절한 블라스트 가공 조건에 대응하는 시험편의 변형량의 범위 밖이면, 워크(W)의 표면에 있어서의 활성화의 정도가 적절한 범위가 아니라고 판정할 수 있다. 보다 구체적인 예로서, 알멘 스트립(10)의 T편의 아크 높이값이 0.05 mm 내지 0.12 mm의 범위 밖이면, CFRP 등의 복합재의 표면에 있어서의 활성화의 정도가 적절한 범위가 아니라고 판정할 수 있다.
이와 같이 워크(W)의 표면에 있어서의 활성화의 정도의 정량 평가에 이용된 시험편의 변형량의 측정 결과는, 단계 S7에 있어서, 블라스트 가공후의 워크(W)의 검사 기록으로서 기록할 수 있다. 예컨대, 시험편의 변형량의 측정치를 기록하는 것 외에, 변형된 시험편 자체를 검사 기록으로서 워크(W)에 첨부하여 후속 공정으로 인도할 수도 있다. 이에 따라, 블라스트 가공후에 있어서의 워크(W)의 품질을 보증할 수 있다. 덧붙여, 시험편의 변형량의 측정치를 축적하면, 시험편의 변형량의 변동을 조사함으로써 블라스트 가공 장치(1)의 성능 평가를 행할 수도 있다.
또한, 시험편 및 워크(W)의 블라스트 가공은, 참조 정보에 기초하여 설정된 블라스트 가공 조건으로 행해지고 있기 때문에, 워크(W)의 표면에 있어서의 활성화의 정도가 적절하지 않다고 평가된 경우에는, 블라스트 가공 조건의 설정을 위해 참조된 참조 정보가 적절하지 않았다는 것이 된다. 이러한 케이스는, 블라스트 가공 조건의 제어치와 실제 블라스트 가공 조건 사이에서의 오차나 워크(W)의 특성의 변동 등의 요인에 의해 생길 가능성이 있다.
따라서, 단계 S8에 있어서, 필요에 따라서 워크(W)의 평가 결과에 기초하여 참조 정보를 갱신할 수 있다. 이에 따라, 블라스트 가공 조건이 다시 부적절한 조건으로 설정될 가능성을 저감시킬 수 있다.
그리고, 새로운 워크(W)를 대상으로 하여 단계 S2부터 단계 S8까지의 블라스트 가공 및 워크(W)의 평가를 동일하게 반복하여 행할 수 있다. 또한, 워크(W)의 평가 결과에 기초하는 참조 정보의 갱신을 반복하면, 참조 정보의 적합화 및 최적화를 행할 수 있다. 참조 정보의 적합화 및 최적화에 의해 항상 적절한 블라스트 가공 조건을 설정할 수 있게 되면, 시험편의 변형량의 측정에 의한 워크(W)의 검사를 생략하는 것도 가능해진다.
그와 같은 경우에는, 단계 S3에 있어서, 블라스트 가공후의 복합재의 검사용으로 시험편을 설치하지 않는 것으로 결정할 수 있다. 그 경우에는, 단계 S9에 있어서, 시험편을 설치하지 않고, 블라스트 가공의 대상이 되는 워크(W)의 블라스트 가공이 실행된다. 이 경우, 필요에 따라서, 단계 S10에 있어서, 블라스트 가공 조건에 대응하는 시험편의 변형량을 블라스트 가공후에 있어서의 워크(W)의 검사 기록으로서 기록할 수도 있다.
물론, 시험편을 설치하지 않고 워크(W)의 블라스트 가공을 실행한 후에, 다시 시험편을 설치하여 워크(W)의 블라스트 가공을 실행할 수도 있다. 또한, 시험편을 설정하여 시험편의 변형량을 측정하고, 시험편의 변형량의 측정 결과와, 블라스트 가공 조건에 대응하는 시험편의 변형량의 쌍방을 워크(W) 및 블라스트 가공 장치(1) 중 적어도 한쪽의 검사 기록으로서 기록할 수도 있다.
즉 이상과 같은 블라스트 가공 장치(1) 및 블라스트 가공 방법은, 도장전 또는 접착전에 있어서의 표면 활성화를 목적으로 하는 복합재의 블라스트 가공의 조건을, 미리 조건을 바꿔 시험편을 대상으로 하여 블라스트 가공을 실행함으로써 취득한 시험편의 변형량에 기초하여 적절한 조건으로 설정할 수 있도록 한 것이다.
(효과)
이 때문에, 블라스트 가공 장치(1) 및 전술한 블라스트 가공 방법에 의하면, 블라스트 가공후의 복합재의 표면에 있어서의 활성화의 정도를, 시험편의 변형량을 지표로 하여 정량화할 수 있다. 즉, 복합재의 표면에 있어서의 활성화의 정도를 수치로 표현하는 것이 가능해진다.
이 때문에, 블라스트 가공 조건의 적합화 및 블라스트 가공후의 검사 정밀도의 향상을 도모할 수 있다. 그 결과, 과잉 블라스트 가공에 의한 워크의 손상이나 반대로 불충분한 블라스트 가공에 기인하는 도장 박리를 방지할 수 있다. 덧붙여, 블라스트 가공 조건을 매우 정밀하게 또한 획일적으로 결정하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 복합재 표면에 있어서의 활성화의 정도에 대한 변동을 저감하고, 피블라스트품 및 피도장품의 품질을 보증하는 것이 가능해진다.
또한, 시험편의 변형량을 지표로 하여 피블라스트품의 검사를 행하면, 피블라스트품의 변동을 평가하는 것도 가능해진다. 또한, 블라스트 가공 장치(1)의 처리 능력을 평가하는 것도 가능해진다.
이상, 특정한 실시형태에 관해 기재했지만, 기재된 실시형태는 일례에 불과하며, 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 여기에 기재된 신규 방법 및 장치는, 여러가지 다른 양식으로 구현될 수 있다. 또한, 여기에 기재된 방법 및 장치의 양식에 있어서, 발명의 요지로부터 일탈하지 않는 범위에서, 여러가지 생략, 치환 및 변경을 할 수 있다. 첨부된 청구범위 및 그 균등물은, 발명의 범위 및 요지에 포함되어 있는 것으로서, 그와 같은 여러가지 양식 및 변형예를 포함하고 있다.
1 : 블라스트 가공 장치 2 : 블라스트 분사부
3 : 블라스트 가공 조건 설정부 3A : 입력 장치
3B : 표시 장치 4 : 참조 정보 보존부
5 : 노즐 6 : 에어 공급계
7 : 미디어 공급계 8 : 제어계
9 : 이동 기구 10 : 알멘 스트립
11 : 알멘 홀더 12 : 나사
W : 워크
3 : 블라스트 가공 조건 설정부 3A : 입력 장치
3B : 표시 장치 4 : 참조 정보 보존부
5 : 노즐 6 : 에어 공급계
7 : 미디어 공급계 8 : 제어계
9 : 이동 기구 10 : 알멘 스트립
11 : 알멘 홀더 12 : 나사
W : 워크
Claims (10)
- 시험편에 미리 정해진 블라스트 가공 조건으로 블라스트 가공을 행한 경우에 생기는 상기 시험편의 변형량과, 상기 미리 정해진 블라스트 가공 조건으로 도장전 또는 접착전에 있어서의 표면 활성화를 목적으로 하는 블라스트 가공을 복합재의 샘플에 대하여 행한 경우의 상기 샘플의 표면에 있어서의 상기 활성화의 정도를 관련지음으로써, 상기 활성화의 정도를, 상기 시험편의 변형량을 지표로 하여 정량적으로 표현한 참조 정보에 기초하여, 도장전 또는 접착전에 있어서의 표면 활성화를 목적으로 하는 블라스트 가공의 대상이 되는 복합재에 대한 블라스트 가공 조건을, 상기 블라스트 가공의 대상이 되는 상기 복합재의 표면에 있어서의 활성화의 정도가 적절한 범위가 되도록 설정하는 단계와,
상기 활성화의 정도가 적절한 범위가 되도록 설정된 상기 블라스트 가공 조건으로, 상기 블라스트 가공의 대상이 되는 상기 복합재의 블라스트 가공을 실행함으로써 피블라스트 가공품을 제조하는 단계를 포함하는 블라스트 가공 방법. - 시험편과, 도장전 또는 접착전에 있어서의 표면 활성화를 목적으로 하는 블라스트 가공의 대상이 되는 복합재를 대상으로 하여 동일한 블라스트 가공 조건으로 블라스트 가공을 실행함으로써 피블라스트 가공품을 제조하는 단계와,
상기 블라스트 가공후에 있어서의 상기 시험편의 변형량을 측정하는 단계와,
상기 변형량의 측정 결과와 참조 정보에 기초하여, 상기 블라스트 가공후의 상기 복합재의 표면에 있어서의 상기 활성화의 정도가 적절한 범위인지의 여부를 평가하는 단계를 가지며,
상기 참조 정보는, 상기 시험편에 미리 정해진 블라스트 가공 조건으로 블라스트 가공을 행한 경우에 생기는 상기 시험편의 변형량과, 도장전 또는 접착전에 있어서의 표면 활성화를 목적으로 하는 블라스트 가공을 상기 미리 정해진 블라스트 가공 조건으로 복합재의 샘플에 대하여 행한 경우의 상기 샘플의 표면에 있어서의 상기 활성화의 정도를 관련지음으로써, 상기 활성화의 정도를, 상기 시험편의 변형량을 지표로 하여 정량적으로 표현한 정보인 것인 블라스트 가공 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 참조 정보는, 상기 블라스트 가공에 이용되는 미디어의 분사 횟수, 상기 미디어의 분사 거리의 대표값 및 상기 미디어를 분사시키기 위한 압축 공기의 압력 중 적어도 하나를 포함하는 상기 미리 정해진 블라스트 가공 조건마다의 상기 시험편의 변형량과, 상기 샘플의 표면에 있어서의 상기 활성화의 정도의 관계를 나타내는 정보인 것인 블라스트 가공 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 시험편으로서 알멘 스트립 또는 상기 알멘 스트립과 실질적으로 동등하다고 간주할 수 있는 시험편을 이용하고, 상기 알멘 스트립 또는 상기 알멘 스트립과 실질적으로 동등하다고 간주할 수 있는 시험편의 아크 높이값을 상기 변형량으로 하는 것인 블라스트 가공 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 시험편으로서, 알멘 스트립의 T편 또는 상기 T편과 실질적으로 동등하다고 간주할 수 있는 시험편을 이용하고, 상기 T편 또는 상기 T편과 실질적으로 동등하다고 간주할 수 있는 시험편의 아크 높이값이 0.05 mm 내지 0.12 mm가 되는 경우를, 탄소 섬유 강화 플라스틱의 표면에 있어서의 활성화의 정도가 적절한 범위로 하는 것인 블라스트 가공 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 설정된 블라스트 가공 조건에 대응하는 상기 시험편의 변형량을, 상기 블라스트 가공후의 상기 복합재 및 상기 블라스트 가공에 사용한 블라스트 가공 장치 중 적어도 한쪽의 검사 기록으로서 기록하는 단계를 더 포함하는 블라스트 가공 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 변형량의 측정 결과를, 상기 블라스트 가공후의 상기 복합재 및 상기 블라스트 가공에 사용한 블라스트 가공 장치 중 적어도 한쪽의 검사 기록으로서 기록하는 단계를 더 포함하는 블라스트 가공 방법.
- 제1항, 제2항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 평균 입경이 106 ㎛ 내지 150 ㎛인 세라믹스 입자를 미디어로 하여 블라스트 가공을 실행하는 블라스트 가공 방법.
- 시험편에 미리 정해진 블라스트 가공 조건으로 블라스트 가공을 행한 경우에 생기는 상기 시험편의 변형량과, 상기 미리 정해진 블라스트 가공 조건으로 도장전 또는 접착전에 있어서의 표면 활성화를 목적으로 하는 블라스트 가공을 복합재의 샘플에 대하여 행한 경우의 상기 샘플의 표면에 있어서의 상기 활성화의 정도를 관련지음으로써, 상기 활성화의 정도를, 상기 시험편의 변형량을 지표로 하여 정량적으로 표현한 참조 정보를 보존하는 참조 정보 보존부와,
상기 참조 정보에 기초하여, 도장전 또는 접착전에 있어서의 표면 활성화를 목적으로 하는 블라스트 가공의 대상이 되는 복합재에 대한 블라스트 가공 조건을, 상기 블라스트 가공의 대상이 되는 상기 복합재의 표면에 있어서의 활성화의 정도가 적절한 범위가 되도록 설정하는 블라스트 가공 조건 설정부와,
상기 활성화의 정도가 적절한 범위가 되도록 결정된 상기 블라스트 가공 조건으로, 상기 블라스트 가공의 대상이 되는 상기 복합재의 블라스트 가공을 실행하는 블라스트 분사부를 구비하는 블라스트 가공 장치. - 삭제
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