KR101871350B1 - 쥬얼리 제조 방법 - Google Patents
쥬얼리 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101871350B1 KR101871350B1 KR1020160124122A KR20160124122A KR101871350B1 KR 101871350 B1 KR101871350 B1 KR 101871350B1 KR 1020160124122 A KR1020160124122 A KR 1020160124122A KR 20160124122 A KR20160124122 A KR 20160124122A KR 101871350 B1 KR101871350 B1 KR 101871350B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- mandrel
- jewelry
- plating
- current
- constant current
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A44—HABERDASHERY; JEWELLERY
- A44C—PERSONAL ADORNMENTS, e.g. JEWELLERY; COINS
- A44C27/00—Making jewellery or other personal adornments
- A44C27/001—Materials for manufacturing jewellery
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A44—HABERDASHERY; JEWELLERY
- A44C—PERSONAL ADORNMENTS, e.g. JEWELLERY; COINS
- A44C17/00—Gems or the like
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
- B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
- C23C14/16—Metallic material, boron or silicon on metallic substrates or on substrates of boron or silicon
- C23C14/165—Metallic material, boron or silicon on metallic substrates or on substrates of boron or silicon by cathodic sputtering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D21/00—Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
- C25D21/12—Process control or regulation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
- C25D3/46—Electroplating: Baths therefor from solutions of silver
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
- C25D3/48—Electroplating: Baths therefor from solutions of gold
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
- C25D7/005—Jewels; Clockworks; Coins
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Adornments (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
본 발명 쥬얼리를 제조하는 방법으로써,
내부가 중공된 쥬얼리 제품을 디자인하는 디자인 단계; 상기 디자인 제품의 데이터를 입력하고, 입력된 데이터를 바탕으로 3D 프린터가 맨드릴을 가공하는 맨드릴 제작 단계; 상기 맨드릴의 표면에 전도성을 부여하되, 구리 또는 은을 부착시키는 전도성 부여 단계; 전도성이 부여된 맨드릴을 도금하되, 펄스와 역 펄스를 주기적으로 인가하여 굴곡부 또는 모서리 부위까지 매끄럽게 표면처리가 이루어지도록 하는 전해 주조 단계; 상기 맨드릴을 제거하여 쥬얼리 제품을 완성하는 맨드릴 제거 단계;를 포함하는 기술적인 특징을 갖는 것으로 달성된다.
내부가 중공된 쥬얼리 제품을 디자인하는 디자인 단계; 상기 디자인 제품의 데이터를 입력하고, 입력된 데이터를 바탕으로 3D 프린터가 맨드릴을 가공하는 맨드릴 제작 단계; 상기 맨드릴의 표면에 전도성을 부여하되, 구리 또는 은을 부착시키는 전도성 부여 단계; 전도성이 부여된 맨드릴을 도금하되, 펄스와 역 펄스를 주기적으로 인가하여 굴곡부 또는 모서리 부위까지 매끄럽게 표면처리가 이루어지도록 하는 전해 주조 단계; 상기 맨드릴을 제거하여 쥬얼리 제품을 완성하는 맨드릴 제거 단계;를 포함하는 기술적인 특징을 갖는 것으로 달성된다.
Description
본 발명은, 쥬얼리 제조하는 방법에 관한 것으로 중화된 쥬얼리를 제작하고, 펄스 - 역 펄스를 이용하여 도금을 처리하는 방법이다.
더 상세하게는, 전통적인 방식에서는 제작될 수 없는 중공화된 쥬얼리를 제작하되, 3D 프린터를 이용하여 맨드릴을 제작하고, 맨드릴 표면에 전도성을 부여한 다음 전해 주조를 통해 쥬얼리를 제작하되, 펄스 - 역 펄스를 주기적으로 인가하여 쥬얼리 외면은 물론 모서리 부위도 매끄럽게 도금 처리가 되도록 하며, 경도와 내열성이 크게 향상되는 쥬얼리 제조 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 중공화된 쥬얼리를 제작함으로써 소재 절감은 물론 가벼운 장신구를 얻을 수 있고, 3D 프린터를 이용하여 자유롭고 창의적인 제품 개발이 가능하며, 시제품 개발비 절감 및 제품 개발기간 단축하고, 다품종 소량생산 제품에 저 비용으로 신속하게 대응할 수 있으며, 진공 증착 방식으로 전도성을 부여하여 불량이 없는 쥬얼리를 제작할 수 있는 펄스 - 역 펄스를 이용한 쥬얼리 제작 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 쥬얼리는 귀금속이나 천연 보석으로 만들어진 장신구의 총칭으로 크게 파인 쥬얼리와 커스텀 쥬얼리로 구분하며, 파인 쥬얼리는 다이아몬드, 루비 등 고가의 천연 보석과 금, 백금과 같은 귀금속으로 제작되는 것이고, 커스텀 쥬얼리는 패션 쥬얼리라고도 불리며 모조 보석과 합성 보석 또는 아연, 철, 황동으로 제작된 금속에 금, 은, 로듐, 팔라듐과 같은 귀금속을 도금한 금속장신구를 활용하여 다양한 패션 스타일에 어울리도록 디자인된 제품을 총칭하는 것이다.
전통적인 쥬얼리의 제조공정은 전공정 본공정 마무리공정단계로 구분되고, 세부적으로는 2D 디자인 및 스타일링 세공(3차원 왁스모형 제작) 석고형 제작 및 원본 제작, 음각 고무 틀 제작, 양산용 왁스모형 대량 복제, 석고 매몰 및 금속 복제품 성형(소실모형 주조법), 연마, 도금 및 표면처리, 보석세팅 등 후처리 품질검사, 포장 등 제조 공정이 상당히 복잡하고, 상당한 시간과 숙련된 기술자가 필요하다.
더욱이 표면처리 공정도, 연마 - 초음파탈지 - 전해탈지 - 하지도금 - 귀금속도금 - 코팅 등 복잡한 공정으로 이루어져 있으며,
소실모형주조법으로 이루어지는 주조 공정 또한 주조 공정의 특성상 폐수, 석고 슬러지, 분진 등이 발생하여 작업자가 유해 환경 노출되고, 폐수 등으로 인한 환경 오염이 발생하는 문제가 있다.
금속 주조 방법과 달리, 최근에는 왁스 또는 고무재를 이용하여 성형틀을 제작하고, 이 성형틀에 통전액을 도포하며, 이 성형틀을 전해 욕조에 침지시켜 금속을 전착시켜 제조하는 전해 주조 방식도 있다.
예를 들어 국내 공개특허 10-2013-0025634호는 전해주조를 이용한 다공 금속재의 제조방법으로, 액세서리 및 장신구 등의 제조에 이용된다.
국내 공개 특허 10-2004-0046608호의 전해주조 기술을 이용한 할로우 주얼리 형성 방법도 있다.
이 방법은 저융점 합금을 이용하고, 실리콘 고무를 몰드로 사용, 원심 주조하는 단계; 회전 배럴을 이용하여 연마하는 단계; 도금 랙에 결합하여 전처리 및 구리 도금, 전해주조 도금 용액을 이용하여 전해주조 귀금속 도금하는 단계; 귀금속 도금 후의 구리 도금 단계; 내부의 저융점 합금을 제거하는 용출 단계; 구리 박리 단계; 및 건조 및 열처리 공정 단계를 포함하며, 속이 빈 펜던트, 메달, 귀걸이 등의 장신구와 의류 장식물 및 액세서리의 제작에 이용된다.
그런데 이와 같은 종래의 방법은 전해 주조를 이용하고는 있으나, 디자인된 제품의 모델 제작 시에는 몰드를 이용하고 있다. 즉 디자인 제품을 기초 형틀(몰드)을 제작하고, 이 형틀에 고무, 왁스 또는 합금을 주입하여 모델을 제작하고, 모델의 표면을 연마하여 표면 처리하는 것으로, 모델 제작이 어렵고, 그에 따른 비용 및 시간이 소요되는 문제가 있다.
또한 종래의 방법은, 제품의 경도를 향상시키기 어렵고, 특히 모서리 부위의 도금 상태가 불량한 문제도 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 3D 프린터와 진공 증착 방법, 전해 주조 그리고 펄스와 역 펄스를 주기적으로 인가하는 방법으로, 제조 시간을 단축하고, 주조 과정에서 발생하는 기포, 공공, 수축 등의 결함이 발생하지 않으며, 전통 방식으로는 제작할 수 없는 중공화(Hollow type)된 대형 쥬얼리를 제작할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 제조 공정을 단축하고 나아가 비용을 절감하며, 다품종 소량 및 다품종 대량 생산이 가능하고, 또한 경도를 증가시키며, 우수한 내부식 특성을 갖는 쥬얼리 제조 방법을 제공하는 데 있다.
또 본 발명은, 3D 프린터를 이용함으로써, 중공화된 대형 쥬얼리 제작이 가능하고, 절삭 가공 시에 발생하는 해리가 전혀 없어 소재를 절감하고, 경량이어서 달거나 지니기가 용이하며, 자유롭고 창의적인 제품 개발이 가능한 쥬얼리 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 쥬얼리를 제조하는 방법으로써,
내부가 중공된 쥬얼리 제품을 디자인하는 디자인 단계; 상기 디자인 제품의 데이터를 입력하고, 입력된 데이터를 바탕으로 3D 프린터가 맨드릴을 가공하는 맨드릴 제작 단계; 상기 맨드릴의 표면에 전도성을 부여하되, 구리 또는 은을 부착시키는 전도성 부여 단계; 전도성이 부여된 맨드릴을 도금하되, 펄스와 역 펄스를 주기적으로 인가하여 굴곡부 또는 모서리 부위까지 매끄럽게 표면처리가 이루어지도록 하는 전해 주조 단계; 상기 맨드릴을 제거하여 쥬얼리 제품을 완성하는 맨드릴 제거 단계;를 포함하는 기술적인 특징을 갖는 것으로 달성된다.
또한, 본 발명의 맨드릴은, 실리콘 고무와, 라텍스 고무, 합성 가황 고무, 플라스틱 또는 왁스 중 어느 하나로 제작되며, 이 맨드릴에 구리 또는 은을 부착하여 전도성을 부여하되, 진공 스퍼터링을 통해 전도성이 부여되는 표면 처리가 이루어지는 특징이 있다.
또 본 발명은 상기 전해주조단계에, 정전류와 역전류를 주기적으로 인가하여 도금이 이루어지도록 하되, 정전류(A) 1에 대하여 역전류(A) 0.3 내지 0.6이 주기적으로 인가하며, 인가 시간은 정전류 인가 시간 1에 대하여 역전류 인가 시간 0.2 내지 0.4가 주기적으로 인가되는 것을 포함한다.
본 발명은 첫째, 3D 프린터와 진공 증착 방법, 전해 주조 그리고 펄스 또는 역 펄스, 펄스와 역 펄스를 교호로 주기적으로 인가하는 방법을 이용하여, 중공화된 대형 쥬얼리를 제조할 수 있는 발명이다.
둘째 본 발명은 펄스와 역 펄스 주기, 시간, 평균전류밀도를 제어하여 모서리 부위는 물론 표면이 매끄럽고, 경도 및 내열성이 크게 향상된 쥬얼리를 얻을 수 있는 발명이다.
셋째, 본 발명은 중공화된 쥬얼리 제작이 가능하도록 구성되어, 소재를 절감하고, 대형 쥬얼리이면서도 경량으로 패용이 용이하며, 다품종 소량 및 다품종 대량 생산을 할 수 있는 효과가 있다.
넷째, 본 발명은 제조 공정을 단축하고 나아가 비용을 절감하며, 또한 경도를 증가시키고, 우수한 내부식 특성을 갖는 쥬얼리를 제조할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 쥬얼리 제조 과정을 나타낸 공정도,
도 2는 본 발명에 따른 쥬얼리 제조 과정을 나타낸 일측면도.
도 2는 본 발명에 따른 쥬얼리 제조 과정을 나타낸 일측면도.
본 발명을 설명하기에 앞서, 여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시 예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는 "의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미가 있다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하 본 발명의 바람직한 실 예를 첨부된 도면을 바탕으로 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 첨부된 도 1은 본 발명에 따른 쥬얼리 제조 과정을 나타낸 공정도이고, 도 2는 본 발명에 따른 쥬얼리 제조 과정을 나타낸 일측면도를 나타낸 것이다.
본 발명의 쥬얼리 제조 방법은 일반 또는 특정 계층의 소비자 욕구를 반영하여 제품을 디자인하는 단계와, 상기 디자인 제품의 데이터를 입력하여 3D 프린터를 통해 맨드릴을 제작하는 단계와, 상기 맨드릴에 전도성을 부여하는 전도성 부여 단계와, 상기 맨드릴을 도금하되, 펄스 - 역 펄스를 주기적으로 인가하여 도금하는 전해 주조 단계 및, 맨드릴을 제거단계로 이루어진다.
바람직하기로, 본 발명은 다품종 소량 및 다품종 대량 생산에 적합한 것은 당연하고, 경우에 따라 맞춤 방식으로 개인 취향을 반영한 소품종 소량 생산도 가능하는 것으로, 소비자의 욕구를 반영하여 제품을 디자인하고, 이 디자인을 기초로 맨드릴을 제작한다.
상기 맨드릴은, 제작되는 쥬얼리 외형의 기초가 되며, 심재의 역할로써 전해 주조 과정에서 도금 및 형태를 유지하며, 또한 중공형 쥬얼리가 완성되도록 하는 것이다.
맨드릴
제작 단계
본 발명에서 상기 맨드릴은 디자인된 쥬얼리의 모양과 형상에 따라 음각, 약각으로 제작되며, 본 발명에서는 3D 프린터를 통해 제작된다.
디자인이 완성되면, 3D 프린터의 프로그램에 맨드릴 형상의 기초되는 데이터가 입력되고, 3D 프린터는 입력된 데이터를 기준으로 소재를 적층하는 방식으로 맨드릴을 제작한다.
본 발명에 따른 맨드릴은, 고무, 왁스, 플라스틱 및 기타 소재로 제작될 수 있다.
먼저 고무 계는, 실리콘 고무와, 라텍스 고무가 사용될 수 있으며, 이들은 탄성, 강도, 정착시간 같은 다양한 특성에 맞추어 재료를 결정하고, 실리콘 고무는 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 합성 가황 고무를 사용해도 무방하다.
왁스는, 아연합금과 함께 주얼리 산업에서 맨드릴 재료로써 가장 보편적으로 사용되는 재료로써, 전해주조 용도로 개발된 왁스는 90° 근처에서 용해되므로 도금 용액의 온도가 40°를 넘는 경우에도 무리 없이 사용할 수 있는 장점을 가지고 있다.
플라스틱은, PVC, ABS 등이 사용될 수 있으며, 전해주조 후 적절한 용제를 상하요 용해하여 제거한다. PVC도 사용될 수 있으며 열을 가해 부드럽게 연화된 상태에서 제거하는 것이다.
기타 재료로는, 나무, 석고(회), 섬유 같은 천연물질들이 이용될 수도 있다.
표면 전도성 부여 단계
맨드릴 제작 후 본 발명은 상기 맨드릴에 전도성을 부여하여 전해 주조가 가능하도록 한다.
본 발명에 따른 전도성 부여는 구리, 은 또는 다른 전도성 금속이 사용될 수 있으며, 본 발명에서는 진공 증착 예를 들어, 진공 스퍼터링 방식이 사용됨이 바람직하다.
진공 스퍼터링은, 물질에 이온 충격을 가하면 그 물질을 구성하는 원자나 분자가 튀어나와 주위의 물체면에 부착하는 현상을 이용하는 것으로, 피막의 재현성과 밀착성, 표면경도 등 피막특성이 우수한 장점이 있다.
한편, 본 발명에서 상기 스퍼터링은, 직류 전압을 2개의 전극 사이에 거는 DC 스퍼터와, 교류 (고주파)를 거는 RF 스퍼터, 대상 측에 자석으로 자기장을 만들어 플라즈마를 시료로부터 분리하는 마그네트론 스퍼터링 및 이온을 타겟이나 시료와 다른 곳에서 구조 대상에 가속대는 이온빔 스퍼터링 방법 중 어느 하나의 방식이 적용될 수 있으며, 본 발명에서는 DC 스퍼터 또는 RF 스퍼터가 사용됨이 바람직하다.
즉 본 발명은, 스퍼터링에 의한 피막 제조는 진공이 형성된 챔버에 아르곤(Ar)과 같은 비활성 기체를 주입하고 1~100mTorr 범위의 압력을 유지하면서 글로방전을 일으켜 플라즈마 안에서 이온화된 기체원자가 바이어스 전압이 인가된 타겟(예를 들어 구리)물질에 충돌하여 타겟 표면원자가 튀어나와 맨드릴에 증착되는 것이다.
본 발명의 진공 스퍼터링은, 코팅 유효존 750 내지 1650 mmφ × 500 내지 700mmH 크기가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 1000mmφ× 600mmH 크기로써, 금, 은, 로듐과 같은 귀금속은 물론 구리, 티타늄, 스테인레스 스틸, 질화티타늄 등의 금속 및 금속-비금속 화합물을 수 나노~수 마이크로미터 두께로 코팅할 수 있도록 한다.
나아가 본 발명에 따른 진공 스퍼터링은 0.03~0.05 마이크로미터의 표면 조도를 갖도록 하는 것으로, 이는 3D 프린팅으로 출력한 제품의 Z-축 해상도인 10의 1/200에 해당하여 종래 은 페인트 분무시 나타나는 표면 디테일 뭉개짐 현상을 극복할 수 있도록 하기 위함이다.
역 펄스를 이용한 도금 단계;
정류 파형을 조절하는 주목적은, 음극 인접부분의 이중 구조층이나 확산층에서 도금에 의해 고갈되어 나가는 금속이온이 보충에 의해 재생되는 시간을 단축하여 줌으로써 확산층 내의 금속이온농도를 유지하기 위함이다.
직류 도금에서는 음극으로 인가된 시편 인접 부분의 용액층에서 전착 금속이온이 고갈되므로 전착이온 농도가 0에 근접하게 되고 도금이 불가능한 한계 전류밀도에 쉽게 도달한다.
이에 반해 펄스도금에서는 펄스-오프 주기 동안에 고갈된 전착금속이온이 도금표면의 확산층으로 재확산되어 금속이온의 보충이 일어나므로 직류도금에 비하여 한계전류밀도가 증가하게 되며 상대적으로 고전류밀도에서도 전착이 가능하다.
또한, 도금시 전기적인 변수 조절에 있어서 직류도금에서는 전류밀도(current density, CD)만을 조절할 수 있으나, 펄스도금에서는 시간(current-on), 시간(current-off) 및 평균전류밀도 세 가지의 변수를 독립적으로 조절할 수 있어서 도금층의 물성을 더욱 정밀하게 제어할 수 있다.
또한 역펄스(reverse pulse)도금에서는 도금 시간(forward current, 정전류), 융해 시간 (reverse current, 역전류) 시간 및 평균전류밀도 세 가지의 변수를 독립적으로 조절할 수 있고, 본 발명에서는 제어부를 통해 이를 제어한다.
펄스 도금의 특징은, 경도와 내식성이 향상됨에 따라 하지 도금의 두께를 줄일 수 있어 물질 절약과 원가절감이 가능하고, 또한 작은 크기의 결정립은 표면의 거칠기를 낮추어 특히, 쥬얼리 제품에 도금할 때 더 매끈한 표면을 얻을 수 있다.
또한 직류 도금은 조절할 수 있는 전류 조건이 한정되어 있어 합금도금물질의 비율조절에 한계가 있지만, 펄스도금은 on, off-time, forward, reverse-current time을 같이 조절함으로써 인가전류의 범위를 더욱 넓힐 수 있어 합금비율조절이 가능하다.
첨부된 도 2는 본 발명에 따른 전해 주조 방법의 일 예를 나타낸 것이다.
전해 주조는, 금속 입자를 융해시켜 이것을 맨드릴에 부착하는 것으로, 본 발명에서, 선택적으로 컨트롤러를 이용하여 도금 과정을 제어한다.
앞서 설명한 바와 같이 펄스 도금은, on/off-time, 도금 및 융해 시간(Forward, reverse current - time) 그리고, 평균전류밀도를 제어함으로써, 도금 상태를 제어할 수 있다.
따라서 본 발명은 터치 패드 또는 스위치로 구성되어, 도금의 기초 데이터를 입력하는 입력부(10)와, 기 입력된 입력부의 신호를 수신하여, 온/오프 시간을 제어하고, 도금 과정에 따라 펄스 또는 역 펄스를 주기적으로 제어하되, 도금 진행 과정을 감안하여 펄스 또는 역 펄스 시간을 조절하는 제어부(20)로 구성된다.
상기 제어부(20)는 평균전류밀도를 제어한다. 인가 시간 및 인가되는 전류를 감안하여 평균전류밀도를 산출하고, 이를 기초로 하여 기 설정된 평균전류밀도와 산출된 값을 비교하여 인가 시간을 조절하는 것이다.
또한 상기 제어부(20)는 제어 과정을 관리자가 볼 수 있도록 모니터(30)에 전송하여 관리가 가능하도록 이를 기록하여 데이터 베이스를 구축할 수 있도록 한다. 한편, 상기 터치 패드로 입력부와 모니터(30)를 하나의 장치로 구현할 수 있다.
바람직하게 본 발명의 제어부(20)는, 기 입력된 조건에 따라 도금 과정을 제어한다. 예를 들어 정전류와 역전류(A)의 비율을 정전류 1에 대하여 0.3 내지 0.6 범위에서 조절하며 본 발명에서는 표1과 같이 정전류 1에 대하여 역전류 0.5가 바람직하다.
인가 시간은 정전류 시간 1에 대하여 역전류 0.2 내지 0.4가 적합하며, 바람직하게는 정전류 인가 시간 1에 대하여 역전류 인가 시간 0.3이 가장 좋다.
전기적인 조건(*) | 직류도금 | 역펄스도금 |
총전류(A) | 1.2 | - |
정전류(A) | - | 1.2 |
역전류(A) | - | 0.6 |
정전류 시간(ms) | - | 10 |
역전류 시간(ms) | - | 3 |
도금시간(hr) | 20 | 20 |
(*) 도금용액 = 산성 황산구리도금 |
본 발명에서, 상기 전류와 인가 시간은 도금 속도에 영향을 미친다. 예를 들어 역전류 인가 시간이, 정전류 시간 10초를 기준으로 4초 이상인 경우, 전체 도금 시간이 증가하고, 2초 이하인 경우 원활한 도금이 이루어지지 않으며, 평균전류밀도에도 영향을 미쳐 전류밀도가 낮은 경우 석출 금속 또는 소지금속 성분의 용해, 피트의 생성 등, 부식이 일어날 수도 있다.
바람직하기로 본 발명은 전해 주조를 통해 두께 0.4~1mm까지 은 또는 금 도금이 이루어지도록 하며, 바람직한 두께는 0,5mm이다. 도금 두께가 0.4mm 이하면 경도 및 강도가 약할 수 있고, 당연하게 1mm 이상의 두께는 재료를 불필요하게 낭비하게 된다.
이러한 본 발명은 관리자가 입력부(10)에 도금 제품의 재질 및 인가 시간을 입력하는 것으로 자동 설정될 수 있다.
예를 들어, 관리자가 도금 제품의 재질을 입력하고, 정전류 인가 시간 10초를 설정하면 제어부(20)는 내부 데이터 베이스를 바탕으로 역전류 인가 시간과, 전류 양을 기 설정된 값에 따라 자동 설정하고 도금 작업을 실행하는 것으로, 제어부는, 제어부와 연결된 타이머에서 입력된 신호에 따라 전류 제어기(40)를 제어하는 것이다.
여기서 전류 제어기는 2개의 스위치가 구비된 형태로, 제어부는 이 스위치를 ON/OFF시키며 정전류와 역전류를 변환시키며 제어하는 구성이다.
한편, 쥬얼리의 크기, 형태에 따라 평균전류밀도가 입력되면, 이를 기초로 전류의 공급양과 인가 시간이 조절될 수 있다.
본 발명은 반드시 펄스 - 역 펄스 즉 펄스 전류 및 역펄스 전류를 인가하는 방식이 아니어도 관계없다. 일반적인 전해 주조 방법으로 제작될 수 있음은 당연한 것이다.
맨드릴
제거 단계
도금 처리 후, 본 발명은 맨드릴을 제거하는 것으로 제품을 완성한다.
맨드릴은 사용되는 재질에 따라 열 또는 화학적 처리를 통해 이루어지며, 본발명에서는 열을 가하는 방식이 주로 사용된다.
이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명은, 중공화된 쥬얼리의 제작이 가능하며, 전통적인 방식의 쥬얼리 제조 공정에 비해 공정 수를 현격하게 줄일 수 있으며, 또한 펄스 - 역 펄스를 주기적으로 인가하고, 이를 제어함으로써, 표면 처리가 매끄럽고 경도가 높은 쥬얼리 제품을 생산할 수 있는 것이다.
이를 위해 본 발명은, 2D 프린터를 이용하여 맨드릴을 제작하고, 이 맨드릴에 증공 스퍼터링을 이용하여 전도성을 부여한다.
전도성 부여 후 전해 주조를 통해 금, 은을 도금하되, 펄스 - 역 펄스를 주기적으로 인가하여 전체 표면처리는 물론 굴곡부, 모서리부에도 균일하고 매끄럽게 도금이 이루어지도록 하는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 입력부 20 : 제어부
30 : 모니터
30 : 모니터
Claims (6)
- 쥬얼리를 제조하는 방법으로써,
내부가 중공된 쥬얼리 제품을 디자인하는 디자인 단계;
상기 디자인 제품의 데이터를 입력하고, 입력된 데이터를 바탕으로 3D 프린터가 맨드릴을 가공하는 맨드릴 제작 단계;
상기 맨드릴의 표면에 전도성을 부여하되, 구리 또는 은을 부착시키는 전도성 부여 단계;
전도성이 부여된 맨드릴에 금 또는 은을 도금하되, 펄스와 역 펄스를 주기적으로 인가하여 굴곡부 또는 모서리 부위까지 매끄럽게 표면처리가 이루어지도록 하는 전해 주조 단계;
상기 전해 주조 단계에서 정전류 인가 시간과, 역전류 인가 시간을 제어하는 제어부;
상기 맨드릴을 제거하여 쥬얼리 제품을 완성하는 맨드릴 제거 단계;를 포함하는 쥬얼리 제조 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 전해 주조 단계에서 정전류와 역전류를 주기적으로 인가하되, 정전류를 인가하는 단계와, 정전류 인가 후 전류 발생기를 제어하여 역전류를 인가하는 단계가 순차적 반복되는 것을 포함하는 쥬얼리 제조 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 맨드릴에 구리 또는 은을 부착하여 전도성을 부여하되, 진공 스퍼터링을 통해 표면 처리가 이루어지는 것을 포함하는 쥬얼리 제조 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 전해주조단계에, 정전류와 역전류를 주기적으로 인가하여 도금이 이루어지도록 하되, 정전류(A) 1에 대하여 역전류(A) 0.3 내지 0.6의 비율로 인가되는 것을 포함하는 쥬얼리 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 전해주조단계에, 정전류와 역전류의 인가 시간을 주기적으로 인가하여 도금이 이루어지도록 하되, 정전류 인가 시간 1에 대하여 역전류의 인가 시간은 0.2 내지 0.4의 비율로 인가되는 것을 포함하는 쥬얼리 제조 방법.
- 제 3항에 있어서, 상기 진공 스퍼터링은, 코팅 유효존 750 내지 1650 mmφ × 500 내지 700mmH 크기로 구성되며, 0.03~0.05 마이크로미터의 표면 조도를 갖도록 하는 것을 포함하는 쥬얼리 제조 방법.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160124122A KR101871350B1 (ko) | 2016-09-27 | 2016-09-27 | 쥬얼리 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160124122A KR101871350B1 (ko) | 2016-09-27 | 2016-09-27 | 쥬얼리 제조 방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20180034072A KR20180034072A (ko) | 2018-04-04 |
KR101871350B1 true KR101871350B1 (ko) | 2018-08-02 |
Family
ID=61975202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020160124122A KR101871350B1 (ko) | 2016-09-27 | 2016-09-27 | 쥬얼리 제조 방법 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101871350B1 (ko) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102034573B1 (ko) | 2019-01-17 | 2019-10-21 | (주)제메이스 | 할로우 쥬얼리 제조방법 |
KR20210092441A (ko) | 2020-01-16 | 2021-07-26 | 착한세상 | 은 악세사리의 제조방법 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113699563B (zh) * | 2021-08-24 | 2023-01-03 | 深圳市联合蓝海黄金材料科技股份有限公司 | 一种硬金圆形球珠的生产方法 |
CN114769510B (zh) * | 2022-03-30 | 2024-01-09 | 贺州市旭平首饰有限公司 | 一种首饰失蜡铸造的方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100358620B1 (ko) * | 2000-11-25 | 2002-10-30 | 예명지 | 캐드/캠을 이용한 3차원적 입체망사형 장신구의 제조 방법 |
KR100529969B1 (ko) * | 2002-11-28 | 2005-11-21 | 주식회사 이넥트론 | 전해주조 기술을 이용한 할로우 주얼리 형성 방법 |
KR100490086B1 (ko) * | 2002-12-23 | 2005-05-16 | 박영희 | 전해주조 장신구의 제조방법 |
KR100910364B1 (ko) * | 2007-11-23 | 2009-08-04 | (주)하나실업 | 은제품과 은도금 제품의 표면변색 방지를 위한 세라믹 피막형성방법 |
-
2016
- 2016-09-27 KR KR1020160124122A patent/KR101871350B1/ko active IP Right Grant
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102034573B1 (ko) | 2019-01-17 | 2019-10-21 | (주)제메이스 | 할로우 쥬얼리 제조방법 |
KR20210092441A (ko) | 2020-01-16 | 2021-07-26 | 착한세상 | 은 악세사리의 제조방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20180034072A (ko) | 2018-04-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101871350B1 (ko) | 쥬얼리 제조 방법 | |
Bacher et al. | Fabrication of LIGA mold inserts | |
US4343684A (en) | Method of electroforming and product | |
CN106544706B (zh) | 一种电铸硬黄金制品的工艺 | |
KR100962778B1 (ko) | 우드 패턴 형성을 위한 마스크 제작방법 | |
KR100857613B1 (ko) | 극미세패턴을 원하는 형상과 크기로 형성할 수 있는전주마스터 및 그의 제조 방법과 이를 이용한 전자파차폐메쉬 및 스트라이프 전극이 부가된 필름 및 그의 제조 방법 | |
Phull et al. | Copper electroforming optimization for fused deposition modeling produced ABS components for indirect tooling applications | |
KR101845880B1 (ko) | 쥬얼리 제조를 위한 자동화 시스템 | |
CN114686939A (zh) | 一种高精度硬金及其生产方法 | |
Phull et al. | Electroforming defects during metal deposition on plastic substrate produced by additive manufacturing | |
JPH09253936A (ja) | 放電加工用電極の製造方法 | |
KR101988501B1 (ko) | 쥬얼리의 제조방법 | |
JP2007240416A (ja) | 足付指標及びその製造方法とその足付指標を用いた表示板 | |
KR102034573B1 (ko) | 할로우 쥬얼리 제조방법 | |
CN110962258A (zh) | 注塑模具的制造方法、壳体的加工设备及电子设备的壳体 | |
Zhu et al. | A hybrid process for complex-shaped parts electroforming | |
JPH0688285A (ja) | 金属の電着方法 | |
JP2003080420A (ja) | 部品製作方法 | |
KR100529969B1 (ko) | 전해주조 기술을 이용한 할로우 주얼리 형성 방법 | |
Phull et al. | Nickel DepositioN optimizatioN oN plastic substrate proDuceD by aDDitive maNufacturiNg | |
KR100465531B1 (ko) | 마이크로 부품 복제를 위한 마이크로 몰드 및 그제조방법 | |
JP2962662B2 (ja) | 微***を有する電鋳体の製造方法 | |
CN117604579A (zh) | 一种电铸方法 | |
KR101906782B1 (ko) | 미용 줄판의 제조방법 | |
KR100337007B1 (ko) | 손톱미용줄판의 제조방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |