KR102099632B1 - Apparatus of manufacturing foamed metal by thermal spray - Google Patents

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Abstract

기공크기 및 밀도분포가 균일하여 가공비용을 줄이고 절삭 스크랩의 발생을 억제하는 용사법에 의한 발포금속 제조장치를 제시한다. 그 장치는 금속분말, 발포제분말 및 증점제분말을 포함한 혼합물을 생성하는 믹서와, 혼합물이 투입되는 깔때기 형상의 호퍼와, 호퍼의 좁은 관로를 통하여 혼합물을 공급받으며 혼합물을 혼련하면서 이동시키는 스크류를 포함하는 컴파운더와, 컴파운더와 연결되며 컴파운더로부터 공급받은 혼합물 중의 금속분말을 용융시켜 용융물을 생성시키는 용융관로 및 용융관로에 연결되며 용융물을 몰드로 용사시키는 운동에너지를 제공하는 캐리어가스관을 포함한다.A pore size and density distribution is uniform, which reduces the processing cost and proposes a foam metal manufacturing apparatus by thermal spraying that suppresses the occurrence of cutting scrap. The apparatus includes a mixer for producing a mixture including a metal powder, a foaming agent powder and a thickener powder, a funnel-shaped hopper into which the mixture is introduced, and a screw that receives the mixture through a narrow duct of the hopper and moves the mixture while kneading the mixture. It includes a compounder, a carrier gas pipe connected to the compounder and connected to the melter to melt the metal powder in the mixture supplied from the compounder to produce a melt, and connected to the melt pipe and to provide kinetic energy for spraying the melt into a mold.

Description

용사법에 의한 발포금속 제조장치{Apparatus of manufacturing foamed metal by thermal spray}Apparatus of manufacturing foamed metal by thermal spray

본 발명은 발포금속 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속, 발포제 등의 미분말을 용사법을 활용하여 발포금속을 제조하는 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for manufacturing a foamed metal, and more particularly, to an apparatus for manufacturing a foamed metal by using a spraying method of fine powders such as metals and foaming agents.

일반적으로 발포금속은 알루미늄이 많이 활용되며, 예컨대 발포 알루미늄은 알루미늄 용융 상태에서 발포제, 발포가스 등을 이용하여 내부에 기포를 생성시킨 것으로, 가볍고 기공이 많은 소재이다. 발포금속은 충격흡수, 경량화, 다공성 등의 특성이 있어서, 항공기, 자동차 분야, 발전소, 전력소자의 열교환기 분야, 반도체 또는 각종 전자제품의 방열, 대형 플랜트용 소음기, 화학공장의 촉매, 우주산업의 구조재, 충격 흡수기, 연료전지, 필터, 충격 흡수제, 전자파 차폐, 건축내, 외장재 등과 같이 다양한 분야에서 이용되고 있다. 종래의 발포금속은 도가니를 이용하여 금속의 용해, 점증, 발포, 냉각과정을 거쳐 제조된다. 발포금속의 물성을 향상시키기 위하여, 국내공개특허 제2013-0106894호와 같이 CNT 그래핀 등을 혼합하기도 한다. In general, a lot of aluminum is used as the foamed metal. For example, the foamed aluminum is a material having a large amount of pores, which is produced by using a foaming agent, foaming gas, etc. in an aluminum melt state. Foam metal has the characteristics of shock absorption, light weight, porosity, heat exchanger for aircraft, automobiles, power plants, power devices, heat dissipation of semiconductors or various electronic products, silencers for large plants, catalysts for chemical plants, and space industry It is used in various fields such as structural materials, shock absorbers, fuel cells, filters, shock absorbers, electromagnetic shielding, interior construction, and exterior materials. Conventional foam metal is manufactured by melting, increasing, foaming, and cooling the metal using a crucible. In order to improve the properties of the foamed metal, CNT graphene may be mixed as in Korean Patent Publication No. 2013-0106894.

도가니를 이용하여 발포금속을 제조하는 종래의 방법은 고온의 용융금속의 산화로 인하여 취성을 갖게 되고, 온도에 따른 발포제(예, TiH2)의 거동이 매우 불안정하다. 대표적인 발포제인 티타늄하이드라이드(TiH2)는 용융금속에 혼합될 때, 급격하게 반응하여 티타늄(Ti)과 수소(H2) 가스로 분리된다. 종래의 방식은 상기 발포제의 조기분해로 인한 H2 가스의 누출로 기공크기의 변동이 심하고, 발포금속의 위치에 따른 밀도분포의 차이가 크다. 그런데, 종래에는 발포금속의 기공이 발포제와 용융금속이 혼합되는 혼합속도로만 조절될 수 있으므로, 티타늄(Ti)과 수소(H2) 가스로의 분해에 기인하는 기공크기 및 밀도분포를 현실적으로 제어할 수 없다. 하지만, 아직 이에 대한 해결책은 제시되지 않고 있다. The conventional method of manufacturing a foamed metal using a crucible has a brittleness due to oxidation of a hot molten metal, and the behavior of a foaming agent (eg, TiH 2 ) according to temperature is very unstable. A typical blowing agent, titanium hydride (TiH 2 ), when mixed with molten metal, reacts rapidly and is separated into titanium (Ti) and hydrogen (H 2 ) gases. In the conventional method, the pore size fluctuates severely due to leakage of H 2 gas due to premature decomposition of the blowing agent, and a difference in density distribution according to the location of the foamed metal is large. However, in the related art, since the pores of the foamed metal can be controlled only at a mixing speed in which the foaming agent and the molten metal are mixed, it is possible to realistically control the pore size and density distribution resulting from decomposition into titanium (Ti) and hydrogen (H 2) gas. none. However, no solution has been proposed.

발포금속 제품은 먼저 용융금속에 발포제를 혼합한 후 일정한 규격의 블록 몰드에 투입하여 덩어리를 만들어서 제작할 수 있다. 그런데, 기공크기 및 밀도분포가 불균일하여 제품에 적용할 수 없기 때문에, 상기 덩어리를 절단하여 기공의 크기 및 밀도분포가 균일한 부분을 취득해야 한다. 이와 같이, 기공크기 및 밀도분포가 불균일하면, 그 부분을 제거해야 하므로 가공비용이 증가하고 절삭 스크랩 증가로 인하여 수율이 떨어진다. Foamed metal products can be produced by first mixing the blowing agent with molten metal and then injecting it into a block mold of a certain size. However, since the pore size and density distribution are non-uniform and cannot be applied to the product, it is necessary to cut the mass to obtain a portion having a uniform pore size and density distribution. As described above, if the pore size and density distribution are non-uniform, the part has to be removed, so the processing cost increases and the yield decreases due to the increase in cutting scrap.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기공크기 및 밀도분포가 균일하여 가공비용을 줄이고 절삭 스크랩의 발생을 억제하는 용사법에 의한 발포금속 제조장치를 제공하는 데 있다. The problem to be solved by the present invention is to provide an apparatus for manufacturing a foamed metal by thermal spraying, which has a uniform pore size and density distribution to reduce processing costs and suppress the occurrence of cutting scraps.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 용사법에 의한 발포금속 제조장치는 금속분말, 발포제분말 및 증점제분말을 포함한 혼합물을 생성하는 믹서와, 상기 혼합물이 투입되는 깔때기 형상의 호퍼 및 상기 호퍼의 좁은 관로를 통하여 상기 혼합물을 공급받으며, 상기 혼합물을 혼련하면서 이동시키는 스크류를 포함하는 컴파운더를 포함한다. 또한, 상기 컴파운더와 연결되며, 상기 컴파운더로부터 공급받은 상기 혼합물 중의 상기 금속분말을 용융시켜 용융물을 생성시키는 용융관로 및 상기 용융관로에 연결되며, 상기 용융물을 몰드로 용사시키는 운동에너지를 제공하는 캐리어가스관을 포함한다.The apparatus for manufacturing a foamed metal by a spraying method for solving the problems of the present invention includes a mixer that produces a mixture including a metal powder, a foaming agent powder, and a thickener powder, and a funnel-shaped hopper into which the mixture is introduced and a narrow channel of the hopper. It is supplied with the mixture, and includes a compounder including a screw for moving the mixture while kneading. In addition, it is connected to the compounder, it is connected to the melting pipe and the melting pipe for producing a melt by melting the metal powder in the mixture supplied from the compounder, and to provide kinetic energy for spraying the melt into a mold It includes a carrier gas pipe.

본 발명의 제조장치에 있어서, 상기 믹서는 상하 및 좌우로 흔들어 혼합하거나 기계적인 진동으로 혼합되거나 또는 그들이 조합되어 혼합할 수 있다. 상기 컴파운더는 일축 또는 다축 스크류를 포함할 수 있다. 상기 용융관로는 용융가열부로 감싸져 있으며, 상기 용융가열부는 고주파 유도가열을 할 수 있다. In the manufacturing apparatus of the present invention, the mixer may be mixed by shaking up and down and left and right, or mixed by mechanical vibration, or a combination thereof. The compounder may include a uniaxial or multiaxial screw. The melting pipe is surrounded by a melting heating unit, and the melting heating unit may perform high-frequency induction heating.

본 발명의 바람직한 제조장치에 있어서, 상기 캐리어가스관은 상기 용융관로의 양측으로 연장되며, 일측의 단부에는 상기 캐리어가스관에 캐리어가스를 공급하는 캐리어가스 공급부가 있고, 타측의 단부에는 상기 캐리어가스의 유량 및 압력을 조절하는 조절밸브를 설치되며, 상기 캐리어가스관은 상기 용융관로와 연통될 수 있다. 상기 캐리어가스관은 상기 용융관로의 일측으로 연장되며, 단부에는 상기 캐리어가스관에 캐리어가스를 공급하는 캐리어가스 공급부가 있고, 상기 캐리어가스관에는 상기 캐리어가스의 유량 및 압력을 조절하는 조절밸브가 설치되며, 상기 캐리어가스관은 상기 용융관로에 연통될 수 있다. 상기 용융관로는 캐리어가스 분출관으로 감싸져 있으며, 상기 캐리어가스 분출관은 캐리어가스를 공급하는 캐리어가스관과 연통될 수 있다. 이때, 상기 캐리어가스관은 상기 캐리어가스 분출관의 한군데 또는 다수의 곳에 연통될 수 있다. In a preferred manufacturing apparatus of the present invention, the carrier gas pipe extends to both sides of the molten pipe path, and at one end there is a carrier gas supply unit for supplying carrier gas to the carrier gas pipe, and the other end has a flow rate of the carrier gas. And a control valve for adjusting the pressure is installed, the carrier gas pipe may be in communication with the melting pipe. The carrier gas pipe extends to one side of the molten pipe, and at the end there is a carrier gas supply part for supplying carrier gas to the carrier gas pipe, and a control valve for adjusting the flow rate and pressure of the carrier gas is installed in the carrier gas pipe, The carrier gas pipe may be in communication with the molten pipe. The melting pipe is surrounded by a carrier gas blowing pipe, and the carrier gas blowing pipe may be in communication with a carrier gas pipe supplying carrier gas. At this time, the carrier gas pipe may be in communication with one or more places of the carrier gas blowing pipe.

본 발명의 제조장치에 있어서, 상기 몰드는 이송부를 포함하는 챔버 내에 위치하며, 상기 챔버는 상기 몰드 내의 상기 용융물을 발포시켜 제1 발포금속을 형성하고 불활성가스로 양압을 이루는 발포영역, 상기 발포영역을 통과한 상기 몰드를 냉각시켜 제2 발포금속을 형성하고 냉매가스가 순환하는 냉각영역 및 상기 냉각영역을 통과한 상기 몰드를 배출하는 배출영역을 포함한다. In the manufacturing apparatus of the present invention, the mold is located in a chamber including a transfer part, and the chamber foams the melt in the mold to form a first foamed metal and forms a positive pressure with an inert gas, the foaming zone, the foaming zone It includes a cooling region through which the mold passes to cool the second foamed metal and coolant gas circulates, and a discharge region through which the mold passing through the cooling region is discharged.

본 발명의 바람직한 제조장치에 있어서, 상기 몰드는 상부몰드 및 하부몰드로 이루어지고, 상기 용융관로와 연통되는 용융물 투입구를 포함하며, 상기 상부몰드는 복수개의 가스배기구를 포함한다. 상기 용융물 투입구는 상기 상부몰드 또는 상기 하부몰드 또는 상기 상부몰드 및 상기 하부몰드가 만나는 부분 중의 어느 하나에 존재할 수 있다.In a preferred manufacturing apparatus of the present invention, the mold is made of an upper mold and a lower mold, and includes a melt inlet communicating with the melting pipe, and the upper mold includes a plurality of gas exhaust ports. The melt inlet may be present in any one of the upper mold or the lower mold or a portion where the upper mold and the lower mold meet.

본 발명의 용사법에 의한 발포금속 제조장치에 의하면, 금속, 발포제 등의 미분말을 불활성가스와 함께 용사(thermal spray)함으로써, 기공크기 및 밀도분포가 균일하여 가공비용을 줄이고 절삭 스크랩의 발생을 억제한다. 또한, 발포금속을 형성하는 과정에서 불활성가스를 활용하므로, 발포금속의 산화를 차단할 수 있다. According to the foaming metal manufacturing apparatus according to the spraying method of the present invention, by spraying fine powders such as metals and foaming agents with an inert gas (thermal spray), the pore size and density distribution are uniform, reducing processing costs and suppressing the occurrence of cutting scraps. . In addition, since an inert gas is used in the process of forming the foamed metal, oxidation of the foamed metal can be blocked.

도 1은 본 발명에 의한 용사법에 의한 발포금속 제조장치를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 제조장치에 적용되는 몰드를 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 의한 제조장치에 적용되는 제2 용융부를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 4는 본 발명에 의한 제조장치에 적용되는 제3 용융부를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 5는 본 발명에 의한 용사법에 의해 제조된 발포 알루미늄을 종래의 도가니법에 의해 제조된 발포 알루미늄과 비교한 사진들이다.1 is a schematic view for explaining an apparatus for manufacturing a foamed metal by a thermal spraying method according to the present invention.
2 is a perspective view for explaining a mold applied to the manufacturing apparatus according to the present invention.
3 is a schematic view showing a second melting unit applied to the manufacturing apparatus according to the present invention.
4 is a schematic view showing a third melting unit applied to the manufacturing apparatus according to the present invention.
5 is a photograph comparing the foamed aluminum produced by the thermal spraying method according to the present invention with the foamed aluminum produced by a conventional crucible method.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 한편, 상부, 하부, 정면 등과 같이 위치를 지적하는 용어들은 도면에 나타낸 것과 관련될 뿐이다. 실제로, 발포금속 제조장치는 임의의 선택적인 방향으로 사용될 수 있으며, 실제 사용할 때 공간적인 방향은 제조장치의 방향 및 회전에 따라 변한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. On the other hand, terms indicating the location, such as upper, lower, front, etc., are only related to those shown in the drawings. Indeed, the foamed metal manufacturing apparatus can be used in any optional direction, and in actual use, the spatial direction changes depending on the direction and rotation of the manufacturing apparatus.

본 발명의 실시예는 금속, 발포제 등의 분말을 불활성가스와 함께 용사(thermal spray)함으로써, 기공크기 및 밀도분포가 균일하여 가공비용을 줄이고 절삭 스크랩의 발생을 억제하는 발포금속 제조장치를 제시한다. 이를 위해, 용사법으로 발포금속을 제조하는 장치에 대하여 구체적으로 알아보고, 상기 장치를 활용하여 발포금속을 제조하는 과정을 상세하게 설명하기로 한다. 발포금속은 내부에 기공을 가진 금속으로 발포 알루미늄의 경우, 통상적으로 90~95% 이상의 기공율 및 0.2~1.0 범위의 비중을 가진다.An embodiment of the present invention proposes a foam metal manufacturing apparatus that reduces the processing cost and suppresses the occurrence of cutting scraps by uniformly spraying the powder of metal, foaming agent, etc. with an inert gas, uniform pore size and density distribution . To this end, the apparatus for manufacturing the foamed metal by thermal spraying will be described in detail, and the process of manufacturing the foamed metal using the device will be described in detail. The foamed metal is a metal having pores therein, and in the case of foamed aluminum, typically has a porosity of 90 to 95% or more and a specific gravity in the range of 0.2 to 1.0.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 용사법에 의한 발포금속 제조장치(100)를 설명하기 위한 개략적인 도면이다. 다만, 엄밀한 의미의 도면을 표현한 것이 아니며, 설명의 편의를 위하여 도면에 나타나지 않은 구성요소가 있을 수 있다. 1 is a schematic view for explaining a foamed metal manufacturing apparatus 100 by a spraying method according to an embodiment of the present invention. However, the drawings are not expressed in a strict sense, and for convenience of description, there may be components not shown in the drawings.

도 1에 의하면, 발포금속 제조장치(100)는 믹서(10), 호퍼(20), 컴파운더(22), 제1 용융부(30), 챔버(40) 및 냉매가스 공급부(50)를 포함하여 이루어진다. 믹서(10)는 미분말 형태의 금속, 발포제, 증점제 등이 혼합된 혼합물(PM)을 생성한다. 상기 금속분말은 단일금속 또는 상기 단일금속들의 합금으로 이루어진 미분말이며, 알루미늄 및 그 합금이 대표적이다. 알루미늄 및 그 합금은 소재의 경량화에 기여하는 가장 대표적인 금속재료로서, 경량화뿐만 아니라 합성수지 또는 목재에 비하여 인장강도와 내마모성 강성이 우수하여, 경량화 및 인장강도와 내마모성 강성이 요구되는 소재로 널리 사용된다. 상기 금속분말의 평균입도는 대략 50~500㎛이 주로 사용되며, 본 발명의 범주 내에서 평균입도를 보다 작게 조절할 수 있다.According to FIG. 1, the foamed metal manufacturing apparatus 100 includes a mixer 10, a hopper 20, a compounder 22, a first melting unit 30, a chamber 40 and a refrigerant gas supply unit 50 Is done by The mixer 10 produces a mixture (PM) in which metal, foaming agent, thickener, and the like are mixed. The metal powder is a fine powder composed of a single metal or an alloy of the single metals, and aluminum and its alloy are typical. Aluminum and its alloys are the most representative metal materials contributing to the weight reduction of materials, and are not only lightweight, but also excellent in tensile strength and abrasion resistance stiffness compared to synthetic resin or wood, and are widely used as materials requiring light weight and tensile strength and abrasion resistance stiffness. The average particle size of the metal powder is approximately 50 ~ 500㎛ is mainly used, it is possible to adjust the average particle size smaller within the scope of the present invention.

상기 발포제는 티타늄수소화물(TiH2), 지르코늄수소화물(ZrH2), 폴리비닐알콜, 폴리우레탄, 폴리초산비닐, 페놀수지, 셀룰로오스, 인산나트륨, 염화나트륨, 염화칼슘, 초산나트륨, 염화제2철 등이 있으며, 굳이 이에 한정되는 것은 아니지만 티타늄수소화물이 보다 바람직하다. 상기 발포제는 금속의 종류 및 사용용도에 따라 둘 이상의 발포제가 조합될 수 있다. 상기 증점제는 칼슘, 나트륨, 질소, 산소, 이산화탄소, 물, 아르곤 등이 있으며, 칼슘이 보다 유용하다. 상기 증점제는 금속의 종류 및 사용용도에 따라 둘 이상의 증점제가 조합될 수 있다. 상기 발포제 및 증점제의 평균입도는 대략 50~500㎛이 주로 사용되며, 본 발명의 범주 내에서 평균입도를 보다 작게 조절할 수 있다.The blowing agent is titanium hydride (TiH 2 ), zirconium hydride (ZrH 2 ), polyvinyl alcohol, polyurethane, polyvinyl acetate, phenol resin, cellulose, sodium phosphate, sodium chloride, calcium chloride, sodium acetate, ferric chloride, etc. This is, but not necessarily limited to, titanium hydride is more preferred. The foaming agent may be combined with two or more foaming agents depending on the type of metal and use. The thickener includes calcium, sodium, nitrogen, oxygen, carbon dioxide, water, argon, and the like, and calcium is more useful. The thickener may be combined with two or more thickeners depending on the type and use of the metal. The blowing agent and the thickener have an average particle size of approximately 50 to 500 μm, and the average particle size can be adjusted to be smaller within the scope of the present invention.

믹서(10)에는 미분말 형태의 금속, 발포제, 증점제 등이 투입되고, 믹서(10)를 상하, 좌우로 흔들어 골고루 섞인 혼합물(M)을 만든다. 여기서는, 혼합물(PM)을 상하, 좌우로 흔들어 혼합되는 방식을 제시하였으나, 본 발명은 상기한 방식에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변형하여 실시할 수 있다. 예컨대, 믹서(10)에 기계적인 진동을 가하여 혼합물(M)을 만들거나, 상기 진동을 부가적으로 활용할 수 있다. 또한, 혼합물(PM)에는 본 발명의 발포금속 기능을 원활하게 수행하고 확장시키기 위한 공지의 요소, 예를 들어 유기결합제 등을 부가할 수 있다. In the mixer 10, a metal, foaming agent, thickener, etc. in the form of a fine powder is introduced, and the mixer 10 is shaken up and down, left and right to make a mixture M evenly mixed. Here, the method of mixing the mixture (PM) by shaking it up and down, left and right, is presented, but the present invention is not limited to the above-described method, and anyone having ordinary knowledge to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention It can be carried out by various modifications. For example, mechanical vibration is applied to the mixer 10 to make the mixture M, or the vibration can be additionally utilized. In addition, a known element for smoothly performing and expanding the foamed metal function of the present invention, for example, an organic binder, may be added to the mixture PM.

믹서(10)를 이용하여 균일하게 분산된 혼합물(PM)은 호퍼(20)에 투입된다. 호퍼(20)는 깔때기 형상으로 하부의 좁은 관로를 통하여 혼합물(PM)을 컴파운더(22)에 공급한다. 컴파운더(22)는 구동모터와 같은 구동부(21)에 의해 회전한다. 컴파운드(22)가 회전하면, 혼합물(PM)은 제1 용융부(30)로 이송된다. 컴파운더(22)는 일축 스크류를 채택할 수 있으며, 분산성을 보다 높이기 위하여 다축 스크류를 채택할 수 있다. 상기 다축 스크류는 2개 이상의 스크류가 동일한 방향으로 구축된 것이다. 컴파운더(22)는 상온에서 가동될 수 있지만, 경우에 따라 상기 발포제의 분해온도보다 낮은 온도로 예열될 수 있다. 컴파운드(22)는 혼합물(PM)을 혼련하면서 이동시킨다. 이러한 혼련을 통하여, 금속분말, 발포제분말, 증점제분말은 보다 균일하게 혼합된다. The mixture PM uniformly dispersed using the mixer 10 is put into the hopper 20. The hopper 20 supplies the mixture PM to the compounder 22 through a narrow channel at the bottom in a funnel shape. The compounder 22 is rotated by a driving unit 21 such as a driving motor. When the compound 22 rotates, the mixture PM is transferred to the first melting portion 30. The compounder 22 may adopt a uniaxial screw, and may adopt a multiaxial screw to further increase dispersibility. In the multi-axis screw, two or more screws are constructed in the same direction. The compounder 22 may be operated at room temperature, but in some cases, it may be preheated to a temperature lower than the decomposition temperature of the blowing agent. The compound 22 moves while kneading the mixture PM. Through this kneading, the metal powder, the blowing agent powder, and the thickener powder are mixed more uniformly.

제1 용용부(30)는 용융관로(31), 용융가열부(32), 온도센서(33), 캐리어가스 공급부(34), 캐리어가스관(35) 및 조절밸브(36)를 포함한다. 용융관로(31)는 컴파운더(22)와 연결되고, 혼합물(PM) 중의 금속분말이 융해된 용융물(M)을 챔버(40) 내의 몰드(60)에 용사하여 공급한다. 용융가열부(32)는 용융관로(31)를 감싸고 있으며, 급속가열을 위해서 고주파 유도가열이 적합하다. 상기 고주파 유도가열은 금속재질의 용융관로(31)를 코일 형태의 용융가열부(32) 내에 두고, 여기에 고주파 전류를 흘리면 용융관로(31) 표면 가까이에 와류전류가 생기는 손실의 열로 가열하는 방법이다. 상기 고주파 유도가열은 급속가열에 유용하며, 이를 위해 용융관로(31)는 금속재질로 이루어진다. The first molten portion 30 includes a melting pipe 31, a melting heating portion 32, a temperature sensor 33, a carrier gas supply portion 34, a carrier gas pipe 35 and a control valve 36. The molten conduit 31 is connected to the compounder 22, and the molten metal M in the mixture PM is melted and supplied to the mold 60 in the chamber 40 by spraying. The melting heating part 32 surrounds the melting pipe 31, and high-frequency induction heating is suitable for rapid heating. The high-frequency induction heating is a method of heating a metal-made molten conduit 31 in a coil-shaped molten heating section 32, and when a high-frequency current flows therein, heat is generated as a loss of eddy currents near the surface of the molten conduit 31. to be. The high frequency induction heating is useful for rapid heating, and for this purpose, the melting pipe 31 is made of a metal material.

용융관로(31) 내부의 공정온도는 상기 금속분말이 충분하게 용융될 수 있는 정도이다. 알루미늄 분말의 경우, 620~680℃의 공정온도를 유지하면서 알루미늄 분말을 용융시키다. 상기 공정온도가 620℃보다 낮으면 용융물(M)의 점도가 높아서 용사가 어렵고, 680℃보다 높으면 기공의 생성율이 떨어진다. 용융가열부(32)는 상기 공정온도에 빠른 속도로 도달하도록 급속가열하는 것이 좋다. 알루미늄 이외의 다른 금속분말도 마찬가지로, 용융가열부(32)는 각각의 금속분말에 해당하는 상기 공정온도로 급속도로 상승시킨다. 상기 공정온도는 용융관로(31)의 일측, 바람직하게는 컴파운더(22)와 연결된 부분에 장착된 온도센서(33)에 의해 측정된다. 이렇게 되면, 용융물(M)은 급속하게 융융된 것이고, 상기 발포제는 용융물(M)에 균일하게 분포한다. The process temperature inside the melting pipe 31 is such that the metal powder can be sufficiently melted. In the case of aluminum powder, aluminum powder is melted while maintaining a process temperature of 620 to 680 ° C. When the process temperature is lower than 620 ° C, the viscosity of the melt (M) is high, so spraying is difficult, and when it is higher than 680 ° C, the rate of formation of pores decreases. The melt heating section 32 is preferably rapidly heated to reach the process temperature at a rapid rate. Similarly to other metal powders other than aluminum, the molten heating section 32 rapidly rises to the process temperature corresponding to each metal powder. The process temperature is measured by a temperature sensor 33 mounted on one side of the melt conduit 31, preferably a portion connected to the compounder 22. In this case, the melt M is rapidly melted, and the blowing agent is uniformly distributed in the melt M.

캐리어가스관(35)은 캐리어가스 공급부(34)로부터 공급받은 캐리어가스를 용융관로(31)를 향해 소정의 속도로 분출한다. 상기 캐리어가스는 아르곤(Ar), 질소(N2) 등과 같은 불활성가스이다. 상기 캐리어가스는 불활성가스이므로, 금속분말이 용융될 때, 산화가 일어나지 않도록 한다. 또한, 상기 캐리어가스는 소정의 속도로 분출하므로, 용융물(M)을 몰드(60)에 용사시키는 운동에너지를 제공한다. 이러한 캐리어가스를 용융물(M)이 이동하기 위한 운반체로 활용함으로써, 상기 발포제에 의해 발포가 일어나기 이전에 빠른 속도로 용융물(M)을 몰드(60)로 이동시킨다. 덧붙여, 용융관로(31)의 폭은 컴파운더(22)의 폭보다 작게 하여 베르누이 정리를 활용한다. 이에 따라, 용융물(M)의 발포는 용융관로(31)가 아닌 몰드(60) 내에서 이루어지도록 한다. The carrier gas pipe 35 ejects the carrier gas supplied from the carrier gas supply unit 34 toward the molten pipe 31 at a predetermined speed. The carrier gas is an inert gas such as argon (Ar), nitrogen (N 2 ), or the like. Since the carrier gas is an inert gas, oxidation does not occur when the metal powder is melted. In addition, since the carrier gas is ejected at a predetermined speed, it provides kinetic energy to spray the melt (M) to the mold (60). By utilizing this carrier gas as a carrier for the melt (M) to move, the melt (M) is moved to the mold (60) at a rapid rate before foaming occurs by the blowing agent. In addition, the width of the melting pipe 31 is made smaller than the width of the compounder 22 to utilize Bernoulli's theorem. Accordingly, the foaming of the melt (M) is to be made in the mold 60, not the melt pipe (31).

한편, 상기 캐리어가스는 자체적으로 발포를 일으키는 작용이 있으므로, 몰드(60) 내로 투입된 용융물(M)의 기공 형성에 도움이 된다. 다시 말해, 몰드(60)에는 용융물(M) 및 캐리어가스가 동시에 투입된다. 몰드(60)에서의 발포는 용융물(M)에 균일하게 분산된 발포제가 주된 역할을 하나, 캐리어가스도 부분적으로 기공을 형성하는 역할을 한다. On the other hand, since the carrier gas has a function of causing foaming by itself, it helps to form pores of the melt M injected into the mold 60. In other words, the melt (M) and the carrier gas are simultaneously injected into the mold (60). Foaming in the mold 60 plays a major role in blowing agent uniformly dispersed in the melt (M), but the carrier gas also serves to partially form pores.

상기 캐리어가스의 유량 및 압력은 조절밸브(36)로 제어된다. 캐리어가스관(35)은 용융관로(31)의 양측으로 연장되며, 일측(35a)의 단부에는 캐리어가스 공급부(34)가 있고, 타측(35b)의 단부에는 조절밸브(36)가 설치된다. 캐리어가스관(35)는 용융관로(31)에 연통한다. 캐리어가스관(35)의 일측(35a)은 캐리어가스가 용융물(M)을 몰드(60) 방향으로 유도하기 위하여, 용융관로(31)에 경사지게 연결될 수 있다. 상기 경사는 상기 캐리어가스의 유동이 몰드(60) 방향으로 향하게 한다. 이와 같이, 용융된 용융물(M)을 캐리어가스를 이용하여 몰드(60) 방향으로 이송시키는 것을 용사법이라고 한다. 몰드(60)에 대해서는 추후에 상세하게 설명하기로 한다.The flow rate and pressure of the carrier gas are controlled by a control valve (36). The carrier gas pipe 35 extends to both sides of the melting pipe 31, and a carrier gas supply portion 34 is provided at an end of one side 35a, and a control valve 36 is installed at an end of the other side 35b. The carrier gas pipe 35 communicates with the melting pipe 31. One side (35a) of the carrier gas pipe 35 may be connected inclined to the melting pipe 31, the carrier gas to induce the melt (M) in the direction of the mold (60). The inclination directs the flow of the carrier gas toward the mold 60. In this way, transferring the molten melt M in the direction of the mold 60 using a carrier gas is called a spraying method. The mold 60 will be described in detail later.

용융물(M)이 몰드(60) 내로 장입되면 발포가 일어난다. 티타늄수소화물(TiH2)을 예를 들면, 티타늄수소화물(TiH2)는 티타늄(Ti) 및 수소가스(H2)로 분해되어, 수소가스(H2)는용융물(M)에 기공이 형성시켜 제1 발포금속(FM1)을 만든다. 통상적으로, 제1 발포금속(FM1)은 용융물(M)에 비해 부피가 10여배 정도로 증가한다. 몰드(60)의 주변에는 발포가열부(41)가 배치되어 상기 발포과정에서 요구되는 발포온도를 일정하게 유지한다. 발포가열부(41)는 고주파 가열방식이 바람직하나, 다른 방식도 가능하다. 만일, 발포가열부(41)가 고주파 가열방식이라면, 몰드(60)는 스테인레스강과 같은 금속재질을 사용한다. Foaming occurs when the melt M is charged into the mold 60. Titanium hydride (TiH 2) package, for example, be titanium (TiH 2) is decomposed by titanium (Ti) and hydrogen gas (H 2), hydrogen gas (H 2) is formed with a porosity in the melt (M) To make the first foamed metal (FM1). Typically, the volume of the first foamed metal FM1 is increased by about 10 times compared to the melt M. A foam heating unit 41 is disposed around the mold 60 to maintain a constant foaming temperature required in the foaming process. The foam heating unit 41 is preferably a high-frequency heating method, but other methods are also possible. If the foaming heating part 41 is a high-frequency heating method, the mold 60 uses a metal material such as stainless steel.

한편, 몰드(60)는 챔버(40)에는 컨베이어 벨트와 같은 이송부(42) 상에 놓일 수 있다. 발포가열부(41)는 단계별로 온도를 다르게 설정하여, 몰드(60)를 이송시키면서 상기 발포과정이 안정되게 이루어지도록 할 수 있다. 필요한 경우, 제1 도어(43)이 설치되어 발포과정이 완료된 몰드(60)가 통과하도록 개방할 수 있다. 이와 같이 발포과정이 이루어지는 곳을 발포영역(a)이라고 한다. 발포영역(a)은 상기 불활성가스에 의해 양압이 유지되는 것이 좋다. Meanwhile, the mold 60 may be placed on the transfer part 42 such as a conveyor belt in the chamber 40. The foaming heating unit 41 may set the temperature differently in each step, so that the foaming process is stably performed while transferring the mold 60. If necessary, the first door 43 may be installed to open the foaming process through which the mold 60 is completed. The place where the foaming process is performed is called the foaming area (a). The foaming region (a) is preferably maintained at a positive pressure by the inert gas.

발포과정이 완료된 제1 발포금속(FM1)을 포함하는 몰드(60)는 냉각영역(b)로 이송된다. 냉각영역(b)은 챔버(40)의 외부에 위치하는 냉매가스 공급부(50) 및 냉매가스관(51)을 통하여 공급된 냉매가스가 냉각영역(b)을 순환된다. 상기 냉매가스는 아르곤(Ar), 질소(N2) 등과 같은 불활성가스이다. 상기 냉매가스는 불활성가스이므로, 제1 발포금속(FM1)의 산화를 방지한다. The mold 60 including the first foamed metal FM1 in which the foaming process is completed is transferred to the cooling zone b. In the cooling region b, the refrigerant gas supplied through the refrigerant gas supply unit 50 and the refrigerant gas pipe 51 located outside the chamber 40 circulate through the cooling region b. The refrigerant gas is an inert gas such as argon (Ar), nitrogen (N 2 ), and the like. Since the refrigerant gas is an inert gas, oxidation of the first foamed metal FM1 is prevented.

냉매가스의 순환을 위하여, 냉각영역(b)의 끝부분에는 제2 도어(44)가 구비될 수 있다. 냉각영역(b)을 거치면, 제1 발포금속(FM1)은 제2 발포금속(FM2)이 된다. 냉각영역(b)에서는 몰드(60)를 이송시키면서 상기 냉각과정이 안정되게 이루어지도록 할 수 있다. 상기 냉각과정이 완료된 몰드(60)는 배출영역(c)으로 이송된다. 배출영역(c)을 통과한 몰드(60)는 챔버(40)의 외부에서 분해되어 제2 발포금속(FM2)을 분리한다.In order to circulate the refrigerant gas, a second door 44 may be provided at the end of the cooling region b. When passing through the cooling region b, the first foamed metal FM1 becomes the second foamed metal FM2. In the cooling region (b), the cooling process can be stably performed while transferring the mold 60. The cooling process is completed, the mold 60 is transferred to the discharge region (c). The mold 60 that has passed through the discharge region c is decomposed outside the chamber 40 to separate the second foamed metal FM2.

본 발명의 실시예에 의한 발포금속 제조장치는 믹서(10) 및 컴파운더(22)로 균일하게 혼합된 금속, 발포제, 증점제 등의 분말에서, 금속분말은 용융관로(31)에서 순식간에 용융되고, 발포제의 분해는 몰드(60)에서만 이루어진다. 이때, 상기 발포제는 용융물(M)에 균일하게 분포하므로, 발포가 일어나면 기공크기 및 위치에 따른 밀도분포가 일정하다. 이렇게 되면, 종래와는 달리 발포금속을 절단하지 않아도 되고, 절삭 스크랩의 발생이 최소화되므로 가공비용을 획기적으로 줄일 수 있다. 또한, 불활성가스를 캐리어가스 및 냉매가스로 활용하기 때문에 발포금속의 산화를 막을 수 있다. Foamed metal manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention from the powder of metal, foaming agent, thickener, etc. uniformly mixed with the mixer 10 and the compounder 22, the metal powder is quickly melted in the melting pipe 31 , The decomposition of the blowing agent is made only in the mold 60. At this time, since the foaming agent is uniformly distributed in the melt (M), when foaming occurs, the density distribution according to the pore size and position is constant. In this case, unlike the prior art, it is not necessary to cut the foamed metal, and since the occurrence of cutting scraps is minimized, the processing cost can be drastically reduced. In addition, since the inert gas is used as the carrier gas and the refrigerant gas, oxidation of the foamed metal can be prevented.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 제조장치(100)에 적용되는 몰드(60)를 설명하기 위한 사시도이다. 이때, 제조장치(100)는 도 1을 참조하기로 한다.2 is a perspective view for explaining a mold 60 applied to the manufacturing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. At this time, the manufacturing apparatus 100 will be referred to FIG. 1.

도 2에 의하면, 몰드(60)는 상부몰드(61) 및 하부몰드(62)로 이루어지며, 제2 발포금속(FM2)의 형상을 구현할 수 있는 공간을 제공한다. 상부몰드(61) 또는 하부몰드(62)의 일측면 또는 상부몰드(61) 및 하부몰드(62)가 만나는 부분에는 용융관로(31)와 연통되는 용융물(M) 투입구(63)가 위치한다. 상부몰드(61), 바람직하게는 상부몰드(61)의 모서리 근처에는 복수개의 가스배기구(64)를 포함한다. 가스배기구(64)는 불활성가스, 수소가스(H2)와 같이 몰드(60)에서 발생하는 가스를 몰드(60)의 외부로 배출한다. 도시되지는 않았지만, 발포영역(a)의 챔버(40)에는 상기 가스들을 처리하는 수단을 구비할 수 있다.According to FIG. 2, the mold 60 is made of an upper mold 61 and a lower mold 62, and provides a space for realizing the shape of the second foam metal FM2. On one side of the upper mold 61 or the lower mold 62 or a portion where the upper mold 61 and the lower mold 62 meet, a melt (M) inlet 63 communicating with the melting pipe 31 is located. The upper mold 61, preferably near the edge of the upper mold 61 includes a plurality of gas exhaust (64). The gas exhaust port 64 discharges gas generated in the mold 60, such as inert gas and hydrogen gas (H 2 ), to the outside of the mold 60. Although not shown, the chamber 40 of the foaming region (a) may be provided with means for processing the gases.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 제조장치(100)에 적용되는 제2 용융부(30a)를 나타내는 개략적인 도면이다. 이때, 제2 용융부(30a)는 캐리어가스관(35a)으로 구성된 것을 제외하고, 제1 용융부(30)와 동일하다. 이에 따라, 동일한 참조부호에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.3 is a schematic view showing a second melting unit 30a applied to the manufacturing apparatus 100 according to the embodiment of the present invention. At this time, the second melting portion 30a is the same as the first melting portion 30, except that it is composed of a carrier gas pipe 35a. Accordingly, detailed description of the same reference numerals will be omitted.

도 3에 의하면, 제2 용융부(30a)는 캐리어가스관(35a)은 용융관로(31)의 일측으로 연장되어 있다. 다시 말해, 캐리어가스관(35a)은 제1 용융부(30)의 캐리어가스관(35)의 일측(35a)과 동일하다. 캐리어가스관(35a)의 단부에는 캐리어가스 공급부(34)가 있다. 캐리어가스관(35a)에는 캐리어가스의 유량 및 압력을 제어하는 조절밸브(36a)가 장착되어 있다. 제2 용융부(30a)는 제1 용융부(30)에 비해 간단한 구조로 구현될 수 있다. 다만, 제2 용융부(30a)는 캐리어가스 유량조절의 정밀도 등에 있어서, 제1 용융부(30)와 차이가 있을 수 있다.According to FIG. 3, the second melting portion 30a has a carrier gas pipe 35a extending to one side of the melting pipe 31. In other words, the carrier gas pipe 35a is the same as one side 35a of the carrier gas pipe 35 of the first melting portion 30. At the end of the carrier gas pipe 35a, there is a carrier gas supply unit 34. The carrier gas pipe 35a is equipped with a control valve 36a that controls the flow rate and pressure of the carrier gas. The second melting portion 30a may be implemented with a simple structure compared to the first melting portion 30. However, the second melting portion 30a may be different from the first melting portion 30 in terms of precision of carrier gas flow rate control and the like.

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 제조장치(100)에 적용되는 제3 용융부(30b)를 나타내는 개략적인 도면이다. 이때, 제3 용융부(30b)는 보다 명확하게 설명하기 위하여 측면도를 부가하였다. 또한, 캐리어가스 분출관(37)을 제외하고, 제2 용융부(30a)와 동일하다. 이에 따라, 동일한 참조부호에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.4 is a schematic view showing a third melting unit 30b applied to the manufacturing apparatus 100 according to the embodiment of the present invention. At this time, a third side view was added to the third melting portion 30b for clarity. In addition, it is the same as the second melting portion 30a, except for the carrier gas blowing pipe 37. Accordingly, detailed description of the same reference numerals will be omitted.

도 4에 의하면, 제3 용융부(30b)는 캐리어가스 공급부(34) 및 캐리어가스 분출관(37)과 연통된 캐리어가스관(35a)을 포함한다. 캐리어가스관(35a)에는 캐리어가스의 유량 및 압력을 제어하는 조절밸브(36a)를 포함한다. 제3 용융부(30b)의 용융관로(31a)의 외부에는 용융가열부(32) 및 캐리어가스 분출관(37)이 배치된다. 용융가열부(32)는 컴파운더(22)에 인접한 부분에 배치되고, 캐리어가스 분출관(37)은 챔버(40) 방향에는 배치된다. 즉, 캐리어가스 분출관(37)은 용융관로(31a)의 외측을 둘러싸고 있다. 캐리어가스관(35a)은 캐리어가스 분출관(37)의 한군데에 부착될 수도 있지만, 다수의 곳에 부착될 수 있다. 도면에서는 한군데에 부착된 경우를 예로 들었다. According to FIG. 4, the third melting portion 30b includes a carrier gas supply portion 34 and a carrier gas pipe 35a in communication with the carrier gas blowing pipe 37. The carrier gas pipe 35a includes an adjustment valve 36a that controls the flow rate and pressure of the carrier gas. A melting heating part 32 and a carrier gas blowing tube 37 are disposed outside the melting pipe 31a of the third melting part 30b. The melting heating part 32 is disposed in a portion adjacent to the compounder 22, and the carrier gas blowing pipe 37 is disposed in the chamber 40 direction. That is, the carrier gas blowing pipe 37 surrounds the outside of the melting pipe 31a. The carrier gas pipe 35a may be attached to one place of the carrier gas blowing pipe 37, but may be attached to a number of places. The drawing exemplifies the case where it is attached to one place.

제3 용융부(30b)의 캐리어가스는 캐리어가스 분출관(37)을 통하여 분출된다는 점에서 제1 및 제2 용융부(30, 30a)와 차이가 있다. 구체적으로, 제1 및 제2 용융부(30, 30a)의 캐리어가스는 용융관로(31)에 직접 공급되나, 제3 용융부(30b)의 캐리어가스는 용융관로(31a)를 통과하는 용융물(M)의 표면을 향하여 공급된다. 제3 용융부(30b)는 캐리어가스를 용융물(M)의 표면을 향하여 공급함으로써, 용융물(M)의 유동을 제1 및 제2 용융부(30, 30a)보다 안정적으로 할 수 있다. 본 발명의 범주 내에서 상기 캐리어가스는 용융관로 내의 용융물(M)에 공급하거나 용융관로를 통과한 용융물(M)에 공급되는 것을 모두 포함한다. The carrier gas of the third melting portion 30b is different from the first and second melting portions 30 and 30a in that it is ejected through the carrier gas ejection pipe 37. Specifically, the carrier gas of the first and second melting portions 30 and 30a is directly supplied to the melting pipe 31, but the carrier gas of the third melting portion 30b passes through the melting pipe 31a. It is fed toward the surface of M). The third melting portion 30b can supply the carrier gas toward the surface of the melt M, thereby making the flow of the melt M more stable than the first and second melt portions 30 and 30a. Within the scope of the present invention, the carrier gas includes all that is supplied to the melt (M) in the melt conduit or the melt (M) that has passed through the melt conduit.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 용사법에 의해 제조된 발포 알루미늄을 종래의 도가니법에 의해 제조된 발포 알루미늄과 비교한 사진들이다. 이때, 발포제는 혼합물(PM) 전체에 대하여 1.3중량%만큼 혼입하였으며, 종래 및 본 발명의 실시예의 공정온도는 620℃이었다. 또한, 본 발명의 실시예는 캐리어가스 및 냉매가스로써 아르곤(Ar)을 활용하였다.5 is a picture comparing the foamed aluminum produced by the thermal spraying method according to an embodiment of the present invention with the foamed aluminum produced by a conventional crucible method. At this time, the blowing agent was admixed by 1.3% by weight relative to the entire mixture (PM), the process temperature of the prior art and the embodiment of the present invention was 620 ℃. In addition, in the embodiment of the present invention, argon (Ar) was used as a carrier gas and a refrigerant gas.

도 5에 의하면, 종래 1 및 종래 2의 경우, 각각 기공크기의 변동이 심하고, 발포금속의 위치에 따른 밀도분포의 차이가 크게 나타났다. 즉, 종래 1은 크고 작은 기공이 불균일하게 분포하고 있었으며, 종래 2는 위치에 따라 기공의 분포가 달라서 밀포분포가 전체에 걸쳐 균일하지 않았다. 이에 반해, 본 발명의 실시예는 전체적으로 기공크기 및 밀도분포가 균일하였다. 이는 발포제가 믹서(10) 및 컴파운더(22)에 의해 용융물(M)에 균일하게 분포되어, 몰드(60)에서 발포가 일어나면 기공크기 및 위치에 따른 밀도분포가 일정함을 의미한다. According to FIG. 5, in the case of the conventional 1 and the conventional 2, the pore size fluctuated greatly, and the density distribution according to the location of the foamed metal was large. That is, in the prior art 1, large and small pores were non-uniformly distributed, and in the conventional 2, the distribution of pores was different depending on the position, so that the distribution of the distribution was not uniform throughout. On the other hand, in the examples of the present invention, the pore size and density distribution were uniform throughout. This means that the foaming agent is uniformly distributed in the melt M by the mixer 10 and the compounder 22, and when foaming occurs in the mold 60, the density distribution according to the pore size and position is constant.

이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다. Above, the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the scope of the technical spirit of the present invention. It is possible.

10; 믹서 20; 호퍼
21; 구동부 22; 컴파운더
30, 30a, 30b; 제1 내지 제3 용융부
31, 31a; 용융관로
32; 용융가열부 33; 온도센서
34; 캐리어가스 공급부 35; 캐리어가스관
36, 36a; 조절밸브 37; 캐리어가스 분출관
40; 챔버 41; 발포가열부
42; 이송부
43, 44; 제1 및 제2 도어
50; 냉매가스 공급부 51; 냉매가스관
60; 몰드 61; 상부몰드
62; 하부몰드 63; 용융물 투입구
64; 가스배기구
a; 발포영역 b; 냉각영역
c; 배출영역10; Mixer 20; Hopper
21; Driving unit 22; Compounder
30, 30a, 30b; First to third melting parts
31, 31a; Melting pipeline
32; Melt heating section 33; temperature Senser
34; Carrier gas supply unit 35; Carrier Gas Pipe
36, 36a; Control valve 37; Carrier gas ejection pipe
40; Chamber 41; Foam heating part
42; Transport
43, 44; First and second doors
50; Refrigerant gas supply unit 51; Refrigerant gas pipe
60; Mold 61; Upper mold
62; Lower mold 63; Melt inlet
64; Gas exhaust
a; Foam zone b; Cooling area
c; Discharge area

Claims (12)

금속분말, 발포제분말 및 증점제분말을 포함한 혼합물을 생성하는 믹서;
상기 혼합물이 투입되는 깔때기 형상의 호퍼;
상기 호퍼의 좁은 관로를 통하여 상기 혼합물을 공급받으며, 상기 혼합물을 혼련하면서 이동시키는 스크류를 포함하는 컴파운더;
상기 컴파운더와 연결되며, 상기 컴파운더로부터 공급받은 상기 혼합물 중의 상기 금속분말을 용융시켜 용융물을 생성시키는 용융관로; 및
상기 용융관로에 연결되며, 상기 용융물을 몰드로 용사시키는 운동에너지를 제공하는 캐리어가스관을 포함하는 용사법에 의한 발포금속 제조장치.A mixer for producing a mixture comprising metal powder, blowing agent powder and thickener powder;
A funnel-shaped hopper into which the mixture is introduced;
A compounder that receives the mixture through a narrow duct of the hopper, and includes a screw to move the mixture while kneading;
A melting pipe connected to the compounder to melt the metal powder in the mixture supplied from the compounder to produce a melt; And
An apparatus for manufacturing foamed metal by a spraying method comprising a carrier gas pipe connected to the melting pipe path and providing kinetic energy for spraying the melt into a mold. 제1항에 있어서, 상기 믹서는 상하 및 좌우로 흔들어 혼합하거나 기계적인 진동으로 혼합되거나 또는 그들이 조합되어 혼합하는 것을 특징으로 하는 용사법에 의한 발포금속 제조장치.The apparatus of claim 1, wherein the mixer is mixed by shaking up and down and left and right, or mixed by mechanical vibration, or a combination thereof. 제1항에 있어서, 상기 컴파운더는 일축 또는 다축 스크류를 포함하는 것을 특징으로 하는 용사법에 의한 발포금속 제조장치.The foam metal manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the compounder comprises a uniaxial or multiaxial screw. 제1항에 있어서, 상기 용융관로는 용융가열부로 감싸져 있으며, 상기 용융가열부는 고주파 유도가열을 하는 것을 특징으로 하는 용사법에 의한 발포금속 제조장치.The apparatus of claim 1, wherein the melting pipe is surrounded by a melting heating unit, and the melting heating unit performs high-frequency induction heating. 제1항에 있어서, 상기 캐리어가스관은 상기 용융관로의 양측으로 연장되며, 일측의 단부에는 상기 캐리어가스관에 캐리어가스를 공급하는 캐리어가스 공급부가 있고, 타측의 단부에는 상기 캐리어가스의 유량 및 압력을 제어하는 조절밸브를 설치되며, 상기 캐리어가스관은 상기 용융관로와 연통되는 것을 특징으로 하는 용사법에 의한 발포금속 제조장치.The method of claim 1, wherein the carrier gas pipe is extended to both sides of the molten pipe, the carrier gas supply unit for supplying the carrier gas to the carrier gas pipe at one end, the other end of the flow rate and pressure of the carrier gas A control valve for controlling is installed, and the carrier gas pipe is in communication with the molten pipe. 제1항에 있어서, 상기 캐리어가스관은 상기 용융관로의 일측으로 연장되며, 단부에는 상기 캐리어가스관에 캐리어가스를 공급하는 캐리어가스 공급부가 있고, 상기 캐리어가스관에는 상기 캐리어가스의 유량 및 압력을 제어하는 조절밸브가 설치되며, 상기 캐리어가스관은 상기 용융관로에 연통되는 것을 특징으로 하는 용사법에 의한 발포금속 제조장치.According to claim 1, The carrier gas pipe is extended to one side of the molten pipe, the carrier gas supply unit for supplying the carrier gas to the carrier gas pipe at the end, the carrier gas pipe to control the flow rate and pressure of the carrier gas A control valve is installed, and the carrier gas pipe is a foamed metal manufacturing apparatus by thermal spraying, characterized in that it is communicated with the molten pipe. 제1항에 있어서, 상기 용융관로는 캐리어가스 분출관으로 감싸져 있으며, 상기 캐리어가스 분출관은 캐리어가스를 공급하는 캐리어가스관과 연통된 것을 특징으로 하는 용사법에 의한 발포금속 제조장치.The apparatus of claim 1, wherein the molten pipe is surrounded by a carrier gas blowing pipe, and the carrier gas blowing pipe is in communication with a carrier gas pipe supplying carrier gas. 제7항에 있어서, 상기 캐리어가스관은 상기 캐리어가스 분출관의 한군데 또는 다수의 곳에 연통되는 것을 특징으로 하는 용사법에 의한 발포금속 제조장치.[8] The apparatus for manufacturing a foamed metal according to claim 7, wherein the carrier gas pipe communicates with one or a plurality of locations of the carrier gas blowing pipe. 제1항에 있어서, 상기 몰드는 이송부를 포함하는 챔버 내에 위치하며, 상기 챔버는 상기 몰드 내의 상기 용융물을 발포시켜 제1 발포금속을 형성하고 불활성가스로 양압을 이루는 발포영역, 상기 발포영역을 통과한 상기 몰드를 냉각시켜 제2 발포금속을 형성하고 냉매가스가 순환하는 냉각영역 및 상기 냉각영역을 통과한 상기 몰드를 배출하는 배출영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 용사법에 의한 발포금속 제조장치.According to claim 1, wherein the mold is located in a chamber including a transfer part, the chamber foams the melt in the mold to form a first foamed metal and forms a positive pressure with an inert gas, passes through the foaming zone, the foaming zone An apparatus for manufacturing a foamed metal by thermal spraying, characterized in that it comprises a cooling zone through which the mold is cooled to form a second foamed metal and a refrigerant gas circulates and a discharge zone to discharge the mold passing through the cooling zone. 제1항에 있어서, 상기 몰드는 상부몰드 및 하부몰드로 이루어지고, 상기 용융관로와 연통되는 용융물 투입구를 포함하며, 상기 상부몰드는 복수개의 가스배기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 용사법에 의한 발포금속 제조장치.According to claim 1, wherein the mold is made of an upper mold and a lower mold, and includes a melt inlet in communication with the melt pipe, the upper mold is a foamed metal by a spraying method, characterized in that it comprises a plurality of gas exhausts Manufacturing equipment. 제10항에 있어서, 상기 용융물 투입구는 상기 상부몰드 또는 상기 하부몰드 또는 상기 상부몰드 및 상기 하부몰드가 만나는 부분 중의 어느 하나에 존재하는 것을 특징으로 하는 용사법에 의한 발포금속 제조장치.The apparatus of claim 10, wherein the melt inlet is present in any one of the upper mold or the lower mold or a portion where the upper mold and the lower mold meet. 제1항에 있어서, 상기 금속분말은 단일금속 또는 상기 단일금속들의 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용사법에 의한 발포금속 제조장치.

The metal powder manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the metal powder is composed of a single metal or an alloy of the single metals.

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