KR20180112448A - The liquid stirring apparatus using a ultrasonic vibrator and the liquid stirring method using there for - Google Patents

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KR20180112448A KR1020170043540A KR20170043540A KR20180112448A KR 20180112448 A KR20180112448 A KR 20180112448A KR 1020170043540 A KR1020170043540 A KR 1020170043540A KR 20170043540 A KR20170043540 A KR 20170043540A KR 20180112448 A KR20180112448 A KR 20180112448A
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Abstract

The present invention provides a liquid stirring apparatus using an ultrasonic vibrator and a method therefor. The apparatus comprises: a vibrator for outputting a vibration ultrasonic wave in an ultrasonic frequency region; a booster nozzle mounted on one side of the vibrator and having one end immersed in an electrodepositing liquid filled in an electrodeposition tank to apply and concentrate the outputted vibration ultrasonic wave to the electrodepositing liquid to disperse solid fine particles contained in the electrodepositing liquid; and a controller for adjusting an output frequency and an output power of the vibrator.

Description

초음파 진동자를 이용한 액상교반장치 및 그 방법{The liquid stirring apparatus using a ultrasonic vibrator and the liquid stirring method using there for}[0001] The present invention relates to a liquid stirring apparatus using an ultrasonic vibrator and a liquid stirring apparatus using the same,

본 발명은 전착액에 함유된 고형의 미립자를 균질한 밀도로 분산시키는 초음파 진동자를 이용한 액상교반장치 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a liquid-phase stirring device using an ultrasonic vibrator for dispersing solid fine particles contained in an electrodeposition liquid at a uniform density, and a method thereof.

사파이어 또는 탄화규소와 같은 고경도 재료의 연삭가공에 사용되는 연삭공구는 내마모성과 강인한 경도를 유지할 수 있는 기계적 성질이 요구된다.BACKGROUND OF THE INVENTION A grinding tool used for grinding high hardness materials such as sapphire or silicon carbide is required to have mechanical properties capable of maintaining abrasion resistance and hardness.

이러한 연삭공구는 고경도의 다이아몬드, 질화붕소화합물(cubic boron nitride), 알루미나 분말 등이 연삭 지립으로 형성되는데, 상기 연삭 지립은 전착법을 이용하여 소지 금속 상에 형성될 수 있다.The grinding tool is formed of abrasive grains such as diamond, boron nitride, cubic boron nitride and alumina powder. The abrasive grains can be formed on the base metal by electrodeposition.

소지 금속 상에 연삭 지립을 형성하는 경우, 일반적으로 공기압을 이용하여 전착액 내부에 분말 형태의 연삭 지립을 분산시켜 전착법으로 소지 금속 위에 랜덤하게 부착하는 제조방법을 이용한다.In the case of forming abrasive grains on a base metal, generally, a manufacturing method of dispersing abrasive grains in powder form in the electrodeposition liquid by air pressure and attaching the abrasive grains randomly on the base metal by electrodeposition is used.

상기와 같이 공기압을 이용한 방법은 공기 방울로 인하여 유분이 혼입될 수 있으며, 전착과정동안 공기 유입을 통한 이물질의 오염을 유발할 수 있고, 연삭 지립의 무게로 인해 전착과정 동안 분산이 고르게 이루어지지 않고 전착조 하부로 가라앉는 문제가 발생할 수 있다.  As described above, the method using pneumatic pressure can cause oil contamination due to air bubbles, contamination of foreign matter through air inflow during the electrodeposition process, dispersion of particles during the electrodeposition process due to the weight of abrasive grains is not uniform, There may be a problem of sinking to the bottom of the tank.

또한, 연삭 지립에 포함된 금속물질은 공기로 인해 산화될 수 있으며, 공기 방울로 인해 전착액이 튀는 액튐 현상을 유발할 수 있다. In addition, the metal material contained in the abrasive grains can be oxidized by the air, and air bubbles can cause an electrodeposition phenomenon in which the electrodeposition liquid splashes.

한국등록특허 제 10-1563925호(등록일; 2015.10.22.)Korean Registered Patent No. 10-1563925 (registered date: October 22, 2015)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전착액에 함유된 고형의 미립자를 균질한 밀도로 분산시키는 초음파 진동자를 이용한 액상교반장치 및 그 방법을 제공하는 것에 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a liquid-phase stirring device using an ultrasonic vibrator that disperses solid fine particles contained in an electrodeposition liquid at a uniform density, and a method thereof.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 전착과정 동안 이물질의 유입을 방지하고, 전착액의 액튐 현상을 방지하며, 연삭 지립의 집중도가 높은 연삭공구를 제조하기 위한 초음파 진동자를 이용한 액상교반장치 및 그 방법을 제공하는 것에 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a liquid stirring apparatus using an ultrasonic vibrator for preventing the inflow of foreign matter during the electrodeposition process, preventing liquidation of an electrodeposition liquid, and producing a grinding tool with high concentration of abrasive grains, The present invention has been made in view of the above problems.

또한 본 발명이 이루고자하는 또 다른 기술적 과제는, 연삭공구의 전착과정동안 소지금속에 인가되는 전류 또는 전압의 변화로 인해 발생되는 전착액의 기포를 감소시키는 초음파 진동자를 이용한 액상교반장치 및 그 방법을 제공하는 것에 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a liquid stirring apparatus using an ultrasonic vibrator that reduces bubbles of an electrodeposition liquid generated due to a change in current or voltage applied to a base metal during electrodeposition of a grinding tool, It is aimed to provide.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that the objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 초음파 주파수 영역의 진동초음파를 출력하는 진동자와, 상기 진동자의 일측에 장착되며, 전착조에 충진된 전착액에 일측 단부가 잠기도록 하여 상기 출력된 진동초음파를 상기 전착액에 인가 및 집중시켜 상기 전착액에 함유된 고형의 미립자를 분산시키는 부스터용 노즐과, 상기 진동자의 출력주파수 및 출력파워를 조절하는 컨트롤러를 포함하는 초음파 진동자를 이용한 액상교반장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a vibrator that outputs vibration ultrasonic waves in an ultrasonic frequency range; and a vibrator that is mounted on one side of the vibrator and has one end immersed in an electrodeposition solution filled in the electrodeposition tank, There is provided a liquid stirring apparatus using an ultrasonic vibrator comprising a booster nozzle for applying and concentrating an electrodeposition liquid and dispersing solid fine particles contained in the electrodeposition liquid, and a controller for adjusting an output frequency and an output power of the vibrator.

상기 진동초음파는, 10 내지 20kHz의 대역의 범위 내에서 200 내지 1500W로 진동출력이 출력되는 것일 수 있다.The vibration ultrasonic wave may be a vibration output of 200 to 1500W within a range of 10 to 20 kHz.

상기 부스터용 노즐은, 일측 단부가 상기 전착액의 표면에서 1 내지 15 mm 정도의 깊이로 상기 전착액에 잠기도록 위치할 수 있다.The booster nozzle may be positioned such that one end thereof is immersed in the electrodeposition liquid to a depth of about 1 to 15 mm at the surface of the electrodeposition liquid.

상기 부스터용 노즐은, 상기 분산시킨 미립자가 소지 금속 위에 안착된 후 상기 전착액에 또 다른 진동초음파를 인가하여 상기 소지금속에 안착된 미립자들은 재배열되고 상기 소지금속에 전착될 수 있다.In the booster nozzle, after the dispersed fine particles are placed on the base metal, another vibration ultrasonic wave is applied to the electrodeposition liquid so that the fine particles deposited on the base metal are rearranged and electrodeposited on the base metal.

상기 부스터용 노즐은, 상기 진동초음파의 제 1 인가시간과, 20 내지 300kHz 대역의 범위내에서 200 내지 1500W로 진동출력이 출력되는 상기 다른 진동초음파의 제 2 인가시간의 비율을 1:1로 번갈아가며 인가하여 또 다른 진동을 인가할 수 있다.The booster nozzle alternately applies a first application time of the vibration ultrasonic wave and a second application time of the other vibration ultrasonic wave to which a vibration output is output in a range of 200 to 1500 W within a range of 20 to 300 kHz by 1: So that another vibration can be applied.

또한 상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 전착액을 준비하여 전착조에 충진하는 단계와, 상기 전착액에 일측 단부가 잠기도록 부스터용 노즐을 배치하는 단계와, 상기 부스터용 노즐과 연결된 진동자를 통해 초음파 주파수 영역의 진동초음파를 출력하되, 상기 진동자의 출력주파수 및 출력파워를 컨트롤러를 통해 조절하는 단계와, 상기 출력된 진동초음파를 상기 전착액에 인가 및 집중시켜 상기 전착액에 함유된 고형의 미립자를 분산시키는 단계를 포함하는 초음파 진동자를 이용한 액상교반방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an electrodeposition coating apparatus, comprising the steps of preparing an electrodeposition liquid and filling the electrodeposition vessel, disposing a booster nozzle so that one end of the electrodeposited liquid is immersed in the electrodeposition liquid, The method comprising the steps of: outputting a vibration ultrasonic wave in an ultrasonic frequency range, adjusting an output frequency and an output power of the vibrator through a controller; and applying and concentrating the output vibration ultrasonic wave to the electrodeposition liquid to form solid fine particles The present invention also provides a liquid-phase stirring method using an ultrasonic vibrator.

상기 진동초음파는, 10 내지 20kHz의 대역의 범위 내에서 200 내지 1500W의 진동출력이 출력될 수 있다.The vibration ultrasonic wave may output a vibration output of 200 to 1500 W within a range of 10 to 20 kHz.

상기 부스터용 노즐은, 일측 단부를 상기 전착액의 표면에서 1 내지 15 mm 정도의 깊이로 잠기도록 배치할 수 있다.The booster nozzle may be arranged so that one end thereof is locked at a depth of about 1 to 15 mm from the surface of the electrodeposition liquid.

상기 미립자는, 다이아몬드 지립을 포함할 수 있다.The fine particles may include diamond abrasive grains.

상기 전착액은, 금속 이온을 포함할 수 있다.The electrodeposition solution may contain metal ions.

상기 분산시킨 미립자가 소지금속 위에 안착되는 단계와, 상기 전착액에 또 다른 진동초음파를 인가하여 상기 소지금속에 안착된 미립자들이 재배열되고, 상기 소지금속에 전착되는 단계를 포함할 수 있다.Depositing the dispersed fine particles on the base metal; and applying another vibration ultrasonic wave to the electrodeposited liquid to rearrange the fine particles deposited on the base metal and electrodeposit on the base metal.

상기 초음파 진동자를 이용한 액상교반방법은, 상기 진동초음파의 제 1 인가시간과, 20 내지 300kHz 대역의 범위내에서 200 내지 1500W로 진동출력이 출력되는 상기 다른 진동초음파의 제 2 인가시간의 비율을 1:1로 번갈아가며 인가하여, 또 다른 진동을 인가하는 방식으로 상기 미립자들이 상기 소지 금속에 전착될 수 있다.Wherein a ratio of a first application time of the vibration ultrasonic wave to a second application time of the other vibration ultrasonic wave to which a vibration output is output in a range of 200 to 1500 W within a range of 20 to 300 kHz is set to 1 : 1, and the microparticles can be electrodeposited on the base metal by applying another vibration.

본 발명에 따른 초음파 진동자를 이용한 액상교반장치 및 그 방법은 전착액에 함유된 고형의 미립자를 균질한 밀도로 분산시킬 수 있는 장점이 있다. The liquid stirring apparatus and method using the ultrasonic vibrator according to the present invention are advantageous in that the solid fine particles contained in the electrodeposition liquid can be dispersed at a uniform density.

또한, 초음파 진동자를 이용한 액상교반장치 및 그 방법을 이용함으로써 전착과정 동안 이물질의 유입이 방지되고, 전착액의 액튐 현상을 감소시키고, 연삭 지립의 집중도가 높은 연삭공구를 제조할 수 있는 장점이 있다.Further, by using the liquid stirring apparatus and method using the ultrasonic vibrator, it is possible to prevent the foreign matter from flowing during the electrodeposition process, to reduce the liquidation phenomenon of the electrodeposition liquid, and to manufacture the grinding tool with high concentration of abrasive grains .

나아가서, 연삭공구의 전착과정동안 소지금속에 인가되는 전류 또는 전압의 변화로 인해 발생되는 전착액의 기포를 감소시켜 생산성을 향상시키는 효과가 있다.Further, there is an effect of improving the productivity by reducing the bubbles of the electrodeposition liquid generated due to the change of the current or voltage applied to the base metal during the electrodeposition process of the grinding tool.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 진동자를 이용한 액상교반방법을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 진동자를 이용한 액상교반방법을 이용하여 연삭공구를 제조하는 과정을 나타낸 단계도이다.FIG. 1 is a view showing a liquid stirring method using an ultrasonic vibrator according to an embodiment of the present invention, FIG.
2 is a view illustrating a process of manufacturing a grinding tool using a liquid stirring method using an ultrasonic vibrator according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 층 및 영역의 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the length and thickness of layers and regions may be exaggerated for convenience. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 진동자를 이용한 액상교반장치를 나타낸 도면이다. 1 is a view showing a liquid stirring apparatus using an ultrasonic vibrator according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 진동자를 이용한 액상교반장치(100)는 초음파 주파수 영역의 진동초음파를 출력하는 진동자(110)와 상기 진동자(110)의 일측에 장착되는 부스터용 노즐(120)과 상기 진동자(110)의 출력주파수 및 출력파워를 조절하는 컨트롤러(130)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a liquid stirring apparatus 100 using an ultrasonic vibrator according to an embodiment of the present invention includes a vibrator 110 for outputting ultrasonic vibration in the ultrasonic frequency region, a booster 110 mounted on one side of the vibrator 110, And a controller 130 for adjusting the output frequency and the output power of the vibrator 110.

상기 진동자(110)에서 출력된 진동초음파는 상기 진동자(110)와 연결된 컨트롤러(130)에 의해 조절되며, 10 내지 20kHz 대역의 범위 내에서 진동 출력이 200 내지 1500W일 수 있다. 따라서 전착액(210)의 총량과 상기 전착액(210) 내부 고형의 미립자들 함유량에 따라, 상기 미립자들을 분산하기 위한 진동초음파를 조절하여 인가할 수 있다.The vibration ultrasonic wave output from the vibrator 110 is controlled by a controller 130 connected to the vibrator 110 and may have a vibration output of 200 to 1500 W within a range of 10 to 20 kHz. Accordingly, the ultrasonic vibration for dispersing the fine particles can be adjusted and applied according to the total amount of the electrodepositing liquid 210 and the content of the fine solid particles in the electrodeposited liquid 210.

상기 진동자(110)의 일측에 장착되는 부스터용 노즐(120)은 티타늄 금속재질로 형성될 수 있으며, 상기 출력된 초음파를 집중시키는 부스터의 역할을 수행할 수 있다. 그리고, 상기 전착조(200)에 충진된 전착액(210)에 상기 부스터용 노즐(120)의 일측 단부가 잠기도록 하여 상기 출력된 진동초음파를 상기 전착액(210)에 인가 및 집중시켜 상기 전착액(210)에 함유된 고형의 미립자를 분산시킨다.The booster nozzle 120 mounted on one side of the vibrator 110 may be formed of titanium metal and serve as a booster for concentrating the output ultrasonic waves. One end of the booster nozzle 120 is immersed in the electrodepositing liquid 210 filled in the electrodeposition tank 200 to apply and concentrate the outputted vibration ultrasonic wave to the electrodepositing liquid 210, The solid fine particles contained in the liquid 210 are dispersed.

또한 상기 부스터용 노즐(120)은 진동초음파를 인가하는 동안 상기 전착액(210) 상부면의 일정한 위치에 고정되거나, 상기 컨트롤러(130)에 설정된 일정한 간격에 따라 상기 전착액(210) 상부면을 이동하면서 상기 전착액(210) 내부에 진동초음파를 인가할 수 있다.The booster nozzle 120 may be fixed at a predetermined position on the upper surface of the electrodepositing liquid 210 while applying vibration ultrasonic waves or may be fixed to the upper surface of the electrodepositing liquid 210 at a predetermined interval set by the controller 130 Vibrating ultrasonic waves can be applied to the inside of the electrodeposited liquid 210 while moving.

상기 부스터용 노즐(120)은, 일측 단부를 상기 전착액(210)의 표면에서 1 내지 15 mm 정도의 깊이로 상기 전착액(210)에 잠기도록 위치할 수 있다. 즉, 전착액(210) 표면에 맞닿는 수준으로 상기 부스터용 노즐(120)의 일측 단부를 잠기도록 함으로써, 상기 전착액(210) 내부로 출력된 진동초음파를 효과적으로 전달하도록 할 수 있다. The booster nozzle 120 may be positioned so that one end of the booster nozzle 120 is submerged in the electrodeposited liquid 210 at a depth of about 1 to 15 mm from the surface of the electrodeposited liquid 210. That is, one end of the booster nozzle 120 is locked at a level that abuts the surface of the electrodeposition liquid 210, thereby effectively transmitting the vibration ultrasonic wave output to the inside of the electrodeposited liquid 210.

상기 컨트롤러(130)에 의해 설정된 주파수의 진동초음파 범위로 상기 진동자(110)가 진동을 하게 되고, 상기 부스터용 노즐(120)이 전착액(210)에 진동초음파를 인가하면, 상기 진동초음파는 압력파가 되어 압축력과 팽창력이 반복적으로 나타나게 된다. When the vibrator 110 vibrates in a vibration ultrasonic range of the frequency set by the controller 130 and the booster nozzle 120 applies vibratory ultrasonic waves to the electrodeposited liquid 210, So that the compressive force and the expansion force are repeatedly displayed.

팽창력이 나타나는 주기 동안 전착액(210) 내부에 함유된 고형의 미립자를 중심으로 기포가 발생하게 되고, 이 기포는 다음의 압축력 주기 때 소멸하게 된다. 이러한 기포의 발생은 1초에 수만번씩 생성과 소멸의 주기로 거듭 반복하게 되고, 주기를 반복함에 따라 기포의 입경은 점점 증가하게 된다. The bubbles are generated around the solid fine particles contained in the electrodepositing liquid 210 during the period in which the expansion force appears, and the bubbles disappear at the next compression force cycle. These bubbles occur repeatedly at a cycle of generation and disappearance several tens of times per second, and as the cycle repeats, the diameter of the bubbles gradually increases.

어느 일정 크기 이상의 입경이 되면 기포는 단번에 수축 폭발을 하면서 충격파를 일으키게 되고, 이 충격파는 전착액(210) 내부에 압력을 발생시킴으로써 전착액(210) 내부의 분산력을 일으키게 된다. 따라서 상기 진동초음파로 인해 전착조(200) 내부에 분산력이 발생하고, 그로 인해 상기 분산액(210) 내부의 고형의 미립자들은 균일하게 분산될 수 있다.When the particle size exceeds a predetermined size, the bubbles undergo shrinkage and explosion at a time to cause a shock wave. The shock wave generates a pressure inside the electrodepositing liquid 210, thereby generating a dispersing force inside the electrodepositing liquid 210. Accordingly, a dispersing force is generated in the electrodeposition tank 200 due to the vibration ultrasonic waves, so that the solid fine particles in the dispersion liquid 210 can be uniformly dispersed.

연삭공구의 전착과정동안 소지금속에 인가되는 전류 또는 전압이 변경되는 경우, 전착액에 기포가 발생할 수 있는데, 전착액에 발생된 기포는 전착 공정의 시간을 증가시킬 수 있다. 그러나 상기의 인가된 진동초음파로 인해 상기 전착액의 기포가 감소되거나 제거될 수 있으므로 생산성이 향상되는 효과가 있다.When the current or voltage applied to the base metal during the electrodeposition process of the grinding tool is changed, bubbles may be generated in the electrodeposition liquid. The bubbles generated in the electrodeposition liquid may increase the time of the electrodeposition process. However, since the bubbles of the electrodeposition liquid can be reduced or eliminated due to the applied ultrasonic vibration, the productivity is improved.

상기 부스터용 노즐(120)은 상기 분산시킨 미립자가 소지 금속 위에 안착된 후 상기 전착액(210)에 다른 진동주파수를 인가하여 상기 소지금속에 안착된 미립자들은 재배열되고 상기 소지금속에 전착될 수 있다. 나아가서, 상기 부스터용 노즐(120)은 상기 진동초음파의 제 1 인가시간과, 20 내지 300kHz 대역의 범위내에서 200 내지 1500W로 진동출력이 출력되는 상기 다른 진동초음파의 제 2 인가시간의 비율을 1:1로 번갈아가며 인가하여 또 다른 진동을 인가하는 것일 수 있다. 따라서 상기 또 다른 진동을 상기 전착액(210)에 인가함으로써, 소지 금속위에 무작위하게 안착되어 있거나 탈락하기 쉽게 안착된 미립자들이 움직여 최소한의 틈을 가지도록 충진되고, 미립자들 사이에 안정적인 자리로 이동하며 재배열 되어 전착되도록 할 수 있다.After the dispersed fine particles are deposited on the base metal, the booster nozzle 120 applies a different vibration frequency to the electrodeposited liquid 210 so that the fine particles deposited on the base metal are rearranged and electrodeposited on the base metal have. Further, the booster nozzle 120 may have a ratio of a first application time of the vibration ultrasonic wave to a second application time of the other vibration ultrasonic wave to which a vibration output is output in a range of 200 to 1500W within a range of 20 to 300 kHz, : 1, and then applying another vibration. Therefore, by applying another vibration to the electrodeposition liquid 210, the microparticles, which are randomly placed on the base metal or are easily detached, are moved so as to have a minimum gap and moved to a stable position between the microparticles They can be rearranged and electrodeposited.

예를 들어 상기 미립자가 다이아몬드 지립과 같이 구형뿐만 아니라 각형 또는 장방형, 판상의 형태로 불규칙한 형상을 구비하게 되면, 상기와 같은 다양한 형상으로 인해 전착 중 충진 밀도가 낮아질 수 있으며, 수지형상처럼 붙어있거나 요구되는 전착면의 평활도보다 낮아지는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 상기 또 다른 진동을 상기 전착액(210)에 인가함으로써, 소지 금속 상에 상기 미립자들이 안정적으로 재배열되어 충진 밀도가 높아지고, 전착면의 평활도가 향상되는 효과가 있다.For example, if the fine particles have an irregular shape such as a square shape, a square shape, a rectangular shape, or a plate shape as in diamond abrasive grains, the filling density during electrodeposition may be lowered due to various shapes as described above. Which is lower than the smoothness of the electrodeposited surface. Therefore, by applying the above vibration to the electrodepositing liquid 210, the fine particles are stably re-arranged on the base metal to increase the packing density and improve the smoothness of the electrodeposition surface.

다음에 상술한 바와 같은 초음파 액상교반장치를 이용하여 연삭공구를 제조하는 과정에 대해 설명한다.Next, a process of manufacturing a grinding tool using the ultrasonic liquid stirring apparatus as described above will be described.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 진동자를 이용한 액상교반방법을 이용하여 연삭공구를 제조하는 과정을 나타낸 단계도이다.2 is a view illustrating a process of manufacturing a grinding tool using a liquid stirring method using an ultrasonic vibrator according to another embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 먼저 전착액(210)을 준비하여 전착조(200)에 충진한다(S202). 상기 전착액(210)은 고형의 미립자를 포함할 수 있으며, 나아가서 상기 미립자는 다이아몬드 지립을 포함할 수 있다. 또한, 상기 전착액(210)은 금속 이온을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, an electrodepositing liquid 210 is first prepared and filled in an electrodeposition tank 200 (S202). The electrodeposition liquid 210 may include solid fine particles, and further, the fine particles may include diamond abrasive grains. The electrodeposition liquid 210 may include metal ions.

예를 들어, 상기 전착액(210)은 물과 같은 용매에 200 내지 600g/L의 농도로 니켈 이온을 포함할 수 있으며, 2 내지 100g/L 농도의 다이아몬드 미립자를 포함할 수 있다. 상기의 범위에서, 하기에 설명하는 과정으로 수행되는 소지 금속과의 전착이 효과적으로 수행될 수 있으며, 전착된 미립자의 전착 균일성이 향상될 수 있다.For example, the electrodeposition solution 210 may include nickel ions at a concentration of 200 to 600 g / L in a solvent such as water, and may include diamond fine particles having a concentration of 2 to 100 g / L. In the above range, electrodeposition with a base metal performed in the process described below can be performed effectively, and the electrodeposition uniformity of the electrodeposited microparticles can be improved.

다음으로 상기 전착액(210)에 일측 단부가 잠기도록 부스터용 노즐(120)을 배치한다(S204). 전착조(200) 내의 전착액(210)의 농도 및 양에 따라 상기 진동자(110)와 연결된 컨트롤러(130)에 의해 상기 진동자(110)는 진동초음파의 출력이 조절될 수 있다. Next, the booster nozzle 120 is disposed so as to be locked at one end of the electrodeposition liquid 210 (S204). The oscillator 110 can control the output of the vibration ultrasonic wave by the controller 130 connected to the oscillator 110 according to the concentration and amount of the electrodepositing liquid 210 in the electrodeposition tank 200.

또한 상기 부스터용 노즐(120)은 전착조(200) 상에 위치시키되, 상기 부스터용 노즐(120)의 일측 단부 일부가 상기 전착액(210)에 잠기도록 위치시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 부스터용 노즐(120)의 일측 단부를 전착액(210)의 표면에서 1 내지 15 mm 정도의 깊이로 상기 전착액(210)에 잠기도록 위치시킬 수 있다. 즉, 전착액(210) 표면에 맞닿는 수준으로 상기 부스터용 노즐(120)의 일측 단부를 잠기도록 함으로써, 상기 전착액(210) 내부로 출력된 초음파의 진동을 효과적으로 전달하도록 할 수 있다.The booster nozzle 120 may be positioned on the electrodeposition tank 200 such that a part of one end of the booster nozzle 120 is submerged in the electrodeposited liquid 210. For example, one end of the booster nozzle 120 may be positioned so as to be submerged in the electrodeposited liquid 210 at a depth of about 1 to 15 mm from the surface of the electrodepositing liquid 210. That is, one end of the booster nozzle 120 is locked at a level that abuts the surface of the electrodeposition liquid 210, so that the vibration of the ultrasonic wave output to the inside of the electrodeposition liquid 210 can be effectively transmitted.

다음으로, 상기 부스터용 노즐과 연결된 진동자를 통해 초음파 주파수 영역의 진동초음파를 출력하되, 상기 진동자의 출력주파수 및 출력파워를 컨트롤러를 통해 조절함으로써 진동초음파를 인가한다(S206). 상기 출력된 진동초음파는, 10 내지 20kHz의 대역의 범위 내에서 진동 출력이 200 내지 1500W일 수 있다.Next, vibration ultrasonic waves in the ultrasonic frequency range are outputted through the vibrator connected to the booster nozzle, and the vibration ultrasonic waves are applied by controlling the output frequency and the output power of the vibrator through the controller (S206). The output of the vibration ultrasonic wave may have a vibration output of 200 to 1500 W within a range of 10 to 20 kHz.

상기 초음파의 진동이 상기 전착액(210)에 인가되면, 상기 초음파는 압력파가 되어 압축력과 팽창력이 반복적으로 나타나게 된다. When the vibration of the ultrasonic waves is applied to the electrodepositing liquid 210, the ultrasonic waves become pressure waves, and a compressive force and an expansion force are repeatedly displayed.

팽창력이 나타나는 주기 동안 전착액(210) 내부에 함유된 고형의 미립자를 중심으로 기포가 발생하게 되고, 이 기포는 다음의 압축력 주기 때 소멸하게 된다. 이러한 기포의 발생은 1초에 수만번씩 생성과 소멸의 주기로 거듭 반복하게 되고, 주기를 반복함에 따라 기포의 입경은 점점 증가하게 된다. The bubbles are generated around the solid fine particles contained in the electrodepositing liquid 210 during the period in which the expansion force appears, and the bubbles disappear at the next compression force cycle. These bubbles occur repeatedly at a cycle of generation and disappearance several tens of times per second, and as the cycle repeats, the diameter of the bubbles gradually increases.

어느 일정 크기 이상의 입경이 되면 기포는 단번에 수축 폭발을 하면서 충격파를 일으키게 되고, 이 충격파는 전착액(210) 내부에 압력을 발생시킴으로써 전착액(210) 내부의 분산력을 일으키게 된다. 따라서 상기 인가된 초음파의 진동으로 인해 전착조(200) 내부에 분산력이 발생하고, 그로 인해 상기 전착액(210) 내부의 고형의 미립자들은 균일하게 분산될 수 있다.When the particle size exceeds a predetermined size, the bubbles undergo shrinkage and explosion at a time to cause a shock wave. The shock wave generates a pressure inside the electrodepositing liquid 210, thereby generating a dispersing force inside the electrodepositing liquid 210. Therefore, a dispersing force is generated in the electrodeposition tank 200 due to the vibration of the applied ultrasonic waves, so that the solid fine particles in the electrodeposited liquid 210 can be uniformly dispersed.

다음으로 상기의 과정으로 전착액(210)을 균일하게 분산시키면서 전착을 수행한다(S208). 즉, 상기 출력된 진동초음파를 상기 전착액(210)에 인가 및 집중시켜 상기 전착액(210)에 함유된 고형의 미립자들이 균일하게 분산되면, 이 후 전착액(210) 내부에 소지 금속을 위치시키고 상기 분산된 미립자들을 소지 금속 위에 안착시킨다.Next, electrodeposition is performed while uniformly dispersing the electrodeposited liquid 210 (S208). That is, when the output vibration ultrasonic waves are applied to and concentrated on the electrodepositing liquid 210, the solid fine particles contained in the electrodepositing liquid 210 are uniformly dispersed, and then the base metal is positioned inside the electrodepositing liquid 210 And the dispersed fine particles are placed on the base metal.

상기 전착 과정 중 소지 금속에 인가된 전류 또는 전압이 변경되는 경우, 전착액에 기포가 발생할 수 있는데, 상기 기포는 균일한 전착을 방해하여 공정 시간을 증가시킬 수 있다. 하지만, 상기의 인가된 진동초음파로 인해 상기 전착액의 기포가 감소되거나 제거됨으로써 생산성이 향상되는 효과가 있다.When the current or voltage applied to the base metal is changed during the electrodeposition process, bubbles may be generated in the electrodeposition liquid. The bubbles may obstruct uniform electrodeposition and increase the process time. However, since the bubbles of the electrodeposition liquid are reduced or eliminated by the applied ultrasonic vibration, the productivity is improved.

다음으로, 상기 전착액(210)에 다른 진동초음파를 인가하여 상기 소지 금속에 안착된 미립자들을 재배열시키고, 상기 소지 금속에 상기 미립자들이 전착되는 단계를 포함할 수 있다. 나아가서, 상기 진동초음파의 제 1 인가시간과, 20 내지 300kHz 대역의 범위내에서 200 내지 1500W로 진동출력이 출력되는 상기 다른 진동초음파의 제 2 인가시간의 비율을 1:1로 번갈아가며 인가하여, 또 다른 진동을 인가하는 방식으로 상기 미립자들이 상기 소지 금속에 전착될 수 있다.Next, another vibration ultrasonic wave may be applied to the electrodeposited liquid 210 to rearrange the fine particles deposited on the base metal, and the fine particles may be deposited on the base metal. Further, the ratio of the first application time of the vibration ultrasonic wave to the second application time of the other vibration ultrasonic wave to which the vibration output is outputted in the range of 20 to 300 kHz in the range of 200 to 1500 W is alternately applied at 1: The microparticles may be electrodeposited on the base metal in a manner of applying another vibration.

상기 진동초음파 및 다른 진동초음파가 인가시간 1:1의 비율로 번갈아가며 인가됨으로써, 또 다른 진동을 상기 전착액(210)에 인가할 수 있고, 이로 인해 S208단계에서 소지 금속위에 무작위하게 안착되어 있거나 탈락하기 쉽게 안착된 미립자들이 움직여 최소한의 틈을 가지도록 충진되고, 미립자들 사이에 안정적인 자리로 이동하며 재배열 되어 전착되도록 할 수 있다. The vibrating ultrasonic waves and the other ultrasonic vibrations are alternately applied at a ratio of 1: 1 for the application time, so that another vibration can be applied to the electrodeposited liquid 210, so that they are randomly placed on the base metal in step S208 The deposited particulates can be moved so as to have a minimum gap, moved to a stable position between the particulates, and rearranged to be electrodeposited.

따라서 연삭 공구 제조의 경우 상기의 방법으로 연삭 지립(미립자)을 연삭면에 형성할 때, 상기의 초음파 진동자를 이용한 액상교반방법을 이용함으로써 전착액 내의 연삭 지립의 분산을 균일하게 하고, 연삭면 형성과정 동안 이물질의 유입이 방지되고, 전착액의 액튐 현상을 감소시키며, 연삭 지립의 집중도가 높은 연삭면을 형성할 수 있다.Therefore, in the case of manufacturing a grinding tool, when the abrasive grains (fine particles) are formed on the grinding surface by the above-mentioned method, the dispersion of the abrasive grains in the electrodeposition liquid is made uniform by using the liquid stirring method using the ultrasonic vibrator, It is possible to prevent the foreign matter from flowing during the process, to reduce the liquidus phenomenon of the electrodeposition liquid, and to form the grinding surface with high concentration of abrasive grains.

이때, 상기 연삭 지립은 다이아몬드 지립을 포함할 수 있다. 상기 다이아몬드 지립의 크기가 5㎛ 미만이면 입자가 작아서 연삭율이 낮아지고, 쉽게 부유하므로 초음파로 인한 충진의 효과가 낮아질 수 있다. 입자가 미소하여 높은 주파수대의 초음파를 사용해야하지만 100㎛를 초과하면 입자의 중량 때문에 진동초음파에 의해서도 균일한 교반이 어려울 수 있으며 진동자의 용량을 키워서 진동파워를 증가시키더라도 전착액이 급격하게 출렁거리거나 증발할 가능성이 있다. 따라서 상기 다이아몬드 지립은 5 내지 100㎛의 크기를 가질 수 있다.At this time, the abrasive grains may include diamond abrasive grains. If the size of the diamond abrasive grains is less than 5 mu m, the particles are small and the grinding rate is low, so that the effect of filling due to the ultrasonic wave can be lowered. However, if the particle size is more than 100 탆, it may be difficult to uniformly stir even by vibration ultrasonic waves due to the weight of the particles. Even if the vibration power is increased by increasing the capacity of the vibrator, There is a possibility of evaporation. Therefore, the diamond abrasive grains may have a size of 5 to 100 탆.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

110; 진동자, 120; 부스터용 노즐,
130; 컨트롤러, 200; 전착조,
210; 전착액110; Oscillator 120; Booster nozzle,
130; Controller 200; Electrodeposition bath,
210; Electrodeposition solution

Claims (12)

초음파 주파수 영역의 진동초음파를 출력하는 진동자와,
상기 진동자의 일측에 장착되며, 전착조에 충진된 전착액에 일측 단부가 잠기도록 하여 상기 출력된 진동초음파를 상기 전착액에 인가 및 집중시켜 상기 전착액에 함유된 고형의 미립자를 분산시키는 부스터용 노즐과,
상기 진동자의 출력주파수 및 출력파워를 조절하는 컨트롤러
를 포함하는 초음파 진동자를 이용한 액상교반장치.
A vibrator for outputting a vibration ultrasonic wave in an ultrasonic frequency region,
A booster nozzle mounted on one side of the vibrator for applying and concentrating the output vibration ultrasonic wave to the electrodeposition liquid so that one end of the electrodeposited liquid is filled in the electrodeposition tank to disperse the solid fine particles contained in the electrodeposition liquid, and,
A controller for adjusting an output frequency and an output power of the oscillator,
Wherein the liquid-phase agitating device is a liquid-phase agitating device using an ultrasonic vibrator.
제 1 항에 있어서,
상기 진동초음파는, 10 내지 20kHz의 대역의 범위 내에서 200 내지 1500W로 진동출력이 출력되는 초음파 진동자를 이용한 액상교반장치.
The method according to claim 1,
Wherein the ultrasonic vibrator outputs a vibration output in a range of 200 to 1500 W within a range of 10 to 20 kHz.
제 1 항에 있어서,
상기 부스터용 노즐은, 상기 일측 단부가 상기 전착액의 표면에서 1 내지 15 mm 정도의 깊이로 상기 전착액에 잠기도록 위치하는 초음파 진동자를 이용한 액상교반장치.
The method according to claim 1,
Wherein the booster nozzle is positioned such that the one end thereof is submerged in the electrodeposition liquid to a depth of about 1 to 15 mm from the surface of the electrodeposition liquid.
제 1 항에 있어서,
상기 부스터용 노즐은, 상기 분산시킨 미립자가 소지 금속 위에 안착된 후 상기 전착액에 다른 진동초음파를 인가하여 상기 소지금속에 안착된 미립자들이 재배열되고, 상기 소지금속에 전착되는 초음파 진동자를 이용한 액상교반장치.
The method according to claim 1,
The booster nozzle may be configured such that the microparticles deposited on the base metal are rearranged by applying different vibration ultrasonic waves to the electrodeposition liquid after the dispersed microparticles are placed on the base metal and the liquid phase using the ultrasonic vibrator, Stirring device.
제 4 항에 있어서,
상기 부스터용 노즐은, 상기 진동초음파의 제 1 인가시간과, 20 내지 300kHz 대역의 범위내에서 200 내지 1500W로 진동출력이 출력되는 상기 다른 진동초음파의 제 2 인가시간의 비율을 1:1로 번갈아가며 인가하여 또 다른 진동을 인가하는 것인 초음파 진동자를 이용한 액상교반장치.
5. The method of claim 4,
The booster nozzle alternately applies a first application time of the vibration ultrasonic wave and a second application time of the other vibration ultrasonic wave to which a vibration output is output in a range of 200 to 1500 W within a range of 20 to 300 kHz by 1: And applying another vibration to the liquid by using the ultrasonic vibrator.
전착액을 준비하여 전착조에 충진하는 단계와,
상기 전착액에 일측 단부가 잠기도록 부스터용 노즐을 배치하는 단계와,
상기 부스터용 노즐과 연결된 진동자를 통해 초음파 주파수 영역의 진동초음파를 출력하되, 상기 진동자의 출력주파수 및 출력파워를 컨트롤러를 통해 조절하는 단계와,
상기 출력된 진동초음파를 상기 전착액에 인가 및 집중시켜 상기 전착액에 함유된 고형의 미립자를 분산시키는 단계
를 포함하는 초음파 진동자를 이용한 액상교반방법.
Preparing an electrodeposition liquid and filling it in an electrodeposition tank,
Disposing a booster nozzle so that one end of the electrodeposited liquid is immersed in the electrodeposition liquid;
Controlling the output frequency and the output power of the vibrator through a controller through a vibrator connected to the booster nozzle,
Applying and concentrating the outputted vibration ultrasonic wave to the electrodeposition liquid to disperse the solid fine particles contained in the electrodeposition liquid
And a liquid-phase stirring method using an ultrasonic vibrator.
제 6 항에 있어서,
상기 진동초음파는, 10 내지 20kHz의 대역의 범위 내에서 200 내지 1500W의 진동출력이 출력되는 초음파 진동자를 이용한 액상교반방법.
The method according to claim 6,
Wherein the vibration ultrasonic wave is a vibration output of 200 to 1500 W within a range of 10 to 20 kHz.
제 6 항에 있어서,
상기 부스터용 노즐은, 상기 일측 단부를 상기 전착액의 표면에서 1 내지 15 mm 정도의 깊이로 잠기도록 배치하는 초음파 진동자를 이용한 액상교반방법.
The method according to claim 6,
Wherein the booster nozzle is disposed so that one end of the nozzle is submerged at a depth of about 1 to 15 mm from the surface of the electrodeposition liquid.
제 6 항에 있어서,
상기 미립자는, 다이아몬드 지립을 포함하는 초음파 진동자를 이용한 액상교반방법.The method according to claim 6,
Wherein the fine particle is a liquid-phase stirring method using an ultrasonic vibrator comprising diamond abrasive grains. 제 6 항에 있어서,
상기 전착액은, 금속 이온을 포함하는 초음파 진동자를 이용한 액상교반방법.
The method according to claim 6,
The electrodeposition liquid is a liquid-phase stirring method using an ultrasonic vibrator containing metal ions.
제 6 항에 있어서,
상기 분산시킨 미립자가 소지금속 위에 안착되는 단계와,
상기 전착액에 다른 진동초음파을 인가하여 상기 소지금속에 안착된 미립자들이 재배열되고, 상기 소지금속에 전착되는 단계를 포함하는 초음파 진동자를 이용한 액상교반방법.
The method according to claim 6,
Depositing the dispersed fine particles on the base metal;
And applying ultrasonic vibrations to the electrodeposited liquid to electrodeposition the fine particles deposited on the base metal and electrodepositing the electrodeposited liquid onto the base metal.
제 11 항에 있어서,
상기 초음파 진동자를 이용한 액상교반방법은, 상기 진동초음파의 제 1 인가시간과, 20 내지 300kHz 대역의 범위내에서 200 내지 1500W로 진동출력이 출력되는 상기 다른 진동초음파의 제 2 인가시간의 비율을 1:1로 번갈아가며 인가하여, 또 다른 진동을 인가하는 방식으로 상기 미립자들이 상기 소지 금속에 전착되는 초음파 진동자를 이용한 액상교반방법.12. The method of claim 11,
Wherein a ratio of a first application time of the vibration ultrasonic wave to a second application time of the other vibration ultrasonic wave to which a vibration output is output in a range of 200 to 1500 W within a range of 20 to 300 kHz is set to 1 : 1, and the microparticles are electrodeposited on the base metal by applying another vibration.
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