KR100610654B1 - 금속 성형품의 자동 버제거 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속 성형품의 버제거(De-burring) 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속 성형품의 다이캐스팅 제조 후 성형화 된 성형품을 냉매를 이용하여 냉각시켜 일시적으로 강도를 높인 후 구동수단의 진동 및 회전력으로 성형품에 묻어있는 버를 제거하기 위한 성형품의 버제거 방법에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 금속 성형품의 버제거 방법은 a)성형품과 연마제가 투입되어 있는 바렐조에서 상기 성형품에 묻어있는 버를 제거하기 위한 바렐조 내부의 적정온도 및 기기구동시간을 설정부를 이용하여 설정하는 단계와, b)제어부가 바렐조 내부의 현재온도와 적정온도를 서로 비교하여, 상기 바렐조의 내부 온도가 적정온도가 될 때까지 냉매를 투입함으로써 성형품을 적정온도로 냉각시키는 단계와, c)상기 바렐조에 투입된 냉매에 의해 냉각된 성형품과 연마제를 서로 마찰시켜 버를 성형품에서 분리시키기 위해 설정된 기기구동시간동안 구동수단을 이용하여 바렐조를 진동 및 회전시키는 단계와, d)상기 구동수단에 의한 진동 및 회전력에 의해 성형품에서 분리된 버를 배출수단을 이용하여 외부로 배출시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징적 구성으로 한다.

연마기, 냉매, 액체질소, 버, 마그네슘

Description

금속 성형품의 자동 버제거 방법{A method for automatically removing de-burring in extruded metals}

도 1은 종래의 원심연마기를 나타내는 측면도.

도 2는 본 발명에 따른 금속 성형품의 자동 버제거 방법의 개략도.

도 3은 본 발명에 따른 금속 성형품의 자동 버제거 방법을 나타내는 순서도.

§ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 §

10: 케이스 11: 바렐조

12: 온도센서 20: 모터

21: 구동축 30: 배출수단

40: 냉매 41: 냉매 투입배관

50: 제어부 51: 온도설정부

60: 성형품 61: 버

70: 연마제

본 발명은 금속 성형품의 버제거(De-burring) 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속 성형품의 다이캐스팅 제조 후 성형화 된 성형품의 일부에 묻어있는 버를 제거하기 위한 성형품의 버제거 방법에 관한 것이다.

일반적으로 금속제품의 성형방법으로는 다이캐스팅을 사용한다.

상기 다이캐스팅은 용융금속에 고온 및 고압을 가하고, 이를 금형공간에 주입시켜 원하는 형상의 제품을 성형 응고시켜 성형품을 제조하는 방법을 말한다.

상기와 같은 다이캐스팅 방법으로 성형품을 제조 할 경우 성형화 된 성형품의 일부분에 버(burr)가 묻어있게 된다.

이렇게 성형품의 일부분에 묻어 있는 버는 성형품의 완성도를 떨어뜨리는 문제를 야기 하므로, 상기 성형품에서 버를 제거하기 위해 별도의 연마과정을 거치게 되는데, 이러한 연마작업은 보통 연마도구를 이용한 수작업이나 연마기를 통해 이루어진다.

그러나 상기 수작업에 의한 연마작업은 비용과 시간이 많이 소요되고, 분진 발생 등에 의한 작업자의 건강을 해치며, 상기 분진에 의한 환경오염 문제를 야기 하므로 이를 해결하기 위한 자동으로 성형품에서 버를 제거하는 다양한 연마기가 제안되어 있다.

상기와 같은 금속 성형품의 버를 제거하기 위한 종래의 연마기로는 [도 1]에 도시된 대한민국 등록실용신안공보 제20-2002-0015489호의 "원심 연마기"에 잘 나타나 있었다.

상기 대한민국 등록실용신안공보 제20-2002-0015489호에 나타난 기술은

원주방향으로 배치되면서 중심축으로 양측이 힌지 결합되어 자체 회전이 가능한 다수의 배럴(3);

상기 각각의 배럴(3)의 중심축을 지지하면서 일방향으로 회전가능한 드럼(1);

상기 드럼(1)의 회전력을 이용하여 배럴(3)의 회전을 유도하는 타이밍기어(2) 및 타이밍벨트(도시되지 않음);

상기 드럼(1)의 양단축을 지지하는 프레임(4); 및

상기 드럼(1)의 구동을 위한 구동모터(5) 등을 포함하여 이루어져 있다.

상기와 같은 종래의 기술은 구동모터(5)의 작동에 의해 드럼(1)이 회전하게 되면, 각 배럴(3)의 한쪽 타이밍기어(2)에 연결되어 있는 타이밀벨트도 함께 회전되면서 고정된 중심 기어에 대해 치(齒)가 옮겨지기 때문에 일방향으로 진행되고, 이에 따라 배럴(3)은 드럼과 반대방향으로 자체 회전될 수 있게 되므로, 상기 배럴 (3) 속에 들어있는 성형품의 연마가 가능하게 되는 특징이 있었다.

그런데 상기 배럴(3)은 속에 들어있는 성형품과 연마제 들이 서로 부딪히는 힘에 대한 강성을 유지할 수 있는 통형상의 중량물로 이루어져 있다.

따라서 연마할 성형품이 기계적으로 강한 금속으로 이루어질 경우에는 문제점이 없으나, 마그네슘, 아연, 알루미늄, 특히 마그네슘과 같이 기계적으로 강도가 상대적으로 약한 금속 성형품으로 이루어질 경우에는 여러 가지 문제점이 발생한다.

여기서 상기 성형품의 재질 중 마그네슘에 대해 보다 상세히 설명하면, 상기 마그네슘은 상용되고 있는 구조용 금속 가운데 알루미늄의 2/3에 해당하는 비중(1.74)을 가지고 있으며, 주로 휴대폰, mp3, pda, 디지털카메라와 같은 휴대용 전자기기의 케이스에 많이 사용되고 있다.

즉, 전자기기에 사용되는 마그네슘 성형품은 두께가 얇아서 기계적 강도가 약하기 때문에 상기와 같은 종래의 원심 연마기를 이용하여 표면을 연마하게 되면, 상기 마그네슘으로 이루어진 성형품이 연마제 및 배럴과 충돌하여 성형품에 스크래치, 균열 및 휨과 같은 변형이 일어나는 문제점이 있었다.

또한 상기 마그네슘으로 이루어진 성형품을 원심연마기로 연마할 경우,

마그네슘은 적열(赤熱) 상태에서는 일산화탄소, 이산화탄소, 아황산가스 및 산화질소 등을 환원하고, 더 가열하면 빛을 내면서 연소하여 산화물이 되는 특징을 지니고 있으므로, 상기 마그네슘으로 이루어진 성형품의 연마과정 중에 발생한 마그네슘 분진이 대기 중의 산소와 결합될 때 연소하여 폭발 위험이 높은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서,

첫째, 강도가 약한 금속 성형품을 바렐조에 투입된 냉매를 이용하여 일시적으로 강도를 높인 상태에서 버를 제거함으로써 연마작업 중 성형품과 연마제 및 바렐조 간의 충돌에 의해 성형품에서 발생할 수 있는 스크래치, 균열 및 휨과 같은 변형을 방지하는 것을 목적으로 한다.

둘째, 상기 바렐조에 투입된 냉매에 의해 바렐조 내의 산소가 제거됨으로써 버의 제거과정에서 발생할 수 있는 마그네슘 분진과 산소와의 결합에 의한 폭발 위험을 원천적으로 방지하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 금속 성형품의 자동 버제거 방법은

a) 성형품과 연마제가 투입되어 있는 바렐조에서 상기 성형품에 묻어있는 버를 제거하기 위한 바렐조 내부의 적정온도 및 기기구동시간을 설정부를 이용하여 설정하는 단계;

b) 제어부가 바렐조 내부의 현재온도와 적정온도를 서로 비교하여, 상기 바렐조의 내부 온도가 적정온도가 될 때까지 냉매를 투입함으로써 성형품을 적정온도로 냉각시키는 단계;

c) 상기 바렐조에 투입된 냉매에 의해 냉각된 성형품과 연마제를 서로 마찰시켜 버를 성형품에서 분리시키기 위해 설정된 기기구동시간동안 구동수단을 이용하여 바렐조를 진동 및 회전시키는 단계; 및

d) 상기 구동수단에 의한 진동 및 회전력에 의해 성형품에서 분리된 버를 배출수단을 이용하여 외부로 배출시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징적 구성으로 한다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 구성 및 작용에 대하여 설명하도록 한다.

[도 2]는 본 발명에 따른 금속 성형품의 자동 버제거 방법의 개략도이다.

[도 2]에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 금속 성형품의 자동 버제거 방법의 구성은 케이스(10)와, 상기 케이스(10) 일측에 설치된 배출수단(30)과, 상기 케이스(10) 내부에 설치된 바렐조(11)와, 상기 바렐조(11) 내부의 온도를 측정하기위해 바렐조(11)의 일측에 부착된 온도센서(12)와, 상기 바렐조(11)의 저면에 장착된 구동축(21); 및 상기 구동축(21)을 이용하여 바렐조(11)를 회전 및 진동가능하게 하는 구동수단(20)으로 이루어져 있다. 이때 설정부(51)에 의해 설정된 시간만큼 상기 바렐조(11)는 회전 및 진동하는 동작이 가능하게 된다.

또한, 제어부(50)에 의해 설정부(51)에 설정된 적정온도만큼 냉매(40)를 투입하기 위하여 바렐조(11)의 내부와 연결된 투입배관(41)이 설치되어 있으며, 상기 투입배관(41)을 통해 바렐조(11) 내부를 적정온도로 냉각시키기 위해 액체질소가스로 이루어진 냉매(40)를 포함하여 이루어진다.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 금속 성형품의 자동 버제거 방법을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

[도 3]에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 금속 성형품의 자동 버제거 방법은 먼저 성형품(60)과 연마제(70)가 투입되어 있는 바렐조(11)에서 상기 성형품(60)에 묻어있는 버(61)를 제거하기 위한 바렐조(11) 내부의 적정온도 및 기기구동시간을 설정부(51)를 이용하여 설정하는 단계(S100).

상기 S100에서 연마제(70)는 성형품(60)에 묻어있는 버(61)를 제거하기 위한 연마용 매체로써 바람직하게는 플라스틱 매체가 사용된다.

상기 성형품과 연마제가 들어있는 바렐조(11)는 통형상의 알루미늄재질로 구성되어 가볍고 사용이 편리하며, 내부구조는(6각 또는 8각형) 우레탄 코팅이 되어 있으므로 내구성이 뛰어나며 바렐조(11) 내에서 성형품이 서로 마찰하여 연마될 경우 우레탄 코팅에 의해 타흔이 없게 하는 특징이 있다.

이와 같이 구성된 바렐조(11)내에 버가 묻어있는 성형품과 연마제가 들어있고, 상기 성형품(60)에 묻어있는 버(61)를 제거하기 위해 바렐조(11) 내부의 적정온도 및 기기구동시간을 설정부(51)를 이용하여 설정한다.

이때 마그네슘으로 이루어진 성형품(60)을 대상으로 하는 경우 바렐조(11) 내부의 적정온도는 -45 ∼ -55℃ 이고, 기기구동시간은 5분내외가 적정하다. 이는 상당기간 실험을 통해 구한 최적 값으로, 설정온도를 더 낮게 하면, 과도한 냉각으로 효율이 저하되는 문제점이 있고, 반면에 설정온도를 더 높게 하면 버 제거과정에서 성형품(60)이 변형되고 버 제거 효과가 저하되는 것으로 나타났다.

다음으로 제어부(50)가 바렐조(11) 내부의 현재온도와 적정온도를 서로 비교하여, 상기 바렐조(11)의 내부 온도가 적정온도가 될 때까지 냉매(40)를 투입함으로써 성형품(60)을 적정온도로 냉각시키는 단계(S120).

일실시예로서 적정온도를 -50℃로 온도설정부(51)를 이용하여 설정한 후, 만약 바렐조(11) 내부의 온도가 -50℃보다 높아질 경우 제어부(50)의 제어에 따라 상기 바렐조(11)의 내부 온도가 -50℃로 될 때까지 냉매(40)를 바렐조(11)와 연결된 냉매 투입배관(41)을 통해서 투입함으로써 성형품(60)을 -50℃로 냉각시킨다.

이때, 사용하는 냉매는 불활성(不活性)냉매를 사용하는 것이 바람직하다.이런관점에서 액체질소(대기압 하에서 끓는점이 -196℃)를 냉매로 사용하면 급냉효과를 얻음과 동시에 바렐조 내부의 산소를 차단하여 마그네슘 분진의 폭발을 원천적으로 방지하는 효과를 거둘 수 있다.

이와 같이 바렐조(11)에 투입된 냉매(40)에 의해 냉각된 성형품(60)과 연마제(70)를 서로 마찰시켜 버(61)를 성형품(60)에서 분리시키기 위해 설정된 기기구동시간동안 구동수단을 이용하여 바렐조(11)를 진동 및 회전시킨다(S140).

상기 S160에서 -50℃로 냉각된 성형품(60)들은 일시적으로 물리적인 강도가 높아져 버(61)가 성형품(60)으로부터 쉽게 분리된다. 즉, 마그네슘으로 이루어진 성형품의 강도가 높아져서 충돌에 의한 손상방지 및 성형품에 묻어있는 버의 분리가 효과적으로 이루어진다.

상기와 같이 일시 경화된 성형품(60)으로부터 버를 분리시키기 위해 제어부(50)의 신호를 받아 모터(20)를 이용하여 바렐조(11)와 연결된 구동축(21)을 구동시켜 바렐조(11)를 바람직하게는 5분 동안 진동 및 회전시킴으로써 버(61)가 성형품(60)에서 분리된다.

상기 실험결과에서 설명한 바와 같이 5분 동안 바렐조(11)를 진동 및 회전을 시켜도 성형품(60)에서 버(61)가 충분히 제거된다.

그러나 상기 성형품(60)이 마그네슘으로 이루어진 성형품(60)이 아닌 그 외 의 성형품(60)일 경우 상기 성형품(60)의 종류, 형상 및 크기에 따라 상기 기기구동시간을 상기 성형품에 맞게 변경한다.

이로 인해 구동수단에 의한 진동 및 회전력에 의해 성형품(60)에서 분리된 버(61)를 배출수단(30)을 이용하여 외부로 배출시키게 된다(S160).

상기 S180에서 성형품(60)으로부터 분리된 버(61)를 배출하는 배출수단(30)은 바람직하게는 집진기를 통해서 이루어지며, 상기 집진기에 의해 바렐조(11)의 외부로 버가 배출된다. 상기 집진기는 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 상기 금속 성형품(60)의 자동 버제거 방법에 있어서, 상형품(60)에 묻어있는 버(61)를 좀 더 깨끗하게 하기 제거하기 위해선 성형품(60)과 연마제(70)가 들어있는 바렐조(11) 내부에 물 및 콤파운드(Compound)를 장입시켜 회전, 원심선회, 진동 및 왕복운동을 하게하여 성형품(60)과 연마제(70)를 서로 마찰시킬 수 있다.

이렇게 물 및 콤파운드(Compound)를 첨가함으로써 연마제(70)와 성형품(60)과의 부드러운 마찰운동으로 타흔이 없고 품질조도 향상 및 미려한 광택력을 발하게 되는 장점도 생기게 된다.

상기 구성에 의한 본 발명에 따르면,

첫째, 강도가 약한 금속 성형품의 강도를 바렐조에 투입된 냉매를 이용하여 -50℃ 내외로 급속 냉각시켜 물리적으로 일시 경화시킨 상태에서 성형품의 일부분에 묻어 있는 버를 제거함으로써 연마작업 중 성형품과 연마제 및 바렐조 간의 충돌에 의한 성형품의 스크래치, 균열 및 휨과 같은 변형을 방지하는 효과가 있다.

둘째, 상기 바렐조에 투입된 질소 가스와 같은 냉매에 의해 바렐조 내의 산소가 제거됨으로써 버의 제거과정에서 발생할 수 있는 마그네슘 분진과 산소와의 결합에 의한 폭발 위험을 원천적으로 방지하는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 금속 성형품의 버제거 방법에 있어서,

   a) 바렐조 내부의 온도 및 구동시간을 설정부를 이용하여 설정하는 단계;

   b) 제어부가 바렐조 내부의 현재온도와 적정온도를 서로 비교하여, 상기 바렐조의 내부 온도가 설정온도가 될 때까지 냉매를 투입함으로써 성형품을 적정온도로 냉각시키는 단계;

   c) 상기 바렐조에 투입된 냉매에 의해 냉각된 성형품과 연마제를 서로 마찰시켜 버를 성형품에서 분리시키기 위해 설정된 기기구동시간동안 구동수단을 이용하여 바렐조를 진동 및 회전시키는 단계; 및

   d) 상기 구동수단에 의한 진동 및 회전력에 의해 성형품에서 분리된 버를 배출수단을 이용하여 외부로 배출시키는 단계를 포함하며,

   상기 a)단계에서 상기 바렐조 내부의 적정온도는 성형품이 금속 마그네슘으로 이루어질 경우 -45 ∼ -55℃ 내외의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 금속 성형품의 버제거 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 a)단계에서 상기 바렐조의 기기구동시간은 성형품이 금속 마그네슘으로 이루어질 경우 5분 내외의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 금속 성형품의 버제거 방법.

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