KR101932413B1

KR101932413B1 - 표면광택 생성장치

Info

Publication number: KR101932413B1
Application number: KR1020170109419A
Authority: KR
Inventors: 조명우; 김병찬; 송기혁; 임동욱
Original assignee: 인하대학교 산학협력단
Priority date: 2017-08-29
Filing date: 2017-08-29
Publication date: 2018-12-27

Abstract

본 발명에 따른 표면광택 생성장치는 회전가능하도록 구비되는 대상물의 일측면과 맞닿아 상기 대상물의 표면광택을 생성시키는 표면광택 생성장치에 있어서, 상기 대상물의 일측에 배치되고, 자기장에 의하여 일측이 복수개의 탐침형상으로 변형되는 MR(Magnetic Rheological)유체부; 상기 MR유체부에 자기장을 인가하는 자기장공급부; 및 상기 MR유체부에 연마재를 공급하는 연마재공급부를 포함한다.
본 발명에 따른 표면광택 생성장치에 의하면, 자기장에 의하여 MR유체부의 일측에 탐침형상이 형성되어 대상물에 용이하게 표면광택의 생성이 가능하고, MR유체부에 인가되는 자기장을 제어함으로써 연마재를 재배치시킬 수 있어 가공효율이 높다. 또한 방향생성부에 의하여 MR유체부의 탐침형상의 방향을 제어할 수 있어 효율적인 표면생성이 가능하다. 더불어 간격조절부를 이용하여 대상물의 일측면과 탐침형상의 일단의 사이 간격을 조정함으로써 다양한 가공물에 대응하여 표면광택이 생성되도록 접촉 깊이를 제어할 수 있어 사용효율이 높다.

Description

표면광택 생성장치{SURFACE BRIGHTNESS MAKING DEVICE}

본 발명은 표면광택 생성장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전하는 박막의 일측면을 연마하여 표면광택을 생성시키는 표면광택 생성장치에 관한 것이다.

일반적으로 연마(Polishing) 공정은 래핑 또는 연삭공정에서 얻어지는 형상 정밀도를 유지하면서 평활 경면화를 목적으로 하는 공정으로서, 일반적으로 연질 패드와 미세지립을 이용하여 비교적 낮은 압력 조건하에서 이루어진다. 최근에는 이러한 평활 경면화를 위한 연구로서 화학적 및 전기, 전자기장을 이용한 연마공정을 통하여 효과적으로 수행할 수 있는 연마시스템에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 이러한 연마시스템으로 자기유변유체(Magneto-rheological fluids; MR fluid, 이하 MR유체라 한다)를 이용한 연마시스템이 개발되고 있다. 상기 MR유체를 이용한 연마시스템은, 전자기적으로 유체의 농도를 조절함으로써 응력과 전단력을 변화시켜 연마가공력을 제어하며, 공구와 공작물의 접촉을 배제시킴으로써 고품위 연마공정을 구현할 수 있는 공정이다. 한편, 상기 MR유체는 자기장에 민감한 철(Fe) 성분 입자들이 떠다니는 현탁액으로 자기장의 세기에 따라 유동특성이 실시간으로 제어되며, 자기장에 노출되면 현탁액의 점성과 항복응력은 수 배 정도 빠르게 증가하는 특징을 가지고 있다.

상기한 MR유체를 이용한 연마시스템으로, 대한민국 등록특허 제0793409호의 자기유변유체를 이용한 연마장치가 개시된 바 있다.

이러한 MR유체를 이용한 연마시스템은 절삭 또는 연삭 후 표면에 존재하는 미세한 요철을 제거하기 위한 연마공정으로 사용된다. 따라서 MR유체를 이용하여 연마공정을 수행한 이 후, 광택처리를 위하여 화학적 처리나 염료를 코팅하는 공정을 추가적으로 필요로 한다. 하지만 종래의 표면광택처리를 위한 방법은, 화학적 처리나 염료를 이용한 코팅처리로서, 오염을 유발하거나 건강에 해롭다는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 대상물에 표면광택 생성 시, 화학처리로 인한 오염의 발생을 방지하고, 안정성을 높인 표면광택 생성장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표면광택 생성장치는 회전가능하도록 구비되는 대상물의 일측면과 맞닿아 상기 대상물의 표면광택을 생성시키는 표면광택 생성장치에 있어서, 상기 대상물의 일측에 배치되고, 자기장에 의하여 일측이 복수개의 탐침형상으로 변형되는 MR(Magnetic Rheological)유체부; 상기 MR유체부에 자기장을 인가하는 자기장공급부; 및 상기 MR유체부에 연마재를 공급하는 연마재공급부를 포함한다.

여기서 상기 자기장공급부는, 전자석과, 상기 전자석이 상기 MR유체부에 인가하는 자기장을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

또한 상기 제어부는, 상기 MR유체부에 인가되는 자기장의 ON/OFF를 제어하여 상기 복수개의 탐침형상을 선택적으로 형성시키는 것이 바람직하다.

또한 상기 자기장공급부는, 상기 MR유체부에 2500(G)이상의 자기장을 인가하는 것이 바람직하다.

한편 상기 표면광택 생성장치는, 상기 MR(Magnetic Rheological)유체부의 양측에 구비되어, 상기 복수개의 탐침형상의 방향을 조정하는 방향생성부를 더 포함 할 수 있으며, 상기 방향생성부는, 전자석으로 구성되어 상기 전자석의 극성에 의하여 상기 복수개의 탐침형상의 방향을 조정하는 것이 바람직하다.

또한 상기 표면광택 생성장치는 상기 대상물과 연결되어, 상기 대상물을 상하이동시킴으로써 상기 대상물의 일측면과 상기 복수개의 탐침형상의 일단의 사이간격을 조정하는 간격조절부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 표면광택 생성장치에 의하면, 자기장에 의하여 MR유체부의 일측에 탐침형상이 형성되어 대상물에 용이하게 표면광택의 생성이 가능하고, MR유체부에 인가되는 자기장을 제어함으로써 연마재를 재배치시킬 수 있어 가공효율이 높다.

또한 방향생성부에 의하여 MR유체부의 탐침형상의 방향을 제어할 수 있어 효율적인 표면생성이 가능하다.

더불어 간격조절부를 이용하여 대상물의 일측면과 탐침형상의 일단의 사이 간격을 조정함으로써 다양한 가공물에 대응하여 표면광택이 생성되도록 접촉 깊이를 제어할 수 있어 사용효율이 높다.

도 1은, 본 발명의 일실시예에 따른 표면광택 생성장치를 개략적으로 도시한 단면도,
도 2 및 도 3은, 도 1의 표면광택 생성장치가 방향조정부에 의하여 방향이 조정된 모습을 개략적으로 도시한 단면도,
도 4는, 도 1의 표면광택 생성장치의 연마재를 재배치시키는 과정을 순차적으로 도시한 단면도이다.

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 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표면광택 생성장치(10)는, 대상물(F)의 일측면에 표면광택을 생성시키기 위한 장치로, 상기 대상물(F)은 박막인 것이 바람직하나 이에 한정하는 것은 아니며, 표면광택을 생성시키기 위한 다른 대상물을 적용시킬 수도 있을 것이다. 상기 대상물(F)은 회전가능하도록 구비되어 상기 표면광택 생성장치(10)와 맞닿을 때, 회전구동이 작동되는 것이 바람직하며, 상기 표면광택 생성장치(10)와 상기 대상물(F)의 일측면이 맞닿아 상기 대상물(F)의 일측면에 표면광택을 생성시킬 수 있다. 상기 표면광택 생성장치(10)는 MR유체부(100), 자기장공급부(200), 연마재공급부(300), 방향생성부(400), 간격조절부(500)를 포함할 수 있다.

상기 MR유체부(100)는 상기 대상물(F)의 일측에 배치되고, 자기장에 의하여 일측이 복수개의 탐침(101)형상으로 변형된다. 즉 상기 MR유체부(100)는 MR유체(Magneto-Rheological Fluid)로 구성되어 자기장을 인가받아 형상이 변형될 수 있다. 따라서 상기 MR유체부(100)는 자기장이 인가되지 않을 때는 액체의 형상으로 형성되고, 자기장을 인가받으면 일측이 복수개의 탐침(101)을 형성하도록 형상이 변형된다. 부연하면 상기 MR유체부(100)는 2500(G)이상의 자기장을 인가받는 것이 바람직하다.

상기 자기장공급부(200)는 상기 MR유체부(100)에 자기장을 인가한다. 즉 상기 자기장공급부(200)에서 상기 MR유체부(100)에 자기장을 인가하면 상기 MR유체부(100)의 일측이 복수개의 탐침(101)이 형성되도록 변형될 수 있다. 상기 자기장공급부(200)는 전자석(210)과 제어부(220)를 포함할 수 있다.

상기 전자석(210)은 상기 MR유체부(100)에 연결되어 상기 MR유체부(100)에 자기장을 인가한다. 부연하면 상기 전자석(210)은 상기 MR유체부(100)의 타측에 배치되어 상기 MR유체부(100)에 자기장을 인가할 수 있다.

상기 제어부(220)는 상기 전자석(210)과 연결되어 상기 전자석(210)이 상기 MR유체부(100)에 인가하는 자기장을 제어한다. 부연하면 상기 제어부(220)는 상기 MR유체부(100)에 인가되는 자기장의 ON/OFF를 선택적으로 제어할 수 있으며, 상기 MR유체부(100)에 인가되는 자기장의 ON/OFF를 제어함으로써, 상기 복수개의 탐침(101)형상을 선택적으로 형성시킬 수 있다. 또한 상기 제어부(220)는 상기 전자석(210)이 상기 MR유체부(100)에 인가하는 자기장의 세기를 조정 가능하여, 상기 전자석(210)이 상기 MR유체부(100)에 2500(G)이상의 자기장을 인가시키도록 구성되는 것이 바람직하다. 상기 MR유체부(100)에 2500(G)이상의 자기장을 인가함으로써 상기 MR유체부(100)의 일측이 복수개의 탐침(101)형상으로 형성될 수 있으며, 더욱 구체적으로는 3000(G)이상 4000(G)이하의 자기장을 인가하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 자기장공급부(200)는 전자석(210)과 제어부(220)로 구성되어 제어부(220)에 의하여 자기장을 선택적으로 인가하도록 기재되었으나 이에 한정하는 것은 아니며, 영구자석으로 구성되어 상기 MR유체부(100)에 계속적으로 자기장을 인가하도록 적용시킬 수도 있을 것이다.

상기 연마재공급부(300)는 상기 MR유체부(100)에 연마재(301)를 공급한다. 즉 상기 연마재공급부(300)는 대상물(F)을 연마하기 위한 연마재(301)를 공급하기 위한 것으로, 상기 MR유체부(100)에 연마재(301)를 공급함으로써, 상기 탐침(101)형상에 일단에 연마재가 배치되도록 한다. 따라서, 상기 탐침(101)형상의 일단에 배치된 연마재는 회전하는 대상물(F)과 맞닿아 대상물(F)의 표면광택을 생성시킬 수 있다. 상기 연마재공급부(300)는 연마재(301)를 공급하는 것으로 기재하였으나, 이에 한정하는 것은 아니며 대상물(F)을 연마하기 위한 연마슬러리 등으로 대상물(F)에 따라 적절하게 변경하여 적용 가능 할 것이다.

도 2 및 도 3을 참조하면 상기 방향생성부(400)는, 상기 MR유체부(100)의 양측에 구비되어, 상기 복수개의 탐침(101)형상의 방향을 조정한다. 상기 방향생성부(400)는 전자석으로 구성되는 것이 바람직하며, 상기 방향생성부(400)의 전자석의 극성에 의하여 상기 복수개의 탐침(101)형상의 방향이 조정될 수 있다. 부연하면, 상기 복수개의 탐침(101)형상의 방향은 전자석의 자기장이 N극에서 S극 측으로 이동하는 성질에 따라 S극을 향하도록 형성될 수 있다. 즉 상기 복수개의 탐침(101)형상의 방향은 상기 방향생성부(400)의 N극과 S극의 위치에 따라 조정될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 MR유체부(100)의 우측에 S극이 배치되어 있으면, 상기 복수개의 탐침(100)이 우측을 향하도록 조정될 수 있다. 또한 도 3에 도시된 바와 같이 상기 MR유체부(100)의 좌측에 S극이 배치되어 있으면, 상기 복수개의 탐침(100)이 좌측을 향하도록 조정될 수 있다. 따라서 상기 방향생성부(400)에 의하여 상기 복수개의 탐침(101)형상의 방향을 선택적으로 조정할 수 있어 대상물(F)의 형상이나 크기에 대응하여 효율적으로 표면광택의 생성이 가능하다.

상기 간격조절부(500)는 상기 대상물(F)과 연결되어, 상기 대상물(F)을 상하이동시킬 수 있다. 상기 간격조절부(500)는 상기 대상물(F)의 일측면과 상기 복수개의 탐침(101)형상의 일단의 사이간격을 조정하기 위한 것으로, 상기 대상물(F)을 상기 MR유체부(100) 측으로 상하 이동시킴으로써 상기 대상물(F)과 상기 복수개의 탐침(101)형상의 일단의 사이간격을 적정하게 유지 및 조정한다. 따라서 상기 간격조절부(500)에 의하여, 상기 MR유체부(100)가 대상물(F)에 전달하는 힘을 최소화하여 대상물(F)에 연마가 아닌 표면광택의 생성하는 것이 가능하다.

한편, 도 4는 상기 표면광택 생성장치(10)의 연마재(301)를 재배치시키는 과정을 순차적으로 도시한 단면도이다. 도 4를 참조하여 상기 연마재(301)가 재배치되는 과정을 살펴보자. 먼저 도 4의 (a)를 참조하면, 계속적인 표면광택 생성과정으로 인하여 상기 연마재(301)가 상기 MR유체부(100)의 복수개의 탐침(101)형상의 상단에서 하단으로 이동된다. 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 상기 연마재(301)가 상기 복수개의 탐침(101)형상의 하단에 배치되면, 상기 제어부(220)를 통하여 상기 전자석(210)을 OFF시켜 상기 MR유체부(100)에 자기장이 인가되지 않도록 제어한다. 따라서 상기 MR유체부(100)는 복수개의 탐침(101)이 형성되지 않게 되고, 상기 연마재(301)는 복수개의 탐침(101)이 형성되지 않은 상기 MR유체부(100)의 상측에 배치된다. 다음으로 도 4의 (c)와 같이, 상기 제어부(220)를 통하여 상기 전자석(210)을 다시 ON시켜 상기 MR유체부(100)에 자기장이 인가되도록 제어한다. 상기 제어부(220)에 의하여 상기 MR유체부(100)에 자기장이 인가됨으로써, 상기 MR유체부(100)는 복수개의 탐침(101)이 재형성될 수 있다. 따라서 상기 연마재(301)는 상기 복수개의 탐침(101) 형상의 상단으로 재배치될 수 있다. 따라서 상기 연마재(301)가 상기 복수개의 탐침(101)형상의 하단에서 상단으로 위치가 재조정됨으로써, 대상물(F)의 표면생성효율을 향상시킬 수 있다.

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 : 표면광택 생성장치 100 : MR유체부
101 : 탐침 200 : 자기장공급부
210 : 전자석 220 : 제어부
300 : 연마재공급부 301 : 연마재
400 : 방향생성부 500 : 간격조절부
F : 대상물

Claims

회전가능하도록 구비되는 대상물의 일측면과 맞닿아 상기 대상물의 표면광택을 생성시키는 표면광택 생성장치에 있어서,
상기 대상물의 일측에 배치되고, 자기장에 의하여 일측이 복수개의 탐침형상으로 변형되는 MR(Magnetic Rheological)유체부;
상기 MR유체부에 자기장을 인가하는 자기장공급부;
상기 MR유체부에 연마재를 공급하는 연마재공급부; 및
상기 MR(Magnetic Rheological)유체부의 양측에 구비되어, 상기 복수개의 탐침형상의 방향을 조정하는 방향생성부를 포함하는 표면광택 생성장치.
청구항 1에 있어서,
상기 자기장공급부는,
전자석과,
상기 전자석이 상기 MR유체부에 인가하는 자기장을 제어하는 제어부를 포함하는 표면광택 생성장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제어부는,
상기 MR유체부에 인가되는 자기장의 ON/OFF를 제어하여 상기 복수개의 탐침형상을 선택적으로 형성시키는 표면광택 생성장치.
청구항 1에 있어서,
상기 자기장공급부는,
상기 MR유체부에 2500(G)이상의 자기장을 인가하는 표면광택 생성장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 방향생성부는,
전자석으로 구성되어 상기 전자석의 극성에 의하여 상기 복수개의 탐침형상의 방향을 조정하는 표면광택 생성장치.
청구항 1에 있어서,
상기 대상물과 연결되어, 상기 대상물을 상하이동시킴으로써 상기 대상물의 일측면과 상기 복수개의 탐침형상의 일단의 사이간격을 조정하는 간격조절부를 더 포함하는 표면광택 생성장치.