KR101578779B1 - 비정질 제품 성형 시스템 및 비정질 제품 성형 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비정질 대상물을 쉽게 성형할 수 있게 하는 비정질 제품 성형 시스템 및 비정질 제품 성형 방법에 관한 것으로서, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 비정질 제품 성형 시스템은, 비정질 대상물을 성형할 수 있도록 캐비티가 형성되는 금형을 예열할 수 있는 금형 예열 장치; 상기 금형과 착탈 가능하게 설치되고, 상기 금형을 가압할 수 있는 금형 프레스 장치; 상기 금형 예열 장치에 의해 예열된 상기 금형을 상기 금형 프레스 장치로 로딩하는 금형 로딩 장치; 및 상기 금형의 캐비티에 비정질 대상물을 로딩하는 대상물 로딩 장치;를 포함할 수 있다.

Description

비정질 제품 성형 시스템 및 비정질 제품 성형 방법{System and method of forming amorphous material}
본 발명은 비정질 제품 성형 시스템 및 비정질 제품 성형 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비정질 대상물을 쉽게 성형할 수 있게 하는 비정질 제품 성형 시스템 및 비정질 제품 성형 방법에 관한 것이다.
첨단산업이 발전함에 따라 제품의 고효율화 및 소형화가 추구되며, 환경보호를 위한 각종규제, 에너지절약 사업이 추진되고 있다 이러한 시대적 요구에 따라 다양한 기능성 신소재의 개발이 이루어지고 있으며 비정질재도 그러한 소재 중의 하나로 주목을 받고 있다. 예를 들어, 금속원자가 무질서하게 배열한 구조를 가지고 있고 열량 측정과 열팽창계수 측정 등의 연속가열 데이터에 명확한 유리전 이점이 관찰되는 재료인 비정질 금속재는, 기존 금속의 결정질 구조에서 냉각속도의 증가 및 다합금화로써 구조를 유리와 같은 비정질상으로 변화시킨 것이다. 결정구조가 비정질 금속으로 변화하게 되면 구조면에서는 강도와 인성이 증가하고 내식성이 향상된다. 그리고 기능면에서는 에너지효율이 증가하고 전자기적 특성이 향상된다.
한편, 산업계에서는 벌크재로서의 비정질 금속재에 대한 요구가 증대되고 있다. 비정질 벌크 금속재의 제조방법으로서는 구리합금 몰드주조법, 고압 다이캐스팅법, 아크용해법, 일방향 용해법, 스퀴즈 캐스팅법, 스트립 캐스팅법 등의 응고를활용한 방법들이 있다. 그러나, 이러한 응고법들에 의하여 형성된 비정질 금속재의 최대두께(tmax)는 엔지니어링 소재로서의 응용성을 확대하기에는 아직 충분하지 않다는 문제점과 비정질 금속으로 응고되기 위한 임계냉각속도(Rc)가 매우 빠르다는 문제점이 있다.
한편, 비정질 금속으로 응고되기 위하여 급냉조건을 만족하면서 성형할 수 있는 방법은 극히 제한적이라는 문제점도 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 금형이나 비정질 대상물을 미리 예열한 다음, 예열된 금형으로 본 가공을 수행하여 가공 온도의 정밀도와 정확도를 높이고, 비정질 대상물의 가공 온도를 일정하고 균일하게 유지할 수 있으며, 가공 시간을 줄여서 생산성을 크게 향상시킬 수 있게 하는 비정질 제품 성형 시스템 및 비정질 제품 성형 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 비정질 제품 성형 시스템은, 비정질 대상물을 성형할 수 있도록 캐비티가 형성되는 금형을 예열할 수 있는 금형 예열 장치; 상기 금형과 착탈 가능하게 설치되고, 상기 금형을 가압할 수 있는 금형 프레스 장치; 상기 금형 예열 장치에 의해 예열된 상기 금형을 상기 금형 프레스 장치로 로딩하는 금형 로딩 장치; 및 상기 금형의 캐비티에 비정질 대상물을 로딩하는 대상물 로딩 장치;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 금형은, 서로 결합되는 상형 및 하형을 포함하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 금형 예열 장치는, 상기 금형을 수용하는 금형 수용 공간이 형성되고, 일측에 입구가 형성되며, 타측에 출구가 형성되는 금형 예열 챔버; 및 상기 금형 예열 챔버 내부에 설치되고, 상기 금형을 예열할 수 있는 금형 예열 히터;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 금형 예열 챔버의 입구 및 출구에 각각 불활성 가스 커튼 장치가 설치되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 비정질 대상물은, 비정질 분말을 압축한 예비 성형체일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 금형 프레스 장치는, 상기 금형을 수용하는 금형 수용 공간이 형성되고, 일측에 게이트가 설치된 입구가 형성되며, 타측에 게이트가 설치된 출구가 형성되는 금형 프레스 챔버; 및 상기 금형 프레스 챔버 내부에 설치되고, 상기 금형의 상형과 착탈 가능한 상부 가압대 및 상기 금형의 하형과 착탈 가능한 하부 가압대를 포함하는 가압 프레스;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 금형 프레스 챔버는, 진공 챔버일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 금형 프레스 장치는, 상기 상부 가압대 또는 하부 가압대에 설치되고, 상기 금형 또는 비정질 대상물을 전자기 유도 가열하는 전자기 유도 가열 히터;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 비정질 제품 성형 시스템은, 프레스 몰딩 성형된 비정질 제품을 상기 금형과 함께 언로딩하는 금형 언로딩 장치; 상기 금형에서 비정질 제품을 언로딩하는 제품 언로딩 장치; 및 상기 금형을 상기 금형 예열 장치로 반송하는 금형 반송 장치;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 금형 언로딩 장치는, 언로딩 로드락 챔버에 설치되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 비정질 제품 성형 시스템은, 상기 금형 언로딩 장치에 의해서 언로딩된 비정질 제품을 상기 금형과 함께 냉각시키는 냉각 장치;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 냉각 장치는, 상기 비정질 제품을 상기 금형과 함께 냉매에 침지시키는 냉매조;를 포함하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 금형 로딩 장치 또는 상기 대상물 로딩 장치는 로딩 로드락 챔버에 설치되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 비정질 제품 성형 시스템은, 상기 비정질 대상물을 예열하는 비정질 대상물 예열 장치;를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 비정질 제품 성형 시스템은, 비정질 대상물을 성형할 수 있도록 캐비티가 형성되는 금형을 가압할 수 있는 금형 프레스 장치; 및 상기 금형 프레스 장치 또는 상기 금형에 설치되고, 상기 금형 또는 비정질 대상물을 전자기 유도 가열할 수 있는 전자기 유도 가열 히터;를 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 비정질 제품 성형 방법은, 비정질 대상물을 성형할 수 있도록 캐비티가 형성되는 금형을 준비하는 단계; 상기 금형을 예열하는 단계; 상기 금형을 금형 프레스 장치로 로딩하는 단계; 상기 금형의 캐비티에 비정질 대상물을 로딩하는 단계; 및 상기 비정질 대상물을 비정질 제품으로 성형할 수 있도록 상기 금형 프레스 장치로 상기 금형을 가압하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 비정질 제품 성형 방법은, 프레스 몰딩 성형된 비정질 제품을 상기 금형과 함께 언로딩하는 단계; 언로딩된 비정질 제품을 상기 금형과 함께 냉각시키는 단계; 상기 금형에서 비정질 제품을 언로딩하는 단계; 및 상기 금형을 상기 금형 예열 장치로 반송하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 금형의 캐비티에 비정질 대상물을 로딩하는 단계 이전에, 상기 비정질 대상물을 예열하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 온도의 정밀도와 정확도와 균일도 및 지속력를 높이고, 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 비정질 제품 성형 시스템을 개략적으로 나타내는 개략도이다.
도 2는 도 1의 금형 예열 장치를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1의 금형 프레스 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3의 금형 프레스 장치의 착탈 장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 3의 금형 프레스 장치 및 금형의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 3의 금형 프레스 장치 및 금형의 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 1의 금형을 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 비정질 제품 성형 방법을 나타내는 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 비정질 제품 성형 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 비정질 제품 성형 시스템(1000)을 개략적으로 나타내는 개략도이고, 도 2는 도 1의 금형 예열 장치(20)를 나타내는 단면도이다. 그리고, 도 3은 도 1의 금형 프레스 장치(30)를 나타내는 단면도이고, 도 4는 도 3의 금형 프레스 장치(30)의 착탈 장치(33)의 일례를 나타내는 단면도이다.
먼저, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 비정질 제품 성형 시스템(1000)은, 크게 금형 예열 장치(20)와, 금형 프레스 장치(30)와, 금형 로딩 장치(40)와, 대상물 로딩 장치(50)를 포함할 수 있다.
여기서, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 비정질 제품 성형 시스템(1000)은, 상술된 각 장치들이 컨베이어 장치(100)나 기타 로봇 장치 등에 의해서 서로 생산 라인화되어 연결되고, 생산 라인을 따라 일정한 형상의 비정질 대상물(1)을 특정한 형상의 비정질 제품(2)으로 제작할 수 있도록 설치된 공장 시스템일 수 있다.
여기서, 상기 비정질 대상물(1)은, 예를 들어서, 급속응고법에 의하여 제조되는 비정질 분말일 수 있으며, 상기 급속응고법로는 용융 합금에 대하여 고압가스 및/또는 고압수를 분사하여 제조하는 가스분사법, 용융금속을 빠르게 회전하는 원판을 이용하여 분말을 제조하는 원심분리법, 빠른 속도로 회선하는 롤에 의해 분말이 제조되는 멜트스피닝법 등이 있다.
이외에도 상기 비정질 대상물(1)은, 예를 들어서, 비정질 분말들을 가열하고 압축함으로써 이루어지는 예비 성형체일 수 있다. 이러한 예비 성형체는 예컨데, 운반이나 취급이 용이할 수 있도록 육면체 형상, 패널 형상, 원판 형상, 원기둥 형상, 판 형상, 핀형상, 구 형상 등 매우 다양한 형태의 단순화된 기본 형상일 수 있다.
상술된 예비 성형체를 제작하기 위해서 예비성형용 몰드 내에 비정질 분말들을 가열 및 압축할 수 있다. 이러한 가열은 비정질 분말들의 입자 표면 또는 입자 전체의 온도가 유리천이온도(Tg)와 결정화온도(Tx) 사이가 되도록 수행될 수 있고, 압축은 비정질 분말에 압축력을 인가함으로써 구현될 수 있다. 즉, 비정질 분말들을 가열한 후에 압축하거나 가열과 동시에 압축함으로써, 예비 성형체를 구현할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 예를 들어서, 상기 금형(10)은, 비정질 대상물(1)을 성형할 수 있도록 내부에 캐비티(C)가 형성되고, 서로 결합되는 상형(10-1) 및 하형(10-2)일 수 있다. 여기서, 이러한 상기 금형(10)은, 세라믹제 또는 금속제 금형일 수 있다. 이외에도 상기 금형(10)은, 좌형, 우형, 중간형 등 서로 결합되는 다양한 형태의 복수개의 금형 구조물들이 모두 적용될 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 금형 예열 장치(20)는, 상기 금형(10)을 예열할 수 있는 장치로서, 금형 예열 챔버(21) 및 금형 예열 히터(22)를 포함할 수 있다.
여기서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 금형 예열 챔버(21)는, 상기 금형(10)을 수용하는 금형 수용 공간(A)이 형성되는 것으로서, 일측에 설치된 입구(21a)가 형성되며, 타측에 설치된 출구(21b)가 형성되는 전체적으로 박스 형태의 챔버일 수 있다. 여기서, 이러한 상기 금형 예열 챔버(21)은, 일반적인 가공 챔버는 물론, 진공 챔버 또는 불활성 가스 챔버 등이 적용될 수 있다.
또한, 상기 금형 예열 히터(22)는, 상기 금형 예열 챔버(21) 내부에 설치되고, 상기 금형(10)을 예열할 수 있는 히터일 수 있다. 여기서, 상기 금형 예열 히터(22)는 일반적인 전열 히터나 기타 전자기 유도 가열식 히터일 수 있다.
또한, 상기 금형 예열 챔버(21)의 입구(21a) 및 출구(21b)에는 열손실을 방지할 수 있도록 각각 불활성 가스 커튼 장치(23)가 설치될 수 있다. 여기서, 불활성 가스는 질소 가스나 아르곤 가스 등 공정에 영향을 미치지 않는 가스일 수 있다.
따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 금형(10)은 상기 컨베이어 장치(100)에 의해 이동하면서 상기 금형 예열 챔버(21)를 지나는 동안, 상기 금형 예열 히터(22)에 의해서 특정한 온도로 가열될 수 있다.
여기서, 특정한 온도란, 비정질 대상물(1)의 입자 표면 또는 입자 전체의 온도가 유리천이온도(Tg)와 결정화온도(Tx) 사이일 수 있고, 이러한 온도가 지속적으로 유지되거나 적어도 이러한 온도에 근접한 온도가 지속적으로 유지될 수 있다. 예컨데, 특정한 온도는 대략 섭씨 550도일 수 있다.
한편, 상기 금형 프레스 장치(30)는, 상기 금형(10)과 착탈 가능하게 설치되고, 상기 금형(10)을 가온 및 가압할 수 있는 장치일 수 있다.
여기서, 상기 금형 프레스 장치(30)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 금형 프레스 챔버(31) 및 가압 프레스(32)를 포함할 수 있다.
이러한, 상기 금형 프레스 챔버(31)는, 상기 금형(10)을 수용하는 금형 수용 공간(B)이 형성되는 것으로, 일측에 게이트(G)가 설치된 입구(31a)가 형성되며, 타측에 게이트(G)가 설치된 출구(31b)가 형성되는 챔버일 수 있다. 여기서, 상기 금형 프레스 챔버(31)는 내부에 상기 금형(10) 또는 상기 비정질 대상물(1)을 가열할 수 있는 히터가 설치될 수 있다. 또한, 상기 금형 프레스 챔버(31)는 일반적인 가공 챔버는 물론, 진공 챔버 또는 불활성 가스 챔버 등이 적용될 수 있다.
또한, 상기 가압 프레스(32)는, 상기 금형 프레스 챔버(31) 내부에 설치되는 것으로, 상기 금형(10)의 상형(10-1)과 착탈 장치(33)로 착탈 가능한 상부 가압대(32-1) 및 상기 금형(10)의 하형(10-2)과 착탈 장치(33)로 착탈 가능한 하부 가압대(32-2)를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 착탈 장치(33)는, 상기 금형(10)을 상기 가압 프레스(32)의 상부 가압대(32-1) 및 하부 가압대(32-2)에 착탈 가능하게 결합시키는 장치로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 레일을 이용하거나 이외에도 돌기나 홈을 이용하거나, 핀과 핀홀을 이용하는 등 매우 다양한 형태의 착탈 장치가 적용될 수 있다.
또한, 상기 금형 로딩 장치(40)는, 상기 금형 예열 장치(20)에 의해 예열된 상기 금형(10)을 상기 금형 프레스 장치(30)로 로딩하는 장치일 수 있다.
또한, 상기 대상물 로딩 장치(50)는, 상기 금형(10)의 캐비티(C)에 비정질 대상물(1)을 로딩하는 장치일 수 있다. 여기서, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 금형 로딩 장치(40)와 상기 대상물 로딩 장치(50)은 별도의 이송 장치일 수 있고, 이외에도 동일한 이송 장치일 수 있다.
여기서, 상기 금형 로딩 장치(40) 및 대상물 로딩 장치(50)는, 각종 이송 로봇이나, 각종 컨베이어 장치(100)들을 포함할 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 비정질 제품 성형 시스템(1000)은, 상기 비정질 대상물(1)을 예열하는 비정질 대상물 예열 장치(90)를 더 포함할 수 있다. 이러한 상기 비정질 대상물 예열 장치(90)는, 그 구성이 상술된 상기 금형 예열 장치(20)와 동일할 수 있다. 따라서, 여기서 상세한 설명은 생략한다. 이외에도 상기 비정질 대상물 예열 장치(90)는, 다양한 형태의 예열 히터나 예열 챔버 등이 적용될 수 있다.
따라서, 상기 금형(10)은 상기 금형 예열 장치(20)를 이용하여 미리 예열할 수 있고, 상기 비정질 대상물(1)은 상기 비정질 대상물 예열 장치(90)를 이용하여 미리 예열할 수 있으며, 이렇게 예열된 상기 금형(10)과 상기 비정질 대상물(1)은 각각 상기 금형 로딩 장치(40) 및 대상물 로딩 장치(50)에 의해서 상기 금형 프레스 장치(30)로 각각 로딩될 수 있다.
그러므로, 상기 금형(10) 또는 상기 비정질 대상물(1)은 이미 예열되어 상기 금형 프레스 장치(30) 내부의 히터에 의하여 특정 온도로 쉽게 가열될 수 있다. 이 때, 상기 비정질 대상물(1)의 외부 표면과 내부의 온도가 균일하도록 동시에 유리천이온도(Tg)와 결정화온도(Tx) 사이에서 예를 들어서, 대략 섭씨 550도에서 가열될 수 있다. 이러한 과냉각 액상 영역의 온도구간(△Tx)에서 가열된 상기 비정질 대상물(1)의 표면에 미세한 용융층이 형성되고 이 상태에서 상기 비정질 대상물(1)이 압축됨으로써, 내부 조직이 결합되어 최종적으로 비정질 제품(2)이 구현될 수 있다. 이러한 상기 비정질 제품(2)은, 비정질 벌크재, 비정질 리본재, 또는 비정질 테이프, 비정질 선재 등을 포함할 수 있다. 한편, 이러한 가온, 가압 공정의 적어도 일부는 진공 상태 또는 불활성 가스 분위기에서 수행될 수 있으며 이 경우 상기 비정질 제품(2)의 내부 기공이 효과적으로 소멸될 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 비정질 제품 성형 시스템(1000)은, 상술된 장치들 이외에도, 프레스 몰딩 성형된 비정질 제품(2)을 상기 금형(10)과 함께 언로딩하는 금형 언로딩 장치(60)와, 상기 금형 언로딩 장치(60)에 의해서 언로딩된 비정질 제품(2)을 상기 금형(10)과 함께 냉각시키는 냉각 장치(80)와, 상기 금형(10)에서 완성된 비정질 제품(2)을 언로딩하는 제품 언로딩 장치(70) 및 상기 금형(10)을 상기 금형 예열 장치(20)로 반송하는 금형 반송 장치(61)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 진공 환경을 효율적으로 조성하기 위하여 상기 금형 로딩 장치(40) 또는 상기 대상물 로딩 장치(50)는 로딩 로드락 챔버(71)에 설치될 수 있고, 상기 금형 언로딩 장치(60)는, 언로딩 로드락 챔버(72)에 설치될 수 있다.
또한, 상기 냉각 장치(80)는, 상기 금형 프레스 장치(30)에서 완성된 상기 비정질 제품(2)을 상기 금형(10)과 함께 냉매(W)에 침지시키는 냉매조(81)를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 금형 프레스 장치(30) 및 금형(10)의 일례를 나타내는 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 금형 프레스 장치(30) 및 금형(10)의 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 비정질 제품 성형 시스템은, 비정질 대상물(1)을 성형할 수 있도록 캐비티(C)가 형성되는 금형(10)을 가압할 수 있는 금형 프레스 장치(30) 및 상기 금형 프레스 장치(30) 또는 상기 금형에 설치되고, 상기 금형(10) 또는 비정질 대상물(1)을 전자기 유도 가열할 수 있는 전자기 유도 가열 히터(H1)(H2)를 포함할 수 있다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 전자기 유도 가열 히터(H1)는 상기 금형 프레스 장치(30)에 설치될 수 있고, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 전자기 유도 가열 히터(H2)는 상기 금형(10)에 설치될 수 있다.
따라서, 상기 전자기 유도 가열 히터(H1)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 상부 가압대(32-1) 또는 하부 가압대(32-2)에 설치되어 상기 금형(10) 또는 비정질 대상물(1)을 전자기 유도 가열할 수 있고, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 전자기 유도 가열 히터(H2)는 상기 금형(10)에 설치되어 비정질 대상물(1)을 전자기 유도 가열할 수 있다. 즉, 이러한 전자기 유도 가열 현상을 이용하여 상기 비정질 대상물(1)의 외부 표면과 내부의 온도가 균일하도록 동시에 유리천이온도(Tg)와 결정화온도(Tx) 사이에서 예를 들어서, 대략 섭씨 550도에서 가열될 수 있다.
도 7은 도 1의 금형(10)을 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 금형(10)은 비정질 대상물(1)의 가공 후 인출이 용이하도록 이젝트 핀(11)이 설치될 수 있다. 이외에도 상기 금형(10)의 형상은, 도면에 국한된 것이 아니라 비정질 제품(2)의 형상에 따라 매우 다양한 형상으로 형성될 수 있고, 도시하지 않았지만, 각종 비정질 대상물 공급부나, 금형 물림부나, 가열 장치나, 냉각 장치 등 매우 다양한 장치들이 부수적으로 설치될 수 있다.
따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 본 발명의 일부 실시예들에 따른 비정질 제품 성형 시스템(1000)의 작동 과정을 설명하면, 상기 비정질 대상물(1)을 성형할 수 있도록 캐비티(C)가 형성되는 금형(10)을 준비하고, 상기 금형 예열 장치(20)를 이용하여 상기 금형(10)을 예열할 수 있다. 이어서, 상기 금형(10)을 상기 금형 프레스 장치(30)로 로딩할 수 있다.
한편, 비정질 분말을 예비 성형체 등으로 가공하여 상기 비정질 대상물(1)을 준비하고, 상기 비정질 대상물 예열 장치(90)를 이용하여 상기 비정질 대상물(1)을 예열할 수 있다. 이어서, 상기 금형(10)의 캐비티(C)에 상기 비정질 대상물(1)을 로딩할 수 있다.
이어서, 상기 비정질 대상물(1)을 비정질 제품(2)으로 성형할 수 있도록 상기 금형 프레스 장치(30)로 상기 금형(10)을 가온, 가압하고, 프레스 몰딩 성형된 비정질 제품(2)을 상기 금형(10)과 함께 언로딩할 수 있다.
이어서, 언로딩된 비정질 제품(2)을 상기 금형(10)과 함께 냉각시키고, 상기 금형(10)에서 비정질 제품(2)을 언로딩할 수 있다.
이어서, 상기 금형(10)은 상기 금형 예열 장치(20)로 반송하여 다시 예열할 수 있고, 이러한 과정을 반복하면서 상기 비정질 대상물(1)을 상기 비정질 제품(2)으로 성형할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 비정질 제품 성형 방법을 나타내는 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 비정질 제품 성형 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 비정질 제품 성형 방법은, 비정질 대상물(1)을 성형할 수 있도록 캐비티(C)가 형성되는 금형(10)을 준비하는 단계(S1)와, 상기 금형(10)을 예열하는 단계(S2)와, 상기 금형(10)을 금형 프레스 장치(30)로 로딩하는 단계(S3)와, 비정질 대상물(1)을 준비하는 단계(S4)와, 상기 비정질 대상물(1)을 예열하는 단계(S5)와, 상기 금형(10)의 캐비티(C)에 상기 비정질 대상물(1)을 로딩하는 단계(S6)와, 상기 비정질 대상물(1)을 비정질 제품으로 성형할 수 있도록 상기 금형 프레스 장치(30)로 상기 금형(10)을 가온, 가압하는 단계(S7)와, 프레스 몰딩 성형된 비정질 제품(2)을 상기 금형(10)과 함께 언로딩하는 단계(S8)와, 언로딩된 비정질 제품(2)을 상기 금형(10)과 함께 냉각시키는 단계(S9)와, 상기 금형(10)에서 비정질 제품(2)을 언로딩하는 단계(S10) 및 상기 금형(10)을 상기 금형 예열 장치(20)로 반송하는 단계(S11)를 수행할 수 있다.
그러므로, 상기 금형(10) 및 상기 비정질 대상물(1)을 미리 예열한 다음, 예열된 상기 금형(10) 및 상기 비정질 대상물(1)로 본 가공을 수행하여 가공 온도의 정밀도와 정확도를 높이고, 비정질 대상물의 가공 온도를 일정하고 균일하게 유지할 수 있으며, 가공 시간을 줄여서 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 비정질 대상물
2: 비정질 제품
A: 금형 수용 공간
B: 금형 수용 공간
G: 게이트
C: 캐비티
10: 금형
10-1: 상형
10-2: 하형
11: 이젝트 핀
20: 금형 예열 장치
30: 금형 프레스 장치
40: 금형 로딩 장치
50: 대상물 로딩 장치
21: 금형 예열 챔버
21a: 입구
21b: 출구
22: 금형 예열 히터
23: 불활성 가스 커튼 장치
31: 금형 프레스 챔버
31a: 입구
31b: 출구
32: 가압 프레스
32-1: 상부 가압대
32-2: 하부 가압대
33: 착탈 장치
H1, H2: 전자기 유도 가열 히터
60: 금형 언로딩 장치
61: 금형 반송 장치
70: 제품 언로딩 장치
71: 로딩 로드락 챔버
72: 언로딩 로드락 챔버
80: 냉각 장치
W: 냉매
81: 냉매조
90: 비정질 대상물 예열 장치
100: 컨베이어 장치
1000: 비정질 제품 성형 시스템

Claims (11)

  1. 비정질 대상물을 성형할 수 있도록 캐비티가 형성되는 금형을 예열할 수 있는 금형 예열 장치;
    상기 금형과 착탈 가능하게 설치되고, 상기 금형을 가압할 수 있는 금형 프레스 장치;
    상기 금형 예열 장치에 의해 예열된 상기 금형을 상기 금형 프레스 장치로 로딩하는 금형 로딩 장치;
    상기 금형의 캐비티에 비정질 대상물을 로딩하는 대상물 로딩 장치;
    프레스 몰딩 성형된 비정질 제품을 상기 금형과 함께 언로딩하는 금형 언로딩 장치;
    상기 금형에서 비정질 제품을 언로딩하는 제품 언로딩 장치; 및
    상기 금형을 상기 금형 예열 장치로 반송하는 금형 반송 장치;
    를 포함하는, 비정질 제품 성형 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 금형 예열 장치는,
    상기 금형을 수용하는 금형 수용 공간이 형성되고, 일측에 입구가 형성되며, 타측에 출구가 형성되는 금형 예열 챔버; 및
    상기 금형 예열 챔버 내부에 설치되고, 상기 금형을 예열할 수 있는 금형 예열 히터;
    를 포함하는, 비정질 제품 성형 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 금형 프레스 장치는,
    상기 금형을 수용하는 금형 수용 공간이 형성되고, 일측에 게이트가 설치된 입구가 형성되며, 타측에 게이트가 설치된 출구가 형성되는 금형 프레스 챔버; 및
    상기 금형 프레스 챔버 내부에 설치되고, 상기 금형의 상형과 착탈 가능한 상부 가압대 및 상기 금형의 하형과 착탈 가능한 하부 가압대를 포함하는 가압 프레스;
    를 포함하는, 비정질 제품 성형 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 금형 프레스 장치는,
    상기 상부 가압대 또는 하부 가압대에 설치되고, 상기 금형 또는 비정질 대상물을 전자기 유도 가열하는 전자기 유도 가열 히터;
    를 더 포함하는, 비정질 제품 성형 시스템.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 금형 언로딩 장치에 의해서 언로딩된 비정질 제품을 상기 금형과 함께 냉각시키는 냉각 장치;
    를 더 포함하는, 비정질 제품 성형 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 비정질 대상물을 예열하는 비정질 대상물 예열 장치;
    를 더 포함하는, 비정질 제품 성형 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 금형은 이젝트 핀이 설치되는 것인, 비정질 제품 성형 시스템.
  9. 삭제
  10. 비정질 대상물을 성형할 수 있도록 캐비티가 형성되는 금형을 준비하는 단계;
    상기 금형을 예열하는 단계;
    상기 금형을 금형 프레스 장치로 로딩하는 단계;
    상기 금형의 캐비티에 비정질 대상물을 로딩하는 단계;
    상기 비정질 대상물을 비정질 제품으로 성형할 수 있도록 상기 금형 프레스 장치로 상기 금형을 가압하는 단계;
    프레스 몰딩 성형된 비정질 제품을 상기 금형과 함께 언로딩하는 단계;
    언로딩된 비정질 제품을 상기 금형과 함께 냉각시키는 단계;
    상기 금형에서 비정질 제품을 언로딩하는 단계; 및
    상기 금형을 상기 금형 예열 장치로 반송하는 단계;
    를 포함하는, 비정질 제품 성형 방법.
  11. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170000561A (ko) * 2015-06-24 2017-01-03 주식회사 소프트다이아 비정질 제품의 성형방법 및 비정질 다이캐스팅재의 표면결함 개선방법
CN108500134B (zh) * 2017-02-24 2020-07-10 比亚迪股份有限公司 非晶合金的热压成型设备、方法及热压成型件
CN109336722A (zh) * 2018-11-26 2019-02-15 江南工业集团有限公司 一种压药模具预热装置及预热方法
KR102377931B1 (ko) * 2020-01-23 2022-03-24 (주)일지테크 제진재 제조방법
KR102558638B1 (ko) * 2021-05-27 2023-07-26 (주)대호테크 지지 유니트를 구비한 대면적 성형 장치
CN115138737A (zh) * 2021-09-08 2022-10-04 武汉苏泊尔炊具有限公司 一种不粘锅及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003181697A (ja) 2001-12-17 2003-07-02 Sanee Giken Kk 真空プレス装置
JP2013013907A (ja) * 2011-07-01 2013-01-24 Jfe Steel Corp 金属板の温間プレス成形方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3031743B2 (ja) * 1991-05-31 2000-04-10 健 増本 非晶質合金材の成形加工方法
KR100810472B1 (ko) * 2006-05-30 2008-03-07 주식회사 쏠리스 인라인 경화 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003181697A (ja) 2001-12-17 2003-07-02 Sanee Giken Kk 真空プレス装置
JP2013013907A (ja) * 2011-07-01 2013-01-24 Jfe Steel Corp 金属板の温間プレス成形方法

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