KR100326970B1 - 흑연시트 가공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 팽창흑연분말에 압력을 가하여 흑연시트를 만드는 흑연시트 가공방법에 관한 것으로서, 바인더가 코팅된 팽창흑연분말을 작업위치에 도포한 다음, 롤링가공으로 도포된 팽창흑연분말을 1차 흑연시트로 성형하고, 상기 1차 흑연시트의 상부에 바인더가 코팅된 팽창흑연분말을 일정 두께로 도포하고 롤링가공을 재차 수행하여 상기 1차 흑연시트 위에 2차 흑연시트를 적층시킨 후, 상기 도포 및 롤링가공 과정을 반복하여 상기 1차 및 2차 흑연시트 위에 원하는 두께만큼 흑연시트를 적층하여 최종적으로 원하는 형상의 제품을 완성하는 과정으로 이루어진다.

Description

흑연시트 가공방법 {Manufacturing method for graphite sheet}

본 발명은 팽창흑연분말(Expanded graphite powder)에 일정한 성형압력을 가하여 흑연시트를 만드는 흑연시트 가공방법에 관한 것으로서, 특히 팽창흑연분말이 성형압력과 성형두께를 제어할 수 있는 롤러를 이용한 가공방식을 통해 일정 두께의 흑연시트로 생성되고, 이렇게 생성된 흑연시트 위에 동일방식으로 다수의 흑연시트가 적층되어 최종흑연시트를 완성함으로써, 강도를 향상시키는 동시에 가공비를 절감시키는 흑연시트의 가공방법에 관한 것이다.

종래 기술에서 흑연시트를 가공하는 방법은 도 1에서와 같이 바인더가 코팅된 팽창흑연분말을 프레스 성형틀에 채워 넣는 제1단계(S1)와, 상기 제1단계(S1)에서 채워 넣어진 팽창흑연분말에 프레스로 적정한 성형압력을 가하여 1차 가공물을 생성하는 제2단계(S2)와, 상기 제2단계(S2)에서 생성된 상기 1차 가공물을 다시 롤링가공하여 일정 두께의 최종흑연시트로 생산하는 제3단계(S3)와, 상기 제3단계(S3)에서 생성된 최종흑연시트를 적용될 부위에 맞게 절단, 벤딩 등의 방법으로 가공하는 제4단계(S4)와, 상기 제4단계(S4)를 통해 최종제품이 완성되는 제5단계(S5)로 구성된다.

이때, 상기 최종흑연시트는 제3단계(S3)의 롤링가공을 생략하고, 상기 제2단계(S2)의 프레스 가공만으로도 제조될 수 있다. 또한 절단, 벤딩 등의 가공을 통해 최종제품으로 만드는 제4단계(S4)와 제5단계(S5)는 2차 가공자에 의해 이루어진다.

상기와 같이 구성된 흑연시트 가공방법은 다음과 같이 작동한다.

바인더가 코팅된 팽창흑연분말이 프레스 성형틀에 채워넣어지면, 프레스가 일정한 성형압력을 가하여 상기 팽창흑연분말을 성형하여 1차 가공물을 생성한다(S1,S2). 그런 다음, 상기 1차 가공물은 다시 롤러를 사용한 성형가공으로 목표두께의 최종흑연시트로 가공된다(S3). 마지막으로, 상기 최종흑연시트가 적용될 대상에 맞게 가공됨으로써 일정형태를 갖춘 최종제품이 완성되게 된다(S4, S5).

그러나, 상기한 바와 같은 흑연시트 가공방법은 제2단계(S2)에서 대용량의 프레스가 필요하며, 상기 제2단계(S2)에서 생성된 1차 가공물을 제3단계(S3)에서 다시 롤링가공하여 원하는 두께의 최종흑연시트로 만들어야 하는 문제점이 있다.그리고, 상기 최종흑연시트는 그 형상이 사각형으로 일정하여 2차 가공자가 재차 절단 또는 벤딩가공을 하여야 하므로 번거로우며, 상기 최종흑연시트의 강도가 약하여 일정 압력 이상이 가해지면 소성 변형되는 문제점이 있다. 또한, 전량을 수입에 의존하고 있어 가격이 비싸다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 롤러를 이용한 적층가공방식을 통해 가공공정을 단순화하고 초기투자비를 줄이며 가공기계를 소형화하여 여러 가지 형상의 판상구조를 가지는 제품을 만들 수 있도록 하며 가공물의 강도를 향상시키는 흑연시트의 가공방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 종래의 방법에 따른 흑연시트 가공방법이 도시된 순서도이고,

도 2는 본 발명에 따른 흑연시트 가공방법이 도시된 순서도이고,

도 3 내지 도 7은 도 2에 따른 실시예가 도시된 도면이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

1,11,21,31,41 : 롤러 2a,2b,12,22,32,42 : 흑연시트

3,23,33,43 : 금형

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 흑연시트 가공방법은, 바인더가 코팅된 팽창흑연분말을 작업위치에 도포한 다음, 상기 작업위치에 성형압력과 성형두께를 제어할 수 있는 롤러를 위치시키고, 상기 롤러를 이용한 롤링가공으로 도포된 팽창흑연분말을 1차 흑연시트로 성형하는 제1 성형과정과; 상기 제1 성형과정에서 제조된 1차 흑연시트의 상부에 바인더가 코팅된 팽창흑연분말을 일정 두께로 도포한 후, 상기 롤러를 이용해 2차 흑연시트를 가공하여 적층시키는 제2 성형과정과; 상기 제1 및 제2 성형과정을 다수회 반복하여 상기 1차 및 2차 흑연시트 위에 원하는 두께만큼 흑연시트를 적층하여 원하는 형상의 특정가공물을 완성하는 성형완료과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 흑연시트 가공방법의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 흑연시트 가공방법을 나타낸 순서도로서, 이를 참조하면 본 발명은 바인더가 코팅된 팽창흑연분말을 작업위치에 도포하는 제1단계(T1)와, 상기 제1단계(T1)에서 도포된 팽창흑연분말을 압력 및 두께 제어가 가능한 롤러로 가공하여 1차 흑연시트로 생성시키는 제2단계(T2)와, 상기 제2단계(T2)에서 생성된 1차 흑연시트 상부에 상기 제1단계(T1)의 바인더가 코팅된 팽창흑연분말을 다시 도포하는 제3단계(T3)와, 상기 제3단계(T3)에서 도포된 팽창흑연분말이 제2단계(T2)와 동일한 방법으로 롤링가공되어 2차 흑연시트가 생성됨으로써 상기 1차 흑연시트 위에 상기 2차 흑연시트가 적층되는 제4단계(T4)와, 상기 제4단계(T4)를 거쳐 적층된 흑연시트가 특정한 대상체에 적용 가능하도록 일정두께에 도달했는지를 판단하는 제5단계(T5)와, 상기 제5단계(T5)의 판단결과가 '예'인 경우에 최종제품으로 완성되는 제6단계(T6)로 구성된다.

한편, 상기 제5단계(T5)의 판단결과가 '아니오'일 경우에는 상기 제3단계(T3)로 되돌아가서 제4단계(T4), 제5단계(T5)를 반복하여 원하는 목표두께에 도달하게 되면 제6단계(T6)로 가서 흑연시트 가공은 완료하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 흑연시트 가공방법은 다음과 같이 작동한다.

바인더가 코팅된 팽창흑연분말이 작업위치에 도포되고(T1), 상기 도포된 팽창흑연분말의 상부에 설치된 롤러와 상기 도포 흑연분말 하부의 금형 사이에 압력이 발생하도록 하면서 금형과 롤러를 상대운동시키면 원하는 강도 및 두께를 갖는 1차 흑연시트가 생성된다(T2). 다음 단계에서, 상기 1차 흑연시트 상부에 바인더가 코팅된 팽창흑연분말을 원하는 두께로 재도포하고(T3), 상기의 과정을 반복하면 일정 두께를 갖는 2차 흑연시트가 상기 1차 흑연시트 위에 적층된다(T4). 그 후, 상기 흑연시트의 두께가 원하는 목표두께인지 판단하고(T5), 그 판단결과가 '아니오'일 경우는 상기 적층흑연시트가 원하는 두께에 도달할 때까지 팽창흑연분말 도포 및 롤링가공(T3,T4)작업을 반복 수행하고, 상기 판단결과가 '예'일 경우는 흑연시트 가공과정을 완료하게 된다(T6).

도 3 내지 도 7은 상기 도 2에 도시된 본 발명의 흑연시트 가공방법을 이용한 실시예들이다.

도 3에서, 바인더가 코팅된 팽창흑연분말(5)을 저장한 호퍼(4)가 평면의 금형(3)위에 위치된 다음, 상기 호퍼(4)로부터 상기 평면 금형(3) 상부에 바인더가 코팅된 팽창흑연분말(5)이 공급되고, 바인더가 코팅된 팽창흑연분말로 도포된 부분의 양측면에 위치한 롤러(1)와 평면 금형(3) 사이에서 압력을 발생시킴과 아울러 상대적인 운동을 발생시키면 1차 흑연시트(2a)가 만들어진다. 다음 단계로, 상기 1차 흑연시트(2a)의 상부에 바인더가 코팅된 팽창흑연분말(5)을 재도포하고, 상기 1차 적층과정을 반복하여 2차 흑연시트(2b)를 생성시킨다. 목표로 하는 두께에 도달할 때까지 상기 도포 및 롤링가공을 반복하면 일정두께를 가진 평판형의 최종흑연시트가 만들어진다.

도 4에서, 롤러(11)는 축방향 절단면이 사다리꼴로 형성되어 있어서 상기 롤러(11)가 바인더가 코팅된 팽창흑연분말이 도포된 금형 위에서 금형과 상대적인 운동을 발생시키게 되면 고리모양의 흑연시트(12)가 만들어진다. 상기 흑연시트(12)는 별도의 가공이 없이 바로 가스켓으로 사용될 수 있다.

도 5에서는, 바인더가 코팅된 팽창흑연분말이 원통형 금형(23) 내부의 작업위치에 도포된 다음, 원통형 롤러(21)가 회전하면 지지롤러(24)에 의해 지지되는 상기 원통(23)이 롤러(21)와 같이 회전하게 되고, 상기 원통형 금형(23)의 내부에 원통형의 흑연시트(22)가 만들어지게 된다.

한편, 도 6에서와 같이, 금형(33)의 형상이 3차원 원뿔대일 경우, 그 원주면상의 작업위치에 바인더가 코팅된 팽창흑연분말이 도포되고 그 위를 폭이 좁은 롤러(31)가 회전하면서 압력을 가하여 띠상의 흑연시트(32)가 형성된다. 상기 롤러(31) 원주상의 초기위치를 바꾸어 가면서 도포 및 롤링가공을 반복하면, 적층판상흑연으로 이루어진 3차원 형상의 흑연시트가 만들어진다.

또한, 금형(43)이 중공 원뿔대인 경우, 도 7에서와 같이 상기 금형(43)의 내측면에 바인더가 코팅된 팽창흑연분말이 도포되고 그 위를 폭이 좁은 롤러(41)가 회전하면서 압력을 가하면 도 6에서와 동일한 형상의 흑연시트(42)가 만들어진다.

도 6과 도 7에 도시된 흑연시트는 로켓 분사구에 적용될 수 있다.

상기 도 3 내지 도 7에 도시된 실시예 외에도 본 발명은 금형이 임의의 3차원 형상인 경우에도 적용될 수 있다. 또한, 가공된 흑연시트가 장착될 대상체가 상기 롤러의 압력을 견딜 수 있다면 금형을 따로 제작할 필요 없이 바로 대상체에 바인더가 코팅된 팽창흑연분말을 도포하고 롤러로 가공하여 흑연가공물(최종 제품)을 생산할 수도 있다. 한편, 상기 바인더는 흑연시트나 흑연가공물이 사용되는 조건에 따라 종류를 달리한다.

따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 흑연시트 가공방법은 흑연시트가 도포될 부위에 따라 적당한 롤러를 선택하여 적층가공으로 상기 흑연시트를 부착함으로써 적층이 완료됨과 동시에 원하는 형상의 제품이 완성되어 공정을 크게 줄일수 있고, 초기투자비 및 가공비가 저렴하다. 또한 롤러에 의한 반복가공으로 인해 생산된 흑연시트의 강도가 뛰어난 이점을 제공하게 된다.

Claims (1)

1. 바인더가 코팅된 팽창흑연분말(Expanded graphite powder)을 작업위치에 도포한 다음, 상기 작업위치에 성형압력과 성형두께를 제어할 수 있는 롤러를 위치시키고, 상기 롤러를 이용한 가공을 통해 도포된 팽창흑연분말을 1차 흑연시트로 성형하는 제1 성형과정과;

   상기 제1 성형과정에서 제조된 1차 흑연시트의 상부에 상기 바인더가 코팅된 흑연분말을 일정 두께로 도포한 후, 상기 롤러를 이용해 2차 흑연시트를 적층시키는 제2 성형과정과;

   상기 제1 및 제2 성형과정을 다수회 반복하여 상기 1차 및 2차 흑연시트 위에 원하는 적층수대로 흑연시트를 적층하여 특정 가공물을 완성하는 성형완료과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 흑연시트 가공방법.