KR101693729B1 - 금속분말 제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 금속분말 제조장치는, 수직으로 세워진 봉 형상의 가공모재를 하강시키는 이송유닛; 상기 가공모재의 하측에 장착되어, 상기 가공모재가 하강될 때 상기 가공모재의 하부를 가열하여 액상으로 용융시키는 가열유닛; 및 상기 가공모재로부터 떨어지는 용탕액적의 낙하경로 상으로 고압의 기체 또는 액체를 분사하여, 상기 용탕액적을 무화시키는 분사유닛;을 포함한다. 본 발명에 의한 금속분말 제조장치를 이용하면, 분말화시키고자 하는 금속을 용융시킬 때 상기 금속이 다른 구성요소와 접촉되지 아니하므로 보다 순도가 높은 금속분말을 얻을 수 있고, 가스가 고압으로 분사되는 영역으로 금속용탕이 일정한 유량으로 제공되므로 입도가 균일한 금속분말을 제조할 수 있다는 장점이 있다.

Description

금속분말 제조장치 {Apparatus for producing metal powder}
본 발명은 용융된 금속에 고압의 기체를 분사하여 금속분말을 제조하는 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 금속을 용융시키기 위한 별도의 도가니를 사용하지 아니하여 용융된 금속이 다른 성분과 반응하는 현상을 근본적으로 방지할 수 있는 금속분말 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 금속분말을 제조하는 방법에는 고체금속을 분쇄하는 분쇄법과 화학적으로 석출 등의 방법으로 제조하는 습식법, 그리고 금속을 용해한 후 용융된 금속 즉, 금속용탕에 아토마이저로 압력을 가함으로써 금속분말을 얻는 분사방식이 있다.
통상, 분사방식으로 금속분말을 제조하는 방법에는, 출탕되는 금속용탕에 고속유체 혹은 고속기체를 계속 불어 그 전단력을 이용하여 금속용탕을 미립화하는 방법이 주로 사용되는데, 생산되는 금속분말의 품질이 비교적 우수하고 일정 수준의 생산성을 얻을 수 있는바, 최근 들어서는 이와 같은 분사방식이 많이 사용되고 있다.
한편, 상용화되어 있는 금속 중에서 티타늄은 종래의 철이나 구리 또는 알루미늄 등에 비해 가볍고 고온에서의 뛰어난 강도나 내식성을 갖는바, 항공기 우주분야에서의 제트엔진재료나 항공기의 구조부재 또는 우주선 부재, 화력 발전이나 원자력 발전에서의 열교환기 재료, 고분자 화학공업에서의 촉매재료, 일용품 분야의 안경테나 골프클럽 헤드, 나아가 건강용품이나 의료기기 또는 의과치과재료 등 다방면으로 나눠져 있으며, 이용 분야는 더 증대되는 추세에 있다. 앞으로는 스테인리스 스틸이나 두랄루민 등과 용도 면에서 경합하고, 이제 곧 이들을 초월하는 재료가 될 것으로 예상된다.
그러나 티타늄은 난(難)가공성이나 난(難)절삭성 등의 물성 때문에 분말야금법으로 가공되며, 이 때문에 티타늄 분말, 특히 순도가 높고 분말형상이나 입도의 균일성이 양호한 티타늄 분말이 수요가 증대되고 있다. 그러나 종래의 금속 일반의 분말제조법에 의해 티타늄 분말을 제조하는 경우, 분말 형상이나 입도의 균일성 또는 경제성 등의 측면에서 문제가 있고, 티타늄 금속을 도가니에서 용융시키는 경우 상기 티타튬이 도가니와 반응하여 순도가 현저히 떨어지는 문제가 발생된다.
KR 10-1512772 B1
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 분말화시키고자 하는 금속을 용융시킬 때 상기 금속이 다른 구성요소와 접촉되지 아니하도록 하여 보다 순도가 높은 금속분말을 얻을 수 있고, 분사압이 인가되는 금속용탕의 유량을 일정하게 조절함으로써 입도가 균일한 금속분말을 제조할 수 있는 금속분말 제조장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 금속분말 제조장치는, 수직으로 세워진 봉 형상의 가공모재를 하강시키는 이송유닛; 상기 가공모재의 하측에 장착되어, 상기 가공모재가 하강될 때 상기 가공모재의 하부를 가열하여 액상으로 용융시키는 가열유닛; 및 상기 가공모재로부터 떨어지는 용탕액적의 낙하경로 상으로 고압의 기체 또는 액체를 분사하여, 상기 용탕액적을 무화시키는 분사유닛;을 포함한다.
상기 이송유닛에 의해 하강되는 가공모재를 중심축을 중심으로 회전시키는 회전유닛을 더 포함한다.
상기 회전유닛은, 상기 가공모재의 상측에 수직으로 세워지되 상기 가공모재의 상단에 나사결합 방식으로 삽입되는 체결나사가 구비된 회전샤프트와, 상기 회전샤프트를 자전시키는 회전모터로 구성된다.
상기 이송유닛은, 상기 회전샤프트가 중심부를 관통하도록 장착되는 고정프레임과, 상기 고정프레임의 하단으로부터 하향 연장되는 가이드바와, 상기 가이드바와 나란하게 배열되는 볼스크류와, 상기 볼스크류와 나사결합되어 상기 볼스크류의 회전방향에 따라 승강되며 상기 회전샤프트가 자전 가능한 구조로 장착되는 승강프레임과, 상기 볼스크류를 회전시키는 승강모터를 포함한다.
상기 이송유닛은, 상기 회전샤프트를 둘러싸는 중공관 형상으로 형성되어 상기 승강프레임에 고정결합되되 내부에 냉각수유로가 형성된 수냉축을 더 포함한다.
상기 가열유닛은, 상기 가공모재의 이동경로를 둘러싸도록 원통형으로 감긴 형상의 1차 가열코일과 2차 가열코일로 구성되며, 상기 2차 가열코일은 상기 1차 가열코일 하측에 위치된다.
상기 분사유닛은, 상기 가공모재로부터 떨어지는 용탕액적의 낙하경로를 둘러싸는 원통 형상의 가이드관과, 상기 가이드관의 측방에 장착되어 상기 가이드관을 통과한 용탕액적에 고압의 가스를 분사하는 분사노즐과, 상기 분사노즐로 고압의 가스를 공급하는 가스공급관을 포함한다.
상기 가이드관의 외측면 하부에는, 아래로 갈수록 폭이 좁아지는 방향으로 경사진 경사면이 형성된다.
상기 가공모재의 끝단 위치를 감지하는 감지부를 더 포함하고, 상기 이송유닛은. 상기 가공모재의 끝단 위치가 기준치보다 높은 경우 상기 가공모재의 하강속도를 증가시키고, 상기 가공모재의 끝단 위치가 기준치보다 낮은 경우 상기 가공모재의 하강속도를 감소시키도록 구성된다.
본 발명에 의한 금속분말 제조장치를 이용하면, 분말화시키고자 하는 금속을 용융시킬 때 상기 금속이 다른 구성요소와 접촉되지 아니하므로 보다 순도가 높은 금속분말을 얻을 수 있고, 가스가 고압으로 분사되는 영역으로 금속용탕이 일정한 유량으로 제공되므로 입도가 균일한 금속분말을 제조할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 금속분말 제조장치의 수직단면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 금속분말 제조장치의 사용상태도이다.
도 3은 본 발명에 의한 금속분말 제조장치에 포함되는 분사유닛의 수직단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 의한 금속분말 제조장치에 포함되는 분사유닛 제2 실시예의 수직단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 금속분말 제조장치의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 금속분말 제조장치의 수직단면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 금속분말 제조장치의 사용상태도이다.
본 발명에 의한 금속분말 제조장치는 가공모재(10)를 용융시킨 후 낙하시킬 때 방울로 떨어지는 액상의 용융금속(이하 '용탕액적'이라 약칭한다)에 고압의 가스를 분사하여 매우 작은 입자의 금속분말로 성형하도록 구성된다. 이때 본 발명에 의한 금속분말 제조장치는, 도가니 내에서 가공모재(10)를 용융시키는 것이 아니라 봉 형상으로 제공되는 가공모재(10)의 표면을 가열하여 자유낙하하는 용탕액적에 고압의 가스를 분사하도록 구성되는바, 가공모재(10)를 용융시키는 과정에서 상기 가공모재(10)에 어떠한 구성도 접촉되지 아니하도록 하여 불순물이 함유되는 현상을 방지할 수 있고, 이에 따라 순도가 높은 금속분말을 얻을 수 있도록 구성된다는 점에 구성상의 가장 큰 특징이 있다.
즉, 본 발명에 의한 금속분말 제조장치는, 수직으로 세워진 봉 형상의 가공모재(10)를 하강시키는 이송유닛(100)과, 상기 가공모재(10)의 하측에 장착되어 상기 가공모재(10)가 하강될 때 상기 가공모재(10)의 하부를 가열하여 액상으로 용융시키는 가열유닛(300)과, 상기 가공모재(10)로부터 떨어지는 용탕액적의 낙하경로 상으로 고압의 기체 또는 액체를 분사하여 상기 용탕액적을 무화시키는 분사유닛(400)을 기본 구성요소로 구비한다.
이와 같이 본 발명에 의한 금속분말 제조장치는, 도 2에 도시된 바와 같이 가공모재(10)를 하강시킨 후 가열유닛(300)을 작동시켜 가공모재(10)의 표면을 용융시켜 용탕액적이 어떠한 물체에도 접촉하지 아니한 상태로 자유낙하 하도록 작동되는바, 상기 용탕액적이 다른 물체와 접촉하는 과정에서 불순물이 발생되는 현상을 근복적으로 방지할 수 있고, 이에 따라 순도 높은 금속분말을 얻을 수 있게 된다.
특히, 티타늄 용탕액적의 경우에는 다른 금속과 접촉하는 경우뿐만 아니라 세라믹과 접촉하는 경우에도 화학적 반응을 일으켜 불순물을 생성시키는바, 고체상태의 티타늄을 도가니에서 용융시키는 경우에는 용탕액적에 다량의 불순물이 함유되고, 최종적으로 얻어지는 티타늄 금속분말의 순도가 매우 떨어지는 문제가 발생된다. 그러나 본 발명에 의한 금속분말 제조장치를 이용하면, 용탕액적이 금속이나 세라믹 등과 전혀 접촉하지 아니하는바, 최종적으로 얻어지는 금속분말의 순도를 극대화시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 도가니를 이용하여 금속을 용융시킬 때에는 상기 도가니에 용융된 금속이 일정량 묻으므로, 새로운 금속을 용융시키고자 할 때에는 상기 도가니를 세척하거나 교체해야 하는 번거로움이 있었다. 그러나 본 발명에 의한 금속분말 제조장치를 이용하면, 용융된 금속이 묻는 부위가 없으므로, 가공모재(10)만을 교체함으로써 상이한 종류의 금속을 즉각적으로 분말성형할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 도가니를 이용하여 금속을 용융시키는 경우 상기 도가니가 매우 높은 온도로 가열되므로 도가니에 크랙이 쉽게 발생된다. 이와 같이 도가니에 크랙이 발생되면 용융된 금속이 비정상적인 경로로 유출되는 현상이 발생되는바, 상기 도가니를 주기적으로 교체해 주어야 한다는 단점 즉, 유지비용이 많이 든다는 단점이 있다. 그러나 본 발명에 의한 금속분말 제조장치는 크랙이 발생되는 구성요소가 없으므로 주기적으로 교체해 주어야 할 부품이 없다는 장점 즉, 유지비용이 적게 든다는 장점이 있다.
본 발명에 의한 금속분말 제조장치는, 가열유닛(300)으로 가공모재(10)의 측면을 용융시킬 때 상기 가공모재(10)의 모든 측면이 고르게 용융될 수 있도록, 이송유닛(100)에 의해 하강되는 가공모재(10)를 중심축을 중심으로 회전시키는 회전유닛(200)을 추가로 구비함이 바람직하다. 상기 회전유닛(200)은, 상기 가공모재(10)의 상측에 수직으로 세워지되 상기 가공모재(10)의 상단에 나사결합 방식으로 삽입되는 체결나사(212)가 구비된 회전샤프트(210)와, 상기 회전샤프트(210)를 자전시키는 회전모터(220)로 구성되는바, 상기 회전모터(220)가 작동하여 회전샤프트(210)가 자전될 때 상기 회전샤프트(210)와 일렬로 연결된 가공모재(10) 역시 자전을 하게 되고, 이에 따라 가공모재(10)의 측면이 전체적으로 고르게 용융될 수 있다.
이때, 상기 이송유닛(100)은 가공모재(10)를 회전시키는 회전유닛(200)을 전체적으로 승강시킴으로써, 상기 가공모재(10)가 승강되도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 이송유닛(100)은, 회전샤프트(210)가 중심부를 관통하도록 장착되는 고정프레임(110)과, 상기 고정프레임(110)의 하단으로부터 하향 연장되는 가이드바(120)와, 상기 가이드바(120)와 나란하게 배열되는 볼스크류(130)와, 상기 볼스크류(130)와 나사결합되어 상기 볼스크류(130)의 회전방향에 따라 승강되며 상기 회전샤프트(210)가 자전 가능한 구조로 장착되는 승강프레임(140)과, 상기 볼스크류(130)를 회전시키는 승강모터(150)를 포함하여 구성된다.
따라서 상기 승강모터(150)가 볼스크류(130)를 회전시키면, 상기 볼스크류(130)와 나사결합된 승강프레임(140)은 가이드바(120)의 길이방향 즉, 상하방향으로 이송되고, 상기 승강프레임(140)에 장착된 회전유닛(200) 및 가공모재(10)는 승강프레임(140)과 일체로 승강된다. 이와 같이 볼스크류(130)를 회전시킴으로써 프레임을 직선 이송시키는 이송장치는, 본 발명이 해당하는 기술분야에서 사용화된 장치이므로, 상기 승강프레임(140)을 승강시키는 작동원리에 대한 상세한 설명은 생략한다.
한편, 하측 표면이 용융될 정도로 가공모재(10)가 가열되면 상기 가공모재(10)의 하측뿐만 아니라 상측까지도 매우 높은 온도로 가열되는바, 상기 가공모재(10)의 상단에 체결된 회전샤프트(210)로도 열이 전도되고, 진공 유지를 위해 회전샤프트(210)에 장착되는 립씰(미도시)이 손상될 우려가 있다. 이와 같이 회전샤프트(210)가 고온으로 가열되면 립씰 손상에 의해 진공리크가 발생될 뿐만 아니라, 회전샤프트(210)가 변형될 우려도 있는바, 본 발명에 의한 금속분말 제조장치를 회전샤프트(210)를 냉각시키는 기능을 구비함이 바람직하다.
예를 들어 상기 이송유닛(100)은, 상기 회전샤프트(210)를 둘러싸는 중공관 형상으로 형성되며 내부에 냉각수유로(미도시)가 형성된 수냉축(160)을 추가로 구비할 수 있다. 상기 수냉축(160)은 승강프레임(140)에 고정결합되므로 회전샤프트(210)와 일체로 승강되고, 상기 회전샤프트(210)는 수냉축(160)에 삽입된 상태에서 회전이 가능하도록 구성된다.
이와 같이 회전샤프트(210)를 둘러싸는 수냉축(160)이 추가로 구비되면, 상기 회전샤프트(210)가 지속적으로 냉각될 수 있으므로 립씰의 손상이 방지되고 회전샤프트(210)의 변형 우려가 감소될 수 있다는 장점이 있다. 이때, 상기 수냉축(160) 내부의 냉각수유로로 제공되는 냉각수는, 상기 수냉축(160)을 냉각시킬 수 있다면 어떠한 종류의 냉각물질로도 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명에 의한 금속분말 제조장치에 포함되는 분사유닛(400)의 수직단면도이다.
이송유닛(100)에 의해 하강된 가공모재(10)는 가열유닛(300)에 의해 용융되는데, 상기 가열유닛(300)이 가공모재(10)를 한 번에 급격하게 가열시키도록 구성되면 가공모재(10)를 용융시키는데 많은 양의 에너지가 소요될 뿐만 아니라, 가공모재(10) 가열온도를 미세하게 조절하는데 어려움이 있을 수 있다. 따라서 상기 가열유닛(300)은 가공모재(10)의 이동경로를 따라 배열되는 1차 가열코일(310)과 2차 가열코일(320)로 구성되며, 상기 1차 가열코일(310)과 2차 가열코일(320)은 상이한 가열온도를 제공하도록 설정된다.
한편, 1차 가열코일(310)과 2차 가열코일(320)은, 가공모재(10)의 측면을 전체적으로 고르게 가열시킬 수 있도록, 상기 가공모재(10)의 이동경로를 둘러싸도록 원통형으로 감긴 형상으로 제작됨이 바람직하다.
이와 같이 1차 가열코일(310)과 2차 가열코일(320)에 의해 순차적으로 가열된 가공모재(10)는 표면이 용융되고, 이에 따라 용탕액적(12)은 분사유닛(400) 측으로 자유낙하하여 고압의 가스에 의해 분산되는 과정을 통해 분말 형태로 상변화를 하게 된다.
상기 분사유닛(400)은, 낙하하는 용탕액적(12)에 고압의 가스를 분사하는 분사노즐(410)과, 상기 분사노즐(410)로 고압의 가스를 공급하는 가스공급관(420)을 기본 구성요소로 구비하되, 낙하하는 용탕액적(12)이 분사노즐(410)이나 기타 부품에 묻는 현상이 발생되지 아니하도록 자유낙하하는 용탕액적(12)의 경로를 둘러싸는 원통 형상의 가이드관(430)이 추가로 구비될 수 있다.
이와 같이 원통 형상의 가이드관(430)이 추가로 구비되면, 수직으로 하강하는 용탕액적(12)이 주변 공기 흐름에 의해 측방으로 휘는 현상을 방지할 수 있는바, 상기 용탕액적(12)이 측방으로 튀지 아니하고 수직 하향으로 낙하하는데 도움을 줄 수 있게 된다.
한편, 분사노즐(410)로부터 분사되는 고압의 가스가 용탕액적(12)을 작은 입자로 무화시키는 과정에서 분사된 가스 중 일부가 역류하고, 이에 따라 상기 용탕액적(12)이 측방으로 튀어 분사노즐(410)을 오염시키는 현상이 발생될 수도 있다. 그러나 본 발명에 의한 금속분말 제조장치는 용탕액적(12)이 측방으로 튀더라도 가이드관(430)에만 묻을 뿐 분사노즐(410)에는 묻지 아니하는바, 분사노즐(410) 오염을 감소시킬 수 있게 된다. 즉, 본 발명에 의한 금속분말 제조장치를 이용하면, 분사노즐(410)의 오염이 방지되므로 분사노즐(410)의 청소주기를 연장시킬 수 있다는 장점이 있다. 물론, 용탕액적(12)이 측방으로 튀었을 때 분사노즐(410)은 오염되지 아니하지만 가이드관(430)은 오염될 수 있는바, 사용 기간이 기준치 이상 경과되었을 때 가이드관(430)을 청소하거나 교체할 필요가 있다. 그러나 가이드관(430)은 분사노즐(410)에 비해 구조가 매우 단순하므로 청소가 용이할 뿐만 아니라 교체비용도 현저히 저렴하다는 장점이 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 의한 금속분말 제조장치에 포함되는 분사유닛(400) 제2 실시예의 수직단면도이다.
본 발명에 의한 금속분말 제조장치는 분사노즐(410)이 도 3에 도시된 바와 같이 다수 개의 플랫노즐로 구성될 수도 있고, 도 4에 도시된 바와 같이 깔때기 형상으로 가스를 분사하는 환형노즐 구조로 제작될 수도 있다. 이와 같이 상기 분사노즐(410)이 환형노즐로 적용되는 경우, 용탕액적이 떨어지는 경로의 모든 방향으로 고압의 가스가 균등하게 분사되는바, 상기 용탕액적이 보다 고르고 작은 입자로 무화되고, 이에 따라 최종적으로 얻어지는 금속분말의 품질이 우수해지는 효과를 얻을 수 있다. 이와 같은 플랫노즐이나 환형노즐은 여러 분야에서 상용화되어 있는 부품이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
한편, 용탕액적이 고압의 가스에 의해 무화될 때 금속입자가 분사노즐(410)에 접촉되는 현상을 효과적으로 방지하기 위해서는 상기 가이드관(430)이 하향으로 길게 연장되어야 하는데, 상기 가이드관(430)이 과도하게 연장되면 분사노즐(410)에서 분사되는 가스가 가이드관(430)에 간섭되는 문제가 발생될 수 있다.
따라서 상기 가이드관(430)은 최대한 하향으로 길게 연장되되 분사노즐(410)에서 분사되는 가스와 간섭되지 아니하도록, 도 5에 도시된 바와 같이 외측면 하부에 경사면(432)이 형성될 수 있다. 상기 경사면(432)은 아래로 갈수록 폭이 좁아지는 방향으로 경사지게 형성되는바, 상기 가이드관(430)이 길게 연장되더라도 분사가스와 간섭되지 아니하는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 최종적으로 얻어지는 금속분말의 입도가 균일하기 위해서는 분사유닛(400)으로 제공되는 용탕액적의 양이 일정하게 유지되어야 하는데, 본 발명에 의한 금속분말 제조장치는 별도의 도가니로 가공모재(10)를 용융시키는 것이 아니라 하강하는 가공모재(10)를 직접 가열하도록 구성되는바, 가공모재(10)가 용융되는 속도에 맞추어 상기 가공모재(10)가 하강되어야만 분사유닛(400) 측으로 낙하하는 용탕액적의 양이 일정하게 유지될 수 있다. 즉, 가공모재(10)의 하강속도가 빨라지면 가열유닛(300)에 의해 가열되는 가공모재(10)의 양이 증가되어 분사유닛(400)으로 제공되는 용탕액적의 양이 증가하게 되고, 가공모재(10)의 하강속도가 느려지면 가열유닛(300)에 의해 가열되는 가공모재(10)의 양이 감소하여 분사유닛(400)으로 제공되는 용탕액적의 양이 감소하게 된다.
본 발명에 의한 금속분말 제조장치는 분사유닛(400)으로 제공되는 용탕액적의 유량이 일정하게 유지될 수 있도록, 상기 가공모재(10)의 용융량에 맞춰 상기 가공모재(10)가 하강되도록 구성됨이 바람직하다. 즉, 본 발명에 의한 금속분말 가공장치는, 상기 가공모재(10)의 끝단 위치를 감지하는 감지부(미도시)를 더 포함하고, 상기 이송유닛(100)은 가공모재(10)의 끝단 위치에 따라 가공모재(10) 하강속도를 가감하도록 구성될 수 있다.
예를 들어 가공모재(10)의 끝단 위치가 기준치보다 높아지면 가열되는 가공모재(10)의 표면적이 좁아져 용탕액적의 유량이 감소되는바, 용탕액적의 유량이 증가될 수 있도록 상기 이송유닛(100)은 상기 가공모재(10)의 하강속도를 증가시킨다. 반대로 가공모재(10)의 끝단 위치가 기준치보다 낮아지면 가열되는 가공모재(10)의 표면적이 넓어져 용탕액적의 유량이 증가되는바, 상기 이송유닛(100)은 가공모재(10)의 하강속도를 감소시켜 용탕액적의 유량을 감소시킨다.
상기 언급한 바와 같이 가공모재(10)의 끝단 위치에 따라 가공모재(10)의 이송속도가 증감되도록 구성되면, 분사유닛(400)으로 제공되는 용탕액적의 유량이 항상 일정하게 유지되는바, 최종적으로 얻어지는 금속분말의 입도가 균일해질 수 있다는 장점이 있다.
이때, 상기 가공모재(10)의 끝단 위치를 감지하기 위한 감지부는, 광센서나 마그네틱센서, 영상센서 등 가공모재(10)의 끝단 높이를 실시간으로 감지할 수 있다면 어떠한 종류의 센서로도 적용될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
10 : 가공모재 12 : 용탕액적
100 : 이송유닛 110 : 고정프레임
120 : 가이드바 130 : 볼스크류
140 : 승강프레임 150 : 승강모터
160 : 수냉축 200 : 회전유닛
210 : 회전샤프트 212 : 체결나사
220 : 회전모터 300 : 가열유닛
310 : 1차 가열코일 320 : 2차 가열코일
400 : 분사유닛 410 : 분사노즐
420 : 가스공급관 430 : 가이드관
432 : 경사면

Claims (9)

  1. 수직으로 세워진 봉 형상의 가공모재를 하강시키는 이송유닛;
    상기 가공모재의 하측에 장착되어, 상기 가공모재가 하강될 때 상기 가공모재의 하부를 가열하여 액상으로 용융시키는 가열유닛;
    상기 가공모재로부터 떨어지는 용탕액적의 낙하경로 상으로 고압의 기체 또는 액체를 분사하여, 상기 용탕액적을 무화시키는 분사유닛; 및
    상기 가공모재의 끝단 위치를 감지하는 감지부를 포함하고,
    상기 이송유닛은. 상기 가공모재의 끝단 위치가 기준치보다 높은 경우 상기 가공모재의 하강속도를 증가시키고, 상기 가공모재의 끝단 위치가 기준치보다 낮은 경우 상기 가공모재의 하강속도를 감소시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 금속분말 제조장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이송유닛에 의해 하강되는 가공모재를 중심축을 중심으로 회전시키는 회전유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속분말 제조장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 회전유닛은, 상기 가공모재의 상측에 수직으로 세워지되 상기 가공모재의 상단에 나사결합 방식으로 삽입되는 체결나사가 구비된 회전샤프트와, 상기 회전샤프트를 자전시키는 회전모터로 구성되는 것을 특징으로 하는 금속분말 제조장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 이송유닛은, 상기 회전샤프트가 중심부를 관통하도록 장착되는 고정프레임과, 상기 고정프레임의 하단으로부터 하향 연장되는 가이드바와, 상기 가이드바와 나란하게 배열되는 볼스크류와, 상기 볼스크류와 나사결합되어 상기 볼스크류의 회전방향에 따라 승강되며 상기 회전샤프트가 자전 가능한 구조로 장착되는 승강프레임과, 상기 볼스크류를 회전시키는 승강모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속분말 제조장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 이송유닛은, 상기 회전샤프트를 둘러싸는 중공관 형상으로 형성되어 상기 승강프레임에 고정결합되되 내부에 냉각수유로가 형성된 수냉축을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속분말 제조장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 가열유닛은, 상기 가공모재의 이동경로를 둘러싸도록 원통형으로 감긴 형상의 1차 가열코일과 2차 가열코일로 구성되며, 상기 2차 가열코일은 상기 1차 가열코일 하측에 위치되는 것을 특징으로 하는 금속분말 제조장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 분사유닛은, 상기 가공모재로부터 떨어지는 용탕액적의 낙하경로를 둘러싸는 원통 형상의 가이드관과, 상기 가이드관의 측방에 장착되어 상기 가이드관을 통과한 용탕액적에 고압의 가스를 분사하는 분사노즐과, 상기 분사노즐로 고압의 가스를 공급하는 가스공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속분말 제조장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 가이드관의 외측면 하부에는, 아래로 갈수록 폭이 좁아지는 방향으로 경사진 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 금속분말 제조장치.
  9. 삭제
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