KR20190044611A - Method of roughening metal moldings - Google Patents

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Abstract

금속 성형체와 수지, 고무, 금속 등과의 복합 성형체의 제조중간체로서 사용할 수 있는 금속 성형체의 표면의 조면화 방법을 제공한다. 금속 성형체의 조면화 방법으로서, 상기 금속 성형체의 표면에 대하여, 레이저 장치를 사용하여, 에너지 밀도가 1MW/cm2 이상이며, 2000mm/sec 이상의 조사 속도로 레이저광을 조사하는 공정을 가지고 있고, 상기 레이저광의 조사 공정이 조면화 대상이 되는 금속 성형체의 표면에 대하여, 직선, 곡선 또는 직선과 곡선의 조합이 되도록 레이저광을 조사할 때, 레이저광의 조사 부분과 비조사 부분이 번갈아 생기도록 조사하는 공정인, 금속 성형체의 조면화 방법.Provided is a method for roughening the surface of a metal formed article which can be used as a manufacturing intermediate of a metal formed article and a composite formed article made of resin, rubber, metal or the like. There is provided a method of roughening a metal molding, comprising the step of irradiating the surface of the metal mold with a laser beam at an irradiation speed of 2000 mm / sec or more with an energy density of 1 MW / cm 2 or more using a laser device, A step of irradiating the laser light so that the irradiated portion and the non-irradiated portion of the laser light are alternately emitted when laser light is irradiated on the surface of the metal mold to be roughened so as to be a straight line, a curved line or a combination of a straight line and a curved line A method of roughening a metal formed body.

Figure pct00006
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Description

금속 성형체의 조면화 방법Method of roughening metal moldings

본 발명은 금속 성형체와 수지, 고무, 또는 금속 등과의 복합 성형체의 제조중간체로서 사용할 수 있는 금속 성형체의 조면화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for roughening a metal forming body which can be used as a manufacturing intermediate of a metal forming body and a composite molding with resin, rubber, metal, or the like.

금속 성형체와 수지 성형체로 이루어지는 복합 성형체를 제조할 때, 금속 성형체의 표면을 조면화한 후에 일체화시키는 기술이 알려져 있다. 일본 특허 제5774246호 공보에는, 금속 성형체의 표면에 대하여, 연속파 레이저를 사용하여 2000mm/sec 이상의 조사 속도로 레이저광을 연속 조사함으로써 상기 금속 성형체의 표면을 조면화하는, 금속 성형체의 조면화 방법(청구항 1)이 기재되어 있다. 일본 특허 제5774246호 공보의 발명의 조면화 방법을 실시한 후, 수지 성형체와 접합하여 얻은 복합 성형체는 금속 성형체와 수지 성형체가 높은 접합 강도로 접합되어 있다(일본 특허 제5701414호 공보).BACKGROUND ART [0002] There is known a technique of making a surface of a metal molding body roughened and then integrating it when manufacturing an integrated molded body comprising a metal molding body and a resin molding. Japanese Patent No. 5774246 discloses a method of roughening a metal mold body in which the surface of the metal mold body is roughened by continuously irradiating the surface of the metal mold body with a laser beam at an irradiation speed of 2000 mm / Claim 1). In the composite formed body obtained by bonding the resin molded body after the roughening method of the invention of Japanese Patent No. 5774246, the metal formed body and the resin molded body are bonded with a high bonding strength (Japanese Patent No. 5701414).

(발명의 개요)(Summary of the Invention)

본 발명은 금속 성형체와 수지, 고무, 또는 금속 등과의 복합 성형체의 제조중간체로서 사용할 수 있는 금속 성형체의 표면을 조면화하기 위한, 금속 성형체의 조면화 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.It is an object of the present invention to provide a method of roughening a metal forming body for roughening the surface of a metal forming body which can be used as a manufacturing intermediate of a metal forming body and a composite molded body with resin, rubber, metal or the like.

본 발명은 금속 성형체의 조면화 방법으로서,The present invention is a method for roughening a metal forming body,

상기 금속 성형체의 표면에 대하여, 레이저 장치를 사용하여, 에너지 밀도가 1MW/cm2 이상이며, 2000mm/sec 이상의 조사 속도로 레이저광을 조사하는 공정을 가지고 있고,And a step of irradiating the surface of the metal mold with a laser beam at an irradiation speed of 2000 mm / sec or more with an energy density of 1 MW / cm 2 or more using a laser device,

상기 레이저광의 조사 공정이, 조면화 대상이 되는 금속 성형체의 표면에 대하여, 직선, 곡선 또는 직선과 곡선의 조합이 되도록 레이저광을 조사할 때, 레이저광의 조사 부분과 비조사 부분이 번갈아 생기도록 조사하는 공정인, 금속 성형체의 조면화 방법을 제공한다.Wherein the step of irradiating the laser beam is carried out such that when the laser beam is irradiated on the surface of the metal mold to be roughened so as to be a straight line, a curved line or a combination of a straight line and a curved line, A method of roughening a metal forming body.

본 발명의 금속 성형체의 조면화 방법에 의하면, 금속 성형체의 표면을 복잡한 다공 구조로 할 수 있다. 이 때문에, 조면화한 금속 성형체는 수지, 고무, 또는 금속 등으로 이루어지는 성형체와의 복합 성형체의 제조용으로서 사용할 수 있다.According to the roughening method of the metal forming body of the present invention, the surface of the metal forming body can have a complicated porous structure. Therefore, the roughened metal forming body can be used for the production of a composite molded body with a molded body made of resin, rubber, metal, or the like.

도 1은 본 발명의 금속 성형체의 조면화 방법을 실시할 때의 1 실시형태의 레이저광의 조사 상태를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 금속 성형체의 조면화 방법을 실시할 때의 레이저광의 조사 패턴을 나타내는 도면으로, (a)는 동일 방향의 조사 패턴, 및 (b)는 쌍방향의 조사 패턴.
도 3(a), 및 (b)는 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 레이저광의 조사 공정을 설명하기 위한 도면.
도 4는 실시예에서 사용한 금속 성형체의 사시도.
도 5는 실시예 1에서 알루미늄 성형체를 조면화했을 때의 표면의 SEM 사진.
도 6(a)는 실시예 4에서 알루미늄 성형체를 조면화했을 때의 표면의 SEM 사진, 및 (b)는 단면의 SEM 사진.
도 7은 실시예 5에서 알루미늄 성형체를 조면화했을 때의 표면의 SEM 사진.
도 8(a)는 실시예 8에서 알루미늄 성형체를 조면화했을 때의 표면의 SEM 사진, 및 (b)는 단면의 SEM 사진.
도 9는 실시예 13에서 알루미늄 성형체를 조면화했을 때의 표면의 SEM 사진.
도 10(a)는 실시예 16에서 알루미늄 성형체를 조면화했을 때의 표면의 SEM 사진, 및 (b)는 단면의 SEM 사진.
도 11은 실시예 18에서 스테인리스 성형체를 조면화했을 때의 표면의 SEM 사진.
도 12(a)는 실시예 20에서 스테인리스 성형체를 조면화했을 때의 표면의 SEM 사진, 및 (b)는 단면의 SEM 사진.
도 13은 실시예 23∼25, 및 비교예 1∼3에 있어서의 레이저 조사 방법을 설명하기 위한 도면.
도 14(a)∼(c)는 실시예 23∼25, 및 비교예 1∼3에서의 변형량의 측정 방법을 설명하기 위한 도면.
도 15는 실시예 30에서 알루미늄 성형체를 조면화했을 때의 표면의 SEM 사진.
도 16은 실시예 31에서 알루미늄 성형체를 조면화했을 때의 표면의 SEM 사진.
도 17은 실시예 32에서 알루미늄 성형체를 조면화했을 때의 표면의 SEM 사진.
도 18은 실시예 33에서 알루미늄 성형체를 조면화했을 때의 표면의 SEM 사진.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view showing an irradiation state of a laser beam according to an embodiment of the method of roughening a metal forming body of the present invention. Fig.
FIG. 2 is a view showing an irradiation pattern of a laser beam when the method of roughening a metal forming body of the present invention is carried out. FIG. 2 (a) is an irradiation pattern in the same direction, and FIG. 2 (b) is a bi-directional irradiation pattern.
3 (a) and 3 (b) are diagrams for explaining a step of irradiating laser light in another embodiment of the present invention.
4 is a perspective view of a metal formed body used in the embodiment.
5 is an SEM photograph of the surface of the aluminum molded body obtained by roughening the aluminum molded body in Example 1. Fig.
Fig. 6 (a) is an SEM photograph of the surface of the aluminum molded body obtained in Example 4, and Fig. 6 (b) is a SEM photograph of the section.
7 is a SEM photograph of the surface of the aluminum formed body obtained by roughening the aluminum molded body in Example 5. Fig.
Fig. 8 (a) is an SEM photograph of the surface of the aluminum formed body obtained in Example 8, and Fig. 8 (b) is an SEM photograph of the section.
9 is an SEM photograph of the surface when the aluminum compact is roughened in Example 13. Fig.
10 (a) is an SEM photograph of the surface of the aluminum formed body obtained in Example 16, and FIG. 10 (b) is an SEM photograph of the section.
11 is a SEM photograph of the surface when the stainless molded body is roughened in Example 18. Fig.
Fig. 12 (a) is an SEM photograph of the surface of the stainless molded article obtained in Example 20, and Fig. 12 (b) is an SEM photograph of the cross section.
13 is a view for explaining a laser irradiation method in Examples 23 to 25 and Comparative Examples 1 to 3;
Figs. 14 (a) to 14 (c) are diagrams for explaining a method of measuring the amount of deformation in Examples 23 to 25 and Comparative Examples 1 to 3;
15 is an SEM photograph of the surface when the aluminum formed body is roughened in Example 30. Fig.
16 is an SEM photograph of the surface when the aluminum compact is roughened in Example 31. Fig.
17 is a SEM photograph of the surface when the aluminum compact is roughened in Example 32. Fig.
18 is a SEM photograph of the surface when the aluminum compact is roughened in Example 33. Fig.

(발명을 실시하기 위한 형태)(Mode for carrying out the invention)

본 발명의 금속 성형체의 조면화 방법은 일본 특허 제5774246호 공보 및 일본 특허 제5701414호 공보의 발명에 기재된 레이저광 조사 조건과는 다른 레이저광 조사 조건에서 레이저광을 조사함으로써 일본 특허 제5774246호 공보 및 일본 특허 제5701414호 공보의 발명과 마찬가지로 금속 성형체의 표면을 조면화하는 것이다.The method of roughening the metal forming body of the present invention is a method of roughening the metal forming body by irradiating laser light under laser light irradiation conditions different from the laser light irradiation conditions described in Japanese Patent No. 5774246 and Japanese Patent No. 5701414, And Japanese Patent No. 5701414, the surface of the metal forming body is roughened.

본 발명의 금속 성형체의 조면화 방법은, 금속 성형체의 표면에 대하여, 레이저 장치를 사용하여, 에너지 밀도가 1MW/cm2 이상이며, 2000mm/sec 이상의 조사 속도로 레이저광을 조사하는 공정을 가지고 있다.The method for roughening a metal forming body of the present invention has a step of irradiating a surface of a metal forming body with a laser beam at an irradiation speed of 2000 mm / sec or more with an energy density of 1 MW / cm 2 or more using a laser apparatus .

본 발명에서 사용하는 금속 성형체의 금속은 특별히 제한되는 것은 아니고, 용도에 따라 공지의 금속으로부터 적당히 선택할 수 있다. 예를 들면, 철, 각종 스테인리스, 알루미늄, 아연, 타이타늄, 구리, 황동, 크로뮴 도금 강, 마그네슘 및 그것들을 포함하는 합금, 텅스텐 카바이드, 크로뮴 카바이드 등의 서멧으로부터 선택되는 것을 들 수 있고, 이들 금속에 대하여, 알루마이트 처리, 도금 처리 등의 표면 처리를 시행한 것에도 적용할 수 있다.The metal of the metal forming body used in the present invention is not particularly limited and may be suitably selected from known metals depending on the application. For example, cermets such as iron, various stainless steel, aluminum, zinc, titanium, copper, brass, chromium plated steel, magnesium and alloys containing them, tungsten carbide, chromium carbide, The present invention can also be applied to a surface treatment such as an alumite treatment or a plating treatment.

본 발명에서 사용하는 금속 성형체의 형상은 특별히 제한되는 것은 아니고, 용도에 따른 형상의 것을 사용할 수 있다. 금속 성형체의 두께도 특별히 제한되는 것은 아니지만, 본 발명의 금속 성형체의 조면화 방법은 두께가 작은 성형체를 조면화한 때에도, 휨 등의 변형이 발생하기 어렵다고 하는 점에서 우수하다. 이 때문에, 레이저광을 조사하는 부분의 두께가 10mm 이하의 얇은 금속 성형체에 대하여 적합하며, 바람직하게는 두께가 5mm 이하, 보다 바람직하게는 2mm 이하, 더욱 바람직하게는 1mm 이하의 금속 성형체에 대하여 적합하다.The shape of the metal forming body used in the present invention is not particularly limited, and a shape according to the use can be used. The thickness of the metal molded article is not particularly limited, but the method of roughening the metal formed article of the present invention is excellent in that deformation such as warpage is unlikely to occur even when the molded article having a small thickness is roughened. Therefore, it is suitable for a thin metal forming body having a thickness of not more than 10 mm and preferably not more than 5 mm, more preferably not more than 2 mm, more preferably not more than 1 mm Do.

본 발명에서 사용하는 레이저 장치는 에너지 밀도가 1MW/cm2 이상이며, 2000mm/sec 이상의 조사 속도로 레이저 조사할 수 있는 것이면 된다.The laser apparatus used in the present invention may be any one capable of laser irradiation at an energy density of 1 MW / cm 2 or more and an irradiation speed of 2000 mm / sec or more.

레이저광의 조사시의 에너지 밀도는 레이저광의 출력(W)과, 레이저광(스폿 면적(cm2)(π·[스폿 직경/2]2)으로부터 구해진다. 레이저광의 조사시의 에너지 밀도는 2∼1000MW/cm2가 바람직하고, 10∼800MW/cm2가 보다 바람직하고, 10∼700MW/cm2가 더욱 바람직하다. 에너지 밀도가 지나치게 높으면 금속이 용융되지 않고 승화되어 버리기 때문에, 복잡한 구조의 구멍이 형성되지 않는다.The energy density of the laser light irradiation is obtained from the laser beam output (W) and the laser light (a spot area (cm 2) (π · [spot diameter / 2] 2). The energy density of the laser light irradiation is 2 to 1000MW / cm 2 are preferred, 10~800MW / cm 2 is more preferable and, 10~700MW / cm 2 is more preferable because dumping sublimated without the energy density is too high, the metal is not melted, the complex structure of the hole Is not formed.

레이저광의 조사 속도는 2,000∼20,000mm/sec가 바람직하고, 2,000∼18,000mm/sec가 보다 바람직하고, 3,000∼15,000mm/sec가 더욱 바람직하다.The irradiation speed of the laser beam is preferably 2,000 to 20,000 mm / sec, more preferably 2,000 to 18,000 mm / sec, and still more preferably 3,000 to 15,000 mm / sec.

레이저광의 출력은 4∼4000W가 바람직하고, 50∼2500W가 보다 바람직하고, 150∼2000W가 더욱 바람직하고, 150∼1500W가 더욱 바람직하다. 파장은 500∼11,000nm가 바람직하다. 빔 직경(스폿 직경)은 5∼80㎛가 바람직하고, 5∼40㎛가 더욱 바람직하다.The output of the laser beam is preferably from 4 to 4000 W, more preferably from 50 to 2500 W, even more preferably from 150 to 2000 W, and further preferably from 150 to 1500 W. The wavelength is preferably 500 to 11,000 nm. The beam diameter (spot diameter) is preferably 5 to 80 占 퐉, more preferably 5 to 40 占 퐉.

초점 벗어남 거리는 -5∼+5mm가 바람직하고, -1∼+1mm가 보다 바람직하고, -0.5∼+0.1mm가 더욱 바람직하다. 초점 벗어남 거리는 설정값을 일정하게 하여 레이저 조사해도 되고, 초점 벗어남 거리를 변화시키면서 레이저 조사해도 된다. 예를 들면, 레이저 조사시에, 초점 벗어남 거리를 작게 해 가도록 하거나, 주기적으로 크게 하거나 작게 하거나 해도 된다.The focus deviation distance is preferably -5 to +5 mm, more preferably -1 to + 1 mm, and even more preferably -0.5 to +0.1 mm. The focus deviation distance may be laser irradiation with a constant set value, or laser irradiation may be performed while changing the focus deviation distance. For example, when the laser is irradiated, the focus deviation distance may be reduced, or may be periodically increased or decreased.

본 발명에 있어서, 상기한 에너지 밀도와 조사 속도를 충족시키도록 금속 성형체에 레이저광을 조사하면, 금속 성형체의 표면은 용융되면서 일부가 증발되므로, 복잡한 구조의 구멍이 형성된다. 한편, 상기한 에너지 밀도와 조사 속도를 충족시키지 않는 경우에는, 금속 성형체의 표면은 승화하여 구멍이 형성되거나(통상의 펄스레이저 조사에 의해 형성되는 구멍), 또는 용융(레이저 용접)되어 버려, 복잡한 구조의 구멍은 형성되지 않는다.In the present invention, when the metal mold is irradiated with laser light so as to satisfy the above-described energy density and irradiation speed, the surface of the metal mold is melted and partly evaporated, so that holes of a complicated structure are formed. On the other hand, when the above-mentioned energy density and irradiation speed are not satisfied, the surface of the metal mold body is sublimated to form holes (holes formed by normal pulse laser irradiation) or melt (laser welding) No hole in the structure is formed.

본 발명의 금속 성형체의 조면화 방법에서는, 상기한 에너지 밀도와 조사 속도를 충족시킨 뒤에, 조면화 대상이 되는 금속 성형체의 표면에 대하여, 직선, 곡선 또는 직선과 곡선의 조합이 되도록 레이저광을 조사할 때, 레이저광의 조사 부분과 비조사 부분이 번갈아 생기도록 조사한다. 레이저광은 금속 성형체의 표면에 직선, 곡선 또는 직선과 곡선의 조합을 그리도록 조사되고, 그때 직선이나 곡선의 각각은 번갈아 연속하는 레이저광의 조사 부분과 비조사 부분으로 구성된다.In the method for roughening a metal forming body of the present invention, after the above-described energy density and irradiation speed are satisfied, laser light is irradiated onto the surface of the metal forming body to be roughened so as to be a straight line, a curved line, , It is checked so that the irradiated portion and the non-irradiated portion of the laser beam alternately occur. The laser light is irradiated to form a straight line, a curved line, or a combination of a straight line and a curved line on the surface of the metal mold, and each straight line or curved line is composed of alternately irradiated and non-irradiated portions of laser light.

레이저광의 조사 부분과 비조사 부분이 번갈아 생기도록 조사한다는 것은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 조사하는 실시형태를 포함하고 있다. 도 1은 길이(L1)의 레이저광의 조사 부분(1)과 인접하는 길이(L1)의 레이저광의 조사 부분(1) 사이에 있는 길이(L2)의 레이저광의 비조사 부분(2)이 번갈아 생겨, 전체적으로 점선 모양으로 형성되도록 조사한 상태를 나타내고 있다. 상기 점선에는, 1점쇄선, 2점쇄선 등의 쇄선도 포함된다.The irradiation of the irradiated portion and the non-irradiated portion of the laser beam alternately includes an irradiation mode as shown in Fig. 1 shows a state in which the non-irradiated portion 2 of the laser light having the length L2 between the irradiated portion 1 of the length L1 and the irradiated portion 1 of the laser light of the adjacent length L1 is alternated, And is irradiated so as to form a dotted line as a whole. The dashed line also includes a chain line such as a one-dot chain line and a two-dot chain line.

이때, 레이저광을 반복해서 조사하여, 도 1에 도시하는 바와 같이, 외관상 1개의 직선 위에 연장되는 점선 모양으로 할 수도 있다. 반복 횟수(조사 횟수)는, 예를 들면, 1∼20회로 할 수 있다. 또한, 복수회 조사할 때는, 레이저광의 조사 부분을 동일하게 해도 되고, 레이저광의 조사 부분을 다르게 함(레이저광의 조사 부분을 옮김)으로써 직선 형상으로 조사된 전체가 조면화 되도록 해도 된다.At this time, laser light may be repeatedly irradiated to form a dotted line extending over one straight line as shown in Fig. The number of repetition times (number of times of irradiation) can be, for example, 1 to 20 cycles. In addition, when irradiating a plurality of times, the irradiated portion of the laser beam may be the same, or the irradiated portion of the laser beam may be made different (the irradiated portion of the laser beam is shifted).

레이저광의 조사 부분을 동일하게 하여 복수회 조사했을 때는 점선 모양으로 조사되지만, 레이저광의 조사 부분을 옮기고, 즉 처음에는 레이저광의 비조사 부분이었던 부분에 레이저광의 조사 부분이 겹치도록 옮겨서 조사하는 것을 반복하면, 점선 모양으로 조사한 경우이어도, 최종적으로는 실선 상태로 조사되게 되므로 바람직하다. 또한 이들 점선 모양의 조사 부분/비조사 부분 및 실선 모양의 조사 부분을 이하에서는 「라인」이라고 부르는 경우가 있다.When irradiating a laser beam multiple times, the laser beam is irradiated in the form of a dotted line. However, when the irradiated portion of the laser beam is moved, that is, the portion irradiated with the laser beam overlaps the portion that was not irradiated with the laser beam at first , Even in the case of irradiation in the form of a dotted line, it is preferable to irradiate the solid line state finally. In addition, the irradiated portion / non-irradiated portion and the solid irradiated portion in the dotted line form are sometimes referred to as " line " hereinafter.

금속 성형체에 대하여 연속적으로 레이저광을 조사하면, 조사면의 온도가 상승하므로, 두께가 작은 성형체에서는 휨 등의 변형이 생길 우려도 있기 때문에, 냉각하는 등의 대책이 필요하게 되는 경우가 있다. 그러나, 도 1에 도시하는 바와 같이, 점선 모양으로 레이저 조사하면, 레이저광의 조사 부분(1)과 레이저광의 비조사 부분(2)이 번갈아 생기고, 레이저광의 비조사 부분(2)에서는 냉각되어 있게 되기 때문에, 레이저광의 조사를 계속한 경우, 두께가 작은 성형체이더라도 휨 등의 변형이 생기기 어려워지므로 바람직하다. 이때, 상기한 바와 같이 레이저광의 조사 부분을 다르게 한(레이저광의 조사 부분을 옮겨지게 한) 경우에도 동일한 효과가 얻어진다.When the metal mold is continuously irradiated with the laser beam, the temperature of the irradiated surface rises. Therefore, a molded article having a small thickness may be deformed such as warpage, so that measures such as cooling may be required. However, as shown in Fig. 1, when the laser beam is irradiated with a dotted line, the irradiated portion 1 of the laser beam and the non-irradiated portion 2 of the laser beam are alternately generated and cooled in the non-irradiated portion 2 of the laser beam Therefore, when the irradiation with the laser light is continued, even a molded article having a small thickness is preferable because deformation such as warpage is less likely to occur. At this time, the same effect can be obtained even when the irradiated portion of the laser beam is changed (the irradiated portion of the laser beam is shifted) as described above.

또한 금속 성형체에 대하여 연속적으로 레이저광을 조사하면, 조사면의 온도가 상승하여 용융 상태의 미세한 금속 입자가 비산하여, 금속 성형체 및 그 주위 부재에 부착되어 스패터로서 잔류하지만, 도 1에 도시하는 바와 같이 점선 모양으로 레이저 조사하면, 연속적으로 레이저광을 조사한 경우와 비교하면 상기 스패터량을 감소시킬 수 있으므로 바람직하다.When the metal mold is continuously irradiated with the laser beam, the temperature of the irradiated surface rises and fine metal particles in a molten state are scattered and adhere to the metal mold and its peripheral member to remain as a spatter. As described above, laser irradiation with a dotted line is preferable because the amount of spatters can be reduced as compared with the case where laser light is continuously irradiated.

레이저광의 조사 방법은, 금속 성형체(10)의 표면에 대하여, 도 2(a)에 도시하는 바와 같이, 일방향으로 조사하여 복수의 라인을 형성하는 방법, 또는 도 2(b)에 도시하는 점선과 같이 쌍방향에서 조사하여 복수의 라인을 형성하는 방법을 사용할 수 있다. 이것에 의해 금속 성형체(10)의 표면의 원하는 영역을 조면화할 수 있다. 그 외에, 레이저광의 점선 조사 부분이 교차하도록 조사하는 방법이어도 된다.The method of irradiating the laser light is a method of forming a plurality of lines by irradiating the surface of the metal forming body 10 in one direction as shown in Fig. 2 (a) A method of forming a plurality of lines by irradiation in the same direction can be used. As a result, a desired area on the surface of the metal forming body 10 can be roughened. Alternatively, the laser light may be irradiated such that the irradiated portions of the laser light intersect with each other.

조사 후의 각 점선의 간격(b1)은 금속 성형체의 조사 대상 면적 등에 따라 조정할 수 있는 것이지만, 예를 들면, 0.01∼5mm의 범위, 바람직하게는 0.02∼3mm의 범위, 보다 바람직하게는 0.03∼1mm의 범위로 할 수 있다. 즉 조사는 조면화하는 영역의 면적에 따라 소요 수의 라인을 형성하도록 행할 수 있다. 라인은 차례로 인접시켜 형성할 수도 있고, 또한 1번째의 레이저광의 주사로 하나 걸러(예를 들면, 형성해야 할 라인 중 홀수 번의 라인) 형성하고, 2번째의 주사로 나머지의 라인(짝수 번의 라인)을 형성하는 등, 임의의 순서로 형성할 수도 있다.The distance b1 between the dotted lines after irradiation is adjustable in accordance with the area to be irradiated or the like of the metal mold, and is, for example, in the range of 0.01 to 5 mm, preferably 0.02 to 3 mm, more preferably 0.03 to 1 mm Range. That is, the irradiation can be performed so as to form a required number of lines according to the area of the area to be roughened. (For example, an odd number of lines to be formed) by the first laser beam scanning, and the remaining lines (even number lines) are formed by the second scanning, Or may be formed in any order.

도 1에 도시하는 레이저광의 조사 부분(1)의 길이(L1)와 레이저광의 비조사 부분(2)의 길이(L2)는 L1/L2=1/9∼9/1의 범위, 바람직하게는 2/8∼8/2의 범위가 되도록 조정할 수 있다. 이 비율이 크면 조면화 공정의 효율은 좋아지지만, 냉각 효과는 낮아지고, 비율이 작으면 냉각 효과는 좋아지지만, 조면화 효율은 나빠진다. 사용하는 재료나 원하는 조면화의 정도에 따라, 냉각과 조면화의 밸런스를 고려하여 비율을 결정할 수 있다. 레이저광의 조사 부분(1)의 길이(L1)는 복잡한 다공 구조로 조면화하기 위해서는 0.05mm 이상인 것이 바람직하고, 0.1∼10mm가 보다 바람직하고, 0.3∼7mm가 더욱 바람직하다.The length L1 of the irradiated portion 1 of laser light and the length L2 of the non-irradiated portion 2 of laser light shown in FIG. 1 are in the range of L1 / L2 = 1/9 to 9/1, / 8 to 8/2. If this ratio is large, the efficiency of the roughening process is improved, but the cooling effect is lowered. If the ratio is smaller, the cooling effect is improved, but the roughening efficiency is lowered. Depending on the material used and the desired degree of roughing, the ratio can be determined taking into account the balance between cooling and roughening. The length L1 of the irradiated portion 1 of the laser beam is preferably 0.05 mm or more, more preferably 0.1 to 10 mm, and further preferably 0.3 to 7 mm in order to roughen the surface with a complicated porous structure.

본 발명의 금속 성형체의 조면화 방법의 바람직한 실시형태에서는, 상기한 레이저광의 조사 공정은 레이저의 구동 전류를 직접 변환하는 직접 변조 방식의 변조 장치를 레이저 전원에 접속한 파이버 레이저 장치를 사용하는 등 하여, 듀티비(duty ratio)를 조정하여 레이저 조사한다.In a preferred embodiment of the method for roughening a metal forming body of the present invention, in the step of irradiating the laser beam, a fiber laser device in which a direct modulation type modulating device for directly converting the driving current of the laser is connected to a laser power source is used , And the duty ratio is adjusted to perform laser irradiation.

레이저의 여기에는, 펄스 여기와 연속 여기의 2종류가 있고, 펄스 여기에 의한 펄스파 레이저는 일반적으로 노멀 펄스라고 불린다.There are two kinds of lasers, that is, pulse excitation and continuous excitation, and a pulse-excited laser pulse excitation is generally called a normal pulse.

연속 여기이어도 펄스파 레이저를 만들어 내는 것이 가능하며, 노멀 펄스보다 펄스폭(펄스 ON 시간)을 짧게 하여, 그만큼 피크 파워가 높은 레이저를 발진시키는 Q 스위치 펄스 발진 방법, AOM이나 LN 광강도 변조기에 의해 시간적으로 광을 잘라냄으로써 펄스파 레이저를 생성시키는 외부 변조 방식, 기계적으로 초핑하여 펄스화하는 방법, 갈바노 미러를 조작하여 펄스화 하는 방법, 및 레이저의 구동 전류를 직접 변조하여 펄스파 레이저를 생성하는 직접 변조 방식 등에 의해 펄스파 레이저를 만들어 낼 수 있다.A Q-switched pulse oscillation method of generating a pulse-wave laser even in continuous excitation and shortening the pulse width (pulse ON time) of the laser pulse by a higher peak power than that of a normal pulse, by using an AOM or LN optical intensity modulator An external modulation method of generating a pulsed wave laser by cutting the light in time, a method of mechanically chopping and pulsing, a method of pulsing by manipulating a galvanometer mirror, and a method of directly modulating the driving current of a laser to generate a pulsed wave laser A pulse-wave laser can be produced by a direct modulation method or the like.

갈바노 미러를 조작하여 펄스화하는 방법은 갈바노 미러와 갈바노 컨트롤러의 조합에 의해, 갈바노 미러를 통하여 레이저 발진기로부터 발진된 레이저광을 조사하는 방법이다. 이 경우, 레이저광의 조사 공정은 갈바노 미러와 갈바노 컨트롤러의 조합을 사용하여, 레이저 발진기로부터 연속적으로 발진시킨 레이저광을 갈바노 컨트롤러에 의해 펄스화 함으로써, 레이저광의 출력의 ON 시간과 OFF 시간으로부터 이하의 식에 의해 구해지는 듀티비를 조정하여, 갈바노 미러를 통하여 레이저광의 조사 부분과 비조사 부분이 번갈아 생기도록 조사하는 공정이며, 구체적으로는 다음과 같이 실시할 수 있다.A method of manipulating and pulsing a galvanometer mirror is a method of irradiating a laser beam emitted from a laser oscillator through a galvanometer mirror by a combination of a galvanometer mirror and a galvanometer controller. In this case, the laser light irradiation step may be performed by using a combination of a galvanometer mirror and a galvanometer controller to pulse the laser light continuously oscillated from the laser oscillator by the galvanometer controller, The duty ratio determined by the following equation is adjusted to irradiate the irradiated portion and the non-irradiated portion of the laser beam alternately through the galvanometer mirror. Specifically, the step can be carried out as follows.

갈바노 컨트롤러로부터 주기적으로 Gate 신호를 ON/OFF 출력하고, 그 ON/OFF 신호로 레이저 발진기에 의해 발진한 레이저광을 ON/OFF 함으로써 레이저광의 에너지 밀도를 변화시키지 않고 펄스화 할 수 있다. 그것에 의해, 도 1에 도시하는 바와 같이, 레이저광의 조사 부분(1)과 인접하는 레이저광의 조사 부분(1) 사이에 있는 레이저광의 비조사 부분이 번갈아 생겨, 전체적으로 점선 모양으로 형성되도록 레이저광을 조사할 수 있다. 갈바노 미러를 조작하여 펄스화하는 방법은 레이저광의 발진 상태 자체는 바꾸지 않고, 듀티비를 조정할 수 있기 때문에, 조작이 간단하다.The gate signal is periodically turned ON / OFF from the galvanometer controller, and the laser beam oscillated by the laser oscillator is turned ON / OFF by the ON / OFF signal, thereby pulsing the laser beam without changing the energy density of the laser beam. As a result, as shown in Fig. 1, laser light is irradiated so that the non-irradiated portions of the laser light between the irradiated portion 1 of the laser light and the irradiated portion 1 of the adjacent laser light are alternately formed, can do. The method of pulsing by operating the galvanometer mirror is simple in operation because the duty ratio can be adjusted without changing the oscillation state of the laser beam itself.

이들 방법 중에서도, 연속파 레이저의 에너지 밀도를 변경하지 않고, 펄스화(조사 부분과 비조사 부분이 번갈아 생기도록 조사함)를 용이하게 할 수 있는 방법이므로, 기계적으로 초핑하여 펄스화하는 방법, 갈바노 미러를 조작하여 펄스화 하는 방법, 또는 레이저의 구동 전류를 직접 변조하여 펄스파 레이저를 생성하는 직접 변조 방식이 바람직하다. 또한, 이 직접 변조 방식은 레이저의 구동 전류를 직접 변환하는 직접 변조 방식의 변조 장치를 레이저 전원에 접속한 파이버 레이저 장치를 사용함으로써 레이저를 연속 여기시켜 펄스파 레이저를 만들어 내는 것으로, 일본 특허 제5774246호 공보 및 일본 특허 제5701414호 공보에서 금속 성형체를 조면화 하기 위해 사용한 연속파 레이저와는 다른 것이다.Of these methods, a method of facilitating pulsing (irradiating the irradiated portion and the non-irradiated portion alternately) without changing the energy density of the continuous wave laser, and therefore, there are a method of pulsing mechanically by chopping, A direct modulation method of generating a pulse-wave laser by directly modulating the driving current of the laser is preferable. This direct modulation method uses a fiber laser device in which a modulating device of a direct modulation type for directly converting a driving current of a laser is connected to a laser power source to continuously excite the laser to produce a pulsed laser. Japanese Patent No. 5774246 And a continuous wave laser used for roughening a metal forming body in Japanese Patent No. 5701414.

듀티비는 레이저광의 출력의 ON 시간과 OFF 시간으로부터 다음 식에 의해 구해지는 비이다.The duty ratio is a ratio obtained by the following equation from the ON time and the OFF time of the output of the laser light.

듀티비(%)＝ON 시간/(ON 시간+OFF 시간)×100Duty ratio (%) = ON time / (ON time + OFF time) x 100

듀티비는 도 1에 나타내는 L1과 L2(즉, L1/[L1+L2])에 대응하는 것이므로, 10∼90%의 범위, 바람직하게는 20∼80%의 범위에서 선택할 수 있다. 이것에 의해 레이저광의 조사 부분과 비조사 부분이 번갈아 생기도록 조사할 수 있다.Since the duty ratio corresponds to L1 and L2 (i.e., L1 / [L1 + L2]) shown in Fig. 1, it can be selected within a range of 10 to 90%, preferably 20 to 80%. Thus, irradiation can be performed such that the irradiated portion and the non-irradiated portion of the laser beam alternately occur.

듀티비를 조정하여 레이저광을 조사함으로써 도 1에 도시하는 바와 같은 점선 모양으로 조사할 수 있다. 듀티비가 크면 조면화 공정의 효율은 좋아지지만, 냉각 효과는 낮아지고, 듀티비가 작으면 냉각 효과는 좋아지지만, 조면화 효율은 나빠진다. 목적에 따라, 듀티비를 조정하는 것이 바람직하다.It is possible to irradiate laser light by adjusting the duty ratio and irradiate it with a dotted line as shown in Fig. If the duty ratio is large, the efficiency of the roughening process is improved, but the cooling effect is lowered. If the duty ratio is smaller, the cooling effect is improved, but the roughening efficiency is lowered. It is preferable to adjust the duty ratio according to the purpose.

본 발명의 금속 성형체의 조면화 방법의 다른 바람직한 실시형태에서는, 상기한 레이저광의 조사 공정은, 조면화 대상이 되는 금속 성형체의 표면상에, 간격을 두고 레이저광을 통과시키지 않는 마스킹재를 배치한 상태에서 레이저를 연속 조사한다. 마스킹재는 금속 성형체에 직접 접촉해도 접촉하고 있지 않아도 된다. 각 라인에 대하여 복수회 조사할 때는 마스킹재의 위치를 변화시킴으로써 금속 성형체 전체를 조면화시킬 수 있다.In another preferred embodiment of the method for roughening a metal forming body of the present invention, the step of irradiating the laser beam includes a step of disposing a masking material on the surface of the metal forming body to be roughened, Laser is continuously irradiated. The masking material may or may not be in direct contact with the metal forming body. The entire metal forming body can be roughened by changing the position of the masking material when irradiating each line a plurality of times.

이 실시형태는, 도 3(a)와 같이 금속 성형체(10)의 위에 서로 간격을 두고 복수매의 마스킹재(11)를 배치한 상태에서, 레이저를 연속 조사한다. 마스킹재로서는 열전도율이 작은 금속 등을 사용할 수 있다. 그 후, 마스킹재(11)를 제거하면, 도 1과 마찬가지로 레이저광의 조사 부분과 비조사 부분이 번갈아 발생한 점선이 형성되어 있다.In this embodiment, a laser is continuously irradiated with a plurality of masking materials 11 arranged on the metal molding 10 at intervals as shown in Fig. 3 (a). As the masking material, a metal having a low thermal conductivity can be used. Thereafter, when the masking material 11 is removed, a dotted line formed by alternately irradiating and non-irradiating the laser beam is formed as in Fig.

도 3에 도시하는 실시형태의 경우에도, 마스킹재(11)의 부분에서는 냉각되어 있게 되기 때문에, 레이저광의 조사를 계속한 경우, 두께가 작은 성형체이어도 휨 등의 변형이 생기기 어려워지므로 바람직하다.Even in the case of the embodiment shown in Fig. 3, since the portion of the masking material 11 is cooled, continuous irradiation of the laser beam is preferable, because even a molded article with a small thickness is less prone to deformation such as warping.

레이저광의 조사 부분(1)의 길이(L1)와 레이저광의 비조사 부분(2)의 길이(L2)는 L1/L2=1/9∼9/1의 범위(즉, L1/[L1+L2]이 10∼90%의 범위)가 되도록 조정할 수 있다. 레이저광의 조사 부분(1)의 길이(L1)는 복잡한 다공 구조로 조면화 하기 위해서는 0.05mm 이상인 것이 바람직하고, 0.1∼10mm가 바람직하고, 0.3∼7mm가 보다 바람직하다.The length L1 of the irradiated portion 1 of the laser light and the length L2 of the non-irradiated portion 2 of the laser light are in a range of L1 / L2 = 1/9 to 9/1 (i.e. L1 / [L1 + L2] Is in the range of 10 to 90%). The length L1 of the irradiated portion 1 of the laser beam is preferably 0.05 mm or more, more preferably 0.1 to 10 mm, and most preferably 0.3 to 7 mm in order to roughen with a complex porous structure.

연속파 레이저는 공지의 것을 사용할 수 있고, 예를 들면, YVO4 레이저, 파이버 레이저(싱글 모드 파이버 레이저, 멀티 모드 파이버 레이저), 엑시머 레이저, 탄산가스 레이저, 자외선 레이저, YAG 레이저, 반도체 레이저, 유리 레이저, 루비 레이저, He-Ne 레이저, 질소 레이저, 킬레이트 레이저, 또는 색소 레이저를 사용할 수 있다.The continuous wave laser may be any known laser. For example, a YVO 4 laser, a fiber laser (single mode fiber laser, multimode fiber laser), an excimer laser, a carbon dioxide gas laser, an ultraviolet laser, a YAG laser, , A ruby laser, a He-Ne laser, a nitrogen laser, a chelate laser, or a dye laser can be used.

본 발명의 금속 성형체의 조면화 방법을 실시함으로써, 금속 성형체의 표면(표면으로부터 500㎛ 정도의 깊이까지의 범위를 포함함)에 다공 구조를 형성할 수 있고, 구체적으로는 일본 특허 제5774246호 공보의 도 7, 도 8, 도 24∼도 26, 및 도 29, 일본 특허 제5701414호 공보의 도 7, 도 8, 도 24∼도 26, 및 도 29에 도시되는 것과 동일한 복잡한 다공 구조로 할 수 있다.By carrying out the roughening method of the metal forming body of the present invention, a porous structure can be formed on the surface of the metal forming body (including a range from the surface to a depth of about 500 탆), and specifically, in Japanese Patent No. 5774246 7, 8, 24 to 26, and 29 of FIG. 7, FIG. 7, FIG. 8, FIG. 24 to FIG. 26, and FIG. 29 of Japanese Patent No. 5701414 have.

(실시예)(Example)

실시예Example 1∼16 1 to 16

도 4에 도시하는 형상 및 치수의 금속 성형체(50)(알루미늄 A5052)의 면(51)의 전체면(20mm2의 넓이 범위)에 대하여, 표 1에 나타내는 조건에서 레이저광을 조사하여, 면(51)의 레이저광 조사면을 조면화 했다.Laser light was irradiated onto the entire surface (width of 20 mm 2 ) of the surface 51 of the metal formed body 50 (aluminum A5052) having the shape and dimensions shown in Fig. 4 under the conditions shown in Table 1, 51 was roughened.

레이저 장치는 다음의 것을 사용했다.The laser device used the following.

발진기: IPG-Yb 파이버; YLR-300-SMOscillator: IPG-Yb fiber; YLR-300-SM

집광계: fc=80mm/fθ=100mmCondenser system: fc = 80 mm / f? = 100 mm

초점 벗어남 거리: ±0mm(일정)Out of focus distance: ± 0mm (schedule)

펄스파 변환 장치: 펄스 제너레이터 FG110(신디사이즈드 펑크션 제너레이터), 요코가와덴키(주)제Pulse wave conversion device: Pulse generator FG110 (Syndicated size functioning generator) manufactured by Yokogawa Electric Co., Ltd.

홈 깊이는 레이저광 조사 후의 면(51)을 디지털 마이크로스코프 VHX-900((주)키엔스제)으로 측정했다. 평균 홈 깊이는 10개소를 측정하여 평균값으로 했다. 최대 홈 깊이는 10개소를 측정한 중에서 가장 깊은 부분의 값으로 했다.The depth of the groove was measured with a digital microscope VHX-900 (manufactured by KYENCE CO., LTD.) After the surface of the laser beam 51 was irradiated. The average groove depth was measured at 10 places and the average value was obtained. The maximum groove depth was taken as the value of the deepest portion among the 10 measurement points.

인장강도는 ISO 19095에 기초하는 맞대기 시험편에서의 인장 시험(인장속도 10mm/min, 척 간 거리 50mm)에 의해 구했다. 맞대기 시험편은, 수지로서 GF 30% 강화 PA6 수지(플라스트론 PA6-GF30-01(L9): 다이셀폴리머(주)제)를 사용하고, 사출 성형기는 파낙제 ROBOSHOT S2000i100B)를 사용하여, 수지 온도: 280℃, 금형 온도: 100℃에서 사출 성형함으로써 얻었다.Tensile strength was determined by a tensile test (tensile speed 10 mm / min, chuck distance 50 mm) on butt specimens based on ISO 19095. The butt test specimen was prepared by using GF 30% reinforced PA6 resin (Plastron PA6-GF30-01 (L9): manufactured by Daicel Polymer Co., Ltd.) as a resin and using an injection molding machine as a plow knocker ROBOSHOT S2000i100B) : 280 占 폚, and a mold temperature: 100 占 폚.

Figure pct00001
Figure pct00001

반복 횟수가 복수회(5회 이상)의 실시예에서는, 레이저광의 조사 부분을 옮겨서 각 조사 라인이 실선이 되도록(비조사 부분이 없어지도록) 조사했다. 이하의 실시예에서도 마찬가지이다.In the embodiment in which the number of repetition times is a plurality of times (five or more times), the irradiated portion of the laser beam is moved so that each irradiation line becomes a solid line (so that the non-irradiated portion disappears). The same goes for the following embodiments.

도 5∼도 10에 도시한 실시예 1, 4, 5, 8, 13, 및 16의 금속 성형체의 표면을 나타내는 SEM 사진, 실시예 4(도 6), 실시예 8(도 8), 및 실시예 16(도 10)의 금속 성형체의 단면 사진으로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 모두 일본 특허 제5774246호 공보의 도 7, 도 8, 도 24∼도 26, 및 도 29, 일본 특허 제5701414호 공보의 도 7, 도 8, 도 24∼도 26, 및 도 29과 같은 복잡한 다공 구조로 조면화 되어 있었다. 인장강도의 수치로부터도 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 1, 4, 5, 8, 13, 및 16과 함께, SEM 사진이 없는 다른 실시예에서도 마찬가지로 조면화 된 것은 명확하다.SEM photographs showing the surfaces of the metal moldings of Examples 1, 4, 5, 8, 13 and 16 shown in Figs. 5 to 10, Example 4 (Fig. 6), Example 8 (Fig. 8) As can be seen from the cross-sectional photographs of the metal forming body of Example 16 (Fig. 10), all of Figs. 7, 8, 24 to 26, and 29, and Japanese Patent No. 5701414 of Japanese Patent No. 5774246 7, 8, 24 to 26, and 29 as shown in Fig. As can be seen from the numerical values of the tensile strength, it is clear that Examples 1, 4, 5, 8, 13, and 16, as well as the other embodiments without the SEM photographs, are similarly roughened.

또한, 통상의 펄스파 레이저를 사용했을 때는, 일본 특허 제5774246호 공보의 비교예 1, 4, 및 7, 일본 특허 제5701414호 공보의 비교예 1, 4, 및 7과 마찬가지로 펄스파 레이저광을 조사한 경우에는, 스폿 직경, 펄스폭, 레이저광 조사 속도로부터 생각하면, 인접하는 스폿끼리가 중복되어 버리기 때문에, 레이저광의 조사 부분과 비조사 부분이 번갈아 생기지는 않는다.When a conventional pulsed wave laser is used, pulsed wave laser light as in Comparative Examples 1, 4, and 7 of Japanese Patent No. 5774246 and Comparative Examples 1, 4, and 7 of Japanese Patent No. 5701414 Considering the spot diameter, the pulse width, and the irradiation speed of the laser light, adjacent spots overlap each other. Therefore, the irradiated portion and the non-irradiated portion of the laser light are not alternately generated.

실시예Example 17∼22 17-22

실시예 1∼16과 동일하게 하여, 도 4에 도시하는 형상 및 치수의 금속 성형체(50)(스테인리스 SUS304)의 면(51)의 전체면(20mm2의 넓이 범위)에 대하여, 표 2에 나타내는 조건에서 레이저광을 조사하여, 면(51)의 레이저광 조사면을 조면화했다. 또한, 실시예 1∼16과 동일하게 하여 최대 홈 깊이 및 인장강도를 측정했다.The entire surface (a width range of 20 mm 2 ) of the surface 51 of the metal formed body 50 (stainless steel SUS304) having the shape and dimensions shown in Fig. 4 was obtained in the same manner as in Examples 1 to 16, Under the condition that the surface of the surface 51 irradiated with the laser beam was roughened. The maximum groove depth and tensile strength were measured in the same manner as in Examples 1 to 16.

Figure pct00002
Figure pct00002

도 11에 도시한 실시예 18의 금속 성형체의 표면을 나타내는 SEM 사진, 및 도 12에 도시한 실시예 20의 금속 성형체의 표면 및 단면을 나타내는 SEM 사진으로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 모두 일본 특허 제5774246호 공보의 도 7, 도 8, 도 24∼도 26, 및 도 29, 일본 특허 제5701414호 공보의 도 7, 도 8, 도 24∼도 26, 및 도 29와 동일한 복잡한 다공 구조로 조면화 되어 있었다. 인장 강도의 수치로부터도 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 18, 20과 함께, SEM 사진이 없는 다른 실시예에서도 마찬가지로 조면화 된 것은 명확하다.As can be seen from the SEM photograph showing the surface of the metal forming body of Example 18 shown in Fig. 11 and the SEM photograph showing the surface and the cross section of the metal forming body of Example 20 shown in Fig. 12, all of them are described in Japanese Patent No. 5774246 7, 8, 24 to 26, and 29 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 5701414, and Figs. 7, 8, 24 to 26, and 29 of Fig. there was. As can be seen from the numerical values of the tensile strength, it is clear that in Examples 18 and 20, roughening was similarly performed in another embodiment without the SEM photograph.

또한, 통상의 펄스파 레이저를 사용했을 때는, 일본 특허 제5774246호 공보의 비교예 1, 4, 및 7, 일본 특허 제5701414호 공보의 비교예 1, 4, 및 7과 마찬가지로 되는 것이므로, 상기 실시예와 동일하게는 되지 않는다.The use of a normal pulsed laser is similar to that of Comparative Examples 1, 4, and 7 of Japanese Patent No. 5774246 and Comparative Examples 1, 4, and 7 of Japanese Patent No. 5701414. Therefore, It is not the same as the example.

실시예Example 23, 24,  23, 24, 비교예Comparative Example 1, 2 1, 2

도 13에 도시하는 형상의 금속판(55)(30mm×30mm)이며, 두께(표 3)를 변화시킨 것을 사용하고, 20mm×6mm의 영역(56)에 대하여, 표 3에 나타내는 조건에서, 도 2(b)에 나타내는 조사 패턴으로, 실시예 1∼16과 동일하게 하여 레이저광을 조사했다.The area 56 of 20 mm x 6 mm and the thickness of the metal plate 55 (30 mm x 30 mm) having the shape shown in Fig. 13 and the thickness (Table 3) were changed. Under the conditions shown in Table 3, (b), laser light was irradiated in the same manner as in Examples 1-16.

레이저광의 조사 후의 금속판(55)의 변형량을 측정했다. 측정 방법을 도 14(a)∼(c)에 의해 설명한다. 도 14(a) 및 (b)는 레이저광의 조사 전후의 상태를 나타내는 도면으로, 도 14(b)는 이해하기 쉽도록 변형을 과장하여 나타내고 있다.And the amount of deformation of the metal plate 55 after irradiation with laser light was measured. The measurement method will be described with reference to Figs. 14 (a) to 14 (c). Figs. 14 (a) and 14 (b) are diagrams showing states before and after irradiation with laser light, and Fig. 14 (b) shows exaggerated deformation for easy understanding.

변형량은 평면(61)을 갖는 측정대(60)의 위에 레이저광의 조사 후의 금속판(55)을 올려놓고, 대향하는 양변측의 면과 측정대(60)의 평면(61) 사이의 간격(d1 및 d2)을 스케일 루페(3010S: 이케다렌즈고교(주)제)로 측정하여 구했다. 측정수는 5이며, (5×d1+5×d2)/10으로부터 구한 평균값을 표 3에 나타낸다.The amount of deformation is determined by placing the metal plate 55 after the irradiation of the laser beam on the measurement table 60 having the plane 61 and measuring the distance d1 between the surface on the opposite side on both sides and the plane 61 of the measurement table 60 d2) was determined by measuring with Scale Loupe (3010S: manufactured by Ikeda Lens Co., Ltd.). The number of measurements is 5, and the average value obtained from (5 x d 1 + 5 x d 2) / 10 is shown in Table 3.

Figure pct00003
Figure pct00003

표 3으로부터 명확한 바와 같이, 레이저광을 연속 조사한 비교예 1 및 2에서는 약간 변형되어 있었지만, 실시예 23 및 24에서는 변형(휨)이 없었다. 이 결과로부터, 본 발명의 조면화 방법은 두께가 작은 금속 성형체에 대하여 효과가 있는 것이 확인되었다. 또한 육안에 의한 확인의 결과, 실시예 23 및 24는 비교예 1 및 2와 비교하면 스패터량이 적었다.As clearly shown in Table 3, in Comparative Examples 1 and 2 in which the laser light was continuously irradiated, there was little deformation but in Examples 23 and 24 there was no deformation (warp). From these results, it was confirmed that the roughening method of the present invention is effective for a metal mold having a small thickness. As a result of visual confirmation, the amounts of spatters in Examples 23 and 24 were smaller than those in Comparative Examples 1 and 2.

실시예Example 25,  25, 비교예Comparative Example 3 3

실시예 25는, 표 4에 나타내는 조건에서 실시예 23 및 24과 동일한 방법으로 레이저광을 조사하고, 비교예 3은, 표 4에 나타내는 조건에서 비교예 1 및 2와 마찬가지로 레이저광을 조사했다. 실시예 23 및 24와 동일하게 하여 변형량을 측정했다.In Example 25, laser light was irradiated in the same manner as in Examples 23 and 24 under the conditions shown in Table 4, and in Comparative Example 3, laser light was irradiated under the conditions shown in Table 4 in the same manner as in Comparative Examples 1 and 2. The deformation amount was measured in the same manner as in Examples 23 and 24.

Figure pct00004
Figure pct00004

표 4로부터 명확한 바와 같이, 레이저광을 연속 조사한 비교예 3에서는 약간 변형되어 있었지만, 실시예 25에서는 변형(휨)이 없었다. 이 결과로부터, 본 발명의 조면화 방법은 두께가 작은 금속 성형체에 대하여 효과가 있는 것이 확인되었다. 또한 육안에 의한 확인의 결과, 실시예 25는 비교예 3과 비교하면 스패터량이 적었다.As clearly shown in Table 4, in Comparative Example 3 in which the laser beam was continuously irradiated, it was slightly deformed, but in Example 25, there was no deformation (warp). From these results, it was confirmed that the roughening method of the present invention is effective for a metal mold having a small thickness. As a result of visual confirmation, the amount of spatter in Example 25 was smaller than that in Comparative Example 3.

실시예Example 26∼33 26 to 33

도 4에 도시하는 형상 및 치수의 금속 성형체(50)(알루미늄 A5052)의 면(51)의 전체면(20mm2의 넓이 범위)에 대하여, 표 5에 나타내는 조건에서 레이저광을 조사하고, 면(51)의 레이저광 조사면을 조면화했다. 단, 레이저광은 연속적으로 조사하면서, 갈바노 미러를 조작하여 펄스화 하는 방법에 의해 듀티비를 조정했다. 실시예 30∼33의 레이저광 조사 후의 알루미늄 성형체 표면의 SEM 사진을 도 15∼도 18에 나타낸다. 실시예 1∼16과 동일하게 하여 각 측정을 실시했다.Laser light was irradiated onto the entire surface (a range of 20 mm 2 ) of the surface 51 of the metal formed body 50 (aluminum A5052) having the shape and dimensions shown in Fig. 4 under the conditions shown in Table 5, 51 was roughened. However, the duty ratio was adjusted by a method of pulsing the galvanometer mirror while continuously irradiating the laser beam. Figs. 15 to 18 show SEM photographs of the surface of the aluminum molded article after irradiation with laser light of Examples 30 to 33. Fig. Each measurement was carried out in the same manner as in Examples 1 to 16.

레이저 장치는 다음 것을 사용했다.The laser device used the following.

발진기: IPG-Yb 파이버; YLR-300-SM(IPG사제)Oscillator: IPG-Yb fiber; YLR-300-SM (manufactured by IPG)

집광계: fc=80mm/fθ=100mmCondenser system: fc = 80 mm / f? = 100 mm

초점 벗어남 거리:±0mm(일정)Out of focus distance: ± 0mm (schedule)

갈바노 스탠 헤드: Squirrel 16(ARGES사제)Galvano Stanhead: Squirrel 16 (manufactured by ARGES)

갈바노 컨트롤러: ASC-1Galvano controller: ASC-1

Squirrel 16용 콜리메이터(f80mm): OPTICEL D30L-CLCollimator for Squirrel 16 (f80mm): OPTICEL D30L-CL

Figure pct00005
Figure pct00005

표 5와 도 15∼도 18로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 갈바노 미러를 조작하여 펄스화 하는 방법을 적용해도, 다른 실시예와 마찬가지로 듀티비를 조정하여 조면화 할 수 있었다.As can be seen from Table 5 and FIGS. 15 to 18, even when the method of operating the galvanometer mirror and pulsing is applied, the duty ratio can be adjusted to be roughened in the same manner as in the other embodiments.

또한, 예를 들면, 실시예 26의 「On time」이 「100μsec」는 주파수 5000Hz(1초 간에 5000회의 진동이기 때문에, 1 진동[예를 들면, 1개의 산과 이웃의 산까지의 간격]은 200μsec가 됨)일 때, 100μsec는 레이저광이 조사되고, 나머지 100μsec는 레이저광이 조사되지 않은 것을 나타낸다. 이때, Duty비는 100/200=50이 된다.For example, the "On time" of the embodiment 26 is "100 μsec", the frequency is 5000 Hz (the oscillation is one oscillation (for example, the interval between one mountain and the neighboring one) is 200 μsec ), The laser beam is irradiated for 100 μsec and the laser beam is not irradiated for the remaining 100 μsec. At this time, the duty ratio becomes 100/200 = 50.

(산업상의 이용가능성)(Industrial availability)

본 발명의 금속 성형체의 조면화 방법에 의해 얻어진 조면화 된 금속 성형체는 일본 특허 제5701414호 공보의 발명에 기재된 복합 성형체의 제조중간체로 할 수 있는 외에, 일본 특개 2016-36884호 공보에 기재된 연마재, 일본 특개 2016-7589호 공보에 기재된 미립자의 담체, 및 일본 특개 2016-43413호 공보의 단락번호 0037에 기재된 용도에 사용할 수 있다.The roughened metal forming body obtained by the roughening method of the metal forming body of the present invention can be used as a manufacturing intermediate of the composite forming body disclosed in the invention of Japanese Patent No. 5701414 and the abrasive material described in JP-A-2016-36884, The carrier of fine particles described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-7589, and the use described in paragraph No. 0037 of Japanese Patent Laid-Open No. 2016-43413.

Claims (7)

금속 성형체의 조면화 방법으로서,
상기 금속 성형체의 표면에 대하여, 레이저 장치를 사용하여, 에너지 밀도가 1MW/cm2 이상이며, 2000mm/sec 이상의 조사 속도로 레이저광을 조사하는 공정을 가지고 있고,
상기 레이저광의 조사 공정이, 조면화 대상이 되는 금속 성형체의 표면에 대하여, 직선, 곡선 또는 직선과 곡선의 조합이 되도록 레이저광을 조사할 때, 레이저광의 조사 부분과 비조사 부분이 번갈아 생기도록 조사하는 공정인, 금속 성형체의 조면화 방법.As a roughening method of a metal formed article,
And a step of irradiating the surface of the metal mold with a laser beam at an irradiation speed of 2000 mm / sec or more with an energy density of 1 MW / cm 2 or more using a laser device,
Wherein the step of irradiating the laser beam is carried out such that when the laser beam is irradiated on the surface of the metal mold to be roughened so as to be a straight line, a curved line or a combination of a straight line and a curved line, Wherein the method comprises the steps of: 제1항에 있어서, 상기 레이저광의 조사 공정이 레이저의 구동 전류를 직접 변환하는 직접 변조 방식의 변조 장치를 레이저 전원에 접속한 파이버 레이저 장치를 사용하여, 레이저광의 출력의 ON 시간과 OFF 시간으로부터 하기 식에 의해 구해지는 듀티비를 조정하고, 레이저광의 조사 부분과 비조사 부분이 번갈아 생기도록 조사하는 공정인 것을 특징으로 하는 금속 성형체의 조면화 방법.
듀티비(%)＝ON 시간/(ON 시간+OFF 시간)×1002. The method according to claim 1, wherein the step of irradiating the laser beam uses a fiber laser device in which a direct modulation type modulation device for directly converting a driving current of a laser is connected to a laser power source, Is a step of adjusting the duty ratio determined by the equation and irradiating the laser light so that the irradiated portion and the non-irradiated portion alternate with each other.
Duty ratio (%) = ON time / (ON time + OFF time) x 100 제2항에 있어서, 상기 파이버 레이저가 싱글 모드 파이버 레이저인 것을 특징으로 하는 금속 성형체의 조면화 방법.The method according to claim 2, wherein the fiber laser is a single mode fiber laser. 제1항에 있어서, 상기 레이저광의 조사 공정이 갈바노 미러와 갈바노 컨트롤러의 조합을 사용하고, 레이저 발진기로부터 연속적으로 발진시킨 레이저광을 갈바노 컨트롤러에 의해 펄스화 함으로써, 레이저광의 출력의 ON 시간과 OFF 시간으로부터 하기 식에 의해 구해지는 듀티비를 조정하여, 갈바노 미러를 통하여 레이저광의 조사 부분과 비조사 부분이 번갈아 생기도록 조사하는 공정인 것을 특징으로 하는 금속 성형체의 조면화 방법.
듀티비(%)＝ON 시간/(ON 시간+OFF 시간)×100The method as claimed in claim 1, wherein the step of irradiating the laser beam uses a combination of a galvanometer mirror and a galvanometer controller, and the laser beam continuously oscillated from the laser oscillator is pulse-pulsed by the galvanometer controller, And adjusting the duty ratio determined by the following equation from the OFF time to irradiate the laser beam so that the irradiated portion and the non-irradiated portion alternate with each other through the galvanometer mirror.
Duty ratio (%) = ON time / (ON time + OFF time) x 100 제1항에 있어서, 상기 레이저광의 조사 공정이, 조면화 대상이 되는 금속 성형체의 표면 위에, 간격을 두고 레이저광을 통과시키지 않는 마스킹재를 배치한 상태에서 레이저를 연속 조사하는 공정인 것을 특징으로 하는 금속 성형체의 조면화 방법.The method according to claim 1, wherein the step of irradiating the laser beam is a step of continuously irradiating a laser beam on a surface of a metal mold to be roughened with a masking material, Of the metal mold. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 밀도가 2 ∼ 1000 MW/cm2인 것을 특징으로 하는 금속 성형체의 조면화 방법.6. The method for roughening a metal forming body according to any one of claims 1 to 5, wherein the energy density is 2 to 1000 MW / cm < 2 >. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 성형체가 레이저광을 조사하는 부분의 두께가 5mm 이하의 성형체인 것을 특징으로 하는 금속 성형체의 조면화 방법.The roughening method of a metal forming body according to any one of claims 1 to 6, wherein the portion of the metal forming body irradiated with laser light is a molding having a thickness of 5 mm or less.
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