KR20150113478A - Method and apparatus for manufacturing metal sheets - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 금속 판재의 제조 방법 및 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 레이저 빔의 조사를 통한 소결 방식을 이용하여 금속 판재를 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a metal plate, and more particularly, to a method and apparatus for manufacturing a metal plate using a sintering method through irradiation of a laser beam.
일반적으로, 금속은 강도가 우수하면서 가공성도 뛰어나기 때문에 산업 전반에 걸쳐 다양하게 활용되고 있다. 특히, 최근에는 상대적으로 비중이 낮아 가벼우면서 강도도 우수하고 내식성이 매우 뛰어난 티타늄(titanium)을 시트 형태로 제조하여 다양한 분야에서 활용하고 있다.Generally, metals are widely used throughout the industry because of their excellent strength and excellent processability. In recent years, titanium has been used in various fields by manufacturing titanium, which is relatively light in weight and has excellent strength and excellent corrosion resistance.
이러한 티타늄 시트는 폭이 넓고 두꺼운 슬랩(slab) 상태의 티타늄 원판을 가열하고, 이어 상기 티타늄 원판을 핫 롤링(hot rolling) 시키고, 이어 상기 핫 롤링시킨 티타늄 원판을 어닐링(annealing) 공정과 피클링(pickling) 공정을 수행하고, 이어 상기 어닐링 공정과 상기 피클링 공정을 수행한 티타늄 원판을 쿨 롤링(cool rolling) 시킨 다음, 다시 이를 대상으로 상기의 어닐링 공정과 피클링 공정을 수행하여 시트 형태로 제조되고 있다. Such a titanium sheet is obtained by heating a titanium plate having a large and slab-like width, hot-rolling the titanium plate, annealing the hot-rolled titanium plate, The annealing process and the pickling process are then cooled and cooled. The annealing process and the pickling process are then performed on the titanium raw material to form a sheet. .
여기서, 상기 티타늄 시트의 두께를 얇게 제조하기 위하여 상기의 공정들 중에서 상기 원판을 가열하는 공정과 이를 핫 롤링하는 공정과 이에 연이은 어닐링 공정 및 피클링 공정이 반복적으로 약 3 내지 4회 수행되고 있다. 이때, 상기 공정들을 반복적으로 수행하는 도중 티타늄의 높은 반응성으로 인해 상기 티타늄 원판의 표면에는 산화막이 형성될 수밖에 없으므로, 이 산화막을 제거하는 공정이 추가적으로 진행될 수 있다.In order to reduce the thickness of the titanium sheet, the process of heating the disk, the hot rolling process, and the subsequent annealing process and pickling process are repeatedly performed about 3 to 4 times. At this time, an oxide film is formed on the surface of the titanium disk due to the high reactivity of titanium during the repeated processes, so that the oxide film can be further removed.
그러나, 상기 산화막을 제거하는 과정에서 상기 산화막 뿐만 아니라 상기 티타늄 원판의 일부도 제거됨에 따라, 이로부터 제조되는 티타늄 시트의 생산 수율이 떨어지는 문제점을 안고 있다.However, in the process of removing the oxide film, not only the oxide film but also a part of the titanium disk is removed, and the production yield of the titanium sheet produced therefrom is lowered.
본 발명의 목적은 소결 방식을 이용하여 산화막의 형성 없이 금속 판재를 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a metal plate material without forming an oxide film using a sintering method.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기한 방법이 적용된 금속 판재의 제조 장치에 관한 것이다. Another object of the present invention is to provide an apparatus for manufacturing a metal plate to which the above method is applied.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 금속 판재의 제조 방법은 금속 입자를 포함하는 분말을 준비하는 단계, 상기 분말을 시트 형태로 연속적으로 압연하여 원료 시트를 형성하는 단계 및 상기 형성되는 원료 시트에 레이저 빔을 조사하여 상기 원료 시트를 소결함으로써 금속 판재를 형성하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a metal plate, comprising: preparing a powder containing metal particles; continuously rolling the powder in a sheet form to form a raw sheet; And forming a metal sheet by sintering the raw sheet by irradiating a raw sheet to be formed with a laser beam.
일 실시예에 따른 상기 원료 시트를 형성하는 단계에서는 상기 원료 시트가 10 내지 40%의 공극률을 갖도록 압연할 수 있다.In the step of forming the raw material sheet according to one embodiment, the raw material sheet may be rolled so as to have a porosity of 10 to 40%.
일 실시예에 따른 상기 레이저 빔은 상기 원료 시트의 폭을 포함하는 면적을 가지면서 위치에 따라 균일한 에너지를 갖도록 조사될 수 있다.The laser beam according to an exemplary embodiment may be irradiated so as to have uniform energy depending on positions while having an area including a width of the raw sheet.
다른 실시예에 따른 상기 레이저빔은 상기 원료 시트의 폭 방향을 따라 왕복 이동하면서 조사될 수 있다.The laser beam according to another embodiment may be irradiated while reciprocating along the width direction of the raw sheet.
일 실시예에 따른 상기 금속 판재를 형성하는 단계 이후에, 상기 금속 판재의 제조 방법은 상기 금속 판재를 재압연하는 단계 및 상기 재압연한 금속 판재를 냉각하는 단계를 더 포함할 수 있다.After the step of forming the metal plate according to one embodiment, the method of manufacturing the metal plate may further include re-rolling the metal plate and cooling the re-rolled metal plate.
일 실시예에 따른 상기 금속 입자는 티타늄(titanium)을 포함할 수 있다.The metal particles according to one embodiment may include titanium.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 금속 판재 제조 장치는 분말 저장부, 분말 압연부 및 레이저 조사부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for manufacturing a metal plate, including a powder storage unit, a powder rolling unit, and a laser irradiation unit.
상기 분말 저장부는 금속 입자를 포함하는 분말이 채워지며, 상기 분말이 배출되는 배출구를 갖는다. 상기 분말 압연부는 상기 배출구에 설치되며, 원료 시트를 형성하기 위하여 상기 분말을 시트 형태로 연속적으로 압연한다. 상기 레이저 조사부는 상기 분말 압연부와 인접하게 설치되어 상기 분말 압연부로부터 상기 원료 시트를 공급받으며, 상기 공급받은 원료 시트에 레이저 빔을 조사하여 상기 원료 시트를 소결함으로써 금속 판재가 형성되도록 한다.The powder reservoir is filled with a powder containing metal particles and has an outlet through which the powder is discharged. The powder rolling section is installed at the discharge port and continuously rolls the powder into a sheet form to form a raw sheet. The laser irradiation unit is installed adjacent to the powder rolling unit, receives the raw sheet from the powder rolling unit, and sinters the raw sheet by irradiating the supplied raw sheet with a laser beam so that a metal plate is formed.
일 실시예에 따른 상기 분말 압연부는 상기 원료 시트가 10 내지 40%의 공극률을 가지면서 압연되도록 그 사이 간격이 조정된 제1 및 제2 압연 롤러들을 포함할 수 있다.The powder rolling unit according to an embodiment may include first and second rolling rollers whose intervals are adjusted so that the raw material sheet is rolled with a porosity of 10 to 40%.
일 실시예에 따른 상기 금속 판재 제조 장치는 상기 금속 판재가 공급되도록 상기 레이저 조사부와 인접하게 설치되어 상기 금속 판재를 재압연하는 재압연 롤러 및 상기 재압연된 금속 판재가 공급되도록 상기 재압연 롤러와 인접하게 설치되어 상기 재압연된 금속 판재를 냉각시키는 냉각 롤러를 더 포함할 수 있다.The apparatus for manufacturing a metal plate according to an embodiment of the present invention includes a re-rolling roller provided adjacent to the laser irradiating unit to supply the metal plate and re-rolling the metal plate, and a re-rolling roller for re-rolling the metal plate, And a cooling roller installed adjacent to the re-rolled metal plate to cool the re-rolled metal plate.
이러한 금속 판재의 제조 방법 및 장치에 따르면, 티타늄(titanium)과 같은 금속 입자를 포함하는 분말을 압연하여 원료 시트를 형성한 다음, 상기 원료 시트에 레이저 빔을 조사하여 상기 원료 시트를 소결하여 금속 판재를 제조함으로써, 상기 금속 입자가 외부로 노출된 상태에서 이를 직접적으로 가열하는 공정이 없어 그 반응성에 의해서 표면에 산화막이 형성되는 것을 방지할 수 있다.According to such a method and apparatus for manufacturing a metal plate, powder containing metal particles such as titanium is rolled to form a raw sheet, and the raw sheet is then sintered by irradiating the raw sheet with a laser beam, It is possible to prevent the formation of an oxide film on the surface due to the reactivity of the metal particles because there is no step of directly heating the metal particles in a state that the metal particles are exposed to the outside.
이에 따라, 배경기술에서와 같이 산화막을 제거하는 공정이 필요 없으므로, 이로 인해 발생될 수 있는 원재료의 로스(loss)를 방지하여 생산 수율을 향상시킬 수 있다. Accordingly, since a process for removing the oxide film is not necessary as in the background art, it is possible to prevent the loss of the raw material that may be caused thereby and to improve the production yield.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 판재 제조 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 A부분을 확대한 도면이다.
도 3은 도 2에 확대된 원료 시트에 레이저 빔이 조사되는 상태를 위에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 레이저 빔의 위치에 따른 강도를 나타낸 그래프이다.
도 5는 도 3에 도시된 레이저 빔이 조사되는 상태의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 금속 판재 제조 장치를 이용하여 금속 판재를 제조하는 방법을 순서적으로 나타낸 도면이다. 1 is a schematic view of an apparatus for manufacturing a metal plate according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged view of a portion A in Fig.
Fig. 3 is a top view of a state in which a laser beam is irradiated onto the raw sheet expanded in Fig. 2; Fig.
FIG. 4 is a graph showing the intensity according to the position of the laser beam shown in FIG.
5 is a view showing another embodiment of the state in which the laser beam shown in FIG. 3 is irradiated.
FIG. 6 is a diagram sequentially illustrating a method of manufacturing a metal plate using the apparatus for manufacturing a metal plate shown in FIG. 1. FIG.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 금속 판재의 제조 방법 및 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.Hereinafter, a method and an apparatus for manufacturing a metal plate according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged to illustrate the present invention in order to clarify the present invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
On the other hand, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 판재 제조 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 1 is a schematic view of an apparatus for manufacturing a metal plate according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 판재 제조 장치(1000)는 분말 저장부(100), 분말 압연부(200), 레이저 조사부(300) 및 판재 절단부(400)를 포함한다.1, an
상기 분말 저장부(100)에는 금속 입자를 포함하는 분말(10)이 채워진다. 이때, 상기 금속 입자는 티타늄(titanium, Ti)을 포함할 수 있다. 상기 티타늄은 비중이 약 4.51로써 구리(Cu) 또는 니켈(Ni)의 약 50% 수준으로 매우 가볍고, 강도도 약 30 내지 75Kgf/㎟ 수준으로 다른 금속보다 매우 높으면서 내식성도 백금(Pt)에 버금갈 정도로 탁월할 뿐 아니라, 무독성 특징을 가지고 있다. 이에, 상기 티타늄은 석유화학, 항공, 스포츠, 정밀 기기, 해양 개발, 자동차 또는 의료 등의 분야에서 폭넓게 사용되고 있다. The powder storage part (100) is filled with powder (10) containing metal particles. At this time, the metal particles may include titanium (Ti). The titanium has a specific gravity of about 4.51, which is about 50% of copper (Cu) or nickel (Ni) and is very light and has a strength of about 30 to 75 kgf / And it has a non-toxic characteristic. Accordingly, titanium is widely used in the fields of petrochemical, aviation, sports, precision instrument, marine development, automobile or medical field.
상기 분말 저장부(100)는 하부로 갈수록 좁아지는 쐐기 형상을 갖는 통상적인 호퍼(hopper)와 유사한 구조를 가질 수 있다. 이에, 상기 분말 저장부(100)는 상기 분말(10)을 중력을 통해 쉽게 외부로 배출되도록 그 하단부에 배출구(110)를 가질 수 있다.The
상기 분말 압연부(200)는 상기 분말 저장부(100)의 배출구(110)에 설치된다. 상기 분말 압연부(200)는 상기 배출구(110)로부터 배출되는 분말(10)을 시트 형태로 압연하여 원료 시트(20)를 형성한다. 이러한 분말 압연부(200)는 상기 배출되는 분말(10)이 그 사이를 통과하면서 자연스럽게 압연되도록 두 개의 제1 및 제2 압연 롤러(210, 220)들이 서로 마주하는 구조를 가질 수 있다. 이에, 상기 제1 및 제2 압연 롤러(210, 220)들에 의해서 형성된 원료 시트(20)는 상기 제1 및 제2 압연 롤러(210, 220)들의 사이 간격과 회전 속도를 조정함에 따라 그 공극률과 두께가 조절될 수 있다.The powder rolling
이에, 상기 제1 및 제2 압연 롤러(210, 220)들의 사이 간격을 상기 원료 시트(20)의 공극률이 약 10% 미만이 되도록 조정할 경우에는 그 경도가 너무 높아 상기 원료 시트(20)에 균열이나 깨짐이 발생할 수 있고 이후의 3차원 입체 형상을 형성이 잘 이루어지지 않을 뿐 아니라 재활용도 어려우므로 바람직하지 않고, 상기 원료 시트(20)의 공극률이 약 40%를 초과되도록 조정할 경우에는 상기 원료 시트(20)의 형태가 이후의 공정에서 그대로 유지되기 어려울 뿐 아니라 이후의 3차원 입체 형상을 형성하기 위하여 소결할 때 수축이 많이 발생하여 바람직하지 않다. 따라서, 상기 제1 및 제2 압연 롤러(210, 220)들의 사이 간격은 상기 원료 시트(20)의 공극률이 약 10 내지 40%를 갖도록 조정하는 것이 바람직하다. 아울러, 상기 제1 및 제2 압연 롤러(210, 220)들의 사이 간격은 상기 원료 시트(20)의 공극률이 약 20 내지 30%를 갖도록 조정하는 것이 더 바람직하다.If the gap between the first and second
상기 레이저 조사부(300)는 상기 분말 압연부(200)와 인접하게 설치된다. 상기 레이저 조사부(300)는 상기 분말 압연부(200)로부터 상기 원료 시트(20)를 공급 받는다. 이때, 상기 금속 판재 제조 장치(1000)는 상기 레이저 조사부(300)에 상기 원료 시트(20)를 원활하게 공급하기 위하여 상기 분말 압연부(200)와 상기 레이저 조사부(300) 사이에 시트 공급부(350)를 더 포함할 수 있다. 상기 시트 공급부(350)는 상기 원료 시트(20)를 그 양면에서 회전하면서 상기 레이저 조사부(300)에 공급하는 두 개의 제1 및 제2 공급 롤러(352, 354)들을 포함할 수 있다. The
상기 레이저 조사부(300)는 상기 레이저 빔(30)을 상기 시트 공급부(350)로부터 공급되는 원료 시트(20)에 조사하여 상기 원료 시트(20)를 소결하여 경화시킨다. 이하, 상기 레이저 조사부(300)로부터 상기 레이저 빔(30)이 조사되는 구조에 대하여 도 2 내지 도 5를 추가적으로 참조하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.The
도 2는 도 1의 A부분을 확대한 도면이고, 도 3은 도 2에 확대된 원료 시트에 레이저 빔이 조사되는 상태를 위에서 바라본 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 레이저 빔의 위치에 따른 강도를 나타낸 그래프이며, 도 5는 도 3에 도시된 레이저 빔이 조사되는 상태의 다른 실시예를 나타낸 도면이다. Fig. 2 is an enlarged view of a portion A in Fig. 1, Fig. 3 is a top view of a state in which a laser beam is irradiated onto the raw sheet expanded in Fig. 2, Fig. 4 is a cross- FIG. 5 is a view showing another embodiment of a state in which the laser beam shown in FIG. 3 is irradiated.
도 2 내지 도 5를 추가적으로 참조하면, 상기 레이저 조사부(300)는 상기 원료 시트(20)의 폭(W)을 포함하는 면적을 갖도록 상기 레이저 빔(30)을 상기 원료 시트(20)에 조사할 수 있다. 이때, 상기 레이저 빔(30)은 예컨대 약 75㎜ 정도의 폭을 가질 수 있다.2 to 5, the
이러면, 상기 시트 공급부(350)의 제1 및 제2 공급 롤러(352, 354)들에 의해서 상기 원료 시트(20)가 연속적으로 공급되는 상황에서 정지 동작 없이 연속적으로 상기 원료 시트(20)에 상기 레이저 빔(30)을 조사하면서 소결하여 금속 판재(40)를 형성할 수 있다. 이에, 본 실시예와 같이 상기 레이저 빔(30)이 상기 원료 시트(20)의 폭(W)을 포함하는 면적을 가지면서 조사될 경우에는 그 면적에 의해서 상기 원료 시트(20)를 안정적으로 소결할 수 있지만, 상기 원료 시트(20)가 공급되는 속도를 느리게 조절한다면 상기 레이저 빔(30)이 상기 원료 시트(20)의 폭(W)을 포함하는 길이를 가지면서 조사되어도 상기 연속적으로 공급되는 원료 시트(20)를 소결할 수 있다. 또한, 상기 레이저 조사부(300)는 상기 레이저 빔(30)을 도 4에서와 같이 위치에 따라 균일한 에너지, 즉 강도를 갖도록 조사하여 상기 원료 시트(20)를 전체적으로 균일하게 소결할 수 있다. In this case, the
이와 달리, 상기 레이저 조사부(300)는 도 5에서와 같이 상기 원료 시트(20)의 폭(W) 방향을 왕복 이동하면서 상기 레이저 빔(30)을 상기 원료 시트(20)에 조사할 수 있다. 이러면, 그 폭(W)이 상기 도 3을 참조한 실시예에 따른 상기 레이저 빔(30)의 최대폭보다 더 넓은 원료 시트(20)도 상기 도 5를 참조한 방식에 따라 상기 레이저 빔(30)을 조사하여 소결할 수 있다.5, the
상기 판재 절단부(400)는 상기 레이저 조사부(300)와 인접하게 설치된다. 상기 판재 절단부(400)는 상기 레이저 조사부(300)로부터 소결된 금속 판재(40)를 공급받아서 산업적으로 활용할 수 있도록 사용자가 원하는 사이즈 또는 규격화된 사이즈로 절단한다. 이와 달리, 상기 판재 절단부(400)를 대신하여 상기 금속 판재(40)를 코일링하는 판재 코일러(미도시)가 설치될 수 있다.The plate
이때, 상기 금속 판재 제조 장치(1000)는 상기 레이저 조사부(300)와 상기 판재 절단부(400) 사이에 상기 금속 판재(40)를 두께 조절과 기공 압착에 의한 치밀도의 상승을 위하여 고온에서 재압연하기 위한 재압연 롤러(500)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 금속 판재 제조 장치(1000)는 상기 재압연 롤러(500)와 상기 판재 절단부(400) 사이에 상기 재압연 롤러(500)에 의해서 재압연된 금속 판재(40)를 냉각시키는 냉각 롤러(600)를 더 포함할 수 있다.At this time, the
이럴 경우, 상기 레이저 조사부(300)로부터 조사되는 레이저 빔(30)에 의해 상기 원료 시트(20)가 소결되어 안정화되는 과정에서, 상기 원료 시트(20)에 다른 불순물이 포함되거나 이와 반응하는 것을 방지하기 위하여 상기 재압연 롤러(500) 및 상기 냉각 롤러(600)는 진공 설비(700)에 의한 진공 공간에 설치될 수 있다. 반면, 상기 레이저 조사부(300)는 상기 진공 설비(700)를 상기 레이저 빔(30)의 투과가 가능한 석영 유리 재질로 제작하여 상기 진공 설비(700)의 외부에 설치하는 것이 바람직하다. 이러면, 상기 진공 설비(700)를 최소의 사이즈로 제작하여 공간의 효율성 및 제조 비용 절감 등의 효과를 기대할 수 있다. In this case, during the process of sintering and stabilizing the
이하, 상기의 금속 판재 제조 장치(1000)를 이용하여 실질적으로 금속 판재(40)를 제조하는 방법에 대해서 도 6을 추가적으로 참조하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, a method of manufacturing the
도 6은 도 1에 도시된 금속 판재 제조 장치를 이용하여 금속 판재를 제조하는 방법을 순서적으로 나타낸 도면이다. FIG. 6 is a diagram sequentially illustrating a method of manufacturing a metal plate using the apparatus for manufacturing a metal plate shown in FIG. 1. FIG.
도 6을 추가적으로 참조하면, 우선 상기 금속 판재(40)를 제조하기 위하여 티타늄을 금속 입자로써 포함하는 분말(10)을 분말 저장부(100)에 채워서 준비한다(S100). 6, first, the
이어서, 상기 분말 저장부(100)의 배출구(110)로부터 배출되는 분말(10)을 상기 분말 압연부(200)의 제1 및 제2 압연 롤러(210, 220)들을 통해 연속적으로 압연하여 상기 원료 시트(20)를 형성한다(S200). 이때, 상기 원료 시트(20)는 상기의 분말 압연부(200)의 설명에서와 같이 약 10 내지 40%의 공극률를 갖도록 압연할 수 있다.The
이어서, 상기 분말 압연부(200)로부터 형성된 원료 시트(20)에 상기 레이저 조사부(300)로부터 상기 레이저 빔(30)을 조사하여 상기 원료 시트(20)를 소결함으로써 금속 판재를 형성한다(S300). The metal sheet is formed by irradiating the
이때, 상기 원료 시트(20)는 상기 제1 및 제2 공급 롤러(352, 354)들로 구성된 시트 공급부(350)를 통해서 상기 레이저 조사부(300)에 연속적으로 공급될 수 있다. 이에, 상기 레이저 조사부(300)는 상기 연속적으로 공급되는 원료 시트(20)에 정지 동작 없이 전체적으로 균일하게 소결시키기 위하여 도 3에서와 같이 상기 원료 시트(20)의 폭(W)을 포함하는 면적 또는 길이를 가지면서 위치에 따라 균일한 에너지로 상기 레이저 빔(30)을 조사할 수 있다. 이와 달리, 상기 레이저 조사부(300)는 도 5에서와 같이 상기 원료 시트(20)의 폭 방향을 따라 왕복 이동하면서 상기 레이저 빔(30)을 조사할 수 있다.At this time, the
이어서, 상기 금속 판재(40)를 공급 받아서 상기 재압연 롤러(500)를 통해서 고온으로 재압연한다(S400). 이러면, 상기 금속 판재(40)는 두께가 조절될 뿐 아니라, 기공이 압착되어 치밀도가 상승될 수 있다.Subsequently, the
이어서, 상기 재압연 롤러(500)에 의해서 고온으로 재압연된 금속 판재(40)를 냉각시킨다(S500). 이후, 상기 냉각된 금속 판재(40)를 사용자 원하는 사이즈 또는 규격화된 사이즈로 절단하거나, 이를 코일링할 수 있다. Subsequently, the
이와 같이, 상기 티타늄과 같은 금속 입자를 갖는 분말(10)을 압연하여 상기 원료 시트(20)를 형성한 다음, 상기 원료 시트(20)에 상기 레이저 빔(30)을 조사하여 상기 원료 시트(20)를 소결하여 상기 금속 판재(40)들을 제조함으로써, 상기 금속 입자가 외부로 노출된 상태에서 이를 직접적으로 가열하는 공정이 없어 그 반응성에 의해서 표면에 산화막이 형성되는 것을 방지하고 불순물의 함량을 제어할 수 있다.After the
이에 따라, 배경기술에서와 같이 산화막을 제거하는 공정이 필요 없으므로, 이로 인해 발생될 수 있는 원재료의 로스(loss)를 방지하여 생산 수율을 향상시킬 수 있다. Accordingly, since a process for removing the oxide film is not necessary as in the background art, it is possible to prevent the loss of the raw material that may be caused thereby and to improve the production yield.
또한, 상기 금속 판재(40)들은 상기 분말 저장부(100), 상기 분말 압연부(200), 상기 레이저 조사부(300), 상기 판재 절단부(400), 상기 재압연 롤러(500) 및 상기 냉각 롤러(600)와 같이 비교적 단순하면서 간소화된 구성들에 의해서 제조되므로, 설비 공간을 효율적으로 활용할 수 있을 뿐만 아니라 이에 따른 비용도 절감할 수 있다는 추가적인 효과도 기대할 수 있다.The
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical and exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
10 : 분말
20 : 원료 시트
30 : 레이저 빔
40 : 금속 판재
100 : 분말 저장부
110 : 배출구
200 : 분말 압연부
210 : 제1 압연 롤러
220 : 제2 압연 롤러
300 : 레이저 조사부
350 : 시트 공급부
352 : 제1 공급 롤러
354 : 제2 공급 롤러
400 : 판재 절단부
500 : 재압연 롤러
600 : 냉각 롤러
700 : 진공 설비
1000 : 금속 판재 제조 장치10: Powder 20: Raw material sheet
30: laser beam 40: metal plate
100: Powder storage part 110:
200: powder rolling section 210: first rolling roller
220: second rolling roller 300: laser irradiation part
350: sheet feeding part 352: first feeding roller
354: second supply roller 400: plate material cutting section
500: re-rolling roller 600: cooling roller
700: Vacuum equipment 1000: Metal plate manufacturing equipment
Claims (10)
상기 분말을 시트 형태로 연속적으로 압연하여 원료 시트를 형성하는 단계; 및
상기 형성되는 원료 시트에 레이저 빔을 조사하여 상기 원료 시트를 소결함으로써 금속 판재를 형성하는 단계를 포함하는 금속 판재의 제조 방법.Preparing a powder comprising metal particles;
Continuously rolling the powder in a sheet form to form a raw sheet; And
And forming a metal sheet by sintering the raw sheet by irradiating a laser beam onto the raw sheet to be formed.
상기 금속 판재를 재압연하는 단계; 및
상기 재압연한 금속 판재를 냉각하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 판재의 제조 방법.The method as claimed in claim 1, wherein, after forming the metal plate,
Re-rolling the metal plate; And
Further comprising the step of cooling the re-rolled metal sheet.
상기 배출구에 설치되며, 원료 시트를 형성하기 위하여 상기 분말을 시트 형태로 연속적으로 압연하는 분말 압연부; 및
상기 분말 압연부와 인접하게 설치되어 상기 분말 압연부로부터 상기 원료 시트를 공급받으며, 상기 공급받은 원료 시트에 레이저 빔을 조사하여 상기 원료 시트를 소결함으로써 금속 판재가 형성되도록 하는 레이저 조사부를 포함하는 금속 판재 제조 장치.A powder storage portion filled with a powder containing metal particles and having an outlet through which the powder is discharged;
A powder rolling section installed at the discharge port and continuously rolling the powder into a sheet form to form a raw material sheet; And
And a laser irradiating portion provided adjacent to the powder rolling portion to receive the raw material sheet from the powder rolled portion and to form a metallic sheet material by sintering the raw material sheet by irradiating the supplied raw material sheet with a laser beam, Sheet material manufacturing apparatus.
상기 금속 판재가 공급되도록 상기 레이저 조사부와 인접하게 설치되어, 상기 금속 판재를 재압연하는 재압연 롤러; 및
상기 재압연된 금속 판재가 공급되도록 상기 재압연 롤러와 인접하게 설치되어, 상기 재압연된 금속 판재를 냉각시키는 냉각 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 판재의 제조 방법.8. The method of claim 7,
A re-rolling roller provided adjacent to the laser irradiation part to supply the metal plate and re-rolling the metal plate; And
Further comprising a cooling roller installed adjacent to the re-rolling roller so as to supply the re-rolled metal plate and cooling the re-rolled metal plate.
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