KR102102797B1 - 다이아몬드 공구용 세그먼트 제조 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

다이아몬드 공구용 세그먼트 제조 장치 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 다이아몬드 공구용 세그먼트 제조 장치에 있어서, 내부에 진공 챔버를 포함하는 바디; 상기 진공 챔버로 흡입력을 제공하는 구동부; 및 상기 진공 챔버의 하측에 분리 가능하게 구비되는 제1 금속 분말 기판을 포함하고, 상기 제1 금속 분말 기판은 금속 분말을 성형하여 형성되고, 상기 진공 챔버의 흡입력이 외부로 전달되도록 복수의 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구용 세그먼트 제조 장치가 제공될 수 있다.

Description

다이아몬드 공구용 세그먼트 제조 장치 및 이의 제조 방법{APPARATUS FOR MANUFACTURING A SEGMENT FOR DIAMOND TOOL AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}
본 발명은 금속 분말 기판과 다이아몬드 입자를 함께 배열하여 균일하게 다이아몬드 입자를 배열할 수 있는 다이아몬드 공구용 세그먼트 제조 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 절삭 또는 연마를 위해서는 다이아몬드 입자, 탄화물, 붕산화물, 질화물, 경질 금속 조각 및 세라믹 조각과 같이 내마모성이 우수한 입자를 사용하게 된다. 이 중에서, 다이아몬드는 지구상에 존재하는 물질 중 가장 경도가 높은 물질로 알려져 있으며, 이러한 특성에 의하여 절삭, 연마 공구 등에 널리 사용되게 되었다.
1950년대에 발명된 인조 다이아몬드는 세그먼트 타입 절삭팁에 배열되어 연마재로서 사용되었다. 이러한 인조 다이아몬드가 배열된 세그먼트 타입 절삭팁은 화강암, 대리석 등의 석재를 절삭, 연삭하는 석재 가공분야 및 콘크리트 구조물을 절삭 연삭하는 건설업 분야에서 널리 이용되고 있다.
세그먼트 타입의 다이아몬드 공구는 다이아몬드 입자가 분포되어 있는 세그먼트(절삭팁)과 이 세그먼트가 고정되어 있는 금속 바디의 샹크(shank)로 구성된다.
종래의 세그먼트 타입의 다이아몬드 공구는 다이아몬드 입자가 불균일하게 분포되어 있다. 이에 따라, 동일한 금속 분말과 동일한 다이아몬드 입자를 사용하더라도, 다이아몬드 입자가 불균일하게 분포되기 때문에 세그먼트마다 특성이 달라져 제품의 성능에 편차가 발생되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 특허로는 한국등록특허 제0832580호(이하, '종래기술'이라 한다)에 기재된 것이 공지되어 있다.
종래기술의 세그먼트 제조 방법은, 연마재 공급장치를 이용하여 일정 간격으로 연마재(다이아몬드 입자)를 흡입하여 금속분말의 내부 또는 표면에 배열하는 것으로서, 금속분말에 연마재를 일정한 배열로 적층하는 기술이다.
그러나, 이러한 종래기술의 세그먼트 제조 방법은 연마재를 배열할 때마다 금속분말을 가압하므로, 금속분말의 가압과 함께 연마재의 위치가 틀어질 위험이 있다. 또한, 연마재를 배열한 후 연마재의 상측으로 금속분말을 덮을 때에도, 금속분말에 의해 연마재의 배열이 흐트러질 수 있는 단점이 있다.
등록특허공보 등록번호 제0832580호
이에 본 발명은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 금속 분말 기판과 다이아몬드 입자를 함께 배열하여 균일하게 다이아몬드 입자를 배열하는 다이아몬드 공구용 세그먼트 제조 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 다이아몬드 공구용 세그먼트 제조 장치에 있어서, 내부에 진공 챔버를 포함하는 바디; 상기 진공 챔버로 흡입력을 제공하는 구동부; 및 상기 진공 챔버의 하측에 분리 가능하게 구비되는 제1 금속 분말 기판을 포함하고, 상기 제1 금속 분말 기판은 금속 분말을 성형하여 형성되고, 상기 진공 챔버의 흡입력이 외부로 전달되도록 복수의 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구용 세그먼트 제조 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 바디는 일측에 고정 부재를 구비하고, 상기 바디는 상기 고정 부재를 통해 선택적으로 상기 제1 금속 분말 기판을 고정하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구용 세그먼트 제조 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 진공 챔버의 하측에 다공성 지지부재가 더 구비되고, 상기 다공성 지지부재의 하부에 상기 제1 금속 분말 기판이 흡착되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구용 세그먼트 제조 장치가 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 다이아몬드 공구용 세그먼트 제조 방법에 있어서, 흡착 장치에 복수의 홀을 포함하는 제1 금속 분말 기판을 분리 가능하게 구비시키는 단계; 상기 홀을 통해 상기 제1 금속 분말 기판에 다이아몬드 입자를 흡착하는 단계; 상기 흡착 장치의 하측에 상기 홀 및 상기 다이아몬드 입자 크기에 대응하는 복수의 홈을 포함하는 제2 금속 분말 기판을 구비하는 단계; 상기 제1 금속 분말 기판과 상기 다이아몬드 입자를 동시에 상기 제2 금속 분말 기판의 상측에 제공하는 단계; 및 상기 제1 금속 분말 기판과 상기 다이아몬드 입자 및 상기 제2 금속 분말 기판이 가압 및 소결되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구용 세그먼트 제조 방법이 제공될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 다이아몬드 공구용 세그먼트 제조 장치 및 이의 제조 방법은, 금속 분말 기판과 다이아몬드 입자를 함께 배열하여 균일하게 다이아몬드 입자를 배열할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다이아몬드 공구용 세그먼트 제조 장치의 단면도.
도 2는 도 1의 흡착 장치의 단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속 분말 기판의 사시도.
도 4는 도 3의 단면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다이아몬드 공구용 세그먼트가 제조되는 모습을 보여주는 도면.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다이아몬드 공구용 세그먼트 제조 장치의 단면도.
이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시 도인 단면도 및/또는 사시도들을 참고하여 설명될 것이다. 이러한 도면들에 도시된 막
및 영역들의 두께 및 구멍들의 지름 등은 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1 실시예
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다이아몬드 공구용 세그먼트 제조 장치의 단면도이고, 도 2는 도 1의 흡착 장치의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 다이아몬드 공구용 세그먼트 제조 장치(1)는 다이아몬드 입자(2, 도 5 참조)를 포함하는 세그먼트(3, 도 5 참조)를 제조하는 것으로서, 다이아몬드 입자(2)를 흡착하는 흡착 장치(10)와, 흡착 장치(10)에 구비되는 금속 분말 기판(20)을 포함한다. 본 발명에서는 세그먼트(3)에 연마재로서 다이아몬드 입자(2)가 제공되는 것을 예로 설명하겠다. 그러나, 세그먼트(3)에 구비되는 연마재는 이에 한정되지 않으며, 일 예로, 세그먼트(3)는 탄화물, 붕산화물, 질화물, 경질 금속 조각, 세라믹 조각 등 다양한 연마재를 포함할 수 있다.
흡착 장치(10)는 다이아몬드 입자(2)를 흡착하는 것으로서, 바디(110)와, 진공 챔버(120)와, 구동부(130), 및 연통부(140)를 포함할 수 있다.
바디(110)는 내부에 진공 챔버(120)를 포함하는 것으로서, 하측이 개방된 구조로 형성될 수 있다. 구체적으로, 바디(110)는 사각형 단면을 갖도록 형성될 수 있고, 상면과 4개의 측면을 갖도록 형성될 수 있다. 이때, 바디(110)의 개방된 하측에 금속 분말 기판(20)이 분리 가능하게 구비될 수 있다.
바디(110)의 측면 일측에는 고정 부재(111)가 제공될 수 있다. 고정 부재(111)는 금속 분말 기판(20)을 고정하는 것으로서, 제1 고정 부재(1111)와, 제1 고정 부재(111)로부터 일정 거리 이격되어 구비되는 제2 고정 부재(1112)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 고정 부재(1111)와 제2 고정 부재(1112) 사이의 이격 거리는 금속 분말 기판(20)의 두께에 대응할 수 있다. 이에 따라, 고정 부재(111)는 제1 고정 부재(1111)와 제2 고정 부재(1112)의 사이에 금속 분말 기판(20)을 구비하여 고정할 수 있다.
고정 부재(111)는 바디(110)의 내면을 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다. 즉, 고정 부재(111)는 바디(110)의 4개의 측면에서 내측으로 돌출된 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라, 진공 챔버(120)의 하측에 금속 분말 기판(20)이 구비될 경우, 제1 고정 부재(1111)가 금속 분말 기판(20)의 상면 외측을 고정할 수 있고, 제2 고정 부재(1112)가 금속 분말 기판(20)의 하면 외측을 고정할 수 있다. 그러나, 고정 부재(111)의 형상은 이에 한정되지 않으며, 일 예로, 고정 부재(111)는 바디(110)의 2개의 측면에서 내측으로 돌출된 형태로 형성될 수 있다. 이때, 고정 부재(111)가 구비되는 바디(110)의 2개의 측면은 서로 마주보는 위치에 제공될 수 있다.
고정 부재(111)는 선택적으로 금속 분말 기판(20)을 고정할 수 있다. 구체적으로, 바디(110)와 금속 분말 기판(20)의 분리 여부에 따라 바디(110)에서 고정 부재(111)의 위치가 변경될 수 있다. 일 예로, 바디(110)의 측면에는 고정 부재(111)의 형상에 대응하는 홈(미표기)이 구비될 수 있고, 고정 부재(111)는 선택적으로 홈의 내측에 구비되거나, 홈의 외측에 구비되어 진공 챔버(120)에 구비될 수 있다. 이에 따라, 흡착 장치(10)에 금속 분말 기판(20)이 흡착될 경우, 고정 부재(111)는 진공 챔버(120)의 내부에 제공되어 금속 분말 기판(20)을 고정할 수 있고, 흡착 장치(10)에 금속 분말 기판(20)이 흡착되지 않을 경우, 고정 부재(111)는 바디(110)의 측면 홈에 구비되어 금속 분말 기판(20)을 바디(110)와 분리할 수 있다. 본 실시예에서는, 고정 부재(111)가 선택적으로 바디(110)의 측면 홈에 제공되는 것을 예로 도시하였으나, 고정 부재(111)의 위치 변경 방법은 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 제1 고정 부재(1111)는 자유단인 일측이 상측으로 회전하고, 제2 고정 부재(1112)는 자유단인 일측이 하측으로 회전하여 금속 분말 기판(20)을 바디(110)에서 분리할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 고정 부재(111)가 제1 고정 부재(1111) 및 제2 고정 부재(1112)로 제공되는 것을 예로 도시하였으나, 고정 부재(111)는 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 고정 부재(111)는 금속 분말 기판(20)을 하측에서 지지하도록 1개의 고정 부재(111)를 포함할 수 있다.
바디(110)의 일측에는 진공 챔버(120)로 흡입력을 제공하는 구동부(130)와, 구동부(130)의 흡입력을 전달하는 연통부(140)가 구비될 수 있다. 구체적으로, 바디(110)의 측면을 관통하도록 연통부(140)가 형성되고, 연통부(140)의 일단에 구동부(130)가 구비될 수 있다. 즉, 연통부(140)의 일단에 구동부(130)가 구비되고, 타단에 진공 챔버(120)가 구비될 수 있다. 이에 따라, 구동부(130)가 작동되면, 구동부(130)로부터 제공되는 흡입력은 연통부(140)를 거쳐 진공 챔버(120)에 전달될 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속 분말 기판의 사시도이고, 도 4는 도 3의 단면도이다. 이때, 도 3(a) 및 도 4(a)는 제1 금속 분말 기판을 보여주는 도면이고, 도 3(b) 및 도 4(b)는 제2 금속 분말 기판을 보여주는 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 흡착 장치(10)의 하측에는 금속 분말 기판(20)이 구비된다. 금속 분말 기판(20)은 금속 분말을 성형하여 형성된 것으로서, 제1 금속 분말 기판(210)과 제2 금속 분말 기판(220)을 포함할 수 있다. 이때, 금속 분말 기판(20)을 형성하는 금속 분말은 Fe, Cu, Co, Ni, W, WC, Sn, CuSn, Ag 및 P로 이루어진 철계 및 비철계의 금속 그룹으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 금속을 포함할 수 있다.
제1 금속 분말 기판(210)과 제2 금속 분말 기판(220)은 동일한 크기를 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 금속 분말 기판(210)과 제2 금속 분말 기판(220)은 동일한 몰드를 통해 형성될 수 있다. 구체적으로, 하나의 몰드 또는 동일한 크기의 몰드에 금속 분말이 제공되고, 몰드에 제공된 금속 분말이 고압으로 가압됨으로써 금속 분말 기판(210, 220)이 형성될 수 있다.
금속 분말 기판(20)은 복수의 제1 금속 분말 기판(210)과, 하나의 제2 금속 분말 기판(220)을 포함할 수 있다.
제1 금속 분말 기판(210)은 진공 챔버(120)의 하측에 분리 가능하게 구비되는 것으로서, 복수의 홀(211)을 포함할 수 있다. 금속 분말을 성형하여 형성된 제1 금속 분말 기판(210)에 레이저 가공 또는 드릴 가공 등을 통해 제1 금속 분말 기판(210)을 수직으로 관통하도록 홀(211)이 형성될 수 있다. 이때, 복수의 홀(211)은 일정한 간격을 두고 형성될 수 있다.
제1 금속 분말 기판(210)의 홀(211)은 상부(2111)와 중간부(2112) 및 하부(2113)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 홀(211)은 외측에 상부(2111) 및 하부(2113)를 형성할 수 있고, 상부(2111)와 하부(2113)의 사이에 중간부(2112)를 형성할 수 있다. 이때, 상부(2111)는 상측에서 하측으로 갈수록 좁아지는 형태로 형성될 수 있고, 하부(2113)는 상측에서 하측으로 갈수록 넓어지는 형태로 형성될 수 있으며, 중간부(2112)는 상부(2111)의 하측 및 하부(2113)의 상측과 동일한 넓이로 형성될 수 있다. 즉, 홀(211)은 외측의 넓이가 가장 크게 형성될 수 있다. 이때, 상부(2111) 및 하부(2113)의 크기는 다이아몬드 입자(2)에 대응하도록 형성될 수 있다.
본 실시예에서는, 홀(211)의 상부(2111) 및 하부(2113)가 경사진 형태로 제공되는 것을 예로 도시하였으나, 홀(211)의 상부(2111) 및 하부(2113)의 형상은 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 홀(211)의 상부(2111) 및 하부(2113)는 동일한 형태로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상부(2111)와 하부(2113)는 일정한 넓이를 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 상부(2111) 및 하부(2113)는 일정한 넓이를 갖는 원기둥 형태로 형성될 수 있다. 이때, 상부(2111)와 하부(2113)는 중간부(2112) 보다 넓게 형성될 수 있다.
제1 금속 분말 기판(210)은 구동부(130)의 흡입력에 따라 진공 챔버(120)의 하측에 구비될 수 있다. 구체적으로, 진공 챔버(120)에 구동부(130)의 흡입력이 제공되면, 진공 챔버(120)는 제1 금속 분말 기판(210)을 흡입할 수 있고, 이에 따라, 제1 금속 분말 기판(210)이 진공 챔버(120)의 하측에 구비될 수 있다. 이때, 제1 금속 분말 기판(210)은 고정 부재(111)를 통해 진공 챔버(120)의 일정 위치에 고정될 수 있다.
진공 챔버(120)의 하측에 제1 금속 분말 기판(210)이 고정되면, 진공 챔버(120)의 흡입력은 제1 금속 분말 기판(210)의 홀(211)을 거쳐 외부에 전달될 수 있다. 흡착 장치(10)가 다이아몬드 입자(2)의 위치로 이동되어 구동부(130)가 작동되면, 진공 챔버(120)는 제1 금속 분말 기판(210)을 흡착함과 동시에, 홀(211)을 통해 다이아몬드 입자(2)를 흡착할 수 있다. 즉, 진공 챔버(120)에 흡입력이 전달될 경우, 진공 챔버(120)의 하측에 제1 금속 분말 기판(210)이 구비되고, 제1 금속 분말 기판(210)의 하측에 다이아몬드 입자(2)가 구비될 수 있다. 또한, 진공 챔버(120)에 흡입력이 전달되지 않을 경우에는, 제1 금속 분말 기판(210) 및 다이아몬드 입자(2)가 동시에 흡착 장치(10)에서 분리될 수 있다. 이때, 구동부(130)의 작동 중지와 함께 고정 부재(111)의 위치도 변경될 수 있다. 즉, 고정 부재(111)가 제1 금속 분말 기판(210)과 흡착 장치(10)의 분리에 영향을 끼치지 않을 수 있다.
금속 분말 기판(20)은 하나의 제2 금속 분말 기판(220)을 포함할 수 있다. 제2 금속 분말 기판(220)은 레이저 가공 또는 드릴 가공 등을 통해 복수의 홈(221)을 형성할 수 있다. 이때, 제2 금속 분말 기판(220)의 홈(221)의 크기는 다이아몬드 입자(2)에 대응하도록 형성될 수 있다. 즉, 제2 금속 분말 기판(220)의 홈(221)의 크기는 제1 금속 분말 기판(210)의 홀(211)의 외측의 크기에 대응할 수 있다. 또한, 제2 금속 분말 기판(220)의 홈(221)은 동일한 간격을 두고 복수개 형성될 수 있으며, 제1 금속 분말 기판(210)의 홀(211)과 동일한 간격으로 형성될 수 있다.
복수의 제1 금속 분말 기판(210)은 제2 금속 분말 기판(220)의 상측에 적층될 수 있다. 이때, 제2 금속 분말 기판(220)의 상측은 홈(221)이 형성된 측을 의미한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다이아몬드 공구용 세그먼트가 제조되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 5(a)에 도시된 바와 같이, 다이아몬드 공구용 세그먼트(3)를 제조하기 위해서 흡착 장치(10) 및 제1 금속 분말 기판(210)이 제공될 수 있다. 구체적으로, 구동부(130)의 흡입력이 연통부(140)를 거쳐 진공 챔버(120)에 전달되면, 진공 챔버(120)는 바디(110)의 개방된 하측을 통해 제1 금속 분말 기판(210)을 흡착할 수 있다. 이때, 제1 금속 분말 기판(210)은 금속 분말을 성형하여 형성된 것으로서, 다이아몬드 입자(2)에 대응하는 크기의 홀(211)을 복수개 포함할 수 있다.
진공 챔버(120)의 하측에 구비된 제1 금속 분말 기판(210)은 고정 부재(211)를 통해 진공 챔버(120)의 일정 위치에 고정될 수 있다.
도 5(b)에 도시된 바와 같이, 제1 금속 분말 기판(210)이 하측에 구비된 흡착 장치(10)는 다이아몬드 입자(2)가 제공된 위치로 이동될 수 있다. 진공 챔버(120)에 흡입력이 제공된 상태로 흡착 장치(10) 및 제1 금속 분말 기판(210)이 다이아몬드 입자(2)의 위치로 이동되면, 진공 챔버(120)의 흡입력은 제1 금속 분말 기판(210)의 복수의 홀(211)을 통해 다이아몬드 입자(2)에 전달될 수 있다. 이에 따라, 흡착 장치(10)는 다이아몬드 입자(2)를 흡착할 수 있다. 이때, 제1 금속 분말 기판(210)의 홀(211)이 다이아몬드 입자(2)의 크기에 대응하므로, 하나의 다이아몬드 입자(2)가 하나의 홀(211)에 흡착될 수 있다. 즉, 제1 금속 분말 기판(210)에 복수의 다이아몬드 입자(2)가 일정한 거리를 두고 흡착될 수 있다.
제1 금속 분말 기판(210)의 홀(211)은 다이아몬드 입자(2)에 대응하는 외측, 즉, 상부(2111)와 하부(2113)를 포함하고, 상부(2111) 및 하부(2113) 보다 작은 크기의 중간부(2112)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 제1 금속 분말 기판(210)의 하부(2113)에 흡착된 다이아몬드 입자(2)는 하부(2113) 보다 작은 크기의 중간부(2112)로 인하여 상측으로 이동되지 않을 수 있다.
도 5(c)에 도시된 바와 같이, 제1 금속 분말 기판(210) 및 복수의 다이아몬드 입자(2)를 흡착한 흡착 장치(10)는 제2 금속 분말 기판(220)가 제공된 위치로 이동될 수 있다. 이때, 흡착 장치(10)는 제1 금속 분말 기판(210)과 제2 금속 분말 기판(220)이 동일한 수직 선상에 위치하도록 이동될 수 있다. 즉, 다이아몬드 입자(2)는 각각 제2 금속 분말 기판(220)의 홈(221)과 동일한 수직 선상에 위치할 수 있다.
도 5(d)에 도시된 바와 같이, 진공 챔버(120)에 흡입력이 해제되면, 제1 금속 분말 기판(210) 및 다이아몬드 입자(2)는 흡착 장치(10)와 분리될 수 있다. 구체적으로, 구동부(130)의 작동 중지와 함께 바디(110)의 고정 부재(111)의 위치가 변경될 수 있고, 이에 따라, 제1 금속 분말 기판(210)은 흡착 장치(10)에서 분리될 수 있다.
흡착 장치(10)에서 분리된 제1 금속 분말 기판(210)은 다이아몬드 입자(2)와 함께 제2 금속 분말 기판(220)의 상측에 제공될 수 있다. 구체적으로, 다이아몬드 입자(2)는 제1 금속 분말 기판(210)과 동시에 제2 금속 분말 기판(220)의 상측에 제공될 수 있고, 제1 금속 분말 기판(210)의 홀(211)과 제2 금속 분말 기판(220)의 홈(221) 사이에 위치할 수 있다. 이에 따라, 다이아몬드 입자(2)의 위치가 고정될 수 있다.
제1 금속 분말 기판(210) 및 다이아몬드 입자(2)를 분리한 흡착 장치(10)는 초기 위치로 되돌아가 또 다른 제1 금속 분말 기판(210)를 흡착할 수 있고, 제1 금속 분말 기판(210)에 다이아몬드 입자(2)를 흡착할 수 있다. 또한, 흡착 장치(10)는 흡착된 제1 금속 분말 기판(210) 및 다이아몬드 입자(2)를 제2 금속 분말 기판(220) 및 이미 적층된 제1 금속 분말 기판(210)의 상측으로 분리할 수 있다.
도 5(e)에 도시된 바와 같이, 흡착 장치(10)의 제1 금속 분말 기판(210)과 다이아몬드 입자(2)의 반복된 흡착 및 분리를 통해, 제2 금속 분말 기판(220)의 상측에는 제1 금속 분말 기판(210) 및 다이아몬드 입자(2)가 적층될 수 있다. 이때, 다이아몬드 입자(2)는 제1 금속 분말 기판(210)의 홀(211)의 하부(2113) 및 제2 금속 분말 기판(220)의 홈(221) 사이에 고정되거나, 제1 금속 분말 기판(210)의 홀(211)의 상부(2111) 및 또 다른 제1 금속 분말 기판(210)의 홀(211)의 하부(2113)의 사이에 고정될 수 있다. 즉, 다이아몬드 입자(2)는 제1 금속 분말 기판(210)과 제2 금속 분말 기판(220)의 사이에 위치함으로써, 배열이 흐트러지지 않을 수 있다.
본 실시 예에서는, 제2 금속 분말 기판(210)의 상측에 3개의 제1 금속 분말 기판(210)이 적층된 것을 예로 도시하였으나, 제2 금속 분말 기판(220)의 상측에 적층되는 제1 금속 분말 기판(210)의 개수는 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 제2 금속 분말 기판(220)의 상측에는 4개 이상의 제1 금속 분말 기판(210)이 구비될 수 있다.
제2 금속 분말 기판(220)의 상측에 제1 금속 분말 기판(210) 및 다이아몬드 입자(2)의 적층이 완료되면, 제1 금속 분말 기판(210) 및 제2 금속 분말 기판(220)은 소결될 수 있다. 즉, 도 5(f)에 도시된 바와 같이, 제1 금속 분말 기판(210)의 홀(211) 및 제2 금속 분말 기판(220)의 홈(221)의 배열에 따라 다이아몬드 입자(2)가 배치된 채로, 세그먼트(3)가 제조될 수 있다.
종래의 다이아몬드 공구용 세그먼트 제조 장치는, 일정한 배열의 흡입 장치를 통해 복수의 다이아몬드 입자를 흡입 및 분리하고, 일정한 배열로 배치된 다이아몬드 입자 위에 금속 분말을 덮음으로써 세그먼트를 제조한다. 즉, 종래의 제조 장치는 이러한 다이아몬드 입자의 배치와 금속 분말을 덮는 과정을 반복한 후, 금속 분말과 다이아몬드 입자를 소결하여 다이아몬드 입자를 포함하는 세그먼트를 제조하였다. 이에 따라, 일정한 배열로 다이아몬드 입자가 배치되어도, 다이아몬드 입자의 상측에 금속 분말이 덮어질 때 다이아몬드 입자의 위치가 흐트러지게 되는 문제점을 가지고 있다.
그러나, 본 발명의 세그먼트 제조 장치(1)는 금속 분말을 성형하여 만든 제1 금속 분말 기판(210)에 일정한 간격으로 복수의 홀(211)을 형성하고, 홀(211)을 통해 다이아몬드 입자(2)를 흡착한 후, 제1 금속 분말 기판(210)과 다이아몬드 입자(2)를 동시에 제2 금속 분말 기판(220)의 상측에 제공할 수 있다. 구체적으로, 다이아몬드 입자(2)의 크기에 대응하도록 형성된 제1 금속 분말 기판(210)의 홀(211)에 다이아몬드 입자(2)가 위치한 채로 제1 금속 분말 기판(210)이 제2 금속 분말 기판(220)의 상측에 적층될 수 있다. 제2 금속 분말 기판(220)의 상측에 다이아몬드 입자(2)를 사이에 둔 채로 제1 금속 분말 기판(210)이 적층되면, 제1 금속 분말 기판(210)과 제2 금속 분말 기판(220)은 소결 과정을 거쳐 세그먼트(3)로 제조될 수 있다. 즉, 세그먼트 제조 장치(1)는 규칙적인 배열의 다이아몬드 입자(2)를 포함하는 세그먼트(3)를 제조하는 효과를 가질 수 있다.
제2 실시예
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다이아몬드 공구용 세그먼트 제조 장치의 단면도이다. 제2 실시예는 제1 실시예와 비교하여 다공성 지지부재(150')를 더 포함하는 점에서 차이가 있으므로, 차이점을 위주로 설명하며 동일한 부분에 대하여는 제1 실시예의 설명과 도면 부호를 원용한다.
도 6을 참조하면, 진공 챔버(120')의 하측에는 다공성 지지부재(150')가 구비된다. 다공성 지지부재(150')는 바디(110')의 일측에 고정되는 것으로서, 진공 챔버(120')의 흡입력을 제1 금속 분말 기판(210')에 전달하는 기능 및 제1 금속 분말 기판(210')을 지지하는 기능을 수행할 수 있다.
구체적으로, 다공성 지지부재(150')는 도 6(a)와 같이 무질서한 배열의 기공(151')을 포함하거나, 도 6(b)와 같이 일정한 배열의 수직 기공(152')을 포함할 수 있다. 이때, 다공성 지지부재(150')는 다공성 세라믹 소재로 제공될 수 있으나, 다공성 지지부재(150')의 소재는 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 다공성 지지부재(150')는 다공성 금속 소재로 제공될 수 있다.
다공성 지지부재(150')가 수직 기공(152')을 포함할 경우, 수직 기공(152')는 제1 금속 분말 기판(210')의 홀(211')의 간격에 대응하는 간격으로 형성될 수 있다. 즉, 진공 챔버(120')의 흡입력이 수직 기공(152') 및 홀(211')을 거쳐 외부로 전달될 수 있다.
흡착 장치(1')가 제1 금속 분말 기판(210')을 흡착할 경우, 제1 금속 분말 기판(210')은 다공성 지지부재(150')의 하측에 흡착될 수 있다. 즉, 흡착 장치(1')는 다공성 지지부재(150')에 제1 금속 분말 기판(210')을 흡착한 채로 다이아몬드 입자(2)를 흡착할 수 있다.
제1 금속 분말 기판(210')은 소결되기 전의 금속 분말 성형체이다. 즉, 제1 금속 분말 기판(210')은 그린시트일 수 있으며, 외력에 의해 쉽게 변형될 수 있다. 구체적으로, 진공 챔버(120')에 바로 제1 금속 분말 기판(210')이 흡착될 경우, 진공 챔버(120')의 흡입력으로 인하여 제1 금속 분말 기판(210')이 변형될 수 있다. 그러나, 진공 챔버(120')의 하측에 다공성 지지부재(150')가 제공됨으로써, 진공 챔버(120')의 흡입력이 다공성 지지부재(150')를 거쳐 제1 금속 분말 기판(210')에 제공됨에 따라, 진공 챔버(120')의 흡입력에 의해 제1 금속 분말 기판(210')이 변형되는 것이 방지될 수 있다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 다이아몬드 공구용 세그먼트 제조 장치 및 이의 제조 방법을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합, 치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
1, 1': 세그먼트 제조 장치
10, 10': 흡착 장치 20, 20': 금속 분말 기판
110, 110': 바디 120, 120': 진공 챔버
130, 130': 구동부 140, 140': 연통부
210, 210': 제1 금속 분말 기판
220, 220': 제2 금속 분말 기판

Claims (4)

  1. 내부에 진공 챔버를 포함하는 바디;
    상기 진공 챔버로 흡입력을 제공하는 구동부; 및
    상기 진공 챔버의 하측에 분리 가능하게 구비되는 제1 금속 분말 기판을 포함하고,
    상기 제1 금속 분말 기판은 금속 분말을 성형하여 형성되고, 상기 진공 챔버의 흡입력이 외부로 전달되도록 복수의 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구용 세그먼트 제조 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 바디는 일측에 고정 부재를 구비하고,
    상기 바디는 상기 고정 부재를 통해 선택적으로 상기 제1 금속 분말 기판을 고정하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구용 세그먼트 제조 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 진공 챔버의 하측에 다공성 지지부재가 더 구비되고,
    상기 다공성 지지부재의 하부에 상기 제1 금속 분말 기판이 흡착되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구용 세그먼트 제조 장치.
  4. 흡착 장치에 복수의 홀을 포함하는 제1 금속 분말 기판을 분리 가능하게 구비시키는 단계;
    상기 홀을 통해 상기 제1 금속 분말 기판에 다이아몬드 입자를 흡착하는 단계;
    상기 흡착 장치의 하측에 상기 홀 및 상기 다이아몬드 입자 크기에 대응하는 복수의 홈을 포함하는 제2 금속 분말 기판을 구비하는 단계;
    상기 제1 금속 분말 기판과 상기 다이아몬드 입자를 동시에 상기 제2 금속 분말 기판의 상측에 제공하는 단계; 및
    상기 제1 금속 분말 기판과 상기 다이아몬드 입자 및 상기 제2 금속 분말 기판이 가압 및 소결되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 공구용 세그먼트 제조 방법.
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