DLC(Diamond-like Carbon)는 탄소 원자가 다이아몬드와 유사한 sp3 결합을 일부 포함해 만들어지는 비정질 탄소 박막이다. 경도가 높고 마찰계수가 낮아 표면 마모와 열화를 줄이는 데 쓰인다. 자동차 연료분사장치의 노즐 볼, 베어링 롤러, 절삭공구, 정밀 금형 등 반복 마찰을 견뎌야 하는 부품 표면에 코팅된다. 측정한 샘플은 지름 2.5 mm의 매우 작은 베어링 볼로, 표면에 1.5 – 2 μm 두께의 DLC가 코팅되어 있다. 베어링 볼은 고속으로 반복 마찰과 충격을 받는 부품이라 코팅 두께가 균일하지 않으면 마모가 빨라지고, 이는 베어링 볼을 사용하는 정밀 기계 부품이 제 역할을 하기 어려워지는 결과로 이어진다.
이번 측정에서의 기술적 난이도는 측정 대상이 평면이 아니라 지름 2.5 mm의 아주 작은 구면이라는 점이다. 기존에는 접촉식 두께 측정기로 일부 코팅을 제거하여, 코팅이 있는 부분과 없는 부분의 차이로 두께를 측정하였다. 이는 측정 시간도 오래 걸리고, 시편에 손상이 가서 전수 검사가 어려우며, 측정 원리상 곡면에 프로브를 대면 접촉점이 미끄러지거나 코팅 표면이 눌려 손상되기도 한다. 또한, 초음파 두께 측정기는 젤 형태의 접촉 매질이 필요해 코팅 표면에 흔적을 남길 수 있으며, 측정 분해능이 낮아 적절한 검사를 하기 어렵다. 이러한 대표적인 두께 측정 방식 모두 이 부품에는 적합하지 않아, 미터랩의 비접촉 분광 간섭 방식으로 측정을 시도하였다. 분광 간섭계는 비접촉으로 측정할 수 있기 때문에 전수 검사가 가능하며, 물리적 접촉점이 없으므로 표면에서의 미끄러짐이나 손상이 없고, 측정 속도 또한 최대 250 kHz로 매우 빠르게 측정할 수 있다. 이를 통해 구면에서의 DLC 코팅 두께가 정밀하고 신속하게 측정될 수 있었으며, 그 결과 평균 두께 1.568 μm를 획득하였다. 코팅 두께 측정은 완성품 검사 단계에서 끝나는 일이 아니다. 공정 중 실시간 모니터링에 적용하면 코팅 두께가 규격을 벗어나기 전에 공정 변수를 조정할 수 있다. 곡면 부품이 늘어나는 정밀기계·자동차 부품 시장에서 비접촉·고속 두께 측정에 대한 수요는 계속 커질 것으로 예측된다.
