KR20100024655A - 마그네슘 합금 판재를 이용한 디스플레이 패널용 보강프레임의 제조방법 및 이를 이용한 보강프레임. - Google Patents

Abstract

본 발명은 마그네슘 합금 판재를 이용한 디스플레이 패널용 보강프레임의 제조방법 및 이를 이용한 보강프레임에 관한 것이다.

본 발명은 마그네슘 합금 판재를 절단하는 단계와, 절단된 마그네슘 합금 판재를 성형하는 단계와, 성형 된 마그네슘 합금 판재를 고정용 지그에 장착하는 단계와, 고정용 지그에 장착된 마그네슘 합금 판재를 마찰교반용접 장치를 이용하여 접합하는 단계 및 접합면의 버(Burr)를 제거하는 단계를 포함한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 디스플레이 패널용 보강프레임의 생산성이 향상되는 이점이 있다.

마그네슘, 디스플레이 패널, 보강프레임, 지그

Description

마그네슘 합금 판재를 이용한 디스플레이 패널용 보강프레임의 제조방법 및 이를 이용한 보강프레임.{A manufacturing method of reinforce frame using the magnesium alloy for display panel and reinforce frame using of the same}

본 발명은 마그네슘 합금 판재를 이용한 디스플레이 패널용 보강프레임의 제조방법 및 이를 이용한 보강프레임에 관한 것이다.

일반적으로 디스플레이는 전달된 시각정보를 인간이 인지할 수 있도록 인터페이스 역할을 하는 제품으로, 종래에는 브라운관으로 불리는 CRT(Cathod Ray Tube)가 화질과 가격 면에서의 경쟁력을 바탕으로 동 시장을 주도해 왔다.

그러나, 최근에는 이동성이 중요시되는 정보환경에 대응하여 기기의 경박 단소화 추세나 디지털 기술의 진전과 융합에 따라 보편화되는 멀티미디어 환경 등으로 인해 디스플레이에 대한 수요가 변화하고 있다.

이에 부응하여 최근에는 디지털 TV 방송에 따른 TV의 대형화와 고화질화 요구에 따라 평판형 표시패널(Flat Panel Display : FPD)로서 티에프티 엘씨디(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display : TFT-LCD), 에프이디(Field Emission Divice : FED), 이엘(Electro Luminescence : EL), 디엠디(Digital Micro-mirror Decice : DMD), 피디피(Plasma Display Panel : PDP) 등 다양한 디스플레이 소자가 개발되어 상용화 되고 있다.

그리고, 이 중 상기 피디피와 엘씨디는 종래 CRT에 필적하는 화질과 대화면화가 용이하다는 특징으로 인해 가장 주목받고 있다.

한편, 상기와 같이 다양한 종류의 평판형 디스플레이 패널은 다음과 같은 구성을 가진다.

상기 평판형 디스플레이 패널은 패널 본체와 상기 패널본체의 전체 측면에 걸쳐 결합되며 합성수지 재질로 이루어진 사각틀 형상의 내측 프레임과 상기 내측 프레임의 전면과 측면에 밀착되도록“ㄱ”자 형상의 단면을 가지는 사각틀 형상의 보강프레임을 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 보강프레임은 전기아연도금 강판 또는, 아연-알루미늄도금강판인 갈바륨 강판 등을 프레스 가공하여 제조한다.

그러나, 상기와 같은 프레스 가공은 도금 강판을 사각틀 형상으로 가공하기 위하여 테두리부를 제외한 도금 강판 대부분의 면적을 차지하는 중앙부가 버려지게 됨으로써, 보강프레임의 제조비용을 증가시키게 되는 문제점이 있다.

따라서, 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 공개 특허 10-2008-0040460에서는 알루미늄 합금 압출재를 이용한 디스플레이 패널용 보강프레임과 그 제조방법에 관한 내용이 게시된다.

게시된 내용을 살펴보면, 우선 종래 기술에서는 디스플레이 패널용 보강프레임이 서로 평행한 알루미늄 합금 압축재인 한 쌍의 장척프레임부재와 서로 평행한 알루미늄 합금 압출재이며, 두 장척프레임부재 각 양 단부에 용접 결합된 한 쌍의 단척프레임부재로 구성된다.

그리고, 상기와 같이 구성되는 디스플레이 패널용 보강프레임은 압출단계와, 열처리단계와, 절단단계와, 프레스 가공단계와 프레임부재를 사각틀 형상으로 고정하는 단계와, 용접하는 단계 및 용접 버 제거 단계 등의 순차적인 공정을 통하여 제조된다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에는 다음과 같은 문제점이 있다.

종래 기술에 의한 보강프레임은 전술한 바와 같이 다수의 제조공정으로 이루어진다.

이는 모재의 주성분인 알루미늄(Al)은 기계적 강도가 보강프레임을 형성하기에 적합하지 못하기 때문에 다른 금속과 함께 가공하여 사용하게 된다.

그리고, 알루미늄 합금은 판재형상으로 가공하여 사용하기에는 어려움이 있다. 따라서, 알루미늄(Al)을 용해하여 합금 빌렛을 형성하고, 형성된 합금 빌렛을 압출하여 보강프레임을 이루는 프레임부재를 형성하게 된다.

이와 같이 형성된 보강프레임에는 별도의 열처리 공정이 더 추가됨으로써 전체 작업공정이 증가하게 되는 문제점이 있다. 또한, 상기와 같은 알루미늄 합금은 원자재 비용이 높으므로 보강프레임의 제조비용이 증가하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 마그네슘 합금판재를 이용한 디스플레이 패널용 보강프레임을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 마찰교반용접을 이용하여 마그네슘 합금 판재를 이용한 디스플레이 패널용 보강프레임의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 마그네슘 합금판재를 이용한 디스플레이 패널용 보강프레임의 제조방법에서는, 마그네슘 합금 판재를 절단하는 단계와, 절단된 마그네슘 합금 판재를 성형하는 단계와, 성형 된 마그네슘 합금 판재를 고정용 지그에 장착하는 단계와, 고정용 지그에 장착된 마그네슘 합금 판재를 마찰교반용접 장치를 이용하여 접합하는 단계 및 접합면의 버(Burr)를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 마그네슘 합금 판재를 절단하는 단계에서는 디스플레이 패널의 각 모서리와 대응되는 길이로 마그네슘 합금 판재가 절단되는 것을 특징으로 한다.

상기 마그네슘 합금 판재를 성형하는 단계에서는 절단된 마그네슘 합금 판재를 디스플레이 패널의 모서리를 감싸는 형상으로 절곡하는 벤딩과정과, 디스플레이 패널의 장착을 위한 패널 고정공과 패널 장착홀 등을 형성하는 피어싱 과정이 포함 되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 마그네슘 합금 판넬로, 디스플레이 패널의 일측 모서리와 대응되는 형상으로 절곡되는 한 쌍의 장측 프레임부재와, 마그네슘 합금 판넬로 상기 장측 프레임부재와 결합되며, 상기 디스플레이 패널의 타측 모서리와 대응되는 형상으로 절곡되는 한 쌍의 단측 프레임부재를 포함하여 구성되며, 상기 단측 프레임부재는 상기 장측프레임부재와 마찰교반용접에 의하여 접합되어 상기 디스플레이 패널과 대응되는 사각 틀 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 장측 프레임부재 및 단측 프레임부재의 양단부에는 서로 대응되는 크기 및 형상의 장측 용접부와 단측 용접부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 특징을 가지는 본 발명에 의하면, 디스플레이 패널용 보강프레임의 제조공정이 줄어들어 생산성이 향상되는 이점이 있다.

그리고, 본 발명에서 사용되는 마그네슘 합금 판넬은 다량으로 존재하는 마그네슘을 이용하여 제조되며, 냉간에서는 20%에 가까운 연신율을 지닌다. 그리고, 무게가 가벼우며, 금속이 지닌 방열성과 전자파 차단성이 높다.

또한, 마그네슘 합금은 가공경화율이 높아 물체와 충돌했을 때, 발생하는 함몰정도가 알루미늄 합금과 연강에 비하여 작으며, 절삭저항이 작아 기계 가공시간을 단축되는 이점이 있으며, 마찰교반용접으로 접합 시 용접부와 모재의 조직의 크기 차이가 작은 이점이 있다.

그리고, 본 발명에 의하면, 마찰교반용접을 통해 장측 프레임부재와 단측 프레임부재의 접합이 이루어지므로 용접속도가 빠르며, 실딩가스(Shielding gas)가 필요치 않게 된다.

따라서, 가공시 마그네슘 반응에 의한 폭발 반응이 발생하지 않아 안정성이 향상되는 이점이 있다.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시 예를 설명한다.

다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.

도 1 에는 본 발명에 의한 마그네슘 합금 판재를 이용한 디스플레이 패널용 보강프레임의 제조방법을 도시한 순서도가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이 본 발명은 우선, 마그네슘 합금 판재를 절단하는 단계를 가진다.

상기 단계에서는 장착하고자 하는 디스플레이 패널의 모서리와 대응되는 길이로 상기 모서리를 감쌀 수 있는 면적을 가지도록 마그네슘 합금 판재가 절단된다.

즉, 상기 마그네슘 합금 판재를 절단하는 단계에서는 디스플레이 패널의 장측 모서리와 대응되는 길이 및 크기의 절단된 마그네슘 합금 판재와, 단측 모서리 와 대응되는 길이 및 크기의 절단된 마그네슘 합금 판재가 형성된다.

한편, 본 발명에서 사용되는 마그네슘 합금 판재는 AZ31계열로 이루어진다.

상기 AZ31계열의 마그네슘 합금은 냉간에서는 20%에 가까운 연신율을 가지며, 소성변형비가 크므로 판재 형태의 가공이 용이한 이점이 있다.

도 2 에는 상기와 같은 단계를 통해 형성된 디스플레이 패널용 보강프레임의 장측 프레임부재(100)를 형성하기 위한 마그네슘 합금 판재가 절단된 상태를 도시되어 있다.

그리고, 도 2 에 도시된 바와 같이 상기 장측 프레임 부재(100)를 형성하기 위한 마그네슘 합금 판재를 절단하는 단계에서는 아래에서 설명할 단측 프레임 부재(200 : 도 4 참조)와 마찰교반용접장치(300 : 도 8 참조)에 의해 접합되는 부분인 장측 용접부(120)가 포함되어 절단된다.

상기 장측 용접부(120)는 절단된 마그네슘 합금 판재의 일반부 측면에서 외측으로 삼각 형태로 돌출되도록 형성되며, 이와 같은 형상으로 인해 접합 후 외력에 대항한 응력이 균일하게 작용하므로 접합강도를 향상시키게 된다. 그리고, 상기 장측 용접부(120)가 형성되지 않은 타측은 상방으로 절곡 형성된다.

또한, 상기 마그네슘 합금 판재를 절단하는 단계에서는 상기 장측 프레임부재(100)를 형성하기 위하여 절단된 마그네슘 합금 판재와 동일한 형상으로 단측 프레임부재(200)를 형성하기 위한 마그네슘 합금 판재가 절단 된다.

즉, 상기 단측 프레임부재(200)는 디스플레이 패널의 단측 모서리에 대응되는 길이 및 크기로 절단되는 것으로, 상기 장측 용접부(120)와 동일한 크기 및 형 상의 단측 용접부(220)가 포함되어 절단된다.

한편, 상기 마그네슘 합금 판재를 절단하는 단계가 완료되면, 절단된 마그네슘 합금 판재를 상기 디스플레이 패널에 대응되는 형상으로 성형하는 단계가 이루어진다.

상기 마그네슘 합금 판재를 성형하는 단계는, 절단된 마그네슘 합금 판재를 디스플레이 패널의 모서리를 감싸는 형상으로 절곡하는 벤딩과정과, 디스플레이 패널의 장착을 위한 패널 고정공(140,240 : 도 3 및 도 4 참조)과 패널 장착홀(260 : 도 4 참조) 등을 형성하는 피어싱 과정이 포함된다.

도 3 에는 도 2 에 도시된 마그네슘 합금 판재를 성형하여 형성된 장측 프레임부재를 도시한 사시도가 도시되어 있고, 도 4 에는 본 발명에 의한 일실시 예인 마그네슘 합금 판재를 이용한 디스플레이 패널용 보강프레임의 단측 프레임부재를 도시한 사시도가 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바와 같이 상기 벤딩과정은 상기 장측 용접부(120) 또는 단측 용접부(220)가 형성되지 않은 마그네슘 합금 판재의 나머지 부분을 상방으로 절곡 시켜 디스플레이 패널의 모서리를 감쌀 수 있도록 형성하게 된다.

이때, 절곡 각도는 디스플레이 패널의 형상에 따라 달라질 수 있다.

그리고, 상기 피어싱 과정에서는 상기 디스플레이 패널을 고정시키기 위하여 체결부재가 체결되는 패널 고정공(140, 240)과, 디스플레이 패널의 일부분이 수용되는 패널 장착홀(260)이 천공 형성된다.

한편, 상기와 같이 벤딩 및 피어싱 과정을 통해 성형 완료되어 형성된 장측 프레임부재(100)와 단측 프레임부재(200)는 상기 장측 용접부(120)와 단측 용접부(220)의 측면이 서로 맞대어져 맞대어진 부분이 마찰교반용접장치(300)에 의해 접합된다.

이를 위해 상기 장측 프레임부재(100)와 단측 프레임부재(200)는 도 5 에 도시된 바와 같이 맞대어지고, 이와 같은 상태를 유지하기 위하여 도 6 에 도시된 고정용 지그(10)에 클램핑 된다.

상기 고정용 지그(10)는 직사각 평판 형상으로 형성되며, 상면 귀퉁이 부분에서 상방으로 돌출 형성되는 외측 고정구(20)와 상기 외측 고정구(20) 및 내측 고정구(30)를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 외측 고정구(20)는 직각으로 절곡되어 상기 장측 프레임부재(100)와 단측 프레임부재(200)가 맞대어진 상태에서 각각의 외측면과 접하게 되고, 상기 내측 고정구(30)는 사각 형상으로 상기 장측 프레임부재(100) 및 단측 프레임부재(200)의 두께와 동일한 높이를 유지하도록 돌출 형성된다.

또한, 상기 외측 고정구(20)와 내측 고정구(30)의 돌출 위치는 상기 장측 프레임부재(100) 및 단측 프레임부재(200)의 폭과 대응되는 거리만큼 이격된다. 따라서, 상기 장측 프레임부재(100)와 단측 프레임부재(200)가 끼움 장착된 상태로 고정될 수 있다.

한편, 상기 고정용 지그(10)에 장측 프레임부재(100) 및 단측 프레임부재(200)가 도 5에 도시된 바와 같이 맞대어진 상태를 유지하도록 고정되면, 도 7에 도시된 바와 같은 상태가 되고, 이와 같은 상태에서 마찰교반용접장치(300)에 의해 마그네슘 합금 판재의 이음 부위가 접합되는 단계가 수행된다.

상세하게, 고정용 지그(10)에 장착된 장측 프레임부재(100)와 단측 프레임부재(200)는 장측 용접부(120)와 단측 용접부(220)의 측면이 서로 접하도록 고정되며, 상기 마찰교반용접장치(300)는 이와 같이 측면이 접한 장측 용접부(120)와 단측 용접부(220)를 따라서 마찰교반용접을 실시하게 된다.

즉, 상기 마찰교반용접장치(300)는 상기 장측 용접부(120)와 단측 용접부(220)의 접촉 부분을 따라 상기 외측 고정구(20)에서 내측 고정구(30) 방향으로 용접이 실시되어 대각 방향의 용접경로를 가지게 된다.

이때, 상기 내측 고정구(30)의 돌출 높이가 상기 장측 프레임부재(100) 및 단측 프레임부재(200)의 두께와 대응되므로 상기 마찰교반용접장치(300)의 용접 작업이 간섭 없이 원활하게 수행될 수 있다.

한편, 상기와 같이 마찰교반용접장치(300)를 이용하여 장측 프레임부재(100)와 단측 프레임부재(200)의 접합이 완료되면, 마찰교반용접 과정 시 형성된 버(Burr)를 제거하는 단계가 수행된다.

그리고, 상기 버(Burr)를 제거하는 단계가 수행되고 나면, 상기 고정용 지그(10)에서 장측 프레임부재(100)와 단측 프레임부재(200)의 연결체를 분리하여 마그네슘 합금 판재를 이용한 디스플레이 패널용 보강프레임의 제조가 완료된다.

도 1 은 본 발명에 의한 마그네슘 합금 판재를 이용한 디스플레이 패널용 보강프레임의 제조방법을 도시한 순서도.

도 2 는 본 발명에 의한 일실시 예인 마그네슘 합금 판재를 이용한 디스플레이 패널용 보강프레임의 장측 프레임부재를 형성하기 위한 마그네슘 합금 판재가 절단된 상태를 도시한 도면.

도 3 은 도 2 에 도시된 마그네슘 합금 판재를 성형하여 형성된 장측 프레임부재를 도시한 사시도.

도 4 는 본 발명에 의한 일실시 예인 마그네슘 합금 판재를 이용한 디스플레이 패널용 보강프레임의 단측 프레임부재를 도시한 사시도.

도 5 는 도 3 및 도 4 에 도시된 프레임부재의 용접부가 맞대어진 상태를 도시한 도면.

도 6 은 프레임부재를 고정시키기 위한 고정용 지그를 보인 도면.

도 7 은 도 6 의 지그에 장측 프레임부재와 단측 프레임부재가 고정된 상태를 도시한 도면.

도 8 은 도 7 과 같이 고정된 프레임부재를 마찰교반용접장치를 이용하여 접합하는 상태를 도시한 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10...... 고정용 지그 20...... 외측고정구

30...... 내측 고정구 100..... 장측 프레임부재

120..... 장측 용접부 140,240. 패널 고정공

200..... 단측 프레임부재 220..... 단측 용접부

260..... 패널 장착홀 300..... 마찰교반용접장치

Claims (6)

1. 마그네슘 합금 판재를 절단하는 단계;

   절단된 마그네슘 합금 판재를 성형하는 단계;

   성형된 마그네슘 합금 판재를 고정용 지그에 장착하는 단계;

   고정용 지그에 장착된 마그네슘 합금 판재를 마찰교반용접 장치를 이용하여 접합하는 단계; 및

   접합면의 버(Burr)를 제거하는 단계;를 포함하는 마그네슘 합금 판재를 이용한 디스플레이 패널용 보강프레임의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 마그네슘 합금 판재를 절단하는 단계에서는,

   디스플레이 패널의 각 모서리와 대응되는 길이로 마그네슘 합금 판재가 절단되는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 판재를 이용한 디스플레이 패널용 보강프레임의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 마그네슘 합금 판재를 성형하는 단계에서는,

   절단된 마그네슘 합금 판재를 디스플레이 패널의 모서리를 감싸는 형상으로 절곡하는 벤딩과정과,

   디스플레이 패널의 장착을 위한 패널 고정공과 패널 장착홀 등을 형성하는 피어싱 과정이 포함되는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 판재를 이용한 디스플레이 패널용 보강프레임의 제조방법.
4. 마그네슘 합금 판넬로, 디스플레이 패널의 일측 모서리와 대응되는 형상으로 절곡되는 한 쌍의 장측 프레임부재;

   마그네슘 합금 판넬로 상기 장측 프레임부재와 결합되며, 상기 디스플레이 패널의 타측 모서리와 대응되는 형상으로 절곡되는 한 쌍의 단측 프레임부재를 포함하여 구성되며,

   상기 단측 프레임부재는,

   상기 장측프레임부재와 마찰교반용접에 의하여 접합되어 상기 디스플레이 패널과 대응되는 사각 틀 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 판재를 이용한 디스플레이 패널용 보강프레임.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 장측 프레임부재 및 단측 프레임부재의 양단부에는 서로 대응되는 크기 및 형상의 장측 용접부와 단측 용접부가 형성되는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 판재를 이용한 디스플레이 패널용 보강프레임.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 마그네슘 합금 판넬은,

   AZ31계열 임을 특징으로 하는 마그네슘 합금 판재를 이용한 디스플레이 패널용 보강프레임.

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