일반기술

고점성 혼합 분말의 공급장치 및 이를 이용한 레이저 클래딩 방법

고점성 혼합 분말을 이용한 레이저 클래딩 가공 방법은, 고점성 혼합 분말을 제조하는 단계1, 고점성 혼합 분말을 공급 장치에 주입하는 단계2, 모재 위에 고점성 혼합 분말을 공급하는 단계3 및 레이저 클래딩을 수행하는 단계4로 구성되어 있다. 단계 1의 고점성 혼합 분말은 모재 위에 클래딩 가공하기 위한 이종금속 분말 및 고점성 액체 플럭스를 일정 함량 혼합하여 제조한다. 고점성 혼합 분말은 액상 플럭스 50～60 중량% 및 금속 분말 40～50 중량%를 혼합기를 사용하여 혼합 교반한다. 교반 조건은 17～20 ℃, 혼합된 고점성 혼합 분말의 점성계수는 0.0001～0.0003㎡/sec가 바람직하다. 이 범위를 초과하면 점도가 너무 높아 이송하기가 어렵고, 미만인 경우 경사진 복합면 및 물체의 하부에 레이저 클래딩이 어렵게 된다. 단계 2는 혼합된 고점성 혼합 분말을 고점성 혼합 분말 공급장치에 주입하는 단계로서 분리된 주입 장치부에 고점성 혼합 분말을 주입한다. 단계 3은 혼합 분말 공급 장치에서 일정한 양과 속도로 고점성 혼합 분말을 모재 위에 공급하는 단계로서, 모재, 이종금속의 종류 및 클래딩 두께 등에 따라 그 속도와 양을 조절할 수 있다. 단계 4는 레이저 클래딩을 수행하는 단계로서, 2 kW급 CO2 레이저 및 200 W급 Nd:YAG 레어저 등을 이용하며, 레어저 출력은 혼합 분말, 모재 및 클래딩 시간에 따라 조절할 수 있다. 본 기술은 고점성 혼합 분말이 장치 내에 주입되는 주입부, 스텝 모터에서 동력을 받아 고점성 혼합 분말을 밀어주는 역할을 하는 스크류 장치 및 고점성 혼합 분말을 배출하는 공급 노즐부로 구성된 주입 장치부 및 주입 장치부와 일직선 상에 위치하여 스크류 장치를 기동시키기 위한 스텝 모터로 구성되어 있으며, 레이저 빔 이송 가이드에 고정된 고점성 혼합 분말 공급 장치를 이용하여 레이저 클래딩 가공 진행하는 특징이 있다.본 기술에 의한 레이저 클래딩 방법은 혼합 분말을 일정한 공급 속도로 지속적으로 이송시킬 수 있고, 혼합 분말 공급 위치 제어가 용이하며, 경사진 복합면 및 물체의 하부에 클래딩이 가능하고, 다양한 조성 및 경도의 클래딩이 용이하여 재료의 선택 폭이 넓어지고, 생산 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. 본 기술에 의한 레이저 클래딩 가공은 자동차 엔진 밸브, 알루미늄 부품, 발전산업, 항공 우주 산업 등에 적용되는데, 이 분야 시장이 꾸준한 성장성과 시장규모가 있는 분야로서, 향후 시장성이 있을 것으로 판단된다. 즉, 본 기술은 자동차산업과 항공산업의 적용되는 장치 및 공정 기술로서 향후 성장성 및 파급효과가 큰 기술이다. 레이저 클래딩 기술은 자동차 산업, 기계산업에 이용이 되고 있으며, 본 기술은 레이저 클래딩 장치에 대한 기술로서 자동차 업체나 각종 기계제작업체에 레이저 클래딩 장비를 납품하는 형식으로 진행이 될 것으로 판단된다. 따라서, 본 기술을 사업화하기 위해서는 레이저 클래딩 분야의 기술을 보유하고 있고, 자동차 업계나 기계 제작업체에 대한 마케팅 능력이 있는 업체에 대한 기술이전을 통하여 사업화를 진행하는 것이 타당할 것으로 판단된다.