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2015년 2월 석 사 학 위 논 문

초음파 진동을 이용한 전기화학 폴리싱의 가공특성 연구

조 선 대 학 교 대 학 원

첨단부품소재공학과 ( 정밀기계설계공학전공)

김 욱 수

초음파 진동을 이용한 전기화학 폴리싱의 가공특성 연구

Machi ni ng char act er i st i csofel ect r ochemi calpol i shi ng usi ng ul t r asoni cvi br at i on

2015년 2월 25일

조 선 대 학 교 대 학 원

첨단부품소재공학과 ( 정밀기계설계공학전공)

김 욱 수

초음파 진동을 이용한 전기화학 폴리싱의 가공특성 연구

지도교수 박 정 우

이 논문을 공학석사학위신청 논문으로 제출함.

2014년 10월

조 선 대 학 교 대 학 원

첨단부품소재공학과 ( 정밀기계설계공학전공)

김 욱 수

김욱수의 석사학위 논문을 인준함.

위 원 장 조 선 대 학 교 교 수 이 동 기 위 원 조 선 대 학 교 교 수 조 창 현 위 원 조 선 대 학 교 교 수 박 정 우

2014년 11월

조 선 대 학 교 대 학 원

목 차

LIST OF TABLES · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · Ⅰ LIST OF FIGURES · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · Ⅱ ABSTRACT · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · Ⅳ

제 1 장 서 론

1-1 연구배경 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 1

1-2 연구목적 및 내용 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 3

제 2 장 실험장치 및 방법 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 6

2-1 관련이론 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 6

2-2 실험 장치 설계 및 제작 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 11

2-3 실험 방법 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 14

제 3 장 초음파 진동 전기화학 폴리싱 가공 특성 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 16

3-1 전압 변화에 따른 VECP 실험 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 16

3-2 가공 시간에 따른 VECP 실험 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 18

3-3 전해액 온도에 따른 VECP 실험 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 20

3-4 전류밀도에 따른 VECP 실험 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 22

3-5 공작물 진동에 따른 VECP 실험 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 24

제 4 장 초음파 진동 전기화학 폴리싱의 가공 효과 · · · · · · · · · · · · · · · · 30

제 5 장 결론 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 33

참 고 문 헌

LIST OF TABLES

Table 1 Experimental conditions ··· 15 Table 2 Chemical composition of stainless steel 316L ··· 18 Table 3 Measurement results of machined depth ··· 37

LIST OF FIGURES

Fig. 1 Nontraditional machining processes (Advanced Machining Processes,

Hassan El-Hofy) ··· 3

Fig. 2 Sample surface (L) before electrochemical polishing (R) occurred micro pits after electrochemical polishing ··· 5

Fig. 3 The influence of micro pits and holes on fluid flow ··· 6

Fig. 4 The processes of the vibration electrochemical polishing (VECP) ·· 6

Fig. 5 mechanism of conventional electrochemical polishing ··· 10

Fig. 6 Current density - voltage curve of electrochemical polishing ··· 11

Fig. 7 Electrochemical reaction during electrochemical polishing ··· 12

Fig. 8 Effect of vibration electrochemical polishing ··· 14

Fig. 9 Experimental setup of electrochemical polishing for electrolyte vibration ··· 16

Fig. 10 Experimental setup of electrochemical polishing for anode electrode(workpiece) vibration ··· 17

Fig. 11 Diagram of stainless steel 316L ··· 19

Fig. 12 Processes for electrochemical polishing ··· 20

Fig. 13 Comparison of surface roughness variation in ECP and VECP according to various voltage ··· 22

Fig. 14 Sample surface with ECP (L) and VECP (R). (a) AFM topographical image (b) cross sectional profile along A-A` at 7V ··· 22

Fig. 15 Comparison of surface roughness variation in ECP and VECP according to various polishing time ··· 24

Fig. 16 Sample surface with ECP (L) and VECP (R). (a) AFM topographical image (b) cross sectional profile along A-A` in polishing time 120 sec ··· 24

Fig. 17 Comparison of surface roughness variation in ECP and VECP according to various temperature ··· 26 Fig. 18 Sample surface with ECP (L) and VECP (R). (a) AFM

topographical image (b) cross sectional profile along A-A` in electrolyte temperature 80℃ ··· 26 Fig. 19 Comparison of surface roughness variation in ECP and VECP according to various current densities ··· 28 Fig. 20 Sample surface with ECP (L) and VECP (R). (a) AFM topographical image (b) cross sectional profile along A-A` in current density 3.6 A/cm²··· 28 Fig. 21 Comparison of surface roughness variation in ECP according to various current densities (a) 10 ㎛ × 10 ㎛ (b) 30 ㎛ × 30 ㎛ ··· 31 Fig. 22 Fig. 22 Sample surface after ECP in current density 1.2 A/cm² (a) 10 ㎛ × 10㎛ (b) 30 ㎛ × 30 ㎛ ··· 32 Fig. 23 Sample surface after ECP in current density 4.4 A/cm² (a)10 ㎛ × 10 ㎛ (b) 30 ㎛ × 30 ㎛ ··· 32 Fig. 24 Comparison of surface roughness variation in VECP according to various current densities (a) 10 ㎛ × 10 ㎛ (b) 30 ㎛ × 30 ㎛ ··· 33 Fig. 25 Sample surface after VECP in current density 1.2 A/cm² (a) 10㎛

× 10 ㎛ (b) 30 ㎛ × 30 ㎛ ··· 34 Fig. 26 Sample surface after VECP in current density 4.4 A/cm² (a) 10 ㎛

× 10 ㎛ (b) 30 ㎛×30 ㎛ ··· 34 Fig. 27 Measurement mechanism of machined parts (alpha step) ··· 37 Fig. 28 Comparison of material removal rate (MRR) according to various current density ··· 38

ABSTRACT

Machining characteristics of electrochemical polishing using vibration

Advisor : Prof. Park, Jeong-Woo, Ph. D.

Dept. of advanced Part & Materials Engineering

Graduate School of Chosun University

Various fields in academia and industry rely on highly precise machining and polishing techniques for product and device fabrication. In this study, we demonstrated a novel hybrid surface-polishing process that combines conventional electrochemical polishing (ECP) and external ultrasonic vibration. This combined approach is referred to as vibration electrochemical polishing (VECP). Conventional ECP is a non-contact surface polishing method used to improve surface quality without leaving the mechanical scratch marks often encountered in mechanical processes.

However, micropits can form during ECP, due to bubble formation or impurities in the material. These micropits degrade the surface quality and durability of the machined part. Additionally, the micropit areas are susceptible to corrosion and bacteria build-up, a serious problem in fields requiring ultra-clean, sterilized equipment and environments.

This study verifies improved results with VECP compared with conventional ECP. The localized roughness of the work material was measured by atomic force microscopy (AFM) and scanning electron

microscopy (SEM). In addition to surface roughness, we compared the overall surface quality, material removal rate (MRR), and productivity of ECP with those of VECP.

제 1 장 서 론

1-1 연구배경

다양한 첨단부품 개발과 인류의 진보된 기술에 따라 기존 품질보다 더욱 높은 품질과 효율이 요구되고 있다. 이러한 시대의 흐름에 맞추어 다양한 학계와 산업 현장에서는 높은 품질과 효율을 얻기 위해 많은 노력을 하고 있다. 특히 기계적 가 공 분야에서도 높은 품질과 효율을 얻기 위해 다양한 방법으로 연구가 실시되고 있으며, 몇몇의 기술들은 입증이 되어 산업현장에 적용을 위한 단계를 거치기도 하 고 있다. 최근 제조 산업에서는 난삭성 재료(difficult - to - cut materials)가 많 이 사용되어 종래의 공정에서 해결하는데 어려움을 갖고 있어 새로운 가공공정의 도입이 필요로 하게 되었다. 이러한 문제점들은 다양한 비전통적인 공정(non - traditional process)을 통하여 문제를 해결되어 왔다. Fig. 1은 비전통적인 공정 을 나타낸 이미지이다. 크게 기계적, 열적, 화학 및 전해 가공으로 나눠지게 되며, 많은 분야에서 적용이 되어 부품 개발이 진보되는데 큰 역할을 하고 있다.

이와 같이 다양한 공정이 개발이 되고 있지만 기존보다 더욱 높은 품질과 효율이 지속적으로 필요하게 된다. 초정밀 가공 분야에서는 기존의 공정에 추가적인 공정 을 결합한 하이브리드 공정(hybrid process)으로 품질과 효율을 높이고 있다. 하 이브리드 공정은 하나의 장비에서 복합적, 단계적, 그리고 여러 공정이 동시에 수 행되는 공정으로 나눠 볼 수 있다.^1-3)

접촉 가공에서 드릴링 가공에 초음파 진동 발생 장치를 결합하여 기존보다 가공 효율을 높였으며, 절삭가공에서도 초음파 진동을 이용하여 미세절삭 가공에서 높은 효율을 나타내고 있다.

비접촉 가공에서 레이저 가공의 경우 렌즈 또는 공작물에 초음파 진동을 발생시 켜 가공 효율을 높였다. 방전 가공에서 마이크로 홀(micro hole)을 가공할 때 깊 이가 증가할수록 효율이 떨어지는 것을 초음파 진동을 이용하여 방전액의 흐름을 원활하게 하여 효율을 높였다. 위와 같이 최근의 하이브리드 가공의 경우 진동을 이용한 하이브리드 공정 비율이 높으며, 이 공정들은 종래의 기술 보다 가공 효율 과 표면 품질을 높이는데 기여해 왔다.^4-11) 다양한 하이브리드 공정 타입 중 여러 공정이 동시에 수행되는 공정이 대부분 차지하며, 특히 초음파 진동을 이용한 공정

이 많은 부분을 차지하고 있다.

본 연구에서는 대표적 재료제거 기술로서 전기화학 폴리싱(electrochemical polishing, ECP)에 관한 내용을 담고 있다. 전기화학 폴리싱은 전기화학 반응으로 기계적 연마 가공에서 발생되는 표면의 굴곡을 제거할 뿐만 아니라 공구의 마모가 발생되지 않아 경제적이며, 복잡한 형태의 공작물도 빠른 시간 내에 가공할 수 있 는 것이 특징이다. 이러한 가공 공정 특성뿐만 아니라 가공된 재료에는 표면의 조 도 향상, 내부식성, 수소 제거, 광택 등의 효과로 많은 분야에서 이용되고 있다.

그러나 일반적인 전기화학 폴리싱은 가공 중에 발생되는 버블이나 재료에 잠재되 어 있는 불순물에 의해 미세한 피트(micro pit)가 발생이 되기도 한다. 이러한 미 세한 피트는 바이오 전달계, 의료기기 그리고 인체 친화형 제품 등에서 애로사항이 발생될 수 있다.

본 연구를 통하여 전기화학 폴리싱의 하이브리드 공정을 통한 기존의 전기화학 폴리싱 보다 표면 품질과 효율을 향상시키고자 한다.

Fig. 1 Nontraditional machining processes (Advanced Machining Processes, Hassan El-Hofy)

1-2 연구목적 및 내용

전기화학 폴리싱은 표면의 굴곡을 평활하게 하고, 복잡한 형태의 가공물도 단시 간에 가공할 수 있는 것이 특징이다. 가공 후에는 수소제거, 내부식성, 친수, 광택 효과 등으로 많은 분야에서 이용되고 있다. 그러나 표면에 미세한 피트가 발생이 되어 제품 성능에 문제가 발생될 수 있다. Fig. 2는 스테인리스강을 전기화학 폴리 싱 전과 후의 표면을 AFM 으로 측정된 결과를 3차원 이미지로 나타낸 이미지이 다. Fig. 2 (L)은 가공 전을 나타낸 이미지이다. 가공 전의 경우 3차원 이미지를 보면 표면이 고르지 못하고, 프로파일 곡선을 보아도 굴곡이 굉장히 심하다. Fig.

2 (R)은 가공 후를 나타낸 이미지이다. 가공 후 표면의 굴곡들은 대부분 평활화 된 반면, 표면에 보이는 작은 홀 같은 것을 마이크로 피트라고 한다. 이러한 피트 는 재료 자체 잠재되어 있는 불순물이나 가공 중 발생되는 현상에 의해 발생될 수 있다.

Fig. 3은 일반적인 전기화학 폴리싱에서 발생되는 마이크로 피트의 문제점을 예 시로 보여주는 이미지이다. 마이크로 피트는 불순물과 이물질로부터 파울링 (fouling)이 될 수 있으며, 제품 표면에 부식이나 세균 등을 유발 할 수 있다. 이러 한 원인으로 인하여 인체 친화형 제품이나 바이오 부품, 의료기기 등에서 복합적인 애로사항이 발생이 될 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 기존의 기술로 는 어려움이 있으므로, 하이브리드 공정을 통하여 개선을 해야 한다.

그래서 본 연구에서는 기존의 실험 장치에 외부의 추가적인 물리적인 공정을 추 가되는 하이브리드 공정으로 전해액 또는 공작물에 진동을 발생한 진동 전기화학 폴리싱(vibration electrochemical polishing, VECP)을 이용하여 표면 결점 최소 화, 표면 품질 향상과 가공 효율을 높이고자 하였다. Fig. 4는 진동 전기화학 폴리 싱의 연구 프로세스를 나타낸다.

본 연구에서 진동 전기화학 폴리싱은 산화전극과 환원전극으로 구성한 두 전극을 전해액에 침지시켜 전해액 또는 공작물에 초음파 진동을 발생시켜 직류전원 발생 장치(direct current, DC)를 이용하여 가공 조건에 따라 실험이 진행되었다.

가공 특성으로는 전류밀도, 가공시간, 전극간격 등의 조건에 따라 평가하며, 추가 적으로 공작물이 되는 산화전극에 진동을 발생시켜 전류밀도 조건에 따른 가공 특 성을 분석 하였다. 가공된 부분은 원자 현미경(atomic force microscope, AFM)

을 이용하여 국부적인 표면에 대하여 측정을 하였다. 일반적인 전기화학 폴리싱과 진동 전기화학 폴리싱의 효과를 분석하기 위해 재료 제거율(material removal rate, MRR)을 분석 하였다.

Fig. 2 Sample surface (L) before electrochemical polishing (R) occurred micro pits after electrochemical polishing

Fig. 3 The influence of micro pits and holes on fluid flow

Fig. 4 The processes of the vibration electrochemical polishing (VECP)

제 2 장 실험장치 및 방법

2-1 관련이론

가. 전기화학 폴리싱(Electrochemcial polishing, ECP)

전기화학 폴리싱은 전기 화학적 반응을 이용해 표면을 가공하는 재료제거 공정으 로서 비전통적인 가공 기술 중 하나이다. 전기화학 가공시 가공되는 부분이 산화전 극(anode)이 되며, 반대로 공구인 전극을 환원전극(cathode)으로 하여 양극 표면 에서 금속용출을 이용해 공작물 표면 평활화, 부식 저항, 수소 제거 등 재료의 표 면 성질을 향상시키는 방법이다. 전기화학 폴리싱은 1935년 독일에서 구리나 아연 을 전기화학적인 방법으로 폴리싱 한 것이 그 시초이며, 기계적 폴리싱에 의해 발 생되는 스크래치와 같은 문제점을 해결할 수 있었다.

Fig. 5는 전기화학 폴리싱에서 공작물에서 발생되는 메커니즘을 나타낸다. 전류를 인가하게 되면 농도 차에 의한 삼투압 현상이 일어나게 된다. 동시에 표면의 요 (凹) 부분에는 산화막이 형성이 되며, 철(凸)부분은 선택적인 용해를 하면서 요 부 분까지 용해가 이루어진다. 그러나 가공 중에는 버블과 산소가스 발생이 활발해지 며 재료에 잠재되어 있는 불순물이나 버블 이탈이 원활하게 이루어지지 않거나 산 화막의 흐름이 요 부분까지 원활하지 않으면 마이크로 피트가 발생이 될 수 있다.

이러한 미세한 피트는 제품의 수명이나 품질 및 효율에 악영향을 미칠 수 있다.

전기화학 폴리싱은 전압을 상승시키면 Fig. 6과 같이 전압 - 전류 밀도 곡선을 얻 게 된다. 전기화학 폴리싱은 일정한 전압을 인가할 때 가공 시간이 지날수록 전류 밀도가 낮아지는 것을 알 수 있다. Fig. 6에서 A - B 구간은 낮은 전류밀도를 인 가하여 가공하는 구간으로서 금속 표면에 금속학적 조직이 일어나는 에칭 (etching)구간이며, B - C구간은 금속 표면에 불규칙적인 산화막이 형성되는 구간 을 나타낸다. C - D구간은 전압이 올라가도 전류밀도의 변화가 적은 구간으로서 정체(plateau) 구간이라고 한다. D - E 구간은 높은 전류를 통전할수록 짧은 시간 동안에 폴리싱 가공을 완성할 수 있으나, 반면에 전기화학 폴리싱의 핵인 산소 가 스가 다량으로 발생하여 마이크로피트와 같은 표면 결점이 발생하게 된다.

Fig. 7는 실제 전기화학 폴리싱을 할 때 두 전극에서 발생되는 현상을 (a) ~ (d)

4 장의 이미지로 나타내었다. 이미지는 순서에 따라 처음 전기를 인가했을 때부터 최종적으로 금속이 용해되기까지의 이미지를 보여주고 있다. 두 전극에 전류를 인 가하게 되면 Fig. (b)부터 이미지에 보이듯이 버블이 발생되며, 공작물인 산화전극 에서는 금속의 용해가 이루어지는 것을 알 수 있다. 이러한 전기화학 폴리싱은 표 면의 평활화, 수소제거, 부식저항, 친수성에 의한 세정, 광택 발생하게 된다.

전기화학 폴리싱은 전기 화학적으로 산화전극에 금속 용해가 일어나므로 가공성 은 원자량, 원자가, 가공시간 등에 결정되며, 경도에도 구애받지 않으며 금속의 기 계적 성질에도 영향을 받지 않는다.

위의 언급된 전기화학 폴리싱은 패러데이 법칙(Faraday’s Law)에 의해 전기화 학 폴리싱 가공 시 제거되는 금속 량은 다음과 같이 정의 된다.

  

 (1)

  atomic weight

  applied electrical current

  polishing time

  valency of the dissolving ions   Faraday’s constant (96500C)

따라서 시간 당 금속 제거율은 다음과 같다.

  

 (2)

특히, 

는 등가전기화학량(Electrochemical equivalent)라 하여 전기화학 폴리

싱의 중요한 파라미터가 된다.

Current efficiency 



 

 (3)

전류효율이 100 %라 하면 패러데이 법칙에 의해, 인가된 전류 전체가 금속용해에 사용됨을 의미하며, 0 %는 금속용해가 없이 전류가 사용되어짐을 의미한다.^12-20) 전기화학 폴리싱은 전류 효율에 영향을 미치는 요소는 가스, 에칭현상, 산화전극과 환원전극의 간극, 전해액 그리고 버블 등이 미친다. 이러한 가공 중에 발생되는 현 상에 따라 진동 전기화학 폴리싱은 조건들이 고려되어 가공이 이루어진다.

Fig. 5 Mechanism of conventional electrochemical polishing

Fig. 6 Current density - voltage curve of electrochemical polishing

Fig. 7 Electrochemical reaction during electrochemical polishing

나. 진동 전기화학 폴리싱(Vibration electrochemical polishing, VECP)

진동 전기화학 폴리싱은 일반적인 전기화학 폴리싱 장치에 추가적으로 초음파 진 동 발생 장치를 결합한 하이브리드 공정을 가진다. 전기화학 폴리싱에서 불규칙하 게 발생되는 마이크로 피트는 재료에 잠재되어 있는 불순물, 가공 중에 발생되는 버블이나 가스가 이탈이 원활하지 않거나 산화막 흐름이 요 부분을 채우는데 원활 하지 않아 발생이 될 수 있다. 이러한 문제점을 해결하고 표면 품질 향상을 위해서 초음파 진동을 이용하여 표면을 개선하고자 한다. 진동 전기화학 폴리싱 메커니즘 은 정확한 이론을 정립이 되지 않았으나 실험 결과에 따라 어느 정도 예측이 가능 하다. 기존의 전기화학 폴리싱의 이론에서 표면의 결점은 전류밀도가 상승에 따라 다량의 산소 가스나 버블이 발생하게 되고 표면에 피트가 발생될 수 있다고 정립 되어 왔다. 가공 중에 진동을 부여하여 어느 정도 표면 결점을 최소화 할 수 있다.

Fig. 8은 전기화학 폴리싱에 초음파 진동을 부여할 경우에 따른 표면 개선효과를 표현하였다. 가공 중에 초음파 진동이 버블과 재료 자체에 잠재되어 있는 불순물의 이탈을 촉진시키고 산화막이 요 부분까지 잘 흐르도록 하여 최종적으로 표면 결점 을 최소화 하고자 한다.^21-24)

Fig. 8 Effect of vibration electrochemical polishing

Power supply 50V 12A, 30V, 3A

Workpiece

(anode) Stainless steel 316L

Electrode

(cathode) Cu

Electrolyte

Phosphoric acid Sulphuric acid DI water

Surface measurement AFM

2-2 실험 장치 설계 및 제작

가. 공통사항

Table 1은 본 연구에서 기본적인 실험 장치 및 조건을 나타낸 표이다. 산화전극 인 공작물은 Stainless steel 316L을 사용 하였으며, Table 2는 시험편의 화학성 분을 나타낸다. 그리고 환원전극으로는 전기 전도성이 좋은 구리로 사용하였다. 전 해액으로는 황산, 인산, 초순수를 진동 전기화학 폴리싱 조건에 맞추어 일정한 비 율로 혼합하였다. 가공된 표면은 AFM으로 측정하여 표면을 비교 및 분석 하였다.

Table 1 Experimental conditions

나. 전해액 진동

진동 전기화학 폴리싱에서 전해액에 진동을 하는 장치는 Fig. 9에 나타낸 이미 지와 같다. 일반적인 전기화학 폴리싱의 기본적인 장치의 구성과 같으며, 전해액이 일정량 채워진 전해조 밑 부분에 초음파 진동자를 설치하여 전해액을 진동할 수 있도록 하였다. 초음파 진동 파형이 두 전극 사이에서 진동을 부여하도록 하였다.

Fig. 9 Experimental setup of electrochemical polishing for electrolyte vibration

다. 공작물 진동

공작물에 초음파 진동을 부여하기 위해서는 전해액에 진동을 부여하는 것보다 어 렵다. 전해액에 진동을 부여하는 방법은 전해조에 바로 초음파 발생기를 설치하여 초음파 세척기와 비슷하게 진동을 발생시켜 줄 수 있다. 그러나 공작물에 진동을 부여하기 위해서는 초음파 발생기가 공작물에 고정이 될 수 있도록 해야 하며, 또 한 진동자 자체의 진폭이 작기 때문에 자체 혼(horn)을 설계 및 제작이 되어야 공 작물에 진동을 전달할 수 있다. Fig. 10은 공작물에 진동을 부여하기 위한 실험장 치의 개략도를 나타낸다. 초음파 진동자와 혼이 결합이 되어 있으며, 혼에 시험편

이 결합되어 진폭이 공작물까지 전달될 수 있도록 하였다. 혼의 치수 선정은 해석 프로그램을 통해서 선정하였으며, 혼의 끝단에는 공작물이 결합될 수 있도록 공작 물이 들어갈 수 있을 정도의 홈과 혼의 끝단 부분의 옆에는 멈춤 나사(set screw)가 결합되어 공작물의 고정이 원활하게 하였다.

Fig. 10 Experimental setup of electrochemical polishing for anode electrode(workpiece) vibration

Symbols for

element C Si Mn P S Ni Cr Mo Fe

Composition

(%) 0.02 0.62 0.8 0.03 0.02 12.19 17.8 2.28 66.24 Table 2 Chemical composition of stainless steel 316L

단위: (%)

2-3 실험 방법

본 실험에서는 산화전극인 공작물을 스테인리스강(STS 316L)으로 진행되었다.

시험편은 깨끗하게 세정 후 Fig. 11와 같이 실험의 신뢰를 높이기 위해 가공되는 부분인 5 × 5 mm 범위를 제외한 나머지 부분은 절연 도포제로 도포하여 일정한 전류밀도와 가공 범위를 유지할 수 있도록 하였다. 시험편을 준비하여 Fig. 12의 나타낸 순서와 같이 전극을 준비하여 일반적인 전기화확 폴리싱과 진동 전기화확 폴리싱을 수행하였으며, 세척기를 이용하여 표면에 묻어 있는 전해액과 절연도포제 를 깨끗하게 제거하였다. 세척은 아세톤과 초순수 액을 통해서 세정 과정을 거치고 전용 건조 장치를 통해서 건조 과정을 거쳐 표면 측정기로 가공된 부분을 측정하 였다.

Fig. 11 Diagram of stainless steel 316L

Fig. 12 Processes for electrochemical polishing

제 3 장 초음파 진동 전기화학 폴리싱 가공 특성

3-1 전압 변화에 따른 VECP 실험

본 실험은 전압 변화에 따른 일반적인 전기화학 폴리싱과 진동 전기화학 폴리싱 하여 표면을 분석한 실험이다. 진동 전기화학 폴리싱 실험에서 가장 먼저 적합한 가공 조건을 찾기 위해 다양하게 전압의 변화를 주었다. 가공 조건으로는 전극간격 10 mm, 가공 시간 120 sec로 하였으며, 초음파 진동은 28 kHz, 100 W의 사양을 갖는 장치로 전해액에 진동을 부여 하였다. 전압은 두 방식 모두 5 V부터 9 V까지 의 범위에서 1 V 단위로 증가시켰다.

Fig. 13 는 전압의 변화에 따른 표면 거칠기를 나타낸 그래프이다. 전체적으로 표 면 거칠기는 진동을 부가한 진동 전기화학 폴리싱 처리 후 표면 거칠기가 향상된 결과가 나온다는 것을 알 수 있다. 그래프에서 나타낸 결과를 보면 7 V 부근에서 양호한 표면을 얻을 수 있다.

Fig. 14은 7 V 조건에서 전기화학 폴리싱, 진동 전기화학 폴리싱 후 표면을 AFM 으로 측정한 결과이다. 좌측은 일반적인 전기화학 폴리싱을 한 결과이며 표면 거칠 기가 약 3.9 nm Ra로 측정이 되었다. AFM으로 측정한 3차원 이미지를 보면 표 면에 많은 마이크로 피트가 측정이 되었다. 우측은 같은 조건에서 진동 전기화학 폴리싱을 한 결과이다. 표면 거칠기는 약 1.0 nm Ra로 측정이 되었으며, 3차원 이미지를 보면 좌측의 결과와는 다르게 표면에 마이크로 피트가 적게 측정이 되었 다. 또한 두 프로파일 곡선을 보아도 전기화학 폴리싱은 진폭이 영점을 기준으로 약 5 nm 정도의 폭을 가진 반면 진동 전기화학 폴리싱이 더 완만하게 측정이 되었 다. 전압이 낮을 때 보다 전압이 높아 질 때 진동 전기화학 폴리싱의 표면은 더욱 좋아지는 것을 알 수 있다.

5 6 7 8 9 0

2 4 6 8 10

Surface Roughness, nm

Voltage, V

ECP VECP

Fig. 13 Comparison of surface roughness variation in ECP and VECP according to various voltage

Fig. 14 Sample surface with ECP (L) and VECP (R). (a) AFM topographical image (b) cross sectional profile along A-A` at 7V

3-2 가공 시간에 따른 VECP 실험

본 실험에서는 가공 시간에 따라 전기화학 폴리싱, 진동 전기화학 폴리싱을 하여 표면을 분석한 실험이다. 가공 조건으로는 전극간격 10 mm, 전압 7 V 초음파 진 동은 28 khz, 100 W 사양을 갖는 장치로 전해액에 진동을 부여 하였다. 두 방식 모두 가공시간은 40 sec 부터 300 sec 까지 일정한 간격으로 변화를 주어 가공을 하였다.

Fig. 15는 가공 시간에 따라 표면 거칠기를 나타낸 그래프이다. 그래프의 전체적 인 경향은 진동을 가한 표면의 거칠기가 진동을 가하지 않은 표면의 거칠기보다 상당히 개선된 결과를 얻을 수 있다. 특히, 80 ~ 150 sec 영역에서 최적의 개선 표 면을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.

Fig. 16는 가장 표면이 잘 나온 120 sec 부분을 AFM으로 측정한 결과이다. 좌 측은 일반적인 전기화학 폴리싱을 한 결과이며, 표면 거칠기는 약 4.7 nm Ra로 측 정이 되었다. 프로파일 곡선을 보면 우측의 진동 전기화학 폴리싱 보다 굴곡이 영 점을 기준으로 약 7 nm 정도 차이가 있으며, 표면의 결점인 마이크로 피트는 약 2

~ 3부분 측정이 되었다. 우측은 진동 전기화학 폴리싱을 한 결과를 측정한 결과이 다. 표면 거칠기는 약 0.9 nm Ra로 측정이 되었으며, 좌측의 결과보다 프로파일 곡선이 완만한 것을 알 수 있다. 표면의 결점인 마이크로 피트는 전기화학 폴리싱 보다 결점이 최소화 되었다. 위와 같은 조건에서 가공시간은 약 120 sec 가 적당 하다고 본다.

0 50 100 150 200 250 300 0

1 2 3 4 5 6 7 8

Surface Roughness, nm

Polishing Time, sec

ECP VECP

Fig. 15 Comparison of surface roughness variation in ECP and VECP according to various polishing time

Fig. 16 Sample surface with ECP (L) and VECP (R). (a) AFM topographical image (b) cross sectional profile along A-A` in polishing time 120 sec

3-3 전해액 온도에 따른 VECP 실험

전기화학적인 반응을 이용한 가공은 전해액 온도에 따라 가공성에 영향을 미치게 된다. 이와 같이 진동 전기화학 폴리싱도 전해액 온도에 따른 표면에 미치는 영향 을 분석할 필요가 있다. 가공조건으로는 가공시간 70 sec, 전압 7 V의 조건으로 하 였으며, 전해액은 50 부터 90 ℃까지 10 ℃의 범위로 각각의 온도에서 전기화학 폴 리싱과 진동 전기화학 폴리싱을 하여 표면을 분석 하였다.

Fig. 17 은 전해액 온도에 따른 표면 거칠기를 그래프로 나타낸 이미지이다. 전체 적으로 50 ℃ 에서 80 ℃까지는 표면 거칠기가 좋은 반면 그 이상부터 표면 거칠기 는 좋아지지 않는다. 또한 일반적인 전기화학 폴리싱 보다 진동 전기화학 폴리싱이 표면 거칠기가 더 좋은 것을 알 수 있다. 전해액 온도 80 ℃ 정도에서 좋은 표면 거칠기를 얻을 수 있다. Fig. 18은 전해액 온도 80℃의 전기화학 폴리싱과 진동 전기화학 폴리싱의 표면을 측정한 결과이다. 왼쪽은 전기화학 폴리싱으로서 표면 거칠기가 약 2 nm Ra 정도 측정이 되었으며, 3차원 이미지를 보면 약 2.5 ㎛ 정 도 지름을 가지는 피트가 측정이 되었다. 오른쪽은 진동 전기화학 폴리싱을 한 결 과이며, 표면 거칠기가 약 0.55 nm Ra로 측정이 되었다. 3차원 이미지를 보면 약 간의 굴곡이 있지만 왼쪽 보다 피트 흔적이 적다는 것을 알 수 있다. 두 결과의 프 로파일 곡선을 보아도 진동 전기화학 폴리싱의 표면의 굴곡이 더 완만하다.

50 60 70 80 90 0.5

1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5

4.0 ECP

VECP

Surface Roughness, nm

Temperature, ℃

Fig. 17 Comparison of surface roughness variation in ECP and VECP according to various temperature

Fig. 18 Sample surface with ECP (L) and VECP (R). (a) AFM topographical image (b) cross sectional profile along A-A` in electrolyte temperature 80℃

3-4 전류밀도에 따른 VECP 실험

본 실험에서는 전류밀도에 따른 전기화학 폴리싱과 진동 전기화학 폴리싱을 실험 하였다. 가공조건은 전극간격 10 mm, 가공시간 80 sec로 하였으며, 전류밀도는 1.2, 2.8, 3.6, 4.4, 5.2 A/cm² 로 가공 하였다.

Fig. 19은 두 타입을 전류밀도에 따른 가공으로 표면 거칠기를 나타낸 그래프이 다. 전체적으로 낮은 전류밀도에서는 표면 거칠기가 좋지 않으나 전류밀도 2.8 A/cm²부터 표면 거칠기가 좋아지고 있으면 이후 전류밀도 상승에 따라 표면 거칠 기는 더욱 좋아진다. 전류밀도 5.2 A/cm² 부터 표면 거칠기는 두 타입은 차이가 거의 나타지 않는다. 그리고 진동 전기화학 폴리싱은 전류밀도 2 A/cm²부터 일반 적인 전기화학 폴리싱보다 표면 거칠기가 좋아지기 시작한다. 자세한 표면 상태를 확인하기 위해 AFM 이미지를 확인해 보았다. Fig. 20는 표면 거칠기가 가장 좋은 전류밀도 3.6 A/cm²를 AFM으로 측정된 이미지이다. 왼쪽은 일반적인 전기화학 폴리싱을 한 결과이며, 표면 거칠기가 약 1.2 nm Ra로 측정이 되었다. 3차원 이 미지를 보면 약 3 ~ 4부분에서 마이크로 피트가 측정이 되었다. 오른쪽은 진동 전 기화학 폴리싱을 한 결과이며, 표면 거칠기는 약 0.8 nm Ra로 측정이 되었다. 3 차원 이미지를 보면 마이크로 피트는 거의 보이지 않는다.

1 2 3 4 5 6 0.5

1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5

ECP VECP

Surface Roughness, nm

Current density, (A/cm²)

Fig. 19 Comparison of surface roughness variation in ECP and VECP according to various current densities

Fig. 20 Sample surface with ECP (L) and VECP (R). (a) AFM topographical image (b) cross sectional profile along A-A` in current density 3.6 A/cm²

3-5 공작물 진동에 따른 VECP 실험

상기의 실험들은 전해액에 진동을 부여하여 일반적인 전기화확 폴리싱과 표면을 비교 및 분석을 하였다. 추가적으로 산화전극인 공작물에 진동을 부여할 경우에도 전해액에 진동을 부여한 결과와 비슷한지 확인하고자 한다. 실험 장치는 Fig. 10와 같이 구성하였으며, 가공조건으로는 전극간격 10 mm, 가공시간 120 sec으로 하였 다. 전류밀도는 1.2, 2, 2.8, 3.6, 4.4, 5.2 A/cm²로 실험을 하였다.

Fig. 21는 전류밀도 변화에 따른 표면을 ECP를 하여 AFM 으로 측정된 표면 거 칠기를 그래프로 나타낸 결과이다. 측정된 범위는 각각 (a) 10㎛ × 10 ㎛, (b) 30

㎛ × 30 ㎛ 의 크기로 측정하였다. 그래프를 보면 2 A/cm² 전류밀도에서부터 표면 거칠기가 좋아지기 시작한다. 자세한 표면 상태를 분석하기 위해서 AFM 3차원 이 미지와 프로파일 곡선을 이용하여 분석하였다. 분석한 전류밀도는 1.2, 4.4 A/cm² 로 하였다.

Fig. 22은 일반적인 전기화학 폴리싱인 전류밀도 1.2 A/cm² 로 실험한 결과이다.

측정범위 (a)는 표면 거칠기가 약 5.8 nm Ra로 측정되었으며, 표면의 굴곡이 존 재한다. 측정범위(b)는 표면 거칠기가 약 27 nm Ra 로 측정되었으며, 표면의 굴 곡은 가공 전과 차이가 없을 정도로 고르지 못하다.

Fig. 23는 4.4 A/cm² 로 가공한 결과이다. 측정범위 (a)는 표면 거칠기가 약 1.8 nm Ra로 측정되었으며, 표면의 굴곡은 약 10 nm Ra로 정도이다. 3차원 이미지를 보면 약 5개 정도의 마이크로 피트 흔적이 측정이 되었다. 측정범위 (b)는 표면 거칠기가 약 1.9 nm Ra로 측정되었으며, 표면 굴곡은 약 10 nm Ra 정도이다.

Fig. 24은 진동 전기화학 폴리싱 전류밀도에 따른 표면 거칠기를 나타낸 그래프이 다. 표면 거칠기는 전류밀도 1.2, 2 A/cm² 에서 좋지 않았으며, 전류밀도 2.8 A/cm² 부터 표면 거칠기가 좋아지기 시작하였다.

Fig. 25은 진동 전기화학 폴리싱 전류밀도 1.2 A/cm² 로 실험한 결과이다. 측정 범위 (a)는 표면 거칠기가 약 7.2 nm Ra 로 측정되었으며, 표면의 굴곡은 심한 편이다. 3차원 이미지를 보면 마이크로 피트가 3~4개 정도 측정이 되었다. 측정범 위 (b)는 표면 거칠기가 약 22 nm Ra로 측정되었으며, 표면의 굴곡은 가공 전보 다 큰 차이가 없다. 3차원 이미지를 보면 표면의 굴곡이 매우 심한 것을 알 수 있 다.

Fig. 26은 진동 전기화학 폴리싱 전류밀도 4.4 A/cm² 로 실험한 결과이다. 측정 범위 (a)는 표면 거칠기가 약 1 nm Ra 정도 측정 되었으며, 표면의 굴곡은 거의 없는 편이다. 3차원 이미지를 보면 마이크로 피트는 미세하게 약 1개 정도 보이지 만 눈에 띄는 정도는 아니다. 측정범위 (b)는 표면 거칠기가 약 3.7 nm Ra 로 측 정되었으며, 표면의 굴곡은 거의 없는 편이다. 3차원 이미지를 보면 마이크로 피트 는 거의 측정이 되지 않았다.

Fig. 21 Comparison of surface roughness variation in ECP according to various current densities (a) 10 ㎛ × 10 ㎛ (b) 30 ㎛ × 30 ㎛

Fig. 22 Sample surface after ECP in current density 1.2 A/cm² (a) 10 ㎛ × 10㎛ (b) 30 ㎛ × 30 ㎛

Fig. 23 Sample surface after ECP in current density 4.4 A/cm² (a)10 ㎛ × 10 ㎛ (b) 30 ㎛ × 30 ㎛

Fig. 24 Comparison of surface roughness variation in VECP according to various current densities (a) 10 ㎛ × 10 ㎛ (b) 30 ㎛ × 30 ㎛

Fig. 25 Sample surface after VECP in current density 1.2 A/cm² (a) 10㎛

× 10 ㎛ (b) 30 ㎛ × 30 ㎛

Fig. 26 Sample surface after VECP in current density 4.4 A/cm² (a) 10 ㎛

× 10 ㎛ (b) 30 ㎛×30 ㎛

제 4 장 초음파 진동 전기화학 폴리싱의 가공 효과

4-1 재료 제거율 분석

가공 특성을 통하여 일반적인 전기화학 폴리싱과 진동 전기화학 폴리싱의 표면 에 대한 비교는 표면 측정 장비를 통해서 비교 및 분석이 용이하게 할 수 있었다.

진동 전기화학 폴리싱의 가공 효과를 가장 잘 나타낼 수 있는 방법으로는 재료 제 거율(material removal rate, MRR) 분석을 통해서 비교를 해야 한다.

진동 전기화학 폴리싱의 재료 제거 분석을 위해서 일반적인 전기화학 폴리싱 (a type), 전해액에 진동(b type), 공작물에 진동(c type)을 한 진동 전기화학 폴리 싱의 3가지 타입으로 전류밀도에 따른 실험을 통하여 재료제거율 분석을 하고자 한다. 전극간격 10 mm, 가공시간 120 sec, 초음파 진동은 28 kHz 100 W 사양을 갖는 장치로 진동 전기화학 폴리싱을 하였으며, 전류밀도는 1.2, 2, 2.8, 3.6, 4.4, 5.2, 6, 6.8, 7.6 A/cm² 으로 하였다. 가공된 표면은 KLA Tencor의 Alpha step (P - 16)으로 가공 전과 가공 후의 깊이를 측정 하였다. Fig. 27 는 Alpha step의 측정 메커니즘을 나타낸다.

Table 2 는 가공된 깊이를 측정한 결과를 나타낸 표이다. 전체적인 깊이 변화를 보면 전류밀도가 상승함에 따라 가공 깊이는 증가 한 것을 알 수 있으며, 5.2 A/cm² 부터는 가공 깊이가 둔해진 것을 알 수 있다. 1.2 A/cm² 에서는 a type 17 ㎛, b type 17 ㎛, c type 10 ㎛ 의 가공 깊이가 측정되었다. 4.4 A/cm² 에서 는 a type 31 ㎛, b type 27 ㎛, c type 38 ㎛ 의 가공 깊이가 측정되었다. 7.6 A/cm² 에서는 a type 31 ㎛, b type 27 ㎛, c type 38 ㎛ 의 가공 깊이가 측정되 었다. 낮은 전류밀도에서는 세 타입 모두 큰 차이가 있지 않으나 높은 전류밀도로 갈수록 전기화학 폴리싱과 진동 전기화학 폴리싱의 가공 깊이가 차이 나기 시작하 였다.

Fig. 28 는 측정된 가공 깊이 결과를 바탕으로 체적(volume)에 관한 MRR을 계 산 결과를 그래프로 나타내었다. 전류밀도 증가에 따라 a type 0.14 ~ 0.28 ㎛

3/sec, b type 0.14 ~ 0.38 ㎛³/sec, c type 0.08 ~ 0.33 ㎛³/sec 재료 제거율을 보여주고 있다. 4.4 A/cm² 에서는 a type 0.26 ㎛³/sec, b type 0.23 ㎛³/sec, c type 0.32 ㎛³/sec 재료제거율을 나타낸다. 6.8 A/cm² 에서는 a type 0.29 ㎛

3/sec, b type 0.38 ㎛³/sec, c type 0.33 ㎛³/sec 재료제거율을 나타낸다. 전류밀 도 5.2 A/cm² 부터는 재료 제거율이 둔해지며, 전기화학 폴리싱보다 진동 전기화 학 폴리싱의 MRR이 높게 나타난다. 또한 산화전극에 진동을 부여한 타입보다 전 해액에 진동을 부여한 타입이 더 높은 MRR을 얻을 수 있다.

Fig. 27 Measurement mechanism of machined parts (alpha step)

Table 2 Measurement results of machined depth Current density

(A/cm²) a type (㎛) b type (㎛) c type (㎛)

1.2 17 17 10

2 20 15 15

2.8 24 21 15

3.6 26 29 23

4.4 31 27 38

5.2 31 46 40

6 31 45 40

6.8 35 45 39

7.6 34 46 40

1 2 3 4 5 6 7 8 0.05

0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40

Material removal rate (µm3 /sec)

Current density A/cm² a type

b type c type

Fig. 28 Comparison of material removal rate (MRR) according to various current density

제 5 장 결 론

본 연구는 일반적인 전기화학 폴리싱에 추가적인 공정을 통한 하이브리드 가공 기술로서 기존 전기화학 폴리싱에서 불규칙하게 발생되었던 마이크로 피트의 발생 빈도를 줄이고 표면 품질을 높이고자 하였다. 전체적으로 초음파 진동을 이용한 전 기화학 폴리싱은 일반적인 전기화학 폴리싱 보다 표면 품질이 향상되었으며, 마이 크로 피트 발생 빈도가 줄어든 것을 알 수 있었다. 위의 결과를 바탕으로 진동 전 기화학 폴리싱 가공은 기초적인 조건을 확립할 수 있었으며, 실험의 결과에 대한 결론은 다음과 같이 얻을 수 있다.

(가) 전해액 진동

Ÿ 전압 변화에 따른 실험결과를 보면 진동 전기화학 폴리싱의 경우 7V 정도에서 양호한 표면 품질을 얻을 수 있었으며, 진동을 부여하지 않은 전기화학 폴리싱 의 표면에는 진동 전기화학 폴리싱 보다 표면에 미세한 결점들이 측정이 되었 다.

Ÿ 가공 시간에 따른 실험결과로는 가공 시간이 증가하면 표면 거칠기가 향상 되 며, 120 sec 이후부터는 표면 평활화가 거의 이루어지고 산화막 형성으로 표면 거칠기 변화가 둔해진 것을 알 수 있다. 진동 전기화학 폴리싱은 120 sec 부분 에서 표면 품질이 좋아졌으며, 전기화학 폴리싱 보다 표면에 발생되는 결점이 줄어들었다.

Ÿ 전해액 온도에 따른 실험결과로는 두 타입 모두 50 ℃에서 80 ℃까지 표면 품 질은 좋으며, 특히 진동 전기화학 폴리싱은 표면 품질이 더 높아졌으나 높은 온 도로 갈수록 표면 조도의 폭이 커진 것을 알 수 있다.

Ÿ 앞의 실험의 결과를 바탕으로 최적 가공 조건으로 선정하여 가공한 전류밀도에 따른 실험결과에 따르면, 전류밀도 3.6 A/cm²에서 표면 품질이 가장 좋았다. 진 동 전기화학 폴리싱은 표면에 미세한 결점 또한 감소하였다.

(나) 산화전극 진동(공작물)

Ÿ 전해액 진동의 실험조건을 바탕으로 선정된 조건에서 산화전극에 진동 전기화 학 폴리싱을 한 결과를 보면, 전류밀도 4.4 A/cm²에서 좋은 표면 품질을 얻을

수 있었다. 또한 전기화학 폴리싱에서 측정된 미세한 결점 또한 진동 전기화학 폴리싱에서는 감소하였다.

(다) 진동 전기화학 폴리싱 효과

Ÿ 진동 전기화학 폴리싱의 MRR은 낮은 전류밀도에서는 세 타입 모두 큰 차이를 보여주지는 않았으나, 전류밀도 5.2 A/cm² 부터는 일반적인 전기화학 폴리싱 보다 진동 전기화학 폴리싱의 경우 높은 MRR을 보여주고 있다. a type 기준으 로 b type인 전해액에 진동을 부여한 경우 a type 보다 약 32 % 정도의 MRR 을 보여주며, c type인 산화전극에 진동을 부여한 경우 약 22 % 정도의 MRR 을 보여준다.

전체적으로 전기화학 폴리싱의 진동을 부여한 결과를 보면 가공 중에 산화막이 흐르면서 버블이나 불순물에 의해 산화막의 흐름이 원활하지 않아 마이크로 피트 가 발생되었다면 진동에 의해서 버블과 불순물의 이탈을 촉진하고 산화막의 흐름 을 촉진시켰을 것으로 예상된다.

일반적인 전기화학 폴리싱 중에 초음파 진동을 부여하면, MRR이 높아진 것을 알 수 있다. 이 결과를 보면 초음파 진동에 의해 전기화학 반응을 더욱 촉진 시켜 기존 전기화학 폴리싱 보다 높은 가공성을 얻을 수 있었을 거라고 본다.

이와 같이 진동 전기화학 폴리싱은 표면 품질향상과 가공 효율을 높이기 때문에 바이오매스 전달 및 전송 시스템에 적용될 것이고, 반영구적인 대형 플랜트의 개발 에 주요한 일부를 차지할 것이다. 전체적으로 미래 첨단 부품이 한 단계 진보되는 데 많은 도움이 될 거라 사료된다.

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