연속주조 관련기술 및 설비
연속주조용 각종 주형제품, 각종 반송설비, 대형 정밀금형, FA설비, 제철관련 설비 및 기기
- 보유기관
- 특허법인충정
- 등록일
- 2000-01-17
산업기술 통합검색
연속주조용 각종 주형제품, 각종 반송설비, 대형 정밀금형, FA설비, 제철관련 설비 및 기기
본 고안은 선반의 주측대와 심압대의 센터에 절삭된 가공 물을 고정하고 절삭가공을 할때 외력에 의하여 변형이 생기지 않도록 가공물에 심압대의 센터구멍을 형성시키는 센터드릴을 드릴의 길이에 구애됨이 없이 센터드릴 몸체내에 조립할수 있게 된 것
프레스기의 전동장치를 개량 프레스판의 하강속도를 가공작업의 종류에 따라 적절히 변속시킬수 있도록하여 단일기종으로 다양한 작업을 능률적으로 처리할수 있도록하고 작업중 긴급시에는 브레이크 제동이 순간적으로 이루어지게 하며 필요시 크랭크축의 역회전이 가능케하여 안전사고 또는 가공작업의 불량률을 줄일수 있게 한 발명
바람떡이나 만두,송편등을 성형하여 제조할 수 있도록 고안된 성형 제조장치에 있어서 완성품의 형태에 따라 요홈을 일정 간격으로 다수개 요설시켜 단시간에 많은양의 떡을 절단 성형할 수 있도록 안출한 고안
아주 드문 텅스텐 금속을 사용하면 아주 경제적으로 절삭 공구를 제작할 수 있다.이 연삭기는:- 고속 금속은 압연된 고품질 금속의 아주 작은 부위인 절삭 표면에만 사용된다.- 고속 금속의 소비가 3-5배 감소된다.- 경화 잔류 응력이 상당히 감소된다.- 공구의 작업 용량이 2-4배 증가한다.절삭 공구의 제작에는 소성 변형 및 고온 납땜법이 사용된다.
사출압력, 사출속도, 용탕온도 등 최적의 작업조건 선정. 금형에서 air vent의 수, 크기 및 형상 등 최적의 조조방안 선정. 비파괴시험에 의한 시제품의 내압성 및 기밀성 시험 등 성능 평가.장점 - 기존의 진공에 의한 다이 캐스팅에 희애 제조하므로 대량생산이 용이하며 단가가 저렴하고 알루미늄합금으로 대체 하므로 경량화 효과가 탁월함. 일반 다이 캐스팅으로 제조하므로 진공에 의한 다이 캐스팅에 비하여 생산성이 높고 단가가 저렴하고 또한 기존의 철소재에 의한 조조품에 비하여 알루미늄으로 대체하므로 경량화 효과가 지대함.
- 초기 고속강의 그레인과 구조적 성분의 정제 ; - 후속 열처리에서의 그레인 성장 억제와 고합금 균질 메트릭스의 제조 ; - 강의 고응력-변형 성질과 미세 그레인 구조를 동시에 획득하는 고경도와 내마모성의 획득. 공구 강도는 3-4배가 많으며 재성형 후 저하되지 않는다. 직경 25mm까지의 공구(드릴, 탭, 엔드밀, 리머, 펀치) 강화용 EPT의 기술과 장비를 제공한다.플랫 구체물 강화용 기술 및 장비 EPT
절삭 공구 제조에서 매우 희귀한 텅스텐강의 사용을 절약할 수 있다. 우리 밀에서는 다음과 같이 할 수 있다. - 고속도강은 고품질 압연강의 작은 부분으로서 절삭면에만 사용할 수 있다. - 고속도강 소비는 3-5배 만큼 감소된다. - 경화 잔여 응력은 상당히 감소된다. - 공구 작업 용량은 2-4배 만큼 증가된다. 절삭 공구의 제조 공정은 소성 변형과 고온 납땜 방식을 사용한다 기술 자료 : 직경, mm 20-60절삭 부분 길이, mm 20-200 잇수 3 모든 파라미터용 카바이드 불균질 등급 1-2
백열광 방출의 펄스식 조작은 10㎲ 내지 10㎳동안의 충격기간과 10Hz 내지 10kHz의 펄스 반복율로 실현한다. 작은면식 결정을 가진 고품질 다이어몬드 필름은 10㎛까지의 성장 속도에서 10㎠ 면적을 가진 기질 위에 만들어진다. 우리의 펄스식 방출은 보통 CW, 방출 내의 고유 전류 밀도와 비교하여 3개의 독립적으로 제어할 수 있는 파라미터(전류 밀도, 펄스기간, 반복율)를 가진다. 이러한 이유 때문에, 우리의 방식은 각종 산업용 적용을 위해 조정할 수 있다. 주 장점은 에너지 저소비와 다이어몬드 필름의 저가이다.미래 산업 적용(예를 들어, 다이어몬드 피복 절삭 공구의 생산)용의 실험적 실제크기 반응장치의 설계, 제조와 시험.
- 초기 고속 회전 금속의 입자 및 금속의 구조를 더 정교화함- 열처리 시에 입자가 커지는 것을 막고 균일한 고합금 구조로 만듬- 금속의 강도를 높이고 마모에 강하게 한다. 동시에, 고 응력-변형률 특성을 갖게 하며 금속의 미세한 입자 구조를 갖게 한다.도구의 강도는 3-4배 강하며 다시 갈아도 이상이 없다. 다음이 제안된다: 지름 25mm이하의 도구(드릴, 탭, 밀링 기계, 펀치, 리아머)의 강성을 높이는 EPT의 기술 및 장비.평면 도구의 강성을 높이는 EPT 기술 및 도구
아주 드문 텅스탄 금속을 사용하면 아주 경제적으로 절삭 공구를 제작할 수 있다.이 연삭기는:- 고속 금속은 압연된 고품질 금속의 아주 작은 부위인 절삭 표면에만 사용된다.- 고속 금속의 소비가 3-5배 감소된다.- 경화 잔류 응력이 상당히 감소된다.- 공구의 작업 용량이 2-4배 증가한다.절삭 공구의 제작에는 소성 변형 및 고온 납땜법이 사용된다.
우수한 Al Flake 분말 제조를 위한 최적의 볼밀링 공정 확립. 볼밀링 공정에 의해 Flake분말이 제조되는 과정에 대한 Analytical 방법 적용. 본 기술과 관련하여 막대한 기술력을 가지고 있는 협력기관인 러시아 VAMI연구소로부터 분말양산화 장비 도면,분말 Granulation 기술 입수Flake상 미세알루미늄 분말 제조 기술 확립 및 기 타 비철 합금 분말에 파금 적용분말의 특성 향상을 통한 최종 제품의 품질향상 .
최적 연속 전해드레싱 시스템을 적용함으로서 페라이트, 파인세라믹, 초경합금, 산화마그네슘, 금형강, 실리콘웨이퍼등 난삭재의 효과적인 경면연삭을 실현한다. 종전가공법은 폴리싱 및 래핑 공정을 사용하여 난삭재를 가공하였으나, 생산성 향상, 가공환경 개선등을 목적으로 전해드레싱을 적용한 초정밀 연삭가공으로 대체되고 있다. 연속 전해드레싱은 금속결합제 숫돌 주위에 전극을 설치하고, 숫돌회전과 동시에 전해액을 그 사이에 통과하게 하여 펄스전원을 인가함으로서 전기분해 작용에 의한 원리를 적용하여, 연삭시 눈메움과 날무디어짐 현상을 방지한다.연속 전해드레싱 진행시 드레싱 전류를 일정하게 조절 함으로서, 불안정한 전류의 변화에 따른 드레싱 성능 감소를 방지하고 보다 효율적인 최적의 드레싱 상태를 유지함으로서 난삭재의 경면가공을 완성할수 있다.
금오공대 이종찬교수의 정밀가공연구실에서는 세라믹, 고경도 금형강, 특수강 등의 각종 난삭재 정밀가공 및 절삭·연삭 공구 개발에 필요한 연구장비를 갖추어 놓고 기업체의 필요에 따라 연구에 응하고 있다. 연구방법은 압전형 공구동력계를 이용하여 가공시 가공방향과 수직방향의 절삭(연삭)저항력을 측정하고, 공구 현미경, 영상현미경시스템, 전자주사현미경을 사용하여 공구의 마모상태, 마모량 및 마모 메카니즘을 분석한다. 가공표면은 표면조도계로 표면 거칠기를 측정하고, 전자주사현미경으로 표면의 형상변화 및 화학적 변화를 분석한다. 이러한 연구방법으로 이미 여러 가공업체 및 공구 제조업체와 산학협동을 통한 제품개발을 해온 바 있으며 그중 연삭숫돌, 다이아몬드 컷터 블레이드, CBN 볼엔드밀, 다이아몬드 휠 드레싱 스틱 등의 개발사례를 소개한다.
Resin Transfer Molding (RTM)은 형상이 복잡하고 부피가 큰 제품을 용이하게 생산할 수 있는 대표적인 복합재료 성형 공정의 하나이다. RTM 성형에 있어서의 금형 최적 설계 및 성형 조건의 최적화를 위해, 금형 충전시의 수지의 유동을 예측할 수 있는 수치해석 소프트웨어를 개발하였다. 가열된 금형과 수지 사이의 열전달, 수지의 경화 반응 및 보강섬유의 비등방성 등을 고려하였다. 기본적인 RTM 공정 뿐만 아니라, 고강도 제품 성형을 위한 개선된 방법들을 수치 해석할 수 있도록 하였다. 여러 개의 주입구를 적절히 설계된 순서에 따라 순차적으로 개방하는 다중순차주입법, 수지주입 성형과 압축 성형을 병행하는 Resin Transfer/Compression Molding (RT/CM) 등을 해석할 수 있도록 하였으며, 실험을 통해 수치해석 프로그램의 타당성을 검증하였다. 또한, 제품의 강도에 큰 영향을 미치는 미세 기공의 형성 모델을 프로그램 내에 포함시켜, 성형 완료 후의 기공의 함유율을 예측할 수 있도록 하였다. 수치해석 기법으로는 Control Volume Finite Element Method(CVFEM)을 사용하였으며, 이동 경계 문제를 효율적으로 처리하기 위해 Fixed Grid Method를 사용하였다. 성형 공정을 보다 손쉽게 최적 설계하기 위해 Graphic User Interface (GUI)를 채택하였다. 자체 내장된 post processor를 통해 해석 도중에 진행 과정을 확인할 수 있으며, 필요에 따라 설계 공정을 해석 진행 도중에 변경할 수 있도록 하였다.
다이캐스팅에 의해 생산되는 Fuel Distributor Pipe는 재질의 불균일성 및 기공 과다로 인한 불량율이 20%에 달한다. 이의 해결을 위해 조직이 기밀하고 균질한 Squeeze Casting에 의한 Fuel Distributor Pipe 개발에 관한 연구를 수행하여 1차년도에 시작품을 개발하였고, 2 차년도에 해서 기술 구축을 위한 software를 개발하였다. 본 연구에서는 fuel distributor pipe 의 3차원 자유 진동 해석에 적합한 software를 개발하여 실제 fuel distributor pipe를 해석한 결과값과 NASTRAN으로 수행한 결과값이 거의 일치하였다. 본 software는 제작사의 fuel distributor pipe의 해석기술과 know-how축적 및 관련 기술 개발 능력 제고에 기여할 수 있을 것이다.
미세드릴에 의한 구멍가공은 PCB기판, 미세노즐, 정밀 유공압부품, 광학 기기, 광통신부품등의 제조에 널리 쓰이고 있으며, 최근 기계부품의 소형화, 초정밀화 추세에 따라 그 적용범위와 중요성이 점점 커지고 있다. 일반적으로 직경이 1mm이하 를 미세드릴이라고 하는데, 이들 미세 드릴은 강성이 약하고 또 작업중 칩배출이 원활하지 못하기 때문에 가공중 파손이 쉽게 일어나며 그 결과 생산성이 크게 떨어지게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 미세드릴 가공에서는 계단이송(step-feed)절삭방식을 이용하여 칩배출을 원활하게 하고 있으나 공작물의 재질에 따라 스텝량을 얼마로 할 것인지 정하기가 매우 어렵고, 더욱이 실제 가공에서 순간순간 변하는 절삭저항의 변화 등을 고려하지 않고 스텝량을 정하였을 때 드릴파손을 어느 정도 막을 수 있느냐 하는 의문이 제기 된다. 따라서 드릴파손을 최소화하면서 동시에 생산성이 높은 미세드릴 가공을 위해서는 절삭력을 측정하고 그 데이터에 근거해서 절삭이송과 스텝량을 제어하는 감시제어 기능이 필요하다. 본 연구에서는 고속회전(20,000∼100,000rpm)하는 주축의 회전속도 변동을 실시간에 측정해서 절삭력을 간접적으로 추정하고, 절삭력의 과다에 따라 이송량을 적절히 제어함으로써 드릴파손을 막고 생산성을 높일 수 있는 미세 구멍가공용 감시제어 시스템을 개발하였다. 주축의 회전속도 변동은 반사형 포토센서(reflective photo sensor)를 이용하여 검출하였다. 감시제어 시스템은 과부하나 드릴파손과 같은 이상상태를 검출하는 드릴링 상태 감시부(drilling state monitoring unit)와 이송 스텝량을 제어하는 적응 스텝이송 제어부(adaptive step-feed control unit)로 구성되어 있다. 감시제어를 행하지 않는 전통적인 미세드릴 가공과의 비교 평가실험 결과 개발된 시스템이 미세드릴의 파손을 방지하는데 아주 효과적이며 스텝이송 제어를 통해 생산성을 크게 향상시킬 수 있음을 알았다.
최근에 전자, 반도체 재료 광학 재료 및 세라믹 재료를 포함한 각종 경취성 소재에 대한 표면 거칠기, 치수, 및 형상의 고정도화(High Precision and High Accuracy)와 더불어 가공 면의 고품위화(High Surface Integrety)의 요구가 급격히 높아지고 있다. 현재 상기의 용도로 사용되고 있는 각종 경취성 재료의 고능률, 고정도 가공과 관련하여 가장 효과적인 연삭법으로 평가되고 있는 연삭기술로는 금속결합재 다이아몬드 숫돌(Metal Bond Diamond Wheels)을 사용하는 전해드레싱(Electrolytic In-process Dressing: ELID)경면 연삭법을 들 수 있다. 본 연삭법에 의하면 실리콘, 세라믹 재료를 포함한 각종 경취성 재료는 물론 철강재료, 고분자 재료 등의 경면 연삭이 가능하며 또한 높은 제거 효율을 얻을 수 있다. 이때 도달가능한 표면 거칠기는 #4000 숫돌을 사용할 경우에 Rmax 40nm 전후이며 더욱 평활한 면을 얻고자 할 경우에는 #8000 숫돌이 적용된다. 이 기술은 현재 국내의 수 업체에서 실제 생산에 적용되어 긍정적인 평가를 받고 있으며, 다수의 현장에서 적용이 검토되고 있다.
정밀공작기계용 구조물은 일반공작기계용 구조물의 특성과는 달리 시간과 온도변화에 따라 형상 및 치수정밀도가 안정되어야 하고, 절삭작업중 방생되는 내부 및 외부 진동의 흡수성과 감쇠성이 뛰어나야 하며, 또한 정적 및 동적인 불규칙한 힘에 대해서 구조기능이 안정화되도록 설계 제작되어야만 그 성능을 충분히 발휘할 수 있게 된다. 본 Epoxy-granite복합재는 이러한 구비조건에 잘 맞도록 상용의 주철재료를 대체시키는 재료인데, 화강암 알맹이와 분말을 크기별로 골고로 섞어 툴링용 에폭시 수지를 접착재한 복합재료이다. 본 재료의 주요 특징을 보면, 주물재료에 비해서 감쇠성능이 10배, 화강암에 비해서 3배가 되며, 6년간 0.001mm/m의 치수안정성이 보장되고, 주철재 재료와 선팽창계수도 비슷하여 주위 구조물과 잘 조화되고, 큐어링은 30시간이면 되는 등의 가내공업식도 가능한 장점이 있다. 그리고 인서트 및 안내면을 위한 특수 공법을 사용하므로 가공비가 저렴하게 들고, 주물재료 처럼 열가열도 필요 없고, 제품 가격도 가공비를 포함하게 되면 추철재를 이용한 구조물과 비슷한 수준이다. 초기에는 초정밀가공기를 위한 화강암재 베드의 대용품이었으나, 현재에는 연삭기, CNC선반, 밀링머신, 3차원측정기, 각종 CMM장비의 Gantry base, motion base 등 다양한 용도로 사용되고 있다. 선진국에서는 이미 80년대 후반부터 상용화되기 시작하여 현재 세계적으로 10여개의 관련 회사가 있으나, 국내에는 아직 시작 단계이다. 서울산업대학교에서는 7년전부터 본 연구에 착수하여 관련 기술을 지속적으로 축적하여 왔으며, 현재에는 관련 기업체에의 응용 및 기술 이전시켜 주고 있는 단계에 있다.
현재 산업계에서는 밀링의 황삭 가공 중 공구의 과부하를 방지하기 위하여 낮은 이송속도로 가공을 하거나 수작업(手作業)으로 이송속도를 제어하면서 가공을 하고 있다. 본 연구에서는 절삭 공정에 아무런 방해없이 절삭 공정을 감시할 수 있는 모터 전류 중 절삭 방향에 관계없고 준정적 민감도(quasi-static sensitivity)가 높은 주축모터 전류를 이용하여 실시간으로 절삭력을 간접적으로 측정하고 이송속도를 제어하여 일정한 절삭력으로 가공함으로써 공구의 과부하를 방지하고 생산성을 향상시키는 것을 목적으로 한다. 공구 1회전당 최대 주축모터 전류의 자승평균(RMS)값은 공구 1회전당 최대 절삭력과 선형적인 관계를 가졌으며 F/V 컨버터의 전압을 측정하여 다양한 주축 회전 속도에서의 주축모터 전류와 절삭력과의 선형관계를 얻었다. 이송속도를 제어하기 위해서 공작기계 콘트롤러 박스 내의 PMC (programmable machine controller) 프로그램을 변경하여 이송속도 오버라이드(override)를 0%에서 255% 까지 제어할 수 있게 하였다. 주축모터 전류와 절삭력과의 선형적인 관계와 PMC 프로그램의 변경을 통해 주축모터 전류를 측정함으로써 공작물의 재질과 형상 등에 관계없이 공구 1회전당 최대 절삭력을 일정하게 유지할 수 있었으며, 특히 2축이상의 가공과 높은 주축 회전 속도에서도 절삭력을 일정하게 제어할 수 있었다.