KR101523085B1 - 형상기억합금 표면처리 장치 및 방법 - Google Patents

형상기억합금 표면처리 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 형상기억합금 표면처리 장치에 관한 것으로서, 전해질이 수용된 저수 용기와, 저수 용기 내에 삽입되며 제1중공을 갖는 원통형으로 형성되되 전해질이 입출될 수 있게 메쉬망으로 형성된 외부 망체와, 외부 망체 내에 삽입되며 제1중공보다 외경이 작은 제2중공을 갖는 원통형으로 형성되되 메쉬망으로 형성된 내부 망체와, 외부 망체와 내부 망체를 바닥부분에서 상호 연결하는 연결부재로 된 음극 유니트와, 외부 망체와 내부망체 사이의 수용공간 내에 삽입되며 원판형으로 형성된 바닥판부와, 바닥판부로부터 상호 이격되어 상방으로 연장된 수직기둥부와, 수직기둥부를 상호 연결하는 수평부분을 갖는 양극체와, 양극체의 표면을 덮도록 형성된 절연층을 갖되 바닥판부에 양극체가 노출되게 형성되어 형상기억합금으로 형성된 표면처리 대상 치골 신경치료용 스크류를 접촉되게 삽입할 수 있게 형성된 삽입홈이 마련된 양극유니트와, 음극 유니트에 형성된 제1 단자와 양극체의 노출된 제2 단자를 통해 전력을 공급하는 전원부를 구비한다. 이러한 형상기억합금 표면처리 장치에 의하면, 구조가 단순하면서도 형상기억 합금으로 형성된 다수의 치골 신경치료용 스크류의 표면을 균일하게 표면처리할 수 있는 장점을 제공한다.

Description

형상기억합금 표면처리 장치 및 방법 {apparatus and method of processing surface of shape memory alloy}
본 발명은 형상기억합금 표면처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 가공된 형상기억합금의 표면을 전해 연마에 의해 처리하는 형상기억합금 표면처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 나사선을 갖는 치골 신경치료용 스크류는 기계적 가공 과정을 거쳐 제조된다.
이러한 스크류는 치골신경 치료에 사용되기 때문에 표면처리가 매우 중요하다.
한편, 가공된 금속의 표면에 매끄럽지 못하게 생성된 버(bur)를 매끄럽게 처리하기 위한 방법으로 기계적 연마 또는 전해 연마법이 이용되고 있다.
전해 연마법의 경우 국내 등록 특허 제10-0739298호 등 다양하게 개시되어 있다.
그런데, 상기 전해 연마방식의 경우 표면 연마 대상물에 대해 전류가 불균일하게 형성되는 문제점을 개선하기 위해 보조전극을 추가로 적용함으로써 구조가 복잡해지는 단점이 있다.
또한, 치골 신경치료용 스크류의 경우 다수개를 동시에 균일한 표면처리를 할 수 있는 구조가 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 다수의 표면처리 대상물에 대해 균일한 전해연마 처리가 수행될 수 있는 형상기억합금 표면처리 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 형상기억합금 표면처리 장치는 전해질이 수용된 저수 용기와; 상기 저수 용기 내에 삽입되며 제1중공을 갖는 원통형으로 형성되되 상기 전해질이 입출될 수 있게 메쉬망으로 형성된 외부 망체와, 상기 외부 망체 내에 삽입되며 상기 제1중공보다 외경이 작은 제2중공을 갖는 원통형으로 형성되되 메쉬망으로 형성된 내부 망체와, 상기 외부 망체와 상기 내부 망체를 바닥부분에서 상호 연결하는 연결부재로 된 음극 유니트와; 상기 외부 망체와 상기 내부망체 사이의 수용공간 내에 삽입되며 원판형으로 형성된 바닥판부와, 상기 바닥판부로부터 상호 이격되어 상방으로 연장된 수직기둥부와, 상기 수직기둥부를 상호 연결하는 수평부분을 갖는 양극체와, 상기 양극체의 표면을 덮도록 형성된 절연층을 갖되 상기 바닥판부에 상기 양극체가 노출되게 형성되어 표면처리 대상 형상기억합금을 접촉되게 삽입할 수 있게 형성된 삽입홈이 마련된 양극유니트와; 상기 음극 유니트에 형성된 제1 단자와 상기 양극체의 노출된 제2 단자를 통해 전력을 공급하는 전원부;를 구비한다.
바람직하게는 상기 형상기억 합금은 니켈(Ni) 51 중량 퍼센트와 티타늄(Ti) 49중량 퍼센트로 형성되어 있고, 상기 전해질은 황산, 불산 및 메탄올이 각각 부피비가 1 : 1 : 4의 비율로 혼합된 것을 적용한다.
또한, 상기 삽입홈은 상기 외부망체와 상기 내부 망체 사이에 원주방향을 따라 등거리 상에 상호 이격되게 형성되어 있고, 상기 외부망체와 상기 내부망체를 기준으로 상기 삽입홈의 중심까지의 이격거리는 10 내지 20mm이고, 상기 전원부를 통해 공급되는 전압은 5 내지 20V이며, 상기 양극체, 상기 외부망체 및 상기 내부망체는 티타늄(Ti)으로 형성된다.
본 발명에 따른 형상기억합금 표면처리 장치 및 방법에 의하면, 구조가 단순하면서도 형상기억 합금으로 형성된 다수의 치골 신경치료용 스크류의 표면을 균일하게 표면처리할 수 있는 장점을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 형상기억합금 표면처리 장치를 나타내 보인 분리 사시도이고,
도 2는 도 1의 형상기억합금 표면처리 장치의 평면도이고,
도 3은 도 1의 양극유니트의 단면도이고,
도 4는 도 1의 형상기억합금 표면처리 장치의 결합상태의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 형상기억합금 표면처리 장치를 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 형상기억합금 표면처리 장치를 나타내 보인 분리 사시도이고, 도 2는 도 1의 형상기억합금 표면처리 장치의 평면도이고, 도 3은 도 1의 양극유니트의 단면도이고, 도 4는 도 1의 형상기억합금 표면처리 장치의 결합상태의 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 형상기억합금 표면처리 장치(100)는 저수 용기(110), 음극 유니트(130), 양극 유니트(150) 및 전원부(170)를 구비한다.
저수 용기(110)는 전해질(112)이 수용되어 있다.
저수 용기(110) 내에 수용된 전해질(112)은 황산(H2SO4), 불산(HF) 및 메탄올(CH3OH)이 각각 부피비가 1 : 1 : 4의 비율로 혼합된 것을 적용한다.
여기서, 황산은 99.8 내지 99%의 농도를 갖는 것을 적용하고, 불산은 48 내지 50%의 농도를 갖는 것을 적용하며, 메탄올은 99.8 내지 99%의 농도를 갖는 것을 적용한다.
음극 유니트(130)는 저수 용기(110) 내에 삽입되며 외부망체(131), 내부 망체(135), 연결부재(137) 및 제1전극(138)로 되어 있다
외부망체(131)는 저수 용기(110) 내에 삽입될 수 있는 크기로 형성되며 제1중공(132)을 갖는 원통형으로 형성되되 전해질(112)이 입출될 수 있게 메쉬망으로 형성되어 있다.
외부망체(131)는 티타늄(Ti)으로 형성하는 것이 바람직하다.
내부망체(135)는 외부 망체(131) 내에 삽입되며 외부망체(131)의 제1중공(132)보다 외경이 작은 제2중공(136)을 갖는 원통형으로 형성되되 메쉬망으로 형성되어 있다.
연결부재(137)는 외부 망체(131)와 내부 망체(135)를 바닥부분에서 상호 연결하며 도시된 예에서는 띠 형태로 형성되어 등간격으로 3곳에서 외부 망체(131)와 내부 망체(135) 결합한다.
여기서 내부망체(135) 및 연결부재(137)도 티타늄(Ti)으로 형성되는 것이 바람직하다.
제1전극(138)은 외부 망체(131)의 상부 내측면에서 상방으로 연장되어 전원부(170)의 음극 단자와 접속되어 있다.
양극 유니트(150)는 외부 망체(131)와 내부망체(135) 사이의 수용공간 내에 삽입되며 원판형으로 형성된 바닥판부(151a)와, 바닥판부(151a)로부터 상호 이격되어 상방으로 연장된 수직기둥부(151b)와, 수직기둥부(151b)를 상호 연결하는 수평부분(151c)을 갖는 양극체(151)와, 양극체(151)의 표면을 덮도록 형성된 절연층(155)을 갖되 바닥판부(151a)에 양극체(151)가 노출되게 형성되어 표면처리 대상 형상기억합금으로 된 치골 신경치료용 스크류(200)를 접촉되게 삽입할 수 있게 형성된 삽입홈(157)이 마련된 구조로 되어 있다.
여기서, 삽입홈(157)은 외부망체(131)와 내부 망체(135) 사이에 원주방향을 따라 등거리(d) 상에 상호 이격되게 형성되어 있고, 외부망체(131)와 내부망체(135)를 기준으로 삽입홈(157)의 중심까지의 이격거리(d)는 10 내지 20mm로 적용되는 것이 바람직하다.
수평부분(151c)을 에워싸는 부분의 절연층(155) 저면에는 내부망체(135)의 제2중공(136)내에 삽입되어 양극 유니트(150)의 음극 유니트(130)에 대해 동심상으로 정렬되면서 양극 유니트(150)가 음극 유니트(130)에 대해 부상상태로 지지될 수 있게 하방으로 돌출된 끼움 결합부분(159)가 형성되어 있다.
끼움 결합부분(159)의 외경은 내부 망체(135)의 제2중공(136) 내에 삽입될 수 있으면서 유동이 억제될 수 있게 적절하게 적용하면된다.
제2단자(158)는 양극체(151)의 수평부분(151c)으로부터 절연층(155) 외부로 연장되어 외부에 노출되게 형성되어 있다.
양극체(151)도 티타늄(Ti)으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 절연층(155)은 절연성 폴리프로필렌으로 형성될 수 있다.
전원부(170)는 음극 유니트(130)에 형성된 제1 단자(138)와 양극체(151)의 수평부분(151c)으로부터 절연층(155) 외부로 노출된 제2 단자(158)를 통해 직류 전력을 공급한다.
여기서, 전원부(170)를 통해 공급되는 전압은 5 내지 20V로 적용하고, 바람직하게는 10V를 적용한다.
또한, 여기서 표면처리 대상으로 적용되는 치골 신경 치료용 스크류(200)는 니켈(Ni) 51 중량 퍼센트와 티타늄(Ti) 49중량 퍼센트로 된 형상기억 합금으로 형성되며 나사선부분을 갖는 구조로 되어 있다.
이러한 형상기억합금 표면처리 장치(100)를 이용하여 전해연마 하는 과정을 설명하면, 양극 유니트(150)의 삽입홈(157)에 치골신경 치료용 스크류(200)를 양극체(151)에 접촉되게 삽입하고, 양극 유니트(150)를 끼움 결합부분(158)이 제22중공(136)에 삽입되는 방향으로 음극 유니트(130)에 삽입한 후 전해질(112)이 담긴 저수 용기(110) 내에 삽입한다.
이후, 전원부(170)를 통해 10V의 전압을 인가한 후 1분 내지 3분 동안 전해 연마처리하면 된다. 이러한 전해 연마과정에서 온도 상승이 거의 발생하지 않아 저수 용기(110) 내의 온도는 상온 20 내지 30℃ 내로 유지된다.
이러한 형상기억합금 표면처리 장치(100)는 원주방향을 따라 형성된 다수의 삽입홈(157)들이 음극과 양극과의 이격거리가 균일하여 전류분포가 일정하게 유지됨으로써 다수의 치골 신경치료용 스크류(200)를 한번에 균일한 표면처리를 할 수 있는 장점을 제공한다.
110: 저수 용기 130: 음극 유니트
131: 외부망체 136: 내부망체
150: 양극 유니트 170: 전원부

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 전해질이 수용된 저수 용기와;
    상기 저수 용기 내에 삽입되며 제1중공을 갖는 원통형으로 형성되되 상기 전해질이 입출될 수 있게 메쉬망으로 형성된 외부 망체와, 상기 외부 망체 내에 삽입되며 상기 제1중공보다 외경이 작은 제2중공을 갖는 원통형으로 형성되되 메쉬망으로 형성된 내부 망체와, 상기 외부 망체와 상기 내부 망체를 바닥부분에서 상호 연결하는 연결부재로 된 음극 유니트와;
    상기 외부 망체와 상기 내부망체 사이의 수용공간 내에 삽입되며 원판형으로 형성된 바닥판부와, 상기 바닥판부로부터 상호 이격되어 상방으로 연장된 수직기둥부와, 상기 수직기둥부를 상호 연결하는 수평부분을 갖는 양극체와, 상기 양극체의 표면을 덮도록 형성된 절연층을 갖되 상기 바닥판부에 상기 양극체가 노출되게 형성되어 형상기억합금로 된 표면처리 대상 치골 신경치료용 스크류를 접촉되게 삽입할 수 있게 형성된 삽입홈이 마련된 양극유니트와;
    상기 음극 유니트에 형성된 제1 단자와 상기 양극체의 노출된 제2 단자를 통해 전력을 공급하는 전원부;를 구비하고,
    상기 치골 신경치료용 스크류는 니켈(Ni) 51 중량 퍼센트와 티타늄(Ti) 49중량 퍼센트로 형성되어 있고, 상기 전해질은 황산, 불산 및 메탄올이 각각 부피비가 1 : 1 : 4의 비율로 혼합된 것을 적용하는 것을 특징으로 하는 형상기억합금 표면처리 장치.
  3. 삭제
  4. 전해질이 수용된 저수 용기와, 상기 저수 용기 내에 삽입되며 제1중공을 갖는 원통형으로 형성되되 상기 전해질이 입출될 수 있게 메쉬망으로 형성된 외부 망체와, 상기 외부 망체 내에 삽입되며 상기 제1중공보다 외경이 작은 제2중공을 갖는 원통형으로 형성되되 메쉬망으로 형성된 내부 망체와, 상기 외부 망체와 상기 내부 망체를 바닥부분에서 상호 연결하는 연결부재로 된 음극 유니트와, 상기 외부 망체와 상기 내부망체 사이의 수용공간 내에 삽입되며 원판형으로 형성된 바닥판부와, 상기 바닥판부로부터 상호 이격되어 상방으로 연장된 수직기둥부와, 상기 수직기둥부를 상호 연결하는 수평부분을 갖는 양극체와, 상기 양극체의 표면을 덮도록 형성된 절연층을 갖되 상기 바닥판부에 상기 양극체가 노출되게 형성되어 형상기억합금으로 형성된 표면처리 대상 치골 신경치료용 스크류를 접촉되게 삽입할 수 있게 형성된 삽입홈이 마련된 양극유니트와, 상기 음극 유니트에 형성된 제1 단자와 상기 양극체의 노출된 제2 단자를 통해 전력을 공급하는 전원부를 구비하는 형상기억합금 표면처리 장치의 표면처리 방법에 있어서,
    가. 상기 양극 유니트의 삽입홈에 상기 치골 신경치료용 스크류를 삽입하고, 상기 음극 유니트에 상기 양극 유니트를 삽입한 후 상기 전해질이 담긴 상기 저수 용기에 삽입하는 단계와;
    나. 상기 전원부로부터 상기 제1단자와 상기 제2단자를 통해 5 내지 20V의 전압을 1분 내지 3분 동안 인가하여 전해 연마처리하는 단계;를 포함하고,
    상기 전해질은 황산, 불산 및 메탄올이 각각 부피비가 1 : 1 : 4의 비율로 혼합된 것을 적용하는 것을 특징으로 하는 형상기억합금 표면처리 방법.
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