KR102461505B1 - 시편 검사용 시편 구조체 제조장치 - Google Patents

시편 검사용 시편 구조체 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 본체(110), 본체(110)의 상단에 형성되고, 시편 및 레진이 내부공간에 충진되도록 원통형상으로 관통 형성된 성형홀(121)이 복수로 형성된, 시편 구조체 형성부(120), 레진분말을 저장하고, 성형홀(121)로의 시편의 투입 후 레진분말을 투입하는 레진투입부(130), 시편 구조체 형성부(120) 상단에 승강하도록 형성되어 성형홀(121)에 충진된 레진분말을 가압 성형하는 가압 실린더부(140), 시편 구조체 형성부(120) 내부공간에 형성되고, 성형홀(121)에 직접 접촉하지 않도록 가열라인(151)이 배열되어 성형홀(121)로 고온을 전달하여 레진분말을 액화시키는 가열부, 시편 구조체 형성부(120)의 하단에 형성되며, 성형홀(121)에서 경화되어 자중에 의해 낙하된 시편 구조체(10)를 인출하는 인출부(160), 및 레진투입부(130)의 레진분말의 정량투입과, 가압 실린더부(140)의 가압 성형과, 가열부의 가열을 제어하는 제어부(170)를 포함하여, 성형홀(121)로 균일하고 안정적으로 열전도하여 시편 구조체(10)의 열화 및 탄화를 방지할 수 있는, 시편 검사용 시편 구조체 제조장치를 개시한다.

Description

시편 검사용 시편 구조체 제조장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING TEST PIECE FOR INSPECTING TEST PIECE}
본 발명은 시편 구조체를 형성하는 성형홀을 간접가열하여 균일하고 안정적으로 열전도하여 시편 구조체의 열화 및 탄화를 방지하여 시편 본 성상을 유지할 수 있는, 시편 검사용 시편 구조체 제조장치에 관한 것이다.
통상, 금속시편을 고배율의 광학현미경 또는 전자현미경으로 정밀하게 관찰 및 검사하기 위해서, 금속시편을 특수 연마장치에 의해 연마한다.
한편, 연마장치에 금속시편을 안정적으로 고정한 후 연마하기 위해서는, 금속시편을 연마성을 갖는 분말성분 또는 액상의 레진에 의해 일정 형태로 커버하여 경화시켜서 금속시편 구조체를 제작하기도 한다.
예컨대, 종래에는 원통형상의 성형홀에 금속시편과 레진분말을 순차적으로 투입한 후, 외주면에 열선이 권취된 성형홀을 가열하여 레진분말을 액화시킨 후 경화시켜서 금속시편 구조체를 형성한다.
이와 같은 과정에서, 열선에 의해서는 레진분말을 균일하게 가열할 수 없고, 레진분말이 열화되거나 탄화되어 시편의 성상이 변화되기도 한다.
또한, 경화된 금속시편 구조체를 성형홀로부터 상부로 인출하는 것이 불편할 뿐만 아니라 냉각에 따른 소요시간이 상당히 소요되고, 인출과정에서 금속시편 구조체가 손상되기도 한다.
이에, 성형홀로 균일하고 안정적으로 열전도하여 시편 구조체의 열화 및 탄화를 방지할 수 있는 성형기술이 요구된다.
한국 등록특허공보 제10-1732009호 (시편 처리 장치, 2017.04.258) 한국 등록특허공보 제10-1320662호 (수소유기균열 측정 시편 제작용 지그 장치, 2013.10.14)
본 발명의 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 시편 구조체를 형성하는 성형홀을 간접가열하여 균일하고 안정적으로 열전도하여 시편 구조체의 열화 및 탄화를 방지할 수 있는, 시편 검사용 시편 구조체 제조장치를 제공하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하고자, 본 발명은, 본체; 상기 본체의 상단에 형성되고, 시편 및 레진분말이 내부공간에 충진되도록 원통형상으로 관통 형성된 성형홀이 복수로 형성된, 시편 구조체 형성부; 레진분말을 저장하고, 상기 성형홀로의 시편의 투입 후 레진분말을 투입하는 레진투입부; 상기 시편 구조체 형성부 상단에 승강하도록 형성되어 상기 성형홀에 충진된 레진분말을 가압 성형하는 가압 실린더부; 상기 시편 구조체 형성부 내부공간에 형성되고, 상기 성형홀에 직접 접촉하지 않도록 가열라인이 배열되어 상기 성형홀로 고온을 전달하여 레진분말을 액화시키는 가열부; 상기 시편 구조체 형성부의 하단에 형성되고, 상기 성형홀에서 경화되어 자중에 의해 낙하된 시편 구조체를 인출하는 인출부; 및 상기 레진투입부의 레진분말의 정량투입과, 상기 가압 실린더부의 가압 성형과, 상기 가열부의 가열을 제어하는 제어부;를 포함하는, 시편 검사용 시편 구조체 제조장치를 제공한다.
여기서, 상기 시편 구조체 형성부 내부공간에 열매체유가 충진되고, 상기 가열라인의 가열시 150℃ 내지 300℃로 가열된 상기 열매체유를 통해 상기 성형홀로 중탕방식으로 고온을 전달할 수 있다.
또한, 상기 시편 구조체 형성부는 상기 본체 상단에 열차단 격벽에 의해 구분되어 복수로 형성될 수 있다.
또한, 상기 시편 구조체 형성부 내부공간에 형성되고, 상기 성형홀에 직접 접촉하지 않도록 냉각라인이 상기 가열라인과 교차 배열되어 경화된 상기 시편 구조체를 배출한 상기 성형홀을 강제 냉각하는, 냉각부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 가압 실린더부에 의한 레진분말의 가압 중 레진분말의 액화로 인한 압력증가분에 상응하여 상기 가압 실린더부의 가압력을 조절할 수 있다.
또한, 상기 인출부는, 상기 성형홀로부터 자중에 의해 낙하된 상기 시편 구조체를 직립 수용하는 수용홀과, 상기 수용홀이 형성된 인출판과, 상기 인출판의 양측면에 형성되어 상기 인출판의 전후 슬라이딩을 가이드하는 레일과, 상기 인출판의 전단에 형성된 손잡이와, 상기 인출판을 상기 본체 상단에 고정하는 고정레버로 구성될 수 있다.
또한, 상기 가압 실린더부는, 상기 성형홀의 레진분말을 가압하는 고내열성 소재의 가압구와, 상기 가압구와 결합된 실린더 로드와, 상기 실린더 로드를 스트로크하는 실린더로 구성될 수 있다.
또한, 상기 레진투입부는, 레진분말을 저장하는 저장통과, 상기 저장통으로부터 상기 성형홀로 연결된 플렉서블 투입관과, 상기 저장통 내부에서 상기 플렉서블 투입관으로 레진분말을 정량투입하도록 하는 투입펌프로 구성될 수 있다.
또한, 상기 시편 구조체 형성부 내부공간에 공기가 충진되고, 상기 가열라인의 가열시 150℃ 내지 300℃로 가열된 열원을 통해 상기 성형홀로 고온을 전달하고, 상기 시편 구조체 형성부 내부공간의 외벽 내측에 차열층을 형성하여 외벽으로 고온이 전달되는 것을 차단할 수 있다.
또한, 상기 시편은 금속시편일 수 있다.
본 발명에 의하면, 시편 구조체를 형성하는 성형홀을 간접가열하여 균일하고 안정적으로 열전도하여 시편 구조체의 열화 및 탄화를 방지할 수 있고, 시편 구조체의 가압 성형 작업을 동시에 수행하여 연속적이고 대량 성형이 가능하도록 하고, 강제 냉각하여 후속하는 시편 구조체 가압 성형 작업을 연속적으로 수행하도록 하고, 내부 구성 부품의 내구성을 향상시키고, 작업자의 실수로 인한 화상을 예방하도록 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 시편 검사용 시편 구조체 제조장치의 사시도를 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 시편 검사용 시편 구조체 제조장치의 정면도를 도시한 것이다.
도 3은 도 1의 시편 검사용 시편 구조체 제조장치의 평면도를 도시한 것이다.
도 4는 도 1의 시편 검사용 시편 구조체 제조장치의 일부를 분리 도시한 것이다.
도 5는 도 1의 시편 검사용 시편 구조체 제조장치의 인출부의 인출과정을 예시한 것이다.
도 6은 도 1의 시편 검사용 시편 구조체 제조장치에 의한 제조과정을 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 전술한 특징을 갖는 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하고자 한다.
본 발명의 실시예에 의한 시편 검사용 시편 구조체 제조장치는, 본체(110), 본체(110)의 상단에 형성되고, 시편 및 레진이 내부공간에 충진되도록 원통형상으로 관통 형성된 성형홀(121)이 복수로 형성된, 시편 구조체 형성부(120), 레진분말을 저장하고, 성형홀(121)로의 시편의 투입 후 레진분말을 투입하는 레진투입부(130), 시편 구조체 형성부(120) 상단에 승강하도록 형성되어 성형홀(121)에 충진된 레진분말을 가압 성형하는 가압 실린더부(140), 시편 구조체 형성부(120) 내부공간에 형성되고, 성형홀(121)에 직접 접촉하지 않도록 가열라인(151)이 배열되어 성형홀(121)로 고온을 전달하여 레진분말을 액화시키는 가열부, 시편 구조체 형성부(120)의 하단에 형성되며, 성형홀(121)에서 경화되어 자중에 의해 낙하된 시편 구조체(10)를 인출하는 인출부(160), 및 레진투입부(130)의 레진분말의 정량투입과, 가압 실린더부(140)의 가압 성형과, 가열부의 가열을 제어하는 제어부(170)를 포함하여, 성형홀(121)로 균일하고 안정적으로 열전도하여 시편 구조체(10)의 열화 및 탄화를 방지하는 것을 요지로 한다.
이하, 도 1 내지 6을 참조하여, 전술한 구성의 시편 검사용 시편 구조체 제조장치를 구체적으로 상술하면 다음과 같다.
우선, 본체(110)는 내부구성을 커버하여 보호하며, 전면에 제어부(170)의 조작부가 형성되고, 후술하는 시편 구조체 형성부(120)와 레진투입부(130)와 가압 실린더부(140)와 가열부와 인출부(160)를 지지한다.
다음, 시편 구조체 형성부(120)는 저면에 시편의 일부가 노출되고 시편을 고정하도록 레진분말이 액화되어 경화된 원통형상의 시편 구조체(10)(도 6 참조)를 형성하는 공간을 제공하는 구성으로서, 도 1, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본체(110)의 상단에 형성되고, 시편 및 레진분말이 내부공간에 충진되도록 원통형상으로 관통 형성된 성형홀(121)이 복수로, 예컨대 2×2 매트릭스 형태로 배열 형성될 수 있다.
한편, 성형홀(121)의 내측면에는 고내열성의 유막층이 도포되어 경화된 시편 구조체(10)가 성형홀(121)로부터 자중에 의해 인출부(160)로 쉽게 낙하되도록 할 수도 있다.
또한, 시편은 금속시편일 수 있다.
다음, 레진투입부(130)는 각 가압 실린더부(140)의 측면에 고정 형성되어, 레진분말을 저장하고, 성형홀(121)로의 시편의 투입 후 시편 상부에 레진분말을 투입하여 덮도록 한다.
구체적으로, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 레진투입부(130)는 레진분말을 저장하는 저장통(131)과, 저장통(131)으로부터 성형홀(121)로 연결된 플렉서블 투입관(132)과, 저장통(131) 내부에서 플렉서블 투입관(132)으로 레진분말을 정량투입하도록 하는 투입펌프(미도시)로 구성될 수 있다.
다음, 가압 실린더부(140)는 시편 구조체 형성부(120) 상단에 승강하도록 형성되어 성형홀(121)에 충진된 레진분말을 가열부에 의해 인가된 고온 하에 가압 성형하여 원통형상의 시편 구조체(10)를 형성한다.
구체적으로, 가압 실린더부(140)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 성형홀(121)에 충진된 레진분말을 가압하는 고내열성 소재의 가압구(141)와, 가압구(141)와 결합된 실린더 로드(142)와, 실린더 로드(142)를 스트로크하는 유압 또는 공압 실린더(미도시)로 구성될 수 있다.
다음, 가열부는 시편 구조체 형성부(120) 내부공간에 형성되고, 성형홀(121)에 직접적으로 접촉하지 않도록 가열라인(151)이 직선형으로 또는 곡선형으로 다수 배열되어 성형홀(121)로 고온을 전달하여 레진분말을 액화시킨다.
여기서, 가열라인(151)이 형성된 시편 구조체 형성부(120) 내부공간에 열매체유(heating medium oil)가 충진되고, 외부 전원 인가에 따른 열선형태의 가열라인(151)의 가열시 150℃ 내지 300℃로 가열된 열매체유를 통해 성형홀(121)로 중탕방식으로 고온을 전달하여서 레진분말을 액화시키도록 구성될 수 있다.
또는, 직접적인 가열방식으로, 시편 구조체 형성부(120) 내부공간에 공기가 충진되고, 외부 전원 인가에 따른 열선형태의 가열라인(151)의 가열시 150℃ 내지 300℃로 가열된 열원을 통해 성형홀(121)로 고온을 대류방식으로 인가하여서 레진분말을 액화시키도록 구성될 수 있고, 또한 기존의 다양한 간접적인 가열방식이 적용될 수도 있다.
한편, 시편 구조체 형성부(120) 내부공간의 고온이 외부에 영향을 주는 것을 방지하도록, 시편 구조체 형성부(120) 내부공간의 외벽 내측에 차열층(미도시)을 형성하여 외벽으로 고온이 전달되는 것을 차단하도록 할 수도 있다.
다음, 인출부(160)는 시편 구조체 형성부(120)의 하단에 본체(110) 전면으로부터 전후 슬라이딩하도록 형성되고, 성형홀(121)에서 경화되어 자중에 의해 낙하된 시편 구조체(10)를 외부로 인출하도록 한다.
구체적으로, 인출부(160)는, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 성형홀(121)로부터 자중에 의해 낙하된 시편 구조체(10)를 직립 수용하는 수용홀(161)과, 수용홀(161)이 형성된 인출판(162)과, 인출판(162)의 양측면에 형성되어 인출판(162)의 전후 슬라이딩을 가이드하는 레일(163)과, 인출판(162)의 전단에 형성된 손잡이(164)와, 인출판(162)을 본체(110) 상단에 고정하여 가압 실린더부(140)에 의한 가압 성형시 움직이지 않도록 고정하는 고정레버(165)로 구성되어서, 경화 완료된 시편 구조체(10)를 인출하여 시편 검사용 장치(미도시)에 투입하여 검사하도록 할 수 있다.
다음, 제어부(170)는 레진투입부(130)의 레진분말의 정량투입과, 가압 실린더부(140)의 가압 성형과, 가열부의 가열을 제어한다.
여기서, 제어부(170)는 가압 실린더부(140)에 의한 레진분말의 가압 중 레진분말의 액화에 따른 부피팽창으로 인한 압력증가분에 상응하여 가압 실린더부(140)의 가압력을 조절하여서, 액화된 레진분말과 시편 사이에 공극(air gap)이 형성되지 않도록 하여 불량률을 최소화하도록 할 수 있다.
한편, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 시편 구조체 형성부(120) 내부공간에 형성되고, 성형홀(121)에 직접 접촉하지 않도록 냉매가 순환하는 냉각라인(181)이 가열라인(151)과 교차하여 직선형으로 또는 곡선형으로 배열되어 경화된 시편 구조체(10)를 배출한 성형홀(121)과 시편 구조체(10)를 강제 냉각하는, 냉각부를 더 포함하여서, 후속하는 시편 구조체 가압 성형 작업을 연속적으로 수행하도록 하고, 내부 구성 부품의 내구성을 향상시키고, 작업자의 실수로 인한 화상을 예방하도록 할 수 있다.
또한, 시편 구조체 형성부(120)는 본체(110) 상단에 열차단 격벽(122)에 의해 물리적으로 구분되어 복수로 형성될 수 있다.
즉, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 열차단 격벽(122)의 좌우에 시편 구조체 형성부(120)가 각각 형성되어, 시편 구조체(10)의 가압 성형 작업을 동시에 수행하여 연속적이고 대량 성형이 가능하도록 하고, 일측의 시편 구조체 형성부(120)에서의 고온이 타측의 시편 구조체 형성부(120)로 전달되지 않도록 하여 시편 구조체(10)의 가압 성형 작업에 영향을 주지않도록 할 수도 있다.
도 6은 도 1의 시편 검사용 시편 구조체 제조장치에 의한 제조과정을 개략적으로 도시한 것으로, 이를 참조하여, 시편 검사용 시편 구조체 제조과정을 간략히 상술하면 다음과 같다.
우선, 금속시편을 성형홀(121)의 저면에 투입하고, 레진투입부(130)로부터 정량의 레진분말을 성형홀(121)에 투입하여 금속시편을 덮도록 한다(S110).
이후, 가열부에 의해 성형홀(121)로 고온을 전달하여 레진분말을 액화시킨다(S120).
이후, 가압 실린더부(140)에 의해 성형홀(121)에 충진된 레진분말을 가열부에 의해 인가된 고온 하에 가압 성형하여 원통형상의 시편 구조체(10)를 형성한다(S130).
이후, 인출부(160)에 의해 성형홀(121)에서 경화되어 자중에 의해 낙하된 시편 구조체(10)를 외부로 인출하도록 한다(S140).
이후, 냉각부에 의해 경화된 시편 구조체(10)를 배출한 성형홀(121)과 시편 구조체(10)를 강제 냉각한다(S150).
따라서, 전술한 바와 같은 시편 검사용 시편 구조체 제조장치의 구성에 의해서, 시편 구조체를 형성하는 성형홀을 간접가열하여 균일하고 안정적으로 열전도하여 시편 구조체의 열화 및 탄화를 방지할 수 있고, 시편 구조체의 가압 성형 작업을 동시에 수행하여 연속적이고 대량 성형이 가능하도록 하고, 강제 냉각하여 후속하는 시편 구조체 가압 성형 작업을 연속적으로 수행하도록 하고, 내부 구성 부품의 내구성을 향상시키고, 작업자의 실수로 인한 화상을 예방하도록 할 수 있다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
110 : 본체 120 : 시편 구조체 형성부
121 : 성형홀 122 : 열차단 격벽
130 : 레진투입부 131 : 저장통
132 : 플렉서블 투입관 140 : 가압 실린더부
141 : 가압구 142 : 실린더 로드
151 : 가열라인 160 : 인출부
161 : 수용홀 162 : 인출판
163 : 레일 164 : 손잡이
165 : 고정레버 170 : 제어부
181 : 냉각라인 10 : 시편 구조체

Claims (10)

  1. 본체;
    상기 본체의 상단에 형성되고, 시편 및 레진분말이 내부공간에 충진되도록 원통형상으로 관통 형성된 성형홀이 복수로 형성된, 시편 구조체 형성부;
    레진분말을 저장하고, 상기 성형홀로의 시편의 투입 후 레진분말을 투입하는 레진투입부;
    상기 시편 구조체 형성부 상단에 승강하도록 형성되어 상기 성형홀에 충진된 레진분말을 가압 성형하는 가압 실린더부;
    상기 시편 구조체 형성부 내부공간에 형성되고, 상기 성형홀에 직접 접촉하지 않도록 가열라인이 배열되어 상기 성형홀로 고온을 전달하여 레진분말을 액화시키는 가열부;
    상기 시편 구조체 형성부의 하단에 형성되고, 상기 성형홀에서 경화되어 자중에 의해 낙하된 시편 구조체를 인출하는 인출부; 및
    상기 레진투입부의 레진분말의 정량투입과, 상기 가압 실린더부의 가압 성형과, 상기 가열부의 가열을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 시편 구조체 형성부 내부공간에 형성되고, 상기 성형홀에 직접 접촉하지 않도록 냉각라인이 상기 가열라인과 교차 배열되어 경화된 상기 시편 구조체를 배출한 상기 성형홀을 강제 냉각하는, 냉각부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 시편 검사용 시편 구조체 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시편 구조체 형성부 내부공간에 열매체유가 충진되고, 상기 가열라인의 가열시 150℃ 내지 300℃로 가열된 상기 열매체유를 통해 상기 성형홀로 중탕방식으로 고온을 전달하는 것을 특징으로 하는, 시편 검사용 시편 구조체 제조장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 시편 구조체 형성부는 상기 본체 상단에 열차단 격벽에 의해 구분되어 복수로 형성되는 것을 특징으로 하는, 시편 검사용 시편 구조체 제조장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 가압 실린더부에 의한 레진분말의 가압 중 레진분말의 액화로 인한 압력증가분에 상응하여 상기 가압 실린더부의 가압력을 조절하는 것을 특징으로 하는, 시편 검사용 시편 구조체 제조장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 인출부는, 상기 성형홀로부터 자중에 의해 낙하된 상기 시편 구조체를 직립 수용하는 수용홀과, 상기 수용홀이 형성된 인출판과, 상기 인출판의 양측면에 형성되어 상기 인출판의 전후 슬라이딩을 가이드하는 레일과, 상기 인출판의 전단에 형성된 손잡이와, 상기 인출판을 상기 본체 상단에 고정하는 고정레버로 구성되는 것을 특징으로 하는, 시편 검사용 시편 구조체 제조장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가압 실린더부는, 상기 성형홀의 레진분말을 가압하는 고내열성 소재의 가압구와, 상기 가압구와 결합된 실린더 로드와, 상기 실린더 로드를 스트로크하는 실린더로 구성되는 것을 특징으로 하는, 시편 검사용 시편 구조체 제조장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 레진투입부는, 레진분말을 저장하는 저장통과, 상기 저장통으로부터 상기 성형홀로 연결된 플렉서블 투입관과, 상기 저장통 내부에서 상기 플렉서블 투입관으로 레진분말을 정량투입하도록 하는 투입펌프로 구성되는 것을 특징으로 하는, 시편 검사용 시편 구조체 제조장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 시편 구조체 형성부 내부공간에 공기가 충진되고, 상기 가열라인의 가열시 150℃ 내지 300℃로 가열된 열원을 통해 상기 성형홀로 고온을 전달하고, 상기 시편 구조체 형성부 내부공간의 외벽 내측에 차열층을 형성하여 외벽으로 고온이 전달되는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는, 시편 검사용 시편 구조체 제조장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 시편은 금속시편인 것을 특징으로 하는, 시편 검사용 시편 구조체 제조장치.
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