디지털 현미경을 사용해서 피스톤의 버(Burr) 검사

피스톤

자동차 엔진 피스톤의 절삭물

실린더 블록의 연소실 안에서 피스톤 링은 수백도의 온도에서 분당 수천회의 상하 움직임을 통해 자동차를 움직이는데 필요한 출력을 생성합니다. 올바른 작동을 보장하기 위해 피스톤은 낮은 열 팽창도, 열저항, 마찰 저항을 가져야 합니다.

피스톤 또한 절삭물 없이 가공되어 부드럽고 빠른 슬라이딩 움직임을 보장해야 합니다. 피스톤의 홈 등에 절삭물이 있을 경우, 엔진 고장을 야기할 수 있습니다. 홈에는 실린더 라이너와 직접 접촉하는 피스톤 링이 장착되기 때문에 절삭물이 있을 경우 피스톤 링이 올바르게 장착되지 못해 엔진 연소 문제를 초래할 수 있습니다.

빨간색의 사각형은 절삭물이 없는 피스톤 링의 모습입니다.
 

현미경으로 피스톤의 절삭물 발생 여부를 검사하는 것이 문제를 예방하는데 도움이 될 수 있습니다. 먼저 저배율 관찰로 절삭물을 확인합니다. 이후 발견한 절삭물을 분석하기 위해 고배율 이미지가 필요합니다.

피스톤 관찰을 위해 피스톤을 절단하거나 손상시킬 필요가 없기 때문에 해당 작업 시 디지털 현미경이 사용됩니다. 그러나 실린더 형태를 가진 피스톤은 현미경으로 관찰하는 것이 어려울 수 있으며, 피스톤 링 홈의 깊이도 밀리미터 수준에 불과합니다. 그래서 해당 검사는 숙련된 기술자를 필요로 합니다.

DSX1000 디지털 현미경을 통한 피스톤 절삭물 검사의 장점

DSX1000 디지털 현미경은 숙련도에 관계 없이 누구나 사용할 수 있는 직관적이면서 효율적인 워크플로우를 통해 이러한 문제를 극복합니다.

1. 저배율의 선명한 이미지로 작은 절삭물 관찰

DSX1000 디지털 현미경은 저배율에서 선명한 이미지를 제공할 수 있는 전용 대물 렌즈가 장착되어 있습니다. 이 렌즈를 통해 작은 절삭물을 관찰할 수 있습니다.

XLOB 긴 작동 거리 DSX 대물 렌즈
 

피스톤 링 홈 상단에 초점이 설정된 42x 이미지. 홈 에지의 상태를 선명하게 확인할 수 있습니다.

피스톤 링 홈 하단에 초점이 설정된 42x 이미지. 절삭물이 없다는 것을 확인할 수 있습니다.

다초점 기능을 사용하여 홈 상단 및 하단에 초점을 설정한 42x 이미지. 냉각 채널 구멍의 에지를 선명하게 확인할 수 있습니다.

2. 틸팅 프레임을 사용하여 피스톤 링 홈을 다양한 각도에서 관찰

DSX1000 현미경의 광학 설계로 인해 헤드를 틸팅한 경우에도 시야가 그대로 유지됩니다. 유연한 틸팅 프레임은 피스톤의 원주를 따라 피스톤 링 홈을 관찰할 수 있게 해줍니다.

DSX1000 현미경의 틸팅 헤드
 

특정 각도에서 관심 영역을 정확하게 설정하여 쉽게 실린더 형태의 피스톤을 관찰합니다.
 

70º 각도로 틸팅한 DSX1000 현미경 헤드를 통해 획득한 42x 이미지.
피스톤 링 홈의 에지를 선명하게 확인할 수 있습니다.
 

3. 절삭물 분석을 위해 고배율 대물 렌즈로 바로 전환

절삭물의 위치를 파악한 이후 그 상태를 자세히 관찰 및 분석해야 합니다. 대부분의 기존 디지털 현미경은 1개의 렌즈만 장착할 수 있기 때문에 이 과정이 어렵습니다. 렌즈를 통해 확대를 하면 이미지의 배율이 증가하지만 이미지 품질은 향상시킬 수 없습니다.

높은 품질의 고배율 이미지를 얻기 위해서는 장착된 대물 렌즈를 고해상도, 고출력 대물 렌즈로 교체해야 합니다. DSX1000 디지털 현미경은 최대 2개의 대물 렌즈를 장착할 수 있는 헤드를 제공하기 때문에 대물 렌즈를 슬라이딩하는 것으로 배율을 변경하는 것이 가능합니다.
 

이 외에도 렌즈 장착부를 헤드에 삽입하는 것으로 새로운 렌즈를 장착하는 것도 가능합니다. 렌즈 장착부는 내장 센서가 탑재되어 있어 시야와 배율 등의 정보와 함께 어떤 렌즈를 사용하는지 현미경이 인식할 수 있습니다.

피스톤 링 홈 에지의 고해상도(500x) 이미지. 에지가 곧은 직선이라는 것을 확인할 수 있습니다.	피스톤 링 홈 하단부의 고해상도(500x) 이미지. 가공 상태를 더 자세히 관찰할 수 있습니다.