KR20180069184A - 회전형 보호가스 공급장치 - Google Patents

회전형 보호가스 공급장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20180069184A
KR20180069184A KR1020160170554A KR20160170554A KR20180069184A KR 20180069184 A KR20180069184 A KR 20180069184A KR 1020160170554 A KR1020160170554 A KR 1020160170554A KR 20160170554 A KR20160170554 A KR 20160170554A KR 20180069184 A KR20180069184 A KR 20180069184A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plate
protective gas
wire
passage
laser beam
Prior art date
Application number
KR1020160170554A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101930422B1 (ko
Inventor
김재구
최기봉
이창우
Original Assignee
한국기계연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기계연구원 filed Critical 한국기계연구원
Priority to KR1020160170554A priority Critical patent/KR101930422B1/ko
Publication of KR20180069184A publication Critical patent/KR20180069184A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101930422B1 publication Critical patent/KR101930422B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
    • B23K26/123—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an atmosphere of particular gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/1435—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor involving specially adapted flow control means
    • B23K26/1437—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor involving specially adapted flow control means for flow rate control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
    • B23K26/342—Build-up welding

Abstract

본 발명은 레이저 용접장비, 3차원 프린팅 장비 등에서 레이저빔에 의해 용융되는 와이어 주변에 보호가스를 공급하는 회전형 보호가스 공급장치에 관한 것으로서, 스테이지 상에 적층가공되는 조형물을 향해 레이저빔을 조사하는 헤드부와, 헤드부를 중심으로 회전하면서 레이저빔의 초점에 와이어를 공급하는 와이어 공급부를 포함하는 3차원 조형물 가공장치에 장착되고, 고정플레이트와, 회전플레이트와, 연결관을 포함한다. 고정플레이트는 헤드부에 결합되어 보호가스를 공급받는다. 회전플레이트는 고정플레이트에 회전가능하게 결합되어 와이어 공급부와 함께 회전하고, 고정플레이트로부터 보호가스를 전달받는다. 연결관은 회전플레이트에 전달된 보호가스가 와이어 공급부로 전달되도록 회전플레이트와 와이어 공급부를 연결하고, 회전플레이트 및 와이어 공급부와 함께 회전하면서 본래 형태를 유지한다.

Description

회전형 보호가스 공급장치{Rotating assist gas supply}
본 발명은 회전형 보호가스 공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저 용접장비, 3차원 프린팅 장비 등에서 레이저빔에 의해 용융되는 와이어 주변에 보호가스를 안정적으로 공급하기 위한 회전형 보호가스 공급장치에 관한 것이다.
레이저 용접은 집속되어 증폭된 빛 에너지가 열 에너지로 변환되는 것을 이용한 것으로, 소재의 표면에 레이저빔을 조사하여 순간적으로 가열, 용융시켜 소재를 절단하거나 접합하는 용접법이다.
레이저 용접은 좁고 깊은 영역을 정밀하게 용접할 수 있고, 열 변형 범위가 작으며, 소음 및 마모가 거의 없어 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 최근에는 금속 혹은 플라스틱과 같은 재료를 용접을 통해 용융·적층하여 3차원 물체를 성형하는 3D 프린터에도 적용되고 있다.
이러한 레이저 용접 또는 3D 프린팅에 있어서, 모재(base metal)로 쓰이는 와이어를 레이저빔의 초점에 연속적으로 공급하기 위해 와이어 공급부가 기본적으로 구비된다.
와이이 공급부는 와이어 피더(feeder)라고도 불리며, 레이저빔에 의해 용융되는 와이어가 공기와 접촉되는 것을 최소화하기 위해 용융되는 와이어의 주변에 보호가스를 분출시킨다.
한편, 레이저빔과 스테이지 상에 배치된 조형물이 상대이동하면서 조형물의 전체 형상이 만들어진다. 조형물로 조사되는 레이저빔의 이동에 따라 와이어의 배출 방향도 그에 대응하여 가변적으로 변하는데, 레이저빔의 초점으로 배출되는 와이어는 스테이지의 이송 방향(또는 레이저빔의 초점 이동방향)과 평행한 방향으로 배출되어야 하며, 스테이지의 이송 방향이 달라질 때마다 와이어의 배출 방향도 그에 따라 달라지도록 하는 것이 조형물의 가공 정밀도 측면에서 유리하다.
왜냐하면, 레이저빔의 초점 이동방향과 관계없이 와이어가 항상 일정한 방향에서 공급되면, 레이저빔의 초점이 이동함에 따라 레이저빔의 초점 이동방향과 와이어가 공급되는 방향이 이루는 각도가 상대적으로 변하게 된다. 이렇게 되면, 레이저빔의 초점 이동방향에 따라 와이어가 용융되는 형태가 달라져 조형물의 형상 및 강도에 영향을 미치게 된다.
따라서, 와이어가 레이저빔의 초점 이동방향의 반대방향에서 레이저빔의 초점 이동방향과 항상 평행하게 배출되도록 하는 것이 바람직하다. 이를 구현하기 위해 와이어 공급부를 레이저빔이 통과하는 회전지지판의 중심에서 이격된 위치에 결합하고, 회전지지판을 회전시켜 와이어 공급부의 위치가 레이저빔의 초점 이동에 따라 회전지지판의 중심을 기준으로 선회하도록 할 수 있다.
이러한 경우, 와이어 공급부에 보호가스를 공급하는 연결관이 꼬이게 되므로, 이에 대한 해결방안이 요구된다.
대한민국 등록특허공보 제10-1674192호(2016.11.02. 등록 공고, 발명의 명칭 : 삼차원 물체 제조용 차폐챔버)
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 연결관의 꼬임없이 보호가스를 와이어 공급부에 원활하게 공급할 수 있는 회전형 보호가스 공급장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 회전형 보호가스 공급장치는, 스테이지 상에 적층가공되는 조형물을 향해 레이저빔을 조사하는 헤드부와, 상기 헤드부를 중심으로 회전하면서 상기 레이저빔의 초점에 와이어를 공급하는 와이어 공급부를 포함하는 3차원 조형물 가공장치에 장착되고, 상기 헤드부에 결합되어 보호가스를 공급받는 고정플레이트; 상기 고정플레이트에 회전가능하게 결합되어 상기 와이어 공급부와 함께 회전하고, 상기 고정플레이트로부터 보호가스를 전달받는 회전플레이트; 및 상기 회전플레이트에 전달된 보호가스가 상기 와이어 공급부로 전달되도록 상기 회전플레이트와 상기 와이어 공급부를 연결하고, 상기 회전플레이트 및 상기 와이어 공급부와 함께 회전하면서 본래 형태를 유지하는 연결관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 회전형 보호가스 공급장치에 있어서, 상기 레이저빔이 통과하는 고정플레이트와 회전플레이트의 중심부에는 각각 중공부가 형성되고, 상기 고정플레이트와 상기 회전플레이트가 서로 결합되어 상기 중공부에서 이격된 위치에 공급유로를 형성할 수 있다.
본 발명의 회전형 보호가스 공급장치에 있어서, 상기 고정플레이트는, 외부로부터 보호가스를 공급받아 상기 공급유로에 전달하는 가스 공급통로를 구비하고, 상기 회전플레이트는, 상기 공급유로로 전달된 보호가스를 상기 연결관으로 분출하는 가스 분출통로를 구비할 수 있다.
본 발명의 회전형 보호가스 공급장치에 있어서, 상기 고정플레이트 또는 상기 회전플레이트는, 상기 공동유로에 전달된 보호가스 중 일부를 상기 공동부로 분출하는 보조 분출통로를 구비하고, 상기 보조 분출통로에서 분출된 보호가스에 의해 상기 레이저빔의 초점과 마주보는 공동부의 일측 주변부에 헤드부 보호막이 형성될 수 있다.
본 발명의 회전형 보호가스 공급장치에 있어서, 상기 중공부에 삽입되어 상기 중공부의 중공축을 기준으로 상하 이동하면서 상기 보조 분출통로의 개도를 조절하는 개도조절부;을 더 포함하고, 상기 보조 분출통로에서 분출되는 보호가스의 속도가 상기 보조 분출통로의 개도에 반비례하게 구성할 수 있다.
본 발명의 회전형 보호가스 공급장치에 있어서, 상기 개도조절부는, 상기 중공부의 중공축을 기준으로 상하 이동하며 상기 보조 분출통로의 개도를 조절하는 가림부재와, 상기 가림부재를 상기 고정플레이트 또는 상기 회전플레이트에 고정시키는 고정부재를 구비할 수 있다.
본 발명의 회전형 보호가스 공급장치에 있어서, 상기 가림부재는, 상기 가림부재의 상하 이동방향으로 연장된 장홀을 구비하고, 상기 고정부재는, 상기 장홀을 관통하여 상기 고정플레이트 또는 상기 회전플레이트에 결합되며, 상기 고정부재를 푼 상태에서 상기 가림부재를 상하로 이동하여 상기 보조 분출통로의 개도를 조절하고, 상기 보조 분출통로의 개도가 조절되면 상기 고정부재를 체결하여 상기 가림부재를 고정할 수 있다.
본 발명의 회전형 보호가스 공급장치에 있어서, 상기 고정플레이트와 상기 회전플레이트가 서로 접촉되는 접촉면 사이에 개재되는 씰부재;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 회전형 보호가스 공급장치에 따르면, 연결관이 꼬이는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 회전형 보호가스 공급장치에 따르면, 쉽게 가공하여 제작할 수 있다.
또한, 본 발명의 회전형 보호가스 공급장치에 따르면, 스패터에 의한 광학계 손상 및 연기에 의한 가공 정밀도 저하를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 회전형 보호가스 공급장치에 따르면, 보호가스의 속도를 조절하여 스패터 또는 연기를 보다 효율적으로 차단할 수 있다.
또한, 본 발명의 회전형 보호가스 공급장치에 따르면, 보조 분출통로의 개도를 손쉽게 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 보호가스 공급장치가 3차원 조형물 가공장치에 장착된 모습을 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1의 회전형 보호가스 공급장치에 포함된 회전플레이트가 회전되어 연결관과 연결되는 가스 분출통로의 위치가 변하는 것을 나타낸 도면이고,
도 3은 도 1의 회전형 보호가스 공급장치에 포함된 회전플레이트가 와이어 공급부와 함께 회전하면서 연결관이 본래 형태를 유지하는 것을 나타낸 도면이고,
도 4는 도 1의 회전형 보호가스 공급장치의 단면을 나타낸 도면이고,
도 5는 도 1의 회전형 보호가스 공급장치의 보조 분출통로에서 분출된 보호가스에 의해 공동부의 일측 주변부에 헤드부 보호막이 형성되는 것을 나타낸 단면도이고,
도 6은 도 5의 "A" 부분을 확대하여 가림부재의 상하 이동에 따라 보조 분출통로의 개도가 조절되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 회전형 보호가스 공급장치의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명과 관련하여 공지된 기술에 대한 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 공지된 기술에 대한 구체적인 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 보호가스 공급장치가 3차원 조형물 가공장치에 장착된 모습을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 회전형 보호가스 공급장치에 포함된 회전플레이트가 회전되어 연결관과 연결되는 가스 분출통로의 위치가 변하는 것을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 1의 회전형 보호가스 공급장치에 포함된 회전플레이트가 와이어 공급부와 함께 회전하면서 연결관이 본래 형태를 유지하는 것을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 1의 회전형 보호가스 공급장치의 단면을 나타낸 도면이고, 도 5는 도 1의 회전형 보호가스 공급장치의 보조 분출통로에서 분출된 보호가스에 의해 공동부의 일측 주변부에 헤드부 보호막이 형성되는 것을 나타낸 단면도이고, 도 6은 도 5의 "A" 부분을 확대하여 가림부재의 상하 이동에 따라 보조 분출통로의 개도가 조절되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 보호가스 공급장치(100)는 레이저 용접장비, 3차원 프린팅 장비 등에서 레이저빔(L)에 의해 용융되는 와이어(W)의 주변부에 보호가스(G)를 공급하는 장치로서, 스테이지(S) 상에 적층가공되는 조형물(M)을 향해 레이저빔(L)을 조사하는 헤드부(11)와, 헤드부(11)를 중심으로 회전하면서 레이저빔(L)의 초점에 와이어(W)를 공급하는 와이어 공급부(12)를 포함하는 3차원 조형물 가공장치(10)에 장착되고, 고정플레이트(110)와, 회전플레이트(120)와, 연결관(130)을 포함한다.
상기 고정플레이트(110)는 도 1 또는 도 4에 도시된 바와 같이 헤드부(11)에 결합되어 보호가스(G)를 공급받는다. 고정플레이트(110)는 외부로부터 보호가스(G)를 공급받아 후술되는 공급유로(U)에 전달하는 가스 공급통로(111)를 구비한다. 가스 공급통로(111)는 고정플레이트(110)의 내부를 관통하여 형성되며, 가스 공급통로(111)의 일단부는 가스공급관(13)과 연결되고, 타단부는 공급유로(U)에 연결된다.
상기 회전플레이트(120)는 고정플레이트(110)에 회전가능하게 결합되어 와이어 공급부(12)와 함께 회전하고, 고정플레이트(110)에 공급된 보호가스(G)를 전달받는다. 회전플레이트(120)는 공급유로(U)로 전달된 보호가스(G)를 연결관(130)으로 분출하는 가스 분출통로(121)를 구비한다. 가스 분출통로(121)는 회전플레이트(120)의 내부를 관통하여 형성되며, 가스 분출통로(121)의 일단부는 공급유로(U)에 연결되고, 타단부는 회전플레이트(120)의 하면을 관통하여 연결관(130)과 연결된다.
고정플레이트(110)와 회전플레이트(120)의 중심부에는 각각 레이저빔(L)이 통과할 수 있도록 중공부(H)가 서로 연통되도록 형성되고, 고정플레이트(110)와 회전플레이트(120)가 서로 결합되어 중공부(H)에서 이격된 위치에 공급유로(U)를 형성하게 된다. 본 실시예에서 공급유로(U)는 중공부(H)의 둘레를 따라 원형으로 형성되나, 공급유로(U)의 형태는 이에 한정되지 않고 다양하게 변형될 수 있다.
고정플레이트(110)와 회전플레이트(120) 중 어느 하나에 독립적으로 공급유로(U)를 형성할 수도 있으나, 플레이트 내부에서 폐회로를 이루는 홀을 가공하기가 까다롭기 때문에 본 실시예와 같이 회전플레이트(120)와 고정플레이트(110)가 서로 맞물려 하나의 공급유로(U)를 형성하는 것이 가공 및 제작 편의성 측면에서 바람직하다.
회전플레이트(120)와 고정플레이트(110) 사이의 마찰이 최소화되도록 그 사이에 베어링과 같은 마찰저감 수단(160)이 개재되며, 고정플레이트(110)와 회전플레이트(120)가 서로 접촉되는 접촉면 사이에는 씰부재(150)가 개재되어 공급유로(U)에 있는 보호가스(G)가 외부로 누출되는 것을 방지한다. 씰부재(150)는 회전플레이트(120) 및 고정플레이트(110)와 상호 마찰계수가 상대적으로 낮고, 충분한 밀폐력을 제공할 수 있는 신축성 있는 재질이 적합하다.
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 고정플레이트(110)는 고정된 상태를 유지하고, 회전플레이트(120)는 회전지지판(14)의 중심부에 결합되어 와이어 공급부(12)가 고정된 회전지지판(14)과 함께 회전한다. 이에 따라 회전플레이트(120)에 형성된 가스 분출통로(121)도 그 위치가 가변적으로 변하게 된다.
상기 연결관(130)은 도 1 또는 도 3에 도시된 바와 같이 회전플레이트(120)에 전달된 보호가스(G)가 와이어 공급부(12)로 전달되도록 회전플레이트(120)에 형성된 가스 분출통로(121)와 와이어 공급부(12)를 연결하고, 회전플레이트(120) 및 와이어 공급부(12)와 함께 회전하면서 본래 형태를 유지하게 된다.
3D 프린터 등으로 대표되는 3차원 조형물 가공장치(10)는 설계 데이터에 따라 액체·파우더 형태의 폴리머(수지), 금속 등의 재료를 가공·적층 방식으로 쌓아올려 조형물을 신속하게 제조하는 장비로서, 레이저빔(L)의 초점 이동방향(f1)과 와이어(W)가 공급되는 방향(미도시)이 이루는 각도에 따라 조형물의 형상 정밀도 및 결합강도에 차이가 발생하게 된다.
이 때문에, 도 3에 도시된 바와 같이 와이어(W)가 레이저빔(L)의 초점 이동방향(f1)의 반대방향에서 항상 배출되도록 와이어 공급부(12)를 회전지지판(14)의 중심으로부터 이격된 위치에 결합하고, 회전지지판(14)을 회전시켜 와이어 공급부(12)가 레이저빔(L)의 초점 이동에 대응하여 회전되도록 구성된다.
본 실시예와 같이 조형물(M)이 원통 형상이고, 레이저빔(L)의 초점(LP)이 조형물(M)의 2차원 가공면을 따라 원을 그리게 되면, 회전지지판(14) 및 와이어 공급부(12)도 이에 대응하여 한 바퀴 회전하게 된다.
만약, 와이어 공급부(12)로 보호가스(G)를 전달하는 연결관(130)이 본 실시예와 같이 회전플레이트(120)를 거쳐 가스공급관(13)과 간접적으로 연결되지 않고, 연결관(130)이 가스공급관(13)과 직접 연결된다면, 와이어 공급부(12)가 회전하는 과정에서 연결관(130)이 와이어 공급부(12)에 감기거나 자체적으로 꼬여 보호가스(G)의 공급이 원활하지 않게 된다. 또한, 연결관(130)이 와이어 공급부(12)의 회전을 방해하면서 연결관 파손 등 가공 공정에 심각한 문제를 초래하게 된다.
이와는 달리 본 실시예는 회전형 보호가스 공급장치(100)를 구성하는 고정플레이트(110), 회전플레이트(120) 및 연결관(130) 중, 보호가스(G)를 공급받는 고정플레이트(110)는 고정한 상태를 유지하고, 보호가스(G)를 분출하고 전달하는 회전플레이트(120) 및 연결관(130)은 와이어 공급부(12)와 함께 회전하므로, 연결관(130)이 꼬이지 않고 본래 형태를 유지하게 된다. 종래의 문제점을 해소할 수 있는 것이다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이 와이어(W)가 급격히 타올라 주변으로 튀는 스패터(spatter, N1) 또는 용접 부위에서 발생하는 연기(fume, N2)이 발생하게 된다. 고정플레이트(110) 및 회전플레이트(120)에 형성된 중공부(H)를 통해 헤드부(11)에 스패터(N1)가 튀면 자칫 헤드부(정확히는 광학계)가 파손될 수 있고, 레이저빔(L)의 광 경로 상에 연기(N2)가 차게 되면 조형물(M)에 도달하는 레이저빔(L)의 에너지 밀도가 저하되어 가공 정밀도가 떨어지게 된다.
이와 같은 문제점이 발생하지 않도록 본 실시예에 따른 회전형 보호가스 공급장치(100)는 다음과 같이 구성될 수 있다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 고정플레이트(110) 또는 회전플레이트(120)는 공급유로(U)에 전달된 보호가스(G) 중 일부를 중공부(H)로 분출하는 보조 분출통로(123)를 구비하고, 보조 분출통로(123)에서 분출된 보호가스(G1)에 의해 레이저빔(L)의 초점(LP)과 마주보는 중공부(H)의 일측 주변부에 헤드부 보호막(D)이 형성된다.
이와 같이 헤드부 보호막(D)에 의해 조형물(M)의 레이저 가공 시 발생하는 스패터(N1), 연기(N2) 등이 차단됨으로써, 상술한 문제점들을 모두 해결할 수 있다.
보조 분출통로(123)에서 분출되는 보호가스(G1)가 중공부(H)의 일측 주변부로 분출될 수 있도록, 보조 분출통로(123)는 공급유로(U)로부터 분기되어 중공부(H)에 하향경사지게 형성되는 것이 바람직하다.
스패터(N1) 또는 연기(N2)의 발생 정도에 따라 보조 분출통로(123)에서 분출되는 보호가스(G1)의 속도를 조절할 필요가 있다. 이를 위해 중공부(H)에 삽입되어 중공부(H)의 중공축을 기준으로 상하 이동하면서 보조 분출통로(123)의 개도를 조절하는 개도조절부(140)가 더 포함되고, 보조 분출통로(123)에서 분출되는 보호가스(G1)의 속도가 보조 분출통로(123)의 개도에 반비례하여 조절된다.
즉, 도 6의 좌측에 도시된 바와 같이 보조 분출통로(123)의 개도가 상대적으로 크면, 보조 분출통로(123)에서 분출되는 보호가스(G1)의 속도는 줄어들고 그만큼 헤드부 보호막(D)의 크기는 작아진다. 도 6의 우측에 도시된 바와 같이 보조 분출통로(123)의 개도가 상대적으로 작으면, 보조 분출통로(123)에서 분출되는 보호가스(G1)의 속도는 빨라지고 그만큼 헤드부 보호막(D)의 크기는 커진다. 스패터(N1) 또는 연기(N2)의 발생 정도에 따라 헤드부 보호막(D)의 크기를 달리함으로써, 스패터(N1) 또는 연기(N2)를 보다 효율적으로 차단할 수 있게 된다.
여기서 개도조절부(140)는 중공부(H)의 중공축을 기준으로 상하 이동하며 보조 분출통로(123)의 개도를 조절하는 가림부재(141)와, 가림부재(141)를 고정플레이트(110) 또는 회전플레이트(120)에 고정시키는 고정부재(142)를 구비한다. 가림부재(141)는 가림부재(141)의 상하 이동방향으로 연장된 장홀(141a)을 구비하고, 고정부재(142)는 장홀(141a)을 관통하여 고정플레이트(110) 또는 회전플레이트(120)에 결합된다. 본 실시예에서는 가림부재(141)가 회전플레이트(120)에 고정되는 것을 예로 들었다.
고정부재(142)를 푼 상태에서 가림부재(141)를 상하로 이동하여 보조 분출통로(123)의 개도를 조절하고, 보조 분출통로(123)의 개도가 조절되면 고정부재(142)를 체결하여 가림부재(141)를 고정함으로써, 보조 분출통로(123)의 개도를 손쉽게 조절할 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 회전형 보호가스 공급장치는, 보호가스를 공급받는 고정플레이트는 고정한 상태를 유지하고, 보호가스를 분출하는 회전플레이트 및 보호가스를 와이어 공급부로 전달하는 연결관은 와이어 공급부와 함께 회전되게 함으로써, 연결관이 꼬이는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 회전형 보호가스 공급장치는, 회전플레이트와 고정플레이트가 서로 맞물려 하나의 공급유로를 형성함으로써, 가공 및 제작 편의성 측면에서 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 회전형 보호가스 공급장치는, 공동유로에 전달된 보호가스 중 일부를 공동부로 분출함으로써, 스패터에 의한 광학계 손상 및 연기에 의한 가공 정밀도 저하를 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 회전형 보호가스 공급장치는, 스패터 또는 가스의 발생 정도에 따라 보조 분출통로에서 분출되는 보호가스의 속도를 조절함으로써, 스패터 또는 연기를 보다 효율적으로 차단할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 회전형 보호가스 공급장치는, 가림부재를 상하로 이동하여 보조 분출통로의 개도를 조절하고, 보조 분출통로의 개도가 조절되면 고정부재를 체결하여 가림부재를 고정함으로써, 보조 분출통로의 개도를 손쉽게 조절할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
100 : 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 보호가스 공급장치
110 : 고정플레이트
120 : 회전플레이트
130 : 연결관
S : 스테이지
M : 조형물
L : 레이저빔
G : 보호가스

Claims (8)

  1. 스테이지 상에 적층가공되는 조형물을 향해 레이저빔을 조사하는 헤드부와, 상기 헤드부를 중심으로 회전하면서 상기 레이저빔의 초점에 와이어를 공급하는 와이어 공급부를 포함하는 3차원 조형물 가공장치에 장착되고,
    상기 헤드부에 결합되어 보호가스를 공급받는 고정플레이트;
    상기 고정플레이트에 회전가능하게 결합되어 상기 와이어 공급부와 함께 회전하고, 상기 고정플레이트로부터 보호가스를 전달받는 회전플레이트; 및
    상기 회전플레이트에 전달된 보호가스가 상기 와이어 공급부로 전달되도록 상기 회전플레이트와 상기 와이어 공급부를 연결하고, 상기 회전플레이트 및 상기 와이어 공급부와 함께 회전하면서 본래 형태를 유지하는 연결관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 보호가스 공급장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레이저빔이 통과하는 고정플레이트와 회전플레이트의 중심부에는 각각 중공부가 형성되고,
    상기 고정플레이트와 상기 회전플레이트가 서로 결합되어 상기 중공부에서 이격된 위치에 공급유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 회전형 보호가스 공급장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고정플레이트는, 외부로부터 보호가스를 공급받아 상기 공급유로에 전달하는 가스 공급통로를 구비하고,
    상기 회전플레이트는, 상기 공급유로로 전달된 보호가스를 상기 연결관으로 분출하는 가스 분출통로를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전형 보호가스 공급장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 고정플레이트 또는 상기 회전플레이트는, 상기 공동유로에 전달된 보호가스 중 일부를 상기 공동부로 분출하는 보조 분출통로를 구비하고,
    상기 보조 분출통로에서 분출된 보호가스에 의해 상기 레이저빔의 초점과 마주보는 공동부의 일측 주변부에 헤드부 보호막이 형성되는 것을 특징으로 하는 회전형 보호가스 공급장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 중공부에 삽입되어 상기 중공부의 중공축을 기준으로 상하 이동하면서 상기 보조 분출통로의 개도를 조절하는 개도조절부;을 더 포함하고,
    상기 보조 분출통로에서 분출되는 보호가스의 속도가 상기 보조 분출통로의 개도에 반비례하는 것을 특징으로 하는 회전형 보호가스 공급장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 개도조절부는, 상기 중공부의 중공축을 기준으로 상하 이동하며 상기 보조 분출통로의 개도를 조절하는 가림부재와, 상기 가림부재를 상기 고정플레이트 또는 상기 회전플레이트에 고정시키는 고정부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전형 보호가스 공급장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가림부재는, 상기 가림부재의 상하 이동방향으로 연장된 장홀을 구비하고,
    상기 고정부재는, 상기 장홀을 관통하여 상기 고정플레이트 또는 상기 회전플레이트에 결합되며,
    상기 고정부재를 푼 상태에서 상기 가림부재를 상하로 이동하여 상기 보조 분출통로의 개도를 조절하고, 상기 보조 분출통로의 개도가 조절되면 상기 고정부재를 체결하여 상기 가림부재를 고정하는 것을 특징으로 하는 회전형 보호가스 공급장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 고정플레이트와 상기 회전플레이트가 서로 접촉되는 접촉면 사이에 개재되는 씰부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 보호가스 공급장치.

KR1020160170554A 2016-12-14 2016-12-14 회전형 보호가스 공급장치 KR101930422B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160170554A KR101930422B1 (ko) 2016-12-14 2016-12-14 회전형 보호가스 공급장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160170554A KR101930422B1 (ko) 2016-12-14 2016-12-14 회전형 보호가스 공급장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180069184A true KR20180069184A (ko) 2018-06-25
KR101930422B1 KR101930422B1 (ko) 2018-12-19

Family

ID=62806017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160170554A KR101930422B1 (ko) 2016-12-14 2016-12-14 회전형 보호가스 공급장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101930422B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200108520A (ko) * 2019-03-04 2020-09-21 클래드코리아원주 주식회사 금속 와이어 3d 프린터
CN114378446A (zh) * 2022-03-22 2022-04-22 苏州密尔光子科技有限公司 激光加工辅助装置、方法和具有该装置的激光设备
WO2022191502A1 (ko) * 2021-03-09 2022-09-15 주식회사 디엔솔루션즈 공작기계의 케이블 보호장치
KR102593180B1 (ko) * 2023-04-12 2023-10-25 주식회사 피엘테크 레이저 용접 장치 및 그 제어방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200433626Y1 (ko) 2006-09-28 2006-12-11 오영복 엘보 절단기용 토치에 장착된 로타리 죠인트

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200108520A (ko) * 2019-03-04 2020-09-21 클래드코리아원주 주식회사 금속 와이어 3d 프린터
WO2022191502A1 (ko) * 2021-03-09 2022-09-15 주식회사 디엔솔루션즈 공작기계의 케이블 보호장치
CN114378446A (zh) * 2022-03-22 2022-04-22 苏州密尔光子科技有限公司 激光加工辅助装置、方法和具有该装置的激光设备
CN114378446B (zh) * 2022-03-22 2022-07-29 苏州密尔光子科技有限公司 激光加工辅助装置、方法和具有该装置的激光设备
KR102593180B1 (ko) * 2023-04-12 2023-10-25 주식회사 피엘테크 레이저 용접 장치 및 그 제어방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR101930422B1 (ko) 2018-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101930422B1 (ko) 회전형 보호가스 공급장치
US10780634B2 (en) Nozzle, processing apparatus, and additive manufacturing apparatus
JP5931947B2 (ja) ノズルおよび積層造形装置
JP6832492B2 (ja) レーザ溶接装置、およびレーザ溶接方法
EP2314411B1 (en) Laser processing head and laser cladding method
TWI714792B (zh) 對金屬材料進行加工處理的方法以及用於實施該方法之機器及電腦程式
WO2013046950A1 (ja) パウダ供給ノズルおよび肉盛溶接方法
CN108778610B (zh) 激光加工装置和激光加工方法
JP5981474B2 (ja) ノズル装置、積層造形装置及び積層造形物の製造方法
JP2005219060A (ja) 粉末金属肉盛ノズル
JP2015178192A (ja) ノズル、積層造形装置、および積層造形物の製造方法
CN110621426A (zh) 处理方法及处理系统
JP7039009B2 (ja) レーザクラッディング装置
US9969029B2 (en) Laser processing head and annular nozzle for a laser processing head
CN108698149B (zh) 具有用于钎料的激光预热装置的焊接设备
JP2010207877A (ja) 溶接装置および半田付け装置
CN110684974A (zh) 一种可变光斑的振镜扫描式激光熔覆加工头装置
JP2007021505A (ja) レーザ加工機のレーザ照射用ノズル装置及びこの照射用ノズルによるブロー方法。
KR20180117235A (ko) 3차원 형상 제조를 위한 분말공급장치
JP2019059114A (ja) ノズル及び積層造形装置
JP7210001B2 (ja) 気体供給吸引装置およびレーザ処理装置
WO2020213051A1 (ja) 金属造形用シールドガスノズル、及びレーザ金属造形装置
CN111441048B (zh) 激光熔覆的送粉装置、激光熔覆设备及金属覆层加工方法
JP2007216235A (ja) レーザ溶接装置
WO2011154379A1 (en) Laser cutting system

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant