KR20220153370A - 유도 가열 코일을 이용한 열처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유도 가열 코일을 이용한 열처리 장치 또는 방법으로서, 적층 구조 형성 시 피가열물과의 상대 이동 가능한 유도 가열 코일을 통해 적층과 동시에 실시간으로 열처리를 수행하는 방법은, 적층 재료를 용융시키는 용융단계; 상기 용융 단계를 통해 피가열물을 적층하는 적층단계; 상기 피가열물의 제1 적층 부위의 온도가 열처리 온도에 도달하면 유도가열코일을 이용하여 실시간으로 열처리를 수행하는 열처리단계; 및 상기 제1 적층 부의의 열처리가 끝난 후 제2 적층 부위의 열처리 단계를 수행하기 위해 적층 방향으로 유도가열코일을 이동시키는 코일이동단계;를 포함한다.

Description

유도 가열 코일을 이용한 열처리 장치 및 방법{ANNEALING APPARATUS AND METHOD USING INDUCED HEATING COIL}
본 발명은 유도 가열 코일을 이용한 열처리 장치 및 방법으로서, 더욱 자세하게는 적층 구조 형성 시 피가열물과의 상대 이동 가능한 유도 가열 코일을 통해 적층과 동시에 실시간으로 열처리를 수행하는 유도 가열 코일을 이용한 열처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
기존의 금속 제품을 제조하기 위한 주조 또는 단조 공정은 복잡한 형상을 제작하는데 어려움이 있었다. 반면 적층 가공 기술은 3D 모델 데이터로부터 정보를 받아 한 층씩 쌓아가는 방식으로, 이러한 적층 가공 기술을 이용하면 기존의 가공법으로는 제조하기 힘들었던 형상의 제품을 쉽게 제작할 수 있다. 다만, 적층 제조 시 발생되는 이방성을 제거하고, 기계적 성질 저하를 방지하기 위해서는 열처리 공정이 필수적이다.
일반적으로 열처리 공정은 획득하고자 기계적 성질과 적층 재료 별로 정해진 열처리 공정 조건에 따라 피가열물을 가열한 뒤 정해진 시간 동안 유지한 후, 저온으로 냉각시키는 과정을 거친다. 예를 들어, 석출경화를 위한 열처리 공정의 한 단계인 용체화 열처리(Solution heat treatment)의 경우 950℃~ 1000℃로 피가열물을 가열한 뒤, 최대 30분 동안 유지한 후 냉각하는 과정을 거친다. 이때 일반적인 가열로를 사용 시 피가열물의 가열속도는 평균적으로 10℃/min으로 90분이 소요되는 반면, 유도전류의 주파수가 70kHz인 유도가열을 사용 시 가열속도는 600℃/min으로 2 분내에 열처리를 위한 온도에 도달할 수 있다. 또한, 종래 가열로를 사용하여 열처리를 수행하는 경우 제품의 크기가 크면 가열로 안에 집어넣거나 꺼내기가 어려운 문제도 있다.
이러한 유도 가열을 이용하여 열처리를 수행하는 종래 기술로서 한국 등록특허 제10-1367271호(유도 가열 코일, 열처리 장치 및 열처리 방법)은, 처리 대상물과 가열 코일 중 적어도 하나의 회동에 의해 처리 대상물의 피처리부의 둘레 방향을 따라 상기 가열 코일을 상대적으로 이동시켜 피처리부를 유도 가열하는 기술이다.
그러나, 상기 종래기술은 완성된 처리 대상물에 열처리 공정이 수행되는 기술로서 적층 가공 방식의 구조에서는 적용될 수 없는 문제가 있다.
본 발명은 용접, 3D 프린팅 등 적층 가공 방식으로 제조되는 제품에서 적층과 동시에 열처리를 수행하며 열처리 공정을 획기적으로 단축시킬 수 있는 새로운 형태의 발명을 제안하고자 한다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 유도 가열 코일을 이용한 열처리 장치는, 적층 재료를 공급하는 공급부; 상기 적층 재료가 용융되도록 열을 가하는 조사부; 상기 적층 재료가 용융되어 적층된 피가열물에서 열처리가 필요한 적층 부위에 미리 설정된 열처리 온도에서 작동되는 유도가열코일; 및 상기 유도가열코일을 작동 및 작동 해제시키거나, 상기 피가열물의 적층 방향으로 이동시키도록 제어하는 제어부;를 포함한다.
여기서, 상기 적층 부위가 열처리 온도에 도달하는지 판단하기 위해 온도계가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 온도계는 상기 적층 부위와 접촉하지 않고 온도를 센싱할 수 있는 적외선 온도계인 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 유도가열코일은 상기 적층 부위의 온도가 상기 열처리 온도에 도달하면 미리 설정된 일정 시간 동안 상기 열처리 온도를 유지한 후 작동이 멈추는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 유도가열코일은 상기 피가열물을 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 피가열물이 미리 설정된 높이까지 적층되면 열처리를 위해 적층이 중단되는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 유도가열코일은 상기 조사부에 의해 용융되는 적층 부위를 바라보도록 상기 조사부의 일측에 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 발명에 따른 유도 가열 코일을 이용한 열처리 방법은, 적층 재료를 용융시키는 용융단계; 상기 용융 단계를 통해 피가열물을 적층하는 적층단계; 상기 피가열물의 제1 적층 부위의 온도가 열처리 온도에 도달하면 유도가열코일을 이용하여 실시간으로 열처리를 수행하는 열처리단계; 및 상기 제1 적층 부의의 열처리가 끝난 후 제2 적층 부위의 열처리 단계를 수행하기 위해 적층 방향으로 유도가열코일을 이동시키는 코일이동단계;를 포함한다.
한편, 상기 유도가열코일은 상기 제1 적층 부위의 온도가 상기 열처리 온도에 도달하면 미리 설정된 일정 시간 동안 상기 열처리 온도를 유지한 후 작동이 멈추는 열처리제어단계;를 더 포함한다.
여기서, 상기 제1 적층 부위의 열처리가 끝난 후 미리 설정된 냉각 온도까지 냉각하는 냉각단계;를 더 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 유도가열코일은 상기 피가열물을 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 적층단계에서, 상기 제1 적층 부위의 높이가 미리 설정된 높이에 도달하면 적층을 중단하는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 유도가열코일은 적층 재료가 용융되는 적층 부위를 따라 이동 가능하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 적층 재료가 용융되는 제1 적층 부위의 온도가 열처리 온도 보다 높으면 상기 제1 적층 부위의 온도가 열처리 온도에 도달할 때까지 상기 유도 가열 코일이 작동되지 않는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 적층과 동시에 유도 가열을 통한 열처리 공정이 실시간으로 수행되므로 종래 보다 열처리 공정 시간이 줄어들어 최종 제품 생산에 소요되는 시간이 절감된다.
또한, 본 발명에 따르면 유도가열코일의 크기와 위치, 교류 전원의 주파수를 조절하여 피가열물의 국부적인 열처리가 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면 제품의 크기에 맞게 코일 제작이 가능하므로 종래 가열로를 사용하는 경우보다 열처리 공정을 위한 제품 크기 제한이 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 적층 구조가 형성되는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유도 가열 코일을 이용한 열처리 장치의 작동 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유도 가열 코일을 이용한 열처리 방법의 단계를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유도 가열 코일을 이용한 열처리 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유도 가열 코일을 이용한 열처리 장치의 작동 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유도 가열 코일을 이용한 열처리 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유도 가열 코일을 이용한 열처리 장치를 나타낸 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 유도 가열 코일을 이용한 열처리 장치 및 방법에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 적층 구조가 형성되는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 용접, 3D 프린팅 등 적층 구조가 형성될 수 있는 다양한 실시예에 적용될 수 있다. 다만, 본 명세서에서는 일 실시예로서 적층가공법 중 하나인 DED(Directed Energy Deposition) 방식으로 제조된 적층 구조를 중심으로 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, DED 방식은 보호가스 분위기에서 금속 분말의 적층 재료를 적층부에 실시간으로 공급하면서 동시에 고출력의 레이저를 사용하여 상기 적층 재료를 고에너지로 용융하여 적층하는 방식이다. 여기서, 적층 재료의 종류에는 제한이 없다.
본 명세서에서 레이저 등의 에너지가 공급되는 부위를 조사부(100)라 하고, 적층 재료가 공급되는 부위를 공급부(200)라 한다. 상술한 방식으로 적층 중이거나 완성된 적층 구조를 피가열물이라 한다.
적층 과정을 살펴보면, 조사부(10) 및 공급부(20)에서 적층 재료 및 열이 공급되어 녹으면서 피가열물의 수평 방향으로 이동하며 하나의 레이어 층이 형성되고, 일정 길이의 레이어 층이 형성되면 피가열물의 수직 방향(다음 레이어 층 방향으로 이동한다. 이때, 조사부(10) 및 공급부(20)의 이동 방향을 적층 방향이라 한다. 다른 실시예에 따르면, 조사부(10) 및 공급부(20)는 정지하고 피가열물이 적층 방향으로 이동할 수도 있다.
한편, 상술한 DED 방식으로 제조된 적층 구조는 사용자가 원하는 기계적 성질을 얻기 위해 즉, 피가열물 내부의 잔류응력을 감소시키거나 내부 조직을 변화시키기 위해 열처리 공정이 필요하다. 종래에는 피가열물의 적층 구조가 모두 형성된 후에 열처리가 수행되었다. 구체적으로, 도 1을 참조하면 피가열물 중 적층이 먼저 완료된 부위부터 냉각이 시작된다. 따라서 피가열물 중 가장 아래에 위치한 부위의 온도가 가장 낮고 위로 갈수록 온도가 높아진다. 이때, 피가열물 중 먼저 냉각된 부위는 열처리가 필요함에도 종래에는 적층 구조가 모두 형성되기 전에는 열처리가 수행되지 않았다.
일반적인 열처리 공정에서는 피가열물을 일정한 온도 범위에서 가열 또는 냉각하거나 특정 온도에서 유지하는 등의 열처리 제어가 수행된다. 이는 적층 재료의 종류마다 상이하며, 구체적인 열처리 공정은 공지된 기술로서 본 명세서에서 자세한 설명은 생략한다.
한편, 종전에는 완성된 피가열물을 가열로에 집어넣어 열처리가 수행되었으나, 낮은 가열속도(heatinig rate, ℃/min)로 인해 열처리 시간이 많이 소요되는 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 문제를 방지하기 위한 것으로, 적층 구조가 형성 중인 상태에서 적층 부위에 열처리를 실시간으로 처리할 수 있는 선 열처리 공정에 관한 장치 및 방법에 관한 것이다.
< 제1 실시예 >
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유도 가열 코일을 이용한 열처리 장치의 작동 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유도 가열 코일을 이용한 열처리 방법의 단계를 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유도 가열 코일을 이용한 열처리 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 코일을 이용한 열처리 장치는 조사부(100), 공급부(200), 유도가열코일(300), 온도계(400) 및 제어부(미도시)를 포함한다. 조사부(100)와 공급부(200)는 종래의 적층 장치에서의 조사부 및 공급부의 기능과 동일하다.
유도가열코일(300)은 열처리에 필요한 열을 피가열물에 공급하기 위한 것이다. 유도가열코일(300)이 피가열물에 열을 전달하는 원리를 개략적으로 설명하면, 전원 공급으로 인해 유도가열코일(300)에서는 전자유도작용에 의해 자장이 발생되고, 이러한 자장 내에 위치한 피가열물에 유도전류가 흐르게 되어 와전류 손실에 의한 열이 발생되는 것이다. 이러한 현상을 유도 가열이라 한다. 유도가열코일(300)에 의한 유도 가열 작용은 공지된 기술이므로 자세한 설명은 생략한다. 이때, 교류 전원 주파수를 조절하면 피가열물의 국부적인 열처리가 가능하고, 전원의 세기에 의해 열처리 공정 시간이 줄어들 수 있다.
한편, 피가열물이 유도가열코일(300)에 의해 형성된 자장 내에 위치한다면 유도가열코일(300)의 형상 및 형성 위치에는 제한이 없다. 유도가열코일(300)의 몇 가지 실시예들에 대해서는 후술하기로 한다.
상술한 바와 같이 열처리 공정에는 필요한 온도 범위가 존재하는데, 이를 본 명세서에서는 열처리 온도라 한다. 열처리 온도는 특정 열처리 과정에 필요한 온도 범위일 수 있다. 또한, 열처리 공정에는 열처리 온도를 일정 시간 동안 유지할 필요성도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서 유도가열코일(300)은 피가열물을 감싸는 형상으로 구성된다. 구체적으로, 유도가열코일(300)의 직경은 피가열물의 폭 보다 크고, 유도가열코일(300)의 높이는 미리 설정된 특정 높이를 갖는다.
온도계(400)는 피가열물의 적층 부위의 온도를 실시간으로 측정한다. 적층 부위의 온도를 측정할 수 있다면 열전대 등 접촉식 온도계 또는 비접촉식 온도계를 불문하고 본 발명의 온도계로 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 피가열물과 접촉하지 않고 온도 측정이 가능한 적외선 온도계가 사용된다. 상술한 바와 같이 적층 부위는 적층 방향을 따라 계속 변하므로 온도계(400)가 적층 부위를 바라보는 방향 역시 가변될 수 있다. 예를 들어, 온도계(400)는 특정 위치에서 적층 부위를 바라보도록 회전 가능하게 형성되거나, 적층 부위를 따라 이동 가능하게 형성될 수 있다.
제어부는 온도계(400)의 측정 정보를 수신하여 피가열물의 적층 부위가 열처리 온도 조건을 만족하는지 판단하여 유도가열코일(300)이 작동하도록 제어하거나, 열처리 온도가 일정 시간동안 유지하도록 제어하거나, 일정 시간이 지난 후 유도가열코일(300)의 작동을 해제하도록 제어한다. 또한, 제어부는 이전 적층 부위의 열처리가 끝나면 다음 적층 부위를 향해 유도가열코일(300)을 적층 방향으로 이동시키도록 제어한다. 또한, 제어부는 열처리 온도를 조절하기 위해 전원 출력을 제어할 수도 있다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 유도 가열 코일을 이용한 열처리 장치의 작동 과정 및 방법을 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 유도 가열 코일을 이용한 열처리 작동 방법은, 적층 재료를 용융시키는 용융단계(S10); 상기 용융 단계를 통해 피가열물을 적층하는 적층단계(S20); 상기 피가열물의 제1 적층 부위의 온도가 열처리 온도에 도달하면 유도가열코일을 이용하여 실시간으로 열처리를 수행하는 열처리단계(S30); 상기 유도가열코일은 상기 제1 적층 부위의 온도가 상기 열처리 온도에 도달하면 미리 설정된 일정 시간 동안 상기 열처리 온도를 유지한 후 작동이 멈추는 열처리제어단계(S40); 상기 제1 적층 부위의 열처리가 끝난 후 미리 설정된 냉각 온도까지 냉각하는 냉각단계(S50); 및 상기 제1 적층 부의의 열처리가 끝난 후 제2 적층 부위의 열처리 단계를 수행하기 위해 적층 방향으로 유도가열코일을 이동시키는 코일이동단계(S60);를 포함한다.
도 4를 참조하면, 조사부(100) 및 공급부(200)에 의해 적층 재료가 용융되면서 피가열물이 적층되기 시작한다(S110). 이때, 상술한 바와 같이 피가열물의 적층 구조는 유도가열코일(300)의 중심에서 형성된다. 이는 상기 용융단계 및 적층단계에 해당된다.
다음으로, 피가열물이 적층되다가 미리 설정된 특정 높이가 되면 조사부(100) 및 공급부(200)의 작동이 멈추면서 적층이 중단된다(S120). 이를 제1 적층 부위(10a)라 한다. 제1 적층 부위(10a)의 높이가 특정 높이에 도달하였는지 판단하기 위해 위치 센서(미도시)가 더 형성될 수 있다. 이때, 형성된 제1 적층 부위(10a)의 높이는 상술한 유도가열코일(300)의 형성 높이와 같을 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
일반적으로, 조사부(100)에 의해 용융된 온도는 열처리 온도에 비해 높다. 따라서, 적층 재료가 용융된 상태에서는 열처리 온도에 도달할 때까지 냉각될 필요가 있다. 이를 위해 온도계(400)는 제1 적층 부위(10a)의 온도가 열처리 온도에 도달하였는지 판단하기 위해 실시간으로 제1 적층 부위(10a)의 온도를 측정한다. 도 2의 (a)에는 제1 적층 부위(10a)의 온도가 열처리 온도에 도달하였는지 온도계(400)를 통해 측정하는 상태가 도시되어 있다.
다음으로, 제1 적층 부위(10a)의 온도가 열처리 온도에 도달하였으면 제어부는 유도가열코일(300)을 작동시켜 제1 적층 부위(10a)에 열처리가 수행되도록 제어한다(S130). 그리고 제어부는 열처리 온도를 미리 설정된 일정 시간 동안 유지시키도록 제어한다. 상술한 바와 같이, 적층 부위가 냉각되다가 열처리 온도에 도달하였는지 여부 및 일정 시간 동안 열처리 온도가 유지되는지 여부는 온도계(400)에 의해 실시간으로 측정됨으로써 판단될 수 있다. 이는 상기 열처리단계 및 열처리제어단계에 해당된다. 도 2의 (b)에는 열처리가 종료된 제1 적층 부위(10a)의 상태가 도시되어 있다. 이후, 제어부는 일정 시간이 지나면 유도가열코일(300)의 작동이 멈추도록 제어한다.
다음으로, 제어부는 열처리가 종료된 제1 적층 부위(10a)의 온도를 미리 설정된 냉각 온도까지 냉각시키도록 제어한다(S140). 이는 상기 냉각단계에 해당된다.
다음으로, 제어부는 유도가열코일(300)을 제1 적층 부위(10a)의 다음 층인 제2 적층 부위(10b)로 이동시킨다(S150). 도 2의 (c)에는 유도가열코일(300)이 적층 방향으로 이동하는 상태가 도시되어 있다.
한편, 여기서 유도가열코일(300)의 이동은 피가열물과의 관계에서 상대적 이동이다. 즉, 피가열물의 위치가 고정되고 유도가열코일(300)이 별도의 승강 수단에 의해 적층 방향으로 이동할 수도 있고, 유도가열코일(300)의 위치가 고정되고 피가열물의 위치가 적층 반대 방향으로 이동할 수도 있다.
이후, 제2 적층 부위(10b)에 유도가열코일(300)이 위치하면, 제어부는 제2 적층 부위(10b)가 열처리 온도에 도달하였는지 판단하고, 상술한 열처리단계, 열처리제어단계 및 냉각단계의 과정을 반복한다.
이후, 제어부는 모든 층이 적층되었는지 판단한다(S160). 만일, 모든 층이 적층되지 않았다면 상술한 과정을 반복하고, 반대로 모든 층이 완료되었다면 적층 제조 공정을 종료한다.
< 제2 실시예 >
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유도 가열 코일을 이용한 열처리 장치이 작동 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유도 가열 코일을 이용한 열처리 방법을 나타낸 순서도이다.
제2 실시예에서 유도가열코일(300)에 의해 열처리가 수행된다는 점은 제1 실시예와 동일하다. 따라서, 이하 제2 실시예에서는 제1 실시예와 차이점이 있는 부분을 중심으로 설명한다.
제2 실시예에서도 유도가열코일(300)은 피가열물을 감싸도록 형성된다. 유도가열코일(300)의 중심에서 적층이 시작된다(S210). 다만, 유도가열코일(300)은 제1 적층 부위(10a)가 일정 높이까지 적층되어도 적층이 중단되지 않는다. 즉, 제1 적층 부위(10a) 다음에 제2 적층 부위(10b)가 계속 적층된다. 이때, 제어부는 유도가열코일(300)을 통해 제1 적층 부위(10a)의 열처리 공정을 수행한다(S220, S230, S240). 이후, 제어부는 제1 적층 부위(10a)의 열처리를 종료한 후 제2 적층 부위(10b)의 온도가 열처리 온도에 도달하였는지 판단한다(S240). 제어부는 제2 적층 부위(10b)의 온도가 열처리 온도에 도달하지 않았으면 열처리 온도에 도달할 때까지 유도가열코일(300)의 작동 중단 상태를 유지시키고, 반대로 제2 적층 부위(10b)의 온도가 열처리 온도에 도달하였으면 유도가열코일(300)을 제2 적층 부위(10b)로 이동시켜 상기 S220, S230 및 S240 과정을 수행한다(S250). 이후 제어부는 모든 층이 적층되었는지 판단한다(S260). 만일, 모든 층이 적층되지 않았다면 상술한 과정을 반복하고, 반대로 모든 층이 완료되었다면 적층 제조 공정을 종료한다.
상술한 바와 같이, 제2 실시예는 제1 실시예와 달리 적층 중단 과정이 없다.
< 제3 실시예 >
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유도 가열 코일을 이용한 열처리 장치를 나타낸 도면이다.
제3 실시예에서는 유도가열코일(300)이 조사부(100)의 일측에 위치한다. 따라서 유도가열코일(300)은 조사부(100)와 함께 적층 부위를 따라 이동할 수 있다. 즉, 제3 실시예에 따르면 유도가열코일(300)에 의한 열처리 공정이 조사부(100)에 의해 용융된 부위에서 바로 수행될 수 있다.
상술한 바와 같이, 적층 재료의 용융점은 열처리 온도 보다 높다. 따라서, 제어부는 제1 적층 부위(10a)가 적층된 후 조사부(100) 및 공급부(200)의 작동이 멈추도록 제어한다. 제어부는 온도계(400)를 통해 제1 적층 부위(10a)의 온도가 열처리 온도에 도달하였는지 판단한다. 만일 제1 적층 부위(10a)의 온도가 열처리 온도에 도달하였으면 제어부는 유도가열코일(300)을 통해 제1 적층 부위(10a)의 열처리 공정이 수행되도록 제어하고, 반대로 제1 적층 부위(10a)의 온도가 열처리 온도에 도달하지 않았으면 열처리 온도에 도달할 때까지 유도가열코일(300)이 작동되지 않도록 제어한다. 상술한 과정은 모든 층이 적층될 때까지 반복된다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
100 : 조사부 200 : 공급부
300 : 유도가열코일 400 : 온도계

Claims (14)

  1. 적층 재료를 공급하는 공급부;
    상기 적층 재료가 용융되도록 열을 가하는 조사부;
    상기 적층 재료가 용융되어 적층된 피가열물에서 열처리가 필요한 적층 부위에 미리 설정된 열처리 온도에서 작동되는 유도가열코일; 및
    상기 유도가열코일을 작동 및 작동 해제시키거나, 상기 피가열물의 적층 방향으로 이동시키도록 제어하는 제어부;를 포함하는,
    유도 가열 코일을 이용한 열처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적층 부위가 열처리 온도에 도달하는지 판단하기 위해 온도계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 코일을 이용한 열처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 온도계는 적외선 온도계인 것을 특징으로 하는 유도가열코일을 이용한 열처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유도가열코일은 상기 적층 부위의 온도가 상기 열처리 온도에 도달하면 미리 설정된 일정 시간 동안 상기 열처리 온도를 유지한 후 작동이 멈추는 것을 특징으로 하는 유도 가열 코일을 이용한 열처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 유도가열코일은 상기 피가열물을 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 코일을 이용한 열처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 피가열물이 미리 설정된 높이까지 적층되면 열처리를 위해 적층이 중단되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 코일을 이용한 열처리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 유도가열코일은 상기 조사부에 의해 용융되는 적층 부위를 바라보도록 상기 조사부의 일측에 형성되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 코일을 이용한 열처리 장치.
  8. 적층 재료를 용융시키는 용융단계;
    상기 용융단계를 통해 피가열물을 적층하는 적층단계;
    상기 피가열물의 제1 적층 부위의 온도가 열처리 온도에 도달하면 유도가열코일을 이용하여 실시간으로 열처리를 수행하는 열처리단계; 및
    상기 제1 적층 부위의 열처리가 끝난 후 제2 적층 부위의 열처리 단계를 수행하기 위해 적층 방향으로 유도가열코일을 이동시키는 코일이동단계;를 포함하는,
    유도 가열 코일을 이용한 열처리 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 유도가열코일은 상기 제1 적층 부위의 온도가 상기 열처리 온도에 도달하면 미리 설정된 일정 시간 동안 상기 열처리 온도를 유지한 후 작동이 멈추는 열처리제어단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 코일을 이용한 열처리 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 적층 부위의 열처리가 끝난 후 미리 설정된 냉각 온도까지 냉각하는 냉각단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 코일을 이용한 열처리 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 유도가열코일은 상기 피가열물을 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 코일을 이용한 열처리 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 적층단계에서,
    상기 제1 적층 부위의 높이가 미리 설정된 높이에 도달하면 적층을 중단하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 코일을 이용한 열처리 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 유도가열코일은 적층 재료가 용융되는 적층 부위를 따라 이동 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 코일을 이용한 열처리 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 적층 재료가 용융되는 제1 적층 부위의 온도가 열처리 온도 보다 높으면 상기 제1 적층 부위의 온도가 열처리 온도에 도달할 때까지 상기 유도 가열 코일이 작동되지 않는 것을 특징으로 하는 유도 가열 코일을 이용한 열처리 방법.
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