KR20240076048A - 증기챔버 제조 시스템 및 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소재가 서로 이격되게 공급되는 한 쌍의 소재공급수단과, 상기 소재공급수단의 일측에 구비되고 소재공급수단으로부터 공급되는 한 쌍의 소재가 서로 이격된 상태에서 일측으로 이송될 수 있도록 하는 이송수단과, 상기 소재공급수단의 일측에 구비되고 소재가 프레스되어 게이트로 연결된 복수개의 제1인클러저가 형성되는 제1성형수단과, 상기 소재공급수단의 일측에 구비되고 소재가 프레스되어 게이트로 연결된 복수개의 제2인클러저가 형성되는 제2성형수단과, 상기 제2성형수단의 일측에 구비되고 상기 제1인클러저 및 제2인클러저 표면의 이물질이 제거되는 클리닝 수단과, 상기 클리닝 수단의 일측에 구비되고 상기 제1인클러저의 일측에 심지가 접합됨으로써 인클러저 접합체가 생성되는 제1접합수단과, 상기 제1접합수단의 일측에 구비되고 상기 인클러저 접합체의 심지에 작동유체가 주입되는 주수수단과, 상기 주수수단의 일측에 구비되고 상기 인클러저 접합체에 제2인클러저가 적층되도록 제2인클러저가 상기 인클러저 접합체 측으로 안내되는 정렬 가이드와, 상기 주수수단의 일측에 구비되고 상기 인클러저 접합체와 제2인클러저에 연결된 게이트가 절단되는 절단수단 및 상기 절단수단의 일측에 구비되고 상기 인클러저 접합체와 제2인클러저가 진공환경에서 접합되는 진공접합수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 게이트로 연결된 복수개의 인클러저가 형성된 한 쌍의 소재가 서로 이격된 위치에서 일측으로 이송되고, 인클러저 접합체와 제2인클러저가 진공환경에서 접합된다. 이로 인해 주수 및 탈기를 위한 주입부가 없는 복수개의 증기챔버가 인라인 방식으로 동시에 제조됨으로써 생산성이 향상되고, 주입부 밀봉 결함으로 인한 제품 불량이 감소된다.
본 발명에 의하면 게이트로 연결된 복수개의 인클러저가 형성된 한 쌍의 소재가 서로 이격된 위치에서 일측으로 이송되고, 인클러저 접합체와 제2인클러저가 진공환경에서 접합된다. 이로 인해 주수 및 탈기를 위한 주입부가 없는 복수개의 증기챔버가 인라인 방식으로 동시에 제조됨으로써 생산성이 향상되고, 주입부 밀봉 결함으로 인한 제품 불량이 감소된다.
Description
본 발명은 증기챔버 제조 시스템 및 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인라인(in-line) 방식으로 증기챔버를 제조함으로써 공정을 단축시키고, 제품 불량을 감소시킬 수 있는 증기챔버 제조 시스템 및 제조방법에 관한 것이다.
스마트폰(smart phone), 태블릿PC(tablet PC) 등의 휴대용 단말장치에 사용되는 마이크로프로세서(microprocessor), 애플리케이션 프로세서(application processor) 등과 같은 고출력 전자부품의 고밀도화가 급속히 진행되면서 이들 전자부품들의 단위 면적당 발열량이 증가하고 있다. 전자부품의 온도가 일정 수준 이상으로 상승하면 오작동, 열폭주 등의 원인이 되므로 전자부품들의 발열을 냉각시키기 위한 장치들의 중요성도 함께 커지고 있다.
증기챔버(vapor chamber)는 열을 평면 방향으로 효율적으로 수송하기 위한 장치로, 히트파이프(heat pipe)의 한 형태이며, 평판형 히트파이프라고도 한다. 증기챔버는 작동유체의 증발 및 응축의 반복에 의해 잠열을 이용하여 열의 수송을 수행한다. 즉, 증기챔버는 증발부 및 응축부로 구성되고, 증발부가 열원에 의해 가열되어 증기챔버 내의 작동유체가 증발하면 기상의 작동유체가 증기챔버 내의 저온영역인 응축부로 이동하여 냉각되어 응축된다. 이때, 증발부에서 작동유체가 흡수한 열은 응축부에서 작동유체가 응축되면서 증기챔버의 외부로 방출된다. 그리고 응축된 작동유체는 모세관 현상에 의해 증발부로 다시 돌아간다.
종래에는 증기챔버의 내부에 진공을 형성하고, 작동유체를 충진하기 위하여 금속판 사이 주입부에 튜브(tube)를 삽입하여 작동유체를 주입하고 탈기를 수행한 후 주입부를 용접, 커팅(cutting)하는 방법으로 증기챔버를 제조하였다. 그러나, 이러한 종래의 방법은 작업공수가 많고, 주입부와 튜브 사이가 밀착되지 않음으로써 불량률이 높아지는 단점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 대한민국 공개특허 제10-2015-0114709호 및 대한민국 등록특허 제10-2216435호 등에서와 같이 하판에 작동유체를 충진한 후, 상판과 하판을 중첩시키고 진공환경이 형성된 진공챔버 내에서 상, 하판을 봉합하는 증기챔버 제조방법이 제안되었다.
하지만, 상기와 같은 방법에 따르면 상부 인클러저(enclosure)와 하부 인클러저를 이루는 소재가 개별적으로 스탬핑되고, 적재, 이송된 상,하부 인클러저가 하나씩 공급되어 증기챔버가 제조된다. 때문에 각각의 공정이 개별적이고 단속적으로 진행되어 후속 공정 진행을 위한 이송에 시간이 걸리고, 여전히 전체 공정이 복잡한 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 한 쌍의 소재가 일측으로 이송될 수 있도록 하는 이송수단이 구비되어 한 쌍의 상기 소재가 서로 이격된 위치에서 일측으로 이송되는 증기챔버 제조 시스템(system) 및 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 소재에 게이트(gate)로 연결된 복수개의 인클러저가 형성되는 성형수단이 구비되어 동시에 복수개의 증기챔버가 제조되는 증기챔버 제조 시스템 및 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 인클러저 접합체와 제2인클러저가 진공환경에서 접합되는 진공접합수단이 구비되어 주수 및 탈기를 위한 주입부가 없는 증기챔버가 제조되는 증기챔버 제조 시스템 및 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 증기챔버 제조 시스템은, 소재가 서로 이격되게 공급되는 한 쌍의 소재공급수단과, 상기 소재공급수단의 일측에 구비되고, 소재공급수단으로부터 공급되는 한 쌍의 소재가 서로 이격된 상태에서 일측으로 이송될 수 있도록 하는 이송수단과, 상기 소재공급수단의 일측에 구비되고, 소재가 프레스되어 게이트로 연결된 복수개의 제1인클러저가 형성되는 제1성형수단과, 상기 소재공급수단의 일측에 구비되고, 소재가 프레스되어 게이트로 연결된 복수개의 제2인클러저가 형성되는 제2성형수단과, 상기 제2성형수단의 일측에 구비되고, 상기 제1인클러저 및 제2인클러저 표면의 이물질이 제거되는 클리닝 수단과, 상기 클리닝 수단의 일측에 구비되고, 상기 제1인클러저의 일측에 심지가 접합됨으로써 인클러저 접합체가 생성되는 제1접합수단과, 상기 제1접합수단의 일측에 구비되고, 상기 인클러저 접합체의 심지에 작동유체가 주입되는 주수수단과, 상기 주수수단의 일측에 구비되고, 상기 인클러저 접합체에 제2인클러저가 적층되도록 제2인클러저가 상기 인클러저 접합체 측으로 안내되는 정렬 가이드와, 상기 주수수단의 일측에 구비되고, 상기 인클러저 접합체와 제2인클러저에 연결된 게이트가 절단되는 절단수단 및 상기 절단수단의 일측에 구비되고, 상기 인클러저 접합체와 제2인클러저가 진공환경에서 접합되는 진공접합수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명에 의한 증기챔버 제조 시스템은, 상기 정렬 가이드의 일측에 구비되고, 상기 인클러저 접합체와 제2인클러저를 가접하는 제2접합수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 증기챔버 제조 시스템은, 제1인클러저, 제2인클러저 또는 증기챔버 중 어느 하나의 결함을 검사하는 적어도 하나 이상의 검사수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1접합수단은, 상기 제1인클러저의 일측에 심지를 공급하는 심지공급수단이 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 증기챔버 제조방법은, 한 쌍의 소재가 서로 이격되게 제공되는 소재공급단계와, 서로 이격되어 이송되는 한 쌍의 상기 소재가 각각 프레스 가공됨으로써 상기 소재에 게이트로 연결된 복수개의 인클러저가 형성되는 성형단계와, 상기 인클러저가 형성된 소재 표면의 이물질이 제거되는 클리닝 단계와, 상기 소재 중 일층에 형성된 인클러저에 심지가 접합되어 인클러저 접합체가 생성되는 심지접합단계와, 상기 심지에 작동유체가 주입되는 주수단계와, 상기 소재 중 타층이 상기 인클러저 접합체가 생성된 일층의 소재에 적층되도록 안내되는 정렬단계와, 한 쌍의 상기 소재에 형성된 인클러저와 연결된 게이트가 절단되는 절단단계 및 진공환경에서 일층의 상기 인클러저 접합체 및 타층의 인클러저가 접합되어 증기챔버가 제조되는 접합단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명에 의한 증기챔버 제조방법은, 상기 정렬단계에서 적층된 한 쌍의 상기 소재 중 일층에 형성된 인클러저 접합체 및 타층에 형성된 인클러저가 가접되는 가접단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 본 발명에 의한 증기챔버 제조방법은, 상기 인클러저 또는 증기챔버 중 어느 하나의 결함이 적어도 한번 이상 검사되는 검사단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 증기챔버 제조 시스템에는, 한 쌍의 소재가 일측으로 이송될 수 있도록 하는 이송수단이 구비된다. 따라서, 한 쌍의 상기 소재가 이송수단을 따라 서로 이격된 위치에서 일측으로 이송됨으로써 시스템 내의 각 장치에 공급되어 인라인 방식으로 공정이 진행된다.
본 발명에 의한 증기챔버 제조 시스템에는, 게이트로 연결된 복수개의 인클러저가 형성되는 성형수단이 구비된다. 따라서, 동시에 복수개의 증기챔버가 제조되어 생산성이 향상된다.
그리고 본 발명에 의한 증기챔버 제조 시스템에는, 인클러저 접합체와 제2인클러저가 진공환경에서 접합되는 진공접합수단이 구비된다. 따라서, 주수 및 탈기를 위한 주입부가 없는 증기챔버가 제조됨으로써 주입부 밀봉 불량으로 인한 제품 불량이 감소된다.
본 발명에 의한 증기챔버 제조방법은, 서로 이격되어 이송되는 한 쌍의 소재가 각각 프레스 가공(press working)되어 게이트로 연결된 복수개의 인클러저가 형성되는 성형단계를 포함한다. 따라서, 인클러저가 적재, 이송되는 과정 없이 인라인 방식으로 공정이 진행되고, 복수개의 증기챔버가 동시에 제조됨으로써 생산선이 향상된다.
그리고 본 발명에 의한 증기챔버 제조방법은, 인클러저 접합체와 제2인클러거가 진공환경에서 접합되는 접합단계를 포함한다. 따라서, 주입부 및 튜브를 통한 주수 및 탈기 공정을 생략할 수 있어 작업공수가 감소되고, 주입부 밀봉 불량으로 인한 제품 불량이 감소된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 증기챔버 제조 시스템의 구성을 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 게이트로 연결된 복수개의 인클러저가 형성된 소재를 개략적으로 나타낸 평면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 증기챔버 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 게이트로 연결된 복수개의 인클러저가 형성된 소재를 개략적으로 나타낸 평면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 증기챔버 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 증기챔버 제조 시스템(1)의 구성을 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 게이트(3)로 연결된 복수개의 인클러저(4)가 형성된 소재(2)를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 증기챔버 제조 시스템(1)은, 소재(2)가 서로 이격되게 공급되는 한 쌍의 소재공급수단(10)과, 상기 소재공급수단(10)의 일측에 구비되고 상기 소재공급수단(10)으로부터 공급되는 한 쌍의 소재(2)가 서로 이격된 상태에서 일측으로 이송될 수 있도록 하는 이송수단(20)과, 상기 소재공급수단(10)의 일측에 구비되고 소재(2)가 프레스되어 게이트(3)로 연결된 복수개의 제1인클러저(4)가 형성되는 제1성형수단(30)과, 상기 소재공급수단(10)의 일측에 구비되고 소재(2)가 프레스되어 게이트(3)로 연결된 복수개의 제2인클러저(4')가 형성되는 제2성형수단(32)과, 상기 제2성형수단(32)의 일측에 구비되고 상기 제1인클러저(4) 및 제2인클러저(4') 표면의 이물질이 제거되는 클리닝(cleaning)수단(40)과, 상기 클리닝수단(40)의 일측에 구비되고 상기 제1인클러저(4)의 일측에 심지가 접합됨으로써 인클러저 접합체가 생성되는 제1접합수단(50)과, 상기 제1접합수단(50)의 일측에 구비되고 상기 인클러저 접합체의 심지에 작동유체가 주입되는 주수수단(60)과, 상기 주수수단(60)의 일측에 구비되고 상기 인클러저 접합체에 제2인클러저(4')가 적층되도록 제2인클러저(4')가 상기 인클러저 접합체 측으로 안내되는 정렬 가이드(guide)(22)와, 상기 주수수단(60)의 일측에 구비되고 상기 인클러저 접합체와 제2인클러저(4')에 연결된 게이트(3)가 절단되는 절단수단(80) 및 상기 절단수단(80)의 일측에 구비되고 상기 인클러저 접합체와 제2인클러저(4')가 진공환경에서 접합되는 진공접합수단(90) 등을 포함하여 구성된다.
소재공급수단(10)은 증기챔버의 외관을 이루는 인클러저(4)의 소재(2)가 증기챔버 제조 시스템(1)으로 공급되도록 하는 장치로, 상기 증기챔버 제조 시스템(1)에는 제1소재공급수단(10a) 및 제2소재공급수단(10b)이 하나의 쌍으로 구비된다. 상기 소재공급수단(10)에 의해 상기 소재(2)가 상하 또는 좌우로 서로 이격된 상태로 공급된다. 상기 소재공급수단(10)은 평판 형태의 소재(2)를 공급할 수 있으나 도 1에서 상기 소재공급수단(10)은 본 발명의 일실시예로 권취된 스트립(strip) 형태의 소재(2)를 권출하여 공급할 수 있도록 하는 언코일러(uncoiler) 형상으로 도시되었다. 여기서, 상기 소재(2)는 구리, 알루미늄(aluminium), 스테인레스 스틸(stainless steel) 등과 같은 금속 소재이거나 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리스티렌(polystyrene), ABS(acrylonitrile butadiene styrene)와 같은 비금속 소재일 수 있다.
상기 소재공급수단(10)에 의해 공급된 한 쌍의 상기 소재(2)는 이송수단(20)에 의해 일측으로 이송된다. 한 쌍의 상기 소재(2)는 상기 이송수단(20)에 의해 서로 이격된 위치에서 같은 방향으로 이송되고, 상기 이송수단(20)은 롤러(roller), 레일(rail), 컨베이어 벨트(conveyor belt) 등으로 구성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 소재공급수단(10)에 의해 공급된 소재(2)는 상기 이송수단(20)에 의해 제1성형수단(30) 또는 제2성형수단(32)로 이송된다. 구체적으로, 제1소재공급수단(10a)에 의해 공급된 소재(2)는 제2성형수단(32)으로, 제2소재공급수단(10b)에 의해 공급된 소재(2)는 제1성형수단(30)으로 이송된다.
상기 소재공급수단(10)의 일측에 구비된 상기 제1성형수단(30) 및 제2성형수단(32)에는 각각 금형이 구비되어 상기 소재(2)가 프레스 가공되는 장치이다.
여기서, 상기 제1성형수단(30)의 금형과 상기 제2성형수단(32)의 금형이 구비되는 높이는 서로 다르다. 즉, 상기 제1성형수단(30)의 금형이 상기 제2성형수단(32)의 금형보다 상측에 설치될 수 있고, 바람직하게는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 제1성형수단(30)의 금형이 상기 제2성형수단(32)의 금형보다 하측에 설치될 수 있다.
한편, 상기 제1성형수단(30)에는 제1인클러저(4)에 대응되는 형상을 가지는 금형이 구비되고, 상기 제2성형수단(32)에는 제2인클러저(4')에 대응되는 형상을 가지는 금형이 구비된다. 상기 제1성형수단(30) 및 제2성형수단(32)에 의해 상기 소재(2)가 가압되어 제1인클러저(4) 및 제2인클러저(4')가 형성되고, 도 2에 나타난 바와 같이 상기 제1인클러저(3) 및 제2인클러저(3')는 상기 소재(2)로부터 완전히 분리되지 않고 게이트(3)에 의해 연결된다. 즉, 상기 제1성형수단(30) 및 제2성형수단(32)에 의해 가압됨으로써 상기 소재(2)에는 게이트(3)로 연결된 복수개의 인클러저(4, 4')가 형성된다. 이를 위해서 상기 금형에는 게이트(3)를 형성하기 위한 홈이 구비될 수 있다.
상기 제1성형수단(30) 및 제2성형수단(32)에 의해 가공된 소재(2)는 클리닝수단(40)으로 이송된다. 상기 클리닝수단(40)은 상기 제1인클러저(4) 및 제2인클러저(4')의 표면의 녹 또는 이물질을 제거하는 장치로, 상기 제2성형수단(32)의 일측에 구비된다. 상기 클리닝수단(40)에는 레이저 또는 플라즈마 장치가 구비되어 레이저 또는 플라즈마에 의해 상기 제1인클러저(4) 및 제2인클러저(4') 표면의 녹 또는 이물질이 연소된다. 상기 클리닝수단(40)에는 적어도 하나 이상의 레이저 또는 플라즈마 장치가 구비될 수 있다.
표면의 이물질이 제거된 제1인클러저(4)는 상기 클리닝수단(40)의 일측에 구비된 제1접합수단(50)에서 심지와 접합된다. 여기서, 상기 제1접합수단(50)은, 상기 제1인클러저(4)의 일측에 심지를 공급하는 심지공급수단(52)이 더 구비될 수 있다. 상기 심지공급수단(52)에 의해 심지가 심지적층체로부터 상기 제1인클러저(4)의 상측에 공급되면 상기 심지와 제1인클러저(4)가 용접에 의해 접합되어 인클러저 접합체가 생성된다.
상기 제1접합수단(50)의 일측에는 주수수단(60)이 구비된다. 상기 인클러저 접합체의 심지에는 주수수단(60)에 의해 작동유체가 주입된다. 여기서, 상기 작동유체는 물, 에탄올(ethanol) 또는 암모니아(ammonia) 등일 수 있다.
상기 주수수단(60)의 일측에는 정렬 가이드(22)가 구비된다. 상기 정렬 가이드(22)에 의해 상기 제2인클로저(4')의 경로가 안내됨으로써 상기 인클러저 접합체와 제2인클러저(4')가 적층된다. 도 1에 나타난 바와 같이 상기 정렬 가이드(22)는 상층에서 이송되는 상기 제2인클러저(4')가 하층의 상기 인클러저 접합체 측으로 이송되도록 함으로써 상기 제2인클러저(4')가 인클러저 접합체 상측에 적층되도록 한다. 정렬 가이드(22) 상기 이송수단(20)과 같이 롤러, 레일, 컨베이어 벨트 등으로 구성될 수 있다.
상기 정렬가이드(22)의 일측에는 상기 인클러저 접합체와 제2인클러저(4')를 가접하는 제2접합수단(70)이 더 구비될 수 있다. 상기 제2접합수단(70)에 의해 적층된 상기 인클러저 접합체 및 제2인클러저(4')의 가장자리 일부가 용접되어 정렬 가이드(22)에 의해 적층, 정렬된 인클러저 접합체 및 제2인클러저(4')가 이송 중에 흐트러지지 않도록 고정된다.
상기 주수수단(60)의 일측에는 게이트(3)가 절단되는 절단수단(80)이 구비된다. 상기 절단수단(80)에는 한 쌍의 상기 소재(2)에 형성된 복수개의 상기 인클러저 접합체 및 제2인클러저(4')가 안착될 수 있는 안착부가 착탈 가능하게 구비된다. 상기 절단수단(80)의 안착부 위로 한 쌍의 상기 소재(2)가 이송되면 한 쌍의 상기 소재(2)에 형성된 복수개의 상기 인클러저 접합체 및 제2인클러저(4')의 게이트(3)가 상기 절단수단(80)에 의해 절단된다. 게이트(3)가 절단된 상기 인클러저 접합체 및 제2인클러저(4')는 상기 안착부에 안착된 상태로 진공접합수단(90)으로 이송된다.
상기 절단수단(80)의 일측에는 진공환경에서 상기 인클러저 접합체 및 제2인클러저(4')가 접합될 수 있도록 하는 진공접합수단(90)이 구비된다.
상기 진공접합수단(90)은 진공환경에서 상기 인클러저 접합체 및 제2인클러저(4')의 가장자리가 접합됨으로써 진공챔버가 제조되는 장치이다.
상기 진공접합수단(90)은, 하나 이상의 진공챔버 및 접합부 등으로 구성되고, 상기 진공챔버에는 내부의 공기를 외부로 배출함으로써 상기 진공챔버 내부에 진공환경이 형성되도록 하는 진공펌프가 구비된다. 여기서, 상기 진공챔버는 도어의 개폐시에 작동되는 진공펌프에 의해 내부에 진공환경이 형성되는 제1챔버 및 상기 제1챔버의 내부에 구비되고, 진공환경이 유지되는 제2챔버 등으로 구성될 수도 있다. 상기 접합부에 의해 상기 인클러저 접합체 및 제2인클러저(4')의 가장자리가 용접됨으로써 증기챔버가 제조된다.
상기 증기챔버 제조 시스템(1)에는 상기 제1인클러저(4), 제2인클러저(4') 또는 증기챔버 중 어느 하나의 결함을 검사하는 적어도 하나 이상의 검사수단(100)이 더 포함될 수 있다. 상기 검사수단(100)은 상기 클리닝수단(40)의 일측에 구비되거나 상기 진공접합부단(90)의 일측에 구비될 수 있다. 또한, 상기 클리닝수단(40)의 일측과 진공접합수단(90)의 일측 모두에 구비될 수 있다. 상기 검사수단(100)이 클리닝수단(40)의 일측에 구비되는 경우 상기 검사수단(100)은 상기 제1인클러저(4) 또는 제2인클러저(4')의 형상이나 표면의 이물질이 잘 제거되었는지 등을 검사할 수 있다. 한편, 상기 검사수단(100)은 상기 진공접합수단(90)의 일측에 복수개가 구비될 수 있다. 상기 검사수단(100)이 상기 진공접합수단(90)의 일측에 구비될 경우 상기 검사수단(100)에서는 상기 진공챔버에 누수 여부(leak test), 성능, 평탄도 및 치수에 대한 검사가 수행될 수 있다.
아래에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 증기챔버 제조방법에 대하여 도 3의 순서도를 참조하여 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에 의한 증기챔버 제조방법은, 한 쌍의 소재(2)가 서로 이격되게 제공되는 소재공급단계(S100)와, 서로 이격되어 이송되는 한 쌍의 상기 소재(2)가 각각 프레스 가공됨으로써 상기 소재(2)에 게이트(3)로 연결된 복수개의 인클러저(4, 4')가 형성되는 성형단계(S200)와, 상기 인클러저(4, 4')가 형성된 소재(2) 표면의 이물질이 제거되는 클리닝 단계(S300)와, 상기 소재(2) 중 일층에 형성된 인클러저(4)에 심지가 접합되어 인클러저 접합체가 생성되는 심지접합단계(S400)와, 상기 심지에 작동유체가 주입되는 주수단계(S500)와, 상기 소재(2) 중 타층이 상기 인클러저 접합체가 생성된 일층의 소재에 적층되도록 안내되는 정렬단계(S600)와, 한 쌍의 상기 소재(2)에 형성된 인클러저(4, 4')와 연결된 게이트(3)가 절단되는 절단단계(S700) 및 진공환경에서 일층의 상기 인클러저 접합체 및 타층의 인클러저(4')가 접합되어 증기챔버가 제조되는 접합단계(S800)를 포함한다.
먼저, 소재공급단계(S100)에서 소재공급수단(10)에 의해 증기챔버 인클러저(4, 4')의 외관을 형성하는 소재(2)가 증기챔버 제조 시스템(1)으로 공급된다. 상기 소재공급단계(S100)에서 한 쌍의 상기 소재(2)는 서로 이격되어 제공되고, 상기 소재(2)는 평판 형태이거나 스트립이 권취된 형태로 제공될 수 있다. 여기서, 상기 소재(2)는 구리, 알루미늄, 스테인레스 스틸 등과 같은 금속 소재이거나 폴리카보네이트, 폴리스티렌, ABS와 같은 비금속 소재일 수 있다.
상기 소재공급단계(S100)에서 공급된 한 쌍의 상기 소재(2)는 이송수단(20)에 의해 서로 이격된 상태로 일측으로(도 1에서 우측) 이송된다.
다음으로, 증기챔버 제조 시스템(1)으로 공급된 소재(2)가 프레스 가공되는 성형단계(S200)가 수행된다. 상기 성형단계(S200)에서는 서로 이격되어 제공된 한 쌍의 상기 소재(2)가 성형장치에 의해 각각 가압되어 인클러저(4, 4')가 형성된다. 상기 성형장치에는 상기 인클러저(4, 4') 형상에 대응되는 금형이 구비되어 있고, 상기 금형에는 게이트(3)가 형성될 수 있도록 하는 홈이 형성된다. 이로 인해 한 쌍의 상기 소재(2)에는 게이트(3)로 연결된 복수개의 인클러저(4, 4')가 각각 형성된다.
상기 성형단계(S200)에서 형성된 상기 인클러저(4, 4')들은 클리닝단계(S300)를 거친다. 상기 클리닝단계(S300)는 상기 인클러저(4, 4') 표면의 녹이나 이물질들을 제거하는 단계이다. 상기 인클러저(4, 4') 표면의 이물질들은 물이나 약품으로 세척 후 건조하는 방식으로 제거될 수 있으나 레이저(laser) 또는 플라즈마(plasma) 장치를 이용하여 연소되는 것이 바람직하다.
이물질이 제거된 상기 인클러저(4)는 심지접합단계(S400)에서 심지와 접합된다. 구체적으로, 심지 적층제로부터 상기 성형단계(S200)에서 성형된 한 쌍의 상기 소재(2) 중 일층(도 1에서 하층)에 형성된 상기 인클러저(4)로 심지가 공급된다. 그리고 상기 일층의 인클러저(4)와 심지가 용접에 의해 접합되어 인클러저 접합체가 생성된다.
이후, 주수단계(S500)에서 상기 인클러저 접합체에 작동유체가 공급된다. 상기 작동유체는 인클러저 접합체의 심지에 주입되고, 상기 작동유체로는 물, 에탄올, 암모니아 등이 사용될 수 있다.
정렬단계(S600)는 한 쌍의 상기 소재(2) 중 인클러저 접합체가 생성된 일층의 소재(2)에 타층의 소재(2)가 적층되는 단계로, 롤러, 레일 또는 컨베이버 벨트 등에 의해 이송된 상기 타층의 소재(2)가 상기 일층의 소재(2) 상측에 적층된다.
상기 정렬단계(S600)에서 적층된 한 쌍의 상기 소재(2) 중 일층에 형성된 상기 인클러저 접합체 및 타층에 형성된 상기 인클러저(4')가 가접되는 가접단계(S620)가 더 수행될 수 있다. 상기 가접단계(S620)에서 상기 인클러저 접합체 및 타층에 형성된 인클러저(4')의 가장자리 일부가 용접에 의해 접합된다.
절단단계(S700)에서는 한쌍의 상기 소재(2)와 인클러저(4, 4') 사이에 연결된 게이트(3)가 절단된다. 구체적으로, 한 쌍의 상기 소재(2)는 상기 인클러저 접합체 및 인클러저(4')가 안착될 수 있는 안착부 위로 이송되고, 상기 안착부 위에서 상기 게이트(3)가 절단되어 한 쌍의 소재(2)로부터 상기 인클러저 접합체 및 인클러저(4')가 분리된다. 분리된 상기 인클러저 접합체 및 인클러저(4')는 안착부에 수용된 상태로 다음 단계로 이송된다.
접합단계(S800)는 진공환경에서 일층의 상기 인클러저 접합체 및 타층의 인클러저(4')가 접합되는 단계이다. 상기 접합단계(S800)에서 일층의 상기 인클러저 접합체 및 타층의 인클러저(4')는 진공챔버로 이송되고, 진공환경에서 용접에 의해 서로 접합된다.
여기서, 상기 절단단계(S700)는 도 3에 나타난 바와 같이 상기 접합단계(S800) 전에 실시될 수 있으나 상기 접합단계(S800) 후에 상기 절단단계(S700)가 수행되는 것도 가능하다.
한편, 본 발명의 의한 증기챔버 제조방법에는 상기 인클러저(4, 4') 또는 증기챔버 중 어느 하나의 결함이 적어도 한번 이상 검사되는 검사단계(S900)가 더 포함될 수 있다. 상기 검사단계(S900)는 상기 클리닝단계(S300) 이후, 상기 접합단계(S800) 이후 또는 상기 클리닝단계(S300) 이후 및 접합단계(S800) 이후에 수행될 수 있다. 상기 검사단계(S900)가 상기 클리닝단계(S300) 이후에 수행되는 경우 상기 검사단계(S900)에서 상기 인클러저(4, 4')의 형상에 결함이 있는지, 인클러저(4, 4') 표면의 이물질이 잘 제거되었는지 등이 검사된다. 그리고 상기 검사단계(S900)가 상기 접합단계(S800) 이후에 수행되는 경우 제조된 진공챔버의 누수 여부, 성능, 평탄도 및 치수 등에 대한 검사가 실시될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 증기챔버 제조 시스템(1)의 각 구성을 통해 증기챔버가 제조되는 일련의 과정을 설명하도록 한다. 더불어, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 증기챔버 제조 시스템(1)의 작용을 설명한다.
먼저, 제1소재공급수단(10a) 및 제2소재공급수단(10b)로 구성된 소재공급수단(10)에 의해 상기 증기챔버 제조 시스템(1)으로 한 쌍의 소재(2)가 공급된다. 상기 소재공급수단(10)은 제1소재공급수단(10a) 및 제2소재공급수단(10b)로 구성되고, 상기 소재공급수단(10)에 의해 공급된 한 쌍의 상기 소재(2)들은 이송수단(20)에 의해 일측(도 1에서 우측)으로 이송된다. 상기 제1소재공급수단(10a)에 의해 공급되는 소재(2)는 상기 이송수단(20)에 의해 상측으로 이송되고, 상기 제2소재공급수단(10b)에 의해 공급되는 소재(2)는 상기 이송수단(20)에 의해 수평 방향으로 이송된다. 따라서, 한 쌍의 상기 소재(2)들은 상하로 서로 이격된 상태로 상기 증기챔버 제조 시스템(1)에 공급된다.
상기 제2소재공급수단(10b)에 의해 공급된 하층의 소재(2)는 제1성형수단(30)으로 이송되고, 상기 제1소재공급수단(10a)에 의해 공급된 상층의 소재(2)는 제2성형수단(32)으로 이송된다.
상기 하층의 소재(2)에는 상기 제1성형수단(30)에 의해 게이트(3)로 연결된 다수개의 제1인클러저(4)가 형성되고, 상기 상층의 소재(2)에는 상기 제2성형수단(32)에 의해 게이트(3)로 연결된 다수개의 제2인클러저(4')가 형성된다. 이 때, 상기 제1인클러저(4) 및 제2인클러저(4')가 프레스 가공 후 상기 소재로부터 완전히 분리되지 않고 게이트(3)로 연결된 상태로 형성됨으로써 복수개의 증기챔버가 동시에 제조될 수 있다.
상기 제1인클러저(4) 및 제2인클러저(4')가 형성된 한 쌍의 상기 소재(2)는 클리닝수단(40)으로 이송되고, 상기 클리닝수단(40)에서 레이저 또는 플라즈마에 의해 상기 소재(2) 표면의 이물질이 제거된다. 상기 클리닝수단(40)은 레이저 또는 플라즈마에 의해 소재(2) 표면의 이물질을 연소시켜 제거함으로써 세척 및 건조하는 단계가 필요하지 않아 공정이 단축되는 장점이 있다.
이후, 이물질이 제거된 한 쌍의 상기 소재(2)에 대하여 검사수단(100)에 의해 상기 제1인클러저(4) 및 제2인클러(4')의 형상에 결함이 있는지, 표면에 제거되지 않은 이물질이 있는지를 확인하기 위한 검사가 수행될 수 있다.
상기 소재(2) 중 상기 제1인클러저(4)가 형성된 하층의 소재(2)는 제1접합수단(50)으로 이송된다. 상기 하층의 소재(2)가 제1접합수단(50)에 이송되면 상기 제1접합수단(50)의 일측에 구비된 심지공급수단(52)에 의해 상기 제1인클러저(4) 상측에 심지가 공급된다. 공급된 상기 심지와 제1인클러저(4)는 용접에 의해 접합되어 인클러저 접합체가 형성된다. 이후, 주수수단(60)으로 이송된 상기 인클러저 접합체의 심지에 작동유체가 주입된다.
상기 인클러저 접합체의 심지에 작동유체가 주입된 후, 제2인클러저(4')가 형성된 상층의 상기 소재(2)가 정렬가이드(22)에 의해 하층에 위치한 상기 인클러저 접합체가 형성된 소재(2)의 상측으로 이송되어 적층, 정렬된다. 이 때, 상기 제1인클러저(4) 및 제2인클러저(4')가 게이트(3)에 의해 상기 소재(2)와 연결되어 있기 때문에 상기 소재(2)가 정렬됨으로써 복수개의 상기 인클러저 접합체 상측에 복수개의 상기 제2인클러저(4')가 동시에 적층, 정렬될 수 있다.
정렬된 상기 인클러저 접합체와 복수개의 상기 제2인클러저(4')의 일부는 제2접합수단(70)에서 용접에 의해 가접된다. 상기 인클러저 접합체와 제2인클러저(4')가 가접됨으로써 게이트(3) 절단 과정 및 진공접합수단(90)으로 이송 과정에서 적층된 상기 인클러저 접합체와 제2인클러저(4')가 흐트러지지 않게 된다.
가접된 상기 인클러저 접합체와 제2인클러저(4')는 절단수단(80)으로 이송된다. 상기 절단수단(80)의 안착부 위로 상기 한 쌍의 소재(2)가 이송되면 한 쌍의 상기 소재(2)에 형성된 복수개의 상기 인클러저 접합체 및 제2인클러저(4')의 게이트(3)가 상기 절단수단(80)에 의해 절단된다. 게이트(3)가 절단된 상기 인클러저 접합체 및 제2인클러저(4')는 상기 안착부에 안착된 상태로 진공접합수단(90)으로 이송된다. 이로 인해, 상기 인클러저 접합체 및 인클러저(4')는 게이트(3)가 절단된 후에도 정렬을 유지하면서 다음 단계로 이송될 수 있다.
게이트(3)가 절단된 상기 인클러저 접합체 및 제2인클러저(4')는 진공접합수단(90)으로 이송되고, 진공환경에서 용접에 의해 완전히 접합되어 증기챔버가 제조된다. 상기 증기챔버는 진공환경에서 접합되어 제조됨으로써 주입구 및 튜브를 통한 주수 및 탈기 과정이 생략되어 제조공정이 단순화되고, 주입구 밀봉 결함에 의한 제품 불량이 감소된다.
마지막으로, 적어도 하나 이상의 검사수단(100)에 의해 상기 증기챔버의 누수 여부, 성능, 평탄도 및 치수 등에 대한 검사가 수행될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 증기챔버 제조 시스템 및 제조방법에 따르면 게이트(3)로 연결된 복수개의 인클러저(4, 4')가 형성된 한 쌍의 소재(2)가 서로 이격된 위치에서 일측으로 이송되고, 인클러저 접합체와 제2인클러저(4')가 진공환경에서 접합된다. 이로 인해 주수 및 탈기를 위한 주입부가 없는 복수개의 증기챔버가 인라인 방식으로 동시에 제조됨으로써 생산성이 향상되고, 주입부 밀봉 결함으로 인한 제품 불량이 감소된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 증기챔버 제조 시스템
2 : 소재
3 : 게이트 4 : 인클러저
10 : 소재공급수단 10a : 제1소재공급수단
10b : 제2소재공급수단 20 : 이송수단
22 : 정렬 가이드 30 : 제1성형수단
32 : 제2성형수단 40 : 클리닝수단
50 : 제1접합수단 60 : 주수수단
70 : 제2접합수단 80 : 절단수단
90 : 진공접합수단
3 : 게이트 4 : 인클러저
10 : 소재공급수단 10a : 제1소재공급수단
10b : 제2소재공급수단 20 : 이송수단
22 : 정렬 가이드 30 : 제1성형수단
32 : 제2성형수단 40 : 클리닝수단
50 : 제1접합수단 60 : 주수수단
70 : 제2접합수단 80 : 절단수단
90 : 진공접합수단
Claims (7)
- 소재가 서로 이격되게 공급되는 한 쌍의 소재공급수단;
상기 소재공급수단의 일측에 구비되고, 소재공급수단으로부터 공급되는 한 쌍의 소재가 서로 이격된 상태에서 일측으로 이송될 수 있도록 하는 이송수단;
상기 소재공급수단의 일측에 구비되고, 소재가 프레스되어 게이트로 연결된 복수개의 제1인클러저가 형성되는 제1성형수단;
상기 소재공급수단의 일측에 구비되고, 소재가 프레스되어 게이트로 연결된 복수개의 제2인클러저가 형성되는 제2성형수단;
상기 제2성형수단의 일측에 구비되고, 상기 제1인클러저 및 제2인클러저 표면의 이물질이 제거되는 클리닝 수단;
상기 클리닝 수단의 일측에 구비되고, 상기 제1인클러저의 일측에 심지가 접합됨으로써 인클러저 접합체가 생성되는 제1접합수단;
상기 제1접합수단의 일측에 구비되고, 상기 인클러저 접합체의 심지에 작동유체가 주입되는 주수수단;
상기 주수수단의 일측에 구비되고, 상기 인클러저 접합체에 제2인클러저가 적층되도록 제2인클러저가 상기 인클러저 접합체 측으로 안내되는 정렬 가이드;
상기 주수수단의 일측에 구비되고, 상기 인클러저 접합체와 제2인클러저에 연결된 게이트가 절단되는 절단수단; 및
상기 절단수단의 일측에 구비되고, 상기 인클러저 접합체와 제2인클러저가 진공환경에서 접합되는 진공접합수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 증기챔버 제조 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 정렬 가이드의 일측에 구비되고, 상기 인클러저 접합체와 제2인클러저를 가접하는 제2접합수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 증기챔버 제조 시스템. - 제1항에 있어서,
제1인클러저, 제2인클러저 또는 증기챔버 중 어느 하나의 결함을 검사하는 적어도 하나 이상의 검사수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 증기챔버 제조 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 제1접합수단은,
상기 제1인클러저의 일측에 심지를 공급하는 심지공급수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 증기챔버 제조 시스템. - 한 쌍의 소재가 서로 이격되게 제공되는 소재공급단계;
서로 이격되어 이송되는 한 쌍의 상기 소재가 각각 프레스 가공됨으로써 상기 소재에 게이트로 연결된 복수개의 인클러저가 형성되는 성형단계;
상기 인클러저가 형성된 소재 표면의 이물질이 제거되는 클리닝 단계;
상기 소재 중 일층에 형성된 인클러저에 심지가 접합되어 인클러저 접합체가 생성되는 심지접합단계;
상기 심지에 작동유체가 주입되는 주수단계;
상기 소재 중 타층이 상기 인클러저 접합체가 생성된 일층의 소재에 적층되도록 안내되는 정렬단계;
한 쌍의 상기 소재에 형성된 인클러저와 연결된 게이트가 절단되는 절단단계; 및
진공환경에서 일층의 상기 인클러저 접합체 및 타층의 인클러저가 접합되어 증기챔버가 제조되는 접합단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기챔버 제조방법. - 제5항에 있어서,
상기 정렬단계에서 적층된 한 쌍의 상기 소재 중 일층에 형성된 인클러저 접합체 및 타층에 형성된 인클러저가 가접되는 가접단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기챔버 제조방법. - 제5항에 있어서,
상기 인클러저 또는 증기챔버 중 어느 하나의 결함이 적어도 한번 이상 검사되는 검사단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기챔버 제조방법.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220158127A KR20240076048A (ko) | 2022-11-23 | 2022-11-23 | 증기챔버 제조 시스템 및 제조방법 |
| PCT/KR2023/018325 WO2024111983A1 (ko) | 2022-11-23 | 2023-11-15 | 증기챔버 제조 시스템 및 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220158127A KR20240076048A (ko) | 2022-11-23 | 2022-11-23 | 증기챔버 제조 시스템 및 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240076048A true KR20240076048A (ko) | 2024-05-30 |
Family
ID=91275879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR (1) | KR20240076048A (ko) |
Citations (2)
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| KR20150114709A (ko) | 2014-04-02 | 2015-10-13 | 함의신 | 베이퍼 챔버모듈 |
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2022
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Patent Citations (2)
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| KR102216435B1 (ko) | 2019-11-04 | 2021-02-18 | 화인시스 주식회사 | 베이퍼 체임버의 제조 방법 및 장치 |
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