KR101787360B1 - 다원계 합금의 소결장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부에 수용공간이 형성되고 각기 두께가 서로 다르게 흑연으로 형성되는 복수 개의 몰드부를 가지며, 복수 개의 상기 몰드부 중 적어도 두 개 이상이 연속하여 각각의 상기 수용공간이 연통되도록 배치되는 몰드유닛, 상기 몰드유닛에 원료를 공급하되 소결온도가 상이한 이종소재를 각각의 상기 수용공간 내부에 혼합되지 않고 층이 형성되도록 공급하는 원료공급유닛, 상기 몰드유닛의 대향되는 양측에서 일부가 상기 수용공간 내에 삽입되며 상기 이종소재를 가압하는 가압유닛 및 상기 몰드유닛과 상기 가압유닛을 내부에 수용하고, 상기 몰드유닛에 전류를 인가하여 상기 이종소재를 플라즈마 소결하는 챔버유닛을 포함하는 소결장치가 개시된다.

Description

다원계 합금의 소결장치{Multi-alloy Sintering Apparatus}

본 발명은 다원계 합금의 소결장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 방전 플라즈마 소결공정을 통해 소결온도가 상이한 복수 개의 소재를 소결하는 다원계 합금의 소결장치에 관한 것이다.

일반적으로 분말 형태의 소재를 소결하여 합금으로 가공하는 방법 중 방전 플라즈마 소결법(Spark plasma sintering method)은 기존의 합성온도보다 낮은 온도, 기존의 유지시간보다 짧은 유지시간으로 합금을 합성할 수 있는 방법으로 알려져 있어 새로이 많은 연구가 진행되고 있다.

종래의 방전 플라즈마 소결공정에 사용되는 장치는 전극과 금형이 조합된 구성으로서, 특히 금형에 관해서는 금형 내부에 합성을 위한 원료분말을 장입하고, 상기 금형 상부와 하부에 각각 전극을 형성하되, 상기 전극은 상기 원료분말에 압력을 가하도록 구성된다.

즉, 원료분말이 수용된 금형을 가압함과 동시에 상기 각 전극에 인가되는 전원에 의해 원료분말이 가열되어 소결한다.

하지만 이와 같은 방법은 금형에 전류를 인가하여 가열하는 방식이기 때문에 소결온도가 서로 다른 복수의 이종소재 또는 합금 조성이 다른 동종소재를 동시에 성형할 수 없는 문제점이 있다.

이에 따라 다원계 합금의 형성 시 각각의 소재를 별도로 소결한 후 이들을 다시 접합시키는 방법이 사용되고 있다.

그러나 이와 같은 방법은 복잡한 공정에 의해 고비용이 요구되며, 고밀도 소결체의 확보가 어렵고, 또한 이종소재 및 합금 조성이 다른 동종소재의 접합 시 접합 계면의 물성이 상이하여 접합 면의 탈락하는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 분말형태의 이종소재를 각각 두께가 상이한 몰드에 인입하여 가열 및 가압함으로써 각각의 소재가 서로 다른 온도로 가열되어 일체로 소결할 수 있는 다원계 합금의 소결장치를 제공하기 위함이다

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따르면, 내부에 수용공간이 형성되고 각기 두께가 서로 다르게 흑연으로 형성되는 복수 개의 몰드부를 가지며, 복수 개의 상기 몰드부 중 적어도 두 개 이상이 연속하여 각각의 상기 수용공간이 연통되도록 배치되는 몰드유닛, 상기 몰드유닛에 원료를 공급하되 소결온도가 상이한 이종소재를 각각의 상기 수용공간 내부에 혼합되지 않고 층이 형성되도록 공급하는 원료공급유닛, 상기 몰드유닛의 대향되는 양측에서 일부가 상기 수용공간 내에 삽입되며 상기 이종소재를 가압하는 가압유닛 및 상기 몰드유닛과 상기 가압유닛을 내부에 수용하고, 상기 몰드유닛에 전류를 인가하여 상기 이종소재를 플라즈마 소결하는 챔버유닛을 포함한다.

또한, 상기 몰드부는 길게 형성되며 길이방향을 따라 관통된 형태로 상기 수용공간이 형성될 수 있다.

또한, 상기 몰드유닛은 복수 개의 상기 몰드부가 동일한 형태의 상기 수용공간을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 몰드유닛은 복수 개의 상기 몰드부 중 소결되는 상기 이종소재 각각의 소결온도에 대응하여 서로 다른 두께의 상기 몰드부를 선택하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 몰드유닛은 복수 개의 상기 몰드부 중 두께가 상대적으로 두꺼운 것의 상기 수용공간에 소결온도가 상대적으로 낮은 소재를 투입하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 몰드부는 길이방향을 따라 불균일한 두께를 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 챔버유닛은 상기 몰드유닛의 온도를 측정하는 온도측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 챔버유닛은 선택적으로 내부를 냉각시키는 별도의 냉각부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 소결장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 두께가 상이한 복수 개의 몰드부에 각각 서로 다른 소결온도를 가지는 소재를 인입하고 이를 가열하고, 이에 따라 상기 몰드부가 서로 다른 온도로 가열됨으로써, 소결온도가 서로 다른 이종소재 또는 합금 조성이 다른 동종소재를 일체로 소결시킬 수 있는 이점이 있다.

둘째, 몰드유닛이 서로 다른 두께를 가지는 복수 개의 몰드부로 구성되어 소결 대상인 소재의 소결온도에 대응하여 알맞은 두께를 선택하도록 구성됨으로써, 다양한 종류의 소재를 소결시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 소결장치의 구성을 나타낸 도면;
도 2는 도 1의 소결장치에서 몰드유닛의 구성을 나타낸 도면;
도 3은 도 1의 소결장치에서 몰드유닛에 제1소재 및 제2소재가 적층된 상태를 나타낸 도면;
도 4는 도 1의 소결장치에서 제1소재 및 제2소재가 가압되는 상태를 나타낸 도면;
도 5는 도 1의 소결장치에서 소재의 소결온도에 따라 몰드부의 배치가 변화하는 상태를 나타낸 도면; 및
도 6은 도 1의 소결장치에서 몰드부의 변형된 형태를 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

먼저, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 다원계 합금의 소결장치의 구성에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 소결장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 소결장치에서 몰드유닛의 구성을 나타낸 도면이다.

그리고 도 3은 도 1의 소결장치에서 몰드유닛에 제1소재 및 제2소재가 적층된 상태를 나타낸 도면이며, 도 4는 도 1의 소결장치에서 제1소재 및 제2소재가 가압되는 상태를 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 소결장치는 분말형태의 이종 소재를 적층하여 일체로 소결하는 장치로 크게 몰드유닛(100), 원료공급유닛(미도시), 가압유닛(200) 및 챔버유닛(300)을 포함한다.

상기 몰드유닛(100)은 복수 개의 몰드부(110, 120)로 구성되며, 상기 몰드부(110, 120) 내부에는 수용공간이 형성되어 이종 소재가 투입되도록 구성된다.

구체적으로 상기 몰드부(110, 120)는 내부에 수용공간이 형성되며 흑연으로 구성되어 길이방향에 따른 양단이 개구 되도록 구성된다.

그리고 상기 몰드유닛(100)은 상기 몰드부(110, 120) 중 적어도 두 개 이상을 연속하여 결합하며, 각각의 상기 수용공간이 연통되도록 배치된다.

이때, 복수 개의 상기 몰드부(110, 120)는 유사한 형상을 가지도록 구성되지만 각각의 두께가 서로 다르게 구성된다.

이와 같이 구성된 상기 몰드부(110, 120)는 적어도 두 개 이상이 길이방향을 따라 적층 형태로 배치되며 각각의 상기 수용공간에 이종소재가 투입된다.

여기서, 상기 수용공간에 투입되는 원료인 이종소재는 분말 형태로 서로 다른 온도에서 소결되는 소재로 구성된다. 그리고 이와 같은 상기 이종소재들은 상기 몰드부(110, 120) 각각의 수용공간에 적층 형태로 투입된다.

본 실시예에서 상기 몰드부(110, 120)는 도시된 바와 같이 원통 형상을 가지며 길게 형성되어 길이방향을 따라 관통된 형상의 수용공간이 형성된다.

이하 본 실시예를 설명함에 있어 상기 몰드유닛(100)은 두 개의 제1몰드부(110) 및 제2몰드부(110)로 구성된 형태로 설명하며 이에 한정되지 않는다,

따라서, 본 실시예에 따른 몰드유닛(100)은 상기 제1몰드부(110) 및 상기 제2몰드부(110)를 포함하며, 상기 제1몰드부(110)에 비해 상기 제2몰드부(110)가 상대적으로 더 큰 두께를 가지도록 형성된다.

여기서, 상기 제1몰드부(110) 및 상기 제2몰드부(110) 각각에 형성된 상기 수용공간이 동일한 형상을 가지도록 형성될 수 있으며, 이와 달리 서로 다른 형상의 수용공간을 가지도록 구성될 수도 있다.

이와 같이 구성된 상기 몰드유닛(100)은 내부에 상기 이종소재가 투입되어 후술하는 가압유닛(200) 및 챔버유닛(300)에 의해 소결시킬 수 있도록 한다.

한편, 상기 원료공급유닛은 상기 몰드유닛(100)에 형성된 상기 수용공간 내부에 원료를 투입하는 구성으로써, 상기 이종소재를 공급하되 소결온도가 상이한 소재를 각각의 상기 수용공간 내부에 혼합되지 않고 층이 형성되도록 공급한다.

구체적으로 상기 원료공급유닛은 분말 형태의 상기 이종소재를 상기 제1몰드부(110) 및 상기 제2몰드부(110) 각각의 수용공간에 독립적으로 공급한다.

본 실시예에서는 상기 몰드유닛(100)이 제1몰드부(110) 및 제2몰드부(110)의 두 개로 이루어져 있기 때문에 상기 이종소재 역시 이에 대응하여 2개의 소재인 제1소재(A) 및 제2소재(B)로 구분하여 설명한다.

이에 따라, 도면에 도시되지 않았지만 상기 원료공급유닛은 하부에 위치한 상기 제2몰드부(110)의 상기 수용공간에 제2소재(B)를 먼저 공급하고, 다시 상기 제1몰드부(110)의 수용공간에 제1소재(A)를 공급한다.

여기서, 상기 몰드유닛(100) 내에 투입된 상기 제1소재(A) 및 상기 제2소재(B)는 상기 수용공간 내부에서 층을 이루는 상태로 적층된다.

이때, 상기 제2소재(B)의 소결온도가 상기 제1소재(A)의 소결온도보다 상대적으로 낮은 온도를 가지도록 배치된다.

이와 같이 본 발명에 따른 상기 원료공급유닛은, 분말형태의 상기 제1소재(A) 및 상기 제2소재(B)를 각각 상기 제1몰드부(110) 및 상기 제2몰드부(110)에 각각 적층형태로 공급한다.

한편, 상기 가압유닛(200)은, 상기 몰드유닛(100)에 대향되는 양측에서 일부가 상기 수용공간 내부에 삽입되며 상기 이종소재를 가압한다.

구체적으로 상기 가압유닛(200)은 상기 몰드유닛(100)의 길이방향에 따른 양측에 한 쌍으로 구비되며, 양방향에서 가압하여 각각의 상기 수용공간 내부로 삽입되고, 이에 따라 상기 수용공간 내부에 적층된 상기 제1소재(A) 및 상기 제2소재(B)가 가압된다.

여기서, 상기 가압유닛(200)은 상기 몰드유닛(100)과 마찬가지로 흑연으로 구성되며, 전류가 흐를 수 있도록 구성된다.

그리고 상기 가압유닛(200) 각각에는 별도의 전극(230)이 형성되어 후술하는 상기 챔버유닛(300)에 의해 전류를 제공받는다.

이에 따라 상기 가압유닛(200)은 상기 몰드유닛(100) 내부에 수용된 상기 제1소재(A) 및 상기 제2소재(B)를 가압함과 동시에 내부로 전류를 전달하여 열이 발생하도록 한다.

본 실시예에서 상기 가압유닛(200)은 도시된 바와 같이 상기 몰드유닛(100)의 상부에 배치되어 하부방향으로 슬라이딩하는 제1펀치(210), 상기 몰드유닛(100)의 하부에 구비되어 상부로 슬라이딩하며 상기 제2몰드부(110) 내부로 삽입되는 제2펀치(220) 및 상기 제1펀치(210)와 상기 제2펀치(220)에 각각 연결되어 전류를 전달하는 전극(230)을 포함한다.

그리고 상기 제1펀치(210) 및 상기 제2펀치(220)는 상기 수용공간 내부에 상기 제1소재(A) 및 상기 제2소재(B)가 투입된 후 각각 상하방향으로 슬라이딩하여 가압하도록 구성된다.

여기서, 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 가압유닛(200)은 상기 전극(230)으로부터 상기 몰드유닛(100)으로 인가되는 전류가 집중되어 승온 효율을 높이고 불필요한 에너지 소모를 줄일 수 있도록 상기 제1펀치(210) 및 상기 제2펀치(220)와 상기 전극(230) 사이에 복수 개의 스페이서(202)를 추가할 수 있다.

여기서, 상기 스페이서(202)는 흑연으로 이루어져 복수 개가 적층 형태로 각각 상 하부에 배치되며 외경이 점차적으로 감소할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

이러한 스페이서(202)의 구조에 따라 상기 전극(230)에서 제1펀치(210) 및 제2펀치(220)를 통해 상기 몰드유닛(100)으로 전달되는 전류가 집중되어 전력이용효율 및 발열 효율을 높일 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 상기 가압유닛(200)이 구성됨으로써 상기 제1소재(A) 및 상기 제2소재(B)를 가압함과 동시에 안정적으로 전류를 제공하여 열을 발생시킬 수 있다.

한편, 상기 챔버유닛(300)은 상기 몰드유닛(100)과 상기 가압유닛(200)을 내부에 수용하고, 상기 몰드유닛(100)에 전류를 인가하여 상기 소재를 플라즈마 소결하도록 구성된다.

구체적으로 상기 챔버유닛(300)은 크게, 선택적으로 내부가 밀폐 가능하도록 구성되는 케이스(310), 상기 케이스(310)상에 구비되어 내부를 선택적으로 진공상태로 만드는 별도의 진공펌프(320), 상기 케이스(310)상에 구비되어 내부를 냉각시키는 냉각부(330), 상기 전극(230)에 연결되어 선택적으로 전류를 제공하는 전류공급부(340) 및 상기 케이스(310) 내부를 냉각시키는 냉각부(330)를 포함한다.

상기 케이스(310)는 일반적은 챔버 형태로 형성되며 내부에 상기 몰드유닛(100) 및 상기 챔버유닛(300)을 수용한다, 그리고 상기 진공펌프(320)에 의해 선택적으로 내부를 진공상태로 만들 수 있도록 밀폐 가능하게 구성된다. 본 실시예에서는 도시된 바와 같이 사각 형태로 형성된다.

한편, 상기 냉각부(330)은 상기 케이스(310)상에서 상기 이종소재의 소결공정이 종료된 후 냉각시키기 위한 구성으로써, 수냉식 또는 공냉식으로 구성될 수 있다.

본 실시예에서 상기 냉각부(330)는 상기 케이스(310) 내벽에 마련된 냉각수 유통관과, 상기 전극(230)에 마련된 냉각수 유통관으로 냉각수를 유통시킬 수 있도록 되어 있다.

이에 따라, 상기 이종소재의 소결공정을 진행하는 경우 상기 케이스(310) 내부 온도는 고온으로 승온되기 때문에 자연적인 냉각은 많은 시간이 필요하므로, 상기 냉각부(330)를 통해 냉각시간을 단축시킬 수 있다.

한편, 상기 온도측정부는 상기 챔버유닛(300)에 구비되어 상기 몰드유닛(100)이 가열되는 경우 상기 제1몰드부(110)와 상기 제2몰드부(110) 각각의 온도를 측정할 수 있다.

이와 같이 상기 온도측정부를 구비하여 이종소재의 소결공정을 진행할 때 상기 제1몰드부(110) 및 상기 제2몰드부(110) 각각의 온도를 측정하고 이에 대응하여 상기 몰드유닛(100)의 가열온도를 사용자가 조절할 수 있다.

본 실시예에서 상기 온도측정부는 상기 케이스(310)에 마련된 투시창을 통해 온도를 검출하는 적외선 온도검출 방식이 적용될 수 있으며, 이와 달리 다양한 형태로 적용될 수도 있다.

상기 전류공급부(340)는 상기 전극(230)상에 각각 연결되어 사용자의 조작에 의해 상기 몰드유닛(100)으로 전류를 제공한다.

여기서, 상기 전류공급부(340)는 사용자가 직접 조작할 수도 있고, 상기 온도측정부에서 측정된 온도에 대응하여 자동으로 조절되도록 구성될 수도 있다.

이와 같이 상기 챔버유닛(300)이 구성됨으로써 상기 몰드유닛(100) 내부에 공급된 상기 제1소재(A) 및 상기 제2소재(B)에 전류를 공급하여 열을 발생시키며 소결공정을 진행할 수 있다.

이어서, 본 발명에 따른 소결장치를 통해 이종소재가 소결되는 과정에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 복수 개의 몰드부(110, 120) 중에서 제1소재(A) 및 상기 제2소재(B)의 소결온도에 대응하여 알맞은 두께를 가지는 제1몰드부(110) 및 제2몰드부(110)를 선택한다.

그리고 상기 몰드유닛(100) 내부에 상기 원료공급유닛을 통해 제1소재(A) 및 제2소재(B)를 각각 적층형태로 공급한 후 상기 진공펌프(320)에 의해 상기 케이스(310) 내부를 진공상태로 만든다.

이어서, 상기 가압유닛(200)이 상기 제1몰드부(110) 및 상기 제2몰드부(110)를 각각 가압함과 동시에 상기 몰드유닛(100) 내부가 가열된다.

여기서, 상기 몰드유닛(100)의 가열 시 상기 제1몰드부(110) 및 상기 제2몰드부(110)와 함께 상기 케이스(310) 내부에서 방전 플라즈마 소결방식을 통해 상기 전극(230)에 전류를 흘려줌으로써 흑연으로 구성된 상기 제1몰드부(110) 및 상기 제2몰드부(120) 내부에서부터 가열된다.

상기 제1몰드부(110)를 기준으로 온도를 측정하되 상기 제2몰드부(110)의 온도 또한 관찰하며, 전압 및 전류를 조절하면서 상기 몰드유닛(100)의 내부에서부터 가열하도록 구성된다.

이때, 상기 제1몰드부(110) 및 상기 제2몰드부(110)에는 동일한 전류가 인가되지만, 상기 제1몰드부(110)와 상기 제2몰드부(110)의 두께가 서로 다르기 때문에 상기 제1몰드부(110) 및 상기 제2몰드부(110) 자체에서 흡수/ 방출하는 열 자체가 다르게 된다.

이에 따라 상기 제1몰드부(110) 및 상기 제2몰드부(110)에 동일한 양을 전류를 인가하더라도 상기 제1몰드부(110) 및 상기 제2몰드부(110)의 두께가 서로 다르기 때문에 내부온도가 서로 다르게 된다.

즉, 상기 제1몰드부(110) 및 상기 제2몰드부(110)에 인가하는 전류가 동일하더라도 상기 제1소재(A)와 상기 제2소재(B)에 대응하여 복수 개 중에서 상기 제1몰드부(110) 및 상기 제2몰드부(110)를 선택하여 사용할 수 있다.

본 실시예에서는 상기 제2몰드부(110)의 두께가 상기 제1몰드부(110)의 두께보다 상대적으로 크기 때문에 상기 제2몰드부(110)에 공급되는 상기 제2소재(B)가 상기 제1소재(A)보다 소결온도가 상대적으로 낮은 것으로 이루어진다.

이와 같이 상기 제1몰드부(110) 및 상기 제2몰드부(110)에 각각 상기 제1소재(A) 및 상기 제2소재(B)를 공급한 후 가압 및 가열함으로써 상기 제1소재(A)와 상기 제2소재(B)가 적층 형태의 일체로 소결될 수 있다.

이때, 상기 제1소재(A) 및 상기 제2소재(B)는 서로 다른 물성의 이종소재 또는 합금 조성이 다른 동종소재 분말로 구성될 수 있으며, 상기 챔버유닛(300)에 의해 가열 시 승온과 등온유지를 반복하여 진행된다.

이에 따라 이종소재 및 합금 조성이 다른 동종소재의 소결 시 단일공정으로 본딩 공정 없이 고밀도 이면서도 부착력이 좋은 다원계 합금의 제조가 가능하며, 방전플라즈마 소결방식을 통해 가열함으로써 몰드유닛(100) 내부의 온도를 빠르게 상승시킬 수 있다.

이어서 도 5를 참조하여 상기 몰드부(110, 120)의 배치가 변화하는 상태에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 5는 도 1의 소결장치에서 소재의 소결온도에 따라 몰드부(110, 120)의 배치가 변화하는 상태를 나타낸 도면이다.

먼저 도 5의 (a)를 살펴보면 상기 제1몰드부(110)의 경우 두께가L1이고, 상기 제2몰드부(110)는 상대적으로 두꺼운 L2가된다.

여기서, 상기 제1몰드부(110)보다 상기 제2몰드부(110)가 상대적으로 두꺼운 두께를 가지기 때문에 상기 제1몰드에 투입되는 상기 제1소재(A)의 소결온도가 상기 제2소재(B)의 소결온도보다 더 높은 온도를 가지는 물성을 지니고 있어야 한다.

그리고 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 제2몰드부(110)의 두께는 L1이지만 상기 제1몰드부(110)의 두께는 상기 제2몰드부(110)에 비해 상대적으로 더 큰 L3의 두께를 가진다.

이에 따라 상기 제1몰드부(110)에 적층되는 상기 제1소재(A)는 상기 제2몰드부(110)에 적층되는 상기 상기 제2소재(B)에 비해 두께의 차이인 L3-L1에 대응하는 소결온도 차이를 가지도록 구성되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 제1몰드부(110)와 상기 제2몰드부(110)의 두께 차이는 상기 제1소재(A)와 상기 제2소재(B)의 소결온도 차이와 직결되며 소결하고자 하는 원료들의 소결온도 차이에 대응하여 각기 서로 다른 두께의 상기 제1몰드부(110)와 상기 제2몰드부(110)를 선택해야 한다.

그리고 이와 같이 상기 몰드유닛(100)은 복수 개 중에서 소결하고자 하는 상기 제1소재(A)와 상기 제2소재(B)의 소결온도에 대응해 상기 제1몰드부(110) 및 상기 제2몰드부(110)를 취사선택 함으로써 다양한 소재를 일체로 소결할 수 있다.

다음으로, 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 몰드유닛(100)의 변형된 형태에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 6은 도 1의 소결장치에서 몰드부(110, 120)의 변형된 형태를 나타낸 도면이다

도시된 도면을 살펴보면, 상술한 바와 달리 복수 개의 상기 몰드부(110, 120) 중 일부는 균일한 외경을 가지지 않고 길이방향을 따라 불균일한 두께를 가지도록 구성될 수 있다.

구체적으로 상기 제1몰드부(110)의 경우 균일한 두께를 가지도록 구성되어 있으나 제2몰드부(110)를 살펴보면 상기 제1몰드부(110)와 접하는 부분에서부터 하부방향으로 갈수록 두께가 증가하도록 구성된다.

이와 같이 상기 제2몰드부(110)가 구성됨으로써 상기 제1몰드부(110)와 상기 제2몰드부(110)의 가열 시 급격한 온도차이가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 상기 제1소재(A) 및 상기 제2소재(B)의 소결 시 크랙이나 분리가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예들은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 몰드유닛
110: 제1몰드부
120: 제2몰드부
200: 가압유닛
210: 제1펀지
220: 제2펀치
230: 전극
300: 챔버유닛
310: 케이스
320: 펌프
330: 냉각부
340: 전류공급부

Claims (8)

1. 내부에 수용공간이 형성되고 각기 두께가 서로 다르게 흑연으로 형성되는 복수 개의 몰드부를 가지며, 복수 개의 상기 몰드부 중 적어도 두 개 이상이 연속하여 각각의 상기 수용공간이 연통되도록 배치되는 몰드유닛;
   상기 몰드유닛에 원료를 공급하되 소결온도가 상이한 이종소재를 각각의 상기 수용공간 내부에 혼합되지 않고 층이 형성되도록 공급하는 원료공급유닛;
   상기 몰드유닛의 대향되는 양측에서 일부가 상기 수용공간 내에 삽입되며 상기 이종소재를 가압하는 가압유닛; 및
   상기 몰드유닛과 상기 가압유닛을 내부에 수용하고, 상기 몰드유닛에 전류를 인가하여 상기 이종소재를 플라즈마 소결하는 챔버유닛; 을 포함하며,
   상기 몰드유닛은 서로 다른 상기 이종소재의 소결온도에 대응하여 두께가 다른 각각의 상기 몰드부를 선택 결합해 상기 수용공간을 형성하고, 상기 이종소재 각각은 상기 수용공간 내부에서 대응하는 상기 몰드부 내부에 위치하며,
   상기 몰드부는 상기 이종소재의 소결온도 차이에 대응하는 두께차이를 가지도록 선택되는 것을 특징으로 하는 소결장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 몰드부는,
   길게 형성되며 길이방향을 따라 관통된 형태로 상기 수용공간이 형성되는 소결장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 몰드유닛은,
   복수 개의 상기 몰드부가 동일한 형태의 상기 수용공간을 가지는 것을 특징으로 하는 소결장치.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 몰드유닛은,
   복수 개의 상기 몰드부 중 두께가 상대적으로 두꺼운 것의 상기 수용공간에 소결온도가 상대적으로 낮은 소재를 투입하는 것을 특징으로 하는 소결장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 몰드부는,
   길이방향을 따라 불균일한 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 소결장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 챔버유닛은,
   상기 몰드유닛의 온도를 측정하는 온도측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소결장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 챔버유닛은,
   선택적으로 내부를 냉각시키는 별도의 냉각부를 더 포함하는 소결장치.
   

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