KR102224809B1

KR102224809B1 - 소결용 분말 충진 시스템

Info

Publication number: KR102224809B1
Application number: KR1020190128680A
Authority: KR
Inventors: 곽형석
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2019-10-16
Filing date: 2019-10-16
Publication date: 2021-03-09

Abstract

본 발명은 소결용 분말 충진 시스템에 관한 것으로, 제1캐비티 및 제2캐비티가 형성된 다이, 다이의 상부의 배치되며 제1캐비티 및 제2캐비티와 연통되는 피딩공간을 형성하는 피더, 피더의 상부에 소결용 분말을 공급하는 분말공급부, 제1캐비티에 대응되게 피더에 마련되며 분말을 제1유량(first flow rate)으로 제1캐비티에 대응하는 피딩공간으로 안내하는 제1안내부재, 및 제2캐비티에 대응되게 피더에 마련되며 분말을 제1유량과 다른 제2유량(second flow rate)으로 제2캐비티에 대응하는 피딩공간으로 안내하는 제2안내부재를 포함하는 것에 의하여, 분말의 충진량 편차를 최소화하고 소결부품의 밀도 편차를 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

Description

소결용 분말 충진 시스템{POWDER FILLING SYSTEM FOR SINTERING}

본 발명은 소결용 분말 충진 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 분말의 충진량 편차를 최소화하고 소결부품의 밀도 편차를 최소화할 수 있는 소결용 분말 충진 시스템에 관한 것이다.

분말 야금법은 금속 분말을 금형 내에서 가압하여 성형한 후, 소결하여 소결부품을 제조하는 방법으로서, 복잡한 형상의 기계 부품 등을 고정밀도를 갖도록 제조할 수 있는 이점으로 인해, 고정밀도가 요구되는 기어, 밸브가이드 등과 같은 자동차의 부품 제조에 주로 사용되고 있다.

최근에는 제조 공정을 간소화하고 제조 원가를 절감할 수 있도록 복수개의 캐비티(multi cavity)가 형성된 다이(금형)를 이용하여 복수개의 소결부품을 동시에 가공하는 시스템에 대한 개발이 이루어지고 있다.

한편, 복수개의 소결부품을 성형함에 있어, 소결부품이 균일한 기계적 특성을 갖기 위해서는 소결부품의 밀도 편차가 최소화될 수 있어야 한다. 여기서, 소결부품의 밀도는 다이의 각 캐비티에 충진되는 분말량(분말의 충진량)과 가압량에 의해 결정된다.

그러나, 기존에는 분말이 공급되는 공급 지점에 대한 캐비티의 위치에 따라 복수개의 캐비티에 충진되는 분말의 충진량(apparent density) 편차가 발생하는 문제점이 있다.

즉, 분말이 공급되는 공급 지점에 인접한 캐비티(예를 들어, 호스로부터 공급된 분말이 낙하하는 지점에 위치하는 캐비티)에는 다른 지점에 비해 상대적으로 많은 양의 분말이 쌓이게 되므로, 분말의 자중에 의해 분말이 과도하게 충진(목표 충진량보다 많이 충진)되는 문제점이 있다.

반면, 분말이 공급되는 공급 지점으로부터 멀리 떨어진 캐비티에는 상대적으로 적은양의 분말의 쌓이게 되므로, 캐비티에 충진되는 분말의 충진량이 목표 충진량에 미달되는 문제점이 있다.

또한, 분말의 충진량이 목표 충진량에 미달되는 경우에는 소결부품의 기계적 특성이 저하되는 문제점이 있고, 분말의 충진량이 목표 충진량을 초과하는 경우에는 소결부품에 크랙 등의 불량이 발생하는 문제점이 있다.

이에 따라 최근에는 분말의 충진 편차를 최소화하고 소결부품의 밀도 편차를 최소화하기 위한 다양한 검토가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 분말의 충진량 편차를 최소화하고 소결부품의 밀도 편차를 최소화할 수 있는 소결용 분말 충진 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히, 본 발명은 분말의 공급 조건 및 환경에 따라 캐비티에 충진되는 분말의 충진량을 조절할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 소결부품의 기계적 특성 편차를 최소화하고, 불량률을 최소화할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 수율을 향상시키고, 제조 원가를 절감할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 소결용 분말 충진 시스템은, 제1캐비티 및 제2캐비티가 형성된 다이, 다이의 상부의 배치되며 제1캐비티 및 제2캐비티와 연통되는 피딩공간을 형성하는 피더, 피더의 상부에 소결용 분말을 공급하는 분말공급부, 제1캐비티에 대응되게 피더에 마련되며 분말을 제1유량(first flow rate)으로 제1캐비티에 대응하는 피딩공간으로 안내하는 제1안내부재, 및 제2캐비티에 대응되게 피더에 마련되며 분말을 제1유량과 다른 제2유량(second flow rate)으로 제2캐비티에 대응하는 피딩공간으로 안내하는 제2안내부재를 포함한다.

이는, 소결용 분말의 충진량 편차를 최소화하고 소결부품의 밀도 편차를 최소화하기 위함이다.

즉, 기존에는 분말이 공급되는 공급 지점에 대한 캐비티의 위치에 따라 복수개의 캐비티에 충진되는 분말의 충진량(용적밀도; apparent density) 편차가 발생하는 문제점이 있으며, 분말의 충진량 편차에 의해 소결부품의 기계적 특성이 저하되거나, 크랙 등의 불량이 발생하는 문제점이 있다.

하지만, 본 발명은 분말의 공급 조건 및 환경에 따라 캐비티에 충진되는 분말의 충진량이 조절되도록 하는 것에 의하여, 분말의 충진량 편차를 최소화하고, 소결부품의 밀도 편차를 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

무엇보다도 본 발명은 분말의 공급 조건(예를 들어, 분말의 적재량)에 따라 제1안내부재 및 제2안내부재를 통해 안내되는 분말의 유량이 조절되도록 하는 것에 의하여, 분말의 공급 조건에 따른 분말의 충진량 편차를 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

예를 들어, 분말이 공급되는 공급 지점에 인접한 캐비티(예를 들어, 호스로부터 공급된 분말이 낙하하는 지점에 위치하는 캐비티)에서는 분말의 공급 유량을 낮추는 것에 의하여, 캐비티(분말의 공급 지점에 인접한 캐비티)에 분말이 과도하게 충진되는 것을 억제하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

반면, 분말이 공급되는 지점으로부터 멀리 떨어진 캐비티에서는 분말의 공급 유량을 높이는 것에 의하여, 캐비티(분말의 공급 지점으로부터 멀리 떨어진 캐비티)에 분말이 부족하게 충진되는 것을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제1캐비티는 제2캐비티보다 분말공급부에 인접하게 형성되고, 제1안내부재는 제2안내부재보다 상대적으로 작은 유량으로 수용공간의 분말을 피딩공간으로 안내한다.

피더는 피딩공간을 형성할 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있다. 일 예로, 피더는, 다이의 상부의 배치되며 피딩공간을 형성하는 하부 피더 블록, 피딩공간을 덮도록 하부 피더 블록의 상부에 적층되며 제1안내부재 및 제2안내부재를 지지하는 홀더, 및 홀더의 상부에 적층되며 분말이 수용되는 수용공간을 형성하는 상부 피더 블록을 포함한다.

제1안내부재 및 제2안내부재는 수용공간에 수용된 분말을 피딩공간으로 안내할 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있다.

일 예로, 제1안내부재는, 홀더를 통과하도록 배치되며 분말이 통과하는 제1안내홀이 형성된 제1몸체부, 및 제1몸체부의 상단에 형성되며 홀더의 상면에 지지되는 제1플랜지부를 포함하고, 제2안내부재는, 홀더를 통과하도록 배치되며 분말이 통과하는 제2안내홀이 형성된 제2몸체부, 및 제2몸체부의 상단에 형성되며 홀더의 상면에 지지되는 제2플랜지부를 포함한다.

바람직하게, 제1안내부재는 제2안내부재보다 상대적으로 작은 유량(제1유량〈 제2유량)으로 수용공간의 분말을 피딩공간으로 안내하도록 구성된다.

이와 같이, 제1안내부재를 통해 제1캐비티로 안내되는 분말의 제1유량을 작게(제2유량보다 작게) 하고, 제2안내부재를 통해 제2캐비티로 안내되는 분말의 제2유량을 크게(제1유량보다 크게)하는 것에 의하여, 제1캐비티에 분말이 과도하게 충진되는 것을 억제하면서, 제2캐비티에 분말이 부족하게 충진되는 것을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제1안내홀을 통한 분말의 통과 유량(제1유량)과 제2안내홀을 통한 분말의 통과 유량(제2유량)의 편차(제1유량≠제2유량)는 제1안내홀과 제2안내홀의 형태 또는 구조를 달리하여 구현될 수 있다.

일 예로, 제1안내홀은 상단에 형성된 제1입구에서 하단에 형성된 제1출구로 갈수록 점진적으로 축소된 단면적을 갖도록 형성되고, 제2안내홀은 상단에 형성된 제2입구에서 하단에 형성된 제2출구까지 동일한 단면적으로 갖도록 형성된다.

이와 같이, 제1안내부재에 제1입구에서 제1출구로 갈수록 점진적으로 축소된 단면적을 갖는 제1안내홀을 형성하고, 제2안내부재에 제2입구에서 제2출구까지 동일한 단면적으로 갖는 제2안내홀을 형성하는 것에 의하여, 제2안내부재를 통해 제2캐비티로 안내되는 분말의 제2유량에 비해 제1안내부재를 통해 제1캐비티로 안내되는 분말의 제1유량을 상대적으로 낮게 할 수 있다.

따라서, 제2캐비티에 충진되는 분말의 충진량이 목표 충진량에 도달할 수 있는 기준으로 피더의 수용공간에 분말을 공급하더라도, 제1캐비티에 분말이 과도하게 충진되는 것을 억제할 수 있으므로, 제1캐비티 및 제2캐비티에 충진되는 분말의 충진량을 모두 목표 충진량에 만족시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제1안내홀 및 제2안내홀을 서로 동일한 형태 및 구조로 형성한 조건으로 제1유량과 제2유량을 서로 다르게 조절하는 것도 가능하다.

일 예로, 제1안내홀은 상단에 형성된 제1입구에서 하단에 형성된 제1출구까지 동일한 단면적으로 갖도록 형성되고, 제2안내홀은 상단에 형성된 제2입구에서 하단에 형성된 제2출구까지 동일한 단면적으로 갖도록 형성되되, 제2몸체부는 제1몸체부보다 짧은 길이로 형성된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제1안내부재는, 피딩공간에 배치되는 제1큐브블록, 및 제1큐브블록에 연결되며 분말이 통과하는 제1안내홀이 형성된 제1테이퍼부를 포함하고, 제2안내부재는, 피딩공간에 배치되는 제2큐브블록, 및 제2큐브블록에 연결되며 분말이 통과하는 제2안내홀이 형성된 제2테이퍼부를 포함할 수 있다.

일 예로, 제1안내홀은 상단에 형성된 제1입구에서 하단에 형성된 제1출구로 갈수록 점진적으로 축소된 단면적을 갖도록 형성되고, 제2안내홀은 상단에 형성된 제2입구에서 하단에 형성된 제2출구로 갈수록 점진적으로 축소된 단면적을 갖도록 형성되되, 제1출구와 제2출구를 서로 다른 단면적을 갖도록 형성하는 것에 의하여, 제1안내부재 및 제2안내부재를 통해 안내(통과)되는 분말의 유량을 서로 다르게 조절할 수 있다.

바람직하게, 제1안내부재의 제1출구는 제2안내부재의 제2출구보다 작은 단면적으로 갖도록 형성된다. 이와 같이, 제1안내부재의 제1출구가 제2안내부재의 제2출구보다 작은 단면적으로 갖도록 하는 것에 의하여, 제1안내부재를 통해 제1캐비티로 안내되는 분말의 제1유량을 작게(제2유량보다 작게)하고, 제2안내부재를 통해 제2캐비티로 안내되는 분말의 제2유량을 크게(제1유량보다 크게)할 수 있으므로, 제1캐비티에 분말이 과도하게 충진되는 것을 억제하면서, 제2캐비티에 분말이 부족하게 충진되는 것을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제1안내부재에 마련되며 제1유량을 조절하는 제1진동부, 및 제2안내부재에 마련되며 제2유량을 조절하는 제2진동부를 포함한다.

바람직하게, 제1진동부 및 제2진동부는 진동 주기, 진동 시간, 진동 세기 중 어느 하나 이상을 제어하여 제1안내부재를 통과하는 분말의 제1유량 및 제2안내부재를 통과하는 분말의 제2유량을 조절할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 분말의 충진량 편차를 최소화하고 소결부품의 밀도 편차를 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

특히, 본 발명에 따르면 분말의 공급 조건 및 환경에 따라 캐비티에 충진되는 분말의 충진량을 조절하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 소결부품의 기계적 특성 편차를 최소화하고, 불량률을 최소화하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 수율을 향상시키고, 제조 원가를 절감하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 소결용 분말 충진 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 소결용 분말 충진 시스템으로서, 피더를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 소결용 분말 충진 시스템을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4본 발명에 따른 소결용 분말 충진 시스템으로서, 제1안내부재를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 소결용 분말 충진 시스템으로서, 제2안내부재를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 소결용 분말 충진 시스템으로서, 제1안내부재 및 제2안내부재의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 소결용 분말 충진 시스템의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 소결용 분말 충진 시스템으로서, 진동부를 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 소결용 분말 충진 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 소결용 분말 충진 시스템으로서, 피더를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 소결용 분말 충진 시스템을 설명하기 위한 단면도이다. 또한, 도 4본 발명에 따른 소결용 분말 충진 시스템으로서, 제1안내부재를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 소결용 분말 충진 시스템으로서, 제2안내부재를 설명하기 위한 도면이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 소결용 분말 충진 시스템(10)은, 제1캐비티(110) 및 제2캐비티(120)가 형성된 다이(100), 다이(100)의 상부의 배치되며 제1캐비티(110) 및 제2캐비티(120)와 연통되는 피딩공간(212)을 형성하는 피더(200), 피더(200)의 상부에 소결용 분말을 공급하는 분말공급부(300), 제1캐비티(110)에 대응되게 피더(200)에 마련되며 분말을 제1유량(first flow rate)(FR1)으로 제1캐비티(110)에 대응하는 피딩공간(212)으로 안내하는 제1안내부재(400), 및 제2캐비티(120)에 대응되게 피더(200)에 마련되며 분말을 제1유량(FR1)과 다른 제2유량(second flow rate)(FR2)으로 제2캐비티(120)에 대응하는 피딩공간(212)으로 안내하는 제2안내부재(500)를 포함한다.

참고로, 본 발명에 따른 소결용 분말 충진 시스템(10)은, 피소결체를 형성하기 위한 소결용 분말을 다이(100)에 형성된 캐비티에 충진하기 위해 사용될 수 있다.

피소결체의 종류 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 피소결체의 종류 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 본 발명에 따른 소결용 분말 충진 시스템(10)은 기어, 밸브가이드 등과 같은 자동차 부품을 성형하기 위한 분말을 다이(100)에 형성된 캐비티에 충진하기 위해 사용될 수 있다.

다이(100)에는 피소결체에 대응하는 형상 및 구조를 갖는 제1캐비티(110) 및 제2캐비티(120)가 형성된다.

제1캐비티(110) 및 제2캐비티(120)의 개수 및 배열 형태는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 제1캐비티(110) 및 제2캐비티(120)의 개수 및 배열 형태에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 이하에서는 총 8개의 제1캐비티(110) 및 제2캐비티(120)가 다이(100)에 형성된 예를 들어 설명하기로 한다.

일 예로, 다이(100)에 형성된 복수개의 캐비티 중, 분말공급부(300)의 호스(미도시)로부터 공급된 분말이 낙하하는 지점 또는 영역에 위치(중첩되게 위치)하는 캐비티를 제1캐비티(110)로 정의할 수 있고, 분말공급부(300)의 호스로부터 공급된 분말이 낙하하는 지점 또는 영역으로부터 이격되게 위치하는 캐비티를 제2캐비티(120)로 정의할 수 있다.

보다 구체적으로, 다이(100)에 형성된 복수개의 캐비티 중, 분말공급부(300)에 인접(또는 중첩)하게 배치되는 캐비티를 제1캐비티(110)로 정의할 수 있고, 분말공급부(300)에 이격되게 배치되는 캐비티를 제2캐비티(120)로 정의할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 다이에 형성된 복수개의 캐비티 중, 분말공급부에 이격되게 배치되는 캐비티를 제1캐비티로 정의하고, 분말공급부에 인접(또는 중첩)하게 배치되는 캐비티를 제2캐비티로 정의하는 것도 가능하다.

피더(200)는 다이(100)의 상부의 배치되며, 제1캐비티(110) 및 제2캐비티(120)와 연통되는 피딩공간(212)을 형성하도록 마련된다.

피더(200)는 피딩공간(212)을 형성할 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있으며, 피더(200)의 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

일 예로, 피더(200)는, 다이(100)의 상부의 배치되며 피딩공간(212)을 형성하는 하부 피더 블록(210), 피딩공간(212)을 덮도록 하부 피더 블록(210)의 상부에 적층되며 제1안내부재(400) 및 제2안내부재(500)를 지지하는 홀더(220), 및 홀더(220)의 상부에 적층되며 분말이 수용되는 수용공간(232)을 형성하는 상부 피더 블록(230)을 포함한다.

하부 피더 블록(210)은 중공의 사각 블럭 형태로 형성될 수 있으며, 하부 피더 블록(210)의 내부에는 제1캐비티(110) 및 제2캐비티(120)의 입구와 연통되는 피딩공간(212)이 형성된다. 피딩공간(212)의 높이(다이의 상면과 하부 피더 블록의 상면 사이의 거리)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

홀더(220)는 하부 피더 블록(210)에 대응하는 사각 플레이트 형태로 형성될 수 있으며, 피딩공간(212)을 덮도록 하부 피더 블록(210)의 상부에 적층된다.

상부 피더 블록(230)은 하부 피더 블록(210)에 대응하는 중공의 사각 블럭 형태로 형성되며 홀더(220)의 상부에 적층된다. 상부 피더 블록(230)의 내부에는 분말이 수용되는 수용공간(232)이 형성되며, 수용공간(232)은 제1안내부재(400)의 제1입구 및 제2안내부재(500)의 제2입구와 연통된다.

분말공급부(300)는 피더(200)의 상부에 소결용 분말(예를 들어, 철 분말)을 공급하도록 마련된다.

분말공급부(300)의 공급 구조 및 공급 방식은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 분말공급부(300)는 피더(200)의 상면으로 연장되는 호스(미도시)를 통해 피더(200)의 수용공간(232)에 분말을 공급하도록 구성될 수 있다.

제1안내부재(400)는 제1캐비티(110)에 대응되게 피더(200)에 마련되며, 분말을 제1유량(FR1)으로 제1캐비티(110)에 대응하는 피딩공간(212)으로 안내한다.

제2안내부재(500)는 제2캐비티(120)에 대응되게 피더(200)에 마련되며, 분말을 제1유량(FR1)과 다른 제2유량(FR2)으로 제2캐비티(120)에 대응하는 피딩공간(212)으로 안내한다.

이는, 분말의 공급 조건(예를 들어, 분말의 적재량)에 따라 제1안내부재(400) 및 제2안내부재(500)를 통해 안내(통과)되는 분말의 유량을 서로 다르게 조절하여, 분말의 공급 조건에 따른 분말의 충진량 편차를 최소화하기 위함이다.

바람직하게, 제1안내부재(400)는 제2안내부재(500)보다 상대적으로 작은 유량(제1유량〈 제2유량)으로 피딩공간(212)의 분말을 피딩공간(212)으로 안내하도록 구성된다.

이와 같이, 제1안내부재(400)를 통해 제1캐비티(110)로 안내되는 분말의 제1유량(FR1)을 작게(제2유량보다 작게) 하고, 제2안내부재(500)를 통해 제2캐비티(120)로 안내되는 분말의 제2유량(FR2)을 크게(제1유량보다 크게)하는 것에 의하여, 제1캐비티(110)에 분말이 과도하게 충진되는 것을 억제하면서, 제2캐비티(120)에 분말이 부족하게 충진되는 것을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

제1안내부재(400) 및 제2안내부재(500)는 수용공간(232)에 수용된 분말을 피딩공간(212)으로 안내할 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있다.

일 예로, 제1안내부재(400)는, 홀더(220)를 통과하도록 배치되며 분말이 통과하는 제1안내홀(412)이 형성된 제1몸체부(410), 및 제1몸체부(410)의 상단에 형성되며 홀더(220)의 상면에 지지되는 제1플랜지부(420)를 포함하고, 제2안내부재(500)는, 홀더(220)를 통과하도록 배치되며 분말이 통과하는 제2안내홀(512)이 형성된 제2몸체부(510), 및 제2몸체부(510)의 상단에 형성되며 홀더(220)의 상면에 지지되는 제2플랜지부(520)를 포함한다.

제1몸체부(410) 중공의 원통 형상으로 형성될 수 있으며, 제1몸체부(410)의 내부에는 상하 방향을 따라 제1안내홀(412)이 관통 형성된다. 제1플랜지부(420)는 제1몸체부(410)의 상단에 확장되게 형성되어 홀더(220)의 상면에 지지된다.

제2몸체부(510)는 중공의 원통 형상으로 형성될 수 있으며, 제2몸체부(510)의 내부에는 상하 방향을 따라 제2안내홀(512)이 관통 형성된다. 제2플랜지부(520)는 제2몸체부(510)의 상단에 확장되게 형성되어 홀더(220)의 상면에 지지된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제1안내홀(412)을 통한 분말의 통과 유량(제1유량)과 제2안내홀(512)을 통한 분말의 통과 유량(제2유량)의 편차(제1유량≠제2유량)는 제1안내홀(412)과 제2안내홀(512)의 형태 또는 구조를 달리하여 구현될 수 있다.

일 예로, 제1안내홀(412)은 상단에 형성된 제1입구에서 하단에 형성된 제1출구로 갈수록 점진적으로 축소된 단면적을 갖도록 형성되고, 제2안내홀(512)은 상단에 형성된 제2입구에서 하단에 형성된 제2출구까지 동일한 단면적으로 갖도록 형성된다.

이와 같이, 제1안내부재(400)에 제1입구에서 제1출구로 갈수록 점진적으로 축소된 단면적을 갖는 제1안내홀(412)을 형성하고, 제2안내부재(500)에 제2입구에서 제2출구까지 동일한 단면적으로 갖는 제2안내홀(512)을 형성하는 것에 의하여, 제2안내부재(500)를 통해 제2캐비티(120)로 안내되는 분말의 제2유량(FR2)에 비해 제1안내부재(400)를 통해 제1캐비티(110)로 안내되는 분말의 제1유량(FR1)을 상대적으로 낮게 할 수 있다.

따라서, 제2캐비티(120)에 충진되는 분말의 충진량이 목표 충진량에 도달할 수 있는 기준으로 피더(200)의 수용공간(232)에 분말을 공급하더라도, 제1캐비티(110)에 분말이 과도하게 충진되는 것을 억제할 수 있으므로, 제1캐비티(110) 및 제2캐비티(120)에 충진되는 분말의 충진량을 모두 목표 충진량에 만족시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

참고로, 기존에는 제2캐비티(120)에 충진되는 분말의 충진량이 목표 충진량에 도달할 수 있는 기준으로 피더(200)의 수용공간(232)에 분말을 공급하면, 제2캐비티(120)에는 목표 충진량에 맞게 분말이 충진될 수 있으나, 제1캐비티(110)에는 분말이 과도하게 충진되는 문제점이 있었다.

한편, 도 6은 본 발명에 따른 소결용 분말 충진 시스템(10)으로서, 제1안내부재 및 제2안내부재의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 소결용 분말 충진 시스템의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 본 발명에 따른 소결용 분말 충진 시스템으로서, 진동부를 설명하기 위한 도면이다.

아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 제1안내홀과 제2안내홀의 형태 또는 구조를 달리하여 제1유량과 제2유량을 서로 다르게 조절하는 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 제1안내홀(412') 및 제2안내홀(512')을 서로 동일한 형태 및 구조로 형성한 조건으로 제1유량(FR1)과 제2유량(FR2)을 서로 다르게 조절하는 것도 가능하다.

도 6을 참조하면, 제1안내홀(412')은 상단에 형성된 제1입구에서 하단에 형성된 제1출구까지 동일한 단면적으로 갖도록 형성되고, 제2안내홀(512')은 상단에 형성된 제2입구에서 하단에 형성된 제2출구까지 동일한 단면적으로 갖도록 형성되되, 제2몸체부(510')는 제1몸체부(410')보다 짧은 길이(상하 방향을 따른 길이)로 형성된다.

이와 같이, 제1안내홀(412')과 제2안내홀(512')을 서로 동일한 형태 및 구조로 형성하되, 제1몸체부(410')와 제2몸체부(510')의 길이를 서로 다르게 형성하는 것에 의하여, 제1안내부재(400')에 의한 제1유량(FR1)과 제2안내부재(500')에 의한 제2유량(FR2)을 서로 다르게 조절할 수 있다.

즉, 제1몸체부(410')의 길이가 제2몸체부(510')보다 길어진 만큼, 제1몸체부(410')와 제1캐비티(110)의 사이의 피딩공간(도 3의 212 참조)에 공급되는 분말의 양이 축소될 수 있으므로, 제1캐비티(110)에 분말이 과도하게 충진되는 것을 억제할 수 있다.

반면, 제2몸체부(510')의 길이가 제1몸체부(410')보다 짧아진 만큼, 제2몸체부(510')와 제2캐비티(120)의 사이의 피딩공간(도 3의 212 참조)에 공급되는 분말의 양이 증가할 수 있으므로, 제2캐비티(120)에는 목표 충진량에 만족하는 조건으로 분말이 충진될 수 있다.

또한, 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 소결용 분말 충진 시스템(10)은, 다이(도 3의 100 참조), 피더(200'), 분말공급부(도 3의 300 참조), 제1안내부재(1400), 및 제2안내부재(1500)를 포함하되, 피더(200')는 피딩공간(212')을 갖는 단 하나의 블럭 형태로 형성될 수 있고, 제1안내부재(1400)는 피더(200')의 피딩공간(212')에 배치되는 제1큐브블록(1410), 및 제1큐브블록(1410)에 연결되며 분말이 통과하는 제1안내홀(1422)이 형성된 제1테이퍼부(1420)를 포함하고, 제2안내부재(1500)는, 피딩공간(212')에 배치되는 제2큐브블록(1510), 및 제2큐브블록(1510)에 연결되며 분말이 통과하는 제2안내홀(1522)이 형성된 제2테이퍼부(1520)를 포함할 수 있다.

제1큐브블록(1410)은 사각형 육면체 형태로 형성되며, 제1캐비티(도 3의 110 참조)에 대응되게 피딩공간(212')의 내부에 배치된다. 제1테이퍼부(1420)는 사다리꼴 형태를 갖도록 제1큐브블록(1410)에 연결되며, 제1큐브블록(1410)의 내부에는 상하 방향을 따라 제1안내홀(1422)이 관통 형성된다.

제2큐브블록(1510)은 사각형 육면체 형태로 형성되며, 제2캐비티(도 3의 120 참조)에 대응되게 피딩공간(212')의 내부에 배치된다. 제2테이퍼부(1520)는 사다리꼴 형태를 갖도록 제2큐브블록(1510)에 연결되며, 제2큐브블록(1510)의 내부에는 상하 방향을 따라 제2안내홀(1522)이 관통 형성된다.

바람직하게, 제1큐브블록(1410) 및 제2큐브블록(1510)은 상호 협조적으로 수평한 상면을 형성할 수 있으며, 제1큐브블록(1410) 및 제2큐브블록(1510)의 상면에 공급되는 분말은 제1안내홀(1422) 및 제2안내홀(1522)을 따라 제1캐비티(110) 및 제2캐비티(120)로 안내될 수 있다.

일 예로, 제1안내홀(1422)은 상단에 형성된 제1입구에서 하단에 형성된 제1출구로 갈수록 점진적으로 축소된 단면적을 갖도록 형성되고, 제2안내홀(1522)은 상단에 형성된 제2입구에서 하단에 형성된 제2출구로 갈수록 점진적으로 축소된 단면적을 갖도록 형성되되, 제1출구와 제2출구를 서로 다른 단면적을 갖도록 형성하는 것에 의하여, 제1안내부재(1400) 및 제2안내부재(1500)를 통해 안내(통과)되는 분말의 유량을 서로 다르게 조절할 수 있다.

바람직하게, 제1안내부재(1400)의 제1출구는 제2안내부재(1500)의 제2출구보다 작은 단면적으로 갖도록 형성된다. 이와 같이, 제1안내부재(1400)의 제1출구가 제2안내부재(1500)의 제2출구보다 작은 단면적으로 갖도록 하는 것에 의하여, 제1안내부재(1400)를 통해 제1캐비티(110)로 안내되는 분말의 제1유량(FR1)을 작게(제2유량(FR2)보다 작게)하고, 제2안내부재(1500)를 통해 제2캐비티(120)로 안내되는 분말의 제2유량(FR2)을 크게(제1유량(FR1)보다 크게)할 수 있으므로, 제1캐비티(110)에 분말이 과도하게 충진되는 것을 억제하면서, 제2캐비티(120)에 분말이 부족하게 충진되는 것을 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 도 7 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 소결용 분말 충진 시스템(10)은, 다이(도 3의 100 참조), 피더(200'), 분말공급부(도 3의 300 참조), 제1안내부재(1400), 및 제2안내부재(1500)를 포함하되, 피더(200')는 피딩공간(212')을 갖는 단 하나의 블럭 형태로 형성될 수 있고, 제1안내부재(1400)는, 피딩공간(212')에 배치되는 제1큐브블록(1410), 및 제1큐브블록(1410)에 연결되며 분말이 통과하는 제1안내홀(1422)이 형성된 제1테이퍼부(1420)를 포함하고, 제2안내부재(1500)는, 피딩공간(212')에 배치되는 제2큐브블록(1510), 및 제2큐브블록(1510)에 연결되며 분말이 통과하는 제2안내홀(1522)이 형성된 제2테이퍼부(1520)를 포함하며, 제1안내부재(1400) 및 제2안내부재(1500)를 통과하는 분말의 유량은 제1안내부재(1400)에 마련되는 제1진동부(610), 및 제2안내부재(1500)에 마련되는 제2진동부(620)에 의해 조절될 수 있다.

제1진동부(610) 및 제2진동부(620)로서는 통상의 진동자가 사용될 수 있으며, 제1진동부(610) 및 제2진동부(620)의 종류 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

일 예로, 제1진동부(610)는 제1테이퍼부(1420)에 장착될 수 있고, 제2진동부(620)는 제2테이퍼부(1520)에 장착될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1진동부를 제1큐브블록에 장착하고, 제2진동부를 제2큐브블록에 장착하는 것도 가능하다.

바람직하게, 제1진동부(610) 및 제2진동부(620)는 진동 주기, 진동 시간, 진동 세기 중 어느 하나 이상을 제어하여 제1안내부재(1400)를 통과하는 분말의 제1유량(FR1) 및 제2안내부재(1500)를 통과하는 분말의 제2유량(FR2)을 개별적으로 조절할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 소결용 분말 충진 시스템
100 : 다이
110 : 제1캐비티
120 : 제2캐비티
200,200' : 피더
210 : 하부 피더 블록
212 : 피딩공간
220 : 홀더
230 : 상부 피더 블록
232 : 수용공간
300 : 분말공급부
400,400',1400 : 제1안내부재
410,410' : 제1몸체부
412,412' : 제1안내홀
420,420' : 제1플랜지부
500,500',1500 : 제2안내부재
510,510' : 제2몸체부
512,512' : 제2안내홀
520,520' : 제2플랜지부

Claims

제1캐비티 및 제2캐비티가 형성된 다이;
상기 다이의 상부의 배치되며, 상기 제1캐비티 및 상기 제2캐비티와 연통되는 피딩공간을 형성하는 피더;
상기 피더의 상부에 소결용 분말을 공급하는 분말공급부;
상기 제1캐비티에 대응되게 상기 피더에 마련되며, 상기 분말을 제1유량(first flow rate)으로 상기 제1캐비티에 대응하는 상기 피딩공간으로 안내하는 제1안내부재;
상기 제2캐비티에 대응되게 상기 피더에 마련되며, 상기 분말을 상기 제1유량과 다른 제2유량(second flow rate)으로 상기 제2캐비티에 대응하는 상기 피딩공간으로 안내하는 제2안내부재;
상기 제1안내부재에 마련되며, 상기 제1유량을 조절하는 제1진동부; 및
상기 제2안내부재에 마련되며, 상기 제2유량을 조절하는 제2진동부;
를 포함하는 소결용 분말 충진 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1캐비티는 상기 제2캐비티보다 상기 분말공급부에 인접하게 형성되고,
상기 제1안내부재는 상기 제2안내부재보다 상대적으로 작은 유량으로 상기 분말을 상기 피딩공간으로 안내하는 소결용 분말 충진 시스템.
제1항에 있어서,
상기 피더는,
상기 다이의 상부의 배치되며, 상기 피딩공간을 형성하는 하부 피더 블록;
상기 피딩공간을 덮도록 상기 하부 피더 블록의 상부에 적층되며, 상기 제1안내부재 및 상기 제2안내부재를 지지하는 홀더; 및
상기 홀더의 상부에 적층되며, 상기 분말이 수용되는 수용공간을 형성하는 상부 피더 블록;
를 포함하는 소결용 분말 충진 시스템.
제3항에 있어서,
상기 제1안내부재는,
상기 홀더를 통과하도록 배치되며, 상기 분말이 통과하는 제1안내홀이 형성된 제1몸체부; 및 상기 제1몸체부의 상단에 형성되며, 상기 홀더의 상면에 지지되는 제1플랜지부;를 포함하고,
상기 제2안내부재는,
상기 홀더를 통과하도록 배치되며, 상기 분말이 통과하는 제2안내홀이 형성된 제2몸체부; 및 상기 제2몸체부의 상단에 형성되며, 상기 홀더의 상면에 지지되는 제2플랜지부;를 포함하는 소결용 분말 충진 시스템.
제4항에 있어서,
상기 제1안내홀은 상단에 형성된 제1입구에서 하단에 형성된 제1출구로 갈수록 점진적으로 축소된 단면적을 갖도록 형성되는 소결용 분말 충진 시스템.
제5항에 있어서,
상기 제2안내홀은 상단에 형성된 제2입구에서 하단에 형성된 제2출구까지 동일한 단면적으로 갖도록 형성되는 소결용 분말 충진 시스템.
제4항에 있어서,
상기 제1안내홀은 상단에 형성된 제1입구에서 하단에 형성된 제1출구까지 동일한 단면적으로 갖도록 형성되고,
상기 제2안내홀은 상단에 형성된 제2입구에서 하단에 형성된 제2출구까지 동일한 단면적으로 갖도록 형성되되,
상기 제2몸체부는 상기 제1몸체부보다 짧은 길이로 형성되는 소결용 분말 충진 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1안내부재는,
상기 피딩공간에 배치되는 제1큐브블록; 및 상기 제1큐브블록에 연결되며 상기 분말이 통과하는 제1안내홀이 형성된 제1테이퍼부;를 포함하고,
상기 제2안내부재는,
상기 피딩공간에 배치되는 제2큐브블록; 및 상기 제2큐브블록에 연결되며 상기 분말이 통과하는 제2안내홀이 형성된 제2테이퍼부;를 포함하는 소결용 분말 충진 시스템.
제8항에 있어서,
상기 제1안내홀은 상단에 형성된 제1입구에서 하단에 형성된 제1출구로 갈수록 점진적으로 축소된 단면적을 갖도록 형성되고,
상기 제2안내홀은 상단에 형성된 제2입구에서 하단에 형성된 제2출구로 갈수록 점진적으로 축소된 단면적을 갖도록 형성되되,
상기 제1출구와 상기 제2출구는 서로 다른 단면적을 갖도록 형성되는 소결용 분말 충진 시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1진동부 및 상기 제2진동부는 진동 주기, 진동 시간, 진동 세기 중 어느 하나 이상을 제어하여 상기 제1유량 및 상기 제2유량을 조절하는 소결용 분말 충진 시스템.