KR20150115600A - 금속분말 가공장치 - Google Patents

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Abstract

레이저 비임 또는 전자선의 조사에 의한 용융시에 잔존하는 미조형 분말 및 절삭 성형시에 발생한 절삭 분말이 절삭 공구에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있는 금속분말 가공장치의 구성을 제공하는 것을 과제로 하고 있고, 챔버(chamber) 내의 테이블에 금속 분말을 순차적으로 적층하며, 또한 레이저 비임 또는 전자선의 조사에 의한 용융 및 상기 용융에 이어서 절삭 공구에 의한 성형을 수반하는 금속분말 가공장치에 있어서, 절삭 공구(3)에 대해 주축(1) 또는 공구 홀더(2) 중의 어느 하나의 측으로부터 공기류(5)를 발생시킴으로써, 상기 용융시에 잔존하는 미조형 분말(6) 및 상기 절삭에 수반하여 발생하는 절삭 분말(6)을 비산시키는 것을 가능하게 하고, 절삭 공구(3)의 수명을 장기화시키며, 또한 절삭 가공면의 품질을 향상시킬 수 있는 금속분말 가공장치.

Description

금속분말 가공장치{METAL POWDER PROCESSING DEVICE}
본 발명은, 챔버(chamber) 내의 테이블에 금속 분말을 순차적으로 적층하고, 또한 레이저 비임 또는 전자선의 조사(照射)에 의한 용융 및 상기 용융에 이어서 절삭 공구에 의한 성형을 수반하는 금속분말 가공장치에 관한 것이다.
상기 조사에 의한 용융 단계에는, 미조형(未造形) 분말이 조형물 부근에 잔존하고, 또한 상기 절삭 가공 단계에는, 상기 절삭에 의해서 발생하는 분말 형상의 절삭 칩(chip)이 조형물 부근에 잔존한다.
미조형 분말 및 절삭 분말이 잔존한 상태에서 절삭 가공을 계속하는 경우에는, 절삭 공구의 날 끝에 미조형 분말 및 절삭 분말이 잔존함으로써, 절삭 공구의 수명이 현저히 단축될 뿐만 아니라, 절삭 공구의 손상이 발생하는 경우도 있다.
뿐만 아니라, 미조형 분말 및 절삭 분말이 휩쓸리게 된 상태에 의해서 절삭 가공의 경우에는, 절삭 가공면에 영향을 미치고, 원활한 표면을 얻을 수 없는 것을 원인으로 하여, 가공면의 품질도 열화 하는 것마저 생기고 있다.
이러한 상황에 대처하기 위해, 특허문헌 1에 있어서는, 절삭 가공용의 공구와는 별도로, 미조형 분말 및 절삭 분말 제거용 공구도 작동시킴으로써, 미조형 분말 및 절삭 분말의 제거를 행하고 있다.
그렇지만, 이러한 방법에서는, 별도 미조형 분말 및 절삭 분말 제거용 공구를 설치할 필요가 있다는 점에서, 장치의 구성, 또한 구동 제어가 복잡하게 되는 것을 피할 수 없을 뿐만 아니라, 가공 공정의 복잡화도 초래하게 된다.
특허문헌 2에는, 미조형 분말 및 절삭 분말(절삭 칩)을 공기류의 흡인에 의해서, 미조형 분말 및 절삭 분말을 파이프 1763을 통하여 이동시키고, 흡인 장치 1764 측으로 이동시키는 구성을 개시하고 있다.
그렇지만, 상기 구성의 경우에는, 상기 용융시에 잔존하는 미조형 분말 및 상기 절삭에 수반하여 발생한 절삭 분말의 사후 처리로서, 공기류를 채용한 것에 불과하고, 절삭 공구의 날 끝에 잔존하는 미조형 분말 및 절삭 분말을 비산시키는 구성까지 개시하는 것은 아니다.
실제로, 특허문헌 2에서는, 절삭 공구의 날 끝에서의 미조형 분말 및 절삭 분말의 잔존에 의한 폐해에 대해 전혀 기재되어 있지 않다.
이러한 특허문헌 1 및 동 2에 개시된 공지기술에서도 밝혀져 있는 바와 같이, 상기 용융시에 잔존하는 미조형 분말 및 상기 절삭에 수반하여 발생하는 절삭 분말을 절삭 공구의 날 끝으로부터 비산시키는 구성은 현재까지 제안되어 있지 않다.
일본공개특허공보 2010-280173호 일본공개특허공보 평 11-277361호
본 발명은, 레이저 비임 또는 전자선의 조사에 의한 용융시에 잔존하는 미조형 분말 및 절삭 성형시에 발생한 절삭 분말이 절삭 공구에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있는 금속분말 가공장치의 구성을 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 기본 구성은, 챔버(chamber) 내의 테이블에 금속 분말을 순차적으로 적층하고, 또한 레이저 비임 또는 전자선의 조사에 의한 용융 및 상기 용융에 이어서 절삭 공구에 의한 성형을 수반하는 금속분말 가공장치에 있어서, 절삭 공구에 대해 주축 또는 공구 홀더 중의 어느 하나의 측으로부터 상기 용융시에 잔존하는 미조형 분말 및 상기 절삭에 수반하여 발생하는 절삭 분말을 비산시킬 수 있는 공기류를 발생시키는 금속분말 가공장치로 이루어진다.
상기 기본 구성에 기초하는 본 발명에 있어서는, 금속분말 가공장치 자체에 의해서 발생하는 공기류에 의해서 미조형 분말 및 절삭 분말을 절삭 공구의 날 끝 및 그 근방으로부터 비산시키고, 나아가, 절삭 공구의 수명을 장기화시킴과 함께, 절삭 가공 표면의 품질을 향상시키는 한편, 절삭 공구의 원활한 회전을 확보함으로써, 가공 시간의 단축도 실현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 기본 원리를 나타낸 측면도이며, 상기 도 1에서 실선 화살표는 공기류의 유동 방향을 나타내며, 점선 화살표는 미조형 분말 및 절삭 분말의 유동 방향을 나타낸다. 또한 이하의 도면에서도 동일하다.
도 2는 주축에 공기류 통과공(通過孔)을 형성한 실시형태를 나타낸 측단면도이다.
도 3은 주축 및 공구 홀더에 공기류 통과공을 형성한 실시형태를 나타낸 측단면도이다.
도 4는 주축, 공구 홀더 및 절삭 공구에 공기류 통과공을 형성한 실시형태를 나타낸 측 단면도이며, 상기 도 4는 절삭 공구의 영역은 측면도를 나타내고 있지만, 특히 공기류의 유동에 대해서는, 다른 도면과 마찬가지로 실선 화살표로 도시하였다.
도 5는 실시예의 구성을 나타낸 측면도이다.
본 발명은, 챔버 내의 테이블에 금속 분말을 순차적으로 적층하고, 또한 레이저 비임 또는 전자선의 조사에 의한 용융 및 상기 용융에 이어서 절삭 공구에 의한 성형을 수반하는 금속분말 가공장치를 그의 대상으로 한다.
도 1은, 본 발명의 상기 기본 구성 상태를 개시하고 있고, 절삭 공구(3)의 선단(先端)측을 향하며, 공구 홀더(2) 측으로부터 미조형 분말 및 절삭 분말(6)을 비산시키기 위한 공기류(5)를 발생시키는 절삭 가공 상태를 나타낸다.
상기 공기류(5)에 의한 풍압은, 절삭 공구(3)의 절삭 작동에 있어서 발생하고, 또한 절삭 공구(3)의 근방을 유동하는 미조형 분말 및 절삭 분말(6)을 비산시키는 것이 가능한 정도의 강도인 것을 필요 불가결한 것으로 한다.
유동하는 미조형 분말 및 절삭 분말(6)을 공기류(5)에 의해서 비산시킨 경우에는, 회전 상태에 있는 절삭 공구(3)의 주축(1)에 미조형 분말 및 절삭 분말(6)이 잔존하는 확률을 격감시키는 것이 가능해지고, 날 끝 사이의 빈틈에 미조형 분말 및 절삭 분말(6)이 충만하게 됨에 따라 절삭 공구(3) 수명의 단축, 또한 손상을 방지하는 것이 가능하게 되며, 또한 종래 기술의 경우와 같은 가공면의 품질 열화를 피할 수 있다.
상기 기본 구성에서의 전형적인 실시형태에 있어서는, 공기류(5)의 분출에 의해서 미조형 분말 및 절삭 분말(6)을 비산시킨다.
도 2는, 주축(1) 후단(後端)의 회전 중심의 부위와, 선단의 회전 중심으로부터 벗어난 부위와의 사이에 공기류 통과공(7)을 설정하고, 주축(1)의 선단면(先端面)에서, 절삭 공구(3)의 길이방향 측면을 향하는 공기류(5) 분출구(70)를 설정하는 것을 특징으로 하는 실시형태를 나타낸다.
상기 실시형태의 경우에는, 주축(1)의 선단면으로부터 절삭 공구(3)의 길이방향 측면으로 공기류(5)를 분출함으로써, 효율적으로 절삭 공구(3)의 근방을 유동하는 미조형 분말 및 절삭 분말(6)을 비산시켜, 절삭 공구(3)에의 부착을 방지할 수 있다.
도 2에서는 공기류 분출구(70)를 1개소 설정하고 있지만, 상기 분출구(70)에 대해서는, 복수 개소로 설정할 수 있다.
도 3은, 주축(1)의 중심축 및 공구 홀더(2)의 후단으로부터 선단에 이르기까지의 중도 부위에서의 중심 축을 따라 공기류 통과공(7)을 연장하여 형성한 후에, 공구 홀더(2)의 선단 면에서, 절삭 공구(3)와의 접속 부위 근방으로부터, 절삭 공구(3)의 길이방향을 향하는 공기류(5)의 분출구(70)를 설정하는 것을 특징으로 하는 실시형태를 나타낸다.
상기 실시형태의 경우에는, 절삭 공구(3)의 길이방향 둘레벽 및 그 근방에서의 분류(噴流) 상태의 공기류(5)에 의해서, 절삭 공구(3) 근방을 유동하는 미조형 분말 및 절삭 분말(6)을 비산시켜서 절삭 공구(3)에의 부착을 방지할 수 있다.
도 4는, 주축(1)의 중심축, 공구 홀더(2) 및 절삭 공구(3)의 길이방향 중심 축을 따라 공기류 통과공(7)을 연장하여 형성하고, 절삭 공구(3)의 길이방향의 중도 부위 또는 선단 부위에서의 1개소 또는 복수 개소의 절삭 공구(3)의 외주부 또는 홈부에서, 길이방향에 대해 직교하는 방향 및/또는 사교(斜交)하는 방향을 향하는 공기류(5)의 분출구(70)를 설정하는 것을 특징으로 하고 있다.
도 4의 경우에는, 직교하는 방향과 사교하는 방향으로 각각 향하는 분출구(70)를 1개 형성한 경우를 나타내고 있지만, 이러한 분출구(70)의 설정에 의해서, 공기류(5)는 절삭 공구(3)의 길이방향 근방에 유동하는 미조형 분말 및 절삭 분말(6)을 비산시켜, 절삭 공구(3)에의 부착을 방지할 수 있다.
이상의 실시형태는, 어느 쪽도 공기류(5)의 분출에 의해서 미조형 분말 및 절삭 분말(6)을 비산시킨다.
그렇지만, 상기 기본 구성은, 이러한 공기류(5)의 분출이라고 하는 실시형태로 한정되지 않고, 또한 이 점은, 이하의 실시예에서도 분명하다.
실시예
실시예에 있어서는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 공구 홀더(2)의 측면 둘레벽에, 절삭 공구(3) 측으로 공기류(5)의 송풍을 가능하게 하는 1개 또는 복수개의 회전 날개(21)를 설치한 것을 특징으로 하고 있다.
이러한 실시예의 경우에는, 공구 홀더(2)의 측면 둘레벽에 회전 날개(핀)(21)를 장착한다고 하는 지극히 간단한 구성에 의해서, 절삭 공구(3)에 부착하려고 하는 미조형 분말 및 절삭 분말(6)의 비산을 가능하게 한다.
회전 날개(핀)(21)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 프로펠러의 경우와 마찬가지로, 회전 방향을 따라서 경사 각도를 순차적으로 크게 하는 구성을 통상 채용하지만, 공구 홀더(2)의 둘레벽을 따라서 복수매 설치하는 것이 바람직하고, 게다가 회전 방향에 대하여, 회전 날개(핀)(21)의 평면각도가 약 45도인 경우에, 절삭 공구(3) 측에 대해 유효한 공기류(5) 발생이 가능한 것을 관찰할 수 있다.
본 발명은, 상기 용융시에 잔존하는 미조형 분말 및 상기 절삭에 수반하여 발생하는 절삭 분말을 제거함으로써, 종래 기술의 문제점을 극복하고 있고, 절삭 공구를 사용하는 금속분말 가공장치의 전(全) 분야에서 이용할 수 있다.
1. 주축
2. 공구 홀더
3. 절삭 공구
4. 조형 대상물
5. 공기류
6. 미조형 분말 및 절삭 분말
7. 공기류 통과공
70. 분출구

Claims (5)

  1. 회전 주축에 대해, 챔버(chamber) 내의 테이블에 금속 분말을 순차적으로 적층하고, 또한 레이저 비임 또는 전자선의 조사에 의한 용융 및 상기 용융에 이어서 절삭 공구에 의한 성형을 수반하는 금속분말 가공장치에 있어서, 절삭 공구에 대해 주축 또는 공구 홀더 중의 어느 하나의 측으로부터 상기 용융시에 잔존하는 미조형 분말 및 상기 절삭에 수반하여 발생하는 절삭 분말을 비산시킬 수 있는 공기류를 발생시키는 금속분말 가공장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    주축 후단(後端)의 회전 중심 부위와, 선단(先端)의 회전 중심으로부터 벗어난 부위와의 사이에 공기류 통과공(通過孔)을 설정하고, 주축의 선단면(先端面)에서, 절삭 공구의 길이방향 측면을 향하는 공기류의 분출구를 설정하는 것을 특징으로 하는 금속분말 가공장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    주축의 중심축 및 공구 홀더의 후단으로부터 선단에 이르기까지의 중도 부위에서의 중심 축을 따라 공기류 통과공을 연장하여 형성한 후에, 공구 홀더의 선단면에서, 절삭 공구와의 접속 부위 근방으로부터, 절삭 공구의 길이방향을 향하는 공기류의 분출구를 설정하는 것을 특징으로 하는 금속분말 가공장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    주축의 중심축, 공구 홀더 및 절삭 공구의 길이방향 중심 축을 따라 공기류 통과공을 연장하여 형성하고, 절삭 공구의 길이방향의 중도 부위 또는 선단 부위에서의 1개소 또는 복수 개소의 절삭 공구의 외주부 또는 홈부에서, 길이방향에 대해 직교하는 방향 및/또는 사교(斜交)하는 방향을 향하는 공기류의 분출구를 설정하는 것을 특징으로 하는 금속분말 가공장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    공구 홀더의 측면 둘레벽에, 절삭 공구 측으로 공기류의 송풍을 가능하게 하는 1개 또는 복수개의 회전 날개를 설치한 것을 특징으로 하는 금속분말 가공장치.
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