KR102268165B1 - 시료용기의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시료용기의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 컵 형상으로 이루어져 그 내부에 약품 등의 시료를 넣는 시료용기의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 시료용기의 제조방법은, 원소재를 준비하는 준비단계와; 원소재를 가압하여 컵 형상의 시료용기로 성형하는 성형단계와; 성형된 시료용기를 세척하는 세척단계와; 세척된 시료용기를 열처리하는 열처리단계;를 포함하여 이루어진다.

Description

시료용기의 제조방법 { MANUFACTURING METHOD OF SPECIMEN CONTAINER }

본 발명은 시료용기의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 컵 형상으로 이루어져 그 내부에 약품 등의 시료를 넣는 시료용기의 제조방법에 관한 것이다.

각종 약품 등의 시료 담거나 분석하기 위해, 시료용기에 약품 등의 시료를 넣고 실험을 하게 된다.

시료용기는 그 크기 및 형상이 매우 다양한데, 작은 크기의 시료용기의 경우 제조하는데 어려움이 많다.

종래에는 컵형상의 시료용기를 제작할 때, 프레스 또는 블로잉 등의 방법을 이용하여 제조하였다.

그러나, 이러한 종래의 제조방법으로는 컵 형상의 시료용기를 제조하는데 많은 시간이 걸려 생산성이 저하될 뿐만 아니라, 제조된 시료용기에 불량이 발생되는 경우가 많았다.

등록특허 10-1626199 공개특허 10-2019-0005111 등록특허 10-1739449

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 컵 형상의 시료용기를 연속적으로 대량생산하여 생산성을 향상시키고, 시료용기의 불량률을 현저히 줄일 수 있는 시료용기의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 시료용기의 제조방법은, 원소재를 준비하는 준비단계와; 원소재를 가압하여 컵 형상의 시료용기로 성형하는 성형단계와; 성형된 시료용기를 세척하는 세척단계와; 세척된 시료용기를 열처리하는 열처리단계;를 포함하여 이루어진다.

상기 원소재는 스트립 타입으로 이루어져 프레스로 공급된다.

상기 성형단계는, 상기 원소재의 양측에 상하방향으로 관통하는 파일럿홀을 형성하는 파일럿홀형성단계와; 상기 원소재의 중심부에 성형대상부가 존재하도록 상기 원소재에 변형홀을 형성하는 노칭단계와; 상기 성형대상부를 하방향으로 가압하여 컵 형상의 성형물을 형성하는 드로잉단계와; 컵 형상의 상기 성형물의 하단에 양측방향으로 경사면을 형성하는 포밍단계와; 상기 성형물을 상기 성형대상부로부터 분리시키는 타발단계;를 포함하여 이루어진다.

상기 노칭단계는, 상기 원소재의 폭방향인 좌우방향으로 상기 성형대상부를 기준으로 상호 이격된 한쌍의 제1변형홀을 형성하는 제1노칭단계와; 상기 원소재의 길이방향인 전후방향으로 상기 성형대상부를 기준으로 전방 또는 후방에 제2변형홀을 형성하는 제2노칭단계;를 포함하여 이루어지되, 상기 제1변형홀은 상호 마주보는 방향으로 휘어진 원호 형상으로 이루어지고, 상기 제2변형홀은 이웃한 4개의 제1변형홀 사이에서 형성되며, 상기 제1변형홀과 제2변형홀의 형성에 의해 상기 성형대상부를 중심으로 좌측에 2개 우측에 2개의 지지선이 형성되고, 4개의 상기 지지선은 상기 성형대상부를 상기 원소재와 연결하면서 지지한다.

상기 드로잉단계에서 가압핀으로 상기 성형대상부를 가압하여 컵 형상의 상기 성형물을 형성할 때, 상기 지지선은 상기 성형물 방향으로 휘어지면서 소성변형된다.

상기 드로잉단계에서는 가압핀으로 상기 성형대상부를 여러번 가압하여 상기 성형물을 형성하되, 여러번의 가압과정에서 사용되는 상기 가압핀의 직경은 점점 작아진다.

상기 세척단계에서는 상기 시료용기를 60~80℃의 온도에서 80~150초 동안 초음파로 세척한다.

상기 열처리단계에서는 상기 시료용기를 진공로에 넣은 후 열처리하여, 상기 시료용기의 자성을 1가우스 미만으로 가공한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 시료용기는, 상술한 시료용기 제조방법에 의해 제조되되, 컵 형상으로 이루어지고 하단 양측에 경사면이 형성된 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 시료용기의 제조방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

컵 형상의 시료용기를 연속적으로 대량생산하여 생산성을 향상시키고, 시료용기의 불량률을 현저히 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시료용기 제조방법의 과정도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 파일럿홀형성단계 및 노칭단계의 과정도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 드로잉단계의 평면 및 측면 과정도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 포밍단계의 평면 및 측면 과정도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 타발단계의 측면 과정도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 시료용기의 사시도,

본 발명의 시료용기(20)는 내부에 약품 등을 넣어 실험을 하기 위한 것으로서, 도 6에 도시된 바와 같이 상부가 개방된 컵형상으로 형성되어 있다.

이러한 본 발명의 시료용기(20)의 제조방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 준비단계(S1)와, 성형단계(S2)와, 세척단계(S3)와, 열처리단계(S4)를 포함하여 이루어진다.

상기 준비단계(S1)는 금속으로 이루어진 원소재(10)를 준비하는 단계이다.

상기 원소재(10)는 긴 띠 형상의 스트립 타입으로 이루어져 있다.

상기 성형단계(S2)는 도 2 내지 도 5에 나타나 있는 바와 같이, 상기 원소재(10)를 가압하여 컵 형상의 시료용기(20)로 성형하는 단계이다.

상기 성형단계(S2)에서는 스트립 타입으로 이루어진 상기 원소재(10)가 공급되면 프레스로 성형을 하게 된다.

이러한 성형단계(S2)는, 파일럿홀형성단계(S21)와, 노칭단계(S22,S23))와, 드로잉단계(S24)와, 포밍단계(S25)와, 타발단계(S26)를 포함하여 이루어진다.

상기 파일럿홀형성단계(S21)는 도 2(a)에 나타나 있는 바와 같이, 프레스, 펀치 등으로 이용하여 상기 원소재(10)의 양측에 상하방향으로 관통하는 파일럿홀(11)을 형성하는 단계이다.

상기 노칭단계는 상기 원소재(10)의 중심부에 성형대상부(15)가 존재하도록 상기 원소재(10)의 일부를 절단하여 변형홀을 형성하는 단계이다.

이러한 상기 노칭단계는 제1노칭단계(S22)와 제2노칭단계(S23)로 이루어진다.

상기 제1노칭단계(S22)는 도 2(a)에 도시된 바와 같이, 상기 원소재(10)의 폭방향인 좌우방향으로 상기 성형대상부(15)를 기준으로 상호 이격된 한쌍의 제1변형홀(12)을 형성하는 단계이다.

상기 제1노칭단계(S22)에서 형성되는 상기 제1변형홀(12)은 상호 마주보는 방향으로 휘어진 원호 형상으로 이루어져 있다.

마주보는 2개의 상기 제1변형홀(12) 사이에 상기 성형대상부(15)가 배치되게 된다.

상기 제1노칭단계(S22)는 상기 원소재(10)가 투입되면 계속하여 상기 원소재(10)에 일정한 간격으로 상기 제1변형홀(12)을 형성하게 된다.

상기 제2노칭단계(S23)는 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 상기 원소재(10)의 길이방향인 전후방향으로 상기 성형대상부(15)를 기준으로 전방 또는 후방에 제2변형홀(13)을 형성하는 단계이다.

상기 제2노칭단계(S23)에서 형성된 상기 제2변형홀(13)은 이웃한 4개의 제1변형홀(12) 사이에서 형성된다.

상기 제2노칭단계(S23)는 상기 제1노칭단계(S22)의 후방에서 상기 제1변형홀(12)이 형성된 상기 원소재(10)가 투입되면 계속하여 상기 원소재(10)에 일정한 간격으로 상기 제2변형홀(13)을 형성하게 된다.

상기 제1변형홀(12)과 제2변형홀(13)의 형성에 의해 상기 성형대상부(15)를 중심으로 좌측에 2개 우측에 2개의 지지선(14)이 형성되고, 4개의 상기 지지선(14)은 상기 성형대상부(15)를 상기 원소재(10)와 연결하면서 지지한다.

이때, 상기 지지선(14)은 그 두께가 얇아 외력에 의해 쉽게 변형될 수 있는 와이어와 같은 형태를 이룬다.

위와 같이 과정을 통해 상기 성형대상부(15)는 상기 원소재(10)와 이격되고, 4개의 상기 지지선(14)을 통해 상기 성형대상부(15)와 연결되게 된다.

상기 드로잉단계(S24)는 도 3에 도시된 바와 같이, 가압핀(미도시) 등으로 상기 성형대상부(15)를 하방향으로 가압하여 컵 형상의 성형물(16)을 형성하는 단계이다.

상기 드로잉단계(S24)에서 가압핀으로 상기 성형대상부(15)를 가압하여 컵 형상의 상기 성형물(16)을 형성할 때, 상기 지지선(14)은 상기 성형물(16) 방향으로 휘어지면서 소성변형된다.

즉, 2차원의 상기 성형대상부(15)가 가압핀에 의해 3차원의 컵 형상의 성형물(16)을 형성하게 되면, 상기 성형대상부(15)의 전체적인 면적은 줄어들게 된다.

이때, 상기 성형대상부(15)의 면적이 줄어들면서 상기 성형대상부(15)와 상기 원소재(10)를 연결하는 상기 지지선(14)은 상기 성형대상부(15) 방향으로 끌려오면서 휘어져 소성변형되게 된다.

상기 지지선(14)은 그 두께가 얇고 쉽게 소성변형되기 때문에, 상기 성형대상부(15)에서 컵 형상의 상기 성형물(16)을 형성할 때, 장애요소를 작용하게 않고, 오히려 상기 성형대상부(15)가 올바른 위치에 배치될 수 있도록 안내한다.

이러한 상기 드로잉단계(S24)에서는 상기 원소재(10)가 계속하여 이동하는 과정에서 다수개의 가압핀으로 도 3(a) 내지 (c)에 나타나 있는 바와 같이 상기 성형대상부(15)를 여러번 순차적으로 가압하여 상기 성형물(16)을 형성하도록 한다.

가압핀으로 상기 성형대상부(15)를 여러번 가압하여 성형물(16)을 점차적으로 형성하기 때문에, 상기 성형대상부(15)가 큰 힘에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있고, 원소재(10)가 계속하여 공급되면서 상기 성형물(16)을 형성할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 상기 드로잉단계(S24)에서는 여러번의 가압과정을 거치면서, 도 3(a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이 점점 작은 직경을 갖는 가압핀을 사용하여 상기 성형물(16)의 길이가 점점 길어지면서 동시에 직경이 점점 작아지도록 한다.

즉, 첫번째 드로잉시에는 큰 직경의 가압핀을 사용하여 도 3(a)에 도시된 바와 같이 성형물(16)의 길이가 짧고 직경이 크지만, 그 후 두번째, 세번째 드로잉시에는 점점 더 작은 직경의 가압핀을 사용하여 도 3(b) 및 (c)에 도시된 바와 같이 성형물(16)의 길이가 점점 길어지면서 직경이 점점 작아지게 된다.

이를 통해, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 성형대상부(15)를 안전하고 신속하게 컵 형상의 성형물(16)로 형성할 수 있게 된다.
위와 같은 상기 드로잉단계(S4)에서 형성되는 성형물(16)의 하부는 하단이 좁고 평평한 원뿔대 형상으로 이루어지게 된다.

상기 포밍단계(S25)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 드로잉단계(S24)에 의해 하방향으로 돌출된 컵 형상의 상기 성형물(16)의 하단에 양측방향으로 경사면(17)을 형성하는 단계이다.

이는, 가압핀을 상기 성형물(16)의 내부로 삽입하면서 하부에 별도의 다이를 배치하여, 가압핀과 다이의 경사진 형상에 의해, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 성형물(16)의 하부에 형성된 원뿔대 모양의 외주면 중 양측에만 각각 하나씩의 평평한 경사면(17)을 이격시켜 형성하게 된다.

상기 성형물(16)의 하부 중 양측에만 하나씩의 경사면(17)을 이격시켜 형성함으로서, 완성된 시료용기(20)를 시험기기의 안착홈에 넣었을 때, 시료용기(20)가 상호 이격되어 형성된 상기 경사면(17)의 의해 안착홈에서 회전되는 것을 방지할 수 있다.

상기 타발단계(S26)는 도 5에 도시된 바와 같이, 하단 양측에 경사면(17)이 형성된 상기 성형물(16)을 상기 성형대상부(15)로부터 분리시키는 단계이다.

상기 타발단계(S26)에서 상기 성형대상물로부터 분리된 성형물(16)은 시료용기(20)가 된다.

상기 세척단계(S3)는 성형된 시료용기(20)를 세척하는 단계이다.

상기 세척단계(S3)에서는 상기 시료용기(20)를 60~80℃의 온도에서 80~150초 동안 초음파로 세척한다.

상기 열처리단계(S4)는 세척된 시료용기(20)를 열처리하는 단계이다.

상기 열처리단계(S4)에서는 상기 시료용기(20)를 진공로에 넣은 후 열처리하여, 상기 시료용기(20)의 자성을 1가우스 미만으로 가공한다.

위와 같은 제조방법에 의해 본 발명은 시료용기(20)를 연속적으로 성형하면서 대량생산을 할 수 있고, 이렇게 완성된 시료용기(20)는 도 6에 도시된 바와 같다.

본 발명의 시료용기(20)는 상부가 개방되어 그 내부에 약품 등을 넣을 수 있게 된다.

본 발명의 시료용기(20)는 시험기기의 안착홈에 삽입된 후, 시료용기(20)의 가열함으로서 약품의 성분 등을 분석하는데 사용된다.

이때, 본 발명의 시료용기(20)는 하부 양측에 경사면(17)이 형성되어 있기 때문에, 시료용기(20)가 안착홈에서 안정적으로 안착되면서 회전되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명인 시료용기의 제조방법은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

S1 : 준비단계, S2 : 성형단계, S21 : 파일럿홀형성단계, S22 : 제1노칭단계, S23 : 제2노칭단계, S24 : 드로잉단계, S25 : 포밍단계, S26 : 타발단계, S3 : 세척단계, S4 : 열처리단계
10 : 원소재, 11 : 파일럿홀, 12 : 제1변형홀, 13 : 제2변형홀, 14 : 지지선, 15 : 성형대상부, 16 : 성형물, 17 : 경사면,
20 : 시료용기.

Claims (9)

1. 금속으로 이루어지고 스트립 타입으로 이루어진 원소재를 준비하는 준비단계와;
   프레스로 원소재를 가압하여 하방향으로 돌출된 컵 형상의 시료용기로 성형하는 성형단계와;
   성형된 시료용기를 세척하는 세척단계와;
   세척된 시료용기를 진공로에 넣은 후 열처리하여, 상기 시료용기의 자성을 1가우스 미만으로 가공하는 열처리단계;를 포함하여 이루어지되,
   상기 성형단계는,
   상기 원소재의 양측에 상하방향으로 관통하는 파일럿홀을 형성하는 파일럿홀형성단계와;
   상기 원소재의 중심부에 성형대상부가 존재하도록 상기 원소재에 변형홀을 형성하는 노칭단계와;
   상기 성형대상부를 하방향으로 가압하여 하방향으로 돌출된 컵 형상의 성형물을 형성하는 드로잉단계와;
   컵 형상의 상기 성형물의 하단에 양측방향으로 경사면을 형성하는 포밍단계와;
   상기 성형물을 상기 성형대상부로부터 분리시키는 타발단계;를 포함하여 이루어지고,
   상기 노칭단계는,
   상기 원소재의 폭방향인 좌우방향으로 상기 성형대상부를 기준으로 상호 이격된 한쌍의 제1변형홀을 형성하는 제1노칭단계와;
   상기 원소재의 길이방향인 전후방향으로 상기 성형대상부를 기준으로 전방 또는 후방에 제2변형홀을 형성하는 제2노칭단계;를 포함하여 이루어지며,
   상기 제1변형홀은 상호 마주보는 방향으로 휘어진 원호 형상으로 이루어지고,
   상기 제2변형홀은 이웃한 4개의 제1변형홀 사이에서 형성되며,
   상기 제1변형홀과 제2변형홀의 형성에 의해 상기 성형대상부를 중심으로 좌측에 2개 우측에 2개의 지지선이 형성되고,
   4개의 상기 지지선은 상기 성형대상부를 상기 원소재와 연결하면서 지지하며,
   상기 드로잉단계에서 가압핀으로 상기 성형대상부를 가압하여 컵 형상의 상기 성형물을 형성할 때, 상기 지지선은 상기 성형물 방향으로 휘어지면서 소성변형되고,
   상기 드로잉단계에서는 가압핀으로 상기 성형대상부를 여러번 가압하여 상기 성형물을 형성하며,
   여러번의 가압과정에서 사용되는 상기 가압핀의 직경은 점점 작아지며,
   상기 드로잉단계에서 형성되는 성형물의 하부는 하단이 좁고 평평한 원뿔대 형상으로 이루어지고,
   상기 포밍단계에서는 상기 드로잉단계에 의해 하방향으로 돌출된 컵 형상의 성형물의 내부로 가압핀을 삽입하면서 하부에 다이를 배치하여, 가압핀과 다이의 경사진 형상에 의해 상기 성형물의 원뿔대 모양의 외주면 중 양측에만 각각 하나씩의 평평한 경사면을 이격시켜 형성하여, 완성된 시료용기를 시험기기의 안착홈에 넣었을 때 상기 시료용기가 상기 경사면에 의해 안착홈에서 회전되는 것을 방지하도록 하는 것을 특징으로 하는 시료용기의 제조방법.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제

Images