KR102110429B1 - Spraying manufacturing method for expanded nozzle - Google Patents
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Abstract
Description
스프레이방식 확대노즐 제작 방법이 개시된다. 구체적으로, 재료를 분사하는 방식으로 확대 노즐을 제작하는 방법이 개시된다. Disclosed is a method of manufacturing a spray type expansion nozzle. Specifically, a method of manufacturing an enlarged nozzle by a method of spraying a material is disclosed.
로켓 추진 기관에는 주로 화학 추진 로켓, 전기 추진 로켓, 저온 가스 추력기 등 다양한 형태가 있다. 일반적으로 로켓 추진 기관은 지상에서 강력한 힘을 내기 위해 사용하는 화학 추진 로켓을 의미한다.There are various types of rocket propulsion engines, mainly chemical propulsion rockets, electric propulsion rockets, and low-temperature gas thrusters. In general, a rocket propulsion engine refers to a chemical propulsion rocket used to exert a powerful force on the ground.
이러한 화학 추진 로켓은 추진제의 연소로 발생하는 가스를 노즐로 분사하여 그 반작용에 의한 힘을 추력으로 사용한다. Such chemical propulsion rockets use gas generated by combustion of a propellant through a nozzle to use force generated by reaction.
일반적으로, 화학추진 노즐은 뒤로 갈수록 구멍이 점점 좁아지는 수축 노즐의 형태를 가지고 있으며, 이는 가스가 지나는 관의 직경을 줄이면 줄일수록 속도가 빨라지는 베르누이 정리에 기인한 구조이다. 가스의 속도가 빨라질수록 가스에 의해 발생하는 반작용, 즉 로켓의 추진력이 증가하게 되지만, 한편으로 단면적을 줄이는 것만으로 배기 노즐을 만드는 데 한계가 있다. 압축성 유체가 지나는 관의 단면적을 일정 수준 이상으로 줄이면 유체의 속도가 음속에 도달해 더 이상 속도가 증가되지 않고 연소관 내부의 압력만 증가하게 되며 이러한 현상을 질식 유동이라고 한다.In general, the chemical propulsion nozzle has a shape of a shrinking nozzle in which the hole becomes narrower as it goes back, and this is a structure due to Bernoulli's theorem that the speed decreases as the diameter of the tube through which the gas passes decreases. As the gas speed increases, the reaction caused by the gas, that is, the propulsion force of the rocket increases, but on the other hand, there is a limit to making the exhaust nozzle by simply reducing the cross-sectional area. If the cross-sectional area of the pipe through which the compressive fluid passes is reduced to a certain level or more, the velocity of the fluid reaches the speed of sound, so that the velocity is no longer increased, but only the pressure inside the combustion pipe increases, and this phenomenon is called suffocation flow.
따라서, 수축 노즐의 한계점을 극복하기 위해 고안된 것이 수축 노즐의 끝에 확대노즐이 설치되는 데 라발 노즐(de Laval nozzle)이다. 질식 유동 산태에 도달한 음속 유동을 다시 확장시키는 경우 가스의 속도는 임계속도를 넘겨 초음속 유동이 된다.Therefore, it is designed to overcome the limitations of the shrinking nozzle is a de Laval nozzle (de Laval nozzle) is installed at the end of the shrinking nozzle expansion nozzle. When the sound velocity flow which reaches the suffocation flow condition is expanded again, the gas velocity exceeds the critical velocity and becomes a supersonic flow.
이러한 로켓용 노즐은 고압과 고열을 버텨야 할 뿐만 아니라 로켓의 엄청난 진동과 추력을 버텨야하며, 확대 노즐의 무게 또한 주요 고려사항이 된다.These rocket nozzles not only have to withstand high pressure and high temperature, but also have to withstand the tremendous vibration and thrust of the rocket, and the weight of the expansion nozzle is also a major consideration.
이러한 로켓용 노즐의 형태는 대한민국 특허출원번호 제 10-2008-0084195호 "로켓 노즐 및 로켓 엔진 내 연소 가스 유동의 제어 방법"에 개시되어 있다. The form of the rocket nozzle is disclosed in Korean Patent Application No. 10-2008-0084195, "Rocket Nozzle and Control Method of Flue Gas Flow in Rocket Engine."
일 실시예에 따른 목적은 구성의 용접없이 일체형으로 생산 가능하여 크랙 발생의 가능성을 줄일 수 있는 스프레이 방식 확대노즐 제작 방법을 제공하는 것이다.An object according to an embodiment is to provide a spray-type enlargement nozzle manufacturing method capable of reducing the possibility of occurrence of cracks by being able to produce in one piece without welding the configuration.
일 실시예에 따른 다른 목적은 생산 공정을 단순화하며 생산 속도를 증대시킬 수 있는 스프레이 방식 확대 노즐 제작 방법을 제공하는 것이다.Another object according to an embodiment is to provide a spray-type enlargement nozzle manufacturing method that can simplify the production process and increase the production speed.
일 실시예에 따른 다른 목적은 내구성을 위한 열 설계를 용이하게 하는 스프레이 방식 확대 노즐 제작 방법을 제공하는 것이다.Another object according to an embodiment is to provide a spray-type enlargement nozzle manufacturing method that facilitates thermal design for durability.
일 실시예에 따른 다른 목적은 노즐의 표면을 매끄럽게 생성할 수 있는 스프레이 방식 확대 노즐 제작 방법을 제공하는 것이다.Another object according to an embodiment is to provide a spray-type enlarged nozzle manufacturing method capable of smoothly generating a nozzle surface.
일 실시예에 따른 다른 목적은 보다 큰 크기의 확대 노즐을 생산할 수 있는 스프레이 방식 확대 노즐 제작 방법을 제공하는 것이다. Another object according to an embodiment is to provide a spray-type enlargement nozzle manufacturing method capable of producing a larger size enlargement nozzle.
일 실시예에 따른 다른 목적은 필요에 따라 확대 노즐의 각 부분의 두께를 다르게 생산하기 용이한 스프레이 방식 확대 노즐 제작 방법을 제공하는 것이다. Another object according to an embodiment is to provide a spray-type enlargement nozzle manufacturing method that is easy to produce different thicknesses of each part of the enlargement nozzle as needed.
상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 일체로 형성되는 확대노즐은 일 방향으로 발산하는 관 형상의 노즐 몸체, 및 상기 노즐 몸체 상에 코팅되는 코팅층을 포함할 수 있고, 상기 코팅층은 상기 노즐 몸체의 내면과 외면에 코팅될 수 있으며, 상기 노즐 몸체의 내면에 형성되는 코팅층은 제1 몰드 상에 제1 재료가 코팅되어 형성될 수 있고, 상기 노즐 몸체는 상기 제1 재료 상에 제2 재료가 분사되어 형성될 수 있으며, 상기 노즐 몸체의 외면에 형성되는 코팅층은 상기 노즐 몸체 상기 제3 재료가 코팅되어 형성될 수 있다.The enlarged nozzle formed integrally according to an embodiment for achieving the above object may include a tubular nozzle body radiating in one direction, and a coating layer coated on the nozzle body, wherein the coating layer is the nozzle body It may be coated on the inner surface and the outer surface, the coating layer formed on the inner surface of the nozzle body may be formed by coating a first material on a first mold, the nozzle body is a second material on the first material It may be formed by spraying, the coating layer formed on the outer surface of the nozzle body may be formed by coating the nozzle body with the third material.
또한, 일 실시예에 따른 일체로 형성되는 확대노즐의 제1 몰드는 상기 제1 재료, 제2 재료 및 제3 재료의 녹는점 보다 낮아서, 열처리를 통해 상기 코팅층과 상기 노즐 몸체로부터 분리되어 제거될 수 있다. In addition, the first mold of the expansion nozzle formed integrally according to an embodiment is lower than the melting points of the first material, the second material, and the third material, and is removed from the coating layer and the nozzle body through heat treatment. Can be.
또한, 일 실시예에 따른 일체로 형성되는 확대노즐에서 상기 제1 재료와 상기 제3 재료는 동일한 성분으로 구성될 수 있으며, 상기 제1 재료와 상기 제3 재료는 내산화 코팅재료일 수 있다. In addition, in the expansion nozzle formed integrally according to an embodiment, the first material and the third material may be composed of the same component, and the first material and the third material may be oxidation-resistant coating materials.
또는, 일 실시예에 따른 스프레이방식 확대노즐 제작 방법은 제1 몰드를 제공하는 단계, 상기 제1 몰드 내에 상기 제1 몰드를 지지하는 제2 몰드를 제공하는 단계, 상기 제1 몰드의 외측 면 상에 제1 재료를 코팅하는 단계, 상기 제1 재료의 층 상에 제2 재료를 분사하는 단계, 상기 제2 재료의 층 상에 제3 재료를 코팅하는 단계, 및 상기 제1 몰드와 상기 제2 몰드를 제거하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 제1 몰드와 상기 제2 몰드가 제거된 후, 상기 제1 재료의 층, 상기 제2 재료의 층 및 상기 제3 재료의 층으로 형성되는 구조물은 상기 제2 몰드의 외형을 유지할 수 있다. Alternatively, the method of manufacturing a spray type enlargement nozzle according to an embodiment may include providing a first mold, providing a second mold supporting the first mold in the first mold, and an outer surface of the first mold. Coating a first material on a layer, spraying a second material on a layer of the first material, coating a third material on a layer of the second material, and the first mold and the second And removing the mold, and after the first mold and the second mold are removed, a structure formed of a layer of the first material, a layer of the second material, and a layer of the third material The appearance of the second mold can be maintained.
또한, 일 실시예에 따른 스프레이방식 확대노즐 제작 방법은 상기 제2 몰드를 제공하는 단계 이후에, 상기 제1 몰드가 상기 제2 몰드의 외형에 대응되게 성형되는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the method of manufacturing a spray type enlargement nozzle according to an embodiment may further include a step in which the first mold is molded to correspond to the external shape of the second mold after the step of providing the second mold.
또한, 일 실시예에 따른 스프레이방식 확대노즐 제작 방법의 상기 제2 재료를 분사하는 단계에서, 구조물의 단부 영역의 두께가 중심 영역의 두께보다 두껍도록 상기 제2 재료가 분사될 수 있다.In addition, in the step of spraying the second material of the spray-type enlargement nozzle manufacturing method according to an embodiment, the second material may be sprayed such that the thickness of the end region of the structure is greater than the thickness of the central region.
또한, 일 실시예에 따른 스프레이방식 확대노즐 제작 방법의 상기 제1 몰드와 상기 제2 몰드를 제거하는 단계는 상기 제2 몰드를 상기 제1 몰드 내부에서 분리시켜 제거하는 단계, 및 열처리를 통해 상기 제1 몰드를 용융시키는 단계를 포함할 수 있다. In addition, the step of removing the first mold and the second mold of the spray-type enlargement nozzle manufacturing method according to an embodiment may include removing the second mold from the inside of the first mold and removing the second mold through the heat treatment. And melting the first mold.
또한, 일 실시예에 따른 스프레이방식 확대노즐 제작 방법의 상기 제2 재료는 상기 열분사 방식으로 상기 제1 재료의 층 상에 분사되어서 층을 형성할 수 있다.In addition, the second material of the spray method expansion nozzle manufacturing method according to an embodiment may be sprayed on the layer of the first material in the thermal spraying method to form a layer.
또한, 일 실시예에 따른 스프레이방식 확대노즐 제작 방법의 상기 제2 재료는 콜드 스프레이 방식으로 상기 제1 재료의 층 상에 분사되어 상기 제1 재료의 층 상에 안착될 수 있다. In addition, the second material of the spray-type enlargement nozzle manufacturing method according to an embodiment may be sprayed onto the layer of the first material in a cold spray manner to be seated on the layer of the first material.
또한, 일 실시예에 따른 스프레이방식 확대노즐 제작 방법의 상기 제1 몰드 재료의 녹는점은 상기 제2 재료의 녹는점 보다 낮을 수 있다. In addition, the melting point of the first mold material of the spray method expansion nozzle manufacturing method according to an embodiment may be lower than the melting point of the second material.
일 실시예에 따른 스프레이 방식 확대노즐 제작 방법에 의하면, 구성의 용접없이 일체형으로 생산 가능하여 크랙 발생의 가능성을 줄일 수 있는 스프레이 방식 확대노즐 제작 방법이 제공될 수 있다. According to the method of manufacturing a spray-type enlargement nozzle according to an embodiment, a method of manufacturing a spray-type enlargement nozzle that can reduce the possibility of cracking by being able to produce integrally without welding a configuration may be provided.
또한, 일 실시예에 따른 스프레이 방식 확대노즐 제작 방법에 의하면, 생산 공정을 단순화하며 생산 속도를 증대시킬 수 있는 스프레이 방식 확대 노즐 제작 방법이 제공될 수 있다. In addition, according to a method of manufacturing a spray method expansion nozzle according to an embodiment, a method of manufacturing a spray method expansion nozzle that can simplify a production process and increase a production speed may be provided.
또한, 일 실시예에 따른 스프레이 방식 확대노즐 제작 방법에 의하면, 내구성을 위한 열 설계를 용이하게 하는 스프레이 방식 확대 노즐 제작 방법이 제공될 수 있다. In addition, according to the method of manufacturing a spray method expansion nozzle according to an embodiment, a method of manufacturing a spray method expansion nozzle that facilitates thermal design for durability may be provided.
또한, 일 실시예에 따른 스프레이 방식 확대노즐 제작 방법에 의하면, 노즐의 표면을 매끄럽게 생성할 수 있는 스프레이 방식 확대 노즐 제작 방법이 제공될 수 있다. In addition, according to a method of manufacturing a spray method expansion nozzle according to an embodiment, a method of manufacturing a spray method expansion nozzle capable of smoothly generating a surface of a nozzle may be provided.
또한, 일 실시예에 따른 스프레이 방식 확대노즐 제작 방법에 의하면, 보다 큰 크기의 확대 노즐을 생산할 수 있는 스프레이 방식 확대 노즐 제작 방법이 제공될 수 있다. In addition, according to a method of manufacturing a spray type enlargement nozzle according to an embodiment, a method of manufacturing a spray type enlargement nozzle capable of producing a larger size enlargement nozzle may be provided.
또한, 일 실시예에 따른 스프레이 방식 확대노즐 제작 방법에 의하면, 필요에 따라 확대 노즐의 각 부분의 두께를 다르게 생산하기 용이한 스프레이 방식 확대 노즐 제작 방법이 제공될 수 있다. In addition, according to the spray method enlargement nozzle manufacturing method according to an embodiment, a spray method enlargement nozzle manufacturing method that can easily produce different thicknesses of each part of the enlargement nozzle as required may be provided.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식 확대노즐 제작 방법으로 생산된 확대노즐을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식 확대노즐 제작 방법의 제1 몰드 제공단계를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식 확대노즐 제작 방법의 제2 몰드 제공단계를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식 확대노즐 제작 방법의 제1 재료 코팅단계를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식 확대 노즐 제작 방법의 제2 재료 분사단계를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식 확대 노즐 제작 방법의 제3 재료 코팅단계를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식 확대 노즐 제작 방법의 열처리단계를 도시한다. 1 shows an enlarged nozzle produced by a spray method enlarged nozzle manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows a first mold providing step of the method of manufacturing a spray method expansion nozzle according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows a second mold providing step of the method of manufacturing a spray method expansion nozzle according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows a first material coating step of the spray method enlarged nozzle manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
5 illustrates a second material injection step of a method of manufacturing a spray-type enlargement nozzle according to an embodiment of the present invention.
6 illustrates a third material coating step of a method of manufacturing a spray type enlargement nozzle according to an embodiment of the present invention.
7 illustrates a heat treatment step of a method of manufacturing a spray type enlargement nozzle according to an embodiment of the present invention.
이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail through exemplary drawings. It should be noted that in adding reference numerals to the components of each drawing, the same components have the same reference numerals as possible even though they are displayed on different drawings. In addition, in describing the embodiments, when it is determined that detailed descriptions of related well-known configurations or functions interfere with understanding of the embodiments, detailed descriptions thereof will be omitted.
또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), (b), and the like can be used. These terms are only for distinguishing the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the term. When a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, that component may be directly connected to or connected to the other component, but another component between each component It should be understood that may be "connected", "coupled" or "connected".
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다. Components included in any one embodiment and components including a common function will be described using the same name in other embodiments. Unless there is an objection to the contrary, the description described in any one embodiment may be applied to other embodiments, and a detailed description will be omitted in the overlapped range.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식 확대노즐 제작 방법으로 생산된 확대노즐을 도시한다.1 shows an enlarged nozzle produced by a spray method enlarged nozzle manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하여, 일 실시예에 따른 스프레이 방식 확대 노즐은 일 방향으로 발산하는 관 형상의 노즐 몸체와 노즐 몸체의 내면 및 외면이 내산화 코팅 층으로 형성될 수 있으며, 그 내면과 외면의 표면이 매끄럽게 형성될 수 있다.Referring to FIG. 1, in the spray type enlargement nozzle according to an embodiment, a tube-shaped nozzle body radiating in one direction and an inner surface and an outer surface of the nozzle body may be formed of an oxidation-resistant coating layer, and the inner and outer surfaces of the nozzle This can be formed smoothly.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식 확대노즐 제작 방법의 제1 몰드 제공단계를 도시하고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식 확대노즐 제작 방법의 제2 몰드 제공단계를 도시하며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식 확대노즐 제작 방법의 제1 재료 코팅단계를 도시한다.Figure 2 shows a first mold providing step of the method of manufacturing a spray method expansion nozzle according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a method of providing a second mold of the spray method expansion nozzle manufacturing method according to an embodiment of the present invention 4 shows a first material coating step of a method of manufacturing a spray type expansion nozzle according to an embodiment of the present invention.
또한, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식 확대 노즐 제작 방법의 제2 재료 분사단계를 도시하고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식 확대 노즐 제작 방법의 제3 재료 코팅단계를 도시하며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식 확대 노즐 제작 방법의 열처리단계를 도시한다. In addition, FIG. 5 shows a second material spraying step of a method of manufacturing a spraying method expansion nozzle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a third material of a method of manufacturing a spraying method expansion nozzle according to an embodiment of the present invention 7 shows a coating step, and FIG. 7 shows a heat treatment step of a method of manufacturing a spray type expansion nozzle according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식 확대 노즐 제작 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a spray type expansion nozzle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 5.
도 2를 참조하여, 스프레이 방식 확대 노즐 제작 방법은 제1 몰드(M1)를 제공하는 단계를 포함한다. Referring to FIG. 2, a method of manufacturing a spray type enlarged nozzle includes providing a first mold M1.
제1 몰드(M1)는 작업자가 원하는 형상으로 형성되되, 생산의 편의를 위해 생산이 용이한 모양으로 형성될 수 있다. 보다 상세하게, 제1 몰드(M1)는 얇은 박판으로 형성될 수 있으며, 작업자가 원하는 형상으로 물리적으로 후성형 될 수 있다. The first mold M1 is formed in a shape desired by an operator, and may be formed in an easy shape for production for convenience of production. More specifically, the first mold M1 may be formed of a thin thin plate, and may be physically post-molded into a shape desired by an operator.
따라서, 예를 들어 작업자가 본원 발명의 도면들에 도시된 바와 같은 곡면 측부를 갖는 컵 형상의 확대 노즐을 생산하기를 원한다면, 제1 몰드(M1)는 직선면 측부를 갖는 컵 형상으로 형성될 수 있다(도 2 참조). Thus, for example, if the operator wants to produce a cup-shaped enlargement nozzle having a curved side as shown in the drawings of the present invention, the first mold M1 can be formed into a cup-shaped having a straight side. Yes (see Figure 2).
제1 몰드(M1)는 열처리로 제거가 용이하도록 저 융점(melting point)을 갖는 금속으로 구성될 수 있으며, 또한 상기와 마찬가지로 열처리에 의해 제거가 용이하도록 얇은 판 형태일 수 있다. 바람직하게 제1 몰드(M1)는 콘 형태의 알루미늄 박판으로 형성될 수 있다. The first mold M1 may be formed of a metal having a low melting point to facilitate removal by heat treatment, and may also be in the form of a thin plate to facilitate removal by heat treatment as described above. Preferably, the first mold M1 may be formed of a thin aluminum plate in the form of a cone.
도 3을 참조하여, 컵 형상이며 박판으로 형성되는 제1 몰드(M1)의 내부 공간에는 제2 몰드(M2)가 제공될 수 있다. 제1 몰드(M1)와 제2 몰드(M2)의 외부 형상은 동일하거나 유사할 수 있다. 제2 몰드(M2)는 제1 몰드(M1) 내부에서 제1 몰드(M1)를 지지할 수 있으며, 선택적으로 박판형인 제1 몰드(M1)는 제2 몰드(M2)의 모양으로 성형될 수 있다.Referring to FIG. 3, a second mold M2 may be provided in an inner space of the first mold M1 that is cup-shaped and is formed of a thin plate. The external shapes of the first mold M1 and the second mold M2 may be the same or similar. The second mold M2 may support the first mold M1 inside the first mold M1, and the first mold M1, which is optionally thin, may be molded into the shape of the second mold M2. have.
구체적으로, 제2 몰드(M2)는 물리적으로 단단할 수 있으며, 제1 몰드(M1)는 연성일 수 있다. 제2 몰드(M2)가 제1 몰드(M1) 내에 수용된 후 제1 몰드(M1)의 외면에는 압력이 가해질 수 있고, 이에 따라 제1 몰드(M1)의 내면은 제2 몰드(M2)의 외면과 접촉될 수 있다. 이러한 과정에서 제1 몰드(M1)는 형상이 영구정으로 변할 수 있다.Specifically, the second mold M2 may be physically hard, and the first mold M1 may be soft. After the second mold M2 is accommodated in the first mold M1, pressure may be applied to the outer surface of the first mold M1, so that the inner surface of the first mold M1 is the outer surface of the second mold M2. Can be in contact with. In this process, the shape of the first mold M1 may be changed into a permanent tablet.
또한, 제2 몰드(M2)는 하기의 공정 시 제1 몰드(M1)가 변형되지 않도록 제1 몰드(M1)의 내측에서 제1 몰드(M1)의 형상을 지지할 수 있다.In addition, the second mold M2 may support the shape of the first mold M1 inside the first mold M1 so that the first mold M1 is not deformed in the following process.
도 4를 참조하여, 제1 몰드(M1) 외면에는 제1 재료(110)가 코팅될 수 있다.Referring to FIG. 4, the
제1 재료(110)는 내열, 내산화 코팅일 수 있으며, 스프레이 코팅, 액체 코팅 등 다양한 방식으로 코팅될 수 있다.The
도 5를 참조하여, 제1 몰드(M1) 상에 코팅된 제1 재료(110)의 층 상에는 제2 재료(120)가 적층될 수 있다.Referring to FIG. 5, the
발사체 엔진에서는 고온/고압의 연소 가스가 배출되며 이는 일반적인 스틸의 융점인 1500도를 상회할 수 있다. 따라서, 이를 견디는 초내열 합금 또는 탄소섬유 복합재료가 이용된다.The projectile engine emits high-temperature / high-pressure combustion gases, which can exceed the normal steel melting point of 1500 degrees. Therefore, a super heat-resistant alloy or carbon fiber composite material that can withstand this is used.
초내열 합금의 예시로 2450도의 융점을 갖는 니오븀(Nb) 합금이 주로 이용된다. As an example of the super heat-resistant alloy, a niobium (Nb) alloy having a melting point of 2450 degrees is mainly used.
이러한 제2 재료(120)는 열분사 방식으로 제1 재료의 층 상에 분사/적층될 수 있으며, 구체적으로 열분사 방식은 콜드 스프레이(cold spray), 웜 스프레이(warm spray) 또는 핫 스프레이(hot spray) 방식 등일 수 있다.The
예를 들어, 제2 재료(120)는 니오븀 합금일 수 있으며, 니오븀 합금의 분말을 용사하여 제1 재료(110)의 층 상에 코팅하듯이 니오븀 합금을 적층시킬 수 있다.For example, the
구체적으로, 니오븀 합금이 콜드 스프레이 방식으로 적층되는 경우, 니오븀 합금의 분말은 제1 재료(110)의 층 상에 고온/고속으로 분사될 수 있고, 니오븀 합금의 분말이 제1 재료(110)의 층과 충돌하며 니오븀 합금은 제1 재료(110) 상에 안착될 수 있다. Specifically, when the niobium alloy is laminated by a cold spray method, the powder of the niobium alloy can be sprayed at a high temperature / high speed on the layer of the
이러한 제2 재료(120) 분사 단계에서, 제2 재료(120)는 구조물의 단부 영역의 두께가 중심영역의 두께보다 두껍도록 분사될 수 있다.In the
구체적으로, 확대 노즐의 경우 필요에 따라 각 부분의 요구 강도가 다를 수 있다. 예를 들어, 확대 노즐의 상부의 경우 발사체와의 연결을 위해 보다 높은 강도를 요구할 수 있다. 따라서, 확대 노즐의 말단부는 중심 영역의 두께보다 두껍게 형성될 필요가 있으며, 이는 제2 재료(120)의 분사 단계에서 높은 강도가 요구되는 부분에 더 많은 양의 제2 재료(120)를 분사하여 두께와 강도를 향상시킬 수 있다. Specifically, in the case of an enlarged nozzle, the required strength of each part may be different as needed. For example, the upper portion of the enlargement nozzle may require higher strength for connection to the projectile. Accordingly, the distal end of the enlargement nozzle needs to be formed thicker than the thickness of the central region, which is caused by spraying a larger amount of the
도 6을 참조하여, 열 분사에 의해 적층되는 제2 재료(120)의 외면에는 제3 재료(130)가 코팅될 수 있다.Referring to FIG. 6, a
제3 재료(130)는 내열, 내산화 코팅일 수 있으며, 스프레이 코팅, 액체 코팅 등 다양한 방식으로 코팅될 수 있다.The
제1 재료(110)와 제3 재료(130)는 동일한 성분으로 구성될 수 있다.The
제 3 재료(130)가 제2 재료(120) 상에 코팅된 이후에, 제2 몰드(M2)는 제거될 수 있다.After the
구체적으로, 제2 몰드(M2)는 제1 몰드(M1) 내측에 물리적으로 수용되는 과정을 역행하여 제1 몰드(M1)의 내측으로부터 물리적으로 분리되어 제거될 수 있다.Specifically, the second mold M2 may be physically separated and removed from the inside of the first mold M1 by reversing the process of being physically accommodated inside the first mold M1.
도 7을 참조하여, 제1 몰드(M1), 제1 재료층(110), 제2 재료층(120) 및 제3 재료층(130)으로 구성되는 구조물은 열처리될 수 있다. Referring to FIG. 7, a structure composed of a first mold M1, a
열처리 시 공급되는 열은 제1 몰드(M1)의 융점 이상 및 제1 재료층(110), 제2 재료층(120), 제3 재료층(130)의 융점 이하일 수 있다. 보다 상세하게, 제1 몰드(M1)의 융점은 제1 재료층(110), 제2 재료층(120) 및 제3 재료층(130)의 융점보다 낮을 수 있으며, 열처리를 통해 제1 몰드(M1)만 용융될 수 있다.The heat supplied during heat treatment may be equal to or higher than the melting point of the first mold M1 and lower than the melting point of the
이를 통해, 제1 몰드(M1)는 제거될 수 있으며, 이에 따라 확대노즐은 제1 재료층(110), 제2 재료층(120) 및 제3 재료층(130)이 순차적으로 적층된 형태로 생성될 수 있다.Through this, the first mold M1 may be removed, and accordingly, the enlarged nozzle may be sequentially stacked with the
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 방식 확대 노즐 제작 방법은 구성의 용접없이 일체형으로 생산 가능하여 확대 노즐 표면의 크랙 발생의 가능성을 줄일 수 있고, 생산 공정을 단순화하며 생산 속도를 증대시킬 수 있으며, 내구성을 위한 열 설계를 용이하게 할 수 있다. 또한, 스프레이 방식 확대 노즐 제작 방법은 노즐의 표면을 매끄럽게 생성할 수 있고, 보다 큰 크기의 확대 노즐을 생산할 수 있으며, 필요에 따라 확대 노즐의 각 부분의 두께를 다르게 생산하기에 용이하다.Therefore, the spray-type enlargement nozzle manufacturing method according to an embodiment of the present invention can be produced integrally without welding of a configuration, thereby reducing the possibility of cracking of the enlarged nozzle surface, simplifying the production process, and increasing the production speed. In addition, it is possible to facilitate thermal design for durability. In addition, the spray-type enlarged nozzle manufacturing method can smoothly generate the surface of the nozzle, can produce a larger sized enlarged nozzle, and is easy to produce different thicknesses of each part of the enlarged nozzle as needed.
이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다. As described above, in the embodiment of the present invention, specific matters such as specific components and the like have been described by the limited embodiment and the drawings, but this is provided only to help the overall understanding of the present invention, and the present invention is limited to the above embodiment It will not be, and those skilled in the art to which the present invention pertains can make various modifications and variations from these descriptions. For example, the described techniques may be performed in a different order than the described method, and / or components such as the structure, device, etc. described may be combined or combined in a different form from the described method, or may be applied to other components or equivalents. Even if replaced or substituted by, appropriate results can be achieved. Accordingly, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and should not be determined, and all claims that are equivalent to or equivalent to the scope of the claims as well as the claims described below belong to the scope of the spirit of the invention. .
110 : 제1 재료
120 : 제2 재료
130 : 제3 재료
M1 : 제1 몰드
M2 : 제2 몰드110: first material
120: second material
130: third material
M1: first mold
M2: Second mold
Claims (10)
상기 노즐 몸체 상에 코팅되는 코팅층;
을 포함하고,
상기 코팅층은 상기 노즐 몸체의 내면과 외면에 코팅되며,
상기 노즐 몸체의 내면에 형성되는 코팅층은 제1 몰드 상에 제1 재료가 코팅되어 형성되고,
상기 노즐 몸체는 상기 제1 재료 상에 제2 재료가 분사되어 형성되며,
상기 노즐 몸체의 외면에 형성되는 코팅층은 상기 노즐 몸체 제3 재료가 코팅되어 형성되며,
제1 몰드는 상기 제1 재료, 제2 재료 및 제3 재료의 녹는점 보다 낮아서, 열처리를 통해 상기 코팅층과 상기 노즐 몸체로부터 분리되어 제거되는,
일체로 형성되는 확대노즐.
A tubular nozzle body radiating in one direction; And
A coating layer coated on the nozzle body;
Including,
The coating layer is coated on the inner and outer surfaces of the nozzle body,
The coating layer formed on the inner surface of the nozzle body is formed by coating a first material on a first mold,
The nozzle body is formed by spraying a second material on the first material,
The coating layer formed on the outer surface of the nozzle body is formed by coating the third material of the nozzle body,
The first mold is lower than the melting points of the first material, the second material, and the third material, and is separated and removed from the coating layer and the nozzle body through heat treatment,
Expansion nozzle formed integrally.
상기 제1 재료와 상기 제3 재료는 동일한 성분으로 구성되며,
상기 제1 재료와 상기 제3 재료는 내산화 코팅재료인, 일체로 형성되는 확대노즐.
According to claim 1,
The first material and the third material are composed of the same component,
The first material and the third material are an oxidation-resistant coating material, an expansion nozzle formed integrally.
상기 제1 몰드 내에 상기 제1 몰드를 지지하는 제2 몰드를 제공하는 단계;
상기 제1 몰드의 외측 면 상에 제1 재료를 코팅하는 단계;
상기 제1 재료의 층 상에 제2 재료를 분사하는 단계;
상기 제2 재료의 층 상에 제3 재료를 코팅하는 단계; 및
상기 제1 몰드와 상기 제2 몰드를 제거하는 단계;
를 포함하고,
상기 제1 몰드와 상기 제2 몰드가 제거된 후, 상기 제1 재료의 층, 상기 제2 재료의 층 및 상기 제3 재료의 층으로 형성되는 구조물은 상기 제2 몰드의 외형을 유지하는, 스프레이방식 확대노즐 제작 방법.
Providing a first mold;
Providing a second mold supporting the first mold in the first mold;
Coating a first material on the outer surface of the first mold;
Spraying a second material onto the layer of first material;
Coating a third material on the layer of second material; And
Removing the first mold and the second mold;
Including,
After the first mold and the second mold are removed, a structure formed of a layer of the first material, a layer of the second material, and a layer of the third material maintains the appearance of the second mold, spray Method of manufacturing the enlargement nozzle.
상기 제2 몰드를 제공하는 단계 이후에, 상기 제1 몰드가 상기 제2 몰드의 외형에 대응되게 성형되는 단계를 더 포함하는, 스프레이방식 확대노즐 제작 방법.
The method of claim 4,
After the step of providing the second mold, further comprising the step of molding the first mold to correspond to the outer shape of the second mold, the method of manufacturing a spray-type enlargement nozzle.
상기 제2 재료를 분사하는 단계에서, 구조물의 단부 영역의 두께가 중심 영역의 두께보다 두껍도록 상기 제2 재료가 분사되는, 스프레이방식 확대노즐 제작 방법.
The method of claim 4,
In the step of spraying the second material, the second material is sprayed so that the thickness of the end region of the structure is thicker than the thickness of the central region, the method of manufacturing a spray-type enlargement nozzle.
상기 제1 몰드와 상기 제2 몰드를 제거하는 단계는,
상기 제2 몰드를 상기 제1 몰드 내부에서 분리시켜 제거하는 단계; 및
열처리를 통해 상기 제1 몰드를 용융시키는 단계;
를 포함하는, 스프레이방식 확대노즐 제작 방법.
The method of claim 4,
The step of removing the first mold and the second mold,
Separating and removing the second mold from inside the first mold; And
Melting the first mold through heat treatment;
Including, spray method expansion nozzle manufacturing method.
상기 제2 재료는 열분사 방식으로 상기 제1 재료의 층 상에 분사되어서 층을 형성하는, 스프레이방식 확대 노즐 제작 방법.
The method of claim 4,
The second material is sprayed onto the layer of the first material in a thermal spray manner to form a layer, a spray-type enlargement nozzle manufacturing method.
상기 제2 재료는 콜드 스프레이 방식으로 상기 제1 재료의 층 상에 분사되어 상기 제1 재료의 층 상에 안착되는, 스프레이방식 확대노즐 제작 방법.
The method of claim 8,
The second material is sprayed onto the layer of the first material by a cold spray method to be seated on the layer of the first material, a spray-type enlargement nozzle manufacturing method.
상기 제1 몰드 재료의 녹는점은 상기 제2 재료의 녹는점 보다 낮은, 스프레이방식 확대노즐 제작 방법.
The method of claim 4,
The melting point of the first mold material is lower than the melting point of the second material, the spray method enlarged nozzle manufacturing method.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180145212A KR102110429B1 (en) | 2018-11-22 | 2018-11-22 | Spraying manufacturing method for expanded nozzle |
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|---|---|---|---|---|
| JP2016505105A (en) * | 2013-01-10 | 2016-02-18 | エルクレス | Lightning protection structure and manufacturing method thereof |
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