KR100791969B1

KR100791969B1 - 금속적층체 제조장치

Info

Publication number: KR100791969B1
Application number: KR1020060017341A
Authority: KR
Inventors: 한성석
Original assignee: 한성석
Priority date: 2006-02-22
Filing date: 2006-02-22
Publication date: 2008-01-04
Also published as: KR20070084937A

Abstract

본 발명은 금속적층체 제조장치에 관한 것으로서, 용강이 저장되는 턴디쉬(11)가 상부에 설치되며 하방으로 개구된 챔버(10); 챔버(10) 하부에 위치하는 지지프레임(20); 챔버(10) 내부에서 기판(S)을 승강 및 회전시키기 위한 승강회전구동부(30); 지지프레임(20)에 지지되는 지지슬라이더(41)가 형성되는 것으로서, 승강회전구동부(30)를 수납하여 지지하는 구동부하우징(40); 챔버(10) 내부에서 기판(S)이 직선 왕복 운동되도록 구동부하우징(40)을 지지프레임(20) 상에서 왕복 이송시키는 왕복이송부(50); 구동부하우징(40)에 고정되어 그 구동부하우징(40)이 왕복 이송되는 동안 챔버(10)의 하부를 밀폐하는 밀폐이동판(60); 및 턴디쉬(11)로부터 공급되는 용강을 액적 상태로 기판(S)으로 분무시키는 적어도 하나 이상의 분무부(70);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

금속적층체 제조장치{An apparatus for manufacturing metal deposition}

도 1은 종래의 금속적층체 제조장치의 개략적 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 금속적층체 제조장치의 제1실시예의 사시도,

도 3은 도 2의 금속적층체 제조장치의 측면도,

도 4는 도 3의 금속적층체 제조장치의 정면도,

도 5는 도 3에 있어서, 왕복이송부에 의하여 제조된 금속적층체가 챔버로부터 빠져나온 상태를 도시한 도면,

도 6은 도 3의 금속적층체 제조장치에 있어서 왕복이송부가 유압실린더인 것을 설명하기 위한 도면,

도 7은 도 3의 금속적층체 제조장치에 있어서 구동부하우징을 소정 간격 슬라이딩 가능하게 지지하기 위한 하우징지지브라켓을 채용한 것을 설명하기 위한 도면,

도 8은 도 3의 금속적층체 제조장치에 있어서 승강회전구동부를 수직 방향으로 진동시키기 위한 수직진동구동부의 일예를 채용한 것을 설명하기 위한 도면,

도 9는 도 3의 금속적층체 제조장치에 있어서 승강회전구동부를 수직 방향으로 진동시키기 위한 수직진동구동부의 다른 예를 채용한 것을 설명하기 위한 도면,

도 10 내지 도 13은 도 2 내지 도 9의 금속적층체 제조장치에 의하여 제조되 는 금속적층체의 형상을 도시한 도면,

도 14는 본 발명에 따른 금속적층체 제조장치의 제2실시예의 측면도,

도 15는 도 14의 금속적층체 제조장치에 의하여 제조되는 금속적층체의 형상을 도시한 도면.

<도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 ... 챔버 11 ... 턴디쉬

12 ... 개폐도어 15 ... 배기구

20 ... 지지프레임 21 ... 지지레일

30 ... 승강회전구동부 31 ... 승강봉

32 ... 본체 40 ... 구동부하우징

41 ... 지지슬라이더 41a ... 베어링

50 ... 왕복이송부 51 ... 스프로킷

52 ... 체인 53 ... 체인모터

60 ... 밀폐이동판 70 ... 분무부

80 ... 수직진동구동부 81 ... 롤러

82 ... 캠 83 ... 캠모터

85 ... 롤러 86 ... 환형캠

87 ... 체인 88 ... 캠모터

89 ... 베어링 150 ... 왕복이송부

151 ... 실린더바아 152 ... 실린더본체

251 ... 스프로킷 252 ... 체인

253 ... 체인모터 254 ... 하우징지지브라켓

254a ... 서브이송영역 255 ... 서브왕복이송부

255a ... 서브실린더바아 255b ... 서브실린더본체

330 ... 승강구동부

본 발명은 금속적층체 제조장치에 관한 것으로서, 상세하게는 다양한 형상의 금속적층체를 제조할 수 있는 금속적층체 제조장치에 관한 것이다.

금속적층제 제조장치란, 고온 상태에서 액상 형태로 존재하는 금속이나 합금(이하, 용강이라 함)을 회전되는 기판상으로 분무시킴으로써 그 기판상에서 금속적층체가 자라게 하는 장치이다.

도 1은 종래의 금속적층체 제조장치의 개략적 구성도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 금속적층체 제조장치는, 챔버(1)의 상부에 설치되는 것으로 용강이 저장되는 턴디쉬(tundish)(2)와, 챔버(1) 내부에서 기판(S)을 지지하는 승강봉(5a)을 회전 및 승강 시키는 승강회전구동부(5)와, 턴디쉬(2)로부터 공급되는 용강을 기판(S) 상으로 분무시키는 분무부(6)를 포함하여 구성된다. 이때 챔버(10)의 하부측에는 분무부(6)에서 분사되는 용강분무가스가 배기되는 배기구(1a)가 형성되어 있다.

이러한 구조에 의하여, 기판(S)은 승강회전구동부(5)의 승강봉(5a)에 의하여 천천히 회전되고, 이 상태에서 분무부(6)는 턴디쉬(2)로부터 공급되는 용강을 액적 상태로 기판(S) 상에 비스듬하게 분무한다. 분무된 액적은 회전되는 기판(S)상에 낙하된 후 굳어지고 계속해서 낙하되는 액적에 의하여 기판(S) 상에는 봉상 형태의 금속적층체(M)가 성장하게 된다.

그런데, 상기한 구조의 금속적층체 제조장치에 있어서, 기판(S) 상의 금속적층체(M)는 회전 및 승강되는 기판(S)상에서 성장하기 때문에, 금속적층체(M)는 원기둥 형상으로밖에 구현할 수 없었다.

또한 기판(S) 상에 금속적층체(M)가 특정 길이만큼 성장하면 적층 작업을 끝낸 후 금속적층체(M)를 챔버(1) 외부로 꺼내야 하는데, 이를 위하여 작업자가 챔버(1)로 들어가야 하였다. 이때 챔버(1)는 작업자가 들어갈 수 있도록 충분히 냉각되어야 하는데 챔버(1)가 냉각되는 과정에서 많은 시간이 소요되었고, 또한 적층 작업이 진행되기 전에 챔버(1)가 다시 충분히 가열되어야 하는데 이 과정에서 또한 많은 시간이 소비되었다. 즉, 챔버(1)를 냉각 및 가열하는데 많은 시간이 소요되었기 때문에 결과적으로 생산성이 나빠지고 생산 원가가 높아질 수 밖에 없었다.

그리고 용강분무가스가 배기되는 배기구(1a)가 챔버(1)의 하부 일측에만 형성되어 있으므로, 챔버(1) 내부에서 기판(S)을 중심으로 용강분무가스의 흐름이 비대칭(화살표 참조)으로 형성되므로 결과적으로 기판(S) 상에 성장되는 금속정층체가 전체적으로 균질해지지 않았다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 다양한 형태의 금속적층체를 제조할 수 있는 금속적층체 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 완성된 금속적층체를 꺼내기 위하여 챔버를 냉각시킬 필요가 없고, 이후 챔버를 다시 가열할 필요가 없어, 결과적으로 생산 효율을 향상시킬 수 있는 금속적층체 제조장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 제조되는 금속적층체가 균질하게 성장할 수 있도록 할 수 있는 금속적층체 제조장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 금속적층체 제조장치의 제1실시예는, 용강이 저장되는 턴디쉬(11)가 상부에 설치되며 하방으로 개구된 챔버(10); 상기 챔버(10) 하부에 위치하는 지지프레임(20); 상기 챔버(10) 내부에서 기판(S)을 승강 및 회전시키기 위한 승강회전구동부(30); 상기 지지프레임(20)에 지지되는 지지슬라이더(41)가 형성되는 것으로서, 상기 승강회전구동부(30)를 수납하여 지지하는 구동부하우징(40); 상기 챔버(10) 내부에서 상기 기판(S)이 직선 왕복 운동되도록 상기 구동부하우징(40)을 상기 지지프레임(20) 상에서 왕복 이송시키는 왕복이송부(50); 상기 구동부하우징(40)에 고정되어 그 구동부하우징(40)이 왕복 이송되는 동안 상기 챔버(10)의 하부를 밀폐하는 밀폐이동판(60); 상기 턴디쉬(11)로부터 공급되는 용강을 액적 상태로 상기 기판(S)으로 분무시키는 적어도 하나 이상의 분무부(70);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 지지프레임(20)은 수평 방향으로 상기 지지슬라이더(41)를 지지하는 적어도 하나 이상의 지지레일을 포함하고; 상기 지지슬라이더(41)에는 상기 지지레일(21)에 접촉되는 여러개의 베어링(41a)이 설치된다.

본 발명에 있어서, 상기 왕복이송부(50)는, 상기 구동부하우징(40)의 양측과 연결되고 상기 지지프레임(20)의 모서리에 설치된 스프로킷(51)에 의하여 권회되는 체인(52)과, 상기 지지프레임(20)의 소정부에 설치되어 그 체인(52)에 정역회전 구동력을 전달하는 체인모터(53)를 포함한다.

본 발명에 있어서, 상기 왕복이송부(150)는, 상기 구동부하우징(40)의 일측부에 결합되는 실린더바아(151)와, 상기 실린더바아(151)를 출몰시키는 실린더본체(152)로 구성된 유압실린더로 구현된다.

본 발명에 있어서, 상기 왕복이송부(250)는, 상기 구동부하우징(40)을 소정 간격 슬라이딩 가능하게 지지할 수 있도록 서브이송영역(254a)이 형성된 하우징지지브라켓(254)과, 상기 하우징지지브라켓(254)에 설치되어 상기 구동부하우징(40)을 서브이송영역(254a) 내에서 왕복 이송시키는 서브왕복이송부(255)와, 상기 하우징지지브라켓(254)의 양측과 연결되고 상기 지지프레임(20)의 모서리에 설치된 스프로킷(251)에 의하여 권회되는 체인(252)과, 상기 지지프레임(20)의 소정부에 설치되어 상기 체인(252)에 정역회전 구동력을 전달하는 체인모터(253)를 포함한다. 이때, 상기 서브왕복이송부(255)는, 상기 구동부하우징(40)의 측부에 결합되는 서브실린더바아(255a)와, 상기 서브실린더바아(255a)를 출몰시키는 서브실린더본체(255b)로 구성된 유압실린더이다.

본 발명에 있어서, 상기 구동부하우징(40)에 대하여 상기 승강회전구동부(30)를 수직 방향으로 진동시키기 위한 수직진동구동부(80)를 더 포함한다. 이때, 상기 수직진동구동부(80)는, 상기 승강회전구동부(30)의 하부를 지지하는 롤러(81)와, 상기 롤러(81)가 접하는 캠면이 형성된 캠(82)과, 상기 캠(82)을 회전구동시키는 캠모터(83)와, 상기 구동부하우징(40)과 승강회전구동부(30) 사이에 설치되는 베어링(84)을 포함하거나, 또는 상기 승강회전구동부(30)의 하부측 외주면을 지지하는 롤러(85)와, 상기 롤러(85)가 접하는 곳으로서 높이가 가변되는 캠면을 가지며 상기 승강회전구동부(30)의 외주면과 소정간격 이격되게 설치된 환형캠(86)과, 상기 환형캠(86)의 하부에 걸어지는 체인(87)과, 상기 체인(87)에 회전구동력을 전달하는 캠모터(88)와, 상기 구동부하우징(40)과 승강회전구동부(30) 사이에 설치되는 베어링(89)을 포함한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 금속적층체 제조장치의 제2실시예는, 용강이 저장되는 턴디쉬(11)가 상부에 설치되며 하방으로 개구된 챔버(10); 상기 챔버(10)를 지지하는 지지프레임(20); 상기 챔버(10) 내부에서 기판(S)을 승강시키기 위한 승강구동부(330); 상기 지지프레임(20)에 지지되는 지지슬라이더(41)가 형성되는 것으로서, 상기 승강구동부(330)를 수납하여 지지하는 구동부하우징(40); 상기 챔버(10) 내부에서 상기 기판(S)이 직선 왕복 운동되도록 상기 구동부하우징(40)을 상기 지지프레임(20) 상에서 왕복 이송시키는 왕복이송부(50); 상기 구동부하우징(40)에 고정되어 그 구동부하우징(40)이 왕복 이송되는 동안 상기 챔버(10)의 하부를 밀폐하는 밀폐이동판(60); 상기 턴디쉬(11)로부터 공급되는 용강을 액적 상태로 상기 기판(S)으로 분무시키는 적어도 하나 이상의 분무부(70);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 금속적층체 제조장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 금속적층체 제조장치의 제1실시예의 사시도이고, 도 3은 도 2의 금속적층체 제조장치의 측면도이며, 도 4는 도 3의 금속적층체 제조장치의 정면도이고, 도 5는 도 3에 있어서, 왕복이송부에 의하여 제조된 금속적층체가 챔버로부터 빠져나온 상태를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 금속적층체 제조장치의 제1실시예는, 원기둥 또는 원통형 금속적층체를 제조하기 위한 것으로서, 용강이 저장되는 턴디쉬(11)가 상부에 설치되며 하방으로 개구된 챔버(10); 챔버(10) 하부에 위치하는 지지프레임(20); 챔버(10) 내부에서 기판(S)을 승강 및 회전시키기 위한 승강회전구동부(30); 지지프레임(20)에 지지되는 지지슬라이더(41)가 형성되는 것으로서, 승강회전구동부(30)를 수납하여 지지하는 구동부하우징(40); 챔버(10) 내부에서 기판(S)이 직선 왕복 운동되도록 구동부하우징(40)을 지지프레임(20) 상에서 왕복 이송시키는 왕복이송부(50); 구동부하우징(40)에 고정되어 그 구동부하우징(40)이 왕복 이송되는 동안 챔버(10)의 하부를 밀폐하는 밀폐이동판(60); 턴디쉬(11)로부터 공급되는 용강을 액적 상태로 기판(S)으로 분무시키는 적어도 하나 이상의 분무부(70);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

턴디쉬(11)는 금속이나 합금이 가열되어서 액상 형태로 된 용강을 저장하는 것이다. 이러한 턴디쉬(11)의 구조는 일반적인 것이므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

챔버(10)는 전방으로 개폐도어(12)를 가지며, 개폐도어(12)를 열어서 적층된 금속적층체를 꺼낼 수 있다.

챔버(10)의 하부측 양측에는 분무부(70)에서 분사되는 용강분무가스가 배기 되는 배기구(15)가 대칭되게 형성되어 있다. 이러한 구조에 의하여 챔버(10) 내에서 기판(S)을 중심으로 용강분무가스의 흐름이 대칭되게 형성되므로, 결과적으로 기판(S)상에 적층되는 금속적층체는 균질해질 수 있다.

분무부(70)는, 고압의 용강분무가스를 이용하여 턴디쉬(11)로부터 공급되는 용강을 기판(S) 상으로 분무시킨다. 이때, 분무부(70)는, 그로부터 분무되는 액적의 분무축이 승강회전구동부(30)의 중심축과 예각을 이루도록 배치된다.

지지프레임(20)은 구동부하우징(40)을 슬라이딩 가능하게 지지하는 것으로서, 이를 위하여 지지프레임(20)에는 수평 방향으로 지지슬라이더(41)를 지지하는 적어도 하나 이상의 지지레일이 형성되어 있다. 본 실시예에서는 구동부하우징의 측부에 2 개의 지지슬라이더(41)가 형성되고, 지지프레임(20)에는 각각의 지지슬라이더(41)가 슬라이딩 가능하게 지지되는 2 개의 지지레일(21)이 형성되어 있다.

승강회전구동부(30)는, 기판(S)을 지지하는 승강봉(31)과, 승강봉(31)을 승강 및 회전시키는 본체(32)로 구성된다. 이때 승강봉(31)을 승강 및 회전시키는 구조는 본체(32) 내부에 기어 및 모터, 또는 캠을 적절히 배치함으로써 구현될 수도 있다. 이러한 승강회전구동부(30)의 구조는 당업계에서 일반적인 것이므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

구동부하우징(40)은, 승강회전구동부(30)를 수납시켜 지지할 수 있도록 전체적으로 통 형상을 하며, 지지레일(21)에 지지되는 지지슬라이더(41)가 측부에 형성되어 있다. 이때 지지슬라이더(41)에는 지지레일(21)에 접촉되는 여러개의 베어링(41a)이 설치됨으로써, 지지슬라이더(41)는 지지레일(21) 상에서 용이하게 슬라이 딩될 수 있다.

왕복이송부(50)는, 구동부하우징(40)을 지지프레임(20) 상에서 왕복 이송시키는 것으로서, 이를 위하여 구성은 다양하게 구현할 수 있다. 본 실시예에서 왕복이송부(50)는 구동부하우징(40)의 양측과 연결되고 지지프레임(20)의 모서리에 설치된 스프로킷(51)에 의하여 권회되는 체인(52)과, 지지프레임(20)의 소정부에 설치되어 체인(52)에 정역회전 구동력을 전달하는 체인모터(53)를 포함함으로써 구현된다. 이러한 구조에 의하여 체인모터(53)는 스프로킷(51)을 정역회전시켜 체인(52)을 전후 방향으로 움직임으로써, 구동부하우징(40)은 왕복 이송될 수 있는 것이다.

도 6은 도 3의 금속적층체 제조장치에 있어서 왕복이송부가 유압실린더인 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 왕복이송부(150)는, 구동부하우징(40)의 일측부에 결합되는 실린더바아(151)와, 실린더바아(151)를 출몰시키는 실린더본체(152)로 구성된 유압실린더로 구현될 수도 있다. 이러한 구조에 의하여 실린더본체(152)로부터 실린더바아(151)가 출몰됨으로써, 구동부하우징(40)은 왕복 이송될 수 있는 것이다.

도 7은 도 3의 금속적층체 제조장치에 있어서 구동부하우징을 소정 간격 슬라이딩 가능하게 지지하기 위한 하우징지지브라켓을 채용한 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 왕복이송부(250)는, 구동부하우징(40)을 소정 간 격 슬라이딩 가능하게 지지할 수 있도록 서브이송영역(254a)이 형성된 하우징지지브라켓(254)과, 하우징지지브라켓(254)에 설치되어 구동부하우징(40)을 서브이송영역(254a) 내에서 왕복 이송시키는 서브왕복이송부(255)와, 하우징지지브라켓(254)의 양측과 연결되고 지지프레임(20)의 모서리에 설치된 스프로킷(251)에 의하여 권회되는 체인(252)과, 지지프레임(20)의 소정부에 설치되어 체인(252)에 정역회전 구동력을 전달하는 체인모터(253)를 포함함으로써 구현될 수 있다. 이때 서브왕복이송부(255)는, 구동부하우징(40)의 측부에 결합되는 서브실린더바아(255a)와, 서브실린더바아(255a)를 출몰시키는 서브실린더본체(255b)로 구성된 유압실린더이다. 이러한 구조에 의하여 체인모터(253)는 스프로킷(251)을 정역회전시켜 체인(252)을 전후 방향으로 움직임으로써, 구동부하우징(40)은 왕복 이송될 수 있는 것이다. 이때 구동부하우징(40)을 서브이송영역(254a)에서 왕복 이송할 경우에는 서브왕복이송부(255)를 작동시켜 서브실린더바아(255a)를 서브실린더본체(255b)로부터 출몰시키고, 이에 따라 구동부하우징(40)은 서브이송영역(254a) 내부에서 왕복 이송된다.

밀폐이동판(60)은 구동부하우징(40)과 함께 움직임으로써 그 구동부하우징(40)이 지지프레임(20) 상에서 왕복 이송되는 동안 챔버(10)의 하부를 밀폐한다. 따라서 분무부(70)에서 분무되는 용강중 기판(S) 상에 적층되지 않은 나머지 용강이 챔버(10)의 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 금속적층체 제조장치는, 도 8에 도시된 바와 같이, 구동부하우징(40)에 대하여 승강회전구동부(30)를 수직 방향으로 진동시키기 위한 수직진동구동부(80)를 더 포함할 수 있다.

도 8은 도 3의 금속적층체 제조장치에 있어서 승강회전구동부를 수직 방향으로 진동시키기 위한 수직진동구동부의 일예를 채용한 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 수직진동구동부(80)는, 승강회전구동부(30)의 하부를 지지하는 롤러(81)와, 롤러(81)가 접하는 캠면이 형성된 캠(82)과, 캠(82)을 회전구동시키는 캠모터(83)와, 구동부하우징(40)과 승강회전구동부(30) 사이에 설치되는 베어링(84)을 포함하여 구현된다. 이러한 구조에 의하여, 캠모터(83)가 캠(82)을 회전시킴에 따라 캠면에 접촉되는 롤러(81)가 승강되고, 이에 따라 승강회전구동부(30)는 구동부하우징(40)에 대하여 수직 방향으로 진동될 수 있다.

도 9는 도 3의 금속적층체 제조장치에 있어서 승강회전구동부를 수직 방향으로 진동시키기 위한 수직진동구동부의 다른 예를 채용한 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 수직진동구동부(80)는, 승강회전구동부(30)의 하부측 외주면을 지지하는 롤러(85)와, 롤러(85)가 접하는 곳으로서 높이가 가변되는 캠면을 가지며 승강회전구동부(30)의 외주면과 소정간격 이격되게 설치된 환형캠(86)과, 환형캠(86)의 하부에 걸어지는 체인(87)과, 체인(87)에 회전구동력을 전달하는 캠모터(88)와, 구동부하우징(40)과 승강회전구동부(30) 사이에 설치되는 베어링(89)을 포함하여 구현된다. 이러한 구조에 의하여, 캠모터(88)가 체인(87)을 통하여 환형캠(86)에 회전력을 전달하면, 환형캠(86)은 회전되면서 수직진동구동부(80)를 지지하는 롤러(85)를 승강시키고, 이에 따라 승강회전구동부(30)는 구동부 하우징(40)에 대하여 수직 방향으로 진동될 수 있다.

도 10 내지 도 13은 도 2 내지 도 9의 금속적층체 제조장치에 의하여 제조되는 금속적층체의 형상을 도시한 도면이다.

상기한 구조에 의하여, 왕복이송부(50)가 승강회전구동부(30)를 지지하는 구동부하우징(40)을 이송시켜 기판(S)을 챔버(10)에 위치되게 한다. 이 상태에서 분무부(70)는 용강분무가스를 분사하여 턴디쉬(11)로부터 공급되는 용강을 기판(S) 상으로 액적 상태로 분무하는데, 분무된 액적은 승강회전구동부(30)에 의하여 회전 및 하강되는 기판(S) 상으로 낙하하면서 굳게 되고, 연속적으로 낙하하는 액적에 의하여 금속적층체로 성장하게 된다.

왕복이송부(50) 또는 서브왕복이송부(255)가 구동부하우징(40)을 수평 방향으로 소정 범위에서 진동시키면, 기판(S)에 적층되는 금속적층체(M)의 직경이 달라지게 된다. 예를 들면 왕복이송부(50) 또는 서브왕복이송부(255)가 구동부하우징(40)을 진동시키는 정도를 다르게 하면 도 10에 도시된 바와 같이 직경이 다른 원기둥형상의 금속적층체(M)가 제조된다. 또는 도 11에 도시된 바와 같이, 왕복이송부(50)가 구동부하우징(40)을 이송시켜 회전되는 기판(S)의 가장자리로 분무부(70)에서 적층되는 액적이 적층되게 하면, 기판(S) 상에 원통 형상의 금속적층체(M)가 제조될 수 있고, 도 12에 도시된 바와 같이 금속적층체(M)가 적층되는 동안에 구동부하우징(40)을 약간씩 이송시키면 비스듬한 경사면을 가지는 원뿔형 형상의 금속적층체(M)가 제조될 수 있다.

상기한 과정을 통하여 금속적층체(M)가 완성되면, 왕복이송부(50)는 구동부 하우징(40)을 반대 방향으로 이송시켜 기판(S) 상에 적층된 금속적층체(M)를 챔버(10)로부터 꺼낸다. 이 경우, 조업자가 챔버(10) 내부에 들어가지 않더라도, 그리고 챔버(10)가 식지 않더라도 금속적층체(M)를 챔버(10)로부터 꺼낼 수 있는 것이다.

한편, 기판(S) 상에서 성장하는 금속적층체(M)의 직경을 크게 하고자 한다면, 도 13에 도시된 바와 같이, 수직진동구동부(80)를 가동하여 기판(S) 상에서 적층되는 금속적층체(M)를 상하 방향으로 진동시켜야 한다. 즉, 수직진동구동부(80)에 의하여 금속적층체(M)가 상방으로 위치될 때(점선 참조) 분무부(70)로부터 분무되는 액적이 금속적층체의 가장자리에 도달하고, 금속적층체(M)가 하방으로 위치될 때(실선 참조) 분무부(70)로부터 분무되는 액적이 금속적층체의 대략 중앙에 모이게 되므로, 결과적으로 성장하는 금속적층체의 직경이 커지게 되는 것이다.

다음, 본 발명에 따른 금속적층체 제조장치의 제2실시예를 설명한다.

도 14는 본 발명에 따른 금속적층체 제조장치의 제2실시예의 측면도이고, 도 15는 도 14의 금속적층체 제조장치에 의하여 제조되는 금속적층체의 형상을 도시한 도면이다. 여기서, 제1실시예에서와 동일한 참조 부호는 동일 기능을 하는 동일 부재이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 금속적층체 제조장치의 제2실시에는, 용강이 저장되는 턴디쉬(11)가 상부에 설치되며 하방으로 개구된 챔버(10); 챔버(10) 하부에 위치하는 지지프레임(20); 챔버(10) 내부에서 기판(S)을 승강시키기 위한 승강구동부(330); 지지프레임(20)에 지지되는 지지슬라이더(41)가 형성되는 것으로 서, 승강구동부(330)를 수납하여 지지하는 구동부하우징(40); 챔버(10) 내부에서 기판(S)이 직선 왕복 운동되도록 구동부하우징(40)을 지지프레임(20) 상에서 왕복 이송시키는 왕복이송부(50); 구동부하우징(40)에 고정되어 그 구동부하우징(40)이 왕복 이송되는 동안 챔버(10)의 하부를 밀폐하는 밀폐이동판(60); 턴디쉬(11)로부터 공급되는 용강을 액적 상태로 기판(S)으로 분무시키는 적어도 하나 이상의 분무부(70);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2실시예가 제1실시예와 다른 점은, 제1실시예에서는 기판(S)을 승강 및 회전시키기 위한 승강회전구동부(30)를 채용하였으나, 제2실시예에서는 기판(S)을 승강시키는 승강구동부(330)를 채용한 것이다.

이러한 구조에 의하여, 왕복이송부(50)가 구동부하우징(40)을 수평 방향으로 왕복 이송시키면, 도 15에 도시된 바와 같이 금속적층체(M)의 단면은 직사각형이 된다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 금속적층체 제조장치에 따르면,

기판을 승강 및/또는 회전시키기 위한 승강회전구동부와, 지지프레임에 슬라이딩되게 지지되며 승강회전구동부를 수납하여 지지하는 구동부하우징과, 구동부하우징을 지지프레임 상에서 왕복 이송시키는 왕복이송부와 구동부하우징이 왕복 이 송되는 동안 챔버의 하부를 밀폐하는 밀폐이동판을 포함함으로써, 원기둥형상이나 원통형상이나 사각기둥 형상의 금속적층체를 제조할 수 있다.

또한 완성된 금속적층체를 꺼내기 위하여 챔버를 냉각시킬 필요가 없고, 이후 챔버를 다시 가열할 필요가 없어, 결과적으로 생산 효율을 향상시킬 수 있고 생산원가를 낮출 수 있다.

그리고 용강분무가스가 배기되는 배기구를 챔버의 하부 양측에 형성함으로써, 챔버 내부에서 기판을 중심으로 용강분무가스의 흐름을 대칭(화살표 참조)되게 형성할 수 있으므로, 결과적으로 기판 상에 성장되는 금속정층체는 전체적으로 균질해진다라는 작용, 효과가 있다.

Claims

용강이 저장되는 턴디쉬(11)가 상부에 설치되며 하방으로 개구된 챔버(10);

상기 챔버(10) 하부에 위치하는 지지프레임(20);

상기 챔버(10) 내부에서 기판(S)을 승강 및 회전시키기 위한 승강회전구동부(30);

상기 지지프레임(20)에 지지되는 지지슬라이더(41)가 형성되는 것으로서, 상기 승강회전구동부(30)를 수납하여 지지하는 구동부하우징(40);

상기 챔버(10) 내부에서 상기 기판(S)이 직선 왕복 운동되도록 상기 구동부하우징(40)을 상기 지지프레임(20) 상에서 왕복 이송시키는 왕복이송부(50);

상기 구동부하우징(40)에 고정되어 그 구동부하우징(40)이 왕복 이송되는 동안 상기 챔버(10)의 하부를 밀폐하는 밀폐이동판(60);

상기 턴디쉬(11)로부터 공급되는 용강을 액적 상태로 상기 기판(S)으로 분무시키는 적어도 하나 이상의 분무부(70);를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속적층체 제조장치.
제1항에 있어서,

상기 지지프레임(20)은 수평 방향으로 상기 지지슬라이더(41)를 지지하는 적어도 하나 이상의 지지레일을 포함하고;

상기 지지슬라이더(41)에는 상기 지지레일(21)에 접촉되는 여러개의 베어링 (41a)이 설치된 것;을 특징으로 하는 금속적층체 제조장치.
제1항에 있어서,

상기 왕복이송부(50)는, 상기 구동부하우징(40)의 양측과 연결되고 상기 지지프레임(20)의 모서리에 설치된 스프로킷(51)에 의하여 권회되는 체인(52)과, 상기 지지프레임(20)의 소정부에 설치되어 그 체인(52)에 정역회전 구동력을 전달하는 체인모터(53)를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속적층체 제조장치.
제1항에 있어서,

상기 왕복이송부(150)는, 상기 구동부하우징(40)의 일측부에 결합되는 실린더바아(151)와, 상기 실린더바아(151)를 출몰시키는 실린더본체(152)로 구성된 유압실린더로 구현되는 것을 특징으로 하는 금속적층체 제조장치.
제1항에 있어서,

상기 왕복이송부(250)는, 상기 구동부하우징(40)을 소정 간격 슬라이딩 가능하게 지지할 수 있도록 서브이송영역(254a)이 형성된 하우징지지브라켓(254)과, 상기 하우징지지브라켓(254)에 설치되어 상기 구동부하우징(40)을 서브이송영역(254a) 내에서 왕복 이송시키는 서브왕복이송부(255)와, 상기 하우징지지브라켓(254)의 양측과 연결되고 상기 지지프레임(20)의 모서리에 설치된 스프로킷(251)에 의하여 권회되는 체인(252)과, 상기 지지프레임(20)의 소정부에 설치되어 상기 체 인(252)에 정역회전 구동력을 전달하는 체인모터(253)를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속적층체 제조장치.
제5항에 있어서,

상기 서브왕복이송부(255)는, 상기 구동부하우징(40)의 측부에 결합되는 서브실린더바아(255a)와, 상기 서브실린더바아(255a)를 출몰시키는 서브실린더본체(255b)로 구성된 유압실린더인 것을 특징으로 하는 금속적층체 제조장치.
제1항에 있어서,

상기 구동부하우징(40)에 대하여 상기 승강회전구동부(30)를 수직 방향으로 진동시키기 위한 수직진동구동부(80)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속적층체 제조장치.
제7항에 있어서,

상기 수직진동구동부(80)는, 상기 승강회전구동부(30)의 하부를 지지하는 롤러(81)와, 상기 롤러(81)가 접하는 캠면이 형성된 캠(82)과, 상기 캠(82)을 회전구동시키는 캠모터(83)와, 상기 구동부하우징(40)과 승강회전구동부(30) 사이에 설치되는 베어링(84)을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속적층체 제조장치.
제7항에 있어서,

상기 수직진동구동부(80)는, 상기 승강회전구동부(30)의 하부측 외주면을 지지하는 롤러(85)와, 상기 롤러(85)가 접하는 곳으로서 높이가 가변되는 캠면을 가지며 상기 승강회전구동부(30)의 외주면과 소정간격 이격되게 설치된 환형캠(86)과, 상기 환형캠(86)의 하부에 걸어지는 체인(87)과, 상기 체인(87)에 회전구동력을 전달하는 캠모터(88)와, 상기 구동부하우징(40)과 승강회전구동부(30) 사이에 설치되는 베어링(89)을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속적층체 제조장치.
용강이 저장되는 턴디쉬(11)가 상부에 설치되며 하방으로 개구된 챔버(10);

상기 챔버(10) 하부에 위치하는 지지프레임(20);

상기 챔버(10) 내부에서 기판(S)을 승강시키기 위한 승강구동부(330);

상기 지지프레임(20)에 지지되는 지지슬라이더(41)가 형성되는 것으로서, 상기 승강구동부(330)를 수납하여 지지하는 구동부하우징(40);

상기 챔버(10) 내부에서 상기 기판(S)이 직선 왕복 운동되도록 상기 구동부하우징(40)을 상기 지지프레임(20) 상에서 왕복 이송시키는 왕복이송부(50);

상기 구동부하우징(40)에 고정되어 그 구동부하우징(40)이 왕복 이송되는 동안 상기 챔버(10)의 하부를 밀폐하는 밀폐이동판(60);

상기 턴디쉬(11)로부터 공급되는 용강을 액적 상태로 상기 기판(S)으로 분무시키는 적어도 하나 이상의 분무부(70);를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속적층체 제조장치.