KR102574960B1 - 초음파 진동회전판을 이용한 마이크로 금속파우더 제작장치 - Google Patents

초음파 진동회전판을 이용한 마이크로 금속파우더 제작장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102574960B1
KR102574960B1 KR1020220107188A KR20220107188A KR102574960B1 KR 102574960 B1 KR102574960 B1 KR 102574960B1 KR 1020220107188 A KR1020220107188 A KR 1020220107188A KR 20220107188 A KR20220107188 A KR 20220107188A KR 102574960 B1 KR102574960 B1 KR 102574960B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
molten metal
chamber
metal
metal powder
plate
Prior art date
Application number
KR1020220107188A
Other languages
English (en)
Inventor
박은수
이호원
Original Assignee
박은수
이호원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박은수, 이호원 filed Critical 박은수
Priority to KR1020220107188A priority Critical patent/KR102574960B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102574960B1 publication Critical patent/KR102574960B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/04Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/0832Handling of atomising fluid, e.g. heating, cooling, cleaning, recirculating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/086Cooling after atomisation
    • B22F2009/0876Cooling after atomisation by gas
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2202/00Treatment under specific physical conditions
    • B22F2202/01Use of vibrations

Landscapes

  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 초음파 진동회전판을 이용한 마이크로 금속파우더 제작장치에 관한 것이다. 이는, 외부로부터 투입된 금속소재를 용융시키는 용융로와; 용융로로부터 용융금속을 전달받아 수용하고, 하측부에 배출구를 갖는 보온로와; 상기 배출구를 개폐하여 융용금속이 배출구를 통해 배출되게 하는 개폐부과; 보온로의 하부에 위치하며, 배출되는 용융금속의 상변화공간을 제공하는 챔버와; 배출구의 수직하부에 위치하고, 낙하하는 용융금속과 충돌하여 용융금속을 미립화시킴과 동시에 미립화된 용융금속을 확산시키는 충돌회전판을 구비한 타격확산부와; 챔버 내부의 온도를 낮추어, 미립화된 용융금속이 하강하면서 상변화를 통해 고체의 마이크로 금속파우더로 변화하게 하는 냉각수단을 포함한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 초음파 진동회전판을 이용한 마이크로 금속파우더 제작장치는, 낙하하는 용용금속을 진동판으로 타격함과 동시에 확산시키므로, 금속액적의 뭉침 현상이 거의 없어 양호한 상태의 마이크로볼을 생산할 수 있다.

Description

초음파 진동회전판을 이용한 마이크로 금속파우더 제작장치{Micro metal powder manufacturing device using ultrasonic vibrating rotating plate}
본 발명은, 마이크로 금속파우더 제작장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 낙하하는 용융금속을 타격함과 동시에 원심력을 가하여 퍼뜨림으로써, 향상된 미립화 효율을 제공하는, 초음파 진동회전판을 이용한 마이크로 금속파우더 제작장치에 관한 것이다.
기판의 플립칩 제조공정에서 진행되는 솔더페이스트 인쇄는, 범프 사이즈의 균일화가 어렵고 또한 범프 상호간의 단락에 의한 불량 발생율이 높다는 문제를 갖는다. 이런 단점을 해결하기 위한 것으로서 다양한 방법이 제안되고 있으며, 그 중에는 마이크로 금속볼을 이용한 범핑공정도 포함된다.
마이크로 금속볼을 이용한 범핑공정은, 다수의 마이크로 금속볼을, 실장할 칩의 전극에 배치 및 용착시키고, 이를 기판에 그대로 고정하는 프로세스이다. 이러한 마이크로 금속볼을 이용한 범핑공정을 수행하기 위해서는 균일한 사이즈의 마이크로 금속볼이 필요하다.
마이크로 금속볼을 제작하기 위한 종래의 장치로는, 국내 공개특허공보 제10-2003-0085863호를 통해 개시된, 가스플레임 애터마이징법에 의한 마이크로 금속볼 제조방법 및 그 제조장치가 있다.
개시된 제조장치는, 미세금속와이어를 공급하는 와이어 공급장치, 미세금속와이어를 미세금속편으로 절단하는 절단장치와, 미세금속편을 용융실을 통과시켜 용융시킴으로써 표면장력에 의해 구형 용융볼을 형성하기 위한 가열장치와, 구형 용융볼을 더욱 낙하시켜 냉각실을 통과하여 냉각시킴으로써 구형 금속볼로 냉각, 응고시키도록 가스분출노즐의 하단에서 연결관을 통해 연결되는 냉각장치를 포함하여 구성되는 마이크로 금속볼 제조장치에 있어서: 가열장치가, 낙하하는 미세금속편에 미세금속편의 용융온도보다 약간 높은 온도로 플레임의 열을 가하여 표면장력에 의해 구형 용융볼을 형성하도록 용융실로 가스를 공급, 분출시키고 연소시켜 플레임을 발생시키기 위한 가스분출노즐을 포함한 구조를 갖는다.
그런데, 상기한 종래 금속볼 제조장치는, 금속와이어를 절단 하고 그 후 용융시키는 방식으로서, 작업 시간이 오래 걸리고, 생산되는 마이크로 금속볼의 사이즈를 조절할 수 없었다. 사이즈를 키우기 위해 미세와이어의 절단 길이를 늘릴 경우, 기껏해야 타원형 볼을 생산할 수 있을 뿐이었다.
본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 금속액적의 뭉침 현상이 거의 없어 양호한 상태의 마이크로볼을 생산할 수 있는, 초음파 진동회전판을 이용한 마이크로 금속파우더 제작장치를 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결수단으로서의 본 발명의 초음파 진동회전판을 이용한 마이크로 금속파우더 제작장치는, 외부로부터 투입된 금속소재를 용융시키는 용융로와; 용융로로부터 용융금속을 전달받아 수용하고, 하측부에 배출구를 갖는 보온로와; 상기 배출구를 개폐하여 융용금속이 배출구를 통해 배출되게 하는 개폐부과; 보온로의 하부에 위치하며, 배출되는 용융금속의 상변화공간을 제공하는 챔버와; 배출구의 수직하부에 위치하고, 낙하하는 용융금속과 충돌하여 용융금속을 미립화시킴과 동시에 미립화된 용융금속을 확산시키는 충돌회전판을 구비한 타격확산부와; 챔버 내부의 온도를 낮추어, 미립화된 용융금속이 하강하면서 상변화를 통해 고체의 마이크로 금속파우더로 변화하게 하는 냉각수단을 포함한다.
또한, 상기 타격확산부는; 챔버 내에 고정된 케이싱과, 케이싱에 내장되고 회전력을 출력하는 모터와, 모터의 회전력을 전달받아 회전함과 동시에 수직방향의 진동에너지를 출력하는 초음파발진기와, 초음파발진기의 상부에 고정되고, 케이싱 상부로 연장되며 연장단부가 상기 충돌회전판과 결합하는 수직로드가 포함된다.
그리고, 상기 충돌회전판은 일정두께를 갖는 디스크의 형상을 취하며, 수직방향 진동을 통해 용융금속을 타격함과 동시에 용융금속에 원심력을 가하여 미립화된 용융금속이 원심력의 작용에 의해 주변으로 퍼지게 한다.
아울러, 상기 충돌회전판의 상면에는 요철부가 형성된다.
또한, 상기 충돌회전판의 상부에는, 충돌회전판의 상면을 커버하는 커버판과, 커버판을 승강 가능하게 지지하는 이탈방지홀더와, 커버판을 상향 탄성 지지하는 스프링이 더 구비된다.
또한, 상기 챔버의 내부에, 산소와 질소를 포함하는 가스를 공급하는 가스공급부가 더 포함되고, 상기 냉각수단은; 챔버와 연결되며 챔버 내부의 가스를 챔버 외부로 유도하는 배기관과, 배기관을 통과한 가스를 냉각시키는 냉각부와, 냉각부에 의해 냉각된 가스를 챔버로 주입하는 가스피더를 갖는다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 초음파 진동회전판을 이용한 마이크로 금속파우더 제작장치는, 낙하하는 용용금속을 진동판으로 타격함과 동시에 확산시키므로, 금속액적의 뭉침 현상이 거의 없어 양호한 상태의 마이크로볼을 생산할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 진동회전판을 이용한 마이크로 금속파우더 제작장치의 전체 구성을 나타내 보인 도면이다.
도 2는 도 1에 도시한 정량공급부의 내부 구조를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 용융금속분출부의 구성과 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시한 용융금속바운스부를 별도로 도시한 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 도 4에 도시한 진동회전판의 변형 예를 나타내 보인 측단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 진동회전판을 이용한 마이크로 금속파우더 제작장치(10)의 전체 구성을 나타내 보인 도면이고, 도 2는 도 1에 도시한 정량공급부의 내부 구조를 도시한 단면도이다. 또한, 도 3은 도 1의 용융금속분출부의 구성과 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 도 1에 도시한 용융금속바운스부를 별도로 도시한 도면이다. 그리고, 도 5a 내지 도 5e는 도 4에 도시한 진동회전판의 변형 예를 나타내 보인 측단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른, 초음파 진동회전판을 이용한 마이크로 금속파우더 제작장치(10)는, 용융로(11), 용융금속분출부(30), 챔버(55), 타격확산부(40), 가스공급부(69), 냉각수단을 포함한다.
용융로(11)는, 외부로부터 투입된 금속 소재를 용융시키는 역할을 한다. 금속 소재는 마이크로 금속파우더를 만들기 위한 원자재로서, 가령, 주석, 은, 구리, 비스무스, 인듐, 니켈, 코발트합금 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 용융로(11)에는 용융로(11)를 가열하기 위한 히터(11a)가 설치된다. 용융로(11) 내에서 용용된 용융금속은, 유도파이프(13)를 통과해 융융금속분출부(30)로 이송된다.
용융금속분출부(30)는, 유도파이프(13)를 통해 전달받은 용융금속을 일단 수용하며 배출구(33a)를 통해 하부로 배출한다. 배출구(33a)를 통해 배출되는 용융금속은, 후술할 타격확산부(40)와 충돌하여 미립화 된 상태로, 퍼지며 챔버(55) 내에서 금속으로 상변화 한다. 상변화 한 것이 마이크로 금속파우더이다. 마이크로 금속파우더의 입도는 10㎛ 내지 40㎛ 일 수 있다.
용융금속분출부(30)에는, 보온로(33)와, 개폐부(31)가 포함된다. 보온로(33)는, 밀폐된 공간을 제공하며 유도파이프(13)와 연결된다. 유도파이프(13)의 단부는 보온로(33)의 내부에 인입 고정된다. 유도파이프(13)를 통해 공급된 융융금속(101)이 보온로(33) 내에 임시 수용된다.
또한, 보온로(33)의 내부에는 액위센서(35)가 설치된다. 액위센서(35)는 보온로 내의 용융금속(101)의 액위를 감지하여 컨트롤러(53)로 전달한다. 컨트롤러(53)는 용융금속(101)의 액위가 떨어졌을 때 정량공급부(20)를 개방하여 용융금속을 보충한다. 또한 액위가 정상 액위를 넘으면 용융금속의 공급을 차단한다.
보온로(33)의 바닥부에 형성된 배출구(33a)는, 용융금속이 빠지는 관통구멍으로서, 개폐로드(31c)에 의해 개폐된다. 그리고 보온로(33)의 외측에는 온도유지히터(37)가 설치된다. 온도유지히터(37)는 보온로(33) 내의 용융금속의 온도를 유지시킨다. 아울러, 보온로(33)의 내부 압력, 즉, 용융금속(101) 액면 상부의 압력을 대기압보다 높게 유지하기 위한 가압수단이 적용 가능하다.
개폐부(31)는, 개폐로드(31c)와 제2액추에이터(31a)를 갖는다. 개폐부(31)는, 배출구(33a)를 개폐하여 용융금속의 배출을 조절한다. 이를테면, 공정을 시작할 때 개방하고, 공정을 마무리할 때 차단하는 것이다.
개폐로드(31c)는, 일정직경을 갖는 환봉형 부재로서, 배출구(33a)의 수직 상부에 승강 가능하도록 설치되고 보온로(33) 상부로 연장된다. 개폐로드(31c)가 하강하면 배출구(33a)가 막히고, 상승하면 배출구(33a)가 개방된다.
제2액추에이터(31a)는, 개폐로드(31c)의 상단부와 결합하고, 개폐로드를 수직방향으로 승강시켜, 개폐로드가 배출구(33a)를 개방 또는 차단하게 한다. 제2액추에이터(31a)는 컨트롤러(53)에 의해 제어될 수 있다
유도파이프(13)는, 위에 설명한 바와 같이, 용융로(11)와 보온로(33)를 연결하는 파이프로서, 정량공급부(20)를 갖는다. 정량공급부(20)는, 컨트롤러(53)에 의해 제어되며 유도파이프(13)를 통과하는 용융금속의 유량을 조절한다.
도 2에 정량공급부(20)를 별도로 도시하였다.
도 2에 도시한 바와 같이, 정량공급부(20)는, 하우징(21), 밸브바디(25), 제1액추에이터(23), 승강셔터(24)를 포함한다.
하우징(21)은 유입통로(21c)와 유출통로(21d)를 가지며 수직 상부로 연장된 가이드홀(21a)을 제공한다. 유도파이프(13)는 유입통로(21c) 및 유출통로(21d)에 각각 나사 결합한다. 가이드홀(21a)은 승강셔터(24)를 승강 가능하게 지지하는 구멍이다.
밸브바디(25)는 하우징(21)에 내장되는 부재로서, 내부통로(25a)를 갖는다. 내부통로(25a)는 유입통로(21c)를 통해 유입한 융융금속을 유출통로(21d)로 유도하는 통로이다. 내부통로(25a)의 내측에는 셔터밀착부(25b)가 형성되어 있다. 셔터밀착부(25b)는 하사점 까지 내려온 승강셔터(24)의 하단부와 밀착하는 걸림턱이다. 승강셔터(24)가 셔터밀착부(25b)에 밀착하면 내부통로(25a)가 차단된다.
또한 내부통로(25a)의 상부에는 수직통로(25e)가 형성되어 있다. 수직통로(25e)는 가이드홀(21a)과 동일한 중심축선을 가지고, 승강셔터(24)를 승강 가능하게 지지한다.
제1액추에이터(23)는 하우징(21)의 상부에 고정되며 승강셔터(24)를 승강시킨다. 위에 설명한 바와 같이, 승강셔터(24)가 하강하면 내부통로(25a)가 차단되고, 상승하면 내부통로(25a)가 개방되어 용융금속의 공급이 이루어진다. 제1액추에이터(23)는 컨트롤러(53)에 의해 제어된다.
상기 배출구(33a)로부터 배출된 용융금속은, 챔버(55) 내에서 타격확산부(40)와 부딪혀 미립자 형태의 액적으로 분해된다. 챔버(55)는 외부로부터 밀폐된 공간을 제공하며, 금속액적이 고체로 상변화하여 마이크로 금속파우더로 변모하는 공간을 제공한다. 챔버(55)의 하부에는 배출밸브(55a)가 마련되어 있다. 배출밸브(55a)는 마이크로 금속파우더를 하부로 빼내는 통로이다. 즉, 배출밸브(55a)를 개방하여 마이크로 금속파우더를 빼내는 것이다.
챔버(55)에는 진공펌프(59)가 연결된다. 진공펌프(59)는 금속파우더 제작 공정을 시작하기 전에, 챔버(55) 내부의 압력을 낮춤과 아울러 먼지 등을 챔버(55) 외부로 뽑아낸다.
타격확산부(50)는, 배출구(33a)의 수직하부에 위치하고, 낙하하는 용융금속과 충돌하여 용융금속을 미립화 시킴과 동시에 미립화된 용융금속을 챔버 내에서 확산시키는 역할을 한다.
타격확산부(50)에는, 케이싱(41), 모터(42), 초음파발진기(43), 메인베어링(46), 고정대(41a), 수직로드(48), 상단베어링(47), 충돌회전판(49)가 포함된다.
케이싱(41)은, 지지구조체(55c)에 의해 챔버(55)내에 고정된다. 케이싱(41)은 보온로(33)의 수직방향 하부에 위치한다.
모터(42)는 케이싱(41)의 바닥부에 장착되며 컨트롤러(53)로부터 신호를 전달 받아 구동축(42a)을 통해 회전력을 출력한다. 모터(42) 구동축과 개폐로드(31c)의 중심축선은 일치한다.
초음파발진기(43)는, 컨트롤러(53)의 제어에 의해 상하방향의 진동을 출력하는 진동발생수단이다. 초음파발진기(43)는 모터(42)의 상부에서 커넥터(44)를 통해 구동축(42a)에 연결된다. 모터(42)의 구동 시 초음파발진기(43) 자체가 축회전 하는 것이다.
메인베어링(46)은 초음파발진기(43)를 수용하며 초음파발진기(43)를 지지한다. 메인베어링(46)을 적용함으로써 초음파발진기(43)의 고속 회전이 가능하다. 메인베어링(46)은 고정대(41a)에 의해 케이싱(41) 내부에 고정된다.
수직로드(48)는 초음파발진기(43)에 고정된 상태로 케이싱 상부로 연장된 샤프트이다. 수직로드(48)의 중심축선은 모터 구동축(42a)의 중심축선과 일치한다. 수직로드(48)은, 모터(42)의 동작 시, 초음파발진기(43)와 함께 화살표 a방향이나 그 반대 방향으로 축회전한다.
수직로드(48)는 상단베어링(47)에 의해 지지된다. 상단베어링(47)은 케이싱(41)의 상측부에 설치된 상태로, 수직로드(48)를 감싸 수직로드의 축회전을 지지한다.
충돌회전판(49)은 일정두께를 갖는 디스크형 부재로서 수직로드(48)의 상단부에 고정된다. 충돌회전판(49)은 모터(42)의 구동에 의해 회전운동 함과 동시에 수직방향으로 진동한다. 충돌회전판(49)의 수직방향 진동은 초음파발진기(43)의 동작에 의한 것이다.
한편, 상기 보온로(33)의 배출구(33a)를 통해 하부로 낙하하는 용융금속의 액적은, 수직방향으로 진동하고 있는 충돌회전판(49)에 충돌하여 미립화 됨과 동시에 원심력을 전달받아 충돌회전판(49)의 주변으로 퍼뜨려진다. 미분화된 금속액적이 도 1의 화살표 d방향으로 퍼지며 상변화 하는 것이다. 상변화에 대한 설명은 후술된다.
충돌회전판(49)의 모양은 다양하게 변경 가능하다.
가령, 도 5에 도시한 충돌회전판(49)은 만곡홈부(49a)을 갖는다. 만곡홈부(49a)는 중앙부가 오목한 홈으로서, 충돌회전판(49)의 원심력에 의해 주변으로 퍼지는 액적은 화살표 e 방향의 상향류의 흐름을 갖게 된다. 도 5b의 충돌회전판(49)의 상면에는 만곡돌출부(49b)가 형성되어 있다. 만곡돌출부(49b)는 중앙부가 상부로 볼록하게 올라온 형상을 취한다.
또한, 도 5c의 충돌회전판(49)의 상면에는 물결형요철부(49d)가 형성되어 있다. 물결형요철부(49d)를 구성하는 돌출부는 동심원의 패턴을 갖는다. 도 5d의 충돌회전판 상면에는 톱니형요철부(49e)가 마련된다. 톱니형요철부(49e)를 구성하는 돌출부도 평면에서 봤을 때 동심원의 모양을 갖는다.
도 5e에 도시한 충돌회전판(49)은 상부에 커버판(49f)을 갖는다. 커버판(49f)은 충돌회전판(49)의 상면을 커버하는 디스크형 부재로서 이탈방지홀더(49g)와 스프링(49h)에 의해 지지된다.
이탈방지홀더(49g)는 하단부가 충돌회전판(49)의 상면에 고정된 부재로서, 커버판(49f)을 승강 가능하게 지지하되, 커버판(49f)이 이탈방지홀더의 상부로 이탈되는 것을 차단한다. 스프링(49h)은 이탈방지홀더(49g)을 감싼 상태로 커버판(49f)을 상향 탄성 지지한다. 커버판(49f)은 교체가 가능하다.
결국 커버판(49f)은 충돌회전판(49)의 상면을 커버한 상태로, 충돌회전판(49)과 동시에 상하로 진동함과 동시에 회전하여, 용융금속 액적을 미립화 시키며 원심력을 작용시켜 액적을 주변으로 퍼뜨린다.
한편, 가스공급부(69)는, 챔버(55)의 내부에, 산소와 질소를 포함하는 가스를 공급한다. 질소 95%와 산소 5%로 구성된 가스를, 가스피더(68)로 공급한다. 가스피더(68)는, 가스공급부(69)로부터 공급된 가스를 펌핑하여 급기관(68a)으로 유도한다. 가스는 급기관(68a)을 통해 챔버(55)의 내부로 분출된다.
챔버(55) 내부로 분출되는 가스는, 챔버의 내부 공간을 채우며, 미립화된 금속액적과 만나 금속액적을 냉각시키고, 냉각에 의해 상변화 되어 고체인 금속파우더로 변화한 금속파우더 표면에 산화막을 형성한다. 산화막은 금속파우더의 표면을 보호한다. 추후, 챔버(55) 외부로 배출된 마이크로 금속파우더(103)이 공기중에서 더 이상 산화되지 않도록 하는 것이다.
챔버(55) 내부의 가스는, 배기관(64)을 통해 배출된 후 필터부(65)와 열교환기(57)를 통과하며 냉각된 다음, 가스피더(68)에 의해 다시 급기관(68a)으로 공급된다. 필터부(65)는 가스에 섞여 있는 이물질을 제거하는 역할을 한다.
냉각수단은, 챔버(55) 내부의 온도를 낮추어, 미립화된 용융금속이 하강하면서 상변화를 통해 고체의 마이크로 금속파우더로 변화하게 하는 역할을 하는 것으로서, 위에 설명한 배기관(64), 냉각부, 가스피더(68)를 포함한다.
냉각부는, 필터부(65)를 통과한 가스를 냉각시키는 것으로서, 열교환기(67)와 냉각기(71)를 포함한다. 가스피더(68)는 열교환기(67)에 의해 냉각된 가스를 챔버(55)로 주입한다.
상기 구성을 갖는 본 실시예에 따른 마이크로 금속파우더 제작장치(10)의 작동은 다음과 같이 이루어진다.
먼저, 용융로(11) 내부에 금속소재를 투입한 후 용융시키고, 정량공급부(20)를 개방하여 용융금속을 보온로(33)로 전달한다.
또한 컨트롤러(53)를 통해 개폐로드(31c)를 반복적으로 개폐하여 용융금속이 배출구(33a)를 통해 하부로 빠지게 함과 동시에, 타격확산부(40)를 작동시킨다. 위에 설명한 바와 같이, 타격확산부(40)를 작동시키면, 충돌회전판(49)이 수직방향으로 진동함과 동시에 회전한다.
배출구(33a)를 통해 낙하한 용융금속은 충돌회전판(49)에 의해 타격되어 깨지며 미립화 된다. 미립화된 액적은 표면장력에 의해 구(球)의 형상을 취하며 냉각하여 고체 상태의 마이크로 금속파우더(103)로 상변화 한다.
마이크로 금속파우더(103)은 하부로 가라앉아 배출밸브(55a)를 통해 외부로 배출한다. 또한 금속파우더(103)과 분리된 가스는, 필터부(65)와 열교환기(67)와 가스피더(68)를 거쳐 챔버(55)로 유입한다. 상기 과정을 연속적으로 수행하여 마이크로 금속파우더(103)을 제작한다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
10:금속파우더 제작장치 11:용융로 11a:히터
13:유도파이프 20:정량공급부 21:하우징
21a:가이드홀 21c:유입통로 21d:유출통로
23:제1액추에이터 24:승강셔터 25:밸브바디
25a:내부통로 25b:셔터밀착부 25e:수직통로
30:용융금속분출부 31:개폐부 31a:제2액추에이터
31c:개폐로드 33:보온로 33a:배출구
35:액위센서 37:온도유지히터 40:타격확산부
41:케이싱 41a:고정대 42:모터
42a:구동축 43:초음파발진기 44:커넥터
46:메인베어링 47:상단베어링 48:수직로드
49:충돌회전판 49a:만곡홈부 49b:만곡돌출부
49d:물결형요철부 49e:톱니형요철부 49f:커버판
49g:이탈방지홀더 49h:스프링 53:컨트롤러
55:챔버 55a:배출밸브 55c:지지구조체
59:진공펌프 64:배기관 65:필터부
67:열교환기 68:가스피더 68a:급기관
69:가스공급부 71:냉각기 101:용융금속
103:마이크로 금속파우더

Claims (6)

  1. 외부로부터 투입된 금속소재를 용융시키는 용융로와;
    용융로로부터 용융금속을 전달받아 수용하고, 하측부에 배출구를 갖는 보온로와;
    상기 배출구를 개폐하여 융용금속이 배출구를 통해 배출되게 하는 개폐부과;
    보온로의 하부에 위치하며, 배출되는 용융금속의 상변화공간을 제공하는 챔버와;
    배출구의 수직하부에 위치하고, 낙하하는 용융금속과 충돌하여 용융금속을 미립화시킴과 동시에 미립화된 용융금속을 확산시키는 충돌회전판을 구비한 타격확산부와;
    챔버 내부의 온도를 낮추어, 미립화된 용융금속이 하강하면서 상변화를 통해 고체의 마이크로 금속파우더로 변화하게 하는 냉각수단을 포함하고,
    상기 타격확산부는;
    챔버 내에 고정된 케이싱과,
    케이싱에 내장되고 회전력을 출력하는 모터와,
    모터의 회전력을 전달받아 회전함과 동시에 수직방향의 진동에너지를 출력하는 초음파발진기와,
    초음파발진기의 상부에 고정되고, 케이싱 상부로 연장되며 연장단부가 상기 충돌회전판과 결합하는 수직로드가 구비되고,
    상기 충돌회전판은 일정두께를 갖는 디스크의 형상을 취하며,
    수직방향 진동을 통해 용융금속을 타격함과 동시에 용융금속에 원심력을 가하여 미립화된 용융금속이 원심력의 작용에 의해 주변으로 퍼지게 하며,
    상기 충돌회전판의 상부에는,
    충돌회전판의 상면을 커버하는 커버판과,
    커버판을 승강 가능하게 지지하는 이탈방지홀더와,
    커버판을 상향 탄성 지지하는 스프링이 더 구비된,
    초음파 진동회전판을 이용한 마이크로 금속파우더 제작장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 충돌회전판의 상면에는 요철부가 형성된,
    초음파 진동회전판을 이용한 마이크로 금속파우더 제작장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 챔버의 내부에, 산소와 질소를 포함하는 가스를 공급하는 가스공급부가 더 포함되고,
    상기 냉각수단은;
    챔버와 연결되며 챔버 내부의 가스를 챔버 외부로 유도하는 배기관과,
    배기관을 통과한 가스를 냉각시키는 냉각부와,
    냉각부에 의해 냉각된 가스를 챔버로 주입하는 가스피더를 갖는,
    초음파 진동회전판을 이용한 마이크로 금속파우더 제작장치.
KR1020220107188A 2022-08-25 2022-08-25 초음파 진동회전판을 이용한 마이크로 금속파우더 제작장치 KR102574960B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220107188A KR102574960B1 (ko) 2022-08-25 2022-08-25 초음파 진동회전판을 이용한 마이크로 금속파우더 제작장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220107188A KR102574960B1 (ko) 2022-08-25 2022-08-25 초음파 진동회전판을 이용한 마이크로 금속파우더 제작장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102574960B1 true KR102574960B1 (ko) 2023-09-07

Family

ID=87974886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220107188A KR102574960B1 (ko) 2022-08-25 2022-08-25 초음파 진동회전판을 이용한 마이크로 금속파우더 제작장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102574960B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020042602A (ko) * 2002-05-17 2002-06-05 에드호텍(주) 고정밀도 및 고수율의 엔지니어링 볼의 제조방법과 그 장치
CN207205265U (zh) * 2017-09-26 2018-04-10 嵊州市金源汽车配件有限公司 一种金属粉末冶金自动加料装置
CN109622982A (zh) * 2018-12-30 2019-04-16 北京康普锡威科技有限公司 金属粉末的制备装置和制备方法
CN109967755A (zh) * 2019-05-14 2019-07-05 湖州恒合科技有限公司 一种球形微细金属粉体生产系统及其方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020042602A (ko) * 2002-05-17 2002-06-05 에드호텍(주) 고정밀도 및 고수율의 엔지니어링 볼의 제조방법과 그 장치
CN207205265U (zh) * 2017-09-26 2018-04-10 嵊州市金源汽车配件有限公司 一种金属粉末冶金自动加料装置
CN109622982A (zh) * 2018-12-30 2019-04-16 北京康普锡威科技有限公司 金属粉末的制备装置和制备方法
CN109967755A (zh) * 2019-05-14 2019-07-05 湖州恒合科技有限公司 一种球形微细金属粉体生产系统及其方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0682578B1 (en) Production of powder
JP3267315B2 (ja) 粒子を連続的に製造するための超音波装置
US6446878B1 (en) Apparatus and method for generating droplets
KR102574960B1 (ko) 초음파 진동회전판을 이용한 마이크로 금속파우더 제작장치
KR100370863B1 (ko) 금속용탕으로부터의 금속분말 제조방법과 그 장치
US20020056950A1 (en) Apparatus for producing fine metal balls
US4375440A (en) Splat cooling of liquid metal droplets
JP4318542B2 (ja) 球状ガラス製造装置及び球状ガラスの製造方法
JP5095384B2 (ja) アトマイズ装置
KR20030048132A (ko) 구(球)와 다수의 구를 성형하는 방법
JPS60128204A (ja) 粒状または粉末状の金属および合金の製造方法
KR100337152B1 (ko) 오일 적하방식의 솔더볼 제조장치
KR100386896B1 (ko) 금속용탕으로부터의 금속분말 제조장치
KR20240028878A (ko) 인젝션 가스 충돌식 마이크로 금속파우더 제작장치
KR102575530B1 (ko) 마이크로 금속볼 제작장치
KR100337154B1 (ko) 가스 적하방식의 솔더볼 제조장치
KR102072054B1 (ko) 가스 및 수분사 하이브리드법에 의한 합금분말 제조장치 및 그 제조 방법
JPH06212212A (ja) 金属微粉末の製造方法及び装置
CN212239190U (zh) 一种毫米级金属球的制备装置
SU933264A1 (ru) Устройство дл получени металлического порошка распылением расплава
JP2528333B2 (ja) 液体の噴霧方法
KR100469019B1 (ko) 가스플레임애터마이징법에 의한 마이크로 금속볼 제조방법및 그 제조장치
JP2009179528A (ja) ガラス塊の製造方法及びガラス塊製造装置
JP2001353436A (ja) 単分散粒子及びその単分散粒子の製造方法及びその製造方法で製造された単分散粒子、並びにその製造装置
JPH0733872Y2 (ja) 造粒装置

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant