KR20220011918A - 다이아몬드 절삭공구와 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

다이아몬드 절삭공구의 제조 방법으로, 전착 다이아몬드층을 알루미늄 외주변에 형성하는 단계, 알루미늄을 가성소다로 녹여서 제거하는 단계, 상기 전착 다이아몬드층와 샹크를 성형공동부를 갖은 성형틀에 제공하는 단계와, 탄성재를 성형공동부에 주입하는 단계를 포함하며, 이렇게 제조된 다이아몬드 절삭공구는 경질재, 특히 다층 강화유리의 절단면을 가공하기에 적합하고, 수명이 길고, 공구의 회전시 독독 튀는 현상을 확실하게 제어할 수 있어 절단면의 정삭시 조도를 크게 향상할 있다.

Description

다이아몬드 절삭공구와 이의 제조 방법{Diamond cutting tool and method for manufacturing the same}

본 발명은 다이아몬드 절삭공구와 이의 제조 방법로서, 특히 경질재의 절단면을 가공하기 위한 다이아몬드 절삭공구와 이의 제조 방법에 관한 것이다.

통상적인 다이아몬드 공구는 생크와 생크에 중심축이 결합된 원통형 회전체와 회전체 측면에 제공된 전착 다이아몬드층을 포함한다. 회전체는 스테인레스나 스틸을 사용하고 있다. 경질재는 강한 초경합금, 세라믹, 유리, 실리카, 및 특히 다층 강화 유리 등을 포함한다. 이러한 다이아몬드 공구로 상술한 경질재의 절삭시에는, 회전체가 강성이어서 독독 튀는 현상이 일어나고 가공면이 울퉁불퉁하게 된다. 결국 가공면의 조도가 불량하게 된다.

특히, 터치 스크린의 디스플레이 장치에 사용되는 강화 유리 패널은 강화 유리 사이에 이형재층, 점착제층, 수지층 및 인쇄층, 기타 필름 등을 적층해서 사용하고 있다. 이러한 다층 강화유리 패널을 원하는 크기로 절단해서 절단면을 다이아몬드 공구로 매끄럽게 가공(정삭)하고 그 다음에 폴리싱해서 사용하고 있다. 여기에 종래 다이아몬드 공구로 다층 강화 유리의 절단면을 가공하면, 역시 독독 튀는 현상이 일어나고 가공면이 울퉁불퉁하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 전착 다이아몬드층을 회전체에 테이프를 부착해서 사용하는 경우가 있으나, 이는 마모가 빨라서 수명이 짧고 절삭가공시 칩핑의 문제점이 있다. 또한 가공면에 단차가 있거나 홈등의 형상이 있는 경우에는 정확하게 가공을 할 수 없다.

절삭면과 탄력적으로 접촉시키기 위한 종래 기술로서 실용신안 공개 2000-0018938(공개일자 2000년 10월25일)에는 연삭휠층에 다이아몬드 분말과 수지결합제를 혼합하여 성형하고, 연삭휠층과 생크 사이에 탄력층을 제공하여 연삭휠층이 판유리의 절삭면과 탄력 있게 접촉하면서 연삭가공하는 기술이 개시되어 있다. 이 경우에는 박판의 판 유리인 경우에 절삭면의 길이방향으로 직선형태보다는 약간의 곡선형태로 나올 수 있다. 곡선형태인 경우에는 다음 단계의 폴리싱 공정에서 직선형태를 만들기 위해서 많은 시간이 걸린다. 또한 가공면에 단차가 있거나 홈등의 형상이 있는 경우에는 정확하게 가공을 할 수 없다. 또한 다층 강화 유리의 절단면을 가공할 때, 접착층 및 필름층과 강화 유리사이의 강도차에 의해 절단면 전체의 조도가 불량하다.

또한 특허 제10-0790554호(등록일자 2007년12월24일)에는 고속으로 회전하면서 박판 유리의 테두리면을 연마하는 박판 유리 면취용 연마휠을 개시한다. 이 특허에서는 박판 유리의 테두리면과 접촉되어 회전하면서 테두리면을 연마하는 전체적으로 링형상인 지립층; 및 상기 지립층의 내경면에 고정되고, 회전축에 축고정될 수 있도록 중심에 축공이 형성되며, 상기 지립층과 견고하게 결속될수 있도록 상기 지립층 내부에 매설되는 돌기부가 일체형으로 형성되는 부싱;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하기 때문에 가공면의 에지 강도와 에지 조도를 향상시키며, 회전 런아웃을 줄일 수 있고, 발랜스가 높다. 여기서의 지립층은 탄화규소와 우레탄 충진재와 광택재를 포함한다. 그리고 부싱은 사출성형이 가능한 ABS 레진, PP, PE, MC Nylon 중 어느 하나이다. 이러한 공구는 정삭하는 과정이 아니라 폴리싱하는 과정에서 주요사용하며, 정삭에 사용할 경우에 연마휠이 빨리 마모되기 때문에 작업중 교체를 자주해서 사용해야 한다.

통상적으로 공구는 가공물을 목적에 맞게 정확하게 가공해야 하고, 그리고 수명이 길어야 한다. 그 다음으로 원가를 줄일 수 있어야 한다. 본원 발명도 이러한 일반적인 공구의 특성을 개선하고자 한다.

특히 본 발명의 다이아몬드 절삭공구와 이의 제조 방법의 주 목적은 경질재, 특히 다층 강화유리의 절단면을 가공하기에 적합하고, 수명이 길고 제조 비용을 절감하는 것이다.

다층 강화유리의 절단면을 접착층 및 필름층과 강화 유리사이의 강도차에 의해 절단면 전체의 조도가 양호하게 가공할 수 있는 다이아몬드 절삭공구와 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.

보다 구체적으로, 공구의 회전시 독독 튀는 현상을 확실하게 제어할 수 있는 다이아몬드 절삭공구와 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.

또한, 절단면에 단차가 있거나 홈등을 형성하거나 정삭할 때 정밀하게 할 수 있는 다이아몬드 절삭공구와 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 경질재, 특히 다층 강화 유리의 절단면을 가공하기 위한 다이아몬드 절삭공구의 제조 방법은 박판 알루미늄 원통을 니켈욕에 담그어 원통의 외주변에 니켈을 전착시키면서 다이아몬드 지립을 니켈에 본드로 접착하여 전착 다이아몬드층을 알루미늄 외주변에 형성하는 단계, 상기 전착 다이아몬드층의 내부에 있는 알루미늄을 가성소다로 녹여서 제거하는 단계, 상기 전착 다이아몬드층와 샹크를 성형틀에 제공하는 단계로, 상기 성형틀의 샹크 공동부에 샹크를 삽입하고, 벽부에 전착 다이아몬드층을 밀착하고, 상기 성형틀의 좌반부와 우반부를 서로 결합하는 단계와, 탄성재를 성형공동부에 주입하는 단계를 포함한다.

다른 실시 예로는 가공되어질 절단면의 형상에 맞게 상기 전착 다이아몬드층과 상기 성형틀의 벽부를 형상화한다.

양호한 실시 예로는 상기 샹크에 지지코어에 회전력을 전달할 수 있는 다수의 원호형 홈이 제공되어 있다.

또한 본 발명은 상술한 방법에 의해 제작된 다이아몬드 절삭공구는 지지코어와 상기 지지코어 중앙에 삽입결합되어 있는 샹크와 상기 지지코어의 외주변에 전착된 다이아몬드층을 포함하며,상기 지지코어는 절단면중 경질재, 특히 다층 강화유리층과 탄력 있게 접촉하면서 정삭가공할 수 있는 탄성재이다.

본 발명의 다이아몬드 절삭공구의 제조 방법에 의해 경질재, 특히 다층 강화유리의 절단면을 가공하기에 적합하고, 수명이 길고 제조 비용을 절감할 수 있으며, 공구의 회전시 독독 튀는 현상을 확실하게 제어할 수 있어 절단면의 정삭시 조도를 크게 향상할 있다.

또한, 절단면에 단차가 있거나 홈등을 형성하거나 정삭할 때 정밀하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시 예에 따른 경질재의 절단면을 가공하기 위한 다이아몬드 절삭공구의 사시도이다.
도 2은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 경질재의 절단면을 가공하기 위한 다이아몬드 절삭공구의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다이아몬드 절삭공구를 제조하기 위한 성형틀을 단면을 도시한다.
도 4는 본 발명의 다이아몬드 절삭공구의 제조 방법을 설명하는 플루우 챠트이다.

이에 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 한 실시 예에 따른 경질재, 특히다층 강화유리의 절단면을 가공하기 위한 다이아몬드 절삭공구(1)의 사시도이다. 본 발명의 절삭공구(1)는 정삭에 이용할 목적이다. 정삭은 정확한 치수로 가공하기 위해 정밀하게 가공하는 절삭방법이다. 이를 위해서는 절삭량을 적게하고 공구의 이동속도를 낮추어서 작업을 진행한다. 하지만 첫 단계부터 이렇게 가공을 할 경우에 강화 유리의 절단면의 가공속도가 매우 느리며 공구 마모가 많이 발생하여 오차가 발생할 가능성이 높다. 이와 반대로 절삭량을 크게하고 공구 이동속도를 높여 가공할 경우에 절삭시 열과 진동이 많이 발생하여 가공 오차가 발행하게 된다. 본 발명은 종래 기술에서도 설명한 바와 같이 진동, 즉 독독 튀는 현상을 크게 줄여서 가공오차를 줄여서 절단면의 조도를 양호하게 하는 것이다.

도 1를 참조하면, 지지코어(2)와 지지코어(2) 중앙의 축공에 삽입결합되어 있는 샹크(21)와 지지코어(2)의 외주변에 전착된 다이아몬드층(23)을 포함한다. 지지코어(2)는 절단면중 강화유리층과 탄력 있게 접촉하면서 정삭가공할 수 있는 탄성재이다. 탄성재는 예를 들어, 실리콘 또는 우레탄이다. 전착 다이아몬드층(23)은 박막 니켈에 다이아몬드 지립이 삽입되고 그 위에 수지 접착제가 적당히 코팅되어 있다.

도 2은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 경질재, 특히 다층 강화유리의 절단면을 가공하기 위한 다이아몬드 절삭공구의 사시도이다. 도 1과 차이점은 전착 다이아몬드층(23)이 직선으로 아니라 가공면의 형상에 맞추어서 절삭할 수 있게 오목 볼록하게 형상져 있다는 것이다. 이러한 형상은 가공면에 단차가 있거나 홈등의 형상이 있는 경우에도 이에 맞게 공구를 정확하게 형상화할 수 있다는 것이다.

도 3은 본 발명의 다이아몬드 절삭공구(1)를 제조하기 위한 성형틀(3)을 단면을 도시한다. 성형틀(3)은 서로 대칭으로 분리가능한 좌반부(30)와 우반부(32)로 이루어져 있으며, 샹크(21)가 삽입되어질 샹크 공동부(33)와 지지코어(2)를 이루는 탄성재가 성형될 성형공동부(31)와 전착 다이아몬드층(23)이 밀착되는 벽부(35)를 포함한다. 전착 다이아몬드층(23)은 박막 원통형상으로 벽부(35)에 삽입되어진다. 샹크(21)의 지지코어(2)와 결합하는 부분에는 지지코어(2)에 회전력을 전달할 수 있는 다수의 원호형 홈(25)이 형성되어 있다. 일반적으로 원호형 홈(25) 대신에 돌기를 설치하는 경우가 있으나, 이는 해당 샹크 부분을 절삭만하면 되기 때문에 샹크(21)의 제작이 보다 용이하고, 탄성재의 주입 성형할 때, 탄성재의 유동이 보다 원활하게 이루어진다.

다음으로 도 3에 도시한 성형틀(3)을 이용해서 본 발명의 다이아몬드 절삭공구를 제조하기 위한 방법을 도 4에 플루우 챠트를 참고로 설명한다.

소지 금속인 박판 알루미늄 원통을 니켈욕에 담그어 원통의 외주변에 니켈을 전착시키면서 다이아몬드 지립을 니켈에 본드로 접착하여 전착 다이아몬드층을 알루미늄 외주변에 형성하는 단계를 포함한다(S1). 용도에 맞게 지립의 형상와 크기 및 본드의 종류등을 를 선택할 수 있다. 다이아몬드층을 전착하는 통상적인 기술로 여기서 설명을 생략한다.

이렇게 형성된 전착 다이아몬드층의 내부에 있는 알루미늄을 가성소다로 녹여서 제거하는 단계를 포함한다(S2). 이 단계를 거치면 순수 전착 다이아몬드층이 형성된다.

성형틀에 샹크와 전착 다이아몬드층을 제공하는 단계로, 도 3에 도시한 성형틀(3)의 샹크 공동부(33)에 샹크(21)를 삽입하고, 벽부(35)에 전착 다이아몬드층(23)을 밀착하고, 성형틀(3)의 좌반부(30)와 우반부(32)를 서로 결합하는 단계를 포함한다(S3).

탄성재를 성형공동부(31)에 주입하는 단계(S4)와 성형후 성형틀을 분리하는 단계를 포함한다. 탄성재는 예를 들어, 실리콘 또는 우레탄이다.

이러한 단계를 거쳐서 도 1에 도시한 바와 같은 다이아몬드 절삭공구를 제조할 수 있다. 지지코어(2)이 탄성재인 실리콘이나 우레탄으로 되어 있어서, 전착 다이아몬드층(23)과 절단면의 강화 유리층이 마주쳐도 지지코어(2)의 탄성재가 튀는 힘을 어느 정도 흡수하기 때문에 공구가 독독 튀는 현상은 방지할 수 있어서, 수지층이나 필름층과 함께 동일한 조도로 절단면을 가공할 수 있다. 그리고 길이방향의 절단면을 따라서 직선형의 정삭에 보다 유리하다.

또한 도 2에 도시한 바와 같은 다이아몬드 절삭공구는 도 2에 도시한 공구의 외형에 맞는 다아이몬드층을 전착하고, 또한 이에 맞는 형상의 성형틀의 벽부(35)를 이용하면 제조될 수 있을 것이다.

이상 본 발명을 양호한 실시 예에 기초하여 설명하였으나, 이는 본 발명을 예증하기 위한 것이다. 통상의 지식을 가지고 있는 사람이라면, 위 실시 예를 다른 형태로 변형하거나 수정할 수 있을 것이다. 그러나, 본 발명의 권리범위는 특허청구범위로 정해지므로, 그러한 변형이나 수정이 아래의 특허청구범위에 포함되는 것으로 해석될 수 있다.

2: 지지코어
21: 샹크
23: 전착된 다이아몬드층
25: 원호형 홈
3: 성형틀
31: 성형공동부
33: 샹크 공동부

Claims (6)

1. 경질재의 절단면을 가공하기 위한 다이아몬드 절삭공구의 제조 방법으로서,
   박판 알루미늄 원통을 니켈욕에 담그어 원통의 외주변에 니켈을 전착시키면서 다이아몬드 지립을 니켈에 본드로 접착하여 전착 다이아몬드층을 알루미늄 외주변에 형성하는 단계,
   상기 전착 다이아몬드층의 내부에 있는 알루미늄을 가성소다로 녹여서 제거하는 단계,
   상기 전착 다이아몬드층와 샹크를 성형틀에 제공하는 단계로, 상기 성형틀의 샹크 공동부에 샹크를 삽입하고, 벽부에 전착 다이아몬드층을 밀착하고, 상기 성형틀의 좌반부와 우반부를 서로 결합하는 단계와,
   탄성재를 성형공동부에 주입하는 단계를 포함하는 다이아몬드 절삭공구의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,
   가공되어질 절단면의 형상에 맞게 상기 전착 다이아몬드층과 상기 성형틀의 벽부를 형상화하는 다이아몬드 절삭공구의 제조 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 샹크에 지지코어에 회전력을 전달할 수 있는 다수의 원호형 홈이 제공되어 있는 다이아몬드 절삭공구의 제조 방법.
4. 제1항 내지 제 3항중 어느 한항에 있어서,
   상기 경질재는 다층 강화 유리를 포함하는 다이아몬드 절삭공구의 제조 방법.
5. 제1항 또는 제3항에 따른 제조 방법에 의해 제작되며,
   지지코어와 상기 지지코어 중앙에 삽입결합되어 있는 샹크와 상기 지지코어의 외주변에 전착된 다이아몬드층을 포함하며,
   상기 지지코어는 절단면중 경질재층과 탄력 있게 접촉하면서 정삭가공할 수 있는 탄성재인 다이아몬드 절삭공구.
6. 제1항 내지 제 3항중 어느 한항 따른 제조 방법에 의해 제작되며,
   지지코어와 상기 지지코어 중앙에 삽입결합되어 있는 샹크와 상기 지지코어의 외주변에 가공되어질 절단면의 형상에 맞게 전착된 다이아몬드층을 포함하며,
   상기 지지코어는 절단면중 경질재층과 탄력 있게 접촉하면서 정삭가공할 수 있는 탄성재인 다이아몬드 절삭공구.
   

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