KR102390214B1 - 와이어커팅 금형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 와이어커팅 금형장치로, 와이어커팅에 사용되는 와이어에 장력을 유지하며, 상이한 두께를 지니는 와이어를 유도하는 홈을 통해 와이어를 안전하게 유도하여 와이어의 탈선을 방지하는 발명이다.

Description

와이어커팅 금형장치{WIRE CUTTING MOLD MACHINE}

본 발명은 와이어커팅 금형장치로, 와이어커팅에 사용되는 와이어에 장력을 유지하며, 상이한 두께를 지니는 와이어를 유도하는 홈을 통해 와이어를 안전하게 유도하여 와이어의 탈선을 방지하는 발명이다.

일반적으로, 와이어커팅 방전 금형 장치는 약 0.05mm ~ 약 0.3mm 정도의 와이어를 사용하여 와이어 전극과 가공물 사이에 방전을 일으켜 원하는 형상으로 가공하는 금형장치의 구성요소이다.

와이어는 한 번 사용하고 장치에서 탈거하게 되면 장력과 강도의 우려가 있어 버리게 된다.

와이어는 가공 조건에 따라 사용되는 두께가 상이하게 설정되며, 일반적으로 0.05mm ~ 0.15mm는 초정밀와이어 0.15mm ~ 0.25mm는 정밀와이어 0.3mm까지는 대형가공와이어로 사용된다.

와이어는 두께뿐만 아니라, 황동, 동 및 텅스텐과 같은 다양한 소재로 이루어져 가공하는 대상물 및 가공방법에 따라 알맞은 소재의 와이어를 적용하여 사용한다.

이러한, 와이어 가공은 한 번 사용하고 버려지기 때문에 경제성이 중시되며 가공되는 대상물에 따라 알맞은 와이어를 선택하는 것이 매우 중요하다. 알맞은 와이어를 사용하지 않을 경우, 불량이 발생되며 소재마다 상이한 전압을 걸어주기 때문에 스파크에 의한 화재의 위험이 발생된다.

일반적인 와이어 방전가공 장치는 서로 다른 대상물을 가공 시, 이에 맞는 와이어를 체결하여 사용하게 되는데, 와이어가 롤러에 감겨 회전하면서 와이어가 탈선되거나 또는 늘어지는 현상으로 금형장치의 파손의 원인이 되는 경우가 종종 발생한다.

와이어가 탈선하는 경우 작업자는 와이어를 재권취시켜 사용하게 된다. 이러한 작업은 과다한 인력과 시간이 소모되며 작업자가 직접 와이어를 감아야 하므로 와이어에 의한 안전사고가 발생할 수 있다.

따라서, 전술한 와이어의 탈선을 미연에 방지하고 와이어의 장력을 견고히 유지하는 와이어커팅 금형장치가 필요한 실정이다.

대한민국 등록실용신안공보 제20-0149475호

본 발명은 와이어커팅 금형장치로, 와이어커팅에 사용되는 와이어에 장력을 유지하며, 상이한 두께를 지니는 와이어가 권취 및 풀림 시 와이어를 유도하는 홈을 통해 와이어의 탈선을 방지하며 장력을 유지하는 목적이 있다.

전술한 목적에 따른, 본 발명에 따른 와이어커팅 금형장치는, 가공대상이 와이어커팅 가공처리되는 작업대; 상기 작업대의 상부에 위치되어 길이방향 및 폭방향으로 이동되는 이동프레임부; 상기 가공대상을 와이어커팅하는 와이어가 권취되는 상부권취부; 및 상기 상부권취부로부터 상기 와이어를 이송받아 가이드하는 가이드롤러;를 포함하고, 상기 가이드롤러는 외주면에 결합되는 복수 개의 가이드홈;을 포함하고, 복수 개의 상기 가이드홈은 상기 와이어의 두께에 따라 선택적으로 끼워지도록 각각 폭이 상이하다.

본 발명에 따르면 상기 가공대상의 상부에 설치되되, 상기 가이드롤러로부터 상기 와이어를 이송받는 상부롤러;를 더 포함한다.

본 발명에 따르면 상기 가공대상의 하부에서 상기 상부롤러로부터 상기 가공대상을 관통한 상기 와이어를 이송받아 장력을 형성하는 하부롤러;를 더 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기 하부롤러로부터 사용된 상기 와이어를 권취하는 하부권취부;를 더 포함한다.

본 발명에 따르면 상기 이동프레임부는 중심이 개방된 중공부;를 지니고, 상기 이동프레임부의 길이방향 및 폭방향의 일지점에는 수직방향으로 관통된 복수 개의 홀이 형성된다.

본 발명에 따르면 상기 홀과 나사 결합되되 상기 가공대상을 상기 중공부에 위치시키는 고정부;를 더 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기 고정부는, 상기 가공대상과 맞닿는 가압부; 상기 가압부와 폭방향으로 결합되되 길이방향으로 연장되어 형성되는 본체부; 상기 본체부는 길이방향으로 일부가 개방되는 조절홈;을 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기 조절홈을 상기 홀에 위치한 상태에서 나사 결합하여 상기 고정부와 상기 이동프레임부를 결합한다.

본 발명에 따르면, 상기 조절홈은 상기 가공대상의 폭방향 및 길이방향의 길이에 따라 나사 결합 위치를 조절할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 본체부는 상기 조절홈을 향해 돌출되어 형성되는 지지부;를 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기 지지부는 상기 본체부의 길이방향의 내측단을 따라 연장되어 형성된다.

본 발명에 따르면, 상기 지지부는 나사의 머리에 맞닿아 가압된다.

본 발명은 와이어커팅 방전가공 시, 와이어가 탈선되거나 또는 늘어지는 현상으로 금형장치가 파손되는 것을 방지하기 위해 와이어의 탈선을 미연에 방지하고 와이어의 장력을 견고히 유지하는 발명이다.

또한, 와이어를 교체하기 위한 시간을 단축하여 인력 낭비 및 생산 시간이 증대하는 것을 방지하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 가공에 필요한 알맞은 장력을 유지하여 가공대상의 제품의 질을 향상시킬 수 있으며 선택적으로 끼워질 수 있는 가이드홈을 구비하여 두께가 상이한 와이어를 교체하여 사용하더라도 즉각적으로 사용할 수 있어 범용성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 고정부는 최소한의 면적을 가압하여 가공대상을 고정시킬 수 있으므로 지그 제작비용을 저감할 수 있으며 견고히 가공대상을 고정시켜 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 와이어커팅 금형장치의 사용 예시를 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 가이드롤러를 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 고정부와 이동프레임부의 결합방법을 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 고정부를 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 이동프레임부를 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 이동프레임부와 고정 및 가공대상의 결합방법을 설명하기 위해 도시한 것이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

본 발명에서 길이방향이란 도 1을 기준으로 X축 방향이며 폭방향이란 Y축 방향이며 수직방향이란 X축 방향을 의미한다.

본 발명에 따른 와이어커팅 금형장치는 가공대상(P)을 와이어 방전가공을 위해 XY 플로터 타입의 테이블에서 NC 제어와 같은 컴퓨터 제어 프로그래밍을 통해 복잡한 가공(커팅, 홀 등)을 자동적으로 실시할 수 있으며 가공으르 실시하기 위한 와이어가 롤러에 감겨 회전하면서 와이어가 탈선되거나 또는 늘어지는 현상으로 금형장치가 파손되는 것을 방지하기 위해 와이어의 탈선을 미연에 방지하고 와이어의 장력을 견고히 유지하는 발명이다.

도 1 및 도 5를 참고하면, 본 발명은 작업대(100), 이동프레임부(200), 상부롤러(310), 가이드롤러(320), 상부권취부(330), 하부롤러(410), 하부권취부(420), 분사부(500) 및 고정부(10)를 포함한다.

작업대(100)는 방전가공을 실시하기 위한 XY플로터 형식의 이동프레임부(200)와 본 발명의 장치들이 연결되어 가공을 실시하는 장치이며, 고정된 가공물(P) 사이에 방전을 일으키기위한 전원공급장치, 컴퓨터, 제어프로그래밍을 구동하기 위한 구동부가 설치되는 것이 바람직하며 도시되지 않았지만 방전을 일으키기 위한 도선이 연결되어 전류 및 전압을 걸어주는 장치가 내장된 것이 바람직하다.

본 발명은 도전성(전기가 통하는 성질)이 있는 재료라면 그 재질 경도, 취성에 관계없이 모두 고정도의 가공을 실시할 수 있으며 복잡한 형상의 경우라도 NC프로그래밍을 통해 정밀하게 가공할 수 있어 이용범위가 넓은 특징이 있다.

또한, 본 발명은 구리, 황동 텅스텐 등의 다양한 재질로 이루어진 가는 선(와이어를) 전극으로 일정한 장력과 이송 속도를 주면서 와이어와 가공대상(P) 사이에 전압을 걸어 가공물(P)과 와이어 사이에 발생되는 방전현상을 이용해 가공대상(P)을 가공한다.

도 1을 참고하면 이동프레임부(200)는 작업대(100)의 상부에 위치하여 XY플로터 형식으로 길이방향 및 수직방향으로 이동하며 가공대상(P)을 이동시킬 수 있는 것이 바람직하다.

이는, 와이어커팅을 위한 와이어가 고정된 상태에서 이동프레임부(200)에 위치한 가공대상(P)을 이동시켜 가공을 실시하기 위함이다.

또한, 이동프레임부(200)는 가공대상(P)을 고정시키기 위한 프레임본체부(210), 홀 및 중공부(230)를 포함한다. 이는 후술하도록 한다.

도 1을 참고하면, 와이어의 장력과 와이어를 이송 및 가이드하기 위한 상부롤러(310), 가이드롤러(320) 및 상부권취부(330)가 가공대상(P)의 수직방향의 상단에 위치하게 된다.

상부권취부(330)는 가공대상(P)의 상단에서 와이어를 공급하는 역할을 수행하며 도시되지 않았지만 동력공급수단(금형기기)과 연결되어 와이어를 공급하기 위한 동력을 제공받을 수 있는 것이 바람직하다.

상부권취부(330)는 후술할 가이드롤러(320) 및 상부롤러(310)에 와이어를 공급하며, 와이어를 늘어지지 않도록 장력을 유지하는 수단으로 사용된다.

상부권취부(330)는 와이어커팅에 사용되는 와이어의 공급 및 보관하는 특징이 있으며 도 1에서는 설명의 편의를 위해 방차 형태로 와이어가 감겨져 있는 형태로 도시되었지만 이에 한정하지 않고 와이어를 연속적으로 공급할 수 있는 공지의 장치가 사용될 수 있다.

도 2 내지 도 4를 참고하면 가이드롤러(320)는 상부권취부(330)로부터 와이어를 공급받는다.

가이드롤러(320)는 원기둥 형상의 롤러 형상으로 도 2 내지 도 4를 참고하면 외주면에 돌출되어 형성되는 가이드홈이 형성된다. 가이드홈은 가공대상(P)을 가공하기 위한 와이어의 상이한 두께에 따라 폭 넓이가 각각 상이하게 형성된다.

가이드홈은 가이드롤러(320)의 외주면에서 돌출되어 와이어가 지날 수 있는 홈이 복수 개로 형성되는 것이 바람직하며 이 홈을 통해 와이어가 맞닿아 가이드되어 상부롤러(310)로 이송된다.

가이드홈은 설명을 위해 제1 가이드홈(321), 제2 가이드홈(322) 및 제3 가이드홈(323)으로 설명하며 각각 상호 상이한 두께를 지니는 제1 와이어(W1), 제2 와이어(W2) 및 제3 와이어(W3)가 끼워질 수 있다.

도 3을 참고하면 제1 가이드홈(321), 제2 가이드홈(322) 및 제3 가이드홈(323)은 각각 a, b, c의 길이를 지니며, 와이어의 두께에 따라 너비는 상이하게 설정된다.

가이드홈은 가공대상(P)에 알맞은 두께를 지닌 와이어를 끼워 장력을 형성할 수 있으며 상부권취부(330)와 상부롤러(310) 사이에서 와이어를 안전하고 용이하게 유도시킬 수 있다.

상세히, 회전력을 바탕으로 이송되는 와이어는 롤러의 곡률을 지니는 외주면에 감겨 이동된다.

이러한 과정에서 와이어의 무게 및 회전력 때문에 와이어가 롤러에서 이탈할 수 있으며 이는 가공을 불량을 야기하는 문제점이 발생된다.

본 발명의 제1 가이드홈(321), 제2 가이드홈(322) 및 제3 가이드홈(323)은 각각 상이한 너비를 지녀 다양한 두께를 지니는 와이어가 선택적으로 끼워질 수 있어 와이어의 이탈을 방지하며 와이어가 정확하게 상부롤러(310)에 이송될 수 있도록 가이드할 수 있다.

예를 들어, 도 4를 참고하면, 제2 가이드홈(322)에 끼워져 이송되는 제2 와이어(W2)는 제2 가이드홈(322)에 끼워져 상부롤러(310)로 이송된다.

이 과정에서 제2 가이홈이 제2 와이어(W2)의 두께에 대응되어 지지하기 때문에 제2 와이어(W2)는 가이드롤러(320)에서 이탈하지 않고 상부롤러(310)로 제2 와이어(W2)를 이송하여 제2 와이어(W2)가 가이드롤러(320)의 외주면에서 이탈되지 않고 상부롤러(310)로 제2 와이어(W2)를 용이하게 이송할 수 있다.

와이어는 가공 조건에 따라 사용되는 두께가 상이하게 설정되며, 일반적으로 0.05mm ~ 0.15mm는 초정밀와이어 0.15mm ~ 0.25mm는 정밀와이어 0.3mm까지는 대형가공와이어로 사용되기 때문에 본 발명의 가이드홈은 상이한 두께 및 재질을 지니는 와이어에 대응되어 와이어가 이탈하지 않도록 지지하여 가공불량을 방지하는 효과가 있다.

또한, 가이드롤러(320)는 상부권취부(330) 및 상부롤러(310) 사이에서 와이어를 한 번 더 지지하여 가공에 필요한 알맞은 장력을 유지하여 가공대상(P)의 제품의 질을 향상시킬 수 있으며 선택적으로 끼워질 수 있는 가이드홈을 구비하여 두께가 상이한 와이어를 교체하여 사용하더라도 즉각적으로 사용할 수 있어 범용성이 향상되는 효과가 있다.

본 발명에서 가이드홈은 제1 가이드홈(321), 제2 가이드홈(322) 및 제3 가이드홈(323)으로 설명했지만, 예시일뿐 필요에 따라 가이드홈은 상이한 폭을 지니는 가이드홈을 더 형성할 수도 있으며 가공대상(P)에 따라 그 수를 가감할 수도 있다.

정리하면, 가이드롤러(320)는 와이어의 상이한 두께에 따라 선택적으로 끼워질 수 있는 가이드홈을 복수 개로 형성하며 가이드홈은 와이어를 가이드하며 이송하여 와이어의 탈선 방지 및 장력 유지 수단으로 사용할 수 있다.

또한, 가이드롤러(320)는 와이어가 이송되면서 발생할 수 있는 떨림과 같은 진동을 방지하여 와이어의 늘어짐 및 떨림에 의해 가공불량이 발생되는 것을 방지하는 효과가 있다.

도 1 및 도 4를 참고하면 상부롤러(310)는 가이드롤러(320)로부터 와이어를 이송받아 와이어가 감겨지는 롤러 형태로 이루어진다.

상부롤러(310)는 가공대상(P)에 와이어커팅 방전가공을 실시하기 위해 후술할 하부롤러(410)와 와이어를 가공대상(P)과 수직하도록 장력을 유지하는 수단이다.

하부롤러(410)는 상부롤러(310)로부터 와이어를 이송받아 와이어에 장력을 형성하며 사용된 와이어는 하부권취부(420)로 전달되어 수거된다.

본 발명에서는 와이어의 장력을 유지하는 수단으로 상부에서 상부권취부(330)-가이드롤러(320)-상부롤러(310), 하부에서 하부롤러(410)-하부권취부(420) 순으로 와이어가 이송되며 권취되어 장력을 걸어주며 유지하게 된다.

와이어 커팅 방전가공에서 와이어의 장력은 강한만큼 가공속도에 향상에 기여하게 된다. 장력이 강하면 방전에 의한 반발력으로부터 발생되는 와이어의 진동 진폭이 작아 가공의 방전효율이 증대되어 가공속도 향상에 유리한 이점을 지닌다.

와이어의 이송속도가 증대되면 와이어의 가공력과 단락이 감소되기 때문에 와이어의 강한 장력의 유지를 통해 가공속도를 올리더라도 품질의 문제가 발생되지 않도록 하는 것이 중요하다.

그러므로, 본 발명에서는 상부에서 상부권취부(330)-가이드롤러(320)-상부롤러(310) 순으로 3중으로 장력이 유지되어 강한 장력을 유지하고 있으며, 하부에서는 하부롤러(410)-하부권취부(420) 순으로 2중으로 장력을 유지하고 있어 와이어의 진동 진폭을 줄여 고속으로 가공하더라도 진동 진폭이 작아 와이어커팅의 방전효율이 증대되는 효과가 있다.

도 8을 참고하면, 본 발명의 이동프레임부(200)는 중심이 개방된 중공부(230)를 포함하고 있으며, 중공부(230) 주위로 프레임본체부(210)가 형성된다.

프레임본체부(210)의 길이방향 폭방향이 상부면에는 수직방향으로 함몰되어 형성되는 홀(220)이 형성된다.

중공부(230)는 가공대상(P)을 가공 시, 와이어가 통과되어 길이방향 및 폭방향으로 이동프레임부(200)가 이동 시, 와이어가 걸림없이 이동할 수 있도록 한다.

홀(220)은, 이동프레임부(200)와 가공대상(P)을 결합하여 가공대상(P)을 이동프레임부(200)에 고정하기 위한 고정부(10)가 결합된다.

도 5 및 도 9를 참고하면 고정부(10)는 복수 개로 형성되어 홀(220)과 나사(14)결합을 통해 결합되며 가공대상(P)을 가압하여 중공부(230) 상에 위치하도록 고정하게 된다.

이를 위해 도 6을 참고하면, 고정부(10)는 가압부(11), 본체부(12), 조절홈(12a)을 포함한다.

가압부(11)는 가공대상(P)의 외면에 맞닿아 가공대상(P)에 맞닿아 고정하는 단부로 일 예로 사각형태를 이루고 있다.

본체부(12)는 가압부(11)의 일단에서 길이방향으로 연장되어 형성되며 중심에는 길이방향으로 파여진 조절홈(12a)이 형성된다.

본체부(12)의 내측면의 길이방향의 한 쌍의 단부에는 조절홈(12a)의 중심을 향하도록 본체부(12)의 길이방향의 내측면을 따라 돌출되어 형성되는 지지부(13)가 형성된다.

도 5을 참고하여, 고정부(10)의 결합방법을 설명한다.

고정부(10)는 프레임본체부(210)의 상부에서 홀(220)이 형성된 단부에 위치한다. 홀(220)과 조절홈(12a)의 위치를 일치시킨 상태에서 홀(220)에 나사(14)를 결합하여 고정부(10)를 프레임본체부(210)에 결합하게 된다.

즉, 홀(220)을 통해 고정부(10)는 프레임본체부(210)의 상면에서 나사(14) 및 볼트와 같은 체결 부품으로 결합 또는 분리될 수 있다.

도 7을 참고하면, 고정부(10)와 프레임본체부(210)가 결합된 상태의 단면도가 도시된다.

홀(220)을 통해 나사(14)가 결합되어 나사(14)의 헤드(머리)와 한 쌍의 지지부(13)가 맞닿아 나사(14)의 헤드가 수직방향으로 가압하게 된다.

이를 통해, 고정부(10)와 프레임본체부(210) 즉, 이동프레임부(200)와 복수 개의 고정부(10)가 결합될 수 있다.

지지부(13)는 추가적으로 나사(14)의 헤드부분과 맞닿아 가압되는 구조로 고정력을 더 향상시켜 고정부(10)의 흔들림 및 빠짐을 방지할 수 있는 장점이 있다.

여기서, 길이방향으로 형성되는 조절홈(12a)과 홀(220)이 결합하는 위치를 길이방향으로 조절하게 되면 가압부(11)가 길이방향으로 돌출된다.

이는, 가공대상(P)의 크기에 따라 선택적으로 가압위치를 조절할 수 있어 다양한 크기를 지니는 가공대상(P)에 대응되어 용이하게 고정을 실시할 수 있다.

이를 통해, 다양한 가공대상(P)을 용이하게 고정할 수 있으며 중공부(230)에 가공대상(P)을 위치시켜 와이어커팅을 진행할 수 있다.

*종래의 와이어커팅 방전가공을 위해 가공대상(P)을 고정하는 지그와 같은 고정부(10)재는 가공대상(P)을 고정함에 있어서 가공대상(P)이 이탈되지 않도록 가공대상(P)의 외주면을 전체적으로 가압하여 지그의 크기가 비교적 커지거나 다양한 가공대상(P)의 크기에 대응되어 다양한 사이즈의 지그를 제작하여 제작단가가 증가하는 문제점이 있다.

그러나, 본 발명의 고정부(10)는 최소한의 면적을 가압하여 가공대상(P)을 고정시킬 수 있으므로 지그 제작비용을 저감할 수 있으며 견고히 가공대상(P)을 고정시켜 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 도 9를 참고하면, 가공대상(P)의 크기에 따라 사용되지 않는 고정부(10)가 발생될 수 있다. 이를 위해 본 발명의 고정부(10)는 전술한 나사(14) 결합을 통해 탈부착 가능한 특징으로 가공대상(P)의 형상에 따라 고정되어야만 하는 위치에만 고정부(10)를 가압하여 가공대상(P)을 고정할 수 있어 작업의 효율성이 증대되는 효과가 있다.

즉, 최소한의 작업으로 가공대상(P)을 효율적으로 고정할 수 있는 것이다.

또한, 어느 하나의 고정부(10)가 마모되어 파손되더라도 고정부(10)를 탈거하여 교체해주기만 하면 사용할 수 있어 가공대상(P)을 고정하기 위한 부품 전체를 교체하는 것이 아닌 고정부(10)만을 탈착시켜 교체하면 되므로 비용 증대 및 작업 중지로 인한 생산성 저하의 문제점을 해결할 수 있다.

도 1을 참고하면, 가공대상(P)에 방전유를 뿌려 방전을 진행하도록 하는 분사부(500)는 와이어과 가공대상(P) 사이에서 방전유를 공급하며, 방전가공이 일어나 미세한 아크기둥이 형성되어 전류밀도가 높은 전기가 흘러 가공대상(P)에 일지점을 방전가공을 실시할 때, 가공대상(P)에 방전유를 뿌려 방전유는 열에 의해 일부가 기화 상태로 변환된다.

여기서 열에 의해 주변의 방전유는 급격한 기화팽창에 의해 녹은 피가공체와 전극 둘다 압력을 받으며, 가공대상(P)의 녹은 부분이 작은 구술형태로 비산되어 방전유 안으로 확산되면서 가공대상(P)에 전극이 남게 된다.

이후, 용해된 금속이 비산되고 난 후 가공된 부근에 방전유가 지속적으로 공급되어 남아 있는 열을 식혀 가공을 진행하게 된다.

본 발명에서 방전유는 탈이온화된 물 또는 방전을 위한 기름이 사용될 수 있으며, 가공대상(P)을 양극으로 하여 전극에 전기를 흘려보내 방전현상을 일으켜 열에너지와 스파크를 이용해 가공대상(P)을 용융, 증발시켜 비접촉식으로 전극 소모를 통해 가공대상(P)을 가공하기 위해 사용되는 것이다.

또한 분사부(500)는, 과열을 방지하여 화재를 미연에 방지하는 효과가 있으며 방전가공 시, 방전효율을 증대하며 제품을 품질을 향상시키는 효과가 있다.

본 발명의 이동프레임부(200)는 방전유, 열, 스파크에 잦은 노출로 인해 부식의 우려가 있다.

부식이 발생되어 방전가공을 실시하는 경우 열과 스파크에 의해 파손의 우려가 있어 제품의 질이 저하되는 문제점과 이동프레임부(200)의 파손으로 작업의 효율성이 저하되는 문제점이 있다.

이에, 본 발명의 이동프레임부(200)의 표면에는 부식을 방지하고자 부식방지코팅을 통해 코팅층이 형성된다.

상기 코팅층(미도시)은 코팅 조성물을 이용하여 코팅되는 것으로, 상기 코팅 조성물을 이용한 코팅층은 부식방지 효과를 나타낼 수 있다. 구체적으로, 상기 코팅층에 의해 이동프레임부(200)의 표면에 코팅층을 형성하여, 이동프레임부(200)의 외부 노출을 방지하고, 이동프레임부(200)보다 이온화 경향이 높은 금속을 포함하고 있어, 이동프레임부(200)의 부식을 방지할 수 있다.

보다 구체적으로 본 발명의 코팅 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 실록산계 화합물; 유기 용매, 금속 화합물 및 아민 화합물을 포함할 수 있다:

[화학식 1]

여기서 n은 1 내지 100의 정수이다.

본 발명의 코팅 조성물을 이용하여 이동프레임부(200)의 표면에 코팅층을 형성하는 경우, 이동프레임부(200)와의 접착력이 우수하여, 외력에 의해 쉽게 코팅층이 벗겨지지 않고, 이동프레임부(200)보다 이온화 경향이 높은 금속 화합물을 포함함에 따라, 우수한 부식 방지 효과를 나타낼 수 있다.

구체적으로, 상기 실록산계 화합물은 이동프레임부(200)와의 우수한 접착력을 나타낼 뿐 아니라, 코팅 조성물의 점도를 일정 수준으로 유지하여 성형성을 높이고, 안정성을 높일 수 있다.

상기 금속 화합물은 수분, 염분 또는 산소와 접하는 것을 차단하는 침식 및 부식억제제로서의 역할을 수행한다. 여기서, 금속 화합물은 침식 및 부식 억제제의 역할을 하기 위하여 철보다 이온화 경향이 높은 금속을 사용할 수 있다. 즉, 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 아연(Zn) 등의 금속 또는 합금을 이용할 수 있고, 주로 아연(Zn)이 많이 사용된다.

상기 금속화합물의 입자 크기는 0.1 내지 10㎛일 수 있다. 금속화합물의 입자가 0.1㎛ 이상이면 금속화합물의 제조 비용을 감소시킬 수 있으며, 금속화합물의 입자가 10㎛ 이하이면 금속 입자가 균일하게 분산될 수 있다.

상기 유기 용매는 메틸에틸케톤(MEK), 톨루엔 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 메틸에틸케톤을 사용할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않는다.

상기 아민 화합물은 변성 지방족 아민 또는 제3급 아민류를 포함할 수 있고, 구체적으로 트리메틸아민 또는 아닐린을 사용할 수 있다. 상기 아민 화합물은 코팅 조성물 내 포함되어, 코팅막의 균열 또는 박리를 방지할 수 있다. 즉 코팅층의 접착력을 높여, 사용에 따른 코팅막의 균열 또는 박리를 방지하는 효과가 우수하다.

상기 코팅 조성물은 기타 첨가제로 안정화제를 추가로 포함할 수 있고, 상기 안정화제는 자외선 흡수제, 산화방지제 등을 포함할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않고 제한 없이 사용 가능하다.

상기 코팅층을 형성하기 위한, 코팅 조성물은 보다 구체적으로 하기 화학식 1로 표시되는 실록산계 화합물; 유기 용매, 금속 화합물 및 아민 화합물를 포함할 수 있다.

상기 코팅 조성물은 유기용매 100 중량부에 대하여, 상기 화학식 1로 표시되는 실록산계 화합물 40 내지 60 중량부, 금속 화합물 20 내지 40 중량부 및 아민 화합물 5 내지 15 중량부를 포함할 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 각 구성 성분의 상호 작용에 의한 발수 효과가 임계적 의의가 있는 정도의 상승효과가 발현되며, 상기 범위를 벗어나는 경우 상승효과가 급격히 저하되거나 거의 없게 된다.

보다 바람직하게, 상기 코팅 조성물의 점도는 1500 내지 1800cP이며, 상기 점도가 1500cP 미만인 경우에는 이동프레임부(200)의 표면에 도포하면, 흘러내려 코팅층의 형성이 용이하지 않은 문제가 있고, 1800cP를 초과하는 경우에는 균일한 코팅층의 형성이 용이하지 않은 문제가 있다.

[제조예 1: 코팅층의 제조]

1. 코팅 조성물의 제조

메틸에틸케톤에 하기 화학식 1로 표시되는 실록산계 화합물, 아연 및 트리메틸아민를 혼합하여, 코팅 조성물을 제조하였다:

[화학식 1]

여기서 n은 1 내지 100의 정수이다.

상기 코팅 조성물의 보다 구체적인 조성은 하기 표 1과 같다.

	TX1	TX2	TX3	TX4	TX5
유기용매	100	100	100	100	100
폴리실록산	30	40	50	60	70
금속 화합물	10	20	30	40	50
아민 화합물	1	5	10	15	20

(단위 중량부)2. 코팅층의 제조

대표적으로 부식이 쉽게 일어나는 금속 소재인 알루미늄을 이동프레임부(200) 대신 사용하여 실험을 진행하였다.

10×10cm의 알루미늄 일면에 상기 DX1 내지 DX5의 코팅 조성물을 도포 후, 경화시켜 코팅층을 형성하였다.

실험예

1. 표면 외관에 대한 평가

코팅 조성물의 점도 차이로 인해, 코팅층을 제조한 이후, 균일한 표면이 형성되었는지 여부에 대해 관능 평가를 진행하였다. 균일한 코팅층을 형성하였는지 여부에 대한 평가를 진행하였고, 하기와 같은 기준에 의해 평가를 진행하였다.

○: 균일한 코팅층 형성

×: 불균일한 코팅층의 형성

	TX1	TX2	TX3	TX4	TX5
관능 평가	×	○	○	○	×

코팅층을 형성할 때, 일정 점도 미만인 경우에는 이동프레임부(200)의 표면에서 흐름이 발생하여, 경화 공정 이후, 균일한 코팅층의 형성이 어려운 경우가 다수 발생하였다. 이에 따라, 생산 수율이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 점도가 너무 높은 경우에도, 조성물의 균일 도포가 어려워 균일한 코팅층의 형성이 불가하였다.2. 부식 특성의 측정

부식 특성을 확인하기 위해, 대조군으로 코팅층이 형성되지 않은 알루미늄 판을 사용하고, TX1 내지 TX5의 코팅층이 형성된 알루미늄 판을 이용하여 내부식성 실험을 진행하였다.

10 중량%의 CuCl2 수용액이 담긴 비커에 상기 알루미늄 판을 담궈놓고, 시간의 경과에 따라 부식 정도를 확인하였다.

수소 기체의 발생이 육안으로 확인되는 경우, 부식이 발생함을 의미한다고 할 것이며, 24시간 경과 시까지 부식 발생 여부를 확인하였다.

○: 부식 발생

*×: 부식 발생하지 않음

	TX1	TX2	TX3	TX4	TX5	대조군
부식 발생	○	×	×	×	×	○

상기 실험의 진행 결과, 대조군인 알루미늄판은 비커에 담고 얼마 지나지 않아 수소 기체가 발생하고, 1시간 미만으로 구리가 석출되는 것을 확인하였다. TX1의 경우 3시간 경과 시점에서 수소 기체가 발생하고, 6시간 경과 시점에 구리 석출이 확인되었다. 그 외의 코팅층의 경우에는 24시간 경과 시점에도 부식이 발생하지 않아, 부식 방지에 우수한 효과가 있음을 확인하였다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10 : 고정부,
11 : 가압부,
12 : 본체부,
12a : 조절홈,
13 : 지지부,
100 : 작업대,
200 : 이동프레임부,
210 : 프레임본체부,
220 : 홀,
230 : 중공부,
310 : 상부롤러,
320 : 가이드롤러,
330 : 상부권취부,
410 : 하부롤러,
420 : 하부권취부,
500 : 분사부,
P : 가공물, 가공대상.

Claims (12)

1. 가공대상이 와이어커팅 가공처리되는 작업대;
   상기 작업대의 상부에 위치되어 길이방향 및 폭방향으로 이동되는 이동프레임부;
   상기 가공대상을 와이어커팅하는 와이어가 권취되는 상부권취부; 및
   상기 상부권취부로부터 상기 와이어를 이송받아 가이드하는 가이드롤러;를 포함하고,
   상기 가이드롤러는 외주면에 결합되는 복수 개의 가이드홈;을 포함하고,
   복수 개의 상기 가이드홈은 상기 와이어의 두께에 따라 선택적으로 끼워지도록 각각 폭이 상이한 것인
   와이어커팅 금형장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가공대상의 상부에 설치되되, 상기 가이드롤러로부터 상기 와이어를 이송받는 상부롤러;를 더 포함하는 것인
   와이어커팅 금형장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 가공대상의 하부에서 상기 상부롤러로부터 상기 가공대상을 관통한 상기 와이어를 이송받아 장력을 형성하는 하부롤러;를 더 포함하는 것인
   와이어커팅 금형장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 하부롤러로부터 사용된 상기 와이어를 권취하는 하부권취부;를 더 포함하는 것인
   와이어커팅 금형장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 이동프레임부는 중심이 개방된 중공부;를 지니고,
   상기 이동프레임부의 길이방향 및 폭방향의 일지점에는 수직방향으로 관통된 복수 개의 홀이 형성되는 것인
   와이어커팅 금형장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 홀과 나사 결합되되 상기 가공대상을 상기 중공부에 위치시키는 고정부;를 더 포함하는 것인
   와이어커팅 금형장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 고정부는,
   상기 가공대상과 맞닿는 가압부; 및
   상기 가압부와 폭방향으로 결합되되 길이방향으로 연장되어 형성되는 본체부;포함하고,
   상기 본체부는 길이방향으로 일부가 개방되는 조절홈;을 포함하는 것인
   와이어커팅 금형장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 조절홈을 상기 홀에 위치한 상태에서 나사 결합하여 상기 고정부와 상기 이동프레임부를 결합하는 것인
   와이어커팅 금형장치.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 조절홈은 상기 가공대상의 폭방향 및 길이방향의 길이에 따라 나사 결합 위치를 조절할 수 있는 것인
   와이어커팅 금형장치.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 본체부는 상기 조절홈을 향해 돌출되어 형성되는 지지부;를 포함하는 것인
    와이어커팅 금형장치.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 본체부의 길이방향의 내측단을 따라 연장되어 형성되는 것인
    와이어커팅 금형장치.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 지지부는 나사의 머리에 맞닿아 가압되는 것인
    와이어커팅 금형장치.

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