KR20130025634A - 전해주조를 이용한 다공 금속재의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전해주조를 이용한 다공 금속재의 제조방법을 개시한다.
본 발명의 전해주조를 이용한 다공 금속재의 제조방법은 고온에서 기화 또는 액화되는 수지를 사용하여 성형틀을 만드는 성형틀 준비단계와; 상기 준비된 성형틀의 외면에 통전액을 균일하게 도포하는 통전층 형성단계와; 상기 통전층이 형성된 성형틀을 전해욕조에 침지시키고 통전시켜 금속을 전착하는 전착층 형성단계와; 상기 전착층이 형성된 성형틀을 가열하여 수지를 제거하는 성형품 추출단계로 수행된다.
이러한 구성의 전해주조를 이용한 다공 금속재의 제조방법은, 다양한 형태로 전해욕조의 크기에 따라서 대형 크기부터 두께가 얇은 박형의 형태로도 제조가 가능하므로 성형 대상 제품에 대한 디자인의 자유도를 대폭적으로 높일 수 있을 뿐만 아니라 향상된 내구성 및 탄성을 가짐에 따라 기존의 성형 소결이나 프레스 방식의 성형제품과 비교하여 불필요한 소재 낭비가 없으며 제작이 용이한 이점이 있다.

Description

전해주조를 이용한 다공 금속재의 제조방법{A method for producing metal by electro forming process}

본 발명은 전해주조 기법을 이용한 다공성의 금속소재를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고온에서 기화 또는 액화되어 사라지는 소재로 된 성형체를 이용하여 경제적이면서 짧은 시간 내에 다품종 소량 양산이 가능하면서 제품의 설계 디자인의 자유도를 한층 높일 수 있도록 하여 우수한 상품가치를 지닌 전해주조를 이용한 다공 금속재의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 다공성 금속재는 시각적인 만족감을 주는 팬시제품이나 악세사리 및 문구류 등의 재료로 사용된다.

종래 기술에 따른 다공성 금속재는 평균입도가 100㎛ 이상인 금속분말을 100～600Mpa 압력하에서 상온 가압하여 예비 소결체를 제조하고, 이때 10～20%의 기공율을 갖도록 900℃～1400℃ 범위의 온도에서 120분 이하 시간동안 소결함에 따라 다공 금속재를 성형하였다.

그러나, 종래 기술에 따른 다공성 금속재는 평균입도가 100㎛ 이상인 금속분말을 원재료로 하여 가압 소결함에 따라 큰 입도를 갖는 금속분말로 인하여 표면이 미려한 제품의 제조가 곤란하여 상품성을 높이는데 한계가 있을 뿐만 아니라 다품종 소량 생산이 불가능하여 결과적으로 악세사리나 팬시제품과 같이 소비자의 취향이 시시각각 바뀌는 상품의 제조방법으로는 부적합하여 소비자의 다양한 욕구를 충족시키는데 한계가 있는 문제점이 있었다.

또한, 제조 공정상의 원재료의 소모가 많을 뿐만 아니라 원하는 형상의 제품을 만들기 위해서는 고가의 금형을 제작해야 하므로 제조단가가 높아짐에 따라 경제적인 생산이 곤란한 단점이 있었다.

한편, 팬시제품이나 악세사리 등의 장신구를 제조하는 방법으로는 전해주조를 이용한 방법이 있다.

전해주조란 전해욕조인 전주욕(電鑄浴)속에서 금속이나 금속화된 물체의 표면에 원하는 두께로 금속을 전착(電着)시켜 금속제품을 제조하거나 복제품을 만드는 방법을 일컫는 것으로, 이러한 전해주조는 그 원리가 전기도금과 같지만 전착층(도금 두께)을 전기도금보다 두껍게 하는 경우를 의미하며, 예를 들면 전기도금의 전착층은 약 0.001mm~0.05mm 정도이고, 전해주조의 전착층은 약 0.025~25mm 정도이다.

전해주조로 장신구를 제작할 때에는 왁스모형의 외표면에 은락카(silver lacquer) 등의 도포하여 아주 얇은 두께로 금속층을 형성한 후 전해주조를 통해 왁스모형 외부 둘레에 일정두께(예를 들면 200㎛정도)의 전착층을 형성한 다음 전착층에 왁스인출구멍을 뚫어 전착층 내부의 왁스를 제거하게 된다.

등록특허공보 제10-0490086호(2005.05.09),2쪽 26~30줄, 청구의범위 (청구항 1), 도면 3 상기 선행기술문헌(특허문헌1)은 전해주조 장신구의 제조방법을 개시하고 있으며, 그 청구항 1에는, 왁스모형의 외표면에 아주 얇은 두께로 실버락카층을 형성한 후 전해주조를 통해 왁스모형 외부 둘레에 일정두께의 전착층을 형성한 다음 전착층에 실버락카층을 통과하는 왁스인출구멍을 뚫어 전착층 내부의 왁스를 제거하여 제작되는 전해주조 장신구에 보석을 설치하기 위하여 전착층에 삽입 고정되는 몸체의 내부 상단부에 보석 고정부가 마련되는 것에 있어서, 상기 몸체의 외표면 둘레에 적어도 한 개 이상의 충전홈을 형성한 것을 특징으로 하는 전해주조 장신구용 보석난집이 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 분말 야금 방식이 갖는 문제점인 소품종 대량 생산 방식에서 벗어나 다품종 소량 생산방식으로 제조 가능한 제조공정을 통해 종래의 분말야금 방식에 의한 제품이 구현해내지 못하는 부분(다양한 형상 표현, 유연성, 정밀한 치수관리 등)을 개선하여 제품의 제조를 위한 디자인의 자유도를 높일 수 있는 전해주조를 이용한 다공 금속재의 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 제품의 유연성과 치수 정밀성을 높일 수 있도록 함으로써 금속소재 뿐만 아니라 이종소재 즉, 합성수지, 플라스틱, 실리콘, 우레탄재 등과 같이 다양한 소재와의 혼합 성형을 가능하게 하여 성형 제품에 대한 소재활용에 대한 자유도를 높일 수 있는 전해주조를 이용한 다공 금속재의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 전해주조를 이용한 다공 금속재의 제조방법은, 고온에서 기화 또는 액화되는 수지를 사용하여 성형틀을 만드는 성형틀 준비단계와; 상기 준비된 성형틀의 외면에 통전액을 균일하게 도포하는 통전층 형성단계와; 상기 통전층이 형성된 성형틀을 전해욕조에 침지시키고 통전시켜 금속을 전착하는 전착층 형성단계와; 상기 전착층이 형성된 성형틀을 가열하여 수지를 제거하는 성형품 추출단계를 포함하여 구성되는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 성형품 추출단계에 이어서 추출된 성형품은 표면에 인쇄, 각인, 연마, 산화 변색 방지를 위한 도금 중 어느 하나 또는 하나 이상이 선택적으로 수행되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 성형품 추출단계에 이어서 전착층 형성단계를 반복 수행하는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 전착층 형성단계에서, 상기 통전시의 전류밀도는 1~5A/dm 인 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 추출단계에서 상기 전착층이 형성된 성형틀은 200~300℃의 온도로 30초~10분간 가열되는 것에 있다.

본 발명에 따른 전해주조를 이용한 다공 금속재의 제조방법은, 다양한 형태로 전해욕조의 크기에 따라서 대형 크기부터 두께가 얇은 박형의 형태로도 제조가 가능하므로 성형 대상 제품에 대한 디자인의 자유도를 대폭적으로 높일 수 있을 뿐만 아니라 향상된 내구성 및 탄성을 가짐에 따라 기존의 성형 소결이나 프레스 방식의 성형제품과 비교하여 불필요한 소재 낭비가 없으며 제작이 용이한 이점이 있다.

요약하면, 적용 대상 성형 제품에 대한 자유도를 대폭적으로 높일 수 있을 뿐만 아니라 증대된 내구성 및 탄성을 통한 성형 제품의 파손 및 손상을 저감시킬 수 있어 결과적으로 이를 적용한 제품에 대한 소비자의 만족도와 상품가치를 향상시킬 수 있는 유용한 효과가 기대된다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 본 발명에 따른 전해주조를 이용한 다공 금속재의 제조방법을 설명하기 위한 블록도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전해주조를 이용한 다공 금속재의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 전해주조를 이용한 다공 금속재의 제조방법을 설명하기 위한 블록도이다.

이에 나타내 보인 바와 같이, 본 발명에 따른 전해주조를 이용한 다공 금속재의 제조방법은, 고온에서 기화 또는 액화되는 수지를 사용하여 성형틀을 만드는 성형틀 준비단계(S10)와, 상기 준비된 성형틀의 외면에 균일한 두께로 통전액을 도포하는 통전층 형성단계(S20)와, 상기 통전층이 형성된 성형틀을 전해욕조에 침지시키고 통전시킴으로써 일정 두께의 금속을 전착시키는 전착층 형성단계(S30) 그리고 상기 전착층이 형성된 성형틀을 가열하여 수지를 제거하고 통전층과 전착층으로만 이루어진 성형품을 추출하는 단계(S40)로 수행된다.

한편, 상기 추출된 성형품에 대하여 표면에 인쇄, 각인, 연마, 산화 변색 방지를 위한 도금 중 어느 하나 또는 하나 이상을 선택적으로 실시되는 표면 처리단계(S50)가 수행되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 성형품 추출단계에 이어서 전착층 형성단계를 반복 수행될 수 있다.

또한, 상기 전착층 형성단계에서, 상기 통전시의 전류밀도는 1~5A/dm 인 것이 바람직하다.

또한, 상기 추출단계에서, 상기 전착층이 형성된 성형틀은 200~300℃의 온도로 30초~10분간 가열되는 것을 제안한다.

한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서 그러한 변형 예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구 범위에 속한다 해야 할 것이다.

한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 적용 부위를 변경하여 사용하는 것이 가능하고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

S10 : 성형틀 준비단계
S20 : 통전층 형성단계
S30 : 전착층 형성단계
S40 : 성형품 추출단계
S50 : 표면 처리단계

Claims (5)

1. 고온에서 기화 또는 액화되는 수지를 사용하여 성형틀을 만드는 성형틀 준비단계와;
   상기 준비된 성형틀의 외면에 통전액을 균일하게 도포하는 통전층 형성단계와;
   상기 통전층이 형성된 성형틀을 전해욕조에 침지시키고 통전시켜 금속을 전착하는 전착층 형성단계와;
   상기 전착층이 형성된 성형틀을 가열하여 수지를 제거하는 성형품 추출단계;
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전해주조를 이용한 다공 금속재의 제조방법.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 성형품 추출단계에 이어서 추출된 성형품은 표면에 인쇄, 각인, 연마, 산화 변색 방지를 위한 도금 중 어느 하나 또는 하나 이상이 선택적으로 수행되는 표면 처리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전해주조를 이용한 다공 금속재의 제조방법.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 성형품 추출단계에 이어서 전착층 형성단계를 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 전해주조를 이용한 다공 금속재의 제조방법.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 전착층 형성단계에서, 상기 통전시의 전류밀도는 1~5A/dm 인 것을 특징으로 하는 전해주조를 이용한 다공 금속재의 제조방법.
   
5. 제 1항에 있어서, 상기 추출단계에서, 상기 전착층이 형성된 성형틀은 200~300℃의 온도로 30초~10분간 가열되는 것을 특징으로 하는 전해주조를 이용한 다공 금속재의 제조방법.

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