KR20100037364A - 전해가공용 전극 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속가공물의 전해가공에 사용되는 전해가공용 전극에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 전해가공용 전극은, 전극의 모재 자체가 절연성을 갖는 부도체로 이루어지되 그 일단에 전해가공을 위한 패턴홈이 구비되고, 상기 패턴홈을 비롯한 전극 모재 상에 금속재질을 박막형태로 진공 증착하여 금속박막층을 형성하되 상기 금속박막층이 형성된 패턴홈 내에 전해액의 원활한 흐름과 함께 가공부산물의 배출이 원활하도록 하기 위한 스페이스가 구비되며, 상기 패턴홈에 증착된 금속박막층을 제외한 전극 모재 상에 증착된 금속박막층을 제거하여 상기 패턴홈에 증착된 금속박막층을 이용해 금속가공물을 원하는 형상으로 전해가공을 이룰 수 있는 음각구조방식으로 구성된 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명에 의하면, 종래와 같이 금속가공물과 금속재질의 전극 모재를 사용하는 전해가공용 전극 간의 방전작용에 따른 상기 금속재질의 전극 모재가 녹아 금속가공물과 전극의 사이간극(20∼30㎛;미크론)이 점차 벌어져 상기 금속가공물에 대한 전극의 전해가공이 정밀하게 이루어지지 않게 되는 것을 방지함은 물론, 상기 세라믹 재질의 전극 모재 형태가 변형이나 파손되지 않고 원래의 형상 그대로 유지되는 한 세라믹 재질의 전극 모재에 금속박막층을 재처리하여 지속적으로 전해가공용 전극의 재사용이 가능함과 동시에 상기 전극과의 방전작용으로 전해가공된 금속가공물들에 대한 가공품질 역시 정밀하면서 균일하며, 특히 패턴홈을 비 롯한 전극 모재 상에 금속재질을 박막형태로 진공 증착하여 금속박막층을 형성시킬 때 상기 금속박막층이 증착 형성된 패턴홈 내에 일정공간의 스페이스가 자연적으로 형성됨에 따라 이를 통한 전해액이 전극의 전해가공부위인 패턴홈이 형성된 전극 모재의 일단 가공면 전체로 원활한 흐름이 이루어짐과 동시에 전해가공을 통해 발생되는 가공부산물 역시 상기 스페이스를 따라 외부로 원활하게 배출되어 상기 가공부산물에 의한 2차 반응의 방전작용을 통해 금속가공물에 대한 부수적인 가공 및 전극의 손상을 방지할 수 있는 등의 탁월한 효과가 있다.

전해가공, 금속가공물, 전해가공용 전극, 전극 모재, 부도체, 세라믹, 패턴홈, 금속재료 진공 증착, 박막, 금속박막층, 스페이스, 음각구조방식

Description

전해가공용 전극 및 그 제조방법{The electrochemical machining electrode and manufacturing method thereof}

전해가공에 사용되는 전해가공용 전극에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극의 모체인 모재 자체가 절연성을 갖는 부도체인 세라믹으로 이루어지되 그 일단에 전해가공을 위한 패턴홈을 구비하고, 상기 패턴홈을 비롯한 전극 모재 상에 금속재질을 박막형태로 진공 증착하여 금속박막층을 형성시키며, 상기 패턴홈에 증착된 금속박막층을 제외한 전극 모재 상에 증착된 금속박막층을 제거하여 상기 패턴홈에 증착된 금속박막층을 이용해 금속가공물을 원하는 형상으로 전해가공을 이룰 수 있는 등의 음각구조방식으로 구성함으로써, 종래와 같이 금속가공물과 금속재질의 전극 모재를 사용하는 전해가공용 전극 간의 방전작용에 따른 상기 금속재질의 전극 모재가 녹아 금속가공물과 전극의 사이간극(20∼30㎛;미크론)이 점차 벌어져 상기 금속가공물에 대한 전극의 전해가공이 정밀하게 이루어지지 않게 되는 것을 방지함은 물론, 상기 세라믹 재질의 전극 모재 형태가 변형이나 파손되지 않고 원래의 형상 그대로 유지되는 한 세라믹 재질의 전극 모재에 금속박막층을 재처리하여 지속적으로 전해가공용 전극의 재사용이 가능함과 동시에 상기 전극과의 방전작용으로 전해가공된 금속가공물들에 대한 가공품질 역시 정밀하면서 균일하며, 특히 패턴홈 을 비롯한 전극 모재 상에 금속재질을 박막형태로 진공 증착하여 금속박막층을 형성시킬 때 상기 금속박막층이 증착 형성된 패턴홈 내에 일정공간의 스페이스가 자연적으로 형성됨에 따라 이를 통한 전해액이 전극의 전해가공부위인 패턴홈이 형성된 전극 모재의 일단 가공면 전체로 원활한 흐름이 이루어짐과 동시에 전해가공을 통해 발생되는 가공부산물 역시 상기 스페이스를 따라 외부로 원활하게 배출되어 상기 가공부산물에 의한 2차 반응의 방전작용을 통해 금속가공물에 대한 부수적인 가공 및 전극의 손상을 방지할 수 있도록 한 전해가공용 전극 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전해가공(electrochemical machining)은 ECM이라고도 하며, 음극의 전극과 양극의 공작물 사이에 전해액을 공급하면서 전기적인 에너지에 의한 금속의 용해를 이용하여 원하는 형상을 금속가공물에 전사시키는 가공기술이다.

이러한 전해가공은 보통의 공구로서는 가공이 곤란한 초경합금이나 내열강 등과 같은 난삭재 및 복잡한 형상의 금형가공에 이용되고 있으며 공작물의 변형이나 잔류응력 등을 발생시키지 않는 장점이 있지만, 상기한 전해가공을 수행할 때 예전에는 전극과 공작물간의 간극이 커서 마이크로 단위의 가공이 어려워 초정밀 가공에 적용하기가 매우 힘들었다.

그러나, 최근에 펄스 정류기의 발전과 함께 간극을 마이크로 단위까지 적용할 수 있게 되었으며, 현재는 마이크로 가공에 많이 응용되고 있다.

그리고, 상기한 전해가공에 있어서 가장 중요시 되는 것 중의 하나가 음극 전극(전해가공용 전극) 제작기술인데, 상기 음극 전극의 경우 원하는 가공 형상 이외의 부분은 전기적으로 절연되어 있어야 하며, 전극 가공면의 표면 거칠기도 좋아야 한다. 또한, 전극 절연 부분의 밀착성이 매우 우수해야 하는데, 이는 밀착되어 있는 절연체가 미세한 탈락이 발생하더라도 제품의 형상에 바로 전사되기 때문이다.

이와 같은 특성을 갖는 음극 전극 즉, 전해가공용 전극(1)의 경우 도 1에 도시한 바와 같이 도전성 금속으로 이루어진 전극 모재(10) 상에 기설정된 모양의 패턴홈(14)을 형성하고, 상기 패턴홈(14)을 포함하는 전극 모재(10) 상에 절연재를 도포하여 일정두께의 절연층(20)을 형성하며, 상기 절연층(20)의 일부를 제거하여 상기 전극 모재(10)의 일부를 노출시키는 등의 제조과정으로서 상기한 전해가공용 전극(도 2 참조)(1)이 제작되게 된다. 미 설명부호 12는 전극(1) 중앙에 관통된 전해액공급홀(12)을 나타낸 것이다.

그러나, 상기한 제조과정을 통해 제작되는 종래 전해가공용 전극(1)의 경우 전술한 바와 같이 전극(1)의 모체인 모재 자체가 도전성을 갖는 금속재질로 이루어지되 그 일단에 절연을 위한 패턴홈(14)을 구비함과 아울러 상기 패턴홈(14)에 충진되도록 금속재질의 전극 모재(10) 상에 절연재를 도포하여 절연층(20)을 형성한 후 상기 절연층(20)의 일부를 제거함으로써 노출된 상기 전극 모재(10)의 일부를 이용해 금속가공물(A)을 원하는 형상으로 전해가공을 이루는 양각방식의 구조로 이루어져 있기 때문에 상기 양각방식의 전해가공용 전극(1)을 이용해 금속가공물(A)에 대한 전해가공을 계속해서 수행할 경우 방전작용에 따른 금속재질의 전극 모 재(10)가 녹게 되어 일정간극(20∼30㎛;미크론)(L)을 정밀하게 유지해야 하는 금속가공물(A)과 전극(1)의 사이간극(L)이 점차 벌어져 상기 금속가공물(A)에 대한 전극(1)의 전해가공이 원활하게 이루어지지 않게 되는 등의 커다란 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같이 종래 전해가공용 전극(1)을 이용해 금속가공물(A)에 대한 전해가공을 계속하여 수행함으로써 금속가공물(A)과 전극(1)의 사이간극(L)이 점차 벌어질 경우 이를 일정간극(20∼30㎛;미크론)(L)으로 유지시키기 위한 금속가공물(A)과 전극(1) 간의 사이간극(L)을 계속적으로 조절해야 하는 등의 번거로움과 함께 상기와 같이 금속가공물(A)과 전극(1) 간에 벌어진 사이간극(L)을 계속적으로 조절하면서 상기 전극(1)을 통해 금속가공물(A)을 전해가공하기 때문에 이와 같은 과정을 통해 상기 전극(1)과의 방전작용으로 전해가공된 금속가공물(A)들에 대한 가공품질이 균일하지 못함과 아울러 이에 따른 전극(1) 1개당 발생되는 금속가공물(A)의 불량률 역시 증가하게 되어 결국에는 전체 생산공정에서 큰 경제적인 손실이 발생하게 되는 등의 문제점도 있었다.

이와 더불어, 상기와 같이 종래 전해가공용 전극(1)에 의한 금속가공물(A)의 계속적인 전해가공을 통해 점차 벌어지는 금속가공물(A)과 전극(1) 간의 사이간극(L)을 일정간극(L)으로 유지시키기 위해서는 이의 과정을 수행키 위한 추가적인 위치결정장비나 기구가 별도로 사용되어야 하지만, 상기한 종래 전해가공용 전극(1)과의 방전작용을 통해 전해가공이 이루어지는 금속가공물(A)이 연속적으로 공급이 이루어지는 상태나 또는 종래 전해가공용 전극(1)과 금속가공물(A)이 일정간극(L)이 유지되는 상태로 설치되는 통상적인 전해가공장치의 구조적인 측면에서 상 기와 같이 전해가공을 통해 금속가공물(A)과 전극(1) 간에 벌어지는 사이간극(L)을 일정간극(L)으로 조절 유지시키기 위한 별도의 위치결정장비나 기구를 추가적으로 설치하기가 어려운 문제점 또한 있었다.

그리고, 종래 전해가공용 전극(1)의 경우 전술한 바와 같이 패턴홈(14)이 형성된 금속재질의 전극 모재(10) 상에 절연재를 도포하여 절연층(20)을 형성한 후 상기 절연층(20)의 일부를 제거함으로써 노출된 상기 전극 모재(10)의 일부를 이용해 금속가공물(A)을 원하는 형상으로 전해가공을 이루는 양각방식의 구조로 이루어져 있기 때문에 상기 전해가공용 전극(1)을 이용한 금속가공물(A)의 연속적인 전해가공 시 물리적 펙터 즉, 전해가공 시 발생되는 가스(수소,산소)와 열 그리고 전해액의 유속에 대한 영향으로 상기 전극 모재(10)의 패턴홈(14) 내에 절연재가 도포 증착된 절연층(20)이 전극 모재(10)로부터 분리 이탈되면서 상기 전극(1)의 가공부위 이외에 절연이 이루어졌던 부위에서도 방전에 따른 전해가공이 이루어지는 등 기설정된 모양으로 금속가공물(A)의 전해가공이 이루어지지 않아 결국에는 불량품을 양산하게 되는 문제점이 있으며, 더욱이 상기 전해가공에 따른 금속가공물(A)과 전해가공용 전극(1) 간의 충돌 시 금속재질로 이루어진 전극 모재(10)와 금속가공물(A) 간에 스파크가 발생하게 되고 상호 미세간극(L)을 이루는 상기 전해가공용 전극(1)과 금속가공물(A)의 사이간극(L) 내에서 압력 증가와 함께 폭발로 이어져 상기 전극(1)이나 금속가공물(A)이 손상되게 되는 등의 문제점 역시도 있었다.

상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 본 발명은, 전극의 모체인 모재 자체가 절연성을 갖는 부도체인 세라믹으로 이루어지되 그 일단에 전해가공을 위한 패턴홈을 구비하고, 상기 패턴홈을 비롯한 전극 모재 상에 금속재질을 박막형태로 진공 증착하여 금속박막층을 형성시키며, 상기 패턴홈에 증착된 금속박막층을 제외한 전극 모재 상에 증착된 금속박막층을 제거하여 상기 패턴홈에 증착된 금속박막층을 이용해 금속가공물을 원하는 형상으로 전해가공을 이룰 수 있는 등의 음각구조방식으로 구성함으로써, 종래와 같이 금속가공물과 금속재질의 전극 모재를 사용하는 전해가공용 전극 간의 방전작용에 따른 상기 금속재질의 전극 모재가 녹아 금속가공물과 전극의 사이간극(20∼30㎛;미크론)이 점차 벌어져 상기 금속가공물에 대한 전극의 전해가공이 정밀하게 이루어지지 않게 되는 것을 방지함과 동시에 상기 세라믹 재질의 전극 모재 형태가 변형이나 파손되지 않고 원래의 형상 그대로 유지되는 한 세라믹 재질의 전극 모재에 금속박막층을 재처리하여 지속적으로 전해가공용 전극의 재사용이 가능할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 경우 상기와 같이 세라믹 재질의 전극 모재 상에 금속재질을 박막형태로 진공 증착하여 금속박막층을 형성시켜 전극을 제조함에 따라 상기 세라믹 재질의 전극 모재에 금속박막층을 재처리할 시 지속적으로 전해가공용 전극의 재사용이 가능하기 때문에 종래와 같이 전해가공을 계속하여 수행함으로써 금속가공물과 전극 간에 점차 벌어지는 사이간극을 계속적으로 조절해야 하는 번거로움을 방지함과 동시에 별도의 위치결정장비나 기구들 없이도 상기 전극과의 방전작용으로 전해가공된 금속가공물들에 대한 가공품질 역시 정밀하면서 균일하게 이루어 질 수 있도록 하는데 다른 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 경우 상기와 같이 별도의 위치결정장비나 기구들 없이 전해가공용 전극과의 방전작용을 통해 전해가공된 금속가공물들에 대한 가공품질이 정밀하면서 균일한 상태를 얻을 수 있기 때문에 전극 1개당 발생되는 금속가공물의 불량률은 물론 이를 통한 전체 생산공정에서 발생되는 경제적인 손실 역시 크게 줄일 수 있으며, 특히 본 발명의 전해가공용 전극을 제조함에 있어, 패턴홈을 비롯한 전극 모재 상에 금속재질을 박막형태로 진공 증착하여 금속박막층을 형성시킬 때 상기 금속박막층이 증착 형성된 패턴홈 내에 일정공간의 스페이스가 자연적으로 형성됨으로써, 이를 통한 전해액이 전극의 전해가공부위인 패턴홈이 형성된 전극 모재의 일단 가공면 전체로 원활한 흐름이 이루어짐과 동시에 전해가공을 통해 발생되는 가공부산물 역시 상기 패턴홈 내에 형성된 스페이스를 따라 외부로 원활하게 배출되어 상기 가공부산물에 의한 2차 반응의 방전작용을 통해 금속가공물에 대한 부수적인 가공 및 전극의 손상을 방지할 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명의 전해가공용 전극은, 전극의 모재 자체가 절연성을 갖는 부도체로 이루어지되 그 일단에 전해가공을 위한 패턴홈이 구비되고,

상기 패턴홈을 비롯한 전극 모재 상에 금속재질을 박막형태로 진공 증착하여 금속박막층을 형성하되 상기 금속박막층이 형성된 패턴홈 내에 전해액의 원활한 흐름과 함께 가공부산물의 배출이 원활하도록 하기 위한 스페이스가 구비되며,

상기 패턴홈에 증착된 금속박막층을 제외한 전극 모재 상에 증착된 금속박막 층을 제거하여 상기 패턴홈에 증착된 금속박막층을 이용해 금속가공물을 원하는 형상으로 전해가공을 이룰 수 있는 음각구조방식으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 대한 전해가공용 전극의 제조방법은, 절연성을 갖는 부도체의 전극 모재를 준비하는 단계와;

상기 전극 모재의 일단에 전해가공을 위한 패턴홈을 형성하는 단계와;

상기 패턴홈을 포함하여 전극 모재의 일단에 금속재질을 박막형태로 진공 증착하여 금속박막층을 형성하는 단계와;

상기 패턴홈에 증착된 금속박막층을 제외한 전극 모재의 일단에 증착된 금속박막층을 제거하여 상기 패턴홈을 제외한 전극 모재의 일단 가공면 전체엔 절연을 위한 부도체가 노출되고 상기 패턴홈엔 증착된 금속박막층이 노출되어 상기 금속박막층을 이용해 금속가공물을 원하는 형상으로 전해가공을 이룰 수 있는 음각구조방식의 전극을 형성하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 전해가공용 전극 및 그 제조방법은, 전극의 모체인 모재 자체가 절연성을 갖는 부도체인 세라믹으로 이루어지되 그 일단에 전해가공을 위한 패턴홈을 구비하고, 상기 패턴홈을 비롯한 전극 모재 상에 금속재질을 박막형태로 진공 증착하여 금속박막층을 형성시키며, 상기 패턴홈에 증착된 금속박막층을 제외한 전극 모재 상에 증착된 금속박막층을 제거하여 상기 패턴홈에 증착된 금속박막층을 이용해 금속가공물을 원하는 형상으로 전해가공을 이룰 수 있는 등의 음각구조방식으로 구성됨으로써, 종래와 같이 금속가공물과 금속재질의 전극 모재를 사용하는 전해가공용 전극 간의 방전작용에 따른 상기 금속재질의 전극 모재가 녹아 금속가공물과 전극의 사이간극(20∼30㎛;미크론)이 점차 벌어져 상기 금속가공물에 대한 전극의 전해가공이 정밀하게 이루어지지 않게 되는 것을 방지함과 동시에 상기 세라믹 재질의 전극 모재 형태가 변형이나 파손되지 않고 원래의 형상 그대로 유지되는 한 세라믹 재질의 전극 모재에 금속박막층을 재처리하여 지속적으로 전해가공용 전극을 재사용할 수 있는 등의 탁월한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 경우 상기와 같이 세라믹 재질의 전극 모재 상에 금속재질을 박막형태로 진공 증착하여 금속박막층을 형성시켜 전극을 제조함에 따라 상기 세라믹 재질의 전극 모재에 금속박막층을 재처리할 시 지속적으로 전해가공용 전극의 재사용이 가능하기 때문에 종래와 같이 전해가공을 계속하여 수행함으로써 금속가공물과 전극 간에 점차 벌어지는 사이간극을 계속적으로 조절해야 하는 번거로움을 방지함과 동시에 별도의 위치결정장비나 기구들 없이도 상기 전극과의 방전작용으로 전해가공된 금속가공물들에 대한 가공품질 역시 정밀하면서 균일하게 이루어질 수 있는 등의 효과 역시 있다.

그리고, 본 발명의 경우 상기와 같이 별도의 위치결정장비나 기구들 없이 전해가공용 전극과의 방전작용을 통해 전해가공된 금속가공물들에 대한 가공품질이 정밀하면서 균일한 상태를 얻을 수 있기 때문에 전극 1개당 발생되는 금속가공물의 불량률은 물론 이를 통한 전체 생산공정에서 발생되는 경제적인 손실 역시 크게 줄일 수 있으며, 특히 본 발명의 전해가공용 전극을 제조함에 있어, 패턴홈을 비롯한 전극 모재 상에 금속재질을 박막형태로 진공 증착하여 금속박막층을 형성시킬 때 상기 금속박막층이 증착 형성된 패턴홈 내에 일정공간의 스페이스가 자연적으로 형성됨으로써, 이를 통한 전해액이 전극의 전해가공부위인 패턴홈이 형성된 전극 모재의 일단 가공면 전체로 원활한 흐름이 이루어짐과 동시에 전해가공을 통해 발생되는 가공부산물 역시 상기 패턴홈 내에 형성된 스페이스를 따라 외부로 원활하게 배출되어 상기 가공부산물에 의한 2차 반응의 방전작용을 통해 금속가공물에 대한 부수적인 가공 및 전극의 손상을 방지할 수 있는 효과 등도 있다.

본 발명의 전해가공용 전극 및 그 제조방법을 도면과 대비하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 전해가공용 전극을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명에 대한 전해가공용 전극의 단면도를 나타낸 것이다.

먼저, 본 발명의 전해가공용 전극(1a)에 대하여 상세히 설명하기에 앞서, 통상적인 전해가공용 전극(1)에 대하여 간략히 설명하면, 이는 음극의 전극(1)과 양극의 금속가공물(A) 사이에 전해액을 공급하면서 전기적인 에너지에 의한 금속의 용해를 이용하여 원하는 형상을 금속가공물(A)에 전사시키는 가공기술인 전해가공(electrochemical machining; ECM)을 수행하는데 가장 필수적이면서 중요한 가공용 전극(1)으로서, 원하는 가공 형상 이외의 부분은 전기적으로 절연되어 있어야 하고, 전극(1) 가공면의 표면 거칠기도 좋아야 하며, 전극(1) 절연 부분의 밀착성이 매우 우수해야 하는 등의 특징적 요건을 갖춰야 한다.

이때, 상기한 특징적 요건은 본 발명의 전해가공용 전극(1a)에도 결코 예외 가 되지 않으며, 상기와 같은 특징적 요건에 맞게 제작 구성된 본 발명의 전해가공용 전극(1a)에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

이에 따른 본 발명의 전해가공용 전극(1a)은, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 크게 중앙에 전해액공급홀(52)이 구비된 전극 모재(50)와, 금속가공물(A)의 전해가공을 위해 상기 모재(50)의 일단에 형성된 패턴홈(54) 내부 둘레에 금속재질이 박막형태로 진공이 증착된 금속박막층(60)과, 상기 금속박막층(60)이 형성된 패턴홈(54) 내에 전해액의 원활한 흐름과 함께 가공부산물의 배출이 원활하도록 하기 위한 스페이스(62)로 형성되어 상기 패턴홈(54)에 증착된 금속박막층(60)을 이용해 금속가공물(A)을 원하는 형상으로 전해가공을 이룰 수 있는 등의 음각구조방식으로 구성되어 있다.

여기서, 상기 전극 모재(50)의 경우 공급되는 전기에 대해 절연성을 갖도록 부도체 즉, 세라믹으로 이루어져 있음과 아울러, 상기와 같이 부도체인 세라믹으로 이루어진 전극 모재(50)의 일단에는 전해가공 대상물인 금속가공물(A)과 미세간극(20∼30㎛;미크론)(L)을 이루는 상태에서 양극인 금속가공물(A)과 음극인 전극(1a) 간의 방전작용을 통해 상기 금속가공물(A)의 전해가공을 수행하는 금속박막층(60)을 음각형태로 증착 형성시키기 위한 패턴홈(54)이 형성되어 있는 등 전체형상이 원통체의 구조로 형성되어 있는데, 이때 상기 전극 모재(50)의 형상은 전술한 원통체에 한정되지 않으며, 상기 원통체 이외에 삼각이나 사각, 반달, 타원, 사다리꼴, 다곡면 등 여러 형상으로 제작하여 사용할 수도 있음을 미리 밝혀둔다.

또한, 상기 전극 모재(50)의 일단에 형성된 패턴홈(54) 내부 둘레에는 전술 한 바와 같이 양극인 금속가공물(A)과 음극인 전극(1a) 간의 방전작용을 통해 상기 금속가공물(A)의 전해가공을 수행하기 위한 금속박막층(60)이 음각형태로 증착 형성되어 있는데, 이때 상기 패턴홈(54) 내부 둘레에 금속박막층(60)이 증착 형성되는 과정에 대하여 설명하면, 먼저 상기 금속가공물(A)과 미세간극(L)으로 대응 위치되는 전극 모재(50)의 일단 즉, 패턴홈(54)을 포함하여 상기 패턴홈(54)이 형성된 전극 모재(50)의 일단 가공면 전체에 금속재질을 30∼50㎛(미크론) 두께의 박막형태로 진공 증착하여 금속박막층(60)을 형성한 후 상기 패턴홈(54)에 증착된 금속박막층(60)을 제외한 전극 모재(50) 상에 증착된 금속박막층(60)을 제거함으로써, 상기 금속박막층(60)이 증착 형성된 패턴홈(54) 부위 이외의 나머지 부분은 상기 전극 모재(50)의 재질인 세라믹이 노출되어 전극(1a)의 절연상태를 이루고, 이와 반대로 상기 패턴홈(54)에 증착된 금속박막층(60)은 상호 미세간극(L)을 이루는 금속가공물(A)과의 방전작용을 통해 전극(1a)의 기설정된 패턴홈(54)의 형상으로 전해가공이 이루어지게 된다.

이때, 상기 패턴홈(54) 내부 둘레에 증착 형성된 금속박막층(60)에 있어, 상기 금속박막층(60)의 두께를 30㎛(미크론) 이하로 진공 증착할 경우 두께가 매우 얇아 방전작용 시 상기 패턴홈(54)의 금속박막층(60)이 빨리 마모되거나 또는 열에 의한 금속박막층(60)이 자주 벗겨져 상기 패턴홈(54) 내부로부터 분리 이탈되게 되는 문제점이 있고, 이와 반대로 상기 금속박막층(60)의 두께를 50㎛(미크론) 이상으로 증착할 경우 상기 패턴홈(54) 내부 둘레에 금속박막층(60)을 형성하기 위한 금속재료의 진공 증착시간이 오래 걸리는 단점과 함께 상기 금속재료의 진공 증착 작업 자체가 50㎛(미크론) 이상의 두께로 금속박막층(60)을 형성하기가 매우 어려운 문제점이 발생하게 된다.

이와 더불어, 상기 패턴홈(54) 내부 둘레에 진공 증착되어 금속박막층(60)을 형성하는 금속재질의 경우 전도성 및 내마모성이 우수한 동(COPPER)계열 합금으로 이루어져 있는데, 이때 상기 금속재질은 전술한 동(COPPER)계열 합금에 한정되지 않으며 다른 전도성 귀금속재질인 백금(Pt), 로듐(Rh), 금(Au) 등을 사용하여도 무방함을 미리 밝혀둔다.

그리고, 상기와 같이 패턴홈(54)이 형성된 전극 모재(50)의 일단 가공면 전체에 금속재질을 진공 증착하여 금속박막층(60)을 형성하는 과정에서 종래 전해가공용 전극(1)과 같이 패턴홈(14)이 절연재에 의해 완전히 충진되도록 전극 모재(10)의 일단 가공면 전체에 도포하는 것이 아니라, 상기 패턴홈(54) 내부 둘레에 전극 모재(50)의 일단 가공면 전체의 금속박막층(60)과 동일두께의 박막형태로 금속재질이 진공 증착됨에 따라 상기 금속박막층(60)이 증착 형성된 패턴홈(54) 내에는 일정공간의 스페이스(62)가 자연적으로 형성되게 되는데, 이때 상기와 같이 금속박막층(60)이 증착된 패턴홈(54) 내에 형성된 스페이스(62)의 경우 전극 모재(50)의 중앙에 관통된 전해액공급홀(52)을 통해 공급되는 전해액이 상기 패턴홈(54) 내에 형성된 스페이스(62)를 따라 전극 모재(50)의 일단 가공면 전체로 원활한 흐름이 이루어지도록 함과 동시에 전해가공을 통해 발생되는 가공부산물 역시 상기 패턴홈(54) 내에 형성된 스페이스(62)를 따라 외부로 원활하게 배출되도록 하는 역할을 수행하게 된다.

도 5는 본 발명에 대한 전해가공용 전극의 제조과정을 순차적으로 나타낸 단면도이고, 도 6은 본 발명에 대한 전해가공용 전극의 제조과정을 나타낸 블록도이다.

그 다음, 본 발명에 대한 전해가공용 전극(1a)의 제조방법으로서, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 절연성을 갖는 부도체의 전극 모재(50)를 준비하는 단계(S100)와; 상기 전극 모재(50)의 일단에 전해가공을 위한 패턴홈(54)을 형성하는 단계(S200)와; 상기 패턴홈(54)을 포함하여 전극 모재(50)의 일단에 금속재질을 박막형태로 진공 증착하여 금속박막층(60)을 형성하는 단계(S300)와; 상기 패턴홈(54)에 증착된 금속박막층(60)을 제외한 전극 모재(50)의 일단에 증착된 금속박막층(60)을 제거하여 상기 패턴홈(54)을 제외한 전극 모재(50)의 일단 가공면 전체엔 절연을 위한 부도체가 노출되고 상기 패턴홈(54)엔 증착된 금속박막층(60)이 노출되어 상기 금속박막층(60)을 이용해 금속가공물(A)을 원하는 형상으로 전해가공을 이룰 수 있는 음각구조방식의 전극(1a)을 형성하는 단계(S400)를 포함하여 구성되어 있다.

여기서, 상기 전극 모재(50)의 경우 앞서 기술한 본 발명의 전해가공용 전극(1a)에서 밝힌 바와 같이 공급되는 전기에 대해 절연성을 갖는 부도체 즉, 세라믹으로 이루어져 있으면서 그 일단에 금속박막층(60)을 음각형태로 증착 형성시키기 위한 패턴홈(54)이 형성되어 있는 등 전체형상이 원통체의 구조로 형성되되, 상기 원통체 이외에 삼각이나 사각, 반달, 타원, 사다리꼴, 다곡면 등 여러 형상으로 제작하여 사용할 수 있고, 또한 상기 패턴홈(54) 내부 둘레에 진공 증착되어 금속 박막층(30∼50㎛;미크론)(60)을 형성하는 금속재질의 경우 역시 전도성 및 내마모성이 우수한 동(COPPER)계열 합금으로 이루어지되, 상기 동(COPPER)계열 합금 이외에 다른 전도성 귀금속재질로서 백금(Pt), 로듐(Rh), 금(Au) 등을 사용하여도 무방하다 할 것이다.

이와 더불어, 상기와 같이 구성된 본 발명의 전해가공용 전극(1a)의 제조방법 중 상기 패턴홈(54)이 형성된 전극 모재(50)의 일단 가공면 전체에 금속재질을 진공 증착하여 금속박막층(60)을 형성하는 과정에서 종래 전해가공용 전극(1)과 같이 패턴홈(14)이 절연재에 의해 완전히 충진되도록 전극 모재(10)의 일단 가공면 전체에 도포하는 것이 아니라, 상기 패턴홈(54) 내부 둘레에 전극 모재(50)의 일단 가공면 전체의 금속박막층(60)과 동일두께의 박막형태로 금속재질이 진공 증착됨에 따라 상기 금속박막층(60)이 증착 형성된 패턴홈(54) 내에는 일정공간의 스페이스(62)가 자연적으로 형성되게 되는데, 이때 상기와 같이 금속박막층(60)이 증착된 패턴홈(54) 내에 형성된 스페이스(62)의 경우 전극 모재(50)의 중앙에 관통된 전해액공급홀(52)을 통해 공급되는 전해액이 상기 패턴홈(54) 내에 형성된 스페이스(62)를 따라 전극 모재(50)의 일단 가공면 전체로 원활한 흐름이 이루어지도록 함과 동시에 전해가공을 통해 발생되는 가공부산물 역시 상기 패턴홈(54) 내에 형성된 스페이스(62)를 따라 외부로 원활하게 배출되도록 하는 역할을 수행되게 된다.

<실시예>

이에 따른 본 발명의 전해가공용 전극(1a)의 제조과정을 도 5 및 도 6과 대 비하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 전해가공용 전극(1a)을 제조하기 위한 전극 모재(50)를 준비(S100)하게 되는데, 이때 상기 전극 모재(50)의 경우 공급되는 전기에 대해 절연성을 갖도록 부도체인 세라믹 재질로 이루어져 있음과 아울러 전체형상이 원통체의 형태로서 상기 전해가공용 전극(1a)에 대한 전극 모재(50)를 준비(S100)한다.

이후, 상기 준비된 전극 모재(50)의 일단에 전해가공 대상물인 금속가공물(A)과 20㎛(미크론)의 미세간극(L)을 이루는 상태에서 양극인 금속가공물(A)과 음극인 전극(1a) 간의 방전작용을 통해 상기 금속가공물(A)의 전해가공을 수행하는 금속박막층(60)을 음각형태로 증착 형성시키기 위한 패턴홈(54)을 기설정된 형상으로 형성(S200)한다.

그리고, 상기와 같이 패턴홈(54)이 형성된 전극 모재(50)의 일단 가공면 전체에 금속재질인 동(COPPER)계열 합금을 박막형태로 진공 증착하여 50㎛(미크론)의 두께로 금속박막층(60)을 형성(S300)하게 되는데, 이때 상기 패턴홈(54)의 내부 둘레 역시 양극인 금속가공물(A)과 음극인 전극(1a) 간의 방전작용을 통해 상기 금속가공물(A)의 전해가공을 수행할 수 있도록 상기 전극 모재(50)의 일단 가공면 전체에 진공 증착된 금속박막층(60)과 마찬가지로 동일두께인 50㎛(미크론)의 금속박막층(60)이 음각형태로 진공 증착되게 된다.

그 다음, 본 발명의 전해가공용 전극(1a)의 제조과정에 대한 마지막 공정으로서, 상기와 같이 패턴홈(54)에 증착된 금속박막층(60)을 제외한 전극 모재(50)의 일단에 증착된 금속박막층(60)을 제거함으로써, 상기 패턴홈(54)에 증착된 금속박 막층(60)을 이용해 금속가공물(A)을 원하는 형상으로 전해가공을 이룰 수 있도록 하는 음각구조방식의 전극(1a)을 형성(S400)하게 되는데, 이때 상기와 같이 전극 모재(50)의 일단에 증착된 금속박막층(60)을 제거할 경우 상기 패턴홈(54)을 제외한 전극 모재(50)의 일단 가공면에는 전극 모재(50)의 재질인 세라믹이 노출되게 되어 전극(1a)의 절연상태를 이루게 되고, 이와 반대로 상기 패턴홈(54)에는 증착된 금속박막층(60)이 노출되게 되어 상호 미세간극(L)을 이루는 금속가공물(A)과의 방전작용을 통해 전극(1a)의 기설정된 패턴홈(54)의 형상대로 금속가공물(A)에 전사되는 전해가공이 이루어지게 된다.

이상에서와 같이 상술한 실시예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

도 1은 종래 전해가공용 전극의 제조과정을 나타낸 공정도.

도 2는 종래 전해가공용 전극의 사시도 및 단면도.

도 3은 본 발명의 전해가공용 전극을 개략적으로 나타낸 사시도.

도 4는 본 발명에 대한 전해가공용 전극의 단면도.

도 5는 본 발명에 대한 전해가공용 전극의 제조과정을 순차적으로 나타낸 단면도.

도 6은 본 발명에 대한 전해가공용 전극의 제조과정을 나타낸 블록도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1, 1a. 전해가공용 전극

10, 50. 전극 모재

12, 52. 전해액공급홀

14, 54. 패턴홈

20. 절연층

60. 금속박막층

62. 스페이스

A. 금속가공물

L. 간극

Claims (8)

1. 전극의 모재 자체가 절연성을 갖는 부도체로 이루어지되 그 일단에 전해가공을 위한 패턴홈이 구비되고,

   상기 패턴홈을 비롯한 전극 모재 상에 금속재질을 박막형태로 진공 증착하여 금속박막층을 형성하되 상기 금속박막층이 형성된 패턴홈 내에 전해액의 원활한 흐름과 함께 가공부산물의 배출이 원활하도록 하기 위한 스페이스가 구비되며,

   상기 패턴홈에 증착된 금속박막층을 제외한 전극 모재 상에 증착된 금속박막층을 제거하여 상기 패턴홈에 증착된 금속박막층을 이용해 금속가공물을 원하는 형상으로 전해가공을 이룰 수 있는 음각구조방식으로 구성된 것을 특징으로 하는 전해가공용 전극.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 부도체는 세라믹인 것을 특징으로 하는 전해가공용 전극.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 금속재질은 동(COPPER)계열 합금 또는 귀금속계열 합금인 것을 특징으로 하는 전해가공용 전극.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 금속박막층의 두께는 30∼50㎛인 것을 특징으로 하는 전해가공용 전극.
5. 절연성을 갖는 부도체의 전극 모재를 준비하는 단계와;

   상기 전극 모재의 일단에 전해가공을 위한 패턴홈을 형성하는 단계와;

   상기 패턴홈을 포함하여 전극 모재의 일단에 금속재질을 박막형태로 진공 증착하여 금속박막층을 형성하는 단계와;

   상기 패턴홈에 증착된 금속박막층을 제외한 전극 모재의 일단에 증착된 금속박막층을 제거하여 상기 패턴홈을 제외한 전극 모재의 일단 가공면 전체엔 절연을 위한 부도체가 노출되고 상기 패턴홈엔 증착된 금속박막층이 노출되어 상기 금속박막층을 이용해 금속가공물을 원하는 형상으로 전해가공을 이룰 수 있는 음각구조방식의 전극을 형성하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전해가공용 전극의 제조방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 패턴홈을 포함한 전극 모재의 일단에 금속재료의 진공 증착에 따른 금속박막층의 형성 시 상기 금속박막층이 형성된 패턴홈 내에 전해액의 원활한 흐름과 함께 가공부산물의 배출이 원활하도록 하기 위한 스페이스가 자연 형성되는 것을 특징으로 하는 전해가공용 전극의 제조방법.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 부도체는 세라믹인 것을 특징으로 하는 전해가공용 전극의 제조방법.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 금속재질은 동(COPPER)계열 합금 또는 귀금속계열 합금인 것을 특징으로 하는 전해가공용 전극의 제조방법.

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