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[기계공작] 아이언 클럽의 제작과정 평가A+최고예요

아이언 클럽의 제작 과정아이언의 제작은 크게 주조 방식의 주조 아이언과, 단조 방식의 단조 아이언이 있습니다.Ⅰ.아이언 헤드1. 주조 아이언정밀 주조 제품 사용되는 소재는 스테인레스, 연철, 티타늄, 베릴륨 카파 등이고 이 공법에 의해 제조돼 출시되는 대부분의 제품은 스테인레스를 인베스트먼트 주조(왁스나 플라스틱을 모형재료로 사용하여 주형을 만든 후 일정온도로 가열하여 용융된 왁스나 플라스틱을 배출해 내는 방법으로 로스트 왁스법(Lost-wax Process)이라고도 한다. 인베스트먼트 주조에는 고체주형(Solid Mold)과 세라믹 셸(Ceramic Shell Mold)주형이 있다.)로 제조한 것이다. 이는 정밀한 형상 주조가 가능해 클럽 설계가 비교적 자유롭다. 중심 위치, 형상의 변화가 쉬워 초보자는 물론 상급자용도 제작할 수 있다. 대량 생산이 가능하고 도금 등의 후처리를 하지 않아도 되기 때문에 비교적 가격이 저렴하고 쉽게 헤드 표면에 상처가 나지 않아 실용적이다. 단점으로는 금속을 쇳물 상태로 녹였다가 주조한 것이기 때문에 금속 결정이 변해 경도가 높아져 타구감이 딱딱하며 로프트, 라이 등을 조정하기 어렵다.1) 기획 및 디자인소비자의 성향, 시장 분석, 주 공략층, 헤드의 소재, 헤드의 기능, 클럽의 가격대 등을 생각하여 회사들이 가지고 있는 자료 및 노하우를 통하여 신제품에 대한 개념(Concept)을 설정하고 컴퓨터를 통한 CAD/CAM 작업을 통하여 헤드를 디자인 한다.2) 엔지니어링 및 기초 테스트{CAD/CAM을 통하여 기획했던 내용의 디자인이 완성되면 기획했던 내용의 실물과 기능이 나올 수 있는지를 확인하기 위하여 기본적인 몰드(Mold/틀:분말 또는 과립상태의 소재를 기계 안에서 가열하고 가압하여 금속주형에 주입하는 공정)을 제작하여 시제품(Prototype)을 생산한다. 시제품은 완성품이 아니며 기획의 완성과 기능 테스트를 목적으로 제작을 하는 것이다. 이렇게 만들어진 시제품은 각종 기계 테스트, 로봇 테스트 및 시타를 통하여 기능 등을 넣고 전기, 가스, 증유, 코크스 등에 의해가열하여 용해한다.5) 쇳물 주입완성된 모형에 용해된 금속주입 작업 으로서 주조품의 양부는 탕구(gate), 압탕(riser)의 위치, 크기 등으로서도 크게 좌우되는데 주물설계에서는 형의 분할, 쇳물흐름 및 응고상태, 뒤의 마무리처리를 고려한 주조방안을 수립하여야 한다. 쇳물 흐름에 대하여서는 쇳물돌기에 불량이 생기지 않는 것은 물론, 불순물의 말려들기, 퇴적이 생기지 않도록 고려하고 용탕이 처음에 충전한 곳에서 응고하기 시작하여 압탕위치가 최후에 응고하도록 필요하면 응고가 늦은 곳에서 적당한 칠러(chiller)를 배치한다.6) 절단응고가 완성되면 주조품의 꺼내기 위해 금형을 제거한다. 이때는 금형이 다치지 않도록 주의 해서 절단한다.7) {열처리제작된 헤드의 열처리는 제품의 질을 죄우하는 중요한 작업이다. 열처리를 통하여 재질의 입자를 균등하게 만들고 제품의 강도 조절등 각종 기능을 조절하게 된다. 일차적으로 제작된 제품을 진공상태의 노에서 열처리를 한다.8) 연마완벽한 재질로 완벽한 주조 작업이 이루어 졌어도 제품이 일정하고 외모나 모양이 좋아야한다. 이러한 내용들을 결정 짓는 것은 마무리 작업에 달려있다. 마무리 작업은 여러 공정을 거치며 반복한다. 여기서 고주파 가공이란 급속한 가열과 냉각으로 제품의 표면만 열처리 경화 시키는 과정이다.{ 로프트, 라이 측정{ 연마작업{ 검사 및 완성된 헤드{고주파 가공1차 마무리 작업 → 1차 검수 및 수정작업 → 2차 마무리 작업 → 표면 처리작업 → 완제품 검수 작업2. 단조아이언 제조 공정단조아이언의 제조는 옛날 대장간에서 쇠막대를 불에 달구어 망치로 뚜드려서 농기구를 만들듯이 골프 클럽도 그렇게 만드는것을 단조라한다. 단조 공정의 시작은 뜨겁게 달군 둥근 쇠 기둥으로 부터 만들기 시작하는데 이 쇠기둥은 내부의 금속결이 쇠기둥의 길이방향과 같도록 미리 정제 되어있다. 금속결은 망치로 계속 뚜드려 리거나 다른 모양으로 만들어도 그 결의 방향을 일정하게 유지할 수있로카 등과 같은 초기 단계의 Impression의 설계가 아주 중요하다. 작고 복잡하지 않은 단조품의 경우에는 브로카와 같은 예비 Impression을 피니샤와 같이 하나의 금형에 제작할 수도 있지만 크고 복잡한 단조품의 경우에는 두개 이상 별도의 금형을 제작해야할 경우도 있다. 이런 경우 두개 이상 별도의 장비를 필요로 하기도하고 단조 공정간에 별도의 가열 공정이 필요하게되기도 한다. 그리고 금형은 단조품의 품질뿐만 아니라 제품의 제조 원가에도 크게 영향을 미치게 되므로 세심하게 설계되어야 한다.3) 소재 준비단조용 소재로는 롤(Roll)된 환봉(Bar) 이나 각재(Billet)는 일반적으로 가장 널리 사용된다. 그리고 소재의 표면에 크랙, 랩, 터짐 등 단조에 유해한 결함이 있는지 검사되어야 한다. 검사가 끝나면 대개의 경우 소재는 단조품 생산에 알맞은 크기로 절단된다. 보통 Ø70이하, 경도 HB250이하의 탄소강이나 저합금강 소재는 상온에서 빌렛트시어로 절단하며, 고합금강이나 경도가 높거나 단면적이 큰 소재 또는 깨끗한 절단면이 요구될 경우에는 Band Saw, Circular Saw 등으로 절단한다.4) 가열열간 단조 임으로 금속을 가열하여 단조성이 가장 좋은 온도에서 단조 작업을 하게된다. 이때 가열 온도는 소재의 종류에 따라서 달라진다. 예를 들어 구리(Copper) 또는 구리합금은 냉간에서 작업할 수 있지만 일반적으로 370~450℃에서 단조 한다. 그리고 저탄소강, 저합금강은 1100~1260℃, 알루미늄은 370~450℃, 스테인레스는 1100~1130, 티타늄은 730~1065℃, 니켈베이스 합금은 1040~1150℃에서 단조 한다. 가열 방법은 전기에 의한 방법, 가스 또는 기름에 의한 방법 등 여러 가지가 있다.5) 단조 공정1 단조 공정{단면의{{{{{변화가 심한 제품(예, 연접봉(Connecting Rod))을 단조할 때는 일반적으로 여러 단계의 공정을 거치게된다. 먼저 체적의 분배가 필요하다. 단면적이 작은 부분은 소재의 단면적을 톱이나 그라인딩, 기계 가공 등으로 제거하기도 한다. 프래쉬를 제거하기 위하여 특별히 제작된 금형을 트리밍형(Trim Die)라하며 보통 프래쉬 라인의 윤곽과 같은 형상을 가진 날(Cutter)을 가진 이빨판(Cutter)과 단조품 형상에 맞는 형상을 가진 편치(Punch)로 구성되어 있다. 이 트리밍형은 별도의 트리밍 프레스에 셋팅 되어 단조가 완료된 직후 열간 상태에서 프래쉬를 제거하게 된다.3 열처리대부분의 열간 단조품은 기계가공 또는 사용 전에 최적의 Grain Size, Microstructure 그리고 기계적 성질의 향상을 위하여 열처리를 행한다. 열처리는 보통 수요자의 요구에 따라 Normalizing, Annealing, Quenching & Tempering 등을 행하게 된다.4 표면 처리열간 상태에서 단조와 열처리를 거친 단조품은 표면에 스케일(Scale)이라 불리는 얇은 산화층을 갖게 된다. (스케일은 가열되는 동안 소재와 로(爐)안의 산소가 화학 반응하여 형성된다.) 따라서 단조 후 기계가공이나 기타 다른 공정을 행하기 전에 스케일을 제거해야 한다. 스케일의 제거 방법으로는 Blast Cleaning, Tumbling, Pickling 등이 있으다.5 마무리 공정코이닝(Coining)단조품이 아주 작은 공차를 갖는 경우 코이닝에 의하여 그 공차를 맞추게 되는 경우가 있다. 코이닝은 열간 또는 냉간 상태에서 실시하지만 신척의 영향을 받지 않고 보다 깨끗한 표면을 얻을 수 있는 냉간 코이닝이 널리 시행되고 있다. 코이닝은 트리밍 프레스에서 행해지기도 하지만 별도의 코이닝 프레스에서 실시하는 것이 일반적이다.교정(Straightening)트리밍, 열처리, 표면처리 등의 작업을 거치면서 단조품은 굽거나 뒤틀리게 된다. 이런 단조품을 바로 잡는 작업을 교정이라 한다.6) 검사단조 작업이 진행되는 동안 행하는 검사를 중간 검사라 하며, 이때 단조품의 품질에 중대한 결함이 발생하게 되면 검사자는 즉각 단조 작업을 중단시킨다. 중간 검사자는 작업도중 일작1. 샤프트의 역할골프 샤프트의 역할은 스윙시에 발생하는 에너지를 공에 최대한 전달하며 공과의 임팩트시에 일어나는 타구감을 골퍼에게 전달해 준다. 또한 샤프트는 움직이는 운동에서 일어나는 스트레스를 안정감 있게 유지하며 스윙 할때마다 균일적으로 임팩트시에 전달해 주는 역할을 한다.1. 카본 샤프트 제조 공정1) 샤프트 설계 (Shaft Design)카본 샤프트의 기본 설계는 크게 금형 설계와 원단설계로 나뉜다.금형의 설계에 의해 샤프트의 중량, 킥 포인트, 무게 중심, 외경등을 결정하며 원단의 설계에 따라 강도, 토크, 중량, 킥 포인트등을 결정하는 요소가 된다.여기서 킥 포인트란 임팩트시 샤프트의 휨이 샤프트의 어느 부위에서 휘는가를 말한다. 결과적으로 킥포인트가 높으면 공의 탄도각은 낮게 되고 반대로 킥포인트가 낮으면 공의 탄도각은 높아진다. 이는 샤프트가 동일한 거리만큼 휘어 졌을때 샤프트의 휨이 헤드 부분에 가까운 즉 로우 킥포인트의 경우 휨의 각도가 크기 때문에 공의 탄도각이 높아지고 반대로 하이 킥포인트의 경우 휨의 각도가 적어져 공의 탄도각이 낮아지게 되는 것이다.{ 킥포인트 측정기2) 재단 (Raw Material Cutting)샤프트 제조 공정은 실 모양의 카본 파이어로 프리프레그(prep-reg) 작업을 하는 것이 제일 먼저 이뤄진다. 다시 말해서 실을 가지고 천을 짜는 작업이라고 이해하면 쉽다. 이때 에폭시 수지를 함침(깊게 침투시키는 작업)하는 과정이 같이 진행되는데 수지가 일정한 두께로 함침되는 것이 제작 과정의 키 포인트. ‘단위 면적당 수지 몇 %가 함침되는가?’에 따라서 고중량 또는 저중량 샤프트로 구분된다. 고탄성 원단의 경우 강도가 높아 적은 양으로도 높은 강도를 낼수 있어 저중량 설계가 가능하며 고탄성일수록 낮은 토크의 샤프트 설계가 가능하나 종류에 따라 일반 탄성의 원단 보다 20배 이상 가격이 높을수도 있다. 그러나 저중량 샤프트일수록 수지량이 적으나 수지가 적게 들어 갈수록 불량 제품의 발생률이 높아 작업성은 더 떨어진트를

공학/기술| 2004.06.04| 12페이지| 1,000원| 조회(2,370)

주조, 골프채, 단조, 제작과정, 샤프트

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