복잡한 설계 제조를 위한 SiC CNC 가공

첨단 산업에서 성능과 효율성을 끊임없이 추구하려면 극한의 조건을 견딜 수 있는 소재가 필요합니다. 실리콘 카바이드(SiC)는 뛰어난 경도, 열 전도성, 화학적 불활성을 제공하며 선두 주자로 부상했습니다. 하지만 복잡한 부품에 이러한 특성을 활용하려면 정교한 제조 기술이 필요합니다. 바로 이 점에서 실리콘 카바이드 CNC(컴퓨터 수치 제어) 가공은 복잡한 형상을 고정밀로 제작할 수 있는 필수 요소입니다. 이 게시물에서는 SiC CNC 가공의 세계를 자세히 살펴보고 응용 분야, 장점, 설계 고려 사항, 맞춤형 SiC 부품 요구 사항에 적합한 공급업체와 협력하는 방법을 살펴봅니다.

소개 소개: 맞춤형 SiC 제품 및 고성능 애플리케이션

맞춤형 실리콘 카바이드 제품은 고성능 산업 응용 분야의 고유한 작동 요구 사항을 충족하기 위해 특별히 설계 및 제조된 SiC로 제작된 부품입니다. 기성 부품과 달리 맞춤형 SiC 부품은 형상, 재료 등급, 표면 마감 및 치수 공차 측면에서 맞춤 제작되어 기존 재료가 불안정한 환경에서 최적의 성능을 제공합니다. 이러한 부품의 핵심적인 역할은 다이아몬드 다음으로 높은 경도, 높은 열전도율, 낮은 열팽창, 우수한 내마모성 및 내식성, 고온에서의 안정성(등급에 따라 최대 1650°C 이상) 등 SiC의 고유한 특성에서 비롯됩니다.

반도체 제조, 항공우주, 에너지, 화학 공정 등의 산업에서는 웨이퍼 척, 거울, 열교환기, 펌프 씰, 노즐, 퍼니스 부품과 같은 중요한 애플리케이션을 위해 이러한 맞춤형 SiC 부품을 사용합니다. CNC 가공을 통해 SiC를 복잡한 형상으로 정밀하게 가공할 수 있게 되면서 엔지니어는 이전에는 제조할 수 없었던 부품을 설계할 수 있는 새로운 혁신의 가능성을 열어 기술 및 효율성의 경계를 넓힐 수 있게 되었습니다. 설계가 더욱 복잡해지고 성능 요구 사항이 더욱 엄격해짐에 따라 전문 지식에 대한 수요도 증가하고 있습니다 SiC CNC 가공 서비스 는 지속적으로 성장하여 현대 첨단 소재 제조의 초석이 되고 있습니다.

주요 응용 분야: 산업 전반의 SiC CNC 가공 부품

CNC 가공된 실리콘 카바이드는 다양한 용도와 우수한 특성으로 인해 여러 까다로운 분야에서 선호되는 소재입니다. 공차가 엄격한 복잡한 디자인으로 성형할 수 있어 다른 소재가 한계에 도달한 분야에서 혁신적인 솔루션을 제공할 수 있습니다.

• 반도체 제조: SiC는 정전기 척(E-척), 웨이퍼 처리 시스템, 포커스 링, 샤워헤드 및 CMP(화학적 기계적 평탄화) 링과 같은 부품에 매우 중요합니다. CNC 가공은 이러한 응용 분야에 필요한 고순도, 치수 안정성 및 플라즈마 침식 저항성을 보장합니다.
• 항공우주 및 방위: 항공기 및 우주선의 경량 고강성 거울, 광학 벤치, 미사일 레이돔, 추진기 부품 및 내마모성 부품에 사용됩니다. 복잡한 공기역학적 형태와 복잡한 내부 구조를 가공할 수 있는 능력이 핵심입니다.
• 전력 전자: SiC는 대표적인 와이드 밴드갭 반도체 소재입니다. CNC 가공은 전력 모듈, 인버터 및 컨버터용 고정밀 기판, 방열판 및 패키징 부품을 생산하는 데 사용되어 전력 밀도와 효율을 높일 수 있습니다.
• 고온 용광로 및 열처리: 빔, 롤러, 열전대 보호 튜브, 버너 노즐, 킬른 가구와 같은 구성 요소는 SiC의 고온 강도와 열충격 저항성의 이점을 누릴 수 있습니다. CNC 가공을 통해 열 분배와 구조적 무결성을 위한 최적화된 설계가 가능합니다.
• 자동차: SiC 부품은 전기 자동차(EV)의 전력 전자 장치, 제동 시스템(세라믹 브레이크 디스크), 엔진 및 변속기의 마모 부품에 사용되고 있습니다. 이러한 고신뢰성 애플리케이션에는 정밀 가공이 필수적입니다.
• 화학 처리: SiC로 제작된 씰, 베어링, 펌프 샤프트, 밸브 부품 및 반응기 라이닝은 부식성 화학 물질 및 마모성 슬러리에 대한 탁월한 내성을 제공합니다. CNC 가공을 통해 복잡한 유체 경로와 씰링 표면을 쉽게 만들 수 있습니다.
• 재생 에너지: 베어링과 씰과 같은 태양열 발전소 및 풍력 터빈의 부품은 SiC의 내구성으로 이점을 누릴 수 있습니다.
• 야금학: 도가니, 주조 부품 및 열전대 피복에는 SiC의 고온 안정성과 용융 금속에 대한 내성이 필요합니다.
• LED 제조: LED 생산에 사용되는 MOCVD 반응기용 서셉터와 캐리어는 고순도 SiC로 제작되는 경우가 많아 정밀 가공이 요구됩니다.
• 산업 기계: 중장비의 정밀 샤프트, 베어링, 연마성 워터젯 절삭용 노즐, 마모 라이너는 SiC의 경도와 내마모성을 활용합니다.

아래 표는 몇 가지 주요 산업과 해당 산업에서 사용하는 특정 CNC 가공 SiC 부품을 강조합니다:

산업	일반적인 CNC 가공 SiC 부품	활용되는 주요 SiC 속성
반도체	웨이퍼 척, 포커스 링, 샤워헤드, 에지 링	고순도, 플라즈마 저항, 열 전도성, 강성
항공우주	거울, 광학 시스템, 라돔, 추진기 노즐	경량, 높은 강성, 열 안정성, 내마모성
전력 전자	기판, 방열판, 모듈 패키징	높은 열전도율, 전기 절연(일부 등급의 경우), 고온 작동
자동차(전기차, 퍼포먼스)	파워 모듈 구성품, 브레이크 디스크, 마모 부품	열 관리, 내마모성, 경량
화학 처리	기계식 씰, 펌프 구성품, 밸브 시트, 노즐	화학적 불활성, 내마모성, 높은 경도
고온 용광로	빔, 롤러, 튜브, 버너 노즐	고온 강도, 내열 충격성, 내산화성

왜 맞춤형 CNC 가공 실리콘 카바이드를 선택해야 할까요?

표준 부품이 고급 응용 분야의 엄격한 요구 사항을 충족할 수 없는 경우 맞춤형 CNC 가공 실리콘 카바이드 부품을 선택하면 상당한 경쟁 우위를 확보할 수 있습니다. 주요 이점은 SiC의 뛰어난 재료 특성과 CNC 가공의 정밀성이 결합된 데서 비롯됩니다:

• 복잡한 형상과 복잡한 디자인: CNC 가공을 사용하면 기존의 세라믹 성형 기술로는 불가능하거나 경제적으로 불가능한 매우 복잡한 형상, 내부 피처, 얇은 벽, 정밀한 윤곽을 만들 수 있습니다. 이러한 설계의 자유는 부품 성능을 최적화하고, 크기와 무게를 줄이며, 여러 기능을 단일 부품에 통합하는 데 매우 중요합니다.
• 우수한 열 관리: SiC의 높은 열전도율은 효율적인 열 방출을 가능하게 합니다. 맞춤형 CNC 가공은 전력 전자, 고전력 광학 및 반도체 처리 장비의 애플리케이션에 필수적인 복잡한 냉각 채널 또는 최적화된 히트 스프레더 형상을 만들 수 있습니다.
• 뛰어난 내마모성: 실리콘 카바이드는 상업적으로 가장 단단한 소재 중 하나입니다. CNC 가공은 매우 매끄러운 표면과 정밀한 프로파일을 가진 부품을 생산할 수 있어 씰, 베어링, 노즐과 같이 마모가 심하거나 마찰이 심한 환경에서 마모 수명을 향상시킬 수 있습니다.
• 뛰어난 화학적 불활성 및 내식성: SiC는 광범위한 산, 알칼리 및 용융 염에 대한 내성이 있습니다. 맞춤형 가공 부품은 표면 무결성을 극대화하고 잠재적인 화학적 공격 지점을 최소화하도록 설계할 수 있으므로 화학 처리 및 석유 및 가스 산업에서 흔히 발생하는 열악한 화학 환경에서 부품의 수명을 연장할 수 있습니다.
• 고온에서의 치수 안정성: SiC는 고온에서도 강도와 형태를 유지합니다. CNC 가공을 통해 용광로, 터빈 또는 항공우주 분야용 부품을 극한의 열 부하에서도 안정적으로 유지되는 정밀한 치수로 제조할 수 있습니다.
• 맞춤형 성능: 맞춤형 제작을 통해 애플리케이션의 고유한 기계적, 열적, 전기적, 화학적 요구 사항에 가장 적합한 특정 SiC 등급(예: SSiC, RBSiC)과 표면 마감을 선택할 수 있습니다. 이를 통해 최적의 성능과 수명을 보장합니다.
• 신속한 프로토타입 제작 및 반복: CNC 가공은 시제품 생산과 중소규모 생산에 적합합니다. 이를 통해 엔지니어는 복잡한 SiC 부품에 대한 설계를 빠르게 테스트하고 반복하여 새로운 기술의 개발 주기를 단축할 수 있습니다.
• 높은 정밀도와 반복성: 최신 CNC 머시닝 센터는 매우 엄격한 공차(종종 미크론 범위)와 뛰어난 반복성을 달성하여 모든 맞춤형 SiC 부품이 중요한 애플리케이션에 필요한 정확한 사양을 충족하도록 보장합니다.

맞춤형 CNC 가공 실리콘 카바이드를 선택함으로써 기업은 재료의 한계를 극복하고 제품 성능을 향상시키며 각 분야에서 혁신을 주도할 수 있습니다. 이는 신뢰성, 효율성 및 최첨단 기능에 대한 투자입니다.

CNC 가공에 권장되는 SiC 등급 및 구성

성공적인 CNC 가공과 원하는 최종 사용 성능을 달성하기 위해서는 적절한 등급의 실리콘 카바이드를 선택하는 것이 가장 중요합니다. 다양한 SiC 재종은 다양한 특성, 가공성 특성 및 비용 프로파일을 제공합니다. 다음은 일반적으로 CNC 가공되는 몇 가지 재종입니다:

• 소결 실리콘 카바이드(SSiC):
  • 조성: 고온(종종 >2000°C)에서 미세 SiC 분말을 소결하여 생산하며, 때로는 비산화물 소결 보조제를 사용합니다. 조밀하고 단일 위상 SiC 재료(일반적으로 >
  • 속성: 우수한 내마모성, 고강도, 탁월한 내식성, 우수한 열충격 저항성, 초고온에서도 강도를 유지합니다. 순도가 높습니다.
  • CNC 가공성: 극한의 경도와 밀도로 인해 SSiC는 가공이 까다롭습니다. 다이아몬드 툴링, 견고한 기계 설정, 최적화된 가공 파라미터가 필요합니다. 일반적으로 가공은 가능한 경우 '녹색' 또는 '비스크' 상태로 가공한 후 소결한 다음 최종 공차를 위해 정밀 다이아몬드 연삭을 수행합니다. 완전 소결된 SSiC의 직접 CNC 가공은 고도로 전문화된 공정입니다.
  • 일반적인 응용 분야: 기계식 씰, 베어링, 펌프 부품, 노즐, 반도체 장비 부품, 아머.
• 반응 결합 실리콘 카바이드(RBSiC 또는 SiSiC):
  • 조성: 용융 실리콘에 SiC 입자와 탄소가 혼합된 혼합물을 침투시킵니다. 실리콘은 탄소와 반응하여 초기 SiC 입자를 결합하는 추가 SiC를 형성합니다. 유리 실리콘(일반적으로 8~20%)을 포함합니다.
  • 속성: 우수한 내마모성, 높은 열전도율(유리 실리콘으로 인해), 우수한 열충격 저항성, 우수한 강도. 소성 전 SSiC보다 더 쉽게 복잡한 모양으로 성형할 수 있습니다.
  • CNC 가공성: 유리 실리콘이 존재하기 때문에 SSiC보다 가공이 더 쉽지만 여전히 다이아몬드 툴링이 필요합니다. 특정 화학 응용 분야에 순수한 SiC 표면이 필요한 경우 자유 실리콘을 선택적으로 에칭할 수 있습니다. 복잡한 디자인은 그물 모양에 가깝게 가공한 다음 정밀 CNC 연삭할 수 있습니다.
  • 일반적인 응용 분야: 가마 가구(빔, 롤러), 열교환기, 마모 라이너, 펌프 구성품, 대형 구조물 구성품.
• 질화물 결합 실리콘 카바이드(NBSC):
  • 조성: 질화규소(Si3N4) 상으로 결합된 SiC 입자.
  • 속성: 열충격 저항성, 내마모성, 용융 비철금속에 대한 저항성이 우수합니다. 일반적으로 SSiC 또는 RBSiC보다 비용이 저렴합니다.
  • CNC 가공성: 보통 난이도, 다이아몬드 공구가 필요합니다. 가공 전략은 다른 경질 세라믹과 유사합니다.
  • 일반적인 응용 분야: 용광로 라이닝, 열전대 보호 튜브, 알루미늄 및 구리 산업용 부품.
• 화학 기상 증착(CVD) SiC:
  • 조성: 화학 기상 증착법으로 생산된 고순도(종종 >99.999%) SiC입니다. 코팅 또는 벌크 재료로 증착할 수 있습니다.
  • 속성: 매우 높은 순도, 우수한 내화학성, 높은 강성, 우수한 열적 특성.
  • CNC 가공성: 가공은 일반적으로 재료의 가치와 요구되는 정밀도 때문에 연삭과 래핑으로 제한됩니다. 표면 마감과 순도가 가장 중요한 광학 부품이나 반도체 공정 챔버 부품에 자주 사용됩니다.
  • 일반적인 응용 분야: 반도체 웨이퍼 척, 광학 미러, 보호 코팅.
• 재결정화 실리콘 카바이드(RSiC):
  • 조성: 압축된 SiC 입자를 매우 높은 온도에서 소성하여 바인더나 소결 보조제 없이도 결합할 수 있도록 만들어졌습니다. 다공성이 제어됩니다.
  • 속성: 열충격 저항성과 고온 강도가 우수하며 가스 투과성 또는 특정 다공성이 필요한 애플리케이션에 적합합니다.
  • CNC 가공성: 가공이 가능하지만 다공성은 표면 마감에 영향을 줄 수 있습니다. 다이아몬드 툴링은 필수입니다.
  • 일반적인 응용 분야: 가마 가구, 다공성 버너, 필터.

CNC 가공에 적합한 SiC 등급을 선택하는 것은 내열성, 내마모성, 화학적 불활성, 열전도율 및 비용에 대한 응용 분야의 요구 사항에 크게 좌우됩니다. Sicarb Tech와 같은 숙련된 SiC 가공 전문가와 상담하면 최적의 등급을 선택하고 효과적인 가공 전략을 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다. 다음을 살펴보세요. 사용자 지정 지원 를 통해 프로젝트에 완벽한 SiC 솔루션을 찾을 수 있습니다.

CNC 가공 및 애플리케이션 적합성과 관련된 주요 속성에 대한 요약입니다:

SiC 등급	가공 및 적용을 위한 주요 특성	상대 가공성(단단함 > 쉬움)	일반적인 최대 작동 온도.
소결 SiC(SSiC)	최고의 경도, 내마모성, 순도, 온도에서의 강도.	매우 단단함	~1600°C &8211; 1700°C
반응 결합 SiC(RBSiC)	우수한 열 전도성, 복잡한 형태, 우수한 내마모성	단단함	~1350°C &8211; 1380°C(유리 Si로 인해)
질화물 결합 SiC(NBSC)	열 충격에 강하고 특정 애플리케이션에 비용 효율적입니다	보통 어려움	~1400°C – 1550°C
CVD SiC	초고순도, 우수한 표면 마감 기능	매우 단단함(일반적으로 연마/랩핑)	~1600°C+
재결정 실리콘 카바이드(RSiC)	제어된 다공성, 뛰어난 열 충격	보통 어려움	~1650°C

CNC 가공 SiC 제품의 설계 고려 사항

실리콘 카바이드 CNC 가공용 부품을 설계하려면 재료의 고유한 특성, 주로 경도와 취성을 신중하게 고려해야 합니다. 경질 세라믹에 특화된 제조용 설계(DfM) 원칙을 준수하면 비용을 크게 절감하고 리드 타임을 개선하며 최종 제품의 성능과 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다.

• 기하학 및 복잡성:
  • 가능한 경우 간소화하세요: CNC 가공을 통해 복잡한 형상을 만들 수 있지만, 일반적으로 형상이 단순할수록 가공 시간과 비용이 절감됩니다. 기능적 가치를 추가하지 않는다면 불필요하게 복잡한 형상은 피하세요.
  • 넉넉한 반경: 날카로운 내부 모서리는 응력이 집중되어 가공하기 어렵습니다. 내부 모서리에 최대 허용 반경을 적용하여 강도를 높이고 공구 마모를 줄이세요. 외부 모서리는 날카로울 수 있지만 칩핑이 발생하기 쉽습니다.
  • 균일한 벽 두께: 벽 두께를 균일하게 유지하면 최종 적용 시 가공 또는 열 순환 중 응력 집중과 잠재적인 균열을 방지하는 데 도움이 됩니다. 두께의 급격한 변화를 피하세요.
• 벽 두께 및 종횡비:
  • 최소 벽 두께: SiC는 강하지만 깨지기 쉽습니다. 매우 얇은 벽(예: 전체 크기 및 SiC 등급에 따라 1-2mm 미만)은 파손 없이 가공하기 어려울 수 있으며 깨지기 쉽습니다. 구체적인 제한 사항은 가공 제공업체에 문의하세요.
  • 종횡비: 가로 세로 비율이 높은 피처(예: 길고 얇은 핀 또는 깊고 좁은 슬롯)는 가공이 어렵고 비용이 많이 들 수 있습니다. 이러한 기능을 재설계할 수 있는지 또는 다른 조립 방법이 가능한지 고려하세요.
• 구멍 및 내부 기능:
  • 구멍 깊이 대 직경 비율: 깊고 작은 직경의 구멍은 까다롭습니다. 표준 드릴링 및 연삭 공구에는 한계가 있습니다. 대체 설계를 고려하거나 공급업체와 실현 가능성에 대해 논의하세요.
  • 교차하는 구멍: 교차로에서는 날카로운 모서리와 잠재적인 칩핑이 발생할 수 있습니다. 내부 교차로 디버링은 매우 어렵습니다.
  • 스레드: 내부 및 외부 나사산은 SiC로 가공할 수 있지만 일반적으로 거칠고 전문적인 기술이 필요합니다. 금속으로 만든 스레드 인서트는 잦은 조립/분해를 위한 보다 견고한 대안이 될 수 있습니다.
• 허용 오차:
  • 필요한 허용 오차만 지정합니다: 공차가 매우 엄격하면 가공 시간과 비용이 크게 증가합니다. 기능적으로 중요한 경우에만 엄격한 공차를 지정하세요. 일반적인 공차는 허용 가능한 한 느슨하게 설정해야 합니다.
  • 머티리얼 프로퍼티를 고려합니다: SiC는 열팽창이 적기 때문에 온도에 따른 치수 변화가 최소화되어 다양한 열 환경에서 엄격한 허용 오차를 유지하는 데 유리할 수 있습니다.
• 표면 마감:
  • 기능 요구 사항: 기능적 요구(예: 밀봉 표면, 광학 애플리케이션, 마모 표면)에 따라 표면 마감(예: Ra 값)을 지정합니다. 더 미세한 마감은 더 많은 가공 시간(연삭, 래핑, 연마)을 필요로 합니다.
• 재료 선택:
  • SiC 등급(SSiC, RBSiC 등)을 선택하면 설계 제약 조건에 영향을 미칩니다. 예를 들어, RBSiC는 최종 가공 전에 그물에 가까운 모양으로 성형하기가 더 쉬울 수 있습니다.
• 응력 집중 장치 피하기:
  • 내부 반경 외에도 취성 재료에서 균열이 시작되는 지점으로 작용할 수 있는 노치, 날카로운 V 홈, 갑작스러운 단면 변화를 피하세요.
• 모서리 처리:
  • 취급 및 사용 중 칩핑을 방지하기 위해 외부 모서리에 모따기 또는 반경을 지정합니다. SiC의 날카로운 모서리는 매우 약할 수 있습니다.
• 제조업체와 상의하세요:
  • 설계 프로세스 초기에 SiC CNC 가공 공급업체와 협력하십시오. 해당 전문 지식을 통해 제조 가능성을 위해 설계를 최적화하고, 개선 사항을 제안하며, 잠재적인 문제를 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다. Sicarb Tech와 같은 회사는 광범위한 서비스를 제공합니다. 사용자 지정 지원는 SiC 특성 및 가공 능력에 대한 깊은 지식을 활용합니다.

이러한 요소를 고려하면 엔지니어는 제조 복잡성을 최소화하면서 재료의 장점을 최대한 활용하는 견고하고 비용 효율적인 SiC 부품을 설계할 수 있습니다.

공차, 표면 마감 및 SiC CNC 가공의 치수 정확도

정밀한 치수 정확도, 엄격한 공차 및 특정 표면 마감을 달성하는 것은 고급 SiC CNC 가공의 특징입니다. SiC의 극한의 경도를 고려할 때 이러한 작업에는 거의 독점적으로 최종 가공 단계로 다이아몬드 연삭, 래핑 및 연마가 포함됩니다.

허용 오차:

• 표준 공차: 일반적인 피처의 경우 ±0.025mm~±0.1mm(±0.001″ ~ ±0.004″) 범위의 허용 오차는 과도한 비용 없이 달성할 수 있는 경우가 많습니다.
• 엄격한 공차: 중요한 치수의 경우 고정밀 CNC 연삭은 ±0.002mm ~ ±0.005mm(±0.00008″ ~ ±0.0002″)의 엄격한 허용 오차를 달성할 수 있습니다. 이러한 공차를 달성하려면 특수 장비, 통제된 환경, 광범위한 계측이 필요합니다.
• 기하 공차: 평탄도, 평행도, 직각도, 진원도 및 원통도에 대한 제어도 중요합니다. 예를 들어 씰링 또는 광학 표면의 평탄도 값은 수 미크론(또는 작은 영역의 경우 미크론 미만)을 달성할 수 있습니다.
• 복잡성의 영향: 달성 가능한 공차는 부품 형상, 크기 및 SiC 등급에 따라 달라집니다. 많은 피처가 있는 복잡한 부품은 피처마다 달성 가능한 공차가 다를 수 있습니다.

표면 마감:

CNC 가공된 SiC 부품의 표면 마감은 애플리케이션의 요구 사항에 맞게 조정할 수 있습니다:

• 소성/소결: 가공 전 SiC 부품의 표면은 상대적으로 거칠 수 있습니다. 이는 일반적으로 정밀 응용 분야에서는 허용되지 않습니다.
• 지상 마감: 다이아몬드 연삭은 형상을 만들고 초기 치수 정확도를 달성하는 가장 일반적인 방법입니다. 연삭 후 일반적인 표면 마감의 범위는 Ra 0.2µm ~ Ra 0.8µm(8µin ~ 32µin)입니다. 이 방법은 많은 기계 응용 분야에 적합합니다.
• 랩핑 마감: 래핑은 미세 연마 슬러리를 사용하여 더 매끄러운 표면과 더 나은 평탄도를 달성합니다. 래핑된 SiC 표면은 Ra 0.05µm ~ Ra 0.2µm(2µin ~ 8µin)에 달할 수 있습니다. 이는 동적 씰 또는 결합 표면에 필요한 경우가 많습니다.
• 광택 마감: 거울, 광학 부품 또는 일부 반도체 부품과 같이 매우 매끄러운 표면이 필요한 애플리케이션의 경우 SiC를 연마하여 0.025µm(1µin) 미만의 Ra 값을 달성할 수 있으며, 때로는 초연마 표면의 경우 옹스트롬 수준의 매끄러움까지 구현할 수 있습니다.

아래 표에는 달성 가능한 일반적인 사양이 요약되어 있습니다:

매개변수	일반적인 달성 가능 범위	공정	참고
치수 허용 오차(일반)	±0.025mm ~ ±0.1mm	CNC 연삭	기능 및 크기에 따라 다름
치수 허용 오차(정밀도)	±0.002mm ~ ±0.005mm	고정밀 CNC 연삭	중요한 기능의 경우
표면 마감(그라운드)	Ra 0.2 µm – 0.8 µm	다이아몬드 연삭	기계 부품에 공통
표면 마감(랩핑)	Ra 0.05 µm – 0.2 µm	랩핑	씰의 경우, 마모 표면
표면 마감(광택)	Ra < 0.025 µm(0.005 µm 미만 가능)	연마	광학, 반도체 애플리케이션
평탄도(정밀도)	중요한 영역에서 1-2µm까지 감소	래핑/연마	애플리케이션에 따라 다름
병렬/수직성	수 미크론 단위까지	정밀 연삭/랩핑	지오메트리에 따라 다름

치수 정확도 및 계측:

치수 정확도를 보장하려면 세심한 공정 제어와 고급 계측이 필요합니다. 여기에는 다음이 포함됩니다:

• 좌표 측정기(CMM): 복잡한 형상을 정밀하게 3D로 측정할 수 있습니다.
• 광학 비교기 및 비전 시스템: 프로필 및 기능 검사용.
• 표면 프로파일러: 표면 거칠기 및 프로파일을 측정합니다.
• 간섭계: 광학 등급 표면의 평탄도 및 표면 형태를 평가하는 데 사용됩니다.

SiC CNC 가공 전문 공급업체는 부품이 엄격한 고객 사양을 충족하는지 확인하기 위해 이러한 계측 도구에 많은 투자를 하고 있습니다. SiC의 고유한 안정성(낮은 열팽창, 높은 강성)은 가공으로 인한 내부 응력만 적절히 관리한다면 제조 후 치수 정확도를 유지하는 데 도움이 됩니다.

CNC 가공 SiC 부품의 후처리 요구 사항

1차 CNC 가공(일반적으로 연삭) 작업 후 실리콘 카바이드 부품은 특정 기능 요구 사항을 충족하고 성능을 향상시키거나 내구성을 개선하기 위해 추가적인 후처리 단계가 필요할 수 있습니다. 이러한 단계는 까다로운 애플리케이션에서 매우 중요한 경우가 많습니다.

• 정밀 연삭: CNC 가공은 종종 SiC를 '연삭'하지만, 초기 성형 후 또는 다른 공정에서 왜곡이 발생하는 경우 최종적으로 매우 엄격한 공차 또는 특정 기하학적 특징을 얻기 위해 초정밀 연삭을 추가로 사용할 수 있습니다.
• 래핑: 이 공정은 표면, 마모 부품 또는 평탄도가 중요한 기판을 밀봉하는 데 필요한 매우 미세한 표면 마감(일반적으로 Ra 0.05~0.2 µm)과 탁월한 평탄도를 달성하는 데 사용됩니다. 래핑은 SiC 부품과 래핑 플레이트 사이에 미세 연마 슬러리를 사용합니다.
• 연마: 광학 거울, 일부 반도체 장비 부품 또는 고성능 베어링과 같이 거울과 같은 마감(Ra < 0.025 µm, 때로는 옹스트롬 수준까지)이 필요한 응용 분야의 경우 연마가 필요합니다. 여기에는 점차 미세해지는 다이아몬드 슬러리 또는 화학적 기계적 연마(CMP) 기술이 사용됩니다.
• 가장자리 모서리 챔퍼링/반경: 깨지기 쉬운 SiC 부품의 날카로운 모서리는 취급 또는 작동 중에 칩핑이 발생하기 쉽습니다. 특수 다이아몬드 공구를 사용하여 모서리의 모따기 또는 반경을 제어하면 이러한 위험을 완화하고 부품의 견고성을 향상시킬 수 있습니다.
• 청소: 가공 잔여물, 연마 입자 또는 오염 물질을 제거하려면 철저한 세척이 필수적입니다. 여기에는 특수 용매를 사용한 초음파 세척, 탈이온수 헹굼, 통제된 환경에서의 건조가 포함될 수 있으며, 특히 반도체 및 의료용 애플리케이션에 매우 중요합니다. 초청정 환경에서 사용되는 CVD SiC 또는 SSiC 부품에는 고순도 세척 공정이 필요할 수 있습니다.
• 어닐링/응력 완화: SiC는 매우 안정적이지만 강도 높은 가공 작업은 때때로 국부적인 응력을 유발할 수 있습니다. 드물지만 매우 중요한 일부 응용 분야에서는 이러한 응력을 완화하기 위해 가공 후 어닐링 단계를 고려할 수 있지만, 이는 금속보다 SiC에 덜 일반적입니다. 가공 파라미터를 신중하게 제어하는 것이 응력을 관리하는 가장 기본적인 방법입니다.
• 표면 처리/코팅(벌크 SiC의 경우 덜 일반적):
  • 밀봉(다공성 등급의 경우): 기밀성이 필요한 경우 일부 다공성 등급의 SiC(예: 특정 RSiC)는 다공성을 줄이기 위해 수지 또는 기타 재료로 함침될 수 있지만, 이는 SiC의 고유한 특성을 변경합니다.
  • 코팅(다른 기질에): 일반적으로 SiC는 다른 소재에 코팅(예: CVD SiC)으로 적용됩니다. 벌크 SiC 부품에 SiC 자체로는 달성할 수 없는 다른 표면 특성이 필요한 경우 특수 코팅을 고려할 수 있지만, 일반적으로 SiC의 기본 특성이 요구되므로 이러한 경우는 드뭅니다.
• 검사 및 계측: 그 자체로 '가공' 단계는 아니지만 CMM, 프로파일미터, 간섭계 등을 사용한 엄격한 검사는 모든 가공 및 마감 작업 후 모든 치수, 표면 마감 및 기하학적 사양이 충족되었는지 확인하는 중요한 후가공 품질 보증 단계입니다.

후처리의 범위와 유형은 SiC 등급, 부품의 복잡성 및 의도된 용도에 따라 크게 달라집니다. SiC 가공 공급업체와 이러한 요구 사항에 대해 논의하세요