KR101980803B1 - 타격식 고속성형장치 - Google Patents

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KR101980803B1 KR1020180047233A KR20180047233A KR101980803B1 KR 101980803 B1 KR101980803 B1 KR 101980803B1 KR 1020180047233 A KR1020180047233 A KR 1020180047233A KR 20180047233 A KR20180047233 A KR 20180047233A KR 101980803 B1 KR101980803 B1 KR 101980803B1
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Abstract

본 발명은 다양한 분말상을 포함한 성형대상물을 간략한 장치구조를 통해 효과적으로 고화, 성형할 수 있는 타격식 고속성형장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 타격식 고속성형장치는 수직 방향으로 이격되어 구비되는 상판과 하판; 상판과 하판 사이에 구비되어 타격판의 승강을 가이드하는 타격판 가이드봉; 타격판 가이드봉을 따라 승강되며, 하판 상에 구비된 타격대상물을 타격하여 타격대상물을 고화, 성형하는 타격판; 상하 이동하는 와이어에 연결되며, 전원 인가에 따라 타격판과 선택적으로 결합되는 전자석; 및 상판과 하판 사이의 일 지점에 구비되어, 중력낙하하는 타격판의 상부를 때려 타격판의 하강속도를 가속시키는 해머장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

타격식 고속성형장치{Powder consolidation device of hammer hitting type}
본 발명은 타격식 고속성형장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금속, 비금속, 무기재료, 유기재료 등의 다양한 분말상 및 금속판재 형태의 성형대상물을 간략한 장치구조를 통해 효과적으로 고화 및 성형할 수 있는 타격식 고속성형장치에 관한 것이다.
분말의 충격고화는 분말상의 원료에 물리적 충격을 가하여 고속, 고압의 충격에너지를 통해 난소결성 금속이나 세라믹 분말 등을 고화시키는 것으로서, 산화아연 및 이산화티타늄 등의 금속 산화물 분말 또는 이트륨바륨구리산화물 등의 희토류 화합물 분말 뿐만 아니라 알루미늄하이드록시퀴놀린 등의 유기고분자화합물 분말의 고화 성형에 활용되고 있다.
한국등록특허공보 제1293855호
본 발명은 금속, 비금속, 무기재료, 유기재료 등의 다양한 분말상 및 금속판재 형태의 성형대상물을 간략한 장치구조를 통해 효과적으로 고화 및 성형할 수 있는 타격식 고속성형장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 타격식 고속성형장치는 수직 방향으로 이격되어 구비되는 상판과 하판; 상판과 하판 사이에 구비되어 타격판의 승강을 가이드하는 타격판 가이드봉; 타격판 가이드봉을 따라 승강되며, 하판 상에 구비된 타격대상물을 타격하여 타격대상물을 고화, 성형하는 타격판; 상하 이동하는 와이어에 연결되며, 전원 인가에 따라 타격판과 선택적으로 결합되는 전자석; 및 타격판의 상부를 때려 타격판의 하강속도를 가속시키는 해머장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 해머장치는 상판과 하판 사이의 일 지점에 구비되며, 상기 해머장치는 왕복 동작을 통해 해머에 물리적 힘을 인가하는 실린더와, 실린더와 해머 사이에 구비되어 실린더로부터 발생되는 물리적 힘을 해머에 전달하는 커넥터와, 실린더의 동작에 따라 90도 왕복 회전운동하며, 실린더로부터 인가되는 물리적 힘을 이용하여 하강하는 타격판을 때리는 해머를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 해머장치는 상판 일측에 구비되며, 상기 해머장치는, 수직 방향을 따라 왕복 운동하며 해머에 물리적 힘을 인가하는 실린더와, 실린더로부터 인가되는 물리적 힘을 이용하여 하강하는 타격판을 때리는 해머를 포함하여 구성될 수 있다.
이와 함께, 와이어를 권선하는 권선장치와, 전자석에 전원을 인가하는 전원공급장치를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 타격판의 하면 상에 타격대상물을 타격하는 타격부재가 더 구비될 수 있다.
타격대상물이 하부받침대 상에 안착되며, 타격판은 전자석에 결합된 상태로 상부받침대측에 위치하는 과정; 전자석에 공급되는 전원을 차단하여 전자석과 타격판의 결합을 해제시켜 타격판의 중력낙하를 유도하며, 중력낙하하는 타격판의 상부를 해머장치로 때려 타격판의 하강속도를 가속시켜 타격판에 의한 타격대상물의 고화, 성형을 진행시키는 과정; 타격대상물의 타격 과정이 완료되면, 전자석을 이용하여 타격판을 상부받침대측으로 이동시키는 과정;의 순차적 진행을 통해 타격대상물의 고화, 성형이 진행된다.
본 발명에 따른 타격식 고속성형장치는 다음과 같은 효과가 있다.
전자석을 이용한 타격판 승강 및 해머를 이용한 타격판 가속의 방식을 통해 타격대상물을 효과적으로 고화, 성형시킬 수 있으며, 장치구조를 간략화할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 타격식 고속성형장치의 구성도.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 타격식 고속성형장치의 동작을 설명하기 위한 참고도.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 타격식 고속성형장치의 구성도.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 타격식 고속성형장치의 동작을 설명하기 위한 참고도.
본 발명은 간략한 장치구조를 통해 성형대상물의 고화, 성형을 효과적으로 달성함과 함께 타격 사이클 주기를 단축시켜 생산효율을 향상시킬 수 있는 타격식 고속성형장치를 제시한다.
앞서, '발명의 배경이 되는 기술'에서 언급한 본 출원인의 한국등록특허 제1293855호는 2사이클 엔진의 폭발을 타격 에너지로 이용하는 방식인 바, 2사이클 엔진이 필수적으로 요구되어 장치구조가 복잡하고 엔진 가동을 위해 일정량 이상의 연료가 소모된다.
이에, 본 발명은 전자석을 이용한 타격판 승강, 해머를 이용한 타격판 가속의 방식을 적용함으로써 간략한 장치구조를 달성함과 함께 타격 사이클 주기를 단축시킬 수 있는 기술을 제시한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 타격식 고속성형장치를 상세히 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 타격식 고속성형장치는 먼저, 상판(10), 하판(20) 및 지지대(30)를 구비한다. 상기 상판(10), 하판(20) 및 지지대(30)는 타격식 고속성형을 위한 제반 장치구성요소의 설치 공간을 제공함과 함께 이들 장치구성요소를 고정, 지지하는 역할을 한다. 상기 상판(10)와 하판(20)는 수직 방향으로 이격되어 구비되며, 지지대(30)는 상판(10)와 하판(20) 사이에 구비된다. 상판(10), 하판(20) 및 지지대(30)의 조합은 직육면체 형상 또는 원통 형상을 이룰 수 있다.
상술한 타격식 고속성형을 위한 제반 장치구성요소로서, 타격판(110), 타격판 가이드봉(120), 전자석(140), 와이어(150) 및 해머장치(170)가 제시된다.
상기 타격판(110)은 타격판 가이드봉(120)을 따라 상하 이동되며, 하강시 하판(20) 상에 구비된 타격대상물(131)을 타격하는 역할을 한다. 타격판(110)의 상하 이동을 위해 타격판(110)의 일측에는 타격판 가이드봉(120)이 관통되는 가이드홀(도시하지 않음)이 구비된다. 또한, 타격판(110)의 하면 상에는 타격대상물(131)을 실질적으로 타격하는 타격부재(111)가 부착되어 구비된다. 타격판(110)의 상하 이동을 가이드하는 타격판 가이드봉(120)은 일단이 상판(10)에 고정되고 다른 일단이 하판(20)에 고정되는 구조를 이룬다. 즉, 상판(10)와 하판(20)에 사이에 타격판 가이드봉(120)이 고정, 구비된 상태에서 타격판(110)은 타격판 가이드봉(120)을 따라 상하 이동되며, 타격판(110)의 하강시 타격판(110) 하면의 타격부재(111)를 통해 하판(20) 상에 구비된 타격대상물(131)을 타격함으로써 타격대상물(131)을 고화 또는 성형할 수 있다. 상기 하판(20) 상에 타격대상물(131)의 안착, 고정을 위한 타격대상물 안착부재(130)가 설치, 구비될 수 있다.
상기 전자석(140)과 와이어(150)는 타격판(110)을 상부로 끌어올리는 역할을 한다. 전술한 바와 같이, 타격판(110)의 하강에 의해 타격대상물(131)에 대한 타격이 이루어지는데, 타격대상물(131)에 대한 타격이 완료되면 재타격을 위해 타격판(110)은 다시 상부로 이동되어야 하며, 상기 전자석(140)과 와이어(150)가 타격판(110)을 상부로 이동시키는 역할을 한다.
상기 전자석(140)은 전원 공급 여부에 따라 선택적으로 자기장을 인가하는 것으로서, 전원 인가시 자기장에 의해 타격판(110)과 결합되며 전원이 인가되지 않으면 타격판(110)과의 결합이 해제되어 분리된다. 상기 와이어(150)는 전자석(140)의 일측에 연결되어 전자석(140)을 승강시키는 역할을 하며, 와이어(150)의 일측에는 와이어(150)를 권선하는 권선장치(160) 및 전자석(140)에 전원을 인가하는 전원공급장치(도시하지 않음)가 구비된다. 이와 같은 구성 하에, 권선장치(160)를 통해 전자석(140)을 승강시킴과 함께 전자석(140)으로의 전원 공급을 통해 자기장을 발생시킬 수 있으며, 전자석(140)의 자기장을 이용하여 타격판(110)을 상부로 이동시키거나 전자석(140)의 자기장을 해제시 켜 타격판(110)이 하강되도록 할 수 있다.
한편, 상기 해머장치(170)는 타격판(110)의 하강시 즉, 타격판(110)의 중력낙하시 타격판(110)의 상부를 때려 타격판(110)의 하강속도를 가속시킴으로써 타격대상물(131)에 인가되는 물리적 충격을 증가시키는 역할을 한다. 타격판(110)의 중력낙하에 더해 해머장치(170)에 의해 타격판(110)의 하강속도가 가속됨에 따라 타격판(110)의 운동에너지가 증가되고, 그로 인해 타격판(110)에 의한 타격대상물(131)의 타격시 타격대상물(131)의 고화, 성형이 효과적으로 진행될 수 있다.
상기 해머장치(170)는 세부적으로, 실린더(171), 커넥터(172) 및 해머(173)를 포함하여 구성된다. 상기 실린더(171)는 왕복 동작을 통해 해머(173)에 물리적 힘을 인가하는 역할을 하며, 상기 커넥터(172)는 실린더(171)와 해머(173) 사이에 구비되어 실린더(171)로부터 발생되는 물리적 힘을 해머(173)에 전달하는 역할을 한다. 상기 해머(173)는 실린더(171)로부터 인가되는 물리적 힘을 이용하여 하강하는 타격판(110)을 때리는 역할을 한다. 상기 해머(173)는 커넥터(172)의 일측에 연결되어 실린더(171)의 동작에 따라 90도 왕복 회전운동하는 형태로 구성할 수 있다. 즉, 실린더(171)가 동작하지 않는 경우 해머(173)는 수직 방향으로 구비되고, 실린더(171)가 동작하는 경우 해머(173)가 90도 회전운동하여 타격판(110) 상부를 때리도록 구성할 수 있다.
이상, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 타격식 고속성형장치의 구성에 대해 설명하였다. 이하에서는, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 타격식 고속성형장치의 동작에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 타격식 고속성형장치는 타격대상물(131)의 고화, 성형을 목적으로 한다. 타격대상물(131)은 난소결성 분말, 세라믹 분말, 희토류화합물 분말, 유기고분자화합물 분말 등의 분말상이거나 특정 형태로의 성형이 요구되는 물체이다. 즉, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 타격식 고속성형장치를 통해 분말상의 물체를 타격하여 고화시키거나 특정 형상의 물체를 타격하여 성형할 수 있다.
타격대상물(131)의 고화, 성형을 위해 먼저, 타격대상물 안착부재(130)에 타격대상물(131)을 안착시킨다. 이 때, 타격판(110)은 타격 준비를 위해 타격판 가이드봉(120)을 따라 상부에 이동되어 상판(10)측에 위치하며 더 정확히는, 해머장치(170)가 구비된 지점보다 높은 지점에 타격판(110)이 위치되어야 한다(도 2a 참조). 또한, 타격판(110)의 하강 즉, 중력낙하를 방지하기 위해 타격판(110)은 전자석(140)에 결합된 상태를 이룬다. 전자석(140)과 타격판(110)의 결합 상태 유지를 위해 전자석(140)에 전원이 인가되며, 전자석(140)의 자기장에 의해 전자석(140)과 타격판(110)이 결합 상태를 유지한다.
이와 같은 상태에서, 타격판(110)에 의한 타격대상물(131)의 타격 과정이 진행된다. 구체적으로, 전자석(140)에 공급되는 전원을 차단하면 자기장이 제거되어 전자석(140)과 타격판(110)의 결합 상태가 해제되며, 타격판(110)은 중력낙하하게 된다. 타격판(110)이 중력낙하하는 과정에서 해머장치(170)가 동작되며, 해머장치(170)의 해머(173)는 중력낙하하는 타격판(110)의 상부를 때려 타격판(110)의 하강속도를 가속시킨다(도 2b 참조). 최종적으로, 타격판(110)은 타격대상물 안착부재(130)에 구비된 타격대상물(131)을 타격하며(도 2c 참조), 이를 통해 타격대상물(131)의 고화, 성형이 이루어진다.
타격대상물(131)의 타격 과정이 완료되면, 타격판(110)은 초기 위치로 복원된다. 이를 위해, 상판(10)측에 위치한 전자석(140)은 하강하여 타격판(110) 상부에 밀착되며, 전원 인가에 의한 자기장을 이용하여 전자석(140)과 타격판(110)이 결합되고, 이와 같은 상태에서 와이어(150)가 권선되어 전자석(140) 및 타격판(110)이 상판(10)측으로 이동된다(도 2d 참조).
상술한 과정을 반복 실시함으로써, 타격판(110)을 이용한 타격대상물(131)의 고화, 성형을 달성할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 타격식 고속성형장치는 상술한 제 1 실시예의 형태 이외에 제 2 실시예의 형태로 구성할 수도 있다. 제 1 실시예와 제 2 실시예는 타격판(110)의 타격 방식에 있어서 차이가 있으며, 기타 구성은 동일하게 설계된다. 제 1 실시예의 경우, 해머장치(170)가 상판(10)과 하판(20) 사이에 구비되어 상판(10)으로부터 하강하는 타격판(170)을 해머장치(170)가 타격하는 방식이나, 제 2 실시예는 상판(10)의 일측에 해머장치(180)가 구비되는 구조이다.
구체적으로, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 타격식 고속성형장치는 상판(10) 일측에 해머장치(180)를 구비한다. 상기 해머장치(180)는 실린더(181)과 해머(182)를 포함하여 구성된다. 상기 실린더(181)는 수직 방향을 따라 왕복 운동하며 해머(182)에 물리적 힘을 인가하는 역할을 하며, 상기 해머(182)는 실린더(181)로부터 인가되는 물리적 힘을 이용하여 하강하는 타격판(110)을 때리는 역할을 한다.
제 2 실시예에 따른 타격식 고속성형장치에 의한 타격 과정을 설명하면 다음과 같다.
타격대상물 안착부재(130)에 타격대상물(131)이 안착되고, 타격판(110)은 상판(10)측에 위치되며, 타격판(110)이 전자석(140)에 결합된 상태(도 4a 참조)에서 타격 과정이 진행된다.
전자석(140)에 공급되는 전원을 차단하면 자기장이 제거되어 전자석(140)과 타격판(110)의 결합 상태가 해제되며, 타격판(110)은 중력낙하하게 된다. 이 때, 해머장치(180)의 실린더(181)가 수직 방향으로 인장되며 이에 따라, 실린더(181)의 일단에 구비된 해머(182)가 타격판(110)의 상부를 때려 타격판(110)의 하강속도를 가속시킨다(도 4b 참조). 최종적으로, 타격판(110)은 타격대상물 안착부재(130)에 구비된 타격대상물(131)을 타격하며(도 4c 참조), 이를 통해 타격대상물(131)의 고화, 성형이 이루어진다.
타격대상물(131)의 타격 과정이 완료되면, 타격판(110)은 초기 위치로 복원된다. 이를 위해, 상판(10)측에 위치한 전자석(140)은 하강하여 타격판(110) 상부에 밀착되며, 전원 인가에 의한 자기장을 이용하여 전자석(140)과 타격판(110)이 결합되고, 이와 같은 상태에서 와이어(150)가 권선되어 전자석(140) 및 타격판(110)이 상판(10)측으로 이동된다(도 4d 참조).
10 : 상판 20 : 하판
30 : 지지대 110 : 타격판
111 : 타격부재 120 : 타격판 가이드봉
130 : 타격대상물 안착부재 131 : 타격대상물
140 : 전자석 150 : 와이어
160 : 권선장치 170 : 해머장치
171 : 실린더 172 : 커넥터
173 : 해머

Claims (6)

  1. 수직 방향으로 이격되어 구비되는 상판과 하판;
    상판과 하판 사이에 구비되어 타격판의 승강을 가이드하는 타격판 가이드봉;
    타격판 가이드봉을 따라 승강되며, 하판 상에 구비된 타격대상물을 타격하여 타격대상물을 고화, 성형하는 타격판;
    상하 이동하는 와이어에 연결되며, 전원 인가에 따라 타격판과 선택적으로 결합되는 전자석; 및
    타격판의 상부를 때려 타격판의 하강속도를 가속시키는 해머장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 타격식 고속성형장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 해머장치는 상판과 하판 사이의 일 지점에 구비되며,
    상기 해머장치는 왕복 동작을 통해 해머에 물리적 힘을 인가하는 실린더와, 실린더와 해머 사이에 구비되어 실린더로부터 발생되는 물리적 힘을 해머에 전달하는 커넥터와, 실린더의 동작에 따라 90도 왕복 회전운동하며, 실린더로부터 인가되는 물리적 힘을 이용하여 하강하는 타격판을 때리는 해머를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 타격식 고속성형장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 해머장치는 상판 일측에 구비되며,
    상기 해머장치는, 수직 방향을 따라 왕복 운동하며 해머에 물리적 힘을 인가하는 실린더와, 실린더로부터 인가되는 물리적 힘을 이용하여 하강하는 타격판을 때리는 해머를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 타격식 고속성형장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    와이어를 권선하는 권선장치와,
    전자석에 전원을 인가하는 전원공급장치를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 타격식 고속성형장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 타격판의 하면 상에 타격대상물을 타격하는 타격부재가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 타격식 고속성형장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    타격대상물이 하판 상에 안착되며, 타격판은 전자석에 결합된 상태로 상판측에 위치하는 과정;
    전자석에 공급되는 전원을 차단하여 전자석과 타격판의 결합을 해제시켜 타격판의 중력낙하를 유도하며, 중력낙하하는 타격판의 상부를 해머장치로 때려 타격판의 하강속도를 가속시켜 타격판에 의한 타격대상물의 고화, 성형을 진행시키는 과정;
    타격대상물의 타격 과정이 완료되면, 전자석을 이용하여 타격판을 상판측으로 이동시키는 과정;의 순차적 진행을 통해 타격대상물의 고화, 성형이 진행되는 것을 특징으로 하는 타격식 고속성형장치.
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