KR101890064B1 - 마찰교반 점용접장치 - Google Patents

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KR101890064B1
KR101890064B1 KR1020170058472A KR20170058472A KR101890064B1 KR 101890064 B1 KR101890064 B1 KR 101890064B1 KR 1020170058472 A KR1020170058472 A KR 1020170058472A KR 20170058472 A KR20170058472 A KR 20170058472A KR 101890064 B1 KR101890064 B1 KR 101890064B1
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홍성태
천두만
정용하
안은영
김주리
모하마드 누르 에 알람 알 나심
다스 리시케시
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울산대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명에 따른 마찰교반 점용접장치는, 제 1기판의 상측에 제 2기판을 배치시킨 후 마찰교반용접에 의하여 상기 제 1기판 및 상기 제 2기판을 서로 접합시키는 마찰교반 점용접장치에 있어서, 상기 제 1기판 및 제 2기판이 배치되는 기판배치부; 상기 기판배치부의 상측에 구비되고, 상기 제 2기판의 상면을 향하도록 구비되는 노즐을 포함하고, 상기 노즐을 통하여 탄소소재를 분사하여 상기 제 2기판의 상면에 적층시키는 탄소적층부; 및 상기 탄소적층부에 연결되어 상기 제 2기판측으로 승하강하도록 구성되고, 하단에 회전가능하도록 구비되는 회전공구를 포함하며, 상기 회전공구가 상기 제 2기판과 맞닿아 회전함으로써 상기 제 1기판 및 제 2기판을 마찰교반하여 접합하는 마찰교반부를 포함한다.
본 발명에 따른 마찰교반 점용접장치에 의하면, 탄소적층부를 이용하여 기판의 상면에 탄소소재를 적층시킴으로써 마찰교반용접에 의한 접합부의 기계적 성능을 향상시킬 수 있다.　또한 탄소적층부와 마찰교반부가 일체형으로 형성되어 탄소적층공정과 마찰교반 점용접공정에 대한 시간 및 비용을 저감시켜 가공효율이 향상된다.

Description

마찰교반 점용접장치{FRICTION STIR SPOT WELDING APPARATUS}
본 발명은 마찰교반 점용접을 이용하여 기판을 접합하는 용접장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판에 탄소소재 입자를 적층시킨 후, 마찰교반 점용접에 의하여 접합시키는 마찰교반 용접장치에 관한 것이다.
일반적으로, 마찰교반용접은 마찰열을 이용하여 용접하는 방법으로, 두 개의 판을 겹친 후 강력한 힘을 가하여 발생하는 마찰열로 판을 접합시킨다. 즉 마찰교반용접은, 두 개의 판을 겹친 후 나사선 형태의 돌기를 가지는 비소모성 공구를 두 개의 판의 사이에 고속으로 회전시키면서 삽입시킨다. 공구와 피접합체와의 상호 마찰에 의하여 마찰열이 발생하고, 발생한 마찰열에 의하여 공구 주변의 재료가 연화되어, 재료의 소성유동으로 접합면의 판이 강제적으로 혼합되며 용접이 이루어진다.
마찰교반용접 중 하나인 마찰교반 점용접은, 프로브(Probe)라고 하는 회전하는 비소모성 공구를 이용하여 이종재 혹은 동종재 간의 판을 접합하는 용접방법이다. 프로브는 접합부재의 재질 및 판의 두께에 대응하여 적합한 형상으로 형성되며, 상하로 배치된 판에 프로브를 회전시켜 압입함으로써 판에 마찰열을 발생시켜 재료를 연화함으로써, 상하 재료를 접합시킨다.
종래의 마찰교반 점용접 장치에 관한 기술로는, 대한민국 공개특허 제 공개특허 10-2014-0131306호가 개시되어 있다.
하지만 종래의 마찰교반 점용접은, 두 기판이 접합되는 접합부 부위에 프로브가 삽입되어 접합됨으로써, 강도가 상대적으로 취약하여 파단의 시작점이 된다는 단점이 있다. 따라서 이를 보완하기 위하여 마찰교반 점용접을 수행하기 전에 접합부위에 탄소소재를 적층함으로써 접합부의 기계적 성능을 향상시키는 방법이 이용되고 있다.
하지만, 접합부에 탄소소재를 적층하기 위해서는 탄소소재를 적층을 위한 장치를 별도로 구비해야 한다. 따라서 탄소소재적층장치를 이용하여 기판에 탄소소재를 적층한 후, 마찰교반 점용접장치를 이용하여 마찰교반 점용접을 수행하여 접합시킴으로써, 공정시간이 오래 소요되고, 별도의 탄소소재 적층장치에 대한 추가적인 비용이 요구되어 가공효율이 저하된다는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위하여 창출된 것으로, 가공효율을 높이고 접합부의 기계적 성능을 향상시킨 마찰교반 점용접장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 마찰교반 점용접장치는 제 1기판의 상측에 제 2기판을 배치시킨 후 마찰교반용접에 의하여 상기 제 1기판 및 상기 제 2기판을 서로 접합시키는 마찰교반 점용접장치에 있어서, 상기 제 1기판 및 제 2기판이 배치되는 기판배치부; 상기 기판배치부의 상측에 구비되고, 상기 제 2기판의 상면을 향하도록 구비되는 노즐을 포함하고, 상기 노즐을 통하여 탄소소재를 분사하여 상기 제 2기판의 상면에 적층시키는 탄소적층부; 및 상기 탄소적층부에 연결되어 상기 제 2기판측으로 승하강하도록 구성되고, 하단에 회전가능하도록 구비되는 회전공구를 포함하며, 상기 회전공구가 상기 제 2기판과 맞닿아 회전함으로써 상기 제 1기판 및 제 2기판을 마찰교반하여 접합하는 마찰교반부를 포함한다.
여기서 상기 탄소적층부는, 상기 기판배치부의 상측에 구비되고, 수용공간이 형성되어 탄소소재를 수용하고, 중심부가 관통되어 접합공간이 형성된 프레임과, 상기 프레임의 중심부에 배치되고, 일측이 상기 수용공간과 연통되어 상기 수용공간으로부터 상기 탄소소재를 전달받아 상기 제 2기판의 상면에 상기 탄소소재를 분사하는 노즐과, 상기 프레임의 일측에 구비되고, 상기 중심부와 연통되어 상기 접합공간을 진공의 상태로 형성시키는 진공부를 포함할 수 있다.
또한 상기 노즐은, 일측이 상기 프레임에 연결되고, 타측은 상기 기판배치부를 향하도록 하향경사지도록 배치되며, 적어도 하나 이상을 구비하는 것이 바람직하다.
또한 상기 프레임은, 일측이 관통되어 상기 접합공간과 연통되도록 진공로드가 형성되고, 상기 진공부는, 상기 진공로드의 일측에 구비되어, 상기 접합공간을 진공의 상태로 형성시키는 흡입기인 것이 바람직하다.
또한 상기 진공부는, 상기 제 2기판과 상기 프레임 사이에 구비되는 o-ring을 더 포함할 수 있다.
또한 상기 마찰교반부는, 상기 프레임의 상측에 구비되는 지지플레이트와, 상기 지지플레이트의 하측에 연결되며 상기 프레임의 중심부에 배치되고, 상기 접합공간의 상측을 막도록 구비되어 상기 접합공간에서 승하강하는 이동부와, 상기 이동부의 하단에서 회전가능하도록 구비되어, 상기 제 2기판과 맞닿은 상태에서 회전함으로써 상기 제 1기판 및 제 2기판을 마찰교반하여 접합시키는 회전공구와, 상기 이동부의 상측에 연결되고, 상기 회전공구가 상기 제 2기판과 맞닿도록 상기 이동부의 승하강을 제어하는 승하강장치를 포함할 수 있다.
또한 상기 마찰교반부는, 상기 프레임과 상기 지지플레이트 사이에 o-ring을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 마찰교반 점용접장치에 의하면, 탄소적층부를 이용하여 기판의 상면에 탄소소재 입자를 적층시킴으로써 마찰교반용접에 의한 접합부의 기계적 성능을 향상시킬 수 있다.
또한 탄소적층부와 마찰교반부가 일체형으로 형성되어 탄소적층공정과 마찰교반 점용접공정에 대한 시간 및 비용을 저감시켜 가공효율이 향상된다.
또한 접합공간을 반진공으로 형성시킬 수 있어 탄소소재가 상기 제2기판으로 증착될 때, 산화막이 생성되는 것을 방지하여 증착정밀도를 높일 수 있다.
더불어 노즐이 적어도 하나 이상으로 구비되어 분사되는 탄소소재의 양에 대한 조절이 용이하여 탄소소재적층공정에 대한 효율이 높다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마찰교반 점용접장치를 도시한 절단도,
도 2는 도 1에 도시한 마찰교반 점용접장치를 공정순서에 따라 순차적으로 도시한 상태도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명에 실시예에 따른 마찰교반 점용접장치(10)는, 제 1기판(S1) 및 제 2기판(S2)을 마찰교반점용접에 의하여 접합시키기 위한 것으로, 제 1기판(S1)의 상측에 제 2기판(S2)을 배치시킨 후 마찰교반용접에 의하여 제 1기판(S1) 및 제 2기판(S2)을 서로 접합시킨다. 이 때 상기 제 1기판(S1) 및 상기 제 2기판(S2)은 금속판재인 것이 바람직하며, 상기 제 1기판(S1) 및 상기 제 2기판(S2)은 동일소재 혹은 이종소재로 구성될 수 있다. 상기 마찰교반 점 용접장치(10)는 기판배치부(100), 탄소적층부(200), 마찰교반부(300)를 포함한다.
상기 기판배치부(100)는 상기 제 1기판(S1) 및 상기 제 2기판(S2)을 배치시키기 위한 것으로, 상면에 상기 제 1기판(S1) 및 제 2기판(S2)이 배치되어 지지된다. 즉 상기 기판배치부(100)의 상면에 상기 제 1기판(S1)이 배치되고, 상기 제 1기판(S1)의 상측에 상기 제 2기판(S2)이 배치되는 것이 바람직하다.
상기 탄소적층부(200)는, 상기 제 2기판(S2)의 상면에 탄소소재(C)를 적층시키기 위한 것으로, 상기 기판배치부(100)의 상측에 구비된다. 상기 탄소적층부(200)는, 프레임(220), 노즐(210), 진공부(230)를 포함할 수 있다.
상기 프레임(220)은 상기 기판배치부(100)의 상측에 구비되고, 내측에 수용공간이 형성된다. 상기 수용공간에는 상기 제 2기판(S2)에 적층될 탄소소재(C)가 수용된다. 또한 상기 프레임(220)은 중심부가 관통되어 접합공간(F)이 형성된다. 부연하면 상기 프레임(220)은 외측프레임(222)과, 상기 외측프레임(222)의 내측으로 상기 외측프레임(222)과 이격되어 배치되는 내측프레임(223)을 포함하도록 구성되어, 상기 내측프레임(223)의 내측으로 상기 접합공간(F)이 형성되며, 상기 내측프레임(223)과 상기 외측프레임(222) 사이로 수용공간이 형성되어 상기 수용공간에 탄소소재(C)가 수용된다. 한편 상기 프레임(220)은, 일측이 관통되어 진공로드(221)가 형성될 수 있다. 상기 진공로드(221)는 상기 접합공간(F)과 연통되도록 형성되며, 상기 진공로드(221)를 통하여 후술(後述) 할 진공부(230)가 상기 접합공간(F)을 진공의 상태로 형성시킬 수 있다. 즉 상기 진공로드(221)는 상기 외측프레임(222)과 상기 내측프레임(223)을 관통하여 상기 접합공간(F)과 연결되는 통로로 형성될 수 있다. 부연하면 상기 진공로드(221)는 일측이 상기 접합공간(F)과 연결되고, 타측은 상기 프레임(220)의 외측과 연결되도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 노즐(210)은 탄소소재(C)를 이동시켜 제 2기판(S2)에 적층시키기 위한 것으로, 상기 프레임(210)의 중심부에 배치되고, 상기 수용공간으로부터 탄소소재(C)를 전달받는다. 즉 상기 노즐(210)은 관으로 형성되어, 상기 수용공간으로부터 탄소소재(C)를 전달받아 상기 제 2기판(S2)으로 분사시킴으로써 탄소소재(C)를 상기 제 2기판(S2)의 상면에 적층시킨다. 따라서 상기 노즐(210)은 상기 제 2기판(S2)의 상면을 향하도록 구비되는 것이 바람직하다. 부연하면 상기 노즐(210)은, 일측이 상기 프레임(220)에 연결되고, 타측은 상기 제 2기판(S2)을 향하도록 하향경사지도록 배치되어, 탄소소재(C)가 상기 노즐(210)의 일측에서 타측으로 이동하여 상기 노즐(210)의 타측을 통하여 분사될 수 있다. 또한 상기 노즐(210)은, 적어도 하나 이상을 구비하는 것이 바람직하다. 즉 상기 노즐(210)은 상기 내측프레임(223)에 하나가 구비되거나, 상기 내측프레임(223)의 내측둘레를 따라 복수개가 구비될 수 있으며, 상기 노즐(210)의 개수는 분사 할 탄소소재(C)의 양이나 종류, 적층될 기판의 종류 및 위치 등에 따라 적절하게 변경 가능할 것이다. 상기 노즐(210)을 통하여 분사되는 상기 탄소소재(C)는 흑연(graphite), 그래핀(graphene), 탄소 나노튜브(CNT, carbon nanotube), 팽창 흑연(expanded graphite), 실리콘카바이드(silicon carbide) 또는 상기한 소재들의 혼합물 중 어느 하나를 적용시키는 것이 바람직하다. 상기 노즐(210)을 통하여 탄소소재(C)가 분사됨에 따라 상기 제 2기판(S2)에 탄소소재(C)가 적층되어 상기 제 2기판(S2)의 상면에 탄소소재코팅층(C1)이 형성될 수 있다.
상기 진공부(230)는 상기 프레임(220)의 일측에 구비되고, 상기 중심부와 연통되어 상기 접합공간(F)을 진공의 상태로 형성시킨다. 상기 진공부(230)는, 흡입기 인 것으로, 상기 진공로드(221)의 일측에 구비되어 상기 접합공간(F)의 공기를 흡입함으로써, 상기 접합공간(F)을 진공의 상태로 형성시킬 수 있다. 부연하면 상기 흡입기는 상기 진공로드(221)의 타측에 구비되어, 상기 진공로드(221)를 통하여 상기 접합공간(F)의 기체를 흡입, 압축함으로써, 상기 접합공간(F)을 기 설정된 압력으로 형성시킬 수 있다. 상기 진공부(230)는 상기 접합공간(F)을 반진공(Semi vacuum)으로 형성시키는 것이 바람직하다. 상기 진공부(230)는 상기 접합공간(F)을 반진공의 상태로 형성시켜 상기 노즐(210)을 통하여 분사되는 탄소소재(C)가 상기 제2기판(S2)으로 증착될 때, 산화막이 생성되는 것을 방지하여 증착정밀도를 높일 수 있다.
한편 상기 진공부(230)는, o-ring(231)을 더 포함할 수 있다. 상기 o-ring(231)은 상기 제 2기판(S2)과 상기 프레임(220) 사이에 구비되는 것이 바람직하다. 즉 상기 o-ring(231)을 통하여 상기 프레임(220)과 상기 제 2기판(S2) 사이의 밀봉력을 향상시킬 수 있으며, 상기 접합공간(F)과 외부가 연통되어 발생하는 공기의 유입 및 배출을 방지할 수 있다.
상기 마찰교반부(300)는 상기 탄소적층부(200)와 연결되고, 상기 제 1기판(S1) 및 제 2기판(S2)을 마찰교반 점용접하여 접합시키기 위한 것으로, 지지플레이트(320), 이동부(330), 회전공구(310), 승하강장치(340)를 포함 할 수 있다.
상기 지지플레이트(320)는 상기 프레임(220)의 상측에 구비된다. 상기 지지플레이트(320)는 상기 프레임(220)의 상측에서 상기 프레임(220)의 중심부를 막도록 구비되며, 후술(後述) 할 이동부(330)와 연결되어, 상기 이동부(330)를 지지한다.
상기 이동부(330)는 상기 지지플레이트(320)의 하측에 연결되며 상기 프레임(220)의 중심부에 배치된다. 상기 이동부(330)는 상기 프레임(220)의 중심부에 대응하도록 형성되어, 상기 접합공간(F)의 상측을 막도록 구비되며, 상기 접합공간(F)에서 승하강하도록 구성된다. 즉 상기 이동부(330)는 상기 내측프레임(223)의 내측둘레에 대응하도록 형성되어, 상기 내측프레임(223)의 내측둘레에 맞닿도록 배치된 상태에서 상기 내측프레임(223)을 따라 상기 제 2기판(S2)측으로 승하강한다.
상기 회전공구(310)는 회전가능하도록 구비되어, 회전함으로써 상기 제 1기판(S1) 및 제 2기판(S2)을 마찰교반 점용접하여 접합시킨다. 상기 회전공구(310)는 상기 이동부(330)의 하단에 구비되며, 외측둘레를 따라 나사산이 형성되는 것이 바람직하다. 즉 상기 회전공구(310)는 상기 이동부(330)에 의하여 상기 제 2기판(S2)측으로 이동하며, 상기 제2기판(S2)측으로 이동한 상기 회전공구(310)가 상기 제 2기판(S2)과 맞닿은 상태에서 회전함으로써 마찰열을 발생시켜 상기 제 1기판(S1) 및 상기 제 2기판(S2)을 마찰교반 점용접하여 접합시킨다. 이때 상기 제 2기판(S2)의 상면에는 상기 탄소소재코팅층(C1)이 형성되어 있다. 따라서 상기 회전공구(310)는 상기 탄소소재코팅층(C1)에 맞닿도록 배치되는 것이 바람직하다. 부연하면 상기 회전공구(310)는 상기 제 2기판(S2)과 맞닿은 상태에서 상기 이동부(330)에 의하여 하강함과 동시에 회전하는 것이 바람직하다. 상기 회전공구(310)에 의하여 상기 제 1기판(S1) 및 상기 제 2기판(S2)이 마찰교반 점용접하여 접합 될 때, 상기 탄소소재코팅층(C1)에 의하여 접합부의 기계적 성능이 향상될 수 있다.
상기 승하강장치(340)는 상기 이동부(330)의 상측에 연결되어 상기 이동부(330)의 승하강을 제어한다. 즉 상기 승하강장치(340)에 의하여 상기 이동부(330)가 승하강가능하며, 상기 회전공구(310)가 상기 제 2기판(S2)과 맞닿을 수 있도록 상기 이동부(330)의 승하강위치의 조정이 가능하다. 즉 상기 승하강장치(340)는 모터를 구비함으로써, 상기 이동부(330)를 승하강시킬 수 있다. 상기 승하강장치(340)는, 상기 이동부(330)의 상측에 연결된 모터를 이용하여 상기 이동부(330)를 승하강하도록 구성하는 것에 한정하는 것은 아니며, 상기 프레임(220)에 결합되는 리니어모터(linear motor)를 포함함으로써, 상기 이동부(330)가 상기프레임(220)의 중심부를 따라 승하강하도록 적용시킬 수도 있을 것이다.
한편 상기 마찰교반부(300)는, o-ring(321)을 더 포함할 수 있다. 상기 o-ring(321)은 상기 프레임(220)과 상기 지지플레이트(320) 사이에 구비되는 것이 바람직하다. 즉 상기 o-ring(321)을 통하여 상기 프레임(220)과 상기 지지플레이트(320) 사이의 밀봉력을 향상시켜 상기 접합공간(F)과 외부가 연통되어 발생하는 공기의 유입 및 배출을 방지할 수 있다.
도 2는 마찰교반 점용접장치(10)를 공정순서에 따라 순차적으로 도시한 상태도이다. 도 2를 참조하여 상기 마찰교반 점용접장치(10)의 작동을 단계적으로 살펴본다.
먼저 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 노즐(210)을 통하여 상기 기판배치부(100)에 배치된 상기 제 2기판(S2) 측으로 탄소소재(C)를 분사시킨다. 상기 노즐(210)을 통하여 분사된 탄소소재(C)는 상기 제 2기판(S2)에 맞닿아 상기 탄소소재코팅층(C1)이 형성될 수 있다. 이때 상기 접합공간(F)은 상기 진공부(230)에 의하여 반진공으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 상기 제 2기판(S2)의 상면에 상기 탄소소재코팅층(C1)이 형성되면, 상기 노즐(210)로부터 탄소소재(C)가 분사되는 것을 종료한다.
다음으로, 도 2의 (b)를 참조하면, 상기 노즐(210)로부터 탄소소재(C)가 분사되는 것이 종료되며, 상기 이동부(330)가 상기 접합공간(F)의 상측에서 하측으로 이동된다. 이때 상기 제 2기판(S2)의 상면에는 상기 탄소소재코팅층(C1)이 형성되어 있다. 따라서 상기 이동부(330)는 상기 접합공간(F)의 상측에서 하측으로 이동하여, 상기 회전공구(310)가 상기 탄소소재코팅층(C1)과 맞닿도록 배치될 수 있다.
다음으로, 도 2의 (c)를 참조하면, 상기 회전공구(310)가 상기 제2기판(S2)의 탄소소재코팅층(C1)에 맞닿도록 배치되면, 상기 회전공구(310)가 회전함으로써, 상기 제 1기판(S1) 과 상기 제 2기판(S2)을 마찰교반 점용접시킨다. 이때 상기 회전공구(310)는 상기 이동부(330)에 의하여 하강함과 동시에 회전 할 수 있다. 상기 회전공구(310)가 하강함과 동시에 회전함으로써, 상기 제 1기판(S1)과 상기 제 2기판(S2)에 접합부가 형성되어, 마찰 교반 점용점으로 상기 제 1기판(S1)과 상기 제 2기판(S2)이 상호 접합될 수 있다. 이때 상기 접합부는 상기 탄소소재코팅층(C1)에 의하여 향상된 기계적 성능을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 마찰교반 점용접장치에 의하면, 탄소적층부를 이용하여 기판의 상면에 탄소소재 입자를 적층시킴으로써 마찰교반용접에 의한 접합부의 기계적 성능을 향상시킬 수 있다.
또한 탄소적층부와 마찰교반부가 일체형으로 형성되어 탄소적층공정과 마찰교반 점용접공정에 대한 시간 및 비용을 저감시켜 가공효율이 향상된다.
또한 접합공간을 반진공으로 형성시킬 수 있어 탄소소재가 상기 제2기판으로 증착될 때, 산화막이 생성되는 것을 방지하여 증착정밀도를 높일 수 있다.
더불어 노즐이 적어도 하나 이상으로 구비되어 분사되는 탄소소재의 양에 대한 조절이 용이하여 탄소소재적층공정에 대한 효율이 높다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 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.
10 : 제 1금속부재 100 : 기판배치부
200 : 탄소적층부 210 : 노즐
220 : 프레임 221 : 진공로드
222 : 외측프레임 223 : 내측프레임
230 : 진공부 231,321 : o-ring
300 : 마찰교반부 310 : 회전공구
320 : 지지플레이트 330 : 이동부
340 : 승하강장치 S1 : 제 1기판
S2 : 제 2기판 C : 탄소소재
C1 : 탄소코팅층 F : 접합공간

Claims (8)

  1. 제 1기판의 상측에 제 2기판을 배치시킨 후 마찰교반용접에 의하여 상기 제 1기판 및 상기 제 2기판을 서로 접합시키는 마찰교반 점용접장치에 있어서,
    상기 제 1기판 및 제 2기판이 배치되는 기판배치부;
    상기 기판배치부의 상측에 구비되고, 상기 제 2기판의 상면을 향하도록 구비되는 노즐을 포함하고, 상기 노즐을 통하여 탄소소재를 분사하여 상기 제 2기판의 상면에 적층시키는 탄소적층부; 및
    상기 탄소적층부에 연결되어 상기 제 2기판측으로 승하강하도록 구성되고, 하단에 회전가능하도록 구비되는 회전공구를 포함하며, 상기 회전공구가 상기 제 2기판과 맞닿아 회전함으로써 상기 제 1기판 및 제 2기판을 마찰교반하여 접합하는 마찰교반부를 포함하고,
    상기 탄소적층부는,
    상기 기판배치부의 상측에 구비되고 수용공간이 형성되어 탄소소재를 수용하고 중심부가 관통되어 접합공간이 형성된 프레임과, 상기 프레임의 중심부에 배치되고 일측이 상기 수용공간과 연통되어 상기 수용공간으로부터 상기 탄소소재를 전달받아 상기 제 2기판의 상면에 상기 탄소소재를 분사하는 노즐과, 상기 프레임의 일측에 구비되고 상기 중심부와 연통되어 상기 접합공간을 진공의 상태로 형성시키는 진공부를 포함하는 마찰교반 점용접장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 노즐은,
    일측이 상기 프레임에 연결되고, 타측은 상기 기판배치부를 향하도록 하향경사지도록 배치되는 마찰교반 점용접장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 노즐은,
    적어도 하나 이상을 구비하는 마찰교반 점용접장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레임은,
    일측이 관통되어 상기 접합공간과 연통되도록 진공로드가 형성되고,
    상기 진공부는,
    상기 진공로드의 일측에 구비되어, 상기 접합공간을 진공의 상태로 형성시키는 흡입기인 마찰교반 점용접장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 진공부는,
    상기 제 2기판과 상기 프레임 사이에 구비되는 o-ring을 더 포함하는 마찰교반 점용접장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 마찰교반부는,
    상기 프레임의 상측에 구비되는 지지플레이트와,
    상기 지지플레이트의 하측에 연결되며 상기 프레임의 중심부에 배치되고, 상기 접합공간의 상측을 막도록 구비되어 상기 접합공간에서 승하강하는 이동부와,
    상기 이동부의 하단에서 회전가능하도록 구비되어, 상기 제 2기판과 맞닿은 상태에서 회전함으로써 상기 제 1기판 및 제 2기판을 마찰교반하여 접합시키는 회전공구와,
    상기 이동부의 상측에 연결되고, 상기 회전공구가 상기 제 2기판과 맞닿도록 상기 이동부의 승하강을 제어하는 승하강장치를 포함하는 마찰교반 점용접장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 마찰교반부는,
    상기 프레임과 상기 지지플레이트 사이에 o-ring을 더 포함하는 마찰교반 점용접장치.
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