공작기계는 여러 가지 구동기구와 구조물의 결합으로 이루어진다. 각 기종별 또는 부위 별로 무게, 온도, 탄성 등에 대한 변형을 고려해 요구되는 정도가 있는데, 고도로 정밀한 공정을 거쳐 조립해야만 비로소 기대하는 고정밀도를 달성할 수 있고 장비 운용 시 고정밀도를 계속 유지할 수 있다.

 공작기계에 기하학적으로 정확한 운동을 주기 위해 기준이 되는 면을 안내면(Guide way)라고 하는데, 보통 주철 재질이며 기계 가공과 열처리 등을 거쳐 높은 경도와 고른 표면을 가져야 한다(사진1). 또한 안내면과 접촉하는 상대면(사진2)과는 접촉률이 매우 높아야 하는 동시에 마찰을 줄여야 한다. 이 두 가지를 만족하지 못할 경우 진동이 발생하거나 부하로 인해 원하는 거리만큼 이동하지 못해 정밀도가 떨어지고 마모로 인해 장비의 수명이 단축될 수 있다.

안내면 윤활을 위해 여러 가지 방법이 사용되고 있는데 정밀도 보다는 생산성이 강조되는 공작기계에는 LM가이드를 사용하지만, 그보다 높은 정밀도와 가공품질이 요구되는 경우에는 사람의 손길과 노력이 필요한 또 다른 핵심 기술이 적용된다. 바로 스크래핑(Scraping) 기술이다.

공작기계 조립의 가장 기본이 되는 핵심 기술인 스크래핑은 안내면과 접촉할 평면(상대면)에 스크래퍼라고 하는 공구를 손으로 밀거나 당겨서 미세한 무늬의 오일포켓을 만드는 작업이다. 여기에 면 접촉 기구의 동작을 부드럽게하는 습동유가 주입된다. 오일 포켓 안에 채워진 습동유의 부상력으로 마찰력을 감소시켜 정밀도를 최상의 상태로 유지하게 된다. 기계 가공으로는 구현할 수없는 ‘고정밀도’를 사람의 손으로 직접 만들 어내는 것이다.

 스크래핑의 이론을 보면 우선 쐐기 모양의 오일포켓에 의한 부양 효과이다.

스크래 핑하지 않는 플레이트, 거칠게 스크래핑한 플레이트, 맨 우측이 정교하게 스크래핑한 플레이트이다. 이들을 순서대로 연마 정반 위에서 움직여 본 결과 정교하게 스크래핑한 플레이트는 속도가 증가할수록 마찰이 급격하게 감소하며 공중으로 뜬다는 느낌을 받을 수 있었다.

 스크래핑이 주는 두 번째 효과가 오일포켓에 의한 진동 감소다. 안내면과 상대면이 접해있는 습동부(Sliding parts)가 진동을 받으면 오일 포켓 안의 윤활유는 고압에 의해서 안내면과 상대면 사이의 미세한 틈으로 흘러나가게 되는데 이때 진동에너지를 열에 너지로 변환하게 된다. 그 결과 진동이 감소 되고 채터링이 최소화된다

스크래핑은 이동면 뿐만 아니라 고정면에도 사용된다. 중요 부위가 결합되는 경우, 예를 들어 주축헤드나 컬럼을 베드에 올릴 때는 직각도와 수평도를 맞추어야 한다. 이때 마운팅 표면 주철면에 직접 스크래핑을 시행 한다. 이 때 고정면 사이에 미세한 에어포켓이 만들어지는데 접촉률을 높이고 진동을 줄여주는 효과로 인해 정밀도를 보장하고 장비의 변형도 방지하게 된다.

 보통 이동면에 대해서는 고정면 보다 세밀한 스크래핑 작업이 필요하다. 하지만, 주철면 스크래핑의 경우 많은 시간이 소요되는 작업으로 정밀보링기나 정밀 측정기처럼 보다 높은 정도를 요구하는 경우에 사용된다.

 일반적으로는 경도가 높고 마모가 적은 복합수지인 타카이드(Turcite)를 사용한 스크래핑이 이루어지고 있다. 타카이드는 상대면 플레이트에 홈을 파고 접착제를 발라 적당한 압력을 가해 부착한 후 스크래핑 작업을 한다.

장착, 측정, 스크래핑 작업을 수 차례 반복해야 목표로 하는 50% 이상의 접촉률과 요구 수준의 정밀도에 이르게 됩니다.” “슬라이드웨이가 안내면에서 3㎛ 정도 부상한 채로 진동과 충격 없이 원활하게 움직이는 이상적인 상태를 얻게 되는 것입니다.”

스크래핑은 새로운 기술이 아니다. 국내의 경우 오히려 20~30년 전에는 스크래핑 의존 도가 높았었다. 그러나, 점차 LM가이드와 같은 공작기계 안내면 윤활을 위한 여러 기술과 부품이 발달하면서 공작기계 업체들의 스크래핑에 대한 관심이 다소 줄어들었던 것은 사실이다.