KR101198927B1 - 마그네슘 합금 성형을 위한 윤활제 도포 방법과 이를 이용한 성형 공정 및 시스템 - Google Patents

마그네슘 합금 성형을 위한 윤활제 도포 방법과 이를 이용한 성형 공정 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마그네슘 합금 성형을 위한 윤활제 도포 방법과 이를 이용한 온간 성형 공정 및 시스템에 관한 것으로, 온간 성형 공정(Warm forming process)에서 보다 향상된 윤활특성을 얻을 수 있도록 한 것이다.
특히, 본 발명은 온간 성형 공정에서 대상성형물의 상부에 이형제 및 윤활제를 순차적으로 도포함으로써, 온간 성형시 보다 향상된 윤활특성을 제공하여 대상성형물의 손상을 방지함은 물론, 성형후 세척공정에서 이형제 및 윤활제의 제거를 용이할 수 있다.
따라서, 본 발명은 보다 향상된 윤활특성 및 세척의 용이성에 의해, 제품의 성형성 및 품질을 향상시킬 수 있다.
더불어, 본 발명은 금속재료 성형분야, 특히 마그네슘 합금의 성형분야, 마그네슘 합금을 이용하는 항공기 및 자동차용 내외장재분야, 가전제품 재료분야 및 이와 관련된 다양한 분야에서, 제품의 생산성, 품질성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

마그네슘 합금 성형을 위한 윤활제 도포 방법과 이를 이용한 성형 공정 및 시스템{Lubricant coating method for magnesium alloy forming and forming process and system using the same}
본 발명은 마그네슘 합금 성형을 위한 윤활제 도포 방법과 이를 이용한 성형 공정 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 온간 성형 공정(Warm forming process)에서 보다 향상된 윤활특성을 얻을 수 있도록 한 것이다.
특히, 본 발명은 대상성형물의 상부에 이형제 및 윤활제를 순차적으로 도포함으로써, 대상성형물의 손상을 방지하여 제품의 성형성을 향상시키고, 성형 후 제거가 용이하도록 하는 마그네슘 합금 성형을 위한 윤활제 도포 방법과 이를 이용한 온간 성형 공정 및 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 알루미늄, 마그네슘, 티타늄 등과 같은 경량금속재료는 항공기 및 자동차용 내외장 부품뿐만 아니라 가전제품용 금속자재 등에 폭넓게 사용되고 있다. 특히, 상기 금속재료 중에서도 마그네슘 합금은 초경량 구조용 합금으로서, 비강도, 비강성 및 열전도도 등이 우수한 특성을 지니고 있다.
한편, 마그네슘 합금은 소성변형에 필수적인 슬립시스템이 적은 조밀육방격자(HCP) 구조로 인하여 압연성이나 성형성이 매우 낮기 때문에, 주로 주조에 의한 성형이 이루어졌다.
주조의 경우, 복잡한 형성의 제품 제조가 가능한 반면, 제조공정의 특성상 내부 결함으로 인해, 구조용 부품으로 성형되었을 때의 기계적 강도 저하, 표면 처리를 위한 높은 후처리 비용, 초박판 형상의 부품 개발에 어려움이 있다.
이런 이유로 최근 들어서 마그네슘 합금의 성형성을 향상시키기 위한 방법으로, 가열된 소재를 이용하는 온간 성형 방식(Warm forming process)이 큰 주목을 받고 있다.
온간 성형 방식은 금속재료의 성형 시, 상온에서가 아닌 가열된 상태에서 해당 금속재료의 소성가공성을 향상시킨 후 프레스 성형을 하는 방식이다.
이러한 온간 성형 공정은 성형시 윤활제를 사용함으로써, 금형과 소재간의 마찰을 최소화하여 성형이 용이하도록 하는데, 종래 사용되어 오던 오일계 윤활제는 온간 성형시 고온 하에서 해당 윤활제의 성질 변화와 함께 기화현상이 발생하여 윤활특성이 저하되는 우려가 있었다.
특히, 마그네슘 합금의 경우 상온 성형성이 열악하므로, 판재성형의 경우 250℃ 내외, 단조의 경우 350℃ 내외의 온도범위에서 주로 성형하게 되므로, 고온에서 윤활특성이 좋은 윤활제를 사용해야만 한다.
따라서, 온간 성형 공정에서는 400℃ 이상에서도 충분한 윤활특성을 갖는 이황화몰리브덴계(MoS2) 또는 흑연계(Graphite) 윤활제를 사용하고 있다.
그러나, 이러한 이황화몰리브덴계 및 흑연계의 윤활제는 모두 흑색을 띠고 있어, 마그네슘 합금 성형시 거친 표면에 윤활제가 침투되어 성형후 세척에 어려움이 많았다.
하기의 종래 특허문헌에서도 고온 윤활특성이 우수한 고체윤활제에 대해 연구되었으나, 성형에 따라 표면에 윤활제가 침투되는 문제점을 해결하지는 못하고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0751775호 "고온 윤활 특성이 우수한 고체 윤활코팅제 조성물"
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 온간 성형 공정(Warm forming process)에서 보다 향상된 윤활특성을 얻을 수 있는 마그네슘 합금 성형을 위한 윤활제 도포 방법과 이를 이용한 온간 성형 공정 및 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
특히, 본 발명은 대상성형물의 상부에 이형제 및 윤활제를 순차적으로 도포함으로써, 온간 성형시 대상성형물의 손상을 방지함은 물론, 성형후 세척공정에서 이형제 및 윤활제의 제거를 용이하게 할 수 있는 마그네슘 합금 성형을 위한 윤활제 도포 방법과 이를 이용한 온간 성형 공정 및 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 마그네슘 합금 성형을 위한 윤활제 도포 방법은, a) 대상성형물의 상부에 이형제를 도포하는 단계 및 b) 상기 이형제의 상부에 윤활제를 도포하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 단계 a)는 투명 또는 백색의 이형제를 도포할 수 있다. 예를 들어, 상기 단계 a)는 질화붕소계(Boron nitride, 백색)의 이형제를 도포할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 단계 b)는 고체윤활제를 도포할 수 있다. 특히, 상기 단계 b)는 흑색의 윤활제를 도포할 수 있다. 예를 들어, 상기 단계 b)는 흑연계(Graphite) 윤활제를 도포할 수 있다. 다른 예로, 상기 단계 b)는 이황화몰리브덴계(MoS2) 윤활제를 도포할 수 있다.
또한, 마그네슘 합금 성형을 위한 윤활제 도포 방법을 이용한 온간 성형 공정은, a) 대상성형물의 상부에 이형제를 도포하는 공정; b) 상기 이형제의 상부에 윤활제를 도포하는 공정; c) 상기 이형제 및 윤활제가 순차적으로 도포된 대상성형물을 온간 성형하는 공정; 및 d) 상기 성형된 대상성형물에 도포된 이형제 및 윤활제를 제거하는 공정을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 공정 a)는, 질화붕소계(Boron nitride, 백색)의 이형제를 도포하고, 상기 공정 b)는, 흑연계(Graphite) 윤활제 및 이황화몰리브덴계(MoS2) 윤활제 중 적어도 하나를 도포할 수 있다. 예를 들어, 상기 공정 d)는 표면연마구를 이용하여 상기 이형제 및 윤활제를 제거하는 건식 세척공정을 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 공정 d)는 액상의 제거액을 이용하여 상기 이형제 및 윤활제를 제거하는 습식 세척공정을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 마그네슘 합금 성형을 위한 윤활제 도포 방법을 이용한 온간 성형 시스템, 대상성형물을 이송하는 컨베이어밸트; 대상성형물의 상부에 액상의 이형제를 도포하는 이형제도포장치; 상기 이형제가 도포된 대상성형물의 상부에 액상의 윤활제를 도포하는 윤활제도포장치; 상기 이형제 및 윤활제가 순차적으로 도포된 대상성형물을 성형하는 온간 성형 장치; 및 상기 성형된 대상성형물에 도포된 이형제 및 윤활제를 제거하는 세척장치를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 이형제도포장치는 액상의 이형제를 저장하는 이형제저장탱크; 및 상기 이형제저장탱크에 저장된 액상의 이형제를 상기 대상성형물의 상부에 도포하는 이형제분사노즐을 포함할 수 있다. 또한, 상기 윤활제제도포장치는 액상의 윤활제를 저장하는 윤활제저장탱크; 및 상기 윤활제저장탱크에 저장된 액상의 윤활제를 상기 대상성형물의 상부에 도포하는 윤활제분사노즐을 포함할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 상기 마그네슘 합금 성형을 위한 온간 성형 시스템은 상기 이형제도포장치 및 윤활제도포장치 사이에 구성되어 상기 이형제가 도포된 대상성형물을 건조하는 제1 건조장치; 및 상기 윤활제도포장치 및 온간 성형 장치 사이에 구성되어 상기 이형제 및 윤활제가 도포된 대상성형물을 건조하는 제2 건조장치 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 마그네슘 합금 성형을 위한 윤활제 도포 방법을 이용한 온간 성형 시스템은, 대상성형물을 승하강가능하도록 이송하는 승하강이송장치; 대상성형물의 표면에 액상의 이형제를 도포하는 이형제도포장치; 상기 이형제가 도포된 대상성형물의 표면에 액상의 윤활제를 도포하는 윤활제도포장치; 상기 이형제 및 윤활제가 순차적으로 도포된 대상성형물을 성형하는 온간 성형 장치; 및 상기 성형된 대상성형물에 도포된 이형제 및 윤활제를 제거하는 세척장치를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 이형제도포장치는 상부가 개방되고 액상의 윤활제를 저장하는 이형제저장챔버를 포함할 수 있고, 상기 승하강이송장치는 상기 이형제저장챔버의 상부에 상기 대상성형물이 위치하면 해당 대상성형물을 하강시키고, 일정시간이 경과되면 해당 대상성형물을 상승시킬 수 있다. 또한, 상기 윤활제제도포장치는 상부가 개방되고 액상의 윤활제를 저장하는 윤활제저장챔버를 포함할 수 있고, 상기 승하강이송장치는 상기 윤활제저장챔버의 상부에 상기 대상성형물이 위치하면 해당 대상성형물을 하강시키고, 일정시간이 경과되면 해당 대상성형물을 상승시킬 수 있다.
다른 일 실시예에서, 상기 마그네슘 합금 성형을 위한 온간 성형 시스템은, 상기 이형제도포장치 및 윤활제도포장치 사이에 구성되어 상기 이형제가 도포된 대상성형물을 건조하는 제1 건조장치; 및 상기 윤활제도포장치 및 온간 성형 장치 사이에 구성되어 상기 이형제 및 윤활제가 도포된 대상성형물을 건조하는 제2 건조장치 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 해결수단에 의해, 본 발명은 온간 성형 공정(Warm forming process)에서 대상성형물의 상부에 이형제 및 윤활제를 순차적으로 도포함으로써, 온간 성형시 보다 향상된 윤활특성을 제공하여 대상성형물의 손상을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 성형후 세척공정에서 이형제 및 윤활제의 제거를 용이할 수 있는 효과가 있다.
따라서, 본 발명은 보다 향상된 윤활특성 및 세척의 용이성에 의해, 제품의 성형성 및 품질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
더불어, 본 발명은 금속재료 성형분야, 특히 마그네슘 합금의 성형분야, 마그네슘 합금을 이용하는 항공기 및 자동차용 내외장재분야, 가전제품 재료분야 및 이와 관련된 다양한 분야에서, 제품의 생산성, 품질성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 마그네슘 합금 성형을 위한 온간 성형 공정의 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 온간 성형 공정과 일반적인 온간 성형 공정에 의해 제작된 제품을 비교한 사진이다.
도 4는 도 2 및 도 3의 사진에 대하여 보다 구체적으로 설명하는 도면이다.
도 5는 도 1의 공정을 적용한 온간 성형 시스템의 일 실시예를 개념적으로 설명하는 구성도이다.
도 6은 도 1의 공정을 적용한 온간 성형 시스템의 다른 일 실시예를 개념적으로 설명하는 구성도이다.
도 7은 도 1의 공정을 적용한 온간 성형 시스템의 또 다른 일 실시예를 개념적으로 설명하는 구성도이다.
도 8은 도 1의 공정을 적용한 온간 성형 시스템의 또 다른 일 실시예를 개념적으로 설명하는 구성도이다.
본 발명에 따른 마그네슘 합금 성형을 위한 윤활제 도포 방법과 이를 이용한 온간 성형 공정 및 시스템에 대한 예는 다양하게 적용할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시예에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 마그네슘 합금 성형을 위한 온간 성형 공정의 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 마그네슘 합금 성형을 위한 온간 성형 공정은 이형제 도포 공정(S10), 윤활제 도포 공정(S20), 온간 성형 공정(Warm forming process)(S30) 및 세척 공정(S40)을 포함한다.
이형제 도포 공정(S10)은 대상성형물의 상부에 이형제를 도포하는 공정이다. 예를 들어, 대상성형물은 판형의 마그네슘 합금을 포함할 수 있다. 그리고, 대상성형물의 형태 및 당업자의 요구에 따라, 이형제의 도포는 대상성형물의 상부뿐만 아니라 하부 및 측면에도 이루어질 수 있음은 당연하다.
여기서, 이형제는 세척시 대상성형물로부터 박리가 용이하게 이루어지는 재질이면 특정한 것에 한정하지는 않는다.
한편, 세척 공정(S40)에서 대상성형물의 표면에 침투된 이형제의 일부가 제거되지 않는 경우가 발생할 수 있고, 이러한 경우에도 성형된 제품의 색감을 저해하지 않도록 하기 위하여, 이형제 도포 공정(S10)에서는 투명 또는 백색의 이형제를 사용함이 바람직하다.
본 발명에서는 400℃ 이상에서도 해당 이형제의 특성이 안정적으로 지속될 수 있는 질화붕소계(Boron nitride, 백색)의 이형제를 사용하여 대상성형물을 도포하여, 이형제 도포 공정(S10)을 수행하는 것이 보다 바람직하다.
윤활제 도포 공정(S20)은, 이형제 도포 공정(S10)에 의해 대상성형물에 도포된 이형제의 상부에 윤활제를 도포하는 공정이다. 여기서, 윤활제의 도포는 이형제와 동일한 이유로 하부 및 측면에서도 이루어질 수 있음은 물론이다.
한편, 윤활제 중에서 오일계 액상윤활제는 고온에서 기화하는 문제점이 있고, 테프론 필름계의 윤활제는 고온에서 변형하여 윤활특성이 매우 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 윤활제 도포 공정(S20)에서는 고온에서도 윤활특성이 매우 좋은 고체윤활제를 도포할 수 있다. 예를 들어, 윤활제 도포 공정(S20)은 흑색의 윤활제를 도포할 수 있다.
일 실시예에서, 윤활제 도포 공정(S20)은 흑연계(Graphite) 윤활제를 도포할 수 있다. 여기서, 흑연계 윤활제는 흑색을 띠고 있을 뿐만 아니라, 540℃ 이상에서도 매우 향상된 윤활특성을 갖고 있다.
다른 일 실시예에서, 윤활제 도포 공정(S20)은 이황화몰리브덴계(MoS2) 윤활제를 도포할 수 있다. 여기서, 이황화몰리브덴계 윤활제는 흑연계와 마찬가지로 흑색을 띠고 있으며, 400℃ 이상에서 매우 향상된 윤활특성을 갖고 있다.
온간 성형 공정(S30)은 이형제 및 윤활제가 순차적으로 도포된 대상성형물을 고온으로 가열한 후 프레스 성형하는 공정이다. 예를 들어, 대상성형물이 판재인 경우, 온간 성형 공정(S30)은 대상성형물을 약 250℃ 로 가열할 수 있다. 다른 예로, 대상성형물이 단조인 경우, 온간 성형 공정(S30)은 대상성형물을 약 350℃ 로 가열할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의해 이형제 도포 공정(S10) 및 윤활제 도포 공정(S20)에서 제공되는 이형제 및 윤활제는 해당 대상성형물에 대하여 충분한 윤활특성을 제공할 수 있다.
세척 공정(S40)은 온간 성형 공정(S30)에서 성형된 대상성형물에 도포된 이형제 및 윤활제를 제거하는 공정이다.
일 실시예에서, 세척 공정(S40)은 표면연마구를 이용하여 대상성형물에 도포된 이형제 및 윤활제를 제거하는 건식 세척공정(S41)을 포함할 수 있다. 여기서, 표면연마구는 부드러운 종이나 헝겊 등을 포함할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 세척 공정(S40)은 액상의 제거액을 이용하여 대상성형물에 도포된 이형제 및 윤활제를 제거하는 습식 세척공정(S42)을 포함할 수 있다. 여기서, 액상의 제거액은 해당 이형제 및 윤활제를 대상성형물로부터 용이하게 박리(이하, 제거와 혼용함)할 수 있는 것이면 특정한 것에 한정하지 않음은 물론이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 온간 성형 공정과 일반적인 온간 성형 공정에 의해 제작된 제품을 비교한 사진이다.
도 2에서, (a)는 본 발명의 이형제 및 윤활제를 동시에 이용하여 성형한 사진이고, (b)는 윤활제만 이용하여 성형한 사진이며, (c)는 이형제만 이용하여 성형한 사진이다.
그리고, 도 2의 (1)은 건식 세척 후 제품의 사진이고, 도 2의 (2)는 습식 세척 후 제품의 사진이며, 도 2의 (3)은 윤활제의 제거형태를 나타낸 사진이다.
도 3에서, (a)는 부드러운 종이나 헝겊 등을 이용하여 건식 세척을 한 경우를 나타낸 사진이고, (b)는 알코올(Alcohol)을 이용하여 습식 세척을 한 경우를 나타낸 사진이다. 여기서, 도 3의 (a) 및 (b)는 왼쪽에서부터 원소재, 이형제 및 윤활제를 이용하여 성형한 제품, 윤활제만 이용하여 성형한 제품 및 이형제만 이용하여 성형한 제품을 나열한 것이다.
이를 참조하면, 본 발명에 의해 성형된 제품의 색상 및 품질이 우수한 반면, 윤활제만 이용한 경우에는 제품의 색상이 손상되고, 이형제만 이용한 경우에는 제품이 손상됨을 알 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 이형제 및 윤활제를 이용하여 성형한 제품의 경우, 윤활제의 제거형태가 매우 용이(도 2의 (a)에서 (3)에 해당하는 사진의 점선부분)함을 알 수 있을 뿐만 아니라, 세척후에도 흑색의 윤활제가 모두 제거되어 제품의 색상이 손상되지 않음을 알 수 있다.
도 4는 도 2 및 도 3의 사진에 대하여 보다 구체적으로 설명하는 도면이다.
도 4의 (a)는 도 2의 (a)와 같이 이형제 및 윤활제를 이용하여 제품을 성형하는 경우를 설명한 것이고, 도 4의 (b)는 도 2의 (b)와 같이 윤활재만을 이용하여 제품을 성형하는 경우를 설명한 것이다.
도 4의 (b)에 나타난 바와 같이, 마그네슘 합금(10)에 윤활제(30)만 도포된 경우에는, 성형수 세척시 마그네슘 합금(10)의 표면에 윤활제(30)의 잔유물(30')이 남을 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는, 도 4의 (a)에 나타난 바와 같이, 마그네슘 합금(10)에 이형제(20) 및 윤활제(30)가 순차적으로 도포함으로써, 성형후 세척시 이형제(20)가 제거되면서 윤활제(30)도 모두 제거될 수 있다.
도 5는 도 1의 공정을 적용한 온간 성형 시스템의 일 실시예를 개념적으로 설명하는 구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 의한 공정을 적용한 온간 성형 시스템은, 컨베이어밸트(도시하지 않음), 이형제도포장치(100), 윤활제도포장치(200) 및 온간 성형 장치(300)를 포함할 수 있다.
컨베이어밸트는 대상성형물을 이송하는 것으로, 도 5에서는 생략하였으나 대상성형물을 도 5에 나타난 각 강치에 순차적으로 이송할 수 있다.
이형제도포장치(100)는 컨베이어밸트를 따라 이동하는 대상성형물(10)의 상부에 이형제(20)를 도포한다. 일 실시예에서, 이형제도포장치(100)는 액상의 이형제(21)를 저장하는 이형제저장탱크(110) 및 이형제저장탱크(110)에 저장된 액상의 이형제(21)를 대상성형물(10)의 상부에 도포하는 이형제분사노즐(120)을 포함할 수 있다. 여기서, 미설명부호 『A』는 이형제(20)가 도포된 대상성형물(10)을 하나로 나타낸 것이며, 도 6내지 도 8에서도 동일하다.
일 실시예에서, 이형제도포장치(100)는 해당 대상성형물(10)의 상부에 이형제(20)의 도포가 완료되면, 해당 대상성형물(10)의 하부에도 이형제(20)를 도포할 수 있다. 예를 들어, 대상성형물(10)의 하부에도 이형제(20)를 도포하는 방법은, 일측에 이형제(20)가 도포된 대상성형물(10)의 상하를 전환하여 해당 대상성형물(10)의 다른 일측에 이형제(20)를 도포하는 방법을 포함할 수 있다.
윤활제도포장치(200)는 이형제가 도포된 대상성형물(A)의 상부에 윤활제(30)를 도포한다. 일 실시예에서, 윤활제제도포장치(200)는 액상의 윤활제(31)를 저장하는 윤활제저장탱크(210) 및 윤활제저장탱크(210)에 저장된 액상의 윤활제(31)를 해당 대상성형물(A)의 상부에 도포하는 윤활제분사노즐(220)을 포함할 수 있다. 여기서, 미설명부호 『A'』는 이형제(20)가 도포된 대상성형물(10)을 하나로 나타낸 것이며, 도 6내지 도 8에서도 동일하다.
일 실시예에서, 윤활제도포장치(200)는 이형제가 도포된 대상성형물(A)의 상부에 윤활제(30)의 도포가 완료되면, 해당 대상성형물(A)의 하부에도 윤활제(30)를 도포할 수 있다. 예를 들어, 대상성형물(A)의 하부에도 윤활제(30)를 도포하는 방법은, 대상성형물(10)의 하부에 이형제(20)를 도포하는 방법과 동일할 수 있다.
온간 성형 장치(300)는 이형제 및 윤활제가 순차적으로 도포된 대상성형물(A')을 성형한다. 일 실시예에서, 온간 성형 장치(300)는 다이(Die)(310), 블랭크홀더(Blank holder)(320) 및 펀치(Punch)(330)를 포함한다. 예를 들어, 다이(310) 및 블랭크홀더(320)의 내부에는 해당 대상성형물(A')을 고온으로 가열하기 위한 히터(311)(321)가 각각 설치될 수 있다.
온간 성형 장치(300)에 의해 해당 대상성형물(A')의 성형이 완료되면, 온간 성형 장치(300)로부터 성형물을 분리하고 세척공정을 통해 대상성형물(10)로부터 이형제(20) 및 윤활제(30)를 제거할 수 있다.
도 6은 도 1의 공정을 적용한 온간 성형 시스템의 다른 일 실시예를 개념적으로 설명하는 구성도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 의한 공정을 적용한 온간 성형 시스템은 제1 건조장치(410) 및 제2 건조장치(420)을 더 포함할 수 있다.
제1 건조장치(410)는 이형제도포장치(100) 및 윤활제도포장치(200) 사이에 구성되어, 이형제가 도포된 대상성형물(A)을 건조할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 건조장치(410)는 해당 대상성형물(A)이 놓여진 컨베이어밸트가 통과할 수 있도록 구성될 수 있다.
제2 건조장치(420)는 윤활제도포장치(200) 및 온간 성형 장치(300) 사이에 구성되어, 이형제 및 윤활제가 도포된 대상성형물(A')을 건조할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 건조장치(420)는 제1 건조장치(410)와 동일 내지 유사하게 구성될 수 있다.
도 7은 도 1의 공정을 적용한 온간 성형 시스템의 또 다른 일 실시예를 개념적으로 설명하는 구성도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 의한 공정을 적용한 온간 성형 시스템은, 이형제도포장치(100'), 윤활제도포장치(200'), 온간 성형 장치(300) 및 승하강이송장치(500)를 포함할 수 있다.
먼저, 승하강이송장치(500)는 대상성형물을 승하강가능하도록 이송한다. 예를 들어, 승하강이송장치(500)는 대상성형물을 승하강시키는 승하강부, 각 장치들을 따라 상부에 설치된 이송레일 및 이송레일을 따라 이동하는 이동부를 포함할 수 있다. 여기서, 승하강부, 이송레일 및 이동부의 구성 및 형상은 당업자의 요구에 따라 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다.
일 실시예에서, 승하강이송장치(500)는 하기에 설명될 이형제저장챔버(110')의 상부에 대상성형물(10)이 위치하면, 해당 대상성형물(10)을 하강시킬 수 있다.
하강된 대상성형물(10)이 이형제저장챔버(110')의 내부에 위치되면, 이형제저장챔버(110')에 저장된 액상의 이형제(21)가 대상성형물(10)의 표면에 도포될 수 있다.
이후, 일정시간이 경과되면 승하강이송장치(500)는 이형제가 도포된 대상성형물(A)을 상승시킬 수 있다.
이와 동일한 방법으로, 승하강이송장치(500)는 하기에 설명될 윤활제저장챔버(210')의 상부에 대상성형물(A)이 위치하면, 해당 대상성형물(A)을 하강시킬 수 있다.
하강된 대상성형물(A)이 윤활제저장챔버(210')의 내부에 위치되면, 윤활제저장챔버(210')에 저장된 액상의 윤활제(31)가 대상성형물(A)의 표면에 도포될 수 있다.
이후, 일정시간이 경과되면 승하강이송장치(500)는 이형제가 도포된 대상성형물(A')을 상승시킬 수 있다.
이형제도포장치(100')는 대상성형물(10)의 표면에 액상의 이형제를 도포한다. 일 실시예에서, 이형제도포장치(100')는 대상성형물(10)이 용이하게 승하강할 수 있도록 상부가 개방되고, 내부에는 액상의 윤활제가 저장되는 이형제저장챔버(110')를 포함할 수 있다.
윤활제도포장치(200')는 이형제가 도포된 대상성형물(A)의 표면에 액상의 윤활제를 도포한다. 일 실시예에서, 윤활제도포장치(200')는 대상성형물(A)이 용이하게 승하강할 수 있도록 상부가 개방되고, 내부에는 액상의 윤활제가 저장되는 윤활제저장챔버(210')를 포함할 수 있다.
온간 성형 장치(300)는 이형제 및 윤활제가 순차적으로 도포된 대상성형물(A')을 성형한다.
세척장치는 성형된 대상성형물에 도포된 이형제 및 윤활제를 제거한다.
도 8은 도 1의 공정을 적용한 온간 성형 시스템의 또 다른 일 실시예를 개념적으로 설명하는 구성도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 의한 공정을 적용한 온간 성형 시스템은, 제1 건조장치(410) 및 제2 건조장치(420)을 더 포함할 수 있다.
제1 건조장치(410)는 이형제도포장치(100') 및 윤활제도포장치(200') 사이에 구성되어, 이형제가 도포된 대상성형물(A)을 건조할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 건조장치(410)는 승하강이송장치(500)에 의해 이송되는 해당 대상성형물(A)이 통과할 수 있도록, 양측 및 상부가 개방된 형태로 구성될 수 있다.
제2 건조장치(420)는 윤활제도포장치(200') 및 온간 성형 장치(300) 사이에 구성되어, 이형제 및 윤활제가 도포된 대상성형물(A')을 건조할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 건조장치(420)는 제1 건조장치(410)와 동일 내지 유사하게 구성될 수 있다.
이상에서 본 발명에 의한 마그네슘 합금 성형을 위한 윤활제 도포 방법과 이를 이용한 온간 성형 공정 및 시스템에 대하여 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지는 것이므로, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 마그네슘 합금 20 : 이형제
30 : 윤활제
100 : 이형제도포장치
110 : 이형제저장탱크 120 : 이형제분사노즐
200 : 윤활제도포장치
210 : 윤활제저장탱크 220 : 윤활제분사노즐
300 : 온간 성형 장치
310 : 다이(Die) 320 : 블랭크홀더(Blank holder)
330 : 펀치(Punch)
410 : 제1 건조장치 420 : 제2 건조장치
500 : 승하강이송장치

Claims (19)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. a) 대상성형물의 상부에 이형제를 도포하는 공정;
    b) 상기 이형제의 상부에 윤활제를 도포하는 공정;
    c) 상기 이형제 및 윤활제가 순차적으로 도포된 대상성형물을 온간 성형하는 공정; 및
    d) 상기 성형된 대상성형물에 도포된 이형제 및 윤활제를 제거하는 공정을 포함하는 마그네슘 합금 성형을 위한 윤활제 도포 방법을 이용한 성형 공정.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 공정 a)는,
    질화붕소계(Boron nitride, 백색)의 이형제를 도포하고,
    상기 공정 b)는,
    흑연계(Graphite) 윤활제 및 이황화몰리브덴계(MoS2) 윤활제 중 적어도 하나를 도포하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 성형을 위한 윤활제 도포 방법을 이용한 성형 공정.
  10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 공정 d)는,
    표면연마구를 이용하여 상기 이형제 및 윤활제를 제거하는 건식 세척공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 성형을 위한 윤활제 도포 방법을 이용한 성형 공정.
  11. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 공정 d)는,
    액상의 제거액을 이용하여 상기 이형제 및 윤활제를 제거하는 습식 세척공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 성형을 위한 윤활제 도포 방법을 이용한 성형 공정.
  12. 대상성형물을 이송하는 컨베이어밸트;
    대상성형물의 상부에 액상의 이형제를 도포하는 이형제도포장치;
    상기 이형제가 도포된 대상성형물의 상부에 액상의 윤활제를 도포하는 윤활제도포장치;
    상기 이형제 및 윤활제가 순차적으로 도포된 대상성형물을 성형하는 온간 성형 장치; 및
    상기 성형된 대상성형물에 도포된 이형제 및 윤활제를 제거하는 세척장치를 포함하는 마그네슘 합금 성형을 위한 윤활제 도포 방법을 이용한 성형 시스템.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 이형제도포장치는,
    액상의 이형제를 저장하는 이형제저장탱크; 및
    상기 이형제저장탱크에 저장된 액상의 이형제를 상기 대상성형물의 상부에 도포하는 이형제분사노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 성형을 위한 윤활제 도포 방법을 이용한 성형 시스템.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 윤활제도포장치는,
    액상의 윤활제를 저장하는 윤활제저장탱크; 및
    상기 윤활제저장탱크에 저장된 액상의 윤활제를 상기 대상성형물의 상부에 도포하는 윤활제분사노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 성형을 위한 윤활제 도포 방법을 이용한 성형 시스템.
  15. 제 12항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마그네슘 합금 성형을 위한 온간 성형 시스템은,
    상기 이형제도포장치 및 윤활제도포장치 사이에 구성되어 상기 이형제가 도포된 대상성형물을 건조하는 제1 건조장치; 및
    상기 윤활제도포장치 및 온간 성형 장치 사이에 구성되어 상기 이형제 및 윤활제가 도포된 대상성형물을 건조하는 제2 건조장치 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 성형을 위한 윤활제 도포 방법을 이용한 성형 시스템.
  16. 대상성형물을 승하강가능하도록 이송하는 승하강이송장치;
    대상성형물의 표면에 액상의 이형제를 도포하는 이형제도포장치;
    상기 이형제가 도포된 대상성형물의 표면에 액상의 윤활제를 도포하는 윤활제도포장치;
    상기 이형제 및 윤활제가 순차적으로 도포된 대상성형물을 성형하는 온간 성형 장치; 및
    상기 성형된 대상성형물에 도포된 이형제 및 윤활제를 제거하는 세척장치를 포함하는 마그네슘 합금 성형을 위한 윤활제 도포 방법을 이용한 성형 시스템.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 이형제도포장치는,
    상부가 개방되고 액상의 윤활제를 저장하는 이형제저장챔버를 포함하고,
    상기 승하강이송장치는,
    상기 이형제저장챔버의 상부에 상기 대상성형물이 위치하면 해당 대상성형물을 하강시키고, 일정시간이 경과되면 해당 대상성형물을 상승시키는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 성형을 위한 윤활제 도포 방법을 이용한 성형 시스템.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 윤활제도포장치는,
    상부가 개방되고 액상의 윤활제를 저장하는 윤활제저장챔버를 포함하고,
    상기 승하강이송장치는,
    상기 윤활제저장챔버의 상부에 상기 대상성형물이 위치하면 해당 대상성형물을 하강시키고, 일정시간이 경과되면 해당 대상성형물을 상승시키는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 성형을 위한 윤활제 도포 방법을 이용한 성형 시스템.
  19. 제 16항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마그네슘 합금 성형을 위한 온간 성형 시스템은,
    상기 이형제도포장치 및 윤활제도포장치 사이에 구성되어 상기 이형제가 도포된 대상성형물을 건조하는 제1 건조장치; 및
    상기 윤활제도포장치 및 온간 성형 장치 사이에 구성되어 상기 이형제 및 윤활제가 도포된 대상성형물을 건조하는 제2 건조장치 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 성형을 위한 윤활제 도포 방법을 이용한 성형 시스템.
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