KR101883749B1

KR101883749B1 - 소재 표면조도 측정지그 및 이를 이용한 측정방법

Info

Publication number: KR101883749B1
Application number: KR1020170103610A
Authority: KR
Inventors: 이경
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2017-08-16
Filing date: 2017-08-16
Publication date: 2018-07-31

Abstract

소재 표면조도 측정지그가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 측정지그는 일면이 개방된 개구를 갖는 박스 형태로 마련되며 외면에 소정크기의 체눈을 갖는 망 프레임과, 개구를 통해 망 프레임 내부로 삽입 장착되며 외면에 도금소재가 밀착되는 지지면이 마련된 지지블록 및 자력 생성에 의해 지지면에 밀착된 도금소재를 고정하도록 지지블록 내부에 마련되는 자력발생블록을 포함한다.

Description

소재 표면조도 측정지그 및 이를 이용한 측정방법{ZIG FOR MEASURING SURFACE ROUGHNESS OF STEEL AND MEASURING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 소재 표면조도 측정지그에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도금/도장소재의 표면 조도 측정에 이용되는 측정지그에 관한 것이다.

일반적으로 도금/도장소재의 표면 품질 평가방법의 하나로 소재의 표면 조도 측정을 수행한다.

표면 조도 측정은 도금/도장소재의 일부 표면상에 나타나는 요철 정도를 정량적으로 측정하여 중심선 평균조도, 최대 조도 높이 등 다양한 항목에 해당되는 측정결과를 얻을 수 있으며, 이는 도금소재의 광택, 도금성 등을 결정하는 요인으로 품질관리의 주요대상이 되고 있다.

도금/도장소재의 경우 도금/도장 전과 도금/도장 후의 표면의 반복적 조도 측정을 통해 품질을 비교 평가하는데 소재 표면의 측정부위가 국부적이며 매우 작은 면적에 해당한다.

따라서 반복적 조도 측정 과정에서 1차 측정 위치와 2차 측정 위치의 정확한 센터링 작업이 곤란하여 재현성 확보가 어려울 뿐만 아니라 측정 데이터의 신뢰성이 저하되는 문제가 발생한다.

한국공개특허 제2011-0034413호(2011.04.05 공개)

본 발명의 실시 예들은 소재 표면의 국부적 조도 측정 시 측정 데이터의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 소재 표면조도 측정지그 및 이를 이용한 측정방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 일면이 개방된 개구를 갖는 박스 형태로 마련되며, 외면에 소정크기의 체눈을 갖는 망 프레임과, 상기 개구를 통해 상기 망 프레임 내부로 삽입 장착되며, 외면에 도금소재가 밀착되는 지지면이 마련된 지지블록 및 자력 생성에 의해 상기 지지면에 밀착된 상기 도금소재를 고정하도록 상기 지지블록 내부에 마련되는 자력발생블록을 포함하는 소재 표면조도 측정지그가 제공될 수 있다.

또한 상기 망 프레임은 스테인리스 스틸 재질로 이루어지며, 상기 체눈은 사각 형상으로 마련될 수 있다.

또한 상기 지지블록은 사각 박스 형태로 마련되고, 상기 지지블록의 모서리에는 스페이서가 구비되어 상기 지지면과 상기 망 프레임 사이에 상기 도금소재가 삽입되는 공간이 형성될 수 있다.

또한 상기 지지면은 상기 지지블록의 상하, 좌우 4면에 마련될 수 있다.

또한 상기 자력발생블록은 스위치 조작에 의해 온,오프 가능한 스위치 자기장치를 포함한다.

또한 상기 자력발생블록은 상기 지지블록의 내부에 형성된 수용부에 분리 가능하게 장착될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 측정지그를 이용한 소재 표면조도 측정방법으로서, 상기 도금소재를 상기 망 프레임과 상기 지지블록 사이에 삽입하여 상기 지지면에 밀착시키는 단계와, 상기 자력발생블록의 자력에 의해 상기 지지면에 밀착된 상기 도금소재를 고정시키는 단계와, 표면조도 측정기를 이용하여 상기 망 프레임에 형성된 하나의 체눈에 해당하는 상기 도금소재의 표면에 대한 표면조도를 1차 측정하는 단계와, 상기 도금소재의 표면 도금층을 제거하는 단계와, 상기 표면 도금층이 제거된 상기 도금소재를 상기 하나의 체눈에 해당하는 상기 도금소재의 표면에 대한 표면조도를 2차 측정하는 단계와, 1차 측정된 표면 조도값과 2차 측정된 표면 조도값을 비교 평가하는 단계;를 포함하는 소재 표면조도 측정방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 소재의 반복적 표면조도 측정 시 측정 위치의 정확한 센터링 작업이 가능하여 측정 데이터의 신뢰성 및 재현성을 확보할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 소재 표면조도 측정지그를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 소재 표면조도 측정지그의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 표면조도 측정기를 이용하여 소재의 표면조도를 측정하는 과정을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 도금소재의 도금층을 제거하는 과정을 도시한 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 소재 표면조도 측정지그를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 소재 표면조도 측정지그의 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 소재 표면조도 측정지그(10)는 망 프레임(20)과, 지지블록(30) 및 자력발생블록(40)을 포함한다.

망 프레임(20)은 일면이 개방된 개구(21)를 갖는 박스 형태로 마련될 수 있고, 외면에는 격자 형태로 배치되는 복수의 체눈(23)이 마련될 수 있다.

체눈(23)은 소정 크기 및 형상으로 절개된 형태로 마련될 수 있다. 본 실시 예에서는 체눈(23)이 사각 형상으로 이루어진 예를 도시하나 이에 제한되는 것을 아니다.

이러한 체눈(23)은 후술하는 도금층 제거용액이 망 프레임(20)의 내외로 연통할 수 있는 통로를 형성함과 아울러 도금소재의 표면 조도를 측정하는 측정위치를 정하는 기준이 된다.

구체적으로, 체눈(23)이 바둑판 형태로 배열된 경우에는 정해진 행과 열에 위치되는 체눈(23)에 해당하는 도금소재의 표면에 대하여 도금층 제거 전후에 대한 표면 조도를 측정함에 의해 측정값의 신뢰성을 향상시키게 된다.

한편 체눈(23)이 서로 다른 형상으로 이루어진 경우에는 정해진 형상의 체눈(23)에 대한 도금소재의 표면에 대하여 도금층 제거 전후에 대한 표면 조도를 측정할 수 있다.

이러한 망 프레임(20)은 스테인리스 스틸 재질로 이루어지는 봉 형상의 소재를 일정한 행과 열을 이루도록 배열시킴에 의하여 제작될 수 있다.

지지블록(30)은 측정 대상물인 도금소재(50)를 밀착 고정하기 위한 것으로서 사각 박스 형태로 이루어질 수 있다.

지지블록(30)은 망 프레임(20)의 개구(21)를 통해 망 프레임(20) 내부로 삽입 결합될 수 있고, 지지블록(30)의 외면에는 도금소재(50)가 밀착 지지되는 지지면(31)이 마련된다.

지지블록(30)의 네 모서리 부분에는 지지면(31)과 망 프레임(20) 사이에 도금소재(50)가 삽입되는 공간을 형성하도록 스페이서(33)가 구비될 수 있다.

스페이서(33)는 장방형 막대 형상으로 이루어질 수 있고, 지지블록(30)이 망 프레임(20)의 개구(21)에 진입하여 삽입되는 경우 망 프레임(20)의 네 모서리 부분을 따라 슬라이딩 결합될 수 있다.

또한 스페이서(33) 사이에 위치되는 지지블록(30)의 외면은 평편한 면으로 이루어져 도금소재(50)가 밀착 지지되는 지지면(31)이 마련된다.

지지면(31)은 복수의 도금소재(50)를 한번에 측정할 수 있도록 사각 박스 형태로 이루어진 지지블록(30)의 상하, 좌우 4면에 마련될 수 있다.

지지블록(30)의 내부에는 지지면(31)에 밀착된 도금소재(50)를 고정하기 위한 자력발생블록(40)이 삽입되는 수용부(35)가 마련될 수 있다.

또한 지지블록(30)의 일측에는 지지블록(30)을 운반하거나 망 프레임(20)에 삽입 장착 시 편의를 위해 작업자가 파지할 수 있는 손잡이(37)가 구비될 수 있다.

자력발생블록(40)은 지지블록(30)의 수용부(35)에 분리 가능하게 장착될 수 있다.

자력발생블록(40)은 스위치 조작에 의해 자력을 온/오프 가능한 스위치 자기장치로 이루어질 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 소재 표면조도 측정지그를 이용한 측정방법에 대하여 설명한다.

먼저, 도 1과 같이 망 프레임(20) 내부에 지지블록(30)이 삽입 장착된 상태의 측정지그(10)를 준비한다.

그리고 지지블록(30)의 상하, 좌우 네 면에 마련된 지지면(31)에 측정 대상물인 도금소재(50)를 삽입하여 지지면(31)에 도금소재(50)를 밀착시킨다.

지지면(31)에 도금소재(50)를 밀착시킨 후에는 자력발생블록(40)의 스위치를 조작하여 자력을 발생시킴에 의해 지지면(31)에 밀착된 도금소재(50)가 움직이지 않도록 고정시킨다.

측정지그(10)에 도금소재(50)의 장착이 완료된 후에는 도 3과 같이 표면조도 측정기(60)를 이용하여 도금소재(50)의 표면 조도를 1차 측정한다.

이 경우, 망 프레임(20)에 구비된 복수의 체눈(23) 중 어느 하나를 지정하고, 지정된 체눈(23)에 해당하는 도금소재(50)의 표면에 대한 표면조도를 1차 측정한다.

여기서 표면조도 측정기(60)는 적외선 레이저를 발산하고 반사된 레이저를 감지하여 표면 조도를 측정하는 비접촉식 측정기를 포함한다.

도금소재(50)의 표면에 대한 1차 측정이 완료되면, 도금소재(50)의 표면 도금층을 제거하는 작업을 수행한다.

도금소재(50)의 도금층을 제거하는 작업은 도 4와 같이 도금액 제거용액이 채워진 용기(70)에 측정지그(10)를 일정시간 동안 침전시킨다.

이 경우, 도금층 제거를 위해 측정지그(10)에서 도금소재(50)를 분리할 필요가 없으므로 도금소재(50)의 위치 변동이 발생하지 않아 도금층 제거 후 측정오차를 줄일 수 있게 된다.

도금소재(50)에 대한 도금층 제거가 완료되면, 용기(70)로부터 측정지그(10)를 꺼내어 세정과 건조를 실시한 후 표면조도 측정기(60)를 통해 도금층이 제거된 도금소재(50)에 대한 표면조도를 2차 측정한다.

이 경우, 1차 측정 시 지정된 체눈(23)에 해당하는 위치에 대하여 표면조도 측정을 수행한다.

그리고 지정된 체눈(23)에 해당하는 도금소재(50)의 표면에 대하여 1차 측정과 2차 측정이 완료되면, 1차 측정된 표면 조도값과 2차 측정된 표면 조도값을 비교하여 도금소재(50)에 대한 표면 품질을 평가한다.

따라서 도금소재(50)의 표면에 대하여 정확하게 동일한 위치에서 도금층 제거 전후에 대한 표면조도를 측정할 수 있어, 표면조도 측정 시 재현성 확보 및 측정 데이터의 신뢰성이 향상되게 된다.

한편 본 실시 예에서는 도금층이 형성된 도금소재(50)에 대한 표면조도 측정방법에 대하여 설명하나, 도금소재(50)는 도금층 또는 도장층이 형성된 소재를 포함하며, 동일한 측정방법이 적용될 수 있음은 물론이다.

이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

10: 소재 표면조도 측정지그, 20: 망 프레임,
21: 개구, 23: 체눈,
30: 지지블록, 31: 지지면,
33: 스페이서, 35: 수용부,
37: 손잡이, 40: 자력발생블록,
50: 도금소재, 60: 표면조도 측정기,
70: 용기.

Claims

일면이 개방된 개구를 갖는 박스 형태로 마련되며, 외면에 소정크기의 체눈을 갖는 망 프레임;
상기 개구를 통해 상기 망 프레임 내부로 삽입 장착되며, 외면에 도금소재가 밀착되는 지지면이 마련된 지지블록; 및
자력 생성에 의해 상기 지지면에 밀착된 상기 도금소재를 고정하도록 상기 지지블록 내부에 마련되는 자력발생블록;을 포함하는 소재 표면조도 측정지그.
제1항에 있어서,
상기 망 프레임은 스테인리스 스틸 재질로 이루어지며, 상기 체눈은 사각 형상으로 마련되는 소재 표면조도 측정지그.
제2항에 있어서,
상기 지지블록은 사각 박스 형태로 마련되고, 상기 지지블록의 모서리에는 스페이서가 구비되어 상기 지지면과 상기 망 프레임 사이에 상기 도금소재가 삽입되는 공간이 형성되는 소재 표면조도 측정지그.
제3항에 있어서,
상기 지지면은 상기 지지블록의 상하, 좌우 4면에 마련되는 소재 표면조도 측정지그.
제1항에 있어서,
상기 자력발생블록은 스위치 조작에 의해 온,오프 가능한 스위치 자기장치를 포함하는 소재 표면조도 측정지그.
제5항에 있어서,
상기 자력발생블록은 상기 지지블록의 내부에 형성된 수용부에 분리 가능하게 장착되는 소재 표면조도 측정지그.
제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 상기 측정지그를 이용한 소재 표면조도 측정방법으로서,
상기 도금소재를 상기 망 프레임과 상기 지지블록 사이에 삽입하여 상기 지지면에 밀착시키는 단계;
상기 자력발생블록의 자력에 의해 상기 지지면에 밀착된 상기 도금소재를 고정시키는 단계;
표면조도 측정기를 이용하여 상기 망 프레임에 형성된 하나의 체눈에 해당하는 상기 도금소재의 표면에 대한 표면조도를 1차 측정하는 단계;
상기 도금소재의 표면 도금층을 제거하는 단계;
상기 표면 도금층이 제거된 상기 도금소재를 상기 하나의 체눈에 해당하는 상기 도금소재의 표면에 대한 표면조도를 2차 측정하는 단계;
1차 측정된 표면 조도값과 2차 측정된 표면 조도값을 비교 평가하는 단계;를 포함하는 소재 표면조도 측정방법.