KR20120096310A - 이종성형물의 접합을 이용한 휴대기기용 금속외장재의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대폰이나 전자사전 또는 휴대용 게임기와 같은 각종 휴대기기의 케이스로 사용되는 금속외장재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 형상으로 개별 제작된 이종의 프레스 성형물을 가공 생산하여 이들을 서로 맞대어 용접 형성하고, 용접된 접합제품에 대하여는 연마작업 및 표면가공 작업을 거쳐 용접선이 나타나지 않도록 함에 따라,
다양한 휴대기기의 전체 케이스로 적용 가능한 금속외장재를 대량으로 생산할 수 있으므로 금속외장재가 갖는 내구성이나 미려한 질감 및 고광택의 표면을 그대로 연출할 수 있는 것이고, 금속외장재로 인해 휴대기기의 내구성 향상은 물론 사용 수명을 연장시킬 수 있는 것이며, 개별 성형물을 다양하게 제작하여 이들을 용접 생산하게 됨에 따라 형태 및 모양에 제한을 받지 않고 모든 휴대기기의 외장재로 적용할 수 있으므로 효율성은 물론 생산성과 경제성이 매우 탁월한 것이다.

Description

이종성형물의 접합을 이용한 휴대기기용 금속외장재의 제조방법 {Method for producing metal cladding of portable appliance obtained by bonding moldings of different material}

본 발명은 휴대폰이나 전자사전 또는 휴대용 게임기와 같은 각종 휴대기기의 케이스로 사용되는 금속외장재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 금속외장재를 제조함에 있어 각기 다른 개별품을 프레스 성형한 후, 이들 개별 성형체를 서로 용접한 후 표면가공을 수행함에 따라 기존의 프레스 성형에 의한 금속외장재로 구현할 수 없었던 딥드로잉 및 역구배 형상을 자유롭게 연출할 수 있도록 함에 따라 기존의 합성수지재 케이스에 부분적으로만 적용되던 형태의 금속외장재를 전체적인 케이스의 형태로 제조할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 휴대폰과 같은 이동통신기기를 포함하여 전자사전 또는 휴대용 게임기와 같은 각종 휴대기기 등은 합성수지재 케이스를 통해 내부를 보호하면서도 상기 케이스 자체에 의한 다양한 장식적인 효과를 연출하게 된다.

그러나, 상기와 같은 휴대기기의 케이스는 비교적 충격이나 긁힘에 취약한 구조를 갖고 있어 장기간 사용하다 보면 케이스에 대한 파손이나 긁힘으로 인해 외관이 지저분해지는 것이 보편적이다.

이에 따라 근자에 들어서는 상기와 같은 케이스에 대한 다양한 코팅 및 보호 처리를 수행하면서도 긁힘에 취약한 부분에 대하여 별도의 금속외장재를 혼합 구성함에 따라 금속외장재가 갖는 우수한 내구성 및 자체의 미려한 장식성으로 인해 휴대기기가 더욱 돋보이도록 하는 것이다.

그러나, 이와 같은 금속외장재의 경우 광택성이나 장식성은 뛰어나지만 대부분 프레스를 통해 생산되기 때문에 다채로운 형상으로의 제작이 불가능한 단점을 갖고 있으므로 휴대기기의 전체적인 외장재로는 사용되지 못하고 배터리 커버 혹은 배면판과 같이 국부적인 개별부품으로만 생산되고 있어 기존의 합성수지재 케이스와 혼용되는 것이 일반적이다.

또한, 금속외장재의 경우 기존의 합성수지 및 고무재에 비하여 내구성이나 우수한 장식성을 연출하기 때문에 금속외장재에 대한 요구와 기대가 매우 높은 것이 현실이나 프레스 가공기술의 제약으로 인해 제한된 형상의 외장케이스만 제공하므로 소비자를 만족시키지 못하고 있는 것이 현실이다.

특히, 프레스 가공이나 압출 또는 인발이나 하이드로 포밍과 같은 다양한 금속 가공 기술을 적용하거나, 압출과 인발을 통한 생산물에 CNC가공기술을 적용하여 입체적인 형상의 금속외장재를 생산하고자 시도한 바 있으나 제작단가가 매우 높고 생산성이 떨어지는 단점을 갖고 있는 것이고, 고도의 수압이나 유압 또는 레이저 등을 이용한 가공기술을 적용하더라도, 금형 제작비 및 제품원가 등 초기 비용이 과다하여 모델 변경이 잦은 축에 속하는 휴대기기의 외장재로 쓰이기에는 경제성이 타당치 못한 문제점을 갖고 있는 것이다.

본 발명은 전기한 바와 같은 문제점을 개선한 것으로서, 다양한 형상으로 개별 제작된 이종의 프레스 성형물을 가공 생산하여 이들을 서로 맞대어 용접 형성하고, 용접된 접합제품에 대하여는 연마작업 및 표면가공 작업을 거쳐 용접선이 나타나지 않도록 함에 따라,

기존의 휴대기기에 있어 부분적인 내구재 및 장식재로만 적용되어 오던 금속외장재를 휴대기기의 전체 케이스로 적용할 수 있도록 한 특징을 갖는 이종성형물의 접합을 이용한 휴대기기용 금속외장재의 제조방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 적어도 두 개 이상의 개별부품을 각기 성형하는 프레스공정과; 프레스 성형된 개별부품을 지그(Jig)에 밀착시켜 이들 개별부품의 맞닿은 부분이 0.05mm 이내의 틈새를 갖도록 하는 맞대기공정과; 형합된 이들 개별부품의 맞닿은 부분을 아르곤 가스 분위기 하에서 레이저를 통해 용접하여 접합제품을 생산하는 접합공정과; 접합제품의 용접부에 대한 연마공정과; 용접부가 연마된 접합제품의 표면에 대하여 광연마가공 또는 헤어라인가공 또는 샌딩가공 중 하나 이상의 선택된 방법을 적용하는 표면처리공정;을 순차적으로 수행하여 금속외장재가 완성되게 하는 것이다.

본 발명은, 다양한 휴대기기의 전체 케이스로 적용 가능한 금속외장재를 대량으로 생산할 수 있으므로 금속외장재가 갖는 내구성이나 미려한 질감 및 고광택의 표면을 그대로 연출할 수 있는 것이고, 금속외장재로 인해 휴대기기의 내구성 향상은 물론 사용 수명을 연장시킬 수 있는 것이며, 개별 성형물을 다양하게 제작하여 이들을 용접 생산하게 됨에 따라 형태 및 모양에 제한을 받지 않고 모든 휴대기기의 외장재로 적용할 수 있으므로 효율성은 물론 생산성과 경제성이 매우 탁월한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 금속외장재의 제조공정도
도 2는 본 발명에 따른 금속외장재의 제조공정에 있어, 프레스 성형된 개별부품의 단면도
도 3은 본 발명에 따른 금속외장재의 제조공정에 있어, 개별부품이 지그에 밀착된 상태도
도 4는 본 발명에 따른 금속외장재의 제조공정에 있어, 개별부품을 용접하는 과정도
도 5는 본 발명에 따른 금속외장재의 제조공정에 있어, 접합제품의 용접부를 연마하는 공정도
도 6은 본 발명에 따른 금속외장재의 제조방법에 의해 완성된 금속외장재의 사시도
도 7은 본 발명에 따른 금속외장재의 제조방법에 의해 완성된 금속외장재의 다른 예시도
도 8은 본 발명에 따른 금속외장재의 제조방법에 의해 완성된 금속외장재의 또 다른 예시도

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 금속외장재의 제조공정도이다.

도시와 같이 본 발명의 금속외장재는, 보통의 프레스공정을 통해 다양한 형태로 된 적어도 두 개 이상의 개별부품을 생산한 후, 이들 개별부품들을 별도의 지그(Jig)에 안착 및 고정시키는 맞대기 공정을 수행하며, 개별부품의 서로 맞닿은 부분을 레이저를 통해 용접하여 접합시키는 공정을 수행한 후, 상기 용접부에 대한 연마공정을 수행하고, 연마부를 포함하여 접합제품에 대한 외표면 전체에 대한 표면가공공정을 수행함에 따라 다양한 형태로 된 금속외장재를 생산할 수 있는 것이다.

즉, 도 2의 도시와 같이 기존의 프레스 성형으로 일시에 제작할 수 없었던 구배와 역구배가 공존하는 형태의 외장재에 대하여, 상하로 구분 제작된 개별부품(1)(1')을 프레스를 통해 각기 제작한다.

이어, 상기와 같은 개별부품(1)(1')을 도 3의 도시와 같이 별도의 지그(Jig) 상에 안치 및 고정시키는 작업을 수행하게 되는데, 상기의 지그는 바람직하게는 하부지그(20)와 상부지그(30)로 구분 제작되는 것이고, 하부지그(20)의 경우에는 금속외장재의 내측으로 삽입되는 별도의 내부지그(21)를 갖추고 있어, 서로 맞닿은 개별부품(1)(1')이 일정한 위치와 안정된 위치로의 고정이 이루어질 수 있도록 상기의 내부지그(21)가 개별부품(1)(1')의 내측에서 안정적인 밀착 고정이 이루어진 상태를 유지하게 된다.

이어, 상기와 같이 개별부품(1)(1')에 대한 밀착 고정이 이루어지면 도 4의 도시와 같이 레이저 용접기(40)를 통해 개별부품(1)(1')의 맞닿은 부분을 용접하게 되는데, 상기의 하부지그(20)와 상부지그(30)의 사이에는 용접에 필요한 틈새를 형성함에 따라 상기의 틈새를 통해 레이저 용접기(40)에 의한 개별부품(1)(1')의 용접이 용이하게 이루어질 수 있도록 하면 된다.

이때, 상기의 레이저 용접공정은 개별부품(1)(1')의 맞닿은 부분이 완전 밀착된 상태가 이상적일 것이나 금속 성형된 개별부품(1)(1')의 특성상 전체의 구간에 대한 완전 밀착은 어려울 것이므로 상기 개별부품(1)(1')에 대한 밀착 틈새가 0.05mm 이내가 되도록 유지하는 것이 바람직할 것이다. 이는 하부지그(20)와 내부지그(21) 및 상부지그(30)를 개별부품(1)(1')의 내,외 형태와 일치하도록 제작하여 가압함에 따라 개별부품(1)(1')에 대한 맞닿은 틈새가 커지지 않도록 하는 것이 중요할 것이다.

여기서, 상기 개별부품(1)(1')에 대한 맞닿은 틈새가 0.05mm 이상인 경우에는 레이저를 통한 용접 과정에서 개별부품(1)(1')의 용접부에 대한 소재의 손실이나 미용접부 또는 과도한 용접부의 돌출이 발생할 수 있을 것이다.

또한, 상기와 같은 레이저 용접은 아르곤 가스 분위기 하에서 이루어지도록 하거나 질소 가스 분위기 하에서 이루어지도록 하는 것이 바람직한데, 이는 레이저 용접 과정에서 발생할 수 있는 그을음이나 요철부의 발생 정도를 감소시키는 역할을 하게 되어 보다 매끄러운 용접부를 얻을 수 있기 때문이다.

이와 같이 개별부품(1)(1')에 대한 용접을 통해 접합제품(50)을 완성하면 상기 접합제품(50)의 용접부에 대한 연마공정을 수행하게 된다. 여기서, 상기의 연마공정은 개별부품(1)(1')의 용접으로 인해 접합제품(50)의 외면으로 돌출되는 용접부에 대한 제거를 목적으로 하는 것으로서, 고속으로 회전되는 그라인더(60)를 통하거나 CNC 가공을 통해 상기의 돌출된 용접부에 대한 제거와 동시에 용접선이 드러나지 않도록 이를 갈아 제거하는 것이다.

또한, 상기와 같은 연마공정이 종료되면 접합제품(50)의 외표면에 대하여 다양한 표면처리공정을 수행하게 되는 것인데, 상기의 표면처리공정은 접합제품(50)의 외면에 대한 장식성을 부여함에 따라 이를 휴대기기에 직접 조립할 수 있도록 하기 위함이다.

즉, 상기의 표면처리공정은 헤어라인 가공을 통해 미세한 줄무늬가 미려하게 표현되도록 하거나, 광연마를 통해 고광택의 표면이 연출되도록 할 수도 있을 것이며, 샌딩가공을 통해 부드러운 느낌의 표현을 연출할 수도 있는 것이다.

이와 같은 표면처리공정은 광연마를 수행한 후 헤어라인 가공을 추가로 수행할 수도 있을 것이고, 부분적인 샌딩가공을 적용할 수도 있는 것으로 이는 표면 장식 형태에 따라 단일 또는 복합적용이 가능할 것이다.

따라서, 도 6의 도시와 같이 프레스를 통해 성형 가능한 개별부품(1)(1')을 각기 제작한 상태에서 이들을 용접하여, 기존의 프레스를 통해서는 제작할 수 없었던 구배 및 역구배가 공존하는 금속외장재(10)를 자유롭게 제작할 수 있는 것이고, 이와 같은 금속외장재는 도 7 및 도 8의 도시와 같이 다양한 형태로의 제작이 가능하여 거의 모든 휴대기기의 외장재로서 적용할 수 있는 것이다.

또한, 상기의 개별부품(1)(1')에 대한 개체의 분할 및 용접 과정을 거쳐 합성수지로도 성형할 수 없었던 외장재의 제작 및 대량 생산이 가능하므로 매우 획기적인 것이라 할 수 있는 것이다.

이상과 같은 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

1,1' : 개별부품
10 : 금속외장재
20 : 하부지그 21 : 내부지그
30 : 상부지그
40 : 레이저 용접기
50 : 접합제품
60 : 그라인더

Claims (1)

1. 적어도 두 개 이상의 개별부품을 각기 성형하는 프레스공정과;
   프레스 성형된 개별부품을 지그(Jig)에 밀착시켜 이들 개별부품의 맞닿은 부분이 0.05mm 이내의 틈새를 갖도록 하는 맞대기공정과;
   형합된 이들 개별부품의 맞닿은 부분을 아르곤 가스 분위기 하에서 레이저를 통해 용접하여 접합제품을 생산하는 접합공정과;
   접합제품의 용접부에 대한 연마공정과;
   용접부가 연마된 접합제품의 표면에 대하여 광연마가공 또는 헤어라인가공 또는 샌딩가공 중 하나 이상의 선택된 방법을 적용하는 표면처리공정;을 순차적으로 수행하여 금속외장재가 완성되게 함을 특징으로 하는 이종성형물의 접합을 이용한 휴대기기용 금속외장재의 제조방법.

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