KR101339654B1 - 워터젯 커팅기를 이용한 글라스 커팅방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 워터젯 커팅기를 이용한 글라스 커팅방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연질시트의 곡선절단, 또는 유리, 복합재료, 세라믹스, 난삭 재료등 열변형이 많아 일반적인 절단가공이 곤란한 소재를 고압의 물과 연마재를 사용하여 커팅하는 워터젯 커팅기에서 분사노즐을 통해 방출되는 물의 압력과 연마재 공급방법을 종래와 달리하여 취성이 강한 LCD, PDP용 백라이트 등 두께가 얇은 글라스도 균열이 생기지 않게 커팅하는 방법에 관한 것으로, 워터젯 커팅기를 이용한 글라스 커팅방법에 있어서, 워터젯 커팅기의 압력을 200~1100bar의 저압으로 조절하는 단계와; 200~1100bar의 물과 연마재가 방출되기 직전에 얇은 글라스의 커팅 가공이 시작되는 최초 시작점에 0.1~0.5초간 연마재만을 방출하는 단계와; 상기 최초 시작점에 방출된 연마재위에 200~1100bar의 물과 연마재를 방출하여 Ø0.5~1.5mm의 홀을 가공하는 단계와; 상기 워터젯 커팅기의 압력을 3000~6000bar의 고압으로 조절하는 단계와; 상기 홀에 3000~6000bar의 물과 연마재를 방출하기 시작하여 글라스의 절단선을 따라 글라스를 커팅하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 워터젯 커팅기를 이용한 글라스 커팅방법에 관한 것이다.

Description

워터젯 커팅기를 이용한 글라스 커팅방법{Glass cutting method that use water jet cutting machine}

본 발명은 워터젯 커팅기를 이용한 글라스 커팅방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연질시트의 곡선절단, 또는 유리, 복합재료, 세라믹스, 난삭 재료등 열변형이 많아 일반적인 절단가공이 곤란한 소재를 고압의 물과 연마재를 사용하여 커팅하는 워터젯 커팅기에서 분사노즐을 통해 방출되는 물의 압력과 연마재 공급방법을 종래와 달리하여 취성이 강한 LCD, PDP용 백라이트 등 두께가 얇은 글라스도 균열이 생기지 않게 커팅하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 워터젯 커팅기에 의한 커팅방법은 물을 고압(3000~6000bar)으로 만들어 0.2~0.4mm의 분사노즐 통해 초고압의 물과 연마재를 절단하고자 하는 소재의 절단선에 순간적으로 방출시키는 동시에 분사노즐의 상단에 구성된 튜브를 통해 연마재를 조금씩 흘려서 가공물의 절단선에 초고압의 물과 연마재를 집중적으로 방출되게 하여 물과 연마재의 마찰에 의한 침식으로 소재를 절단가공하는 것이다.

상기와 같은 워터젯 커팅기를 이용한 절단기술의 응용은 근래에 급속하게 발달되어 다양한 분야에 사용되고 있는 바, 특히, 기계공업의 분야에 있어서는 부품의 버(burr)제거, 각종 소재의 절단이나 천공 등에 폭넓게 사용되고 있으며, 기존의 방법으로는 절단가공이 곤란하고, 열변형, 열변질, 낮은 절단면 조도 등이 문제가 되는 소재, 예를 들면 연질시트의 곡선절단, 또는 유리, 복합재료, 세라믹스, 난삭 재료등 가공이 곤란한 소재의 절단가공에 워터젯 커팅기가 사용되고 있다.

이러한 워터젯 커팅기를 이용한 절단의 특징은 열에 의한 소재의 변형이나 산화물의 생성 없이 거의 모든 종류의 금속 또는 비금속을 2차 가공 없이 절단이 가능할 뿐 아니라 유독가스나 분진 등이 발생하지 않아 모든 종류의 혼합소재를 친환경적으로 절단할 수 있는 장점이 있다.

그러나, 상기와 같은 워터젯 컷팅기를 이용한 절단방법에 의하면, 분사노즐을 통해 방출되는 물이 고압(3000~6000bar)이기 때문에 LCD, PDP용 백라이트 등 두께 3.2밀리 이하의 얇은 글라스의 경우에 최초 홀가공시 균열이 발생하게 되므로 상기와 같은 방법으로는 얇은 글라스에 홀가공 및 절단가공을 하는 것이 불가능하거나 많은 어려움이 있고, 균열에 의한 파손율이 높아 가공에 따른 손실로 경제성이 떨어지는 등의 문제점이 있었다.

특히, LCD, PDP용 백라이트 제조 및 그의 램프에 사용되는 평면글라스 또는 취성이 큰 재료인 세라믹, 베크라이트, 에폭시 등을 절단하는 경우 균열발생을 방지하기 위한 특별한 워터젯 커팅기술이 필요한 실정이다.

상기한 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 워터젯 커팅기를 이용한 글라스 커팅방법은, 취성이 강한 LCD, PDP용 백라이트 등 두께가 얇은 글라스를 임의 형상과 모양으로 절단할 수 있게 하며, 워터젯 커팅가공시 글라스에 크랙과 파손으로 인한 글라스의 손실을 방지하기 위하여 물과 연마재를 고압으로 방출하는 일반적인 워터젯 커팅방법과는 다르게 고압의 물과 연마재를 방출하기 전에 미리 홀가공 부위에 연마재만을 방출한 후, 저압으로 물과 연마재를 방출하여 홀을 가공한 다음, 그 후에는 일반적인 방법에 의해서 물과 연마재를 고압으로 방출하여 임의 형상과 모양을 절단하는 글라스 커팅방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위하여, 워터젯 커팅기의 압력을 200~1100bar의 저압으로 조절한 후, 200~1100bar의 물과 연마재가 방출되기 직전에얇은 글라스의 커팅 가공이 시작되는 최초 시작점에 0.1~2초간 연마재만을 방출한 다음, 상기 최초 시작점에 200~1100bar의 물과 연마재를 방출하여 Ø0.5~1.5mm의 홀을 가공하고, 상기 워터젯 커팅기의 압력을 3000~6000bar의 고압으로 조절한 후, 상기 홀에 3000~6000bar의 물과 연마재를 방출하기 시작하여 절단선을 따라 글라스에 임의 형상과 모양으로 절단가공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.

본 발명에 의한 워터젯 커팅기를 이용한 글라스 커팅방법에 의하면, 취성이 강한 LCD, PDP용 백라이트 등 두께가 얇은 글라스에 균열이 생기지 않게 커팅할 수 있기 때문에 커팅과정에서 손상되는 글라스의 가공손실을 대폭적으로 줄여줄 수 있으므로 그에 따른 경제적인 이득을 얻을 수 있는 효과가 있으며, 또한, 취성이 강한 LCD, PDP용 백라이트 등 얇은 글라스의 커팅작업을 워터젯 커팅기에서 능률적으로 절단할 수 있으므로 작업성 및 제품의 품질을 향상시키는 등의 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명을 실시하기 위한 워터젯 커팅기의 연마재 방출 단면도
도 2는 본 발명을 실시하기 위한 워터젯 커팅기의 홀 가공 사시도
도 3은 본 발명에 의한 워터젯 커팅기를 이용한 글라스를 절단 상태도

본 발명은 워터젯 커팅기를 이용한 글라스 커팅방법에 있어서, 워터젯 커팅기의 압력을 200~1100bar의 저압으로 조절하는 단계와; 200~1100bar의 물과 연마재가 방출되기 직전에 얇은 글라스의 커팅 가공이 시작되는 최초 시작점에 0.1~2초간 연마재만을 방출하는 단계와; 상기 최초 시작점에 방출된 연마재위에 200~1100bar의 물과 연마재를 방출하여 Ø0.5~1.5mm의 홀을 가공하는 단계와; 상기 워터젯 커팅기의 압력을 3000~6000bar의 고압으로 조절하는 단계와; 상기 홀에 3000~6000bar의 물과 연마재를 방출하기 시작하여 글라스의 절단선을 따라 글라스를 커팅하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 기술구성의 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 워터젯 커팅기를 이용한 글라스 커팅방법을 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 도면에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명을 실시하기 위한 워터젯 커팅기의 연마재 방출 단면도, 도 2는 본 발명을 실시하기 위한 워터젯 커팅기의 홀 가공 사시도, 도 3은 본 발명에 의한 워터젯 커팅기를 이용한 글라스를 절단 상태도이다.

본 발명을 실시하는데 사용하는 워터젯 커팅기는 별도의 추가 구성을 설치하는 것이 아니고, 일반적으로 사용하는 워터젯 커팅기를 사용하며, 본 발명의 특징은 분사장치의 압력조절과 연마재의 방출방법에 특징이 있는 것이다.

먼저, 도 2를 참조하면, 워터젯 커팅기의 베드(1)위에 취성이 강한 LCD, PDP용 백라이트 등의 얇은 글라스(2)를 1장 이상 30장 이하로 적층하여 커팅 가공물을 준비한 후, 워터젯 커팅기의 압력을 200~1100bar의 저압으로 조절한다.

다음으로, 도 1에 도시한 바와 같이 200~1100bar의 물과 연마재가 방출되기 직전에 얇은 글라스의 커팅 가공이 시작되는 최초 시작점에 0.1~2초간 연마재(300)만을 방출한다. 상기 연마재만을 방출하는 이유는 비록 저압의 물과 연마재가 방출된다 하더라도 직접 글라스위에 저압의 물과 연마재가 방출되면 순간적인 충격으로 인해 균열이 발생하므로 상기 연마재가 최초 홀가공위치에 소량 뿌려져 있으면 연마재가 완충작용을 하므로써 순간적인 충격을 분산시키게 되므로 글라스이 균열을 완벽하게 방지할 수 있도록 한 것이 본 발명의 핵심적인 구성이다.

상기 연마재만을 방출하는 구성을 도 1을 참조하여 보다 상세히 설명하면, 홀 가공을 위해 200~1100bar의 물과 연마재가 방출하기 직전에 물공급라인의 솔레노이드밸브(100)을 폐쇄하고, 연마재 공급라인의 솔레노이드밸브(200)를 개방하여 0.1~2초간 연마재(300)만을 방출한다.

이때 상기 물공급라인의 솔레노이드밸브(100) 및 연마재 공급라인의 솔레노이드밸브(200)의 폐쇄 및 개방 콘트롤과 연마재 방출타임은 미리 수치제어(NC) 프로그램을 작성하고 상기 수치제어(NC)콘트롤 워터젯 커팅기에 입력, 세팅하여 구성될 수 있는 것으로 이는 이 분야 당업자에게 널리 알려진 사항이므로 상세한 설명은 생략한다.

다음, 상기 최초 시작점에 방출된 연마재위에 200~1100bar의 물과 연마재를 방출하여 Ø0.5~1.5mm의 홀을 가공한 후, 상기 워터젯 커팅기의 압력을 3000~6000bar의 고압으로 조절하여 상기 홀에 3000~6000bar의 물과 연마재를 방출하기 시작하여 도 3에 도시한 바와 같이 글라스의 절단선을 따라 글라스를 커팅하게 된다.

특히, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 최초 시작점에 방출된 연마재위에 200~1100bar의 물과 연마재를 방출하여 Ø0.5~1.5mm의 홀(20)을 가공하는 경우 글라스의 커팅부위의 모든 최초 시작점에 홀(20)을 먼저 가공하는 것이 유리한데, 상기 홀을 가공한 다음, 곧바로 3000~6000bar의 고압으로 조절하여 커팅하게 되면 워터젯 커팅기의 빈번한 압력조절로 인한 기계상의 문제점이 유발될 수 있고, 번거로움이 있는 반면, 상기 200~1100bar의 물과 연마재로 모든 홀을 가공하는 경우에는 상기 빈번한 압력조절이 필요없게 되어 생산성이 증가할 뿐만 아니라 기계에도 무리가 가지 않게 된다.

본 발명에 의한 워터젯 커팅기를 이용한 글라스 커팅방법에서 절단가공하는 글라스는 LCD, PDP용 백라이트 및 램프용 글라스에 한정되는 것은 아니며, 아주 얇은 글라스에 모두 적용될 수 있고, 최초 홀의 크기도 가변 될 수 있으며, 또한 분사장치의 압력 및 연마재의 방출량도 가감 조절될 수 있음은 물론이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 베드
2 : 글라스
10 : 분사노즐
20 : 홀
100 : 물공급라인의 솔레노이드밸브
200 : 연마재 공급라인의 솔레노이드밸브(200)

Claims (3)

1. 워터젯 커팅기를 이용한 글라스 커팅방법에 있어서, 워터젯 커팅기의 압력을 200~1100bar의 저압으로 조절하는 단계와; 200~1100bar의 물과 연마재가 방출되기 직전에 얇은 글라스의 커팅 가공이 시작되는 최초 시작점에 0.1~2초간 연마재만을 방출하는 단계와; 상기 최초 시작점에 방출된 연마재위에 200~1100bar의 물과 연마재를 방출하여 Ø0.5~1.5mm의 홀을 가공하는 단계와; 상기 워터젯 커팅기의 압력을 3000~6000bar의 고압으로 조절하는 단계와; 상기 홀에 3000~6000bar의 물과 연마재를 방출하기 시작하여 글라스의 절단선을 따라 글라스를 커팅하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 워터젯 커팅기를 이용한 글라스 커팅방법
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 0.1~2초간 연마재만을 방출하는 단계는 물공급라인의 솔레노이드밸브를 폐쇄하고, 연마재 공급라인의 솔레노이드밸브를 개방하여 방출하되, 상기 물공급라인의 솔레노이드밸브 및 연마재 공급라인의 솔레노이드밸브의 폐쇄 및 개방과 연마재 방출타임은 수치제어(NC) 프로그램을 워터젯 커팅기에 입력, 세팅하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 워터젯 커팅기의 글라스 커팅방법
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 Ø0.5~1.5mm의 홀을 가공하는 단계는 글라스의 커팅부위의 모든 최초 시작점에 모든 홀을 먼저 가공하는 것을 특징으로 하는 워터젯 커팅기의 글라스 커팅방법

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