KR100964220B1 - 멀티노즐 용사코팅 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용사코팅 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수개의 노즐을 구비하여 동시에 효율적으로 분사하도록 구성된 용사코팅 장치에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 다수개의 노즐을 통하여 효율적으로 용사코팅하여 소요되는 시간을 단축함으로써 경제성 있는 용사코팅 장치를 제공하는 장점이 있다.

또한, 용사코팅되는 기재를 지지하는 지지대가 이동가능하도록 구성하여 균일한 코팅층을 형성하고 안정적으로 용사코팅하는 장치를 제공하는 장점이 있다.

용사코팅, 용사, 멀티노즐

Description

멀티노즐 용사코팅 장치 {A thermal spray apparatus having multi-nozzles}

도 1은 종래기술에 의한 용사코팅 장치를 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 바람직한 실시예가 채용된 멀티노즐 용사코팅 장치를 나타낸 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 또 다른 실시예가 채용된 멀티노즐 용사코팅 장치를 나타낸 사시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 지지대 20 : 마스크

30 : 용사로봇 31 : 노즐

40 : 가이드 부재

100, 110 : 용사코팅 장치

본 발명은 용사코팅 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수개의 노즐을 구비하여 동시에 효율적으로 분사하도록 구성된 용사코팅 장치에 관한 것이다.

용사(Thermal Spray)는 분말 혹은 선형재료를 고온열원으로부터 용융액적으로 변화시켜 고속으로 기재(Substrate)에 충돌시켜 급냉응고 적층한 피막을 형성하는 기술을 말한다. 성질이 다른 재료로 기재표면에 피막을 형성하는 기술로서, 기재가 보유하고 있는 특성을 살리고 결함을 보완할 수 있으며, 재료기능의 다양화 및 고도화를 가능하게 하는 표면처리법의 하나이다. 이는 재료의 가열, 용융을 위해 에너지 밀도가 높은 연소화염, 아크(Arc) 및 플라즈마 등의 열원을 필요로 한다.

용사코팅을 이용하면 고속으로 두꺼운 피막형성이 가능하며, 금속, 세라믹, 유리 및 플라스틱 등의 재료를 사용할 수 있다. 그리고 재료의 종류 및 용사공정의 독자적 특징을 잘 이용하면 다른 방법을 이용해서 얻을 수 없는 표면층을 만들어 낼 수 있으며, 제품의 고급화 및 수명연장을 위하여 산업전반에 걸쳐 폭넓게 이용되고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이 종래에는 하나의 용사로봇(30)을 이용한다. 용사로봇(30)은 분말이나 선형재료를 용융액적으로 변화시켜, 지지대(10)에 위치하는 기판(미도시)에 충돌시킴으로써 피막을 형성한다. 이때, 기판의 전면에 마스크(Masking plate, 20)를 두어 균일성을 확보하고자 하며, 용사로봇(30)은 용융액적이 상기 마스크(20)의 통과폭을 통해 상기 기판에 도달하도록 분사한다. 기판의 용사코팅되는 위치는 용사로봇(30)의 이동에 의해 결정된다.

그러나 이와 같은 종래기술의 경우, 기판이 대면적화 됨에 따라 처음과 끝의 온도 조건이 많이 달라지는 문제점이 있었다. 또한, 코팅되는 두께가 10㎛ 정도 되 므로 대면적의 기판을 코팅하기 위해서는 장시간이 소요되고 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 대면적 기판을 효율적으로 용사코팅하는 장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 용사코팅 장치에 있어서, 기재를 지지하는 지지대와 상기 기재를 향하여 코팅물질을 분사하는 다수개의 노즐로 이루어진 용사로봇을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 지지대와 상기 용사로봇 사이에, 통과폭을 가지는 마스크(Masking plate)를 더 포함한다.

또한, 상기 기재를 움직여 필요한 위치에 용사를 하기 위하여, 상기 지지대가 상하 또는 좌우로 이동가능하도록 구성된 것을 특징으로 할 수 있다.

이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 멀티노즐 용사코팅 장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 바람직한 실시예가 채용된 멀티노즐 용사코팅 장치 (100)를 나타낸 사시도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 용사코팅 장치(100)는 다수개의 노즐(31)을 가지는 용사로봇(30)으로 구성되어 있다. 상기 용사로봇(30)이 마스크의 통과폭(A)을 따라 가로방향으로 이동하며 용융액적을 분사하게 되는데, 다수개의 노즐(31)을 포함하므로 같은 대면적 기판에 대한 코팅작업시 가로방향의 이동거리(ℓ)가 짧아지게 된다. 예를 들어 3개의 노즐(31)을 가지는 용사로봇(30)으로 구성된 경우, 각각의 용사로봇(30)이 마스크(20)를 따라 가로방향으로 움직이는 거리는 1/3로 줄어든다.

또는, 다수개의 용사로봇(30)이 마스크의 통과폭(A)을 따라 가로방향으로 이동하면서 분사하는 경우 같은 위치에 중복하여 분사됨으로써 반복코팅한 효과를 얻을 수 있다. 예를 들어 상기와 같이 3개의 용사로봇(30)으로 구성된 경우, 한 차례의 가로방향 이동에 의해 3번 반복하여 분사한 효과를 얻게 되므로 쉽게 원하는 두께로 코팅할 수 있는 구조를 개시한다.

대면적 기판의 경우 코팅되는 두께가 보통 10㎛ 정도이므로 전체를 용사하는데 상당한 시간이 소요된다. 그러므로 상기와 같은 방법에 의할 경우 소요시간을 1/3로 경감할 수 있어, 효율적인 작업이 가능한 구조를 개시한다.

이때, 용사로봇(30)에 있어서, 다수개의 노즐(31)은 가로방향으로 레일을 따라 이동가능하도록 구성할 수 있다. 이를 통해 각각의 노즐(31) 사이의 거리 조절할 수 있게 되어, 코팅되는 위치를 자유롭게 정할 수 있다.

그리고 본 실시예에서는 상기 지지대를 수평 또는 수직으로 이동시키는 가이드 부재(40)가 도 2, 3에 도시된 바와 같이 더 마련된다. 이 가이드 부재(40)는 리 니어 가이드(LM guide)로 마련되어 지지대를 수평 수직 방향으로 슬라이딩 이동시키는 역할을 한다. 이렇게 지지대를 수평 또는 수직으로 이동시키는 경우에는 용사로봇의 움직임과 조화되어 코팅 공정을 보다 신속하게 수행할 수 있는 장점이 있다.

상기와 같은 가이드 부재(40)는 전술한 리니어 가이드 이외에 지지대(10)를 이동가능하게 하는 형태 즉, 밸트, 체인, 기어 등의 구성요소로 이루어진 방법에 의해서도 다양하게 구현이 가능하다.

도 3은 본 발명에 의한 또 다른 실시예가 채용된 멀티노즐 용사코팅 장치(110)를 나타낸 사시도이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 의하는 경우, 지지대(10)가 움직일 수 있도록 구성하여, 상기 지지대(10) 상에 존재하는 기판(미도시)이 움직임으로써 용사코팅되는 위치를 정한다.

용사로봇(30)이 아무리 정교하게 만들어졌다고 해도 정확한 포지션을 잡는데는 시간이 오래 걸리게 되고 또한 깨끗하지 못한 환경에서 작업을 계속 진행시키다 보면 로봇의 관절에 많은 이물질이 끼어서 로봇의 수명을 단축시키는 결과를 가져올 수 있다. 이러므로 상기와 같은 경우 용사로봇(31)을 고정시켜 관절부위를 없애고, 상기 지지대 만이 이동가능하도록 구성할 수 있다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 멀티노즐 용사코팅 장치에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

즉, 다수개의 분사구를 통하여 효율적으로 용사코팅을 할 수 있어 경제성 있는 용사코팅 장치를 제공하는 장점이 있다.

그리고 본 발명은 균일한 코팅층을 형성하고 안정적으로 용사코팅하는 장치를 제공하는 장점이 있다.

Claims (4)

1. 용사코팅 장치에 있어서,

   기재를 지지하는 지지대;

   상기 기재를 향하여 코팅물질을 분사하도록 다수개가 설치되고, 각각에 복수개의 노즐이 연결되어 상기 노즐 사이의 거리 조절할 수 있게 이동이 가능한 용사로봇;

   상기 지지대와 상기 용사로봇 사이에, 코팅물질의 통과폭을 가지도록 구비되는 마스크(Masking plate); 및

   상기 기재를 지지하며 상기 용사로봇에 대해 상기 지지대가 수평 및 수직 슬라이딩 이동이 가능하도록 안내하는 엘엠(LM)가이드인 가이드 부재;를 포함하며,

   상기 용사로봇이 상기 마스크의 통과폭을 따라 가로방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 용사코팅장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항의 장치를 이용하여 피처리물을 용사코팅하는 방법.

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