KR101334387B1 - Abrasive air jet machining apparatus with a function of heat treatment - Google Patents
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Abstract
고압의 공기압에 의해 미세입자를 가속시켜 그 충돌에너지를 이용하여 모재의 표면을 가공함과 동시에 모재 표면으로 레이저 광을 조사하거나 또는 냉/온 압축공기를 분사하여 가공성을 향상시킨 열처리 기능을 갖는 미세입자 분사가공 장치에 관하여 개시한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 고압 공기를 공급하는 고압 공기 공급부와 고압 공기와 혼합되는 미세입자를 공급하는 미세입자 공급부와, 모재의 상측에 입설되며 고압 공기와 혼합되어 가속화된 미세입자를 모재의 표면 쪽으로 분사하여 설정된 패턴 가공을 수행하도록 마련된 노즐과, 노즐로 공급되는 고압 공기의 온도를 고온 또는 저온으로 조절하여 미세입자의 분사에 의해 가공되는 모재의 표면을 열간 또는 냉간으로 열처리하거나 또는 고온의 빔을 조사하여 미세입자의 분사에 의해 가공되는 모재의 표면을 열간으로 열처리하는 열처리 조절부 및 열처리 조절부의 온도 조절을 제어하는 제어부를 포함하는 열처리 기능을 갖는 미세입자 분사가공 장치를 제공한다. Fine particles are accelerated by high pressure air pressure to process the surface of the base material using the collision energy, and at the same time, the heat treatment function improves the workability by irradiating laser light or spraying cold / hot compressed air to the base material surface. Disclosed is a particle spray processing apparatus.
According to an embodiment of the present invention, the high pressure air supply unit for supplying high pressure air and the fine particle supply unit for supplying the fine particles mixed with the high pressure air, the fine particles placed on the upper side of the base material and accelerated by mixing with the high pressure air of the base material Hot or cold heat treatment of the surface of the base material processed by the injection of fine particles by controlling the temperature of the nozzle and the nozzle provided to spray the surface to perform the set pattern processing and the high-pressure air supplied to the nozzle to a high temperature or low temperature It provides a fine particle spray processing apparatus having a heat treatment function including a heat treatment control unit for controlling the temperature control of the heat treatment control unit for hot heat treatment of the surface of the base material processed by the injection of the fine particles by irradiation of the beam.
Description
본 발명은 열처리 기능을 갖는 미세입자 분사가공 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고압의 공기압에 의해 미세입자를 가속시켜 그 충돌에너지를 이용하여 모재의 표면을 가공함에 있어 노즐을 통해 레이저를 조사하거나 냉/온 압축공기를 분사하여 가공성을 향상시킨 열처리 기능을 갖는 미세입자 분사가공 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a fine particle spray processing apparatus having a heat treatment function, and more particularly, to accelerate the fine particles by the high pressure air pressure and to process the surface of the base material using the impact energy to irradiate the laser through the nozzle or The present invention relates to a fine particle spray processing apparatus having a heat treatment function in which cold / hot compressed air is injected to improve workability.
종래기술인 한국등록특허 제0324088호는 강철제 공작물의 표면처리방법을 개시하고 있다.Korean Patent No. 0324088, which is a prior art, discloses a surface treatment method of a steel workpiece.
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한국등록특허 제0324088호는 20∼100㎛의 다수의 경질금속입자를, 강철제공작물의 표면으로 80m/sec이상의 충돌속도를 투사한다. 그 때, 충돌에 의한 공작물 표면의 승온한계를 150℃보다도 고온으로서, 강철의 회복재결정과 오스테나이트화를 야기시키는 온도보다는 저온으로 되도록 충돌속도를 제어하는 기술을 개시하고 있다.
Korean Patent No. 0324088 projects a number of hard metal particles of 20-100 μm to a collision speed of 80 m / sec or more onto the surface of a steel providing crop. At this time, a technique is disclosed in which the collision speed is controlled so that the temperature limit of the workpiece surface due to the collision is higher than 150 ° C., so that the temperature is lower than the temperature causing recovery recrystallization and austenitization of steel.
그러나, 한국등록특허 제0324088호는 금속입자가 공작물표면에 충돌하는 투사시간과 투사속도에 의해 공작물온도를 설정하고 있기 때문에 공작물표면의 정밀한 온도조절이 곤란하여 표면가공의 정확도가 떨어지는 문제가 있다.
However, Korean Patent No. 0324088 has a problem that the precision of the surface of the workpiece is difficult because the temperature of the workpiece is set by the projection time and the projection speed at which the metal particles collide with the workpiece surface.
또 다른 종래기술인 한국공개특허 제2003-0058971호는 입자성 연마제 분사식 금속표면처리장치를 개시하고 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2003-0058971 discloses a particulate abrasive spray metal surface treatment apparatus.
한국공개특허 제2003-0058971호는 도3과 같이 이송장치(10)에 의하여 금속물품(100)이 챔버(40)로 장입되면, 분사노즐(30)을 통해 상기 이송되어 온 금속물품(100)에 입자성 연마제를 분사시켜 금속표면을 가공시키는 입자성 연마제 분사식 금속표면처리장치에 관한 것이고, 챔버(40) 내에서 피처리물이 가공될 때, 연마제를 분사시키는 고압공기에 피처리물의 위치가 영향을 받지 않는 입자성 연마제 분사식 금속표면처리장치가 제공되고 있다.
Korean Patent Laid-Open Publication No. 2003-0058971 discloses that when the
또 다른 종래기술인 한국공개특허 제2002-0033564호는 고정밀도 블라스트 가공법 및 고정밀도 블라스트 가공 장치를 제공하고 있다.Another prior art, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2002-0033564, provides a high precision blast processing method and a high precision blast processing apparatus.
한국공개특허 제2002-0033564호는 도4와 같이 압축 공기에 의해 노즐(3)로부터 분사재를 분사하여 기판(1)에 가공을 실시하는 블라스트 가공법에 있어서, 분사재의 분사를, 짧은 간격으로 분사와 정지가 반복되는 간헐 분사로 하거나, 이러한 간헐 분사와 연속 분사의 조합으로 한다. 이것에 의해, 가공이 진행된 경우에도 가공 능률을 저하시키지 않으며, 또 마스킹을 실시하지 않더라도 비가공 부위를 손상시키지 않는 것을 특징으로 하고 있다. Korean Patent Laid-Open Publication No. 2002-0033564 discloses a blasting method in which a jetting material is injected from a
다시 말해서, 한국공개특허 제2002-0033564호는 노즐(3)에 분사재를 압축 공기에 의해 압송(壓送)하는 노즐 유닛(2)과 기판(1)을 수평 및 수직 이동시키는 작업 테이블(4)로 이루어지며, 상기 노즐 유닛(2)에는, 분사재의 분사 및 정지를 담당하는 전자(電磁) 밸브(5)와 상기 전자 밸브(5)에 단속적(斷續的) 작동 신호를 출력하는 제어 장치(6)가 접속되어 있는 구성을 가지고 있다.
In other words, Korean Laid-Open Patent Publication No. 2002-0033564 discloses a work table 4 for horizontally and vertically moving the
그러나, 앞서 언급한 종래기술인 한국공개특허 제2003-0058971호 및 한국공개특허 제2002-0033564호는 각각 압력 공기의 온도 자체를 조절하는 구성을 구비하지 아니하고 있기 때문에 공작물의 열간가공 또는 냉간가공이 곤란한 문제가 있다.
However, the above-mentioned prior arts, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2003-0058971 and 2002-0033564, respectively, do not have a configuration for adjusting the temperature of the pressure air itself, so that hot work or cold work of the workpiece is difficult. there is a problem.
최근 들어 마이크로/나노 기술의 발달로 표면에 형성된 마이크로/나노 패턴 형상에 의해 기존의 트라이볼로지(Tribology)적 특성 이외에 다양한 특성이 부여됨을 알게 되었으며, 독특한 특성이 부여된 표면을 통상 기능성 표면(Smart surface)이라 한다. 이에 표면 재질에 따른 특성은 물론, 기능성 표면의 패턴 형상에 따라 부여될 수 있는 특성에 관한 연구가 활발하게 진행되기 시작하였다.
Recently, the development of micro / nano technology has found that micro / nano pattern shapes formed on the surface impart various characteristics in addition to the conventional tribological characteristics. surface). As a result, research on the characteristics that can be given according to the pattern shape of the functional surface as well as the characteristics according to the surface material has begun to actively proceed.
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마이크로/나노 패턴 형상을 가공하기 위한 가공법으로서, 최근까지 소개된 바로는 리소그래피(Lithography)를 이용하는 가공법, 전자 빔(Electron beam)을 이용하는 가공법, 레이저 빔(Laser beam)을 이용하는 가공법 등이 대표적으로 알려져 있다. 또한, 전기적 방전을 이용하여 가공을 하는 EDM(Electric Discharge Machining), ECM(Electro-Chemical Machining), WEDM(Wire Electric Discharge Machining) 등의 기술도 많이 사용되고 있다. 그리고 대규모 패턴의 양산을 위해서 사용되고 있는 임프린트(Imprint) 방식 또한 최근 활발하게 적용되고 있는 기술이다.
As a processing method for processing a micro / nano pattern shape, recently introduced is a processing method using lithography, a processing method using an electron beam, a processing method using a laser beam, and the like. have. In addition, technologies such as EDM (Electric Discharge Machining), Electro-Chemical Machining (ECM), and Wire Electric Discharge Machining (WEDM), which are processed using electrical discharge, are also widely used. In addition, the imprint method, which is used for mass production of large-scale patterns, is also actively applied in recent years.
미세입자 분사가공(Abrasive Air Jet Machining)은 고압의 공기압에 미세입자를 가속시켜 모재에 분사할 때 발생되는 충돌에너지를 이용하여 재료를 침식(erosion)시켜 가공하는 방법이다.
Abrasive Air Jet Machining is a method of processing materials by erosion of materials by using collision energy generated when the microparticles are accelerated to high pressure air and sprayed on the base material.
이러한 미세입자 분사가공은 저가격의 장비로 경질재료를 쉽게 가공할 수 있다. 특히 미세입자 분사가공은 크랙진전이 되지 않는 가공법으로서, 광원을 이용하는 것에 비해 경제적이며, 가공 변질층이 없으며, 화학적 방법보다 가공시간이 짧으며, 초음파가공 등의 기타 가공법에 비해 가공능률이 높은 장점이 있다.
Such fine particle spraying can easily process hard materials with low cost equipment. Particularly, the fine particle spraying process is a process that does not crack crack, and it is economical compared to using a light source, there is no processing alteration layer, the processing time is shorter than the chemical method, and the processing efficiency is higher than other processing methods such as ultrasonic processing. There is this.
다만, 기존의 미세입자 분사가공 장치를 단독으로 사용함에 따른 가공성을 더욱 더 향상시키고자 가공에 도움이 될 수 있는 여러 방안에 대한 관심이 고조되고 있는 실정이지만, 앞서 제시한 종래기술들은 이러한 문제점을 근본적으로 해결하고 있지 못하다.However, in order to further improve the processability by using the conventional fine particle spray processing apparatus alone, there is a growing interest in various methods that can be helpful in processing, but the prior art presented above solves these problems. It is not fundamentally solved.
본 발명은 고압의 공기압에 의해 미세입자를 가속시켜 그 충돌에너지를 이용하여 모재의 표면에 패턴 또는 형상을 가공함과 동시 또는 전후로 모재의 표면을 가열하거나 냉온처리 할 수 있는 열처리 기능을 갖는 미세입자 분사가공 장치를 제공한다. The present invention accelerates the fine particles by high pressure air pressure to process the pattern or shape on the surface of the base material using the collision energy and at the same time before or after the fine particles having a heat treatment function that can heat or cold treatment the surface of the base material Provide a spray processing apparatus.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며, 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problem, another problem that is not mentioned here will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 실시예에 따르면, 고압 공기를 공급하는 고압 공기 공급부; 상기 고압 공기와 혼합되는 미세입자를 공급하는 미세입자 공급부; 상기 고압 공기와 혼합되어 가속화된 상기 미세입자를 모재의 표면 쪽으로 분사하여 설정된 패턴 가공을 수행하도록 마련된 노즐; 상기 노즐로 공급되는 상기 고압 공기의 온도를 고온 또는 저온으로 조절하는 열처리 조절부; 상기 열처리 조절부를 제어하는 제어부;를 포함하되, 상기 열처리 조절부는 상기 고압 공기를 가열하여 상기 미세입자의 분사에 의해 가공되는 상기 모재의 표면을 열간 가공하거나, 상기 고압 공기를 냉각시켜 상기 미세입자의 분사에 의해 가공되는 상기 모재의 표면의 냉간 가공이 가능하도록 상기 모재의 열처리 기능을 갖는 미세입자 분사가공 장치를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a high pressure air supply for supplying high pressure air; A fine particle supply unit supplying fine particles mixed with the high pressure air; A nozzle provided to spray the fine particles accelerated by mixing with the high pressure air toward the surface of the base material to perform a set pattern processing; A heat treatment controller configured to adjust the temperature of the high pressure air supplied to the nozzle to a high temperature or a low temperature; And a control unit for controlling the heat treatment control unit, wherein the heat treatment control unit heats the high pressure air to hot work the surface of the base material processed by the injection of the fine particles, or cools the high pressure air to It includes a fine particle spray processing apparatus having a heat treatment function of the base material to enable the cold working of the surface of the base material processed by the injection.
또한, 상기 노즐의 출구는, 상기 모재의 상측에 입설되며, 상기 모재의 표면으로부터 설정된 간격만큼 이격되어 상기 모재의 표면 상측에 대향 배치되는 열처리 기능을 갖는 미세입자 분사가공 장치를 포함한다.In addition, the outlet of the nozzle includes a fine particle spray processing apparatus which is placed on the upper side of the base material, and has a heat treatment function spaced apart from the surface of the base material by a predetermined interval and disposed to face the upper surface of the base material.
또한, 상기 열처리 조절부는, 상기 제어부의 출력신호를 인가받아 상기 고압 공기를 전기적으로 가열 또는 냉각시키는 온도 조절기를 더 포함하되, 상기 모재가 연성 재료일 경우 고압의 공기를 저온으로 냉각시켜 미세입자에 의한 냉간 가공이 실시되도록 하며, 모재가 취성 또는 강성 재료일 경우 고압의 공기를 고온으로 가열시켜 미세입자에 의한 열간 가공이 실시되도록 하는 열처리 기능을 갖는 미세입자 분사가공 장치를 포함한다.The heat treatment controller may further include a temperature controller configured to electrically heat or cool the high pressure air by receiving an output signal from the controller, and when the base material is a soft material, cools the high pressure air to a low temperature to fine particles. By cold work is carried out, and the base material is a brittle or rigid material includes a fine particle spray processing apparatus having a heat treatment function to heat the high-pressure air to a high temperature to perform a hot work by the fine particles.
이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention as described above, the following effects can be obtained.
첫째, 고압의 공기의 온도를 가열 또는 냉각시키는 구성을 취함으로써 피가공물에 따른 가공특성을 부여하여 피가공물의 물성에 따른 맞춤형 가공이 가능하기 때문에 피가공물의 가공성이 극대화되는 장점이 있다.First, by taking the configuration of heating or cooling the temperature of the high-pressure air to give processing characteristics according to the workpiece to be tailored according to the physical properties of the workpiece has the advantage that the workability of the workpiece is maximized.
둘째, 고압의 공기압에 의해 미세입자를 가속시켜 그 충돌에너지를 이용하여 모재의 표면에 패턴 또는 형상을 가공하는 방식이기 때문에 장치의 구성이 간단해지는 장점이 있다.Secondly, since the fine particles are accelerated by the high pressure air pressure and the pattern or shape is processed on the surface of the base material using the collision energy, the configuration of the device is simplified.
셋째, 모재가 연성 재료인 경우 가공 시 탄성변형이 많이 발생하게 되므로, 냉간 가공을 통해서 모재의 온도를 낮추어 줌으로써 가공성을 향상시킬 수 있다. Third, when the base material is a soft material, since a lot of elastic deformation occurs during processing, the workability can be improved by lowering the temperature of the base material through cold working.
넷째, 이와 반대의 경우로서, 모재가 취성 재료나 강성 재료인 경우 열간 가공을 통해서 모재의 온도를 높여 줌으로써 가공성을 향상시킬 수 있다. Fourth, in the opposite case, when the base material is a brittle material or a rigid material, workability can be improved by increasing the temperature of the base material through hot working.
다섯째, 저가격의 장비로 경질재료를 쉽게 가공할 수 있다. Fifth, it is easy to process hard materials with low cost equipment.
여섯째, 본 발명의 미세입자 분사가공은 크랙진전이 되지 않는 가공법으로서, 광원을 이용하는 것에 비해 가공이 경제적인 장점이 있다.Sixth, the fine particle spray processing of the present invention is a processing method that does not crack crack, there is an economical advantage compared to using a light source.
일곱째, 가공 변질층이 없으며, 화학적 방법보다 가공시간이 짧으며, 초음파가공 등의 기타 가공법에 비해 가공능률이 높은 장점이 있다.Seventh, there is no processing deterioration layer, the processing time is shorter than the chemical method, and the processing efficiency is higher than other processing methods such as ultrasonic processing.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열처리 기능을 갖는 미세입자 분사가공 장치를 간략히 도시한 전체 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열처리 기능을 갖는 미세입자 분사가공 장치에서 노즐을 통해 분사되는 고온 또는 저온의 압축 공기에 의해 모재가 열간 가공 또는 냉간 가공되는 모습을 나타낸 작동 상태도.
도3은 종래기술의 모습도이다.
도4는 또 다른 종래 기술의 모습도이다.1 is an overall configuration diagram schematically showing a fine particle spray processing apparatus having a heat treatment function according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 2 is an operating state showing the state that the base material is hot working or cold processing by the hot or cold compressed air injected through the nozzle in the fine particle spray processing apparatus having a heat treatment function according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 3 is a state diagram of the prior art.
4 is another state of the art.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열처리 기능을 갖는 미세입자 분사가공 장치(이를 간략히 ‘미세입자 분사가공 장치’라 지칭하기로 함)에 관하여 설명하기로 한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings it will be described with respect to the fine particle spray processing apparatus having a heat treatment function according to a preferred embodiment of the present invention (hereinafter referred to as 'microparticle spray processing apparatus').
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해 질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 여기에서 설명될 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
Brief Description of the Drawings The advantages and features of the present invention, and how to achieve them, will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited by the embodiments disclosed below but may be embodied in various different forms. The embodiments to be described herein are provided so that the disclosure of the present invention is complete and that those skilled in the art will fully understand the scope of the present invention. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
도면에서, 도 1, 2는 본 발명의 실시예에 따른 미세입자 분사가공 장치를 설명하기 위해 도시한 도면이며, In the drawings, Figures 1 and 2 is a view showing for explaining the fine particle spray processing apparatus according to an embodiment of the present invention,
본 발명의 실시예는 열처리 수단의 일 실시형태로서 노즐을 통해 미세입자를 수반하여 고압 분사되는 압축 공기의 온도를 조절하는 방식을 적용한 것이다. 이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. Embodiment of the present invention is applied to a method of adjusting the temperature of the compressed air is injected at high pressure with the fine particles through the nozzle as an embodiment of the heat treatment means. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 미세입자 분사가공 장치를 간략히 도시한 전체 구성도이다. 1 is an overall configuration diagram schematically showing a fine particle spray processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 도시된 제1실시예에 따른 미세입자 분사가공 장치(100)는, 고압 공기(air)와 혼합되어 가속화된 미세입자(P)를 모재(S)의 표면으로 분사하는 노즐(110)과, 노즐로 공급되는 고압 공기의 온도를 고온 또는 저온으로 온도 조절하여 미세입자의 분사에 의해 가공되는 모재의 표면을 열간 또는 냉간으로 열처리하는 열처리 조절부(120)와, 미세입자 공급부(140) 및 고압 공기 공급부(150)를 포함한다.
Referring to Figure 1, the fine particle
노즐(110)은, 가공 대상물(이하, ‘모재’라 지칭함)(S)의 상측에 세워진 상태로 배치된다. 이러한 노즐(110)은 관용적으로 알려진 바와 같이 길이 방향으로 관통하여 형성된 내부 중공이 마련되어 있다. 즉, 노즐의 입구(115)는 고압 공기(air)와 미세입자(P)가 유입될 수 있도록 개방되며, 노즐의 출구(117)는 고압 공기(air)와 미세입자(P)가 모재(S)의 표면 쪽으로 분사될 수 있도록 개방된 구조를 갖는다. 다만, 도시된 노즐(110)의 단면 구조는 설명의 편의를 위하여 간략히 도시한 것이며, 이와 다른 형상으로 조금씩 다르게 실시되어도 무방하다. 일예로서, 노즐(110)을 통해 미세입자(P)가 유입되는 유입구와 고압 공기(air)가 유입되는 유입구가 별도로 형성되는 실시예도 본 발명의 범주에 포함된다고 볼 수 있다. The
그리고 노즐의 출구(117)는 모재의 표면으로부터 설정된 간격만큼 이격되어 모재의 표면 상측에 대향 배치된다. 도면을 통해 별도로 도시하진 않았으나 본 발명에 따른 노즐(110)의 경우 수직 방향으로 높이가 조절될 수 있으며, 중심 기준으로 시계 또는 반시계 방향으로 회전 동작이 구현될 수 있다. 아울러 노즐(110)은 수평 방향으로 다축 이송이 가능한 구조로 이루어질 수 있다. 이러한 기능에 따라 노즐의 출구(117)와 모재(S) 사이의 간격은 사용자의 선택에 의해 가공 실시 전 또는 가공 실시 중에 조절될 수 있다. The
결과적으로 노즐(110)을 통해 고압 공기(air)에 혼합되어 분사되는 미세입자(P)는 모재(S)의 표면에 충돌되어 침식 또는 마모(즉, erosion)에 의한 패턴 가공을 실시한다. 이러한 패턴 가공에 의해 침식 또는 마모된 모재의 가공 부위(S′)는 도면을 통해 확인할 수 있다.
As a result, the fine particles P mixed and injected into the high pressure air through the
열처리 조절부(120)는, 노즐(110)로 공급되는 고압 공기(air)의 온도를 고온 또는 저온으로 조절하는 공기 온도 조절 수단으로서, 이러한 열처리 조절부(120)에 의해 가공 조건이 열간 가공 또는 냉간 가공으로 조절될 수 있다. 즉, 노즐(110)을 통해 분사되는 미세입자의 충돌 가공과 동시에, 모재(S) 쪽으로 분사되는 고압 공기(air)의 온도 조건을 고온 또는 저온 상태로 조절해 줌에 따라 열간 가공 또는 냉간 가공을 선택적으로 실시할 수 있다.The heat treatment adjusting unit 120 is an air temperature adjusting means for controlling the temperature of the high pressure air supplied to the
이러한 열처리 조절부(120)는, 고압 공기가 공급되는 배관 상에 설치되어 전기적으로 가열 또는 냉각되는 온도 조절기(121)를 포함한다. 여기서의 온도 조절기(121)의 구체적인 실시 형태는 굳이 제한할 필요가 없다. 이러한 온도 조절기(121)의 가열 및 냉각 동작 구현은 제어부(123)의 지령(C)에 의해 가능해진다.
The heat treatment controller 120 includes a
제어부(123)는 기 저장된 동작 프로그램에 따라 지령(C)을 인가하기 위한 출력신호를 상기 온도조절기(121) 쪽으로 전달해 줄 수 있음은 물론, 사용자로부터 입력된 지령을 전달 받을 수 있도록 유/무선 통신으로 연결된 별도의 조작 스위치(125)를 더 포함할 수 있다.The
특히, 모재(S)의 재료적 특성에 따라 상기 열처리 조절부(120)의 작동 상태는 달라질 수 있는데 이에 대한 설명은 도 2를 참조할 수 있다.
In particular, the operating state of the heat treatment control unit 120 may vary depending on the material properties of the base material S. For this, reference may be made to FIG. 2.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열처리 기능을 갖는 미세입자 분사가공 장치에서 노즐을 통해 분사되는 고온 또는 저온의 압축 공기에 의해 모재가 열간 가공 또는 냉간 가공되는 모습을 나타낸 작동 상태도이다.
Figure 2 is an operating state diagram showing the state that the base material is hot working or cold working by the hot or cold compressed air injected through the nozzle in the fine particle spray processing apparatus having a heat treatment function according to an embodiment of the present invention.
먼저, 도 2의 (a)를 참조하면, 모재(S)가 취성 또는 강성 재료일 경우의 열처리 조절부(도 1의 120)의 작동 상태에 관한 것이다. 모재(S)가 취성 또는 강성 재료일 경우, 노즐(110)을 통해 고압 공기와 함께 분사되는 미세입자(P)는 아무리 경질이라 하여도 모재(S)와의 충돌 시 가공성이 저하될 수밖에 없다. 따라서 고압 공기의 온도(Th℃)를 필요한 만큼 가열시켜 열간 가공을 수행한다. 그 결과 가공성이 향상될 수 있다.
First, referring to FIG. 2 (a), the operating state of the heat treatment control unit (120 of FIG. 1) when the base material (S) is a brittle or rigid material. When the base material S is a brittle or rigid material, no matter how hard the fine particles P injected together with the high pressure air through the
이와 달리, 도 2의 (b)를 참조하면, 모재(S)가 연성 재료일 경우의 열처리 조절부(도 1의 120)의 작동 상태에 관한 것이다. 모재(S)가 연성 재료일 경우에는, 노즐(110)을 통해 고압 공기와 함께 분사되는 미세입자(P)가 모재(S)의 표면으로 충돌 시 가공 영역(S′)에서는 탄성 변형이 많이 발생된다. 따라서 고압 공기의 온도(TL℃)를 필요한 만큼 냉각시켜 냉간 가공을 수행한다. 그 결과 가공성이 향상될 수 있다.
On the contrary, referring to FIG. 2 (b), the operating state of the heat treatment control unit 120 of FIG. 1 when the base material S is a soft material. When the base material S is a soft material, when the fine particles P injected together with the high pressure air through the
다시 도 1을 참조하면, 고압 공기 공급부(150)는 노즐(110) 내부로 고압 공기(air)를 공급하는 역할을 담당하는 구성으로서, 고압 공기를 공급하는 배관, 즉 고압 공기 공급 라인 상에 미세입자(P)를 공급해주는 미세입자 공급부(140)가 연결 설치될 수 있다. 다만, 도시된 실시예를 통해서는 고압 공기의 공급 라인과 미세입자의 공급 라인이 단일의 배관을 통하여 형성된 것으로 나타나 있으나 이들의 공급 라인은 각각 노즐(110)을 향해 별도로 분기되어 형성되어도 무방하다.
Referring back to FIG. 1, the high pressure
특히, 고압 공기 공급부(150)는 그 세부 구성으로서, 고압 공기 저장부(151)와, 고압 공기 저장부로부터 노즐까지 배관 연결되는 고압 공기 공급라인 상에 설치되어 고압 공기를 건조시키는 고압 공기 건조부(153)와, 고압 공기의 유동 개폐 및 유동량을 조절하는 밸브부(155)를 포함한다. In particular, the high-pressure
여기서, 고압 공기 저장부(151)는 고압 상태로 공기를 압축하여 보관하는 공기탱크를 의미하며, 밸브부(155)는 고압 공기 공급 라인을 통해 연결 설치된 고압 공기 컨트롤러(130)의 유량 제어 지령에 의해 전기적으로 제어되는 솔레노이드 밸브를 이용할 수 있다.
Here, the high pressure
한편, 이러한 고압 공기 컨트롤러(130)의 내부에는 별도로 도시하진 않았으나 고압 공기가 고속으로 유동하는 수용공간이 마련될 수 있으며, 이 수용공간과 연결된 미세입자 공급부(140)를 통해 설정된 양의 미세입자(P)가 공급되어 설정된 온도로 가열되거나 냉각된 고압 공기와 혼합될 수 있다. 이러한 작동 구조에 따라 가열 또는 냉각된 고압 공기(air) 내에 미세입자(P)가 혼합된 후 노즐(110)을 통해 모재(S)의 표면까지 분사되어 소정의 패턴 형상을 가공한다.
On the other hand, the inside of the high-
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 따른 열처리 기능을 갖는 미세입자 분사가공 장치는 고압의 공기압에 의해 미세 입자를 가속시켜 그 충돌에너지를 이용하여 모재의 표면에 패턴 또는 형상을 가공함에 있어, 이와 동시 또는 전후로 모재의 표면을 고온으로 열처리해주거나 냉온으로 열처리할 수 있다. 이는 장치의 가공성을 향상시켜 준다.
As described above, the fine particle spray processing apparatus having the heat treatment function according to the embodiments of the present invention accelerates the fine particles by high pressure air pressure and processes the pattern or shape on the surface of the base material using the collision energy. At the same time or before and after the surface of the base material can be heat-treated at high temperature or cold temperature. This improves the processability of the device.
그리고 미세입자 분사가공 장치의 노즐을 통해 고압으로 분사되는 고압 공기의 온도를 조절해주는 실시예에 따르면, 가공 조건에 따라 고압 공기의 온도를 저온으로 또는 고온으로 조절해 줄 수 있어 냉간가공 또는 열간가공이 모두 가능해질 수 있는 가공특성을 확보할 수 있다.
And according to the embodiment for adjusting the temperature of the high-pressure air injected at high pressure through the nozzle of the fine particle injection processing device, it can be adjusted to a low temperature or a high temperature of the high-pressure air depending on the processing conditions cold processing or hot processing Both of these can secure processing characteristics that can be enabled.
특히, 이러한 실시예에 따를 경우, 모재가 연성 재료인 경우 가공 시 탄성변형이 빈번하게 발생함을 감안하여 냉간 가공을 실시해 줌으로써 모재의 온도를 낮추어 가공성을 향상시킬 수 있다. 이와 반대로, 모재가 취성 재료나 강성 재료인 경우 고온의 공기를 모재 표면에 노출시켜 열간 가공을 통해 가공성을 향상시킬 수 있다.
In particular, according to this embodiment, when the base material is a soft material in consideration of the frequent occurrence of elastic deformation during processing can be performed by cold working to lower the temperature of the base material can be improved workability. On the contrary, when the base material is a brittle material or a rigid material, hot air may be exposed on the surface of the base material to improve workability through hot working.
이상에서 본 발명에 따른 열처리 기능을 갖는 미세입자 분사가공 장치에 관한 바람직한 실시예들에 대하여 살펴보았다. 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 이 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.In the above it has been described with respect to preferred embodiments of the fine particle spray processing apparatus having a heat treatment function according to the present invention. It is to be understood that the foregoing embodiments are illustrative in all respects and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the claims that follow, rather than the foregoing description, and the meaning and scope of the claims and their All changes or modifications derived from equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.
P: 미세입자 S: 가공대상물(즉, 모재)
100: 본 발명의 실시예에 따른 미세입자 분사가공 장치
110: 노즐 115: 노즐의 입구
117: 노즐의 출구 120: 열처리 조절부
121: 온도 조절기 123: 제어부
125: 조작 스위치 130: 고압 공기 컨트롤러
140: 미세입자 공급부 150: 고압 공기 공급부
151: 고압 공기 저장부 153: 고압 공기 건조부
155: 밸브부P: fine particles S: object to be processed (ie, base material)
100: fine particle spray processing apparatus according to an embodiment of the present invention
110: nozzle 115: inlet of the nozzle
117: outlet of the nozzle 120: heat treatment adjusting portion
121: temperature controller 123: control unit
125: operation switch 130: high pressure air controller
140: fine particle supply unit 150: high pressure air supply unit
151: high pressure air storage unit 153: high pressure air drying unit
155: valve portion
Claims (3)
상기 고압 공기 공급 라인을 통해 상기 밸브부(155)에 연결되며, 상기 밸브부(155)를 제어하는 고압 공기 컨트롤러(130);
상기 고압 공기 컨트롤러(130)에 마련된 수용 공간에 연결되며, 상기 수용 공간에 미세입자(P)를 공급하는 미세입자 공급부(140);
상기 고압 공기 공급 라인에 설치되며, 상기 고압 공기 컨트롤러(130)에서 고압 공기와 혼합되어 가속화된 미세입자(P)를 모재(S)의 표면 쪽으로 분사하여 설정된 패턴 가공을 수행하도록 마련된 노즐(110);
상기 고압 공기 공급 라인에 설치되며, 상기 고압 공기 컨트롤러(130)로 공급되는 고압 공기의 온도를 고온 또는 저온으로 조절하는 열처리 조절부(120); 및
상기 열처리 조절부(120)를 제어하는 제어부(123);를 포함하되,
상기 열처리 조절부(120)는 상기 고압 공기를 가열하여 상기 미세입자(P)의 분사에 의해 가공되는 모재(S)의 표면을 열간 가공하거나, 상기 고압 공기를 냉각시켜 상기 미세입자(P)의 분사에 의해 가공되는 모재(S)의 표면을 냉간 가공할 수 있게 구성되는 것을 특징으로 하는 열처리 기능을 갖는 미세입자 분사가공 장치.
A high pressure air supply unit 150 including a high pressure air storage unit 151 and a valve unit 155 provided on a high pressure air supply line connected to the high pressure air storage unit 151;
A high pressure air controller (130) connected to the valve unit (155) through the high pressure air supply line and controlling the valve unit (155);
A fine particle supply unit 140 connected to an accommodation space provided in the high pressure air controller 130 and supplying the fine particles P to the accommodation space;
The nozzle 110 is installed in the high pressure air supply line, and sprays fine particles P accelerated by mixing with the high pressure air in the high pressure air controller 130 toward the surface of the base material S to perform the set pattern processing. ;
A heat treatment controller 120 installed in the high pressure air supply line and adjusting a temperature of the high pressure air supplied to the high pressure air controller 130 to a high temperature or a low temperature; And
Control unit 123 for controlling the heat treatment control unit 120; including,
The heat treatment control unit 120 heats the high pressure air to hot work the surface of the base material (S) to be processed by the injection of the fine particles (P), or by cooling the high pressure air of the fine particles (P) The fine particle spray processing apparatus having a heat treatment function, characterized in that configured to be able to cold work the surface of the base material (S) to be processed by the injection.
상기 노즐(110)의 출구는,
상기 모재(S)의 상측에 입설되며, 상기 모재(S)의 표면으로부터 설정된 간격만큼 이격되어 상기 모재(S)의 표면 상측에 대향 배치되는 열처리 기능을 갖는 미세입자 분사가공 장치.
The method according to claim 1,
The outlet of the nozzle 110 is,
The fine particle injection processing apparatus is installed on the upper side of the base material (S), the heat treatment function is spaced apart from the surface of the base material (S) by a set interval facing the upper surface of the base material (S).
상기 열처리 조절부(120)는,
상기 제어부(123)의 출력신호를 인가받아 상기 고압 공기를 전기적으로 가열 또는 냉각시키는 온도 조절기(121)를 포함하되,
상기 모재(S)가 연성 재료일 경우 고압의 공기를 저온으로 냉각시켜 미세입자에 의한 냉간 가공이 실시되도록 하며, 모재(S)가 취성 또는 강성 재료일 경우 고압의 공기를 고온으로 가열시켜 미세입자(P)에 의한 열간 가공이 실시되도록 하는 열처리 기능을 갖는 미세입자 분사가공 장치.
The method according to claim 1,
The heat treatment adjusting unit 120,
Including a temperature controller 121 for electrically heating or cooling the high-pressure air by receiving the output signal of the control unit 123,
When the base material (S) is a soft material, the high-pressure air is cooled to low temperature to perform cold processing by fine particles, and when the base material (S) is brittle or rigid material, the high pressure air is heated to a high temperature to fine particles A fine particle spray processing apparatus having a heat treatment function for performing hot working by (P).
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