KR100543179B1 - Micro parts manufacturing method of three dimension shape - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수십 ~ 수백 마이크론의 미세 앤드밀이 장치된 CNC계열의 초정밀 가공기에 의해 판형 지그의 상면에 수 개의 마이크로 폴을 절삭가공하는 단계; 상기 판형 지그에 고정될 박판형의 금속 또는 비금속 공작물에 상기 마이크로 폴과 취합되는 마이크로 홀을 초정밀 가공기에 의해 절삭가공하는 단계; 상기 지그에 공작물을 고정한 상태에서, 상기 공작물의 상면에 가공하고자 하는 3차원 부품의 상반신을 초정밀 가공기에 의해 음각형태로 절삭가공하는 단계; 상기 공작물의 상면 가공부위에 열용융성 충진재를 충진시킨 후 이를 응고시키는 단계; 상기 공작물을 뒤집어서 지그에 고정시킨 상태에서, 상기 공작물의 저면에 가공하고자 하는 3차원 부품의 하반신을 초정밀 가공기에 의해 음각형태로 절삭가공하는 단계; 상기 충진재에 열을 가해 충진재를 용융시키므로써 공작물로부터 3차원 마이크로 부품을 분리시키는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 3차원 형상의 마이크로 부품 제작방법에 관한 것이다.The present invention comprises the steps of cutting several micro-poles on the upper surface of the plate-shaped jig by a CNC series ultra-precision machine equipped with a fine end mill of several tens to hundreds of microns; Cutting the micro holes into the thin metal or non-metal workpiece to be fixed to the plate jig by the ultra-precision machine; Cutting the upper body of the three-dimensional component to be processed on the upper surface of the workpiece in an intaglio form while fixing the workpiece to the jig; Solidifying the heat-melt-filled filler on the upper surface of the workpiece; Cutting the lower body of the three-dimensional part to be processed on the bottom of the workpiece in an intaglio form while the workpiece is turned upside down and fixed to a jig; And separating the three-dimensional micro component from the workpiece by applying heat to the filler to melt the filler.

3차원 마이크로 부품 제작방법, 앤드밀3D micro parts manufacturing method, end mill

Description

3차원 형상의 마이크로 부품 제작방법{Micro parts manufacturing method of three dimension shape} Micro parts manufacturing method of three dimension shape             

도 1은 본 발명에 따른 3차원 마이크로 부품의 제작공정순서도1 is a manufacturing process flow chart of the three-dimensional micro component according to the present invention

도 2는 본 발명에 따른 3차원 마이크로 부품의 제작공정도로서, 지그와 공작물의 결합전 상태도2 is a manufacturing process diagram of the three-dimensional micro-component according to the present invention, a state diagram before coupling of the jig and the workpiece

도 3은 본 발명에 따른 3차원 마이크로 부품의 제작공정도로서, 지그와 공작물의 결합후 상태도3 is a manufacturing process diagram of the three-dimensional micro-component according to the present invention, a state diagram after the jig and the workpiece is combined

도 4a는 본 발명에 따른 3차원 마이크로 부품의 제작공정도로서, 공작물의 상면절삭 가공상태도 1Figure 4a is a manufacturing process diagram of a three-dimensional micro component according to the present invention, the top surface machining state diagram of the workpiece 1

도 4b는 도 4a의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도4B is a cross-sectional view taken along the line I-I of FIG. 4A.

도 5a는 본 발명에 따른 3차원 마이크로 부품의 제작공정도로서, 공작물의 상면절삭 가공상태도 25A is a manufacturing process diagram of a three-dimensional micro component according to the present invention.

도 5b는 도 5a의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 5A

도 6a는 본 발명에 따른 3차원 마이크로 부품의 제작공정도로서, 공작물의 상면절삭 가공상태도 36A is a manufacturing process diagram of a three-dimensional micro component according to the present invention.

도 6b는 도 6a의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 6A

도 7a는 본 발명에 따른 3차원 마이크로 부품의 제작공정도로서, 상면 절삭부위에 충진재를 채워 넣은 상태도Figure 7a is a manufacturing process diagram of the three-dimensional micro-component according to the present invention, the state filling the filler in the upper cutting portion

도 7b는 도 7a의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 7A

도 8a는 본 발명에 따른 3차원 마이크로 부품의 제작공정도로서, 공작물을 뒤집어서 지그에 결합한 상태도8A is a manufacturing process diagram of a three-dimensional micro component according to the present invention, in which a work is inverted and coupled to a jig.

도 8b는 도 7a의 Ⅴ-Ⅴ선 단면도FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 7A

도 9a는 본 발명에 따른 3차원 마이크로 부품의 제작공정도로서, 공작물의 저면절삭 가공이 완료된 상태도9A is a manufacturing process diagram of a three-dimensional micro component according to the present invention.

도 9b는 도 9a의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line VI-VI of FIG. 9A

도 10은 공작물로부터 3차원 마이크로 부품이 분리된 상태도10 is a state in which the three-dimensional micro-parts are separated from the workpiece

도 11은 본 발명의 다른 실시예로서, 하나의 공작물에 여러 가지 형상의 3차원 마이크로 부품을 가공한 예11 is another embodiment of the present invention, in which a three-dimensional micro-component having various shapes on a single workpiece is machined

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명][Description of Symbols for Main Parts of Drawing]

1 : 공작물 2 : 지그1: Workpiece 2: Jig

3 : 3차원 마이크로 부품 4 : 충진재3: 3D micro component 4: Filler

본 발명은 3차원 형상의 마이크로 부품을 마이크로 앤드밀 공구를 이용하여 손쉽게 제작하기 위한 방법을 제시한 것으로서, 보다 상세하게는 직경이 수십 ~ 수백 마이크론인 미세 앤드밀이 장착된 CNC계열의 초정밀 가공기를 이용하여 금속소재 또는 비금속소재로 된 3차원 마이크로 부품을 절삭가공에 의해 제작할 수 있도록 한 3차원 형상의 마이크로 부품 제작방법에 관한 것이다.The present invention proposes a method for easily manufacturing a three-dimensional micro component using a micro end mill tool, and more specifically, using a CNC series ultra precision machine equipped with a fine end mill having a diameter of several tens to several hundred microns. The present invention relates to a three-dimensional micro component manufacturing method for manufacturing a three-dimensional micro component made of a metal material or a non-metal material by cutting.

마이크로 부품을 정의함에 있어 외형면적이 1mm2이하(혹은 그 이상일 수도 있음)이면서 내부에 마이크론 단위(1/1000mm)의 미세구조 및 형상을 갖고 있는 부품으로 한다면, 이러한 미세부품을 가공함에 있어서 일반적인 가공방법으로는 불가능하기 때문에 많은 경우 반도체의 포토리소그라피(Photolithography)를 이용한 식각방법을 활용하거나, 또는 LIGA(Lithographie Galvanoforming Abformung)이나 MEMS(Micro Electro Mechanical System)공정을 이용해 생산해 왔다.When defining a micro part, if the part has an external area of 1 mm 2 or less (or more) and has a micro structure and shape in micron units (1/1000 mm), the general processing in processing such micro parts In many cases, it is impossible to use the method by using an etching method using a photolithography of the semiconductor, or has been produced using a lithographie galvanoforming abformung (LIGA) or a micro electro mechanical system (MEMS) process.

그러나, 상기에 열거된 방법들은 미세구조물을 제조할 수 있다는 장점에도 불구하고, 반도체 라인과 같이 고가의 설비가 필요하며, 식각이 가능한 소재에 한정하여 제작이 가능하기 때문에 철, 동, 알루미늄 등의 고강성 소재를 이용한 미세구조물의 생산은 불가능 하였다.However, the above-mentioned methods, despite the advantages of manufacturing a microstructure, requires expensive equipment such as semiconductor lines, and because it can be manufactured only to the material that can be etched, such as iron, copper, aluminum, etc. It was not possible to produce microstructures using highly rigid materials.

또한, 3차원 미세구조물 및 임의의 단면을 가지는 구조물을 제조하기 어려운 문제점이 있다. 즉, 반도체 공정에 의한 가공방법은 피가공물의 상면에 음각이나 양각의 모양을 형성하는 방법이기 때문에 음각모양체나 양각모양체의 루트(root)는 피가공물에 붙어있는 상태가 된다. 따라서, 음각모양체나 양각모양체는 그 루트가 가공되지 않은 상태이기 때문에 3차원 형상이라 정의하기 어려우며, 2.5차원이라 정의할 수 있다.In addition, there is a problem that it is difficult to manufacture a three-dimensional microstructure and a structure having an arbitrary cross section. That is, since the processing method by the semiconductor process is a method of forming an intaglio or an embossed shape on the upper surface of the workpiece, the root of the intaglio or embossed body is in a state of being attached to the workpiece. Therefore, the engraved or embossed body is hardly defined as a three-dimensional shape because its root is not processed, and can be defined as 2.5-dimensional.

이에, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 주요 목적은 수십 ~ 수백 마이크론의 미세 앤드밀 공구가 장착된 CNC계열의 초정밀 가공기를 이용하여 고강성 금속소재로 된 3차원 형상의 미세부품을 절삭가공에 의해 대량으로 제작할 수 있는 방법을 제시함에 있다.
Accordingly, the present invention has been made to solve the conventional problems as described above, the main object of the present invention is a high rigid metal material by using a CNC series ultra-precision machine equipped with a fine end mill tool of tens to hundreds of microns The present invention provides a method for mass production of a three-dimensional micro component by cutting.

이러한 본 발명은,This invention,

수십 ~ 수백 마이크론의 미세 앤드밀이 장치된 CNC계열의 초정밀 가공기에 의해 판형 지그의 상면에 수 개의 마이크로 폴을 절삭가공하는 단계; 상기 판형 지그에 고정될 박판형의 금속 또는 비금속 공작물에 상기 마이크로 폴과 취합되는 마이크로 홀을 초정밀 가공기에 의해 절삭가공하는 단계; 상기 지그에 공작물을 고정한 상태에서, 상기 공작물의 상면에 가공하고자 하는 3차원 부품의 상반신을 초정밀 가공기에 의해 음각형태로 절삭가공하는 단계; 상기 공작물의 상면 가공부위에 열용융성 충진재를 충진시킨 후 이를 응고시키는 단계; 상기 공작물을 뒤집어서 지그에 고정시킨 상태에서, 상기 공작물의 저면에 가공하고자 하는 3차원 부품의 하반신을 초정밀 가공기에 의해 음각형태로 절삭가공하는 단계; 상기 충진재에 열을 가해 충진재를 용융시키므로써 공작물로부터 3차원 마이크로 부품을 분리시키는 단계;로 이루어지므로써 달성된다.Cutting several micro poles on the upper surface of the plate-shaped jig by a CNC series super precision machine equipped with fine end mills of tens to hundreds of microns; Cutting the micro holes into the thin metal or non-metal workpiece to be fixed to the plate jig by the ultra-precision machine; Cutting the upper body of the three-dimensional component to be processed on the upper surface of the workpiece in an intaglio form while fixing the workpiece to the jig; Solidifying the heat-melt-filled filler on the upper surface of the workpiece; Cutting the lower body of the three-dimensional part to be processed on the bottom of the workpiece in an intaglio form while the workpiece is turned upside down and fixed to a jig; And separating the three-dimensional micro component from the workpiece by applying heat to the filler to melt the filler.

이때, 상기 충진재는 용융점이 110 ~ 200℃인 비스무스(Bismuth)계, 왁스(Wax)계 등 마이크로 공작물을 고정하고 분리하는데 용이한 물질(상온에서는 고체상태이고 고온에서는 액상인 물질)로 되어야 한다.At this time, the filler should be a material (solid material at room temperature and liquid at high temperature) that is easy to fix and separate a micro-work, such as bismuth (Bismuth), wax (wax) system having a melting point of 110 ~ 200 ℃.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 11을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 11.

본 발명은 판형의 금속 또는 비금속 공작물(1)을 이에 맞게 제작된 지그(Jig)(2)에 견고히 고정한 상태에서 판형 공작물의 상면상에 가공하고자 하는 3차원 마이크로 부품(3)의 상반신을 절삭가공하고, 판형 공작물을 뒤집어서 3차원 마이크로 부품의 하반신을 절삭가공하되, 하반신 가공시 3차원 마이크로 부품이 공작물로부터 분리될 소지가 있기 때문에 이를 고정하기 위해 상반신을 가공한 이후에 가공부위의 빈공간에 충진재(4)를 주입하여 응고시킴으로써 보조지그의 역할을 할 수 있도록 하고 가공이 완료된 이후에 충진재를 열에 의해 녹이는 마지막 과정을 통해 공작물로부터 3차원 마이크로 부품을 분리하는 수순을 밟는다.The present invention cuts the upper half of the three-dimensional micro-component (3) to be processed on the upper surface of the plate-shaped workpiece while the plate-shaped metal or non-metal workpiece (1) is firmly fixed to the jig (2) made accordingly Invert the plate-shaped workpiece to cut the lower half of the three-dimensional micro-parts, but the lower half of the three-dimensional micro-parts may be separated from the workpiece during lower half-processing. (4) Inject and coagulate so that it can act as an auxiliary jig, and after finishing the process, separate the three-dimensional micro parts from the workpiece through the final process of melting the filler by heat.

이를 자세히 설명하면 다음과 같다.This will be described in detail as follows.

1 단계로, 판형 공작물을 고정하기 위한 지그(Jig)를 가공한다(Step 1).In the first step, a jig for fixing a plate-shaped workpiece is machined (Step 1).

이 단계는 도 1 및 도 2에서와 같이 수십 ~ 수백 마이크론(μ)의 미세 앤드밀이 장착된 CNC계열의 초정밀 가공기에 의해 판상으로 된 지그(2)의 상면에 외경 이 약 1mm정도인 수 개의 마이크로 폴(pole)(2a)을 절삭가공하는 단계이다.This step consists of several micrometers with an outer diameter of about 1 mm on the upper surface of the plate-shaped jig 2 by a CNC series super precision machine equipped with fine end mills of several tens to hundreds of microns (μ) as shown in FIGS. 1 and 2. It is a step of cutting the pole 2a.

이때, 상기 지그(2)의 상면에는 공작물(1)이 삽입되는 안착홈(2b)을 형성할 수도 있으며, 이렇게 안착홈이 형성되는 경우에는 안착홈 내에 상기 마이크로 폴(2a)을 형성해야 한다.At this time, the top surface of the jig (2) may be formed with a mounting groove (2b) into which the workpiece (1) is inserted, if the mounting groove is formed in this way, the micro pole (2a) must be formed in the mounting groove.

2 단계로, 공작물에 수 개의 마이크로 홀(micro hole)을 형성한다(Step 2).In step 2, several micro holes are formed in the workpiece (Step 2).

이 단계는 도 1 및 도 2에서와 같이 평판형으로 된 금속 공작물(1)에 상기 초정밀 가공기에 의해 내경이 약 1mm정도인 수 개의 마이크로 홀(1a)을 절삭가공하는 단계이다. This step is a step of cutting several micro holes (1a) having an inner diameter of about 1mm by the ultra-precision machine to the flat metal workpiece 1 as shown in Figs.

이때, 상기 마이크로 홀(1a)은 상기 마이크로 폴(2a)을 삽입하기 위한 것이므로 상호 위치적으로 부합되어야 함은 물론이며, 또한 마이크로 폴(2a)과 마이크로 홀(1a)의 가공 정밀도는 지그(2)와 공작물(1)의 결합 정밀도를 결정하는 중요한 인자인 만큼 이들의 가공시 조립 치수공차가 마이크로 단위의 정밀도를 갖도록 정밀하게 가공되어야 한다.At this time, since the micro holes 1a are for inserting the micro poles 2a, they must be mutually matched with each other, and the machining precision of the micro poles 2a and the micro holes 1a is jig 2. ) And the workpiece 1 should be precisely machined so that the assembly dimensional tolerance can be precisely measured in micro units.

따라서, 지그(2)에 공작물(1)을 안착시킬 때 마이크로 폴(2a)이 마이크로 홀(1a)에 끼워지도록 하면 전후좌우로의 흔들림이 없는 견고한 결합상태를 유지할 수 있게 된다.Therefore, when the micro pole 2a is fitted into the micro holes 1a when the workpiece 1 is seated on the jig 2, it is possible to maintain a firmly coupled state without shaking back, front, left, and right.

3 단계로, 공작물의 상면을 가공하여 3차원 마이크로 부품의 상반신을 절삭가공한다(Step 3).In step 3, the upper surface of the workpiece is machined to cut the upper half of the three-dimensional micro component (Step 3).

이 단계는 도 4a 내지 6b에서와 같이 초정밀 가공기의 주축(Spindle)에 마이크로 앤드밀(Micro end mill)을 장치한 상태에서 이 마이크로 앤드밀에 의해 공작물(1)의 상면상에 가공하고자 하는 3차원 마이크로 부품(3)의 상반신을 절삭가공하는 단계이며, 최초 황삭을 하고 후에 정삭을 하여 정밀하게 가공한다.This step is a three-dimensional micro component to be processed on the upper surface of the work piece 1 by the micro end mill while the micro end mill is mounted on the spindle of the ultra-precision machine as shown in FIGS. 4A to 6B. This is the step of cutting the upper half of (3). After roughing first, finishing after finishing is done precisely.

이때, 3차원 마이크로 부품(3)의 개수는 공작물(1)의 면적에 상당하게 종횡으로 여러개를 가공할 수 있다.At this time, the number of the three-dimensional micro-components 3 can be processed in the vertical and horizontal directions corresponding to the area of the workpiece (1).

또한, 초정밀 가공기에 입력된 제어프로그램을 바꿈에 따라 도 4a 내지 도 6b에 예시된 바와 같이 일률적인 부품(다단기어)을 가공할 수도 있으며, 도 11에 예시된 바와 같이 서로 다른 모양의 부품을 가공할 수도 있다.In addition, as the control program input to the ultra-precision machine is changed, uniform parts (multi-stage gears) may be machined as illustrated in FIGS. 4A to 6B, and parts of different shapes may be machined as illustrated in FIG. 11. You may.

또한, 상기 3차원 마이크로 부품(3)의 상반신을 절삭가공할 때는 공작물(1)의 내부에 함몰된 형태, 즉 음각(陰刻)형태로 가공해야 한다. 그 이유는 다음 단계에서 설명될 충진재(4)를 충진하기 위해서이다.In addition, when cutting the upper half of the three-dimensional micro-component (3), it must be processed into a recessed shape, that is, in the form of an intaglio inside the workpiece (1). The reason for this is to fill the filler 4 which will be described in the next step.

4 단계로, 공작물의 상반신 가공부위에 충진재를 충진시킨다(Step 4).In step 4, the filler is filled in the upper half of the workpiece (Step 4).

이 단계는 도 1과 도 7a, 7b에서와 같이 공작물(1)의 상면 가공부를 보면, 3차원 마이크로 부품(3)의 상반신 가공부위에 절삭에 의해 제거된 공간부(s)가 존재하게 되는데, 이 공간부에 상온에서는 응고상태이며 열을 가하면 용융되는 열용융성 충진재(4)를 충진한 후 이를 응고시키는 단계이다.In this step, as shown in FIGS. 1 and 7A and 7B, when the upper surface of the workpiece 1 is processed, the space s removed by cutting is present in the upper half of the three-dimensional micro component 3. This space part is solidified at room temperature and is a step of solidifying after filling the heat-melt filler 4 which is melted upon application of heat.

이렇게 충진재(4)를 충진하는 이유는 후술될 3차원 마이크로 부품(3)의 하반신 절삭가공시 3차원 마이크로 부품을 고정시킬 수 있는 수단이 없음을 감안한 것 으로서, 충진재(4)를 용융상태로 충진한 뒤 이를 응고시키게 되면 고착되면서 3차원 마이크로 부품(3)을 공작물(1)에 견고하게 고정시키는 보조지그로서의 역할을 하게 된다.The reason for filling the filler 4 is that there is no means to fix the three-dimensional micro-parts during the lower body cutting of the three-dimensional micro-parts 3 to be described later, and the fillers 4 are filled in the molten state. If it is solidified after it is fixed, it serves as an auxiliary jig to firmly fix the three-dimensional micro-part (3) to the workpiece (1).

이때, 상기 충진재(4)는 용융점이 110 ~ 200℃인 저 용융점을 갖는 비스무스(Bismuth)계 또는 왁스(Wax)계 등 마이크로 공작물을 고정하고 분리하는데 용이한 물질, 즉 상온에서는 고체상태이고 고온에서는 액상인 물질로 되어야 한다.At this time, the filler 4 is a material that is easy to fix and separate a micro-work, such as a bismuth (Bismuth) or wax (Wax) having a low melting point of 110 ~ 200 ℃, that is, solid at room temperature and at high temperature It must be a liquid substance.

5 단계로, 공작물을 뒤집어서 지그에 고정시킨 후, 3차원 마이크로 부품의 하반신을 절삭가공한다(Step 5).In step 5, the workpiece is turned over and fixed to the jig, and then the lower half of the three-dimensional micro component is cut (Step 5).

이 단계는 도 8a 내지 9b에서와 같이 공작물(1)을 뒤집은 상태에서 공작물의 마이크로 홀(1a)과 지그(2)의 마이크로 폴(2a)이 취합되게 하여 지그에 안착시킨후, 초정밀 가공기의 주축에 이미 장착되어 있는 앤드밀을 이용하여 상반신의 위치와 동일한 위치에 3차원 마이크로 부품(3)의 하반신을 절삭가공하는 단계로서, 이 역시 상반신의 경우 처럼 최초 황삭을 하고 후에 정삭을 하여 정밀가공한다.In this step, as shown in Figs. 8A to 9B, the micro holes 1a of the workpieces and the micro poles 2a of the jig 2 are assembled in the state of inverting the workpiece 1 and seated on the jig. The lower half of the three-dimensional micro-component 3 is cut at the same position as the upper half by using an end mill already mounted on the upper half, which is also roughed for the first time after the upper half and finely finished.

이때, 상반신이 이미 가공되어 있는 3차원 마이크로 부품(3)의 하반신을 정확하게 가공하기 위해서는 공작물(1)을 뒤집기 전이나 뒤집은 후의 위치가 동일해야 하기 때문에 고작물의 외형이 사각형임을 가정할 때 공작물(1)의 상변과 이에 인접한 마이크로 홀(1a) 간의 사이간격(d1)과, 공작물(1)의 하변과 이에 인접한 마이크로 홀(1a) 간의 사이간격(d2)은 동일해야 하며, 이와 동시에 공작물(1)의 좌변과 이에 인접한 마이크로 홀(1a) 간의 사이간격(d3)과, 공작물(1)의 우변과 이에 인접한 마이크로 홀(1a) 간의 사이간격(d4)도 동일해야 한다.In this case, in order to precisely process the lower body of the three-dimensional micro-part 3 in which the upper body has already been processed, since the position of the work piece 1 must be the same before or after the work piece 1 is overturned, The distance d1 between the upper side of the side and the microhole 1a adjacent thereto and the distance d2 between the lower side of the workpiece 1 and the microhole 1a adjacent thereto must be the same, and at the same time, the workpiece 1 The distance d3 between the left side of and the microhole 1a adjacent thereto and the distance d4 between the right side of the workpiece 1 and the microhole 1a adjacent thereto must also be the same.

이렇게, 3차원 마이크로 부품(3)의 하반신 작업이 완료되면 이 3차원 마이크로 부품은 공작물(1)과 이격된 상태가 되나, 고착된 충진재(4)에 의해 공작물(1)에 고정되어 있는 상태가 유지되는 것이다.In this way, when the lower half of the three-dimensional micro-parts 3 is completed, the three-dimensional micro-parts are spaced apart from the work 1, but the state of being fixed to the work 1 by the fixed filler 4 It is maintained.

마지막 6 단계로, 충진재에 열을 가해 충진재를 녹임으로써 3차원 마이크로 부품을 공작물로부터 분리한다(Step 6).In the last six steps, the 3D micro component is separated from the workpiece by heating the filler to melt the filler (Step 6).

이 단계는 도 10과 같이 고착상태인 충진재(4)에 약 100 ~ 200℃ 정도의 열을 가해 용융시켜 충진재가 제거되게 하므로써 충진재에 의해 공작물(1)에 고정되어 있던 3차원 마이크로 부품(3)을 최종 분리하는 단계이다.In this step, by applying heat of about 100 to 200 ° C. to the fixed filler 4 as shown in FIG. 10 to melt the filler, the three-dimensional micro component 3 fixed to the workpiece 1 by the filler is removed. Final separation step.

이상에서 설명된 바와 같이 본 발명은 미세 앤드밀이 장치된 초정밀 가공기를 이용하여 베이스(base)가 없는 완전한 3차원 형상의 입체부품을 절삭가공할 수 있으며,As described above, the present invention can cut a three-dimensional component of a three-dimensional shape without a base using an ultra-precision machine equipped with a fine end mill,

또한, 기존 반도체 공정에서 시도되지 못한 고강성 소재의 마이크로 부품을 형태의 제약없이 제조할 수 있으며,In addition, it is possible to manufacture a micro component of a highly rigid material that has not been attempted in the conventional semiconductor process without any form restrictions,

또한, 기존의 반도체 공정에 의한 제작방법에 비해 설비가 간단하고, 제작방법도 간단하여 부품의 생산원가 절감이 가능하며,In addition, the equipment is simpler than the manufacturing method by the conventional semiconductor process, and the manufacturing method is simple, which can reduce the production cost of parts.

또한, 하나의 박판에서 여러개의 부품을 동시 다발로 제조할 수 있으므로 시 간 및 소재절약이 가능하며,In addition, multiple parts can be manufactured simultaneously in a single sheet, saving time and material.

또한, 금속공작물의 두께를 일정하게 함에 따라 동일 두께의 부품을 다량으로 생산할 수 있으며,In addition, it is possible to produce a large amount of parts of the same thickness by making the thickness of the metal workpiece constant.

또한, 초정밀 가공기의 가공 공정 프로그램을 바꿔줌에 따라 하나의 박판에서 다양한 형태의 3차원 마이크로 부품을 제조할 수도 있다.In addition, by changing the machining process program of the ultra-precision machine, it is possible to manufacture various types of three-dimensional micro components in one sheet.

Claims (3)

수십 ~ 수백 마이크론의 미세 앤드밀이 장치된 CNC계열의 초정밀 가공기에 의해 판형 지그의 상면에 수 개의 마이크로 폴을 절삭가공하는 단계;Cutting several micro poles on the upper surface of the plate-shaped jig by a CNC series super precision machine equipped with fine end mills of tens to hundreds of microns; 상기 판형 지그에 고정될 박판형의 금속 또는 비금속 공작물에 상기 마이크로 폴과 취합되는 마이크로 홀을 초정밀 가공기에 의해 절삭가공하는 단계;Cutting the micro holes into the thin metal or non-metal workpiece to be fixed to the plate jig by the ultra-precision machine; 상기 지그에 공작물을 고정한 상태에서, 상기 공작물의 상면에 가공하고자 하는 3차원 부품의 상반신을 초정밀 가공기에 의해 음각형태로 절삭가공하는 단계;Cutting the upper body of the three-dimensional component to be processed on the upper surface of the workpiece in an intaglio form while fixing the workpiece to the jig; 상기 공작물의 상면 가공부위에 열용융성 충진재를 충진시킨 후 이를 응고시키는 단계;Solidifying the heat-melt-filled filler on the upper surface of the workpiece; 상기 공작물을 뒤집어서 지그에 고정시킨 상태에서, 상기 공작물의 저면에 가공하고자 하는 3차원 부품의 하반신을 초정밀 가공기에 의해 음각형태로 절삭가공하는 단계;Cutting the lower body of the three-dimensional part to be processed on the bottom of the workpiece in an intaglio form while the workpiece is turned upside down and fixed to a jig; 상기 충진재에 열을 가해 충진재를 용융시키므로써 공작물로부터 3차원 마이크로 부품을 분리시키는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 3차원 형상의 마이크로 부품 제작방법.Separating the three-dimensional micro-components from the workpiece by applying heat to the filler to melt the filler; 3D-shaped micro-component manufacturing method comprising a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 충진재는 용융점이 110 ~ 200℃인 비스무스(Bismuth)계 또는 왁스(Wax)인 것을 특징으로 하는 3차원 형상의 마이크로 부품 제작방법.The filler is a bismuth (Bismuth) -based or wax (wax) having a melting point of 110 ~ 200 ℃ method of producing a three-dimensional micro component. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 공작물은 일정한 두께로 된 것을 특징으로 하는 3차원 마이크로 부품 제작방법.The work piece is a three-dimensional micro component manufacturing method, characterized in that the predetermined thickness.
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