KR101651891B1 - 균등 가압구조를 갖는 금속 메쉬필터의 성형장치와, 이를 이용한 금속 메쉬필터 성형방법 - Google Patents

균등 가압구조를 갖는 금속 메쉬필터의 성형장치와, 이를 이용한 금속 메쉬필터 성형방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 균등 가압구조를 갖는 금속 메쉬필터의 성형장치와 이를 이용한 금속 메쉬필터 성형방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 와이어를 직조하여 여과공들이 형성된 와이어 메쉬를 복층으로 적층한 다음 이들 와이어 메쉬를 국부적으로 융착시켜서, 복수의 여과층이 적층되게 형성된 금속 메쉬필터를 성형하는 것으로, 특히 가압구조를 개량하여 인가되는 직류전류에 의해 자체적으로 저항 발열하여 가압 융착되는 와이어 메쉬들이 균일한 압력으로 가압시켜 품질의 균일성이 확보되도록 한 균등 가압구조를 갖는 금속 메쉬필터의 성형장치와 이를 이용한 금속 메쉬필터 성형방법에 관한 것이다.

Description

균등 가압구조를 갖는 금속 메쉬필터의 성형장치와, 이를 이용한 금속 메쉬필터 성형방법{Forming apparatus of metal wire mesh filter having equal pressure structure and forming method using the same}
본 발명은 균등 가압구조를 갖는 금속 메쉬필터의 성형장치와 이를 이용한 금속 메쉬필터 성형방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 와이어를 직조하여 여과공들이 형성된 와이어 메쉬를 복층으로 적층한 다음 이들 와이어 메쉬를 국부적으로 융착시켜서, 복수의 여과층이 적층되게 형성된 금속 메쉬필터를 성형하는 것으로, 특히 가압구조를 개량하여 인가되는 직류전류에 의해 자체적으로 저항 발열하여 가압 융착되는 와이어 메쉬들이 균일한 압력으로 가압시켜 품질의 균일성이 확보되도록 한 균등 가압구조를 갖는 금속 메쉬필터의 성형장치와 이를 이용한 금속 메쉬필터 성형방법에 관한 것이다.
일반적으로 금속필터는 재료의 형태에 따라 소결분말 금속필터(sintered powder metal filter), 금속 메쉬필터(metal wire mesh filter), 소결금속 섬유필터(sintered metal fiber filter) 등으로 구분할 수 있다.
상기 금속필터들 중, 소결분말 금속필터는 다공성 조절을 위하여 균일한 크기의 구형분말이 사용되고 있으며, 필터의 특성에 따라 분말을 프레스(press)에 의해 성형하거나 또는 금형에 가압하지 않은 상태에서 소결하여 필터를 제조한다.
그리고, 금속 메쉬필터는 와이어를 일정한 형태로 직조한 와이어 메쉬를 이용한 필터로서, 특성에 따라 메쉬의 크기가 다르거나 직조 방법이 다른 메쉬를 여려겹 겹쳐서 사용한다.
또한, 소결금속 섬유필터는 직경 5 ∼ 100㎛인 금속섬유를 사용하여 웹(web)형태로 성형한 후, 이를 소결 및 압연공정에 의해 여과재로 제조한 것이다.
한편, 종래 금속 메쉬필터의 성형과정은, 복수의 와이어 메쉬를 가열로 내에 적층한 다음, 1 내지 2시간 가량 히터부재에서 제공되는 고온의 열기를 통해 예열한다.
그리고, 상기 적층된 상태로 예열된 와이어 메쉬들을 가열된 핫 프레스 금형을 통해 1 내지 2 시간 가량 열간 압착하면, 적층된 와이어 메쉬들은 열간 압착에 의해 용융하여 고착된 형태의 금속 메쉬필터를 성형하게 된다.
그런데, 이러한 종래의 성형과정에 있어서는 적층된 와이어 메쉬들을 히터부재가 간접적으로 가열하여 용융하므로, 와이어 메쉬의 예열 및 가열 시간이 길어져 생산성이 낮고, 또 예열 및 가열과정에서 발생하는 열의 손실에 의해 전기료를 포함하는 부대비용이 증가하는 문제점이 있다.
한편, 본 발명자는 대한민국 특허 등록공고 제 10-1558538호를 통해 몰드 사이에 예압된 와이어 메쉬들에 직류전류를 직접 공급하여, 적층된 와이어 메쉬들의 교접부들이 저항 발열에 의해 상호 융착되도록 한 금속 메쉬필터의 성형장치와 금속 메쉬필터의 성형방법을 제안한 바 있다.
따라서, 상기 선행문헌에 기술된 기술적 사상을 통해 금속 메쉬필터를 성형하면, 제 1 몰드와 제 2 몰드 사이에 적층 배치된 와이어 메쉬들이 외부에서 전도하여 제공되는 열기에 의해 간접적으로 예열 내지 가열되지 아니하고, 예압된 와이어 메쉬들이 저항 발열작용에 의해 자체적으로 발열하여 교접부가 예비 용융된다.
결과적으로, 예열 내지 가열공정을 포함하는 금속 메쉬필터의 성형에 따른 비용의 절감과 함께 생산의 신속성과 높은 생산성을 확보하고, 특히 예비 용융된 교접부의 융착에 있어서의 신뢰성이 확보되고, 특히 몰드가 직접 가열되지 아니하므로 신속한 냉각이 가능한 이점을 갖는다.
그런데, 상기 적층된 와이어 메쉬들을 가압하는 몰드는 그 특성상 넓은 면적의 와이어 메쉬를 면상 가압하기 위해 면적이 넓은 판상체로 구성된다.
또한, 상기 몰드는 가압로드에 의해 중심부를 수직으로 점상 가압하는 관계로, 와이어 메쉬의 중앙부는 강하게 가압되는 반면 와이어 메쉬의 가장자리는 상대적으로 약하게 가압되는 현상이 야기된다.
즉, 저항 발열된 와이어 메쉬들에서 전도된 열기에 의해 몰드의 강도가 약화되고, 이 상태에서 가압로드에 의해 몰드가 수직으로 가압되면 가압로드에 의해 수직으로 가압되는 중앙부는 안정적인 가압이 이루어지지만, 가장자리는 몰드의 형상 변형에 의해 안정된 가압이 이루어지지 못하게 된다.
이와 같이 불균일한 가압이 이루어지면, 저항 발열을 통해 적층된 와이어 메쉬를 융착시킨 금속 메쉬필터의 품질의 균일성을 확보하기 어려운 문제점을 야기하게 된다.
물론, 상기 선행 문헌에서도 전자력 유닛을 통해 몰드의 가장자리를 상하 자기 고정하고 있으나, 이는 많은 량의 전력이 소모되는 문제점을 야기하게 된다.
KR 10-0455331 B1 KR 10-1053101 B1 KR 10-2012-0064164 A
상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 와이어를 직조하여 여과공들이 형성된 와이어 메쉬를 복층으로 적층한 다음 이들 와이어 메쉬를 국부적으로 융착시켜서, 복수의 여과층이 적층되게 형성된 금속 메쉬필터를 성형하는 것으로, 특히 가압구조를 개량하여 인가되는 직류전류에 의해 자체적으로 저항 발열하여 가압 융착되는 와이어 메쉬들이 균일한 압력으로 가압시켜 품질의 균일성이 확보되도록 한 균등 가압구조를 갖는 금속 메쉬필터의 성형장치와 이를 이용한 금속 메쉬필터 성형방법를 제공함에 있다.
상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 균등 가압구조를 갖는 금속 메쉬필터 성형장치는,
성형공간이 형성된 성형로와; 상기 성형공간 내에 상하 승강구조로 배치되는 상부몰드 및 하부몰드와; 가압로드를 통해 상기 상부몰드 또는 하부몰드 중 어느 하나, 또는 이들 양자를 가압하여 수직으로 승강시키는 가압부와; 상하 마주하는 상부몰드와 하부몰드에 적층되게 배치되어 예압된 와이어 메쉬들에 직류전류를 공급하여서, 예압에 의해 상호 교접하는 와이어 메쉬들의 교접부를 저항 발열시켜 저항 용접하는 전극편을 갖는 저항 용접부를 포함하여 구성되어,
상기 전극편 사이에 배치된 와이어 메쉬들은 직류전류에 의해 교접부들을 자체적으로 저항 발열시켜 용접하도록 구성되고,
상기 각 몰드와 전극편 사이에는, 전극편을 평면 지지하며 저항 발열된 와이어 메쉬들에서 전도되는 열기를 차단하는 단열 압착판과; 상기 몰드와 단열판 사이에 배치되어, 가압로드에 의해 몰드에 가해지는 가압력을 단열 압착판에 균등하게 분산시켜 제공하는 에어백부를 포함하여 구성되어,
상기 가압부의 가압로드를 통해 몰드에 가해진 가압력은 에어백부를 통해 단열 압착판에 균일하게 분산되어, 저항 발열된 와이어 메쉬들의 전면적을 균일한 가압력으로 압착하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 가압부의 가압로드는 몰드의 중앙부에 직립하여 배치되어 몰드의 중앙부를 수직으로 가압하도록 구성되고, 상기 에어백부는 몰드의 가장자리부에 배치되어, 몰드에 가해지는 가압력을 단열 압착판에 균일하게 분산시켜 제공하도록 구성된다.
보다 바람직하게는, 상기 단열 압착판은 세라믹 성형체로 이루어져, 저항 발열된 와이어 메쉬에서 발산되는 열기가 에어백부에 전도되는 현상을 차단하여 에어벡부의 열손상을 방지하도록 구성된다.
그리고, 상기 성형로에는 성형공간 내에 잔류된 공기를 흡기하여 성형공간 의 진공상태를 형성하는 진공 흡입부가 형성되고, 상기 에어백부에는 외부와 연통하는 흡기관이 형성되어서,
상기 진공 흡입부의 진공 흡입에 의해 성형공간의 진공이 형성되면, 에어백부는 대기와 성형공간 사이의 압력편차에 의해 흡기관을 통해 외부 공기를 자연 흡기하여 팽창하도록 구성된다.
또한, 상기 흡기관에는 압력 조절유닛이 배치되어, 에어백부 내로 자연 흡기된 공기량을 조절하여서 에어백의 설정 내압이 설정되도록 구성한다.
한편, 본 발명에 따른 균등 가압구조를 갖는 금속 메쉬필터 성형방법은,
성형로의 성형공간 내에 이격되게 배치되며, 압착면에 단열 압착판과 에어백부가 적층하여 형성된 상부몰드와 하부몰드 사이에, 여과공들이 형성된 와이어 메쉬들을 복층으로 적층하는 적층단계와;
진공 흡입부가 흡입관을 통해 성형로의 성형공간 내에 잔류된 공기를 배출시켜 성형공간의 진공 감압을 형성하여서, 성형공간과 에어백부 사이의 압력 편차에 의해 에어백부 내에 외부공기를 자연 유입시켜 팽창시키는 에어백부 팽창단계와;
가압부가 가압로드를 통해 상부몰드와 하부몰드를 가압하여, 복층으로 적층된 와이어 메쉬들을 예압하여서 적층된 와이어 메쉬 사이에 교접부들을 형성하는 예압단계와;
저항 용접부가 전극편을 통해 와이어 메쉬들에 직류전류를 공급시켜, 예압에 의해 와이어 메쉬들 사이에 형성된 교접부들을 저항 발열시켜 예비 용융하는 저항 가열 단계와;
상기 상부몰드와 하부몰드가 교접부를 저항 발열시킨 와이어 메쉬들을 압착시켜, 예비 용융된 와이어 메쉬의 교접부를 가압 용착시켜, 적층된 와이어 메쉬들이 교접부를 상호 저항 용접시킨 금속 메쉬필터를 성형하는 가압 융착단계; 및
상기 금속 메쉬필터를 냉각하는 냉각단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 적층된 와이어 메쉬들에 직류 전류를 공급하여 와이어 메쉬들을 저항 발열 및 가압시켜 복수의 여과층이 적층되게 형성된 금속 메쉬필터를 성형함에 있어, 몰드와 전극편 사이에 에어백부와 단열 압착판을 포함하는 가압력 균등 분산구조를 마련하여서, 적층된 와이어 메쉬들이 균일한 압력으로 가압되도록 하고 있다.
이와 같이 구성하면, 적층된 상태로 저항 발열된 와이어 메쉬들은 균일한 압력으로 압착되고, 결과적으로 전체적으로 고른 압착에 의해 균일한 여과 밀도를 갖는 금속 메쉬필터의 제작이 가능하다.
그리고, 본 발명에서는 진공 흡입부를 통해 성형공간의 진공을 형성하여 성형공간 및 적층된 와이어 메쉬 사이에 잔류된 수분이나 오일 등의 이물질의 안정적인 제거가 가능하므로, 후술하는 저항 발열 및 가압 융착단계에서 발생하는 와이어 메쉬의 산화 발생을 억제하게 된다.
특히, 본 발명에서는 상기 에어백부를 흡기관을 통해 외부와 연통하도록 구성하여서, 진공에 따른 성형공간과 에어백부 사이의 압력편차에 의해 에어백부 내로 외부 공기가 유입되어 에어백부 내에 설정압이 형성되도록 구성함으로써, 항시 에어백부는 설정압으로 팽창하여 몰드에 가해지는 압력을 단열 압착판에 균일하게 분산하여 제공하게 된다.
도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 금속 메쉬필터의 성형 장치 및 방법에 의해 성형된 금속 메쉬필터의 전체 구성을 보여주는 것이고,
도 2는 본 발명을 통해 금속 메쉬필터를 성형함에 있어, 와이어 메쉬의 적층 상태를 보여주는 것이며,
도 3a 및 도 3b는 상기 도 1에 도시된 금속 메쉬필터에 있어, 여과 및 세정상태를 각각 보여주는 것이고,
도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 금속 메쉬필터의 성형장치의 전체 구성을 보여주는 것이며,
도 5는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 금속 메쉬필터의 성형장치에 있어, 가압로드와 몰드와 에어백부와 단열 압착판 및 전극편의 배치상태를 보여주는 것이고,
도 6 내지 도 10은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 금속 메쉬필터의 성형장치를 통한 금속 메쉬필터의 순차적인 성형과정을 보여주는 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 균등 가압구조를 갖는 금속 메쉬필터의 성형장치와 이를 이용한 금속 메쉬필터 성형방법을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 금속 메쉬필터의 성형 장치 및 방법에 의해 성형된 금속 메쉬필터의 전체 구성을 보여주는 것이고, 도 2는 본 발명을 통해 금속 메쉬필터를 성형함에 있어, 와이어 메쉬의 적층 상태를 보여주는 것이며, 도 3a 및 도 3b는 상기 도 1에 도시된 금속 메쉬필터에 있어, 여과 및 세정상태를 각각 보여주는 것이고, 도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 금속 메쉬필터의 성형장치의 전체 구성을 보여주는 것이며, 도 5는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 금속 메쉬필터의 성형장치에 있어, 가압로드와 몰드와 에어백부와 단열 압착판 및 전극편의 배치상태를 보여주는 것이고, 도 6 내지 도 10은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 금속 메쉬필터의 성형장치를 통한 금속 메쉬필터의 순차적인 성형과정을 보여주는 것이다.
본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 금속 메쉬필터 성형장치(1) 및 제조방법은, 도 1 내지 도 2에서 보는 바와 같이 복수의 여과공(111)이 형성된 와이어 메쉬(110)를 복층으로 적층시킨 다음, 상기 적층된 와이어 메쉬(110)들을 국부적으로 융착시켜서, 적층된 와이어 메쉬(110)들을 적층하여 융착된 금속 메쉬필터(100)를 성형하는 전용장치 및 방법이다.
상기 와이어 메쉬(110)는 우수한 내화학성과 내식성을 갖는 스테인레스 와이어를 직조한 형태로 이루어지며, 이를 통해 성형된 금속 메쉬필터(100)는 통상 오일, 약품 등 석유 화학 분야에 범용으로 활용되고 있는 세라믹 필터를 대체하는 용도로 사용될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 금속 메쉬필터 성형장치(1)는 도 4 내지 도 5에서 보는 바와 같이 성형공간(11)이 형성된 성형로(10)와; 상기 성형공간(11) 내에 상하 승강구조로 배치되는 상부몰드(30) 및 하부몰드(40)와; 가압로드(50)를 통해 상기 상부몰드(30) 또는 하부몰드(40) 중 어느 하나, 또는 이들 양자를 가압하여 수직으로 승강시키는 가압부와; 상하 마주하는 상부몰드(30)와 하부몰드(40)에 적층되게 배치되어 예압된 와이어 메쉬(110)들에 직류전류를 공급하여서, 예압에 의해 상호 교접하는 와이어 메쉬(110)들의 교접부(112)를 저항 발열시켜 저항 용접하는 저항 용접부(80)를 포함한다.
여기서, 상기 저항 용접부(80)는 상부몰드(30)의 하부와 하부몰드(40)의 상부에 배치된 전극편(82)과, 상기 각 전극편(82)에 직류전류를 인가시켜 적층된 와이어 메쉬(110)에 직류전류를 인가하는 전원 공급유닛(81)을 포함한다.
따라서, 상기 상부몰드(30)와 하부몰드(40) 사이에 적층하여 배치된 와이어 메쉬(110)들은, 기본적으로 외부에서 전도되는 열기에 의해 간접적으로 예열 및 가열되지 아니하고, 도 9에서 보는 바와 같이 저항 용접부(80)의 전극편(82)을 통해 인가되는 직류전류에 의해 자체적으로 저항 발열되어서 상호 교접된 교접부(112)의 저항 용접이 이루어진다.
그리하여, 본 발명에 따른 금속 메쉬필터 성형장치(1)는 예열 및 가열공정을 포함하는 금속 메쉬필터(100)의 성형에 따른 부대비용의 절감과 함께 생산의 신속성과 고생산성이 확보된다.
한편, 상기 금속 메쉬필터(100)는 적층된 와이어 메쉬(110)들의 교접부(112)를 상호 융착시켜 제작되므로, 저항 발열 및 가압 융착 과정에 적층된 와이어 메쉬(110)들은 균일한 압력으로 면상 압착되는 것이 바람직하다.
그런데, 상기 몰드(30, 40)는 그 특성상 면적이 넓은 와이어 메쉬(110)를 전체적으로 압착하기 위해 넓이 면적의 판상체로 구성되고, 중앙부에 점상으로 가압하는 가압로드(50)가 수직으로 배치되어서, 가압로드(50)를 통해 중앙부에 가해지는 가압력을 몰드(30, 40)가 면상으로 분산시켜 적층된 와이어 메쉬(110)에 제공하게 된다.
따라서, 상기 적층된 와이어 메쉬(110)의 중앙부는 강하게 가압되지만, 적층된 와이어 메쉬(110)의 가장자리는 상대적으로 약한 가압력으로 가압되는 현상이 불가피하게 발생된다.
즉, 저항 발열된 와이어 메쉬(110)들에서 전도된 열기에 의해 몰드(30, 40)의 강도가 약화되고, 이 상태에서 가압로드(50)에 의해 몰드(30, 40)가 수직으로 가압되면 가압로드(50)에 의해 수직으로 가압되는 중앙부는 안정적인 가압이 이루어지지만, 가장자리부는 몰드(30, 40)의 형상 변형에 의해 안정된 가압이 이루어지지 못하게 된다.
즉, 가압로드(50)가 수직으로 지지된 몰드(30, 40)의 중앙부는 가압로드(50)를 통해 직접적으로 가압되므로 높은 가압력이 제공되지만, 가압로드(50)를 통해 직접 지지되지 아니하는 몰드(30, 40)의 가장자리는 상대적으로 가압력이 떨어지고, 결과적으로 적층된 와이어 메쉬(110)의 균일한 압착이 어렵다.
특히, 상기 몰드(30, 40)는 와이어 메쉬(110)에서 전도되는 고온의 열기에 의해 강도가 낮아지고, 결과적으로 저항 발열된 와이어 메쉬(110)에서 전도되는 열기에 의해 가장자리가 휘어져 와이어 메쉬(110)의 불균일한 가압을 야기하게 된다.
이를 해소하기 위해, 본 발명에서는 상기 상부몰드(30)와 상부몰드(30)의 하부에 배치된 전극편(82) 사이, 그리고 하부몰드(40)와 하부몰드(40)의 상부에 배치된 전극편(82) 사이에 독특한 균등 가압구조를 형성하여, 가압부의 가압로드(50)를 통해 몰드(30, 40)의 중앙부에 집중하여 제공되는 가압력이 적층된 와이어 메쉬(110)에 전체적으로 균일하게 제공되도록 한다.
여기서, 상기 균등 가압구조는 도 4 내지 도 5와 같이 각 몰드(30, 40)와 전극편(82) 사이에 배치되는 전극편(82)을 평면 지지하며 저항 발열된 와이어 메쉬(110)들에서 전도되는 열기를 차단하는 단열 압착판(60)과; 상기 가압로드(50)를 통해 각 몰드(30, 40)에 가해지는 가압력을 단열 압착판(60)에 분산시켜 제공하는 에어백부(70)를 포함한다.
본 실시예에서는 상기 가압부의 가압로드(50)를 몰드(30, 40)의 중앙부에 직립되게 배치하여 몰드(30, 40)의 중앙부가 상하 수직으로 가압되도록 구성하고, 상기 몰드(30, 40)의 가장자리부에 공기가 충진된 에어백부(70)을 배치하여서, 몰드(30, 40)를 통해 가압로드(50)에서 가해지는 가압력이 적층된 와이어 메쉬(110)에 균일하게 분산하여 제공되도록 한다.
이때, 상기 단열 압착판(60)은 우수한 단열성과 강도를 갖는 판상의 세라믹 성형체로 이루어져, 저항 발열된 와이어 메쉬(110)에서 발산되는 열기가 에어백부(70)에 전도되는 현상을 차단하도록 구성한다.
따라서, 상기 가압로드(50)의 가압에 의해 몰드(30, 40)의 중심부가 수직으로 가압되면, 상기 몰드(30, 40)에 가해진 가압력은 에에백부(70)를 통해 균일하게 분산되어서 하부에 배치된 단열 압착판(60)의 균등한 가압을 도모한다.
그리하여, 상기 가압로드(50)를 통해 제공되는 가압력은 단열 압착판(60)에 의해 전체적으로 분산된 상태로 적층된 와이어 메쉬(110)에 제공되고, 상기 적층된 와이어 메쉬(110)는 예압 및 가열 융착과정에 전체적으로 균일한 압력으로 압착되어서, 균일한 압착에 의해 품질의 균일성이 확보된 금속 메탈 필터(100)로 성형된다.
그리고, 본 실시예에서는 상기 성형로(10)에 성형공간(11) 내에 잔류된 공기를 흡기하여 성형공간의 진공상태를 형성하는 진공 흡입부(20)를 형성하여, 성형로(10)의 성형공간(11) 내에 잔류된 수분과 이물질을 흡기하여 제거함으로써, 후술되는 저항 발열 및 가압 융착단계에서 발생되는 와이어 메쉬의 산화 발생을 억제하고 있다.
또한, 상기 진공 흡입부(20)에 의해 성형공간(11)의 진공이 형성되어 도 7과 같이 감압이 이루어지면, 에어백부(70)는 성형공간(11)과의 압력편차에 의해 자연 팽창하게 된다.
그리고, 본 실시예에서는 상기 에어백부(70)에 외부와 연통하는 흡기관(71)을 형성하여, 상기 진공 흡입부(20)의 진공 흡입작용에 의해 성형공간(11)의 진공이 형성되면 에어백부(70)는 대기와 성형공간(11) 사이의 압력편차에 의해 흡기관(71)을 통해 외부 공기를 자연 흡기하여 팽창하도록 한다.
이때, 상기 흡기관(71)에는 에어백부(70)에 유입되는 공기량을 조절하여 에어백부(70)의 내압을 설정하는 압력 조절유닛(72)이 배치되어서, 성형공간(11)의 진공 감압에 의해 에어백부(70) 내로 자연 흡기된 공기량을 조절함으로써, 에어백부(70)에 설정 내압이 유지되도록 한다.
여기서, 상기 압력 조절유닛(72)은 에어백부의 내부에 충진된 공기량, 또는 공기압을 계측하는 압력 감지부재와; 상기 압력 감지부재에 계측된 공기압에 따라 차폐밸브를 통해 흡기관의 개폐여부를 제어하는 개폐밸브를 포함한다.
보다 바람직하게는, 상기 가압로드에 의해 중앙부가 가압되는 각 몰드는 단열 지지판을 중앙부를 직접 지지하도록 구성하고, 단열 지지판의 가장자리부와 몰드의 가장자리부 사이에는 하나 이상의 에어백부(70)를 배치하여서, 단열 지지판의 중앙부는 가압로드를 통해 직접적으로 지지되고, 가장자리부는 에어백부(70)를 통해 지지되도록 구성하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 균등 가압구조를 갖는 금속 메쉬필터 성형과정을 상술하자면, 도 5 내지 도 10은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 금속 메쉬필터의 성형장치를 통한 금속 메쉬필터의 순차적인 성형과정을 보여주는 것으로, 도 5 내지 도 10을 참조하여 본 발명에 따른 금속 메쉬필터 성형장치를 통한 금속 메쉬필터의 성형과정을 상술한다.
최초, 작업자는 도 6에서 보는 바와 같이 성형로(10)의 성형공간(11) 내에 상하 이격되게 배치된 상부몰드(30)와 하부몰드(40) 사이에 적층된 와이어 메쉬(110)들을 배치한다.
이 상태에서, 상기 진공 흡입부(20)는 도 7과 같이 흡입관(21)을 통해 성형공간(11) 내에 잔류된 공기를 외부로 강제 배출시켜서 성형공간(11)의 진공 감압을 도모하고, 이러한 진공 감압과정에 성형공간(11) 및 적층된 와이어 메쉬(110) 사이에 잔류된 수분이나 오일 등의 이물질의 안정적인 제거가 이루어져, 후술하는 저항 발열 및 가압 융착단계에서 발생하는 와이어 메쉬의 산화 발생이 억제된다.
그리고, 상기 각 몰드(30, 40)와 단열 압착판(60) 사이에 배치된 에어백부(70)는 진공 감압이 형성된 성형공간(11)과 대기와의 압력편차에 의해 흡기관(71)을 통해 외부공기를 자연 흡기하여서 팽창되고, 압력 조절유닛(72)은 압력편차에 의해 에어백부 내로 유입되는 공기량을 조절하여서 에어백부(70)의 설정 내압의 유지시킨다.
이후, 상기 가압부는 도 8과 같이 가압로드(50)를 승강시켜 상하 이격된 상부몰드(30)와 하부몰드(40)를 상호 근접시켜, 몰드(30, 40) 사이에 적층된 와이어 메쉬(110)들은 단열 압착판(60)에 의해 면상 압착되도록 한다.(예압단계)
이때, 가압로드(50)를 통해 몰드(30, 40)의 중앙부에 가해지는 가압력은 팽창된 에어백부(70)를 통해 균등하게 분산되어 단열 압착편(60)에 제공되고, 균일하게 가압되는 단열 압착편(60)은 적층된 와이어 메쉬(110)들을 균등하게 면상 압착하게 된다.
그리고, 상기 적층된 와이어 메쉬(110)들은 에어백부(70)를 통해 고른 가압상태를 형성하는 단열 압착판(60)에 의해 예압되어 면상으로 전개되어서, 국부적으로 상하 교차하여 교접부(112)들을 형성한다.
이 상태에서, 도 9와 같이 상기 저항 용접부(80)는 적층된 와이어 메쉬(110)들의 상부면과 하부면에 밀착된 전극편(81)에 직류 전류를 인가시켜, 전극편(81) 사이에 예압된 와이어 메쉬(110)들의 저항 발열을 도모하게 된다.
이때, 상기 저항 발열되는 와이어 메쉬(110)는 도 9b와 같이 전체적으로 가열하여 용융되지 아니하고 상하 교차된 교접부(112)만이 저항 발열에 의해 예비 용융되며, 상기 단열 압착편(60)은 저항 발열된 와이어 메쉬(110)에서 에어백부(70)로 전도되는 열기를 차단하여서 에어백부(70)의 열손상을 방지한다.
본 실시예에 따르면, 상기 와이어 메쉬(110)들은 용융점이 1400℃인 스테인레스 와이어를 직조한 형태로 구성되며, 본 실시예에서는 저항 가열 단계를 통해 적층된 와이어 메쉬에 저항 용접부(80)는 직류 전류를 공급하여서, 상하 교차된 와이어 매쉬(110)들의 교접부(112)가 1200 내지 1300℃의 온도로 저항 발열되어 예비 용융되도록 한다.
이후, 상기 가압부는 도 10에서 보는 바와 같이 적층된 와이어 메쉬(110)를 예압하는 상부몰드(30)와 하부몰드(40)를 주가압하고, 이때 상기 에어백부(70)는 상기 몰드(30, 40)를 통해 제공되는 가압력을 균등하게 분산시켜서 단열 압착판(60)에 제공함으로써, 자체적인 저항 발열에 의해 예비 용융된 와이어 메쉬(110)의 교접부(112)를 저항 용접한다.
이러한 가압 융착과정에, 상기 저항 용접부(80)는 적층된 와이어 메쉬(110)에 지속적으로 직류 전류를 공급하여, 상하 교차된 교접부(112)의 지속적인 예비 용융을 도모하여서, 가압에 의한 와이어 메쉬(110)의 안정된 가압 융착을 도모하는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 저항 발열에 의해 예비 용융된 교접부(112)는 가압에 의해 상호 융착된 상태로 접합되고, 추후 냉각 과정을 거쳐 적층된 와이어 메쉬(110)가 교접부(112)를 상호 저항 용접시킨 금속 메쉬필터(100)로 성형된다.
1. 금속 메쉬필터 성형장치
10. 성형로 11. 성형공간
20. 진공 흡입부 21. 흡입관
30. 상부몰드 40. 하부몰드
50. 가압부 51. 가압로드
60. 단열 압착판
70. 에어백부 71. 흡기관
80. 저항 용접부 81. 전원 공급유닛
82. 전극편
100. 금속 메쉬필터 110. 와이어 메쉬
111. 여과공 112. 교접부

Claims (4)

  1. 성형공간이 형성된 성형로와; 상기 성형공간 내에 상하 승강구조로 배치되는 상부몰드 및 하부몰드와; 가압로드를 통해 상기 상부몰드 또는 하부몰드 중 어느 하나, 또는 이들 양자를 가압하여 수직으로 승강시키는 가압부와; 상하 마주하는 상부몰드와 하부몰드에 적층되게 배치되어 예압된 와이어 메쉬들에 직류전류를 공급하여서, 예압에 의해 상호 교접하는 와이어 메쉬들의 교접부를 저항 발열시켜 저항 용접하는 전극편을 갖는 저항 용접부를 포함하여 구성되어,
    상기 전극편 사이에 배치된 와이어 메쉬들은 직류전류에 의해 교접부들을 자체적으로 저항 발열시켜 용접하도록 구성되고,
    상기 각 몰드와 전극편 사이에는, 전극편을 평면 지지하며 저항 발열된 와이어 메쉬들에서 전도되는 열기를 차단하는 단열 압착판과; 상기 몰드와 단열판 사이에 배치되어, 가압로드에 의해 몰드에 가해지는 가압력을 단열 압착판에 균등하게 분산시켜 제공하는 에어백부를 포함하여 구성되어,
    상기 가압부의 가압로드를 통해 몰드에 가해진 가압력은 에어백부를 통해 단열 압착판에 균일하게 분산되어, 저항 발열된 와이어 메쉬들의 전면적을 균일한 가압력으로 압착하도록 구성된 것을 특징으로 하는 균등 가압구조를 갖는 금속 메쉬필터 성형장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 가압부의 가압로드는 몰드의 중앙부에 직립하여 배치되어 몰드의 중앙부를 수직으로 가압하도록 구성되고, 상기 에어백부는 몰드의 가장자리부에 배치되어, 몰드에 가해지는 가압력을 단열 압착판에 균일하게 분산시켜 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 균등 가압구조를 갖는 금속 메쉬필터 성형장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 단열 압착판은 세라믹 성형체로 이루어져, 저항 발열된 와이어 메쉬에서 발산되는 열기가 에어백부에 전도되는 현상을 차단하여 에어백부의 열손상을 방지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 균등 가압구조를 갖는 금속 메쉬필터 성형장치.
  4. 성형로의 성형공간 내에 이격되게 배치되며, 압착면에 단열 압착판과 에어백부가 적층하여 형성된 상부몰드와 하부몰드 사이에, 여과공들이 형성된 와이어 메쉬들을 복층으로 적층하는 적층단계와;
    진공 흡입부가 흡입관을 통해 성형로의 성형공간 내에 잔류된 공기를 배출시켜 성형공간의 진공 감압을 형성하는 진공 가압단계와;
    가압부가 가압로드를 통해 상부몰드와 하부몰드를 가압하여, 복층으로 적층된 와이어 메쉬들을 예압하여서 적층된 와이어 메쉬 사이에 교접부들을 형성하는 예압단계와;
    저항 용접부가 전극편을 통해 와이어 메쉬들에 직류전류를 공급시켜, 예압에 의해 와이어 메쉬들 사이에 형성된 교접부들을 저항 발열시켜 예비 용융하는 저항 가열 단계와;
    상기 상부몰드와 하부몰드가 교접부를 저항 발열시킨 와이어 메쉬들을 압착시켜, 예비 용융된 와이어 메쉬의 교접부를 가압 용착시켜, 적층된 와이어 메쉬들이 교접부를 상호 저항 용접시킨 금속 메쉬필터를 성형하는 가압 융착단계; 및
    상기 금속 메쉬필터를 냉각하는 냉각단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 균등 가압구조를 갖는 금속 메쉬필터 성형방법.
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