KR20170024617A - 스크래치 공법 적용을 통한 금속 표면 프로파일 형성 방법 - Google Patents

스크래치 공법 적용을 통한 금속 표면 프로파일 형성 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속 표면에 프로파일을 형성하는 방법에 관한 것으로서, 일정한 경도를 가지는 스크래치 디바이스 또는 빛 또는 열 에너지원을 가지는 스크래치 장치를 이용하여 금속 표면에 스크래치를 발생시킴으로써 프로파일을 형성하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 연마재 이송 및 회수를 위한 대형설비와 집진설비가 필요 없으며, 전처리를 위해서 적용되는 표면 프로파일 형성 장치에 적용되는 장치는 반영구적으로 재사용이 가능하기 때문에 연마재 보충을 위한 추가 비용이 발생되지 않고, 또한 도장 전처리를 위해서 철판 표면에 더 강한 경도를 가하는 긁힘 방식과 열 또는 빛에너지를 이용한 열상 방식으로 스크래치를 내게 됨으로써 균일한 패턴과 일정한 깊이를 가지는 전처리 표면 프로파일 형성이 가능하다.

Description

스크래치 공법 적용을 통한 금속 표면 프로파일 형성 방법{The profile formation method of steel surface using scratch}
본 발명은 금속 표면 프로파일 형성 방법에 관한 것으로서, 특히 철판 제조 공정인 압연 공정과 연계된 스크래치 공법을 적용하여 금속 표면에 프로파일을 형성하는 방법에 관한 것이다.
선박 및 해양구조물 건조를 위하여 대부분 사용되는 재료는 철판이며, 이러한 철판의 내구성 및 수명 확보를 위해서는 시공되는 도장 품질의 확보가 중요하다. 도장 품질 확보에 있어서 가장 중요한 인자는 도장 시공 전의 철판 표면의 전처리 정도이며 이러한 전처리 작업을 위해서 블라스팅이라는 방법을 적용하게 된다.
하지만 최근 지구 온난화로 극지방 운반선의 수요 증가와 오랜 수명을 요구하는 극한환경에 적용되는 선박 및 구조물의 수요 증가로 인해서 선체외판에 대한 보다 높은 품질의 도료 시공을 요구하고 있으며, 이러한 도료 시공을 위해서는 깊고 일정한 표면 전처리 프로파일 형성이 필요하다. 하지만 선박 및 해양구조물 제조사에서는 균일하면서 일정한 깊이를 가지는 표면 프로파일을 형성하는 것은 용이하지 않다.
한편, 종래 일반적인 전처리 작업 방법인 연마재를 이용한 블라스팅 표면 프로파일(조도) 형성 방법에 따라 강한 경도를 가지는 철가루나 모래가루 등의 연마재를 철판의 표면에 고압으로 분사하게 되면, 도 1에 도시한 바와 같이 철판(1)의 표면(2)에 존재하는 이물질 제거와 함께 표면(2)이 깍여서 산과 골의 형태를 가지는 전처리 프로파일(조도)면을 형성하게 된다.
그런데, 선박 및 해양구조물의 건조를 위해서 적용되는 표면 프로파일 형성 방법은 Grit or Shot ball Blasting과 Garnet(Sand) Blasting을 주로 사용하게 됨으로써 전처리 작업 시 많은 Dust와 오염물이 발생하게 될 뿐만 아니라, 일정하고 균일한 깊이를 가지는 프로파일을 형성하기가 어렵다.
참고적으로, 도장 전처리 작업을 수행하기 위해서는 Blasting 작업을 수행하기 위한 연마재가 있어야 하며 철판 표면에 연마재의 충격 에너지를 주기 위한 블라스팅 장치(연마재 보관 탱크와 연마재 이송을 위해 압축공기를 생성하는 콤프레샤, 연마재를 이송하는 이송 호스와 연마재를 분사하는 노즐)가 있어야 한다. 그리고 분사된 연마재를 다시 회수하기 위한 회수 시스템(부압(음압) 발생장치, 연마재 회수를 위한 Suction 호스와 연마재 회수 주입구)도 있어야 한다. 고비중을 가지는 연마재를 고압으로 분사 및 이송하기 위해서는 블라스팅 작업에 적용되는 장비의 사양 및 규모는 대형화될 수 밖에 없다. 또한 연마재를 이용한 블라스팅의 작업 시 앞이 보이지 않을 정도의 분진 Dust가 발생하기 때문에 밀폐된 공장 내부에서 집진기와 같은 설비가 추가로 필요하게 된다.
이와 같이, 종래의 연마재를 이용한 표면 프로파일 형성 방법은 깊고 빠른 표면 프로파일 형성을 위한 대형 블라스팅 설비와 연마재 회수 설비가 필요하다. 또한 이러한 블라스팅 작업 환경 제공을 위해서는 대형 집진 설비가 필요하게 된다. 하지만 이러한 연마재를 이용한 블라스팅의 작업에 적용되는 연마재의 재사용 회수는 수십회(1~20회)에 불가하기 때문에 연마재로 주기적으로 보충해주어야 하는 번거로움이 발생하며, 연마재가 입도가 균일하지 않기 때문에 균일한 프로파일 형성이 어려운 문제점을 가지고 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 연마재 이송 및 회수를 위한 대형설비와 집진설비가 필요 없으며, 전처리를 위해서 적용되는 표면 프로파일 형성 장치에 적용되는 장치는 반영구적으로 재사용이 가능하기 때문에 연마재 보충을 위한 추가 비용이 발생되지 않고 균일한 패턴과 일정한 깊이를 가지는 전처리 표면 프로파일 형성이 가능한 스크래치 공법 적용을 통한 금속 표면 프로파일 형성 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 스크래치 공법 적용을 통한 금속 표면 프로파일 형성 방법은, 일정한 경도를 가지는 스크래치 디바이스 또는 빛 또는 열 에너지원을 가지는 스크래치 장치를 이용하여 금속 표면에 스크래치를 발생시킴으로써 프로파일을 형성하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 스크래치 디바이스는 다이아몬드 소재로 구성될 수 있다.
또한, 상기 스크래치 장치는 레이저 발진 장치일 수 있다.
또한, 상기 스크래치 디바이스는 복수개의 스크래치날을 구비하고, 상기 복수개의 스크래치날은 좌우 간격을 조절할 수 있다.
또한, 상기 복수개의 스크래치날은 복수열로 나란히 배치되되 스크래치날이 서로 어긋나게 배치될 수 있다.
또한, 상기 스크래치 장치는 복수개의 조사봉을 구비하고, 상기 복수개의 조사봉은 좌우 간격을 조절할 수 있다.
또한, 상기 복수개의 조사봉은 복수열로 나란히 배치되되 조사봉이 서로 어긋나게 배치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 연마재 이송 및 회수를 위한 대형설비와 집진설비가 필요 없으며, 전처리를 위해서 적용되는 표면 프로파일 형성 장치에 적용되는 장치는 반영구적으로 재사용이 가능하기 때문에 연마재 보충을 위한 추가 비용이 발생되지 않고, 또한 도장 전처리를 위해서 철판 표면에 더 강한 경도를 가하는 긁힘 방식과 열 또는 빛에너지를 이용한 열상 방식으로 스크래치를 내게 됨으로써 균일한 패턴과 일정한 깊이를 가지는 전처리 표면 프로파일 형성이 가능하다.
도 1은 일반적인 연마재를 이용한 블라스팅 표면 프로파일 형성 방법을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 스크래치 공법 적용을 통한 금속 표면 프로파일 형성 방법의 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 스크래치 디바이스의 스크래치날 및 스크래치 장치의 조사봉의 개념도.
도 4는 본 발명에 따른 스크래치 디바이스의 스크래치날의 배치예.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명에 따른 스크래치 공법 적용을 통한 금속 표면 프로파일 형성 방법의 개념도, 도 3은 본 발명에 따른 스크래치 디바이스의 스크래치날 및 스크래치 장치의 조사봉의 개념도, 도 4는 본 발명에 따른 스크래치 디바이스의 스크래치날의 배치예이다.
본 발명에 따른 스크래치 공법 적용을 통한 금속 표면 프로파일 형성 방법은, 철판 제조 공정인 압연 공정과 연계된 스크래치 공법을 적용하여 스틸 표면 프로파일 깊이와 패턴 조절이 가능한 것을 기술적 요지로 한다.
도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 스크래치 공법 적용을 통한 금속 표면 프로파일 형성 방법은, 일정한 경도를 가지는 스크래치 디바이스(10) 또는 빛 또는 열 에너지원을 가지는 스크래치 장치(20)를 이용하여 금속(1) 표면에 스크래치를 발생시킴으로써 프로파일을 형성하는 것을 특징으로 한다.
즉, 스크래치 디바이스(10)를 이용하여 긁힘(스크래치)을 발생시키거나 스크래치 장치(20)를 이용하여 열상(스크래치)를 발생시킴으로써 프로파일을 형성하는 것이다.
참고적으로, 필요에 의해 스크래치 디바이스(10)를 이용하여 금속(1)의 양면에 스크래치를 발생시키거나, 스크래치 장치(20)를 이용하여 금속(1)의 양면에 스크래치를 발생시킬 수가 있으며, 또는 스크래치 디바이스(10)를 이용하여 금속(1)의 상면에 스크래치를 발생시키고 스크래치 장치(20)를 이용하여 금속(1)의 하면에 스크래치를 발생시킬 수가 있다.
이때, 상기 스크래치 디바이스(10)는 강한 경도는 가지는 다이아몬드 소재로 구성될 수 있다.
또한, 상기 스크래치 장치(20)는 레이저를 조사하는 레이저 발진 장치일 수 있다.
한편, 상기 스크래치 디바이스(10)는 복수개의 스크래치날(12)을 구비할 수 있으며, 상기 복수개의 스크래치날(12)은 프로파일 패턴 조절이 가능하도록 좌우 간격 조절이 가능한 것이 바람직하다.
참고적으로, 스크래치 디바이스(10)의 누름력의 조절을 통해 프로파일 깊이를 적절히 조절할 수 있다.
또한, 상기 복수개의 스크래치날(12)은 보다 더 촘촘한 간격의 프로파일을 형성할 수 있도록 복수열로 나란히 배치된 상태에서 스크래치날(12)이 서로 어긋나게 배치될 수 있다.
또한, 상기 스크래치 장치(20)는 복수개의 조사봉(20)을 구비할 수 있는데, 상기 복수개의 조사봉(22)은 프로파일 패턴 조절이 가능하도록 좌우 간격 조절이 가능한 것이 바람직하다.
참고적으로, 스크래치 장치(20)의 조사되는 에너지원의 양 조절을 통해 프로파일 깊이를 적절히 조절할 수 있다.
또한, 상기 복수개의 조사봉(22)은 보다 더 촘촘한 간격의 프로파일을 형성할 수 있도록 복수열로 나란히 배치된 상태에서 조사봉(22)이 서로 어긋나게 배치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 종래와 달리 연마재 이송 및 회수를 위한 대형설비와 집진설비가 필요 없으며, 전처리를 위해서 적용되는 표면 프로파일 형성 장치에 적용되는 장치는 반영구적으로 재사용이 가능하기 때문에 종래의 블라스팅에 사용되어서 1~20회 정도밖에 재활용할 수 없었던 연마재 보충을 위한 추가 비용이 별도로 발생되지 않는다.
또한, 도장 전처리를 위해서 철판 표면에 더 강한 경도를 가하는 긁힘 방식과 열 또는 빛에너지를 이용한 열상 방식으로 스크래치를 발생시킴으로써 균일한 패턴과 일정한 깊이를 가지는 전처리 표면 프로파일 형성이 가능하다.
또한, 제조사에서 이루어지는 블라스팅 작업 시 표면에 보다 낮은 블라스팅만을 수행하더라도 깊고 일정한 패턴의 표면 프로파일을 얻을 수 있기 때문에 생산성 향상과 철판 표면 블라스팅 시 발생하는 DUST 등의 오염물이 줄어들기 때문에 환경 오염을 저감하는데 기여할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 스크래치 공법 적용을 통한 금속 표면 프로파일 형성 방법을 한정된 실시예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다
10 : 스크래치 디바이스 12 : 스크래치날
20 : 스크래치 장치 22 : 조사봉

Claims (7)

  1. 금속 표면에 프로파일을 형성하는 방법으로서,
    일정한 경도를 가지는 스크래치 디바이스 또는 빛 또는 열 에너지원을 가지는 스크래치 장치를 이용하여 금속 표면에 스크래치를 발생시킴으로써 프로파일을 형성하는 스크래치 공법 적용을 통한 금속 표면 프로파일 형성 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스크래치 디바이스는 다이아몬드 소재로 구성된 것을 특징으로 하는 스크래치 공법 적용을 통한 금속 표면 프로파일 형성 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 스크래치 장치는 레이저 발진 장치인 것을 특징으로 하는 스크래치 공법 적용을 통한 금속 표면 프로파일 형성 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 스크래치 디바이스는 복수개의 스크래치날을 구비하고,
    상기 복수개의 스크래치날은 좌우 간격 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 스크래치 공법 적용을 통한 금속 표면 프로파일 형성 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 복수개의 스크래치날은 복수열로 나란히 배치되되 스크래치날이 서로 어긋나게 배치된 것을 특징으로 하는 스크래치 공법 적용을 통한 금속 표면 프로파일 형성 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 스크래치 장치는 복수개의 조사봉을 구비하고,
    상기 복수개의 조사봉은 좌우 간격 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 스크래치 공법 적용을 통한 금속 표면 프로파일 형성 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 복수개의 조사봉은 복수열로 나란히 배치되되 조사봉이 서로 어긋나게 배치된 것을 특징으로 하는 스크래치 공법 적용을 통한 금속 표면 프로파일 형성 방법.
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