홀드릴링법으로 플라스틱이나 고분자 소재도 잔류응력을 측정할 수 있나요?

가능합니다. 홀드릴링(ASTM E837)은 금속뿐 아니라 플라스틱 사출물, 탄소섬유강화플라스틱(CFRP), 에폭시 등 고분자 소재에도 적용됩니다. 단, 플라스틱·고분자 소재는 점탄성 특성으로 크리프(creep) 현상이 발생할 수 있어 고속 드릴링(400,000rpm 에어터빈)과 빠른 데이터 취득이 필수입니다. SINT MTS3000-Restan은 이러한 소재에 최적화된 측정 프로토콜을 제공하며, 사출 성형품의 게이트 주변 응력, 냉각 불균일로 인한 내부 응력 측정에 활용됩니다.

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ASTM E837 · HOLE-DRILLING METHOD

홀드릴링 잔류응력 측정 (ASTM E837)

Q: 측정 가능한 소재 범위는 어떻게 되나요?

강재·스테인리스·알루미늄·티타늄·구리 합금 등 금속 전반, 탄소강·합금강 용접부, CFRP·GFRP 등 복합재, ABS·나일론·PP·POM 등 엔지니어링 플라스틱 사출물, 에폭시 수지, 유리·세라믹(제한적)에 이르기까지 폭넓게 적용됩니다. 소재 탄성계수(E)와 포아송비(ν)만 알면 계산이 가능합니다.

Q: 측정 결과는 어떤 형태로 제공되나요?

SINT MTS3000-Restan 소프트웨어는 측정 데이터를 자동 처리하여 최대·최소 주응력(σ1, σ2) 및 방향(θ), 깊이별 응력 분포 그래프, 신뢰 구간 포함 정량 보고서를 생성합니다. Excel·PDF 형식으로 내보내기가 가능하며, 연구·품질 인증·규격 심사용 공식 보고서로 활용할 수 있습니다.

SINT MTS3000-Restan 자동 측정 시스템으로 국제표준 ASTM E837-20에 따른 정밀 잔류응력 측정·분석. 금속, 플라스틱, 유리, 고분자소재 등 소재 제한 없이 적용 가능하며 씨앤디테크가 이탈리아 SINT사 한국대리점으로 장비 공급·측정 용역을 모두 지원합니다.

400,000

rpm
고속 드릴링 — 열응력 영향 최소화

±5 μm

깊이 단계 정밀 제어
오차 최소화

E837-20

ASTM 최신 규격 완전 대응
Integral / HDM / Kockelmann

ASTM E837 표준이란?

ASTM E837은 구멍뚫기법(Hole-Drilling Method)을 이용한 잔류응력 측정의 국제 표준입니다. 측정 대상물 표면에 소형 구멍(직경 약 1.6~4mm)을 단계적으로 드릴링하면서 로제트 스트레인게이지로 응력 이완량을 측정합니다. 측정된 변형률 데이터를 규격에서 정의한 계수로 계산하면 깊이별 주응력 방향 및 크기를 얻을 수 있습니다.

표준 명칭	ASTM E837-20 (Standard Test Method for Determining Residual Stresses by the Hole-Drilling Strain-Gage Method)
측정 방식	홀드릴링 + 로제트 스트레인게이지 (3축 변형률 측정)
적용 소재	금속, 플라스틱, 유리, 고분자 소재 등 (균질·등방성 재료)
측정 깊이	표면~최대 0.5D (D: 홀 직경), 일반적으로 0.5~2mm 범위
분석 방법	Uniform Method, Integral Method, Kockelmann, HDM (High-speed Drilling Method)
잔류응력 기초 개념	→ 잔류응력이란? 기초 개념 보기

SINT MTS3000-Restan 시스템

SINT사의 MTS3000-Restan은 스트레인게이지 홀드릴링 방식으로 잔류응력을 측정하는 자동 시스템입니다. 광학 기계 장치, 전용 드릴링 장치, 전자 제어 장치, 그리고 드릴링 작동 제어 소프트웨어(RSM)와 잔류응력 평가 소프트웨어(EVAL)로 구성됩니다.

잔류응력 데이터 취득·평가·함수 적용 등 모든 과정이 자동으로 산출되어 에러율을 최소화한 가장 정확한 측정 시스템입니다.

시스템 구성 다이어그램

현장 홀드릴링 잔류응력 측정 프로브 설치

시스템 구성 개요

홀드릴링 측정 원리

잔류응력측정 시스템 구성도

시스템 특징

고속 드릴링 기술 (400,000 rpm) — 드릴링 시 열응력 발생을 최소화하여 측정 정밀도 유지
자동화된 측정 프로세스 — 데이터 취득·평가·함수 적용까지 모든 과정 자동 산출, 운용자 에러 최소화
공압 구동식 / 전기모터 — 2종 제품 — 현장 측정 및 실험실 애플리케이션 모두 대응
깊이별 잔류응력 분포 평가 — 최대 5μm 단계의 정밀 깊이 제어로 표면부터 심부까지 프로파일링
±5 μm 깊이 단계 정밀 제어 — 깊이 정밀도 최고 수준, 얇은 코팅·표면처리층 측정 가능
다양한 분석 방법 지원 — ASTM E837-13/20, Integral, Kockelmann, HDM(High-speed Drilling Method) 전방식 대응
2D / 3D 후처리 분석 — 응력 분포를 시각화하는 2D·3D 후처리 분석으로 보다 상세한 응력 분포 파악 가능

측정 절차

STEP 01

측정 위치 선정

측정 목적에 따라 위치 선정 및 표면 처리 (이물질 제거, 필요 시 연마)

STEP 02

스트레인게이지 부착

ASTM E837 규격에 따른 로제트 게이지 본딩 (접착제 경화 확인)

STEP 03

홀드릴링 · 데이터 취득

MTS3000으로 단계적 드릴링, 각 깊이에서 변형률 자동 취득

STEP 04

응력 계산 · 보고서

EVAL 소프트웨어로 주응력·방향 계산, 깊이별 분포 그래프 산출

MTS3000-Restan RSM 프로그램 설정 화면 — DATABASE vs ACTUAL 비교

RSM 프로그램 설정 화면 (DATABASE ↔ ACTUAL 비교)

MTS3000 현장 적용 측정

EVAL 소프트웨어 — 측정 결과 분석

MTS3000-Restan의 전용 EVAL 소프트웨어는 홀드릴링으로 취득된 변형률 데이터를 ASTM E837 기준에 따라 자동 연산하여 주응력(σ₁, σ₂), 방향각(β), 깊이별 분포 그래프를 즉시 출력합니다.

EVAL 소프트웨어 — 잔류응력 분석 결과 ①

EVAL 소프트웨어 — 잔류응력 분석 결과 ②

적용 분야

용접·단조·기계가공·열처리·표면처리 후 잔류응력 평가가 필요한 모든 구조물과 소재에 적용합니다.

용접 구조물 선박 · 해양 구조물 교량 · 철골 구조 압력용기 · 배관 철도 레일 압축기 · 펌프 자동차 부품 항공우주 구조재 H형강 · 강재 원자력 발전 부품 표면처리 · 코팅 시편 플라스틱 · 고분자

씨앤디테크는 조선소, 원자력발전소, 항공우주 연구기관, 자동차 제조사, 금속 소재 연구소 등 다양한 산업 현장에서 잔류응력 측정 서비스를 제공해왔습니다.

씨앤디테크 서비스

씨앤디테크는 이탈리아 SINT사 한국 공식 대리점으로, MTS3000-Restan 시스템 판매·서비스·운영 교육과 현장 측정 용역을 모두 지원합니다. 측정 대상 소재, 형상, 위치 조건을 알려주시면 최적의 측정 방안을 제안드립니다.

장비 공급

MTS3000-Restan 판매
소모품 · 스트레인게이지 공급
시스템 설치 · 교육

측정 용역

현장 방문 측정
ASTM E837 기준 성적서 발급
데이터 분석 · 결과 보고서

자주 묻는 질문 (FAQ)

ASTM E837 홀드릴링 잔류응력 측정 — 소재·절차·서비스 관련 질문

ASTM E837이란 무엇인가요?

ASTM E837은 홀드릴링법(Hole-Drilling Method)으로 잔류응력을 측정하는 미국재료시험협회(ASTM) 국제표준입니다. 시편 표면에 직경 약 1.6~2mm, 깊이 0.4~1mm의 작은 홀을 가공하면 주변 잔류응력이 해방되면서 변형이 발생하는데, 이를 3축 로젯 스트레인게이지로 측정하여 주응력과 방향을 계산합니다. 반파괴적 방법으로 측정 후 홀만 남아 실용적입니다.

플라스틱 사출물이나 고분자 소재도 잔류응력을 측정할 수 있나요?

가능합니다. 홀드릴링(ASTM E837)은 금속뿐 아니라 플라스틱 사출물, CFRP, 에폭시 등 고분자 소재에도 적용됩니다. 단, 플라스틱·고분자 소재는 점탄성 특성으로 크리프(creep) 현상이 발생할 수 있어 400,000rpm 에어터빈 고속 드릴링과 빠른 데이터 취득이 필수입니다. SINT MTS3000-Restan은 이러한 소재에 최적화된 측정 프로토콜을 지원하며, 사출 성형품의 게이트 주변 응력, 냉각 불균일로 인한 내부 응력 측정에 활용됩니다.

플라스틱 사출물의 잔류응력이 왜 중요한가요?

플라스틱 사출물은 금형 내 냉각 과정에서 표면과 내부의 온도 차이로 인해 표면에 압축, 내부에 인장 잔류응력이 형성됩니다. 이 잔류응력이 과도하면 사용 중 치수 변형(뒤틀림·휨), 환경응력균열(ESC), 도금·코팅 불량, 조립 후 크랙 등의 문제가 발생합니다. 자동차 내장재, 의료기기 하우징, 정밀 광학 부품처럼 치수 안정성이 요구되는 제품에서는 잔류응력 관리가 품질을 좌우합니다.

현장 출장 측정이 가능한가요?

가능합니다. SINT MTS3000-Restan 시스템은 이동형(portable) 설계로 현장 반입 후 구조물에 직접 측정합니다. 교량·압력 용기·파이프라인·발전 설비 등 대형 구조물에도 현장 방문 측정 서비스를 제공합니다. 씨앤디테크는 장비 공급 외에 용역 측정 서비스도 운영하므로 시편 사양과 현장 조건을 알려주시면 측정 가능 여부를 안내해 드립니다.

측정 가능한 소재 범위는 어떻게 되나요?

강재·스테인리스·알루미늄·티타늄·구리 합금 등 금속 전반, CFRP·GFRP 등 복합재, ABS·나일론·PP·POM 등 엔지니어링 플라스틱 사출물, 에폭시 수지, 유리·세라믹(제한적)에 이르기까지 폭넓게 적용됩니다. 소재의 탄성계수(E)와 포아송비(ν)가 알려진 경우 대부분 측정이 가능합니다.

측정 결과는 어떤 형태로 제공되나요?

SINT MTS3000-Restan 소프트웨어는 측정 데이터를 자동 처리하여 최대·최소 주응력(σ₁, σ₂) 및 방향(θ), 깊이별 응력 분포 그래프, 신뢰 구간을 포함한 정량 보고서를 생성합니다. Excel·PDF 형식으로 내보내기가 가능하며, 연구·품질 인증·규격 심사용 공식 보고서로 활용할 수 있습니다.

잔류응력 측정 · 장비 문의

측정 대상·소재·형상을 알려주시면 최적 방안을 제안드립니다. 장비 구매, 임대, 용역 측정 모두 가능합니다.

문의하기 → 031-680-1225 wgjeon@cndtec.co.kr