마이크로미터보다 더 나은 수준의 정확도가 필요할 때

유럽우주기구(ESA)가 우주 탐사용 탐사선을 준비할 때 가장 우선시하는 사항은 가장 미세한 부분까지 정확해야 한다는 것입니다. 고정밀 금속 광학 부품 제조업체인 엘티 울트라는 칼 자이스의 측정 기술로 높은 수준의 정밀도를 보증하고 있습니다.

7년 간의 탐사 기간과 영하 40도부터 영상 300도에 이르는 온도 범위만 감안해도 유럽 최초의 수성 탐사 임무는 결코 쉬운 일이 아닙니다. 따라서 2014년 우주 탐사에 사용될 모든 부품은 특별한 요건을 반드시 충족해야 합니다. 행성 표면을 보여주는 데 사용될 고도계는 더더욱 그렇습니다. 고도계에는 주변 태양광선으로부터 레이저와 망원경을 보호할 배플(baffle)이라는 알루미늄 부품이 포함되어 있습니다. 독일 헤르드방엔 쇠나흐에 위치한 엘티 울트라 정밀 기술(LT Ultra-Precision Technology GmbH)은 초정밀 선반을 이용한 다단계 공정으로 두께 1mm 미만의 배플 부품을 제조하고 있습니다.

이 회사는 나노미터 및 1마이크로미터 미만의 정밀도를 자랑하는 공작 기계와 같은 초정밀 기계를 전문적으로 생산하고 있습니다. 그러나 이것만으로는 충분하지 않습니다. "합당한 측정 장비가 없다면 오늘날 요구되는 고정밀도를 유지할 수 없습니다."라고 엘티 울트라 사장 Richard Widemann은 설명합니다.

엘티 울트라가 배플 같은 부품을 제조하려면 반드시 해결해야 할 측정 기술 과제가 있습니다. 얇은 층으로 된 부품에는 극도로 예민해서 흠집이 나기 쉬운 광학 표면이 있는데 이 부분은 수백 나노미터의 정확도로 측정해야 합니다.

엘티 울트라는 고도의 정확도 및 민감도 요건을 충족하기 위해 특수 구성된 칼 자이스의 PRISMO ultra 3차원 측정기를 구매했습니다. 표준형 PRISMO ultra의 측정 정확도는 0.6마이크로미터입니다. 그러나 배플과 같은 특수 부품의 경우, 이처럼 높은 정밀도로도 충분하지 않습니다.

일일이 수작업으로 선택한 부품을 사용하고 심혈을 기울여 완성된 조립품을 한층 더 보강함으로써 칼 자이스는 놀라운 정확도를 보장하는 측정 장비를 맞춤 제작하는 데 성공했습니다. 게다가 칼 자이스 전문가들이 특수 작업에 맞게 접촉식 센서용 컨트롤러의 제어 파라미터를 최적화하고 소프트웨어 설정을 수정했습니다. 덕분에 접촉식 스타일러스가 아주 정교한 동작으로 공작물에 접촉하므로 민감한 표면이 훼손될 염려가 없습니다.

"이 측정 장비가 엘티 울트라에 획기적 변화를 가져왔습니다."라고 Wideman는 1년 후 상황을 한 마디로 요약합니다. PRISMO ultra 3차원 측정기를 도입한 이후 엘티 울트라는 내부의 엄격한 정밀도 요건에 따라 복잡한 형상을 측정할 수 있게 됐습니다. 더 이상 외부 업체에 의존하느라 공정 진행 속도가 크게 저하되거나 심한 경우 프로젝트를 포기해야 하는 등의 불이익을 감수할 필요가 없습니다. 엘티 울트라가 측정 장비를 구매하지 않았다면 엘티 울트라 제품은 수성 탐사에 투입되지 못했을 지도 모릅니다.

엘티 울트라 정밀 기술(LT Ultra-Precision Technology GmbH)은 탁월한 실력의 직원 70명을 두고 고성능 금속 광학 부품, 초정밀 기계, 공기 베어링 부품, 레이저용 광선 유도 부품을 제조하는 굴지의 기업입니다. 1995년에 설립된 이 회사는 공항의 화물 스캐너에 사용되는 제품 외에도, 유럽 원자핵 공동 연구소(CERN)가 규정한 신형 입자 가속기 부품을 제조하고 있습니다. 따라서 다양한 틈새 시장을 공략할 여건을 갖추고 있습니다.