진공 브레이징의 경우, 단일 유형이 아닌 다단계 펌프 시스템이 필요합니다. 이 공정은 일반적으로 러핑 펌프(회전식 베인 또는 건식 스크류 펌프)로 시작하며, 종종 루츠 부스터와 함께 사용되어 최종적으로 요구되는 진공 수준을 달성하기 위해 오일 확산 또는 터보 분자 펌프와 같은 고진공 펌프로 인계됩니다.
핵심 원리는 단일 펌프만으로는 대기압에서 고순도 브레이징에 필요한 깊은 진공까지 공기를 효율적으로 제거할 수 없다는 것입니다. 대신, 특수 펌프 시스템이 연속적인 단계로 작동하며, 각 단계는 특정 압력 범위에 최적화되어 있습니다.
진공 생성을 위한 단계적 접근 방식
진공 생성을 단일 동작이 아니라 다양한 압력 영역을 통과하는 여정으로 생각하십시오. 여정의 각 단계에는 해당 특정 환경에서 가장 효과적으로 작동하도록 설계된 다른 도구, 즉 펌프가 필요합니다.
1단계: 러핑 펌프 (주력 펌프)
첫 번째 단계는 퍼니스 챔버에서 대다수의 공기 분자를 제거하는 것입니다. 이는 러핑 펌프의 역할로, 압력을 대기압에서 중간 진공 수준까지 낮춥니다.
두 가지 일반적인 유형이 사용됩니다.
- 회전식 베인 펌프: 이들은 낮은 초기 비용으로 강력한 성능을 제공하는 전통적인 오일 씰드 펌프입니다.
- 건식 스크류 펌프: 이들은 오일 오염 위험을 제거하는 오일 프리 펌프이지만 초기 비용이 더 높습니다.
2단계: 부스터 펌프 (연결 단계)
공정을 가속화하고 더 깊은 진공에 더 빨리 도달하기 위해 루츠 펌프(기계식 부스터라고도 함)가 거의 항상 러핑 펌프와 함께 사용됩니다.
루츠 펌프는 대기로 직접 펌핑하지 않습니다. 대신, 챔버에서 대량의 가스를 포집하여 러핑 펌프로 "부스팅"하는 고속 전달 메커니즘 역할을 하여 중간 진공 범위에서 시스템의 전체 펌핑 속도를 크게 높입니다.
3단계: 고진공 펌프 (마무리 펌프)
러핑 및 부스터 펌프가 작업을 완료하면 고진공 펌프가 작동합니다. 이 펌프는 산화를 방지하고 순수하고 강력한 브레이즈 접합부를 보장하는 데 필요한 극도로 낮은 압력 환경(고진공)을 생성합니다.
두 가지 주요 선택 사항은 다음과 같습니다.
- 오일 확산 펌프: 이 펌프에는 움직이는 부품이 없으며 특수 오일을 끓여 증기 흐름을 유도하여 시스템에서 공기 분자를 배출하는 방식으로 작동합니다.
- 터보 분자 펌프(TMP): 이 펌프는 반대로 작동하는 제트 엔진처럼, 정밀하게 균형이 잡힌 고속 터빈 블레이드를 사용하여 가스 분자를 기계적으로 충돌시켜 배기구 쪽으로 밀어냅니다.
절충점 이해: 오일 대 오일 프리
확산 펌프와 터보 분자 펌프 중 선택은 공정 청결도와 비용에 직접적인 영향을 미치므로 가장 중요한 결정 중 하나입니다.
오일 확산 펌프의 장점
확산 펌프는 간단하고 신뢰성이 높으며 초기 자본 비용이 저렴합니다. 높은 가스 부하를 처리할 수 있으며 오염된 공정에도 매우 관대합니다.
그러나 오일 역류(oil backstreaming)의 위험이 있으며, 이로 인해 오일 증기가 퍼니스로 되돌아가 부품을 오염시킬 수 있습니다. 이는 세심한 트랩 및 유지 관리를 필요로 하며, 예열 및 냉각에도 상당한 시간이 필요합니다.
터보 분자 펌프의 장점
터보 분자 펌프는 완전히 깨끗하고 탄화수소 성분이 없는 진공을 제공하므로 오염이 용납되지 않는 항공우주, 의료, 전자 제품과 같은 민감한 응용 분야에 이상적입니다. 또한 시동 및 정지가 매우 빠릅니다.
주요 단점은 더 높은 초기 투자 비용과 섬세한 고속 블레이드에 손상을 줄 수 있는 먼지, 미립자 및 갑작스러운 공기 유입에 대한 높은 민감도입니다.
목표에 맞는 올바른 선택
펌프 시스템 선택은 브레이징 응용 분야의 특정 요구 사항에 의해 결정되어야 합니다.
- 일반 산업 부품에 대한 비용 효율성이 주요 초점인 경우: 회전식 베인 펌프, 루츠 부스터 및 적절히 트랩된 오일 확산 펌프를 사용하는 시스템은 입증된 경제적인 솔루션입니다.
- 중요 부품(예: 항공우주, 의료)에 대한 절대적인 청결이 주요 초점인 경우: 건식 스크류 펌프, 루츠 부스터 및 터보 분자 펌프를 사용하는 완전 오일 프리 시스템이 확실한 선택입니다.
이러한 펌프 시스템이 어떻게 함께 작동하는지 이해하면 매번 완벽하고 높은 무결성의 접합부를 달성할 수 있는 힘을 얻게 됩니다.
요약표:
| 펌프 단계 | 펌프 유형 | 주요 기능 |
|---|---|---|
| 러핑 펌프 | 회전식 베인, 건식 스크류 | 대기압에서 중간 진공까지 대부분의 공기 제거 |
| 부스터 펌프 | 루츠 펌프 | 중간 진공 범위에서 펌핑 속도 가속화 |
| 고진공 펌프 | 오일 확산, 터보 분자 | 순도 및 산화 방지를 위한 깊은 진공 달성 |
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