자외선나노초임풀스레이자를 리용한 금속겉면의 미크로연마

 2022.10.31.

위대한 령도자 김정일동지께서는 다음과 같이 교시하시였다.

《우리는 중요과학기술부문에 힘을 집중하면서 레이자를 비롯한 새로운 과학기술분야를 발전시키며 새로 건설하는 공장들과 기술개건대상들에 최신과학기술을 적극 받아들이도록 하여야 합니다.》 (김정일선집》 증보판 제15권 488페지)

레이자연마는 레이자기술의 발전과 함께 출현한 새로운 비접촉연마기술이다. 레이자연마에서는 일정한 에네르기밀도를 가진 레이자빛을 재료겉면에 쪼여주어 겉면물질이 짧은 시간동안 레이자빛의 에네르기를 흡수하여 열로 전환시켜 겉면을 녹이거나 증발시키는 방법으로 미끈한 겉면을 얻는다.

레이자연마는 그의 적용대상에 따라 큰면적레이자연마와 레이자미크로연마로 나눌수 있다.

우리는 금속겉면에 대한 레이자미크로연마의 동적모의분석을 진행하여 티탄, 불수강, 니켈을 비롯한 유색금속들의 겉면연마를 위한 최적조건들을 얻고 실험적으로 확증하였다. 또한 레이자미크로연마에서 관건적인 빛에네르기의 실시간조종방법을 새롭게 제안하고 미크로연마에 영향을 주는 몇가지 인자들(빛점의 주사속도, 초점리탈거리, 겉면거침도)에 대한 실험적분석을 진행하여 최적공정파라메터들을 얻었다.

연구에 리용된 레이자연마장치는 대출력자외선나노초임풀스레이자 (AVIA355-3000 : 파장; 355nm, 임풀스지속시간; 40ns), 저출력련속레이자 (파장; 532nm), 광학계, 2차원주사장치, Z방향미동장치, 조종단, CCD를 결합한 공통집초형광학계 등으로 구성되여 있다. 여기서 저출력련속레이자와 CCD를 결합한 공통집초형광학계, Z축미동장치는 하나의 귀환고리로 구성되여 자외선나노초임풀스레이자의 빛점의 크기를 실시간적으로 측정하는데 리용된다.

레이자연마기술은 현재 정밀기계, 측정기구, 3D인쇄, MEMS, 의료기구제작 등 많은 분야에서 제품의 겉면의 정밀 및 초정밀연마에 널리 리용되고있다.

연구결과는 잡지《Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering》(2021) 에 《Dynamic Simulation analysis for laser micro polishing process of metallic surface using UV nanosecond pulse laser》(https://doi.org/10.1007/s40430-021-03232-w)의 제목으로 출판되였다.