KR0179078B1 - 수지 코어와 그 수지 코어 제거 단계를 포함하는 주조 방법 및 수지 코어 주조 및 제거 장치 - Google Patents

Abstract

수지 코어를 이용하는 주조 공정에서, 주조품으로부터 수지 코어를 인발하는 단계 후에 용융 수지가 종종 주조품에 잔존하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 용융 금속이 응고되는 온도 이상의 온도 증가로 응고되어 연화될 때까지, 용융 금속의 고압 및 고온에 변형되지 않는 경질인 수지가 수지 코어의 재료로서 사용된다. 수지 코어는 연화된 후 용융되기 전에 주조품으로부터 인발된다. 연화된 코어는 파손없이 주조품으로부터 취출된다.

Description

수지 코어와 그 수지 코어 제거 단계를 포함하는 주조 방법 및 수지 코어 주조 및 제거 장치

제1a도와 제1b도는 본 발명의 제1실시예에 따른 주조 장치의 필수 부분을 개략적으로 도시한 도면.

제2도는 주조 중의 용융 금속 및 수지 코어의 온도 특성을 도시한 그래프.

제3a도 내지 제3e도는 본 발명의 제1실시예에 따른 주조 방법의 단계를 도시한 도면.

제4a도와 제4b도는 본 발명의 제2실시예에 따른 주조 장치를 개략적으로 도시한 도면.

제5도는 제4도의 Ⅴ 부분을 도시한 상세도.

제6도는 제4도의 Ⅵ 부분을 도시한 상세도.

제7a도 내지 제7f도는 본 발명의 제2실시예에 따른 주조 방법의 단계를 도시한 도면.

제8도는 본 발명의 제3실시예에서 수지 코어를 유지하는 방법에 있어서 수지 코어의 코어 프린트와, 이 코어 프린트가 가압 끼워 맞춤되는 주조 다이 내의 리세스를 도시한 측면도.

제9도는 본 발명의 제3실시예에 따른 주조 다이의 리세스 내에 가압 끼워 맞춤되는 수지 코어의 코어 프린트를 도시한 측면도.

제10도는 수지 코어의 코어 프린트의 다른 예를 도시한 측면도.

제11도는 본 발명의 제4실시예에서의 수지 코어를 유지하는 방법에 사용된 세트 핀을 도시한 측면도.

제12도는 제11도의 ⅩⅡ 부분을 도시한 상세도.

제13도는 본 발명의 제4실시예에서의 수지 코어를 유지하는 방법에 사용된 세트 핀에 장착된 수지 코어를 도시한 단면도.

제14a도와 제14b도는 본 발명의 제5실시예에서의 수지 코어를 유지하는 방법에 사용된 세트 핀을 각각 도시하는 단면도 및 제14a도의 화살표(B) 방향에서의 도시도.

제15a도와 제15b도는 본 발명의 제5실시예에서의 수지 코어를 유지하는 방법에 사용된 세트 핀에 장착된 수지 코어를 각각 도시하는 단면도 및 제15a도의 화살표(B) 방향에서의 도시도.

제16a도와 제16b도는 본 발명의 제6실시예에서의 수지 코어를 유지하는 방법에서 다이에 장착된 수지 코어와 수지 코어 자체를 도시한 단면도.

제17도는 본 발명의 제7실시예에 따른 주조 장치를 도시한 단면도.

제18도는 제17도의 ⅩⅧ 부분을 도시한 상세도.

제19도는 본 발명의 제7실시예의 변형에 따른 주조 장치를 도시한 부분 단면도.

제20도는 본 발명의 제7실시예의 변형에서의 주조품을 취출하는 방법을 도시한 부분 단면도.

제21a도와 제21b도는 본 발명의 제8실시예에 따른, 수지 코어와 이로 인해 얻어진 주조품 및 수지 코어의 구조를 도시한 단면도.

제22도는 본 발명의 제8실시예에 따른 수지 코어의 내부 구조를 도시한 부분 단면도.

제23도는 본 발명의 제9실시예에 사용된 수지 코어를 도시한 단면도.

제24도는 본 발명의 제10실시예에 사용된 수지 코어를 도시한 단면도.

제25a도와 제25b도는 본 발명의 제11실시예에 사용된 수지 코어와, 이를 준비하는 방법의 단면도.

제26a도 내지 제26c도는 본 발명의 제12실시예에서의 수지 코어의 형상 및 특성을 도시한 도면.

제27a도와 제27b도는 본 발명의 제12실시예에서의 수지 코어의 특성을 도시한 도면.

제28도는 본 발명의 제12실시예에서의 수지 코어를 준비하는 방법을 설명한 플로우챠트.

제29a도와 제29b도는 본 발명의 제13실시예에 따른 수지 코어와 그 특성을 도시한 단면도.

제30도는 본 발명의 제14실시예에 따른 수지 코어를 도시한 단면도.

제31도는 제30도에 도시된 수지 코어를 사용한 주조 작업에서의 주조 장치의 일부를 도시한 단면도.

제32도는 본 발명의 제15실시예에 따른 수지 코어를 도시한 단면도.

제33도는 제32도에 도시된 수지 코어를 사용한 주조 작업에서의 주조 장치의 일부를 도시한 단면도.

제34도는 내부에 수지 코어를 갖는 주조품을 도시한 단면도.

제35도는 제34도의 X-X 선을 따라 취해진 단면도.

제36도는 본 발명의 제17실시예에 따른 분할부를 갖는 수지 코어를 도시한 부분 분해 사시도.

제37도는 제36도의 Y-Y 선을 따라 취해진 단면도.

제38도는 함께 조립 및 접합되는 제36도의 수지 코어 분할부를 도시한 단면도.

제39도는 제36도의 수지 코어의 분할 구조가 적용된 제34도의 수지 코어를 도시한 사시도.

제40도는 제18실시예에 따른 분할부를 갖는 수지 코어를 도시하는 분해 사시도.

제41도는 제40도의 Z-Z 선을 따라 취해진 단면도.

제42도는 제40도의 수지 코어의 조립된 상태를 도시한 단면도.

제43도는 제40도에 도시된 수지 코어의 분할부를 도시한 단면도.

제44도는 본 발명의 제19실시예에 따른 분할부를 갖는 수지 코어를 도시한 사시도.

제45도는 제44도의 분할 구조를 채택한 내연기관의 실린더 블록 워터 재킷 수지 코어를 도시한 사시도.

제46도는 제44도의 분할 구조를 채택한 내연기관의 실린더 헤드 워터 재킷 수지 코어를 도시한 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10,20,210 : 주조 장치 11,124,134,144,630 : 주조 다이

12,22 : 가동 다이 절반부 21,104,212,322 : 고정 다이 절반부

14,109,216,326,651,707 : 공동 15 : 탕구

18 : 코어 인발 기구

[발명의 배경]

[기술분야]

본 발명은 수지 코어를 이용한 주조 기술에 관한 것으로, 특히 주조품으로부터 수지 코어를 제거하는 단계가 개선된 주조 기술에 관한 것이다.

[종래 기술]

주조에서, 코어는 중공 제품을 주조하는데 사용된다. 코어는 주조 중에 용융 금속의 열과 압력에 대해 그 형상을 유지하기에 충분한 기계적 강도를 가져야 한다. 또한, 코어는 쉽게 파손되는 특성을 가져야 하고, 주조후 주조품으로부터 용이하게 제거될 수 있도록 비교적 쉽게 파손되어야 한다. 현재, 모래와 열경화성 수지에 의해 형성되는 모래 코어가 널리 사용된다.

상기 모래 코어는, 준비에 여러 단계가 요구되고 주조 중에 주조압력이 증대되면 신속히 손상된다는 결점이 있으며, 모래 코어 대신 수지 코어를 사용하자는 제안이 있어 왔다.

상기 수지 코어는 열가소성 수지를 사용하여 형성되며, 사용될 수지의 적절한 형태가 선택되면 아래의 두 특성을 충족시킬 수 있다.

첫 번째 특성은 수지 코어가 용융 금속이 응고될 때까지 주조 다이에 부어진 용융 금속의 열과 압력에 대하여 그 형상을 유지시키기에 충분한 기계 강도를 유지한다는 것이다.

두 번째 특성은 주조품 내에 수용되는 수지 코어는 그 온도가 용융 금속의 응고 이후 추가로 증가될 때 용융된다는 것이다.

이들 두 가지 특성이 만족되면, 정확한 형상의 중공 공간이 주조품 내에 형성되며, 더구나 용융된 수지 코어는 주조품으로부터 쉽게 제거된다.

그러나 종래 기술에서는, 코어를 용융시켜 수지 코어를 주조품으로부터 제거하는 경우에, 중공 공간의 형상이 복잡해지면 용융된 수지가 주조품에 부분적으로 남을 수도 있었다.

[발명의 개요]

본 발명의 목적은 주조품 내에 제거되지 않은 일부 수지가 잔존하지 않게 하기 위해 수지 코어를 제거하는 단계를 개선시키는 것이다.

본 발명에 따르면, 주조에 수지 코어가 사용된다. 이후, 주조 다이에 부어진 용융 금속 중에 수지 코어와 접촉하는 용융 금속이 응고한 후와 수지 코어의 용융 이전에, 연화된 상태의 수지 코어는 주조품으로부터 취출된다. 발명자들은 다양한 실험을 했으며 그 결과, 수지 코어용으로 적절한 형태의 수지가 선정되면 수지 코어는 수지 코어와 접촉하는 용융 금속의 응고 이후와 용융 이전에, 잠정적으로, 연화되고 쉽게 변형할 수 있으며 그 단부를 당겨 중간 위치에서 파쇄되지 않고 완전히 취출될 수 있다는 것을 발견했다. 본 발명은 이러한 발견에서 예견된 것이다. 본 발명에 따르면, 주조품 내에 잔존하는 취출되지 않은 일부 수지를 제거하는 것이 가능하다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 수지 코어를 이용한 주조 방법의 고유 문제에 대한 해결이 모색된다.

특히, 본 발명의 다른 목적은 주조 다이와 수지 코어 사이의 상호 위치 관계를 정확히 유지하는 것이다. 이를 위해, 본 발명에 따른 수지 코어의 코어 프린트는 그 탄성 변형에 의해 주조 다이에 끼워 맞춰진다. 선택적으로, 수지 코어는 다이에 단단히 결합된 지지체 상에 끼워질 수도 있다. 다른 예로서, 수지 코어는 지지체에 의해 다이 내에 위치되도록 단단한 지지체 주위에 형성된다.

본 발명의 다른 목적은, 수지 코어를 둘러싸는 용융 금속의 응고에 의해 얻어지는 주조품이 손상을 유발하지 않으면서 다이로부터 빠질 수 있게 하는 것이다. 이를 위해, 본 발명에 따라, 주조 다이 개방후 푸시 아웃 핀은 수지 코어의 코어 프린트를 밖으로 밀어내기 위해 다이의 측부로부터 돌출된다.

본 발명의 또 다른 목적은 용융 금속의 응고에 의해 주조품의 형상이 결정되기 전에 수지 코어가 용융 금속의 열에 의해 연화되거나 손상되는 것을 방지하여 주조품의 형상 정확도를 개선시키는 것이다. 이를 위해, 본 발명에 따른 수지 코어는 열전연층으로 덮이거나 열절연 섬유로 보강된다. 또한 선택적으로, 수지 코어는 주조품과 동일한 금속으로 덮일 수 있다.

본 발명의 다른 목적은 연화된 수지 코어의 인발을 용이하게 하는 것이다. 이를 위해, 본 발명에 따른 열발생기는 수지 코어의 내부에 제공된다. 선택적으로, 수지 코어는 각각의 분리된 부분이 용이하고 신뢰성있게 제거될 수 있도록 여러 부분으로 쉽게 분리될 수 있게 제조된다.

본 발명의 상기 및 기타 목적, 특징 및 장점들은 첨부 도면과 관련한 하기 상세한 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.

[실시예]

[실시예 1]

이제, 본 발명의 제1실시예에 따른 주조 방법과 주조 장치를 제1a도, 제1b도, 제2도 및 제3a도 내지 제3e도를 참조하여 설명하기로 한다. 제1a도는 본 실시예에 따른 주조 장치(10)의 필수 부품들을 도시하는 개략도이고, 제1b도는 제1a도의 B부분을 도시한 상세도이다.

주조 장치(10)는 주조품을 생산하기 위한 다이캐스트기(die-casting machine)이며, 고정 다이 절반부(도면의 앞쪽에 있으며 비도시)와 가동 다이 절반부(12)를 구비한 금속 주조 다이(11)를 포함한다. 주조 다이(11)에서 주조품은 사출기(비도시)로부터 가압 사출된 용융 금속의 응고를 통하여 형성된다. 다이의 폐쇄 상태에서, 다이 내부에는 공동(14)과 용융 금속을 공동(14)으로 인도하는 탕구(15)가 형성된다.

가동 다이 절반부(12)는 제1a도의 평면에 수직한 방향으로 이동할 수 있으며, 일측부에는 후술될 수지 코어(16)를 위치시키고 예정된 시간에 주조품으로부터 인발해내기 위한 코어 인발 기구(18)가 제공된다.

코어 인발 기구(18)는 유압 피스톤-실린더 조립체(18y)와 이 조립체(18y)를 가동 다이 절반부(12)에 수평으로 고정시키기 위한 홀더(18k)를 구비한다. 상기 유압 피스톤-실린더 조립체(18y)는 벤트 단부(18e)를 갖는 피스톤 로드(18p)를 갖는다. 제1b도에 도시하듯이, 벤트 단부(18e)는 만곡 로드를 L자 형태로 구부림으로써 형성되며, 상기 수지 코어(16)의 코어 프린트(16h)에 형성된 사각형 구멍(16e)을 통해 삽입된다. 이런 식으로, 수지 코어(16)의 코어 프린트(16h)와 유압 피스톤-실린더 조립체(18y)는 서로 결합되며, 제1a도의 평면과 수직한 방향과 제1a도의 평면에서의 수지 코어(16) 위치가 결정된다. 유압 피스톤-실린더 조립체(18y)의 스트로크는, 돌출된 상태에서 피스톤 로드(18p)에 의해 그 예정된 위치에서 수지 코어(16)를 공동(14) 내에 위치시킬 수 있고, 재처리된 상태에서 수지코어(16)를 피스톤 로드(18p)에 의해 공동(14) 외부로 인발할 수 있는 길이로 세팅된다.

상기 수지 코어(16)는 열가소성 합성 수지를 사출 성형함으로써 형성된다. 열가소성 합성 수지로서는, 폴리카보네이터, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌과, 이들 화합물의 폴리머와 같이 유리 변이점이 높고(예로서 160℃ 부근) 충돌 강도 및 연성이 우수한 수지가 적절히 사용될 수 있다.

제2도는 주조 작업 중에 수지 코어(16)와 접촉하는 용융 금속(즉, 응고 온도가 550℃인 알루미늄 합금 용융 금속) 부분의 온도(이하 용융 금속 특성 A로 지칭)를 도시하고, 주조 중에 폴리카보네이트로 제조되는 수지 코어(16)의 평균 온도(이하 수지 코어 특성 G1로 지칭)를 도시하는 그래프이다. 이 그래프에서, 세로 좌표는 온도를 가리키고 가로 좌표는 시간을 나타낸다. 용융 금속의 기울기와 수지 코어 특성 A와 G1은 주조품의 형상, 수지 코어(16)의 배치 및 크기 등에 따라 달라진다.

제2도의 그래프의 시간축 상의 시간 t0은 용융 금속이 공동(14)내로 부어지기 시작하는 시간이며, 시간 ta는 용융 금속의 충전이 종료되는 시간이다. t0과 ta 사이의 시간 도중에, 용융 금속 온도는 실질적으로 감소되지 않으며 대략 700℃로 유지된다.

공동(14)으로 부어진 용융 금속은 다이(11)와 수지 코어(16)에 의해 냉각되어 온도가 저하되고, 용융 금속 충전이 완료된 시점(ta)에서 시간(tb)이 경과했을 때(즉 T1)에서, 수지(16)와 접촉하는 부분은 열을 수용함으로써 온도가 상승된다. 그러나 열전도성이 낮은 폴리카보네이트로 제조되므로 그 내부 온도는 용융 금속과 접촉하는 그 표면 온도가 용융 금속의 온도와 거의 동일해질 때 신속히 높아지지 않는다. 제2도의 수지 코어(16)의 온도는 평균 온도이다.

수지 코어(16)의 온도가 정상 온도와 160℃ 사이의 범위에 있는 동안, 폴리카보네이트는 단단하게 응고되며, 수지 코어(16)는 높은 기계적 강도를 유지한다(이 상태는 이후 경화 상태로 지칭된다). 수지 코어(16)는 경화 상태에 있을 때 예를 들어 800MPa 정도의 주조 압력이 가해짐으로써 거의 변형되지 않는다. 따라서 주조품에 요구되는 형상 정확도를 얻을 수 있다. 제2도에 도시하듯이, 주조품의 두께, 수지 코어(16)의 크기 등은 수지 코어(16)와 접촉하는 공동(14) 내 용융 금속의 적어도 일부가 응고될 때까지 수지 코어(16)가 경화 상태로 유지되도록 설정된다. 제2도의 그래프는 수지 코어(16)와 접촉하는 용융 금속의 응고에 의해 주조품의 형상이 결정된 후 수지 코어(16)가 tc 시간 동안 경화 상태가 유지됨을 도시한다. 수지 코어(16)가 경화 상태로 유지되는 동안 주조품의 형상이 결정되므로, 높은 형상 정확도를 얻을 수 있다. 주조품의 형상 또는 다른 인자에 따라, 수지 코어(16)는 용융 금속의 응고 이전에 연화될 수 있다(도면의 점선 부분(G2) 참조). 이 경우, 수지 코어(16)의 표면에 단열 재료층을 제공함으로써 수지 코어(16)의 내부 온도 상승을 억제하고 코어 특성(G2)이 G1에 도달하게 할 수 있다.

수지 코어(16)는 그 온도가 160℃ 이상으로 증가했을 때 연화된다. 그러나, 그 내부는 여전히 비교적 높은 강성을 갖는다. 이 상태에서는 주조품에 형성된 내부 공간의 형상과 일치하도록 변형될 수 있으므로 주조품으로부터 인발될 수 있지만 인발력을 적용시킴으로써 필요한 이상으로 연장되거나 파쇄되지 않는다. 따라서, 수지 코어(16)가 연화하는 동안 코어 인발 기구(18)로부터 수지 코어(16)의 코어 프린트(16h)에 인발력을 가함으로써, 전체 수지 코어(16)는 주조품으로부터 연속해서 인발될 수 있다.

수지 코어(16)의 온도가 200℃를 넘어설 때, 수지 코어(16)는 그 중심부근의 내부까지 소성 변형되며, 따라서 수지 코어(16)의 평균 기계적 강도는 신속히 감소된다. 이러한 수지 상태는 용융 상태로 지칭된다. 용융 상태의 수지 코어(16)에 인발력이 가해질 때, 수지 코어(16)는 힘을 견딜 수 없으며 파쇄된다. 따라서, 주조품으로부터 수지 코어(16)를 인발하기가 어렵다. 종래에는 유동성을 얻기 위해 수지 코어(16)가 완전히 용융되는 현상을 이용하여 수지 코어(16)를 주조품에서 제거하였다. 그러나 용융 금속이 주조품에 부분적으로 남을 수 있다.

이제, 본 실시예의 주조 기술에 의한 주조 공정을 제3a도 내지 제3e도를 참조하여 기술한다.

이전의 주조 사이클의 종료후 주조 다이가 개방 유지되면, 수지 코어(16)는 제3a도에 도시하듯이, 공동(14) 내에 위치한다. 코어 인발 기구(18)의 유압 피스톤-실린더 조립체(18y)의 벤트 단부(18e)에 수지 코어(16)의 코어 프린트(16h)가 결합됨으로써 이 상태에서, 주조 다이는, 용융 금속이 제3b도에 도시하듯이 다이(11) 내로 부어지도록 폐쇄된다. 이후 피스톤(18p)을 재처리하기 위한 힘은 다이(11) 및 수지 코어(16)와 접촉하는 용융 금속의 응고 순간(즉, 용융 금속이 ㅆ 붓기 종료로부터 시간(tb)이 경과한 순간 T1)보다 약간 낮은 시간(T2)(제2도)에 유압 피스톤-실린더 조립체(18y)에 대해 가해진다. T2 순간에, 수지 코어(16)는 경화하고, 이 상태는 인발력이 코어 인발 기구(18)로부터 수지 코어(16)에 가해질 때도 유지된다. 그러나, 코어 인발기구(18)로부터의 힘이 수지 코어(16)의 코어 프린트(16h)에 연속적으로 가해지는 동안, 수지 코어(16)는 주조품의 열에 의해 유발된 온도 상승에 의해 연화된다. 제2도의 경우에, 수지 코어(16)는 T3 순간에 연화된다. 인발력이 연속적으로 가해지므로, 수지 코어(16)는 연화될 때 제3c도에 도시하듯이 주조품(X)으로부터 연속적으로 인발된다. 이때 수지 코어(16)는 부서지지 않는 상태로 그 타단부(16X)가 주조품(X) 밖으로 나올 때까지 연속적으로 일체로 인발된다.

수지 코어(16)가 이런 식으로 인발된 후, 주조 다이는 용융 금속이 다이(11)로 부어지기 시작하는 순간(제2도에서의 t0)으로부터 소정 시간이 지난 순간(T4)에 개방된다. 이후, 주조품(X)은 제3d도에 도시하듯이 다이로부터 빼내어지고, 인발된 수지 코어(16)는 제3e도에 도시되었듯이 유압 피스톤-실린더 조립체(18y)의 벤트 단부(18e)로부터 빼내어진다.

전술했듯이, 이 실시예에서, 수지 코어(16)는 폴리카보네이트를 사용하여 형성되며, 다이 주조 공정에 대개 사용되는 80MPa 정도의 주조 압력에 의해 야기되는 변형은 허용치 이하이며, 따라서 주조 압력을 저하시킬 필요가 없고, 주조품(X)의 형상 결함이나 유사한 결함의 가능성이 없다.

또한, 주조품(X)의 형상이 용융 금속의 응고에 의해 결정된 후, 코어 인발 기구(18)로부터의 인발력은 수지 코어(16)의 코어 프린트(16h)에 연속적으로 인가된다. 따라서 수지 코어(16)가 주조품(X)의 가열에 의해 야기되는 연화 상태에 도달하면 전체 수지 코어(16)는 연속적으로 그리고 일체로 인발된다. 따라서, 수지 코어(16)는 인발 타이밍의 지연으로 인해 인발이 불가능하게 용융되지 않는다. 또한, 수지 코어(16)가 주조품의 열에 의해 가열되어 연화된 상태에서 인발되므로, 수지 코어(16)를 다음 단계에서 인발하기 위해 다시 가열할 필요가 없다. 따라서 재가열로 인한 주조품의 열변형 또는 기포(blister) 결함을 제거할 수 있고, 그 에너지를 세이브할 수 있다.

또한, 수지 코어(16)의 코어 프린트(16h)는 다이(11)와 접촉하여 냉각되므로, 용융 금속에 의해 직접 가열되지만 경화 상태로 유지된다. 따라서 수지 코어(16)의 코어 프린트(16h)와 코어 인발 기구(18) 사이의 결합에 결함이 생길 가능성은 전혀 없다. 또한, 수지 코어(16)를 위치시기키 위한 기구는 구조가 간단하고, 유압 피스톤-실린더 조립체(18y)의 피스톤 로드(18p)의 벤트 단부(18e)와 수지 코어(16)의 코어 프린트(16h)에 형성된 사각형 구멍(16e) 사이의 결합에 의해 수지 코어(16)를 수평방향 및 높이 방향으로 위치시킨다. 따라서, 만족할만한 유지 상태를 제공하고 설비 비용을 감소시킬 수 있다.

[실시예 2]

이제, 제4a도, 제4b도, 제5도 및 제6도를 참고하여 본 발명의 제2실시예에 따른 주조 방법 및 주조 장치를 기술한다. 제4a도와 제4b도는 본 실시예에 따른 주조 장치(20)를 도시하는 단면도이다. 제5도는 제4b도의 Ⅴ 부분을 도시하는 상세도이다. 제6도는 제4b도의 Ⅵ 부분을 도시하는 상세도이다.

본 실시예의 주조 장치(20)에서, 수지 코어(26)는 고정 다이 절반부(21)의 코어 프린트 지지 섹션(21s)에 고정되는 그 코어 프린트(26h)를 구비하여, 다이 개방시에는 가동 다이 절반부(22)와 함께 고정 다이 절반부(21)로부터 분리되는 주조품으로부터 인발된다.

가동 다이 절반부(22)는 제4a도와 제4b도에서 타이 바아(23)를 따라 제4a도와 제4b도에서 좌우로 이동할 수 있으며, 다이를 폐쇄함으로써 고정 다이 절반부(21)와 결합될 때, 공동(24)과 용융 금속을 상기 공동(24)으로 유도하는 탕구(비도시)가 다이에 형성되어 있다.

가동 다이 절반부(22)는 각각의 수직 관통 구멍(22h)이 형성된 상부 및 하부 벽(22a)을 갖는다. 각각의 수직 관통 구멍(22h)에서 주조품 세트 핀(22p)은 제5도에 도시했듯이 미끄럼 가능하게 삽입된다. 각각의 주조품 세트 핀(22p)은 유압 피스톤-실린더 조립체(22y)에 의해 축방향으로 이동할 수 있다. 주조 작업에서, 각 세트 핀(22p)의 단부 부분은 공동(24) 내부로 돌출된다. 따라서 다이가 주조후 개방될 때 주조품(X)은 가동 다이 절반부(22)에 고정 유지된다.

제6도에 도시하듯이 고정 다이 절반부(21)는 코어 세트 핀(21p)이 미끄럼 가능하게 관통 삽입될 수 있도록 코어 프린트지지 섹션(21s)의 상하 부분에 형성된 결합 구멍(21h)을 갖는다. 코어 세트 핀(21p)은 유압 피스톤-실린더 조립체(21y)에 의해 축방향으로 이동할 수 있다.

제1실시예에서와 같이, 폴리카보네이트 또는 유사한 열가소성 합성 수지에 의해 형성된 수지 코어(26)와 그 코어 프린트(26h)는 전술했듯이 고정 다이 절반부(21)의 코어 프린트 지지 섹션(21s)에 결합될 수 있다. 상기 코어 프린트(26h)는 고정 다이 절반부(21)의 코어 프린트 지지 섹션(21s)과 결합할 때 고정 다이 절반부(21) 내의 결합 구멍(21h)과 정렬되는 수직 관통 구멍(26x)을 갖는다. 이런 구조에 의하면, 수지 코어(26)의 코어 프린트(26h)가 고정 다이 절반부(21)의 프린트 지지 섹션(21s)과 결합될 때, 수지 코어(26)는, 코어 세트 핀(21p)을 결합 구멍(21h) 및 관통 구멍(21x)을 통해 삽입하는 것에 의해 고정 다이 절반부(21)에 단단히 고정될 수 있다.

이제, 본 실시예에 따른 주조 방법은 제7a도 내지 제7f도를 참고하여 기술될 것이다.

먼저, 제7a도에 도시했듯이, 다이의 개방 상태에서, 수지 코어(26)의 코어 프린트(26h)는 고정 다이 절반부(21)의 코어 지지 섹션(21s)에 결합되고, 코어 세트 핀(21p)은 결합 구멍(21h)과 관통 구멍(26x)을 통해 삽입된다. 따라서, 수지 코어(26)는 그 예정된 위치에서 고정 다이 절반부(21)에 위치한다. 또한, 가동 다이 절반부(22)의 주조품 세트 핀(22p)은 그 단부가 상기 공동(24) 내부로 돌출하도록 유압 피스톤-실린더 조립체(22y)에 의해 구동된다. 이 상태에서, 다이는 제7b도에 도시하듯이 폐쇄되고, 용융 금속은 제7c도에 도시하듯이 다이 내부에 쏟아 부어진다.

다이 내의 용융 금속이 응고될 때, 다이는 개방된다. 이 다이는 다이 및 수지 코어와 접촉하는 용융 금속 부분이 응고된 후(제2도의 T1 순간)와 수지 코어의 용융 이전(제2도의 T5 순간)에 개방된다. 용융 금속은 가동 다이 절반부(22)로부터 공동(24) 내로 돌출하는 주조품 세트 핀(22p)의 단부 부분은 둘러싸면서 응고되므로, 다이의 개방 이후, 주조품(X)은 고정 유지되어 가동 다이 절반부(22)와 함께 이동한다. 반면에, 다이가 개방되면 수지 코어(26)는 연화된다. 즉, 그 평균 기계 강도가 감소됨에 따라 인발할 준비가 되어 있다. 따라서, 주조품(X)은 가동 다이 절반부(22)와 함께 이동하므로, 제7d도에 도시하듯이 수지 코어(26)는 고정 다이 절반부(22)의 측부 상에 잔존하도록 주조품(X)으로부터 인발된다.

수지 코어(26)가 제7e도에 도시하듯이 주조품(X)으로부터 인발되면, 주조품 세트 핀(22p)의 단부는 코어 세트 핀(21p)이 수지 코어(26)의 관통 구멍(26x)으로부터 인발되는 동안 주조품(X)으로부터 인발되어 가동 다이 절반부(22)의 수직 관통 구멍(22h)에 수용된다. 따라서, 제7f도에 도시하듯이, 주조품(X)과 수지 코어(26)는 각각 가동 및 고정 다이 절반부(22,21)로부터 인발된다.

전술했듯이, 이 실시예의 주조 방법에 의하면, 수지 코어(26)는 다이 절반부(21,22)를 개방하는 힘에 의해 주조품으로부터 인발된다. 따라서, 수지 코어(26)를 인발하기 위한 특별한 구동원이 필요없고, 따라서 설비를 간단히 하고 설치비를 낮출 수 있다.

본 실시예에서는 주조품(X)을 가동 다이 절반부(22)에 고정시키기 위해 주조품 세트 핀(22p)이 사용되었으나 가압 핀이나 유사 부재로 대체될 수 있다.

[실시예 3]

이제, 본 발명의 제3실시예에 따른 주조 기술을 제8도와 제9도를 참조하여 설명한다. 이 기술은 수지 코어를 유지하는 개선된 방법에 관한 것이다. 도면에서 104는 고정 다이 절반부이다. 가동 다이 절반부(비도시)는 도면의 평면에서 좌우로 이동된다. 가동 다이 절반부가 도면에서 우측으로 개방되면 주조품은 가동 다이 절반부와 함께 고정 다이 절반부(104)에 대해 이동한다. 제8도는 수지 코어(102)의 코어 프린트(102h)와, 상기 코어 프린트(102h)를 도시하는 측면도이다. 제9도는 수지 코어(102)의 코어 프린트(102h)가 고정 다이 절반부(104)의 리세스(104h)에 가압 끼워 맞춤되는 상태를 도시한다.

수지 코어(102)는 다이 공동(109)에 고압의 용융 금속을 쏟아부어 주조품을 제조하는 다이 주조 공정에 사용된다. 수지 코어(102)는 유리 변이점이 높고 충돌 강도와 연성이 우수한 폴리카보네이트 또는 유사한 합성 수지로 제조된다.

제8도에 도시했듯이, 수지 코어(102)는 다이 절반부(104) 내에 세팅되도록 코어 프린트(102h)를 갖는다. 코어 프린트(102h)는 테이퍼진 절두 원추형 단부(102f)를 갖는 원통형 돌출체이다. 코어 프린트(102h)는 그 축방향 중간부에 형성된 원추형 링형 리지(102r)를 갖는다.

반면에, 코어 프린트(102h)가 가압 끼워맞춤되는 리세스(104h)는 다이 절반부(104)의 제품 형성면(104k)의 소정 위치에 형성된다. 리세스(104h)는 코어 프린트(102h)의 형상과 거의 상보관계인 원통형상이다. 그 직경은 코어 프린트(102h)의 리지(102r)의 외경보다 약간 작으며, 소정 간격을 형성하도록 코어 프린트(102h)의 외부 형상보다 약간 크게 세팅된다.

제9도에 도시한 바와 같이, 수지 코어(102)는 코어 프린트(102h)를 다이 절반부(104)의 리세스(104h) 안으로 압축 끼워 맞춤으로써 다이에 세트된다. 상기 코어 프린트(102h)가 테이퍼진 절두 원추형 단부(102f)를 가지므로, 그것은 다이 절반부(104)의 리세스(104h) 안으로 원활히 안내될 수 있다. 이때 수지 코어(102)의 코어 프린트(102h) 상에 형성된 리지(102r)는 다이 절반부(104)에 형성된 리세스(104h)의 측벽에 의해 주위로부터 압착되며, 그 결과 상기 코어 프린트(102h)는 리지(102r)의 탄성력에 의해 다이 절반부(104)에 견고히 결속된다. 따라서, 다이 절반부(104)에 수지 코어(102)를 결속시키기 위해 종래 사용된 것과 같은 점착제로 시행하는 것도 가능해진다. 또한 상기 다이가 다이 절반부(104)에 부착된 수지 코어(102)와 함께 폐쇄될 때, 수지 코어(102)는 자동적으로 그의 예정 위치에서 공동(109)에 위치된다.

주조용으로 수지 코어(102)를 사용하기 위해, 상기 코어 프린트(102h)는 상술된 바와 같이 다이의 개방 상태에서 다이 절반부(104)의 리세스(104h)에서 압축 끼워맞춤된다. 따라서, 수지 코어(102)는 다이 절반부(104)에 견고히 결속되며, 다이의 폐쇄부와 함께 예정 위치에서 공동(109)에 위치된다. 다이가 폐쇄될 때 용융 금속은 플런저 팁(도시하지 않음)을 통해 플런저 슬리브(도시되지 않음)로부터 공동(109) 안으로 가압 하에서 부어진다. 이때, 수지 코어(102) 물질인 폴리카보네이트는 변형되어 수지 코어(102)와 접촉한 용융 금속이 응고될 때까지 공동(109) 안으로 부은 용융 금속의 높은 압력과 높은 열에 대항하여 주조품용으로 요구되는 정확한 형상을 충분히 충족시킬 수 있는 기계적 강도를 지속하게 된다. 따라서, 상기 수지 코어(102)는 고온 및 고압에 적용할 수 있는 주조품용으로 요구되는 정확한 형상 이상으로 변형되지 않는다.

수지 코어(102)와 접촉하는 용융 금속이 응고된 후, 수지 코어(102)의 물질인 폴리카보네이트는 용융 금속과 접촉하는 코어면으로부터 점차 연화되고, 다이를 개방하는 순간까지 주조품으로부터 인발될 수 있을 정도로 연화된다. 반면, 수지 코어(102)의 코어 프린트(102h)는 다이 절반부(104)의 리세스(104h)에 결속됨으로 용융 금속의 고압 및 고온을 수용하지 않는다. 따라서, 비록 용융 금속에 싸인 수지 코어(102)의 필수 부위가 고열에 의해 연화되지 않는다 할지라도, 코어 프린트(102h)는 연화되지 않으며 수지 코어(102)와 다이 절반부(104) 사이의 견고한 결속은 지속된다. 따라서, 상기 주조품이 공동(109)에서 용융 금속의 완전 응고와 함께 형성된 후 다이가 개방될 때 초래되는 주조품에 대해 다이 절반부(104)가 상대 운동함으로써, 연화된 수지 코어(102)의 필수 부위는 자동적으로 주조 제품으로부터 인발된다. 또한 오직 주조품만이 다음 공정으로 이동될 다이로부터 꺼내어진다. 수지 코어(102)가 주조품으로부터 인발된 후에, 수지 코어(102)의 코어 프린트(102h)는 그를 열로 연화시킴으로써 다이 절반부(104)의 리세스(104h)로부터 용이하게 제거된다.

제10도는 수지 코어(112)의 코어 프린트(112h)의 다른 예를 도시하고 있다. 이 경우, 코어 프린트(112h)는 리지(102r) 대신에 복수의 반구형 돌출부(112r)와 함께 제공된다. 상기 돌출부(112r)는 대체로 제3실시예의 리지(102r)와 같은 기능을 갖는다.

[실시예 4]

다음에, 본 발명의 제4실시예에 있어서 수지 코어를 수용하기 위한 방법에 대하여 제11도 내지 제13도를 참고로 설명하겠다. 제11도는 수지 코어(122)를 다이(124)에 부착하기 위한 세트핀(126)을 도시하는 측면도이다. 제12도는 세트핀(126)의 ⅩⅡ 부분을 도시하는 상세도이다. 제13도는 수지 코어(122)가 세트핀(126) 상에 장착된 상태를 도시한 도면이다.

제3실시예에서와 마찬가지로, 본 실시예에 수용된 수지 코어(122)는 폴리카보네이트 또는 유사 합성 수지를 사용하여 제조된다. 제13도에 도시된 바와 같이 그것은 숄더(122d)를 통해 서로 연속 형성된 소직경 및 대직경 동축 보어(122s,122y)를 갖는 축상 보어를 갖는다.

상기 세트핀(126)은 핀보디(126p) 및 핀보디의 단부에 제공된 개방 가능한 기구(126k)를 포함한다. 제11도에 도시된 바와 같이, 상기 핀보디(126p)는 체결 피스톤 실린더 조립체에 의해 다이와 맞물려 체결된 스템을 갖는다. 따라서 세트핀(126)은 상기 다이(124)에 견고히 부착된다. 제12도에 도시된 바와 같이, 핀보디(126p)의 단부에 제공된 개방 가능한 기구(126k)는 V 형상으로 힌지(126)에 의해 일단부에 힌지 결합된 2개의 개방 가능 부재(126b)와 2개의 개방 가능 부재(126b)를 그들 사이의 각을 변화시키기 위해 서로로부터 편향시키는 스프링(126s)을 포함한다. 상기 개방 가능 부재(126b)의 스프링(126s)의 스프링력에 대항하여 접혀질 때, 개방 가능 기구(126k)의 외경은 핀보디(126p)의 외경과 대체로 일치한다.

상기 핀보디(126p)의 외경은 수지 코어(122)의 소직경 동축 보어(122s)의 직경보다 약간 작게 설정된다. 따라서 개방 가능 기구(126k)의 접혀진 상태에서, 그것은 수지 코어(122)의 소직경 동축 보어(122s)를 통해 핀보디(126p)와 함께 삽입될 수 있다. 상기 소직경 동축 보어(122s)를 통해 삽입된 개방 가능 기구(122k)가 수지 코어(122)의 대직경 동축 보어(122y)에 도달할 때, 상기 2개의 개방 가능 부재(126b)는 개방되며, 즉 스프링(126s)의 스프링력에 의해 서로로부터 이격되고, 그의 단부는 수지 코어(122)의 숄더(122d) 상에 걸린다. 이와 같은 방식에 있어서, 상기 세트핀(126)과 수지 코어(122)는 서로 결속된다. 상기 다이(124)에 결속된 세트핀(126)과 함께, 상기 다이(124)로부터 개방 가능 기구(126k)까지의 거리는 수지 코어(122)의 소직경 동축 보어(122s)의 길이 즉, 수지 코어(122)의 단부면으로부터 그의 숄더(122d)까지의 길이와 대체로 일치한다. 상기 다이(124)에 결속된 세트핀(126)의 개방 가능 기구(126k)가 제13도에 도시된 바와 같이 세트핀(126) 상에 끼워 맞춰진 결과로 수지 코어(122)의 숄더(122d) 상에 걸릴 때, 상기 수지 코어(122)는 세트핀(126)을 통해 다이(124)에 견고히 결속되고, 그의 축 운동이 제한되는 바와 같은 예정 위치에서 다이(124)에 위치된다. 따라서 종래기술과는 달리, 수지 코어(122)를 다이(124)에 결속시키기 위한 어떠한 점착제도 필요 없게 된다.

수지 코어(122)의 물질인 폴리카보네이트가 낮은 열전도성을 가지므로, 용융 금속의 고온은 수지 코어(122)의 내부로 거의 전달되지 않는다. 따라서, 용융 금속과 접촉하는 수지 코어(122)의 표면이 용융 금속의 열에 의해 연화될 때조차도, 상기 수지 코어(122)의 내부는 연화되지 않고 다이가 개방될 때까지 예정된 기계적 강도를 갖는다. 즉, 상기 수지 코어(122)와 다이(124)는 함께 견고히 결속되며, 다이(124)가 개방될 때, 상기 수지 코어(122)는 주조품에 대해 도면의 평면에서 왼쪽을 향해 야기되는 다이(124) 운동으로 주조품으로부터 자동 인발된다. 상기 수지 코어(122)가 주조품으로부터 인발된 후, 수지 코어(122)는 수지 코어의 부가의 열연화가 그의 내부를 연화시킴으로써 세트핀(126)으로부터 용이하게 취출될 수 있다.

[실시예 5]

다음에, 본 발명의 제5실시예에 있어서 수지 코어를 보유하기 위한 방법에 대하여 제14a도, 제14b도, 제15a도 및 제15b도를 참고로 설명한다. 제14a도는 수지 코어(132)를 다이(134)에 결속시키기 위한 세트핀(136)을 도시한 측면도이고, 제14b도는 제14a도에서 화살표(B) 방향으로 취한 도면이다. 제15a도는 수지 코어(132)가 세트핀(136) 상에 장착된 상태를 도시한 단면도이고, 제15b도는 제15a도에 있어서 화살표(B) 방향으로 취한 도면이다.

상술된 4개의 실시예에 있어서와 같이, 본 실시예에서 사용된 수지 코어(132)는 폴리카보네이트나 또는 유사한 합성 수지를 사용함으로써 형성된다. 제15a도 및 제15b도에 도시된 바와 같이, 상기 수지 코어(132)는 중앙에 좁은 장방형 구멍(132e)과 스텝 또는 숄더(132d)를 통해 서로 연속 형성된 장방형 구멍(132e)의 폭과 일치하는 직경을 갖는 원형 구멍(132f)을 갖는다.

상기 세트핀(136)은 대체로 T 형상이며 핀보디(136p)와 상기 핀보디의 단부에 수직으로 부착된 후크(136k)를 가진다. 상기 핀보디(136p)는 다이(134)에 결속된 상태에서 체결 피스톤-실린더 조립체(도시되지 않음)에 의해 체결된 스템을 갖는다. 따라서 상기 세트핀(136)은 다이(134)에 견고히 부착된다.

핀보디(136)의 후크(136k)의 폭과 길이는 각각 수지 코어(132)의 장방형 구멍(132e)의 높이와 폭보다 약간 작게 설정되며, 따라서 상기 후크(136k)는 장방형 구멍(132e)을 통해 삽입될 수 있다.

장방형 구멍(132e)을 통해 수지 코어(132)의 원형 구멍(132f) 안으로 삽입된 후크(132k)는 수지 코어(132)를 핀보디(136p)에 대해 약 90°정도 회전시킴으로써 장방형 구멍(132)과 원형 구멍(132f) 사이의 숄더(132d) 상에 걸린다. 이 방식에 있어서, 상기 세트핀(136)과 수지 코어(132)는 함께 결속된다. 다이(134)에 부착된 세트핀(136)과 함께, 세트핀(136)의 길이, 즉 다이(134)로부터 돌출한 핀보디(136p)와 후크(136k)는 장방형 구멍(132e)과 수지 코어(132)의 원형 구멍(132f) 전체 길이와 대체로 일치한다. 이러한 구조와 함께 수지 코어(132)를 세트핀(136)에 끼워 맞추고 수지 코어(132)를 다이(134)에 부착된 세트핀(136) 주위로 약 90°회전시킴으로써 상기 수지 코어(132)는 세트핀(136)을 통해 다이(134)에 견고히 결속되고 축상 운동이 제한되는 예정 위치로 다이(134)에 위치된다. 따라서, 종래 기술과는 상이하게, 상기 수지 코어(132)를 다이(134)에 결속시키기 위한 어떠한 점착제도 필요로 하지 않는다.

또한 본 실시예에 있어서, 제4실시예와 마찬가지로 용융 금속의 가열에 의한 용융 금속과 접촉하는 수지 코어(132)의 표면이 연화됨에도 불구하고, 상기 수지 코어(132)의 내부는 연화되지 않고 다이가 개방될 때까지 예정된 기계 강도를 갖는다. 따라서, 상기 수지 코어(132)와 다이(134)는 함께 견고히 보유되고, 상기 다이(134)가 개방될 때, 상기 수지 코어(132)는 주조품에 대해 발생하는 다이(134)의 운동으로 주조품으로부터 자동적으로 인발된다.

상기 수지 코어(132)가 주조품으로부터 인발된 후에, 그것은 90°회전한 후 인발됨으로써 세트핀(136)으로부터 제거될 수 있다. 따라서, 그것을 인발하기 위해 수지 코어(132)를 다시 가열할 필요가 없게 된다.

[실시예 6]

다음으로, 제6실시예에 있어서 수지 코어를 보유하기 위한 방법에 대하여 제16a도 및 제16b도를 참고로 설명한다. 제16a도는 다이(144)와 그곳에 부착된 수지 코어(142)를 도시하는 단면도이고, 제16b도는 수지 코어(142)만을 도시한 단면도이다.

본 실시예에 사용된 수지 코어(142)는 사출 성형 폴리카보네이트나 또는 유사한 합성 수지에 의해 세트핀(146p)의 필수 부위를 둘러싸도록 예정된 형상으로 형성된다. 상기 수지 코어(142) 및 세트핀(146p)은 일체로 형성된다. 수지 코어(142)에 묻힌 세트핀(146p)은 세트핀이 수지 코어(142)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해 그 주위에 헬리컬 리지(146t)로 형성된 필수 부위를 가진다. 또한, 수지 코어(142)의 단부면으로부터 돌출한 세트핀(146p)의 일단부는 수지 코어(142)의 코어 프린트로 작용한다.

반면에, 상기 다이(144)는 수지 코어(142)의 코어 프린트로서 세트핀(146p)이 결합되는 리세스(144h)와 함께 그의 예정 위치에서 형성된다. 리세스(144h)에 결합된 상태에서 체결 피스톤-실린더 조립체(도시되지 않음)에 의해 체결된 세트핀(146p)과 함께, 상기 수지 코어(142)는 세트핀(146p)을 통해 다이(144)에 견고히 결속되고 그의 예정 위치에서 다이(144)에 위치된다. 따라서, 종래예와는 달리, 상기 수지 코어(142)를 다이(144)에 결속시키기 위한 어떠한 점착제도 필요로 하지 않는다.

또한, 제4 및 제5실시예에 있어서와 같이, 주형 금속과 접촉한 수지 코어(142)의 표면이 용융 금속의 가열에 의해 연화될 때, 수지 코어(142)의 내부에는 연화되지 않고 여전히 소정의 기계적 강도를 갖는다. 따라서, 상기 수지 코어(142) 및 세트핀(146p)은 다이(144)에 견고히 결속 보유되고, 상기 다이(144)가 개방될 때, 상기 수지 코어(142)는 주조품에 대해 발생하는 다이(144)의 운동으로 주조품으로부터 자동적으로 인발된다.

본 실시예에 있어서, 주조품으로부터 인발된 수지 코어(142)는 체결 피스톤-실린더 조립체에 의해 체결을 이완시키고 다이(144)의 리세스(144h)로부터 세트핀(146p)을 취출함으로써 다이(144)로부터 취출된다.

[실시예 7]

본 발명의 제7실시예에 따른 주조 기술은 제17도 및 제18도를 참고로 설명된다. 본 실시예에 있어서, 주조품을 다이로부터 추출하는 단계가 개량된다. 제17도는 본 실시예에 따른 주조 장치(210)를 도시하는 단면도이고, 제18도는 제17도의 ⅩⅧ 부위를 도시한 상세도이다.

상기 주조 장치(210)는 고정 다이 절반부(212)와 이동 다이 절반부(214)를 포함한다. 제17도에 도시된 바와 같이 다이의 폐쇄 상태에서, 주조품을 형성하기 위한 공동(216)은 다이에 형성된다. 공동(216)에 있어서, 수지 코어(2n)는 주조품에 중공 내부 공간을 형성시키기 위한 예정 위치에 위치된다.

상기 수지 코어(2n)는 다이에 수지 코어를 위치시키도록 고정 다이 절반부(212)와 이동 다이 절반부(214) 사이에 한정된 좁은 공간에 위치되는 코어 프린트(2nh)를 갖는다. 상기 수지 코어(2n)는 고정 다이 절반부(212)의 형성면(212f)과 접촉한 바와 같은 하부면 상에 형성된 소직경 돌출부(2nk)를 갖는다. 또한 그것은 이동 다이 절반부(214)의 형성면(214f)과 접촉한 바와 같은 상부면 상에 형성된 대직경 돌출부(2np)를 갖는다. 수지 코어(2n) 물질로서 충격 강도 및 연성이 높을 뿐만 아니라 높은 유리 전이점을 갖는 폴리카보네이트나 또는 유사 합성수지가 적절히 사용된다.

제18도에 도시된 바와 같이 고정 다이 절반부(212)의 형성면(212f)은 리세스(212d)와 함께 제공된다. 각각의 리세스(212d)는 수지 코어(2n)의 각 소직경 돌출부와 접촉하도록 형성된다. 상기 소직경 돌출부(2nk)의 단부는 리세스(212d)에 맞물린다. 관통 구멍(212h)은 그것이 다이 폐쇄 방향(즉 도면에서 수직 방향)에서 리세스(212d) 중심으로 연장하도록 형성된다. 푸시-아웃 핀(218)은 관통 구멍(212h)에 미끄럼 가능하게 삽입된다. 상기 푸시-아웃 핀(218)이 푸시-아웃 기구(도시되지 않음)에 의해 고정 다이 절반부(212)의 형성면(212f)으로부터 돌출될 때, 그들은 고정 다이 절반부(212)로부터 이격된 수지 코어(212)의 소직경 돌출부(2nk, 이후부터는 푸시-아웃 핀 수용 섹션으로 언급한다)의 단부를 밀어낸다.

각각의 관통 구멍(212h)은 상기 형성면(212f)의 측면으로부터 대응 푸시-아웃 핀(218)을 위치시키기 위한 안내부로 작용한다. 다이의 상기 부위에 있어서, 소간극은 고정 다이 절반부(212)와 푸시-아웃 핀(218) 사이에 설정된다. 안내 하에서 비교적 큰 간극이 푸시-아웃 핀(218)이나 또는 그와 유사한 물질의 포착을 방지하기 위해 상기 고정 다이 절반부(212)와 푸시-아웃 핀(218) 사이에 설정된다.

상기 고정 다이 절반부(212)는 또한 주변부뿐만 아니라 형성면(212f)에서 푸시-아웃 핀(218) 및 리세스(212d)의 단부를 냉각시키기 위해 관통 구멍(212h)을 둘러싸고 있는 벽에 형성된 냉각수 통로(212w)를 가진다. 따라서 형성면(212f)의 리세스(212d)에 맞물림된 수지 코어(2n)의 푸시-아웃 핀 수용 섹션(2nf)은 효과적으로 냉각된다. 또한 수지 코어(2n)의 물질인 폴리카보네이트의 열전도성이 낮기 때문에, 용융 금속의 열이 푸시-아웃 핀 수용 섹션(2nf)까지 수지 코어(2n)의 보디를 통해 전도되는 것이 어렵다. 따라서, 상기 푸시-아웃 핀 수용 섹션(2nf)에서는 주조되는 동안 갑작스러운 온도의 상승이 발생하지 않으며, 그들은 연화되지 않고 다이가 개방될 때까지 대체로 주조 이전과 같은 기계적 강도를 갖는다.

또한, 소직경 돌출부(2nk) 및 리세스(212d)가 서로 맞물릴 때, 수지 코어(2n)의 각 소직경 돌출부(2nk)와 형성면(212f)의 관련 리세스(212d) 사이의 간극은 작게 설정된다. 또한, 형성면(212f)과 그 주변의 리세스(212d)는 용융 금속의 응고를 촉진시키기 위해 냉각된다. 따라서, 용융 금속이 수지 코어(2n)의 각 푸시-아웃 핀 수용 섹션(2nf)과 형성면(212f)의 관련 리세스(212d) 사이의 간격으로 들어가는 것이 어렵게 된다. 따라서 버(burr)의 발생을 억제시킬 수 있게 된다.

다음에 본 실시예에 따라 주조품을 취출하는 방법을 설명한다.

먼저 다이의 개방 상태에서, 수지 코어(2n)는 수지 코어의 각 소직경 돌출부(2nk)가 고정 다이 절반부(212)의 관련 리세스(212d)에 맞물림되도록 상기 고정 다이 절반부(212)에 설정된다. 이 상태에서, 상기 다이는 이동 다이 절반부(214)의 운동을 일으킴으로써 폐쇄된다. 제17도에 있어서와 같이 다이의 폐쇄가 완료되었을 때, 용융 금속은 플런저 슬리브(도시되지 않음)를 통해 공동(216) 안의 압력 하에 부어진다. 부어진 용융 금속이 예정시간의 경과 후에 응고될 때, 다이는 개방되고, 수지 코어(2n)의 푸시-아웃 핀 수용 섹션(2nf)은 푸시-아웃 핀(218)에 의해 밀려진다. 이미 상술된 바와 같이, 상기 다이가 주조 완료후 개방될 때, 상기 수지 코어(2n)의 푸시-아웃 핀 수용 섹션(2nf)은 그들의 충격 강도 및 연성이 높아지도록 보유된다. 따라서, 주조품은 푸시-아웃 핀(218)의 미는 힘을 수용함으로써 푸시-아웃 핀 수용 섹션(2nf)의 변형없이도 고정 다이 절반부(212)로부터 용이하게 추출될 수 있다.

상기 수지 코어(2n)는 수지로 제조되며, 주조품이 다이로부터 추출된 후 열적 연화를 일으킴으로써 주조품으로부터 용이하게 인발될 수 있다.

도시된 바와 같이 종래 기술과는 달리 본 실시예에 있어서, 각 푸시-아웃 핀(218)을 수용하기 위해 주조품 표면상에 핀 시트(seat)를 제공할 필요가 없게되고 연속 단계에 있어서 핀 시트를 벗겨내는 작업도 필요 없게 된다. 따라서 비용을 감소할 수 있게 되고 작업 효율이 개선된다.

[실시예 7의 변형]

제7실시예의 변형에 따른 주조품을 추출하기 위한 방법은 제19도 및 제20도와 관련하여 설명된다. 제19도는 본 실시예에 따른 주조 장치를 도시한 분해 단면도이다. 제20도는 본 실시예에 따른 주조품 추출 방법의 적용예를 설명하는 분해 단면도이다.

본 실시예는 각 푸시-아웃 핀(328)이 맞물림된 리세스(3nx)와 함께 제7실시예에 사용된 수지 코어의 각 소직경 돌출부(3nk)를 형성함으로써 얻어진 수지 코어(3n)를 사용한다. 따라서 수지 코어(3n)가 다이의 공동(326)에 설정될 때, 그것은 리세스(3nx) 및 푸시-아웃 핀(328) 사이의 맞물림부와 함께 규정 위치에 위치될 수 있다.

본 실시예에 따른 주조품을 추출하기 위한 방법은 다음에 설명된다.

먼저, 다이의 개방 상태에 있어서, 상기 수지 코어(3n)는 그의 리세스(3nx)가 고정 다이 절반부(322)의 형성면(322f)으로부터 예정대로 돌출되는 푸시-아웃 핀(328)과 맞물림되도록 고정 다이 절반부(322)에 설정된다. 이 상태에서, 상기 다이는 이동 다이 절반부(도시되지 않음)의 운동이 발생함으로써 폐쇄된다. 상기 다이의 폐쇄가 완료되었을 때, 용융 금속은 플런저 슬리브(도시되지 않음)를 통해 공동(326) 안의 압력 하에 부어진다. 상기 부어진 용융 금속이 예정시간의 경과 후에 응고될 때, 상기 다이는 개방되고, 상기 수지 코어(3n)는 푸시-아웃 핀(328)에 의해 밀려진다. 따라서 그 안에 수지 코어(3n)를 갖는 주조품은 이탈되고 고정 다이 절반부(322)로부터 취출된다.

상기 도시한 바와 같이, 본 실시예에 있어서, 상기 수지 코어(3n)는 수지 코어와 푸시-아웃 핀(328) 사이의 맞물림부와 함께 예정 위치의 공동(326)에 위치된다. 따라서 다이에 대해 수지 코어(3n)를 위치시키기 위한 어떠한 코어 프린트 등이 필요치 않게 되며, 따라서 수지 코어(3n)의 제조 비용이 절감된다. 또한 수지 코어(3n)가 위치 결정을 위해 지원된 주변부를 갖는 제20도와 같은 구조에 있어서, 종래 기술과는 달리 수지 코어(3n)의 주변 표면을 정확히 형성할 필요가 없으며 따라서 제조 비용이 절감된다.

[실시예 8]

다음에 본 발명의 제8실시예가 제21a도, 제21b도 및 제22도를 참고로 설명된다.

먼저 본 실시예의 수지 코어의 전체 구조는 제21a도 및 제21b도를 참고로 설명된다. 제21a도는 본 실시예에 따른 수지 코어(402)와 수지 코어를 사용함으로써 얻어진 주조품(40w)의 예를 도시한 정면도이다. 제21b도는 수지 코어(402)를 도시한 단면도이다.

제21a도 및 제21b도에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 있어서 수지 코어(402)는 Y형 중공 제품(40w)을 주조하기 위하여 사용된다. 상기 수지 코어(402)도 또한 Y형이며, 종단면도에 있어서 원형인 스템부(402A)와 횡단면도에 있어서 또한 원형인 2개의 분기부(402B,402C)를 가진다. 수지 코어(402)는 공동(도시되지 않음)에 설정되며, 그때 용융 금속은 그 안으로 부어진다. 용융 금속이 주조품(40w)으로 응고된 후에, 상기 수지 코어(402)는 소성 변형을 겪는 동안 제21a도에 있어서 왼쪽으로 인발된다.

상기 수지 코어(402)의 내부 구조는 제21b도를 참고로 설명된다. 도면에 도시된 바와 같이, 상기 수지 코어(402)는 폴리에틸렌형 수지로 제조된 수지 코어 보디(404)와 수지 코어 보디(404)면을 덮고 있는 스테인레스강 박(406)을 포함한다. 상기 스테인레스강 박(406)은 2개의 원형 분기부(404B,404C)의 면과 원형 스템부(404A)의 면을 덮고 있다. 본 실시예에 있어서, 2개의 다른 박, 즉 페라이트형 스테인레스강 박 및 오스테나이트형 스테인레스강 박이 스테인레스강 박(406)으로서 사용된다.

본 실시예에 있어서, 수지 코어 보디(404)의 스템부 및 분기부(404A 내지 404C)의 모든 면은 스테인레스강 박(406)으로 덮여지지만, 용융 금속면의 일부만을, 즉 제21a도에 도시된 바와 같이 주조품(40w)에 있어서 둘러싸인 부분만을 덮을 필요가 있다.

다음에 상기 수지 코어(402)를 제조하기 위한 방법을 제22도를 참고로 설명한다. 제22도는 수지 코어(402)의 내부 구조를 도시한 부분 횡단면도로서, 상기 도면은 수지 코어(402)의 축에 수직인 수지 코어(402)의 단면을 도시한다.

제22도에 도시된 바와 같이, 상기 스테인레스강 박(406)은 점착제(408)에 의해 원형 수지 코어 보디(404)의 면에 첨가된다. 특히 상기 점착제는 먼저 수지 코어 보디(404)의 면에 균일한 두께로 첨가되고, 다음에 상기 스테인레스강 박(406)은 점착성 코팅부 상에 감겨진다. 본 실시예에 있어서, 상기 점착제(408)는 시노아크릴레이트형 점착제이다.

상기 감겨진 스테인레스강 박(406)은 접촉된 에지(406A)를 갖는다. 이러한 버트(butt) 구조체를 채택함으로써, 매우 작은 간극이 상기 에지(406A) 사이에 형성되며, 주조하는 동안 고온 및 고압에 의해 발생된 물질의 신장 및 변형 등은 이 간극에 흡수될 수 있다.

상기 스테인레스강 박(406)의 두께는 수지 코어 보디(404)용으로 사용된 수지 특성과 용융 금속의 온도 및 주조 압력과 같은 주조 상태에 기초하여 적절히 설정될 수 있다.

상기 수지 코어 보디(404)가 폴리에틸렌으로 제조되고 페라이트형 스테인레스강 박으로 덮여질 때, 80MPa의 주조 압력으로(730℃의 용융 금속 온도 하에서) 알루미늄 물질인 ADC 10을 주조하는 경우 약 50 내지 200μm으로 박 두께가 설정되는 것이 특히 적절하다. 상기 수지 코어 보디(404)가 폴리에틸렌형 물질로 제조되며 오스테나이트형 스테인레스강 박으로 덮일 때, 약 100 내지 200μm으로 박 두께가 설정되는 것이 특히 적절하다.

상기와 같은 구조를 갖는 수지 코어(402)를 사용하는 주조 방법이 제21도를 참고로 설명된다. 수지 코어(402)는 공동(도시되지 않음)에 설정되며 그때 용융 금속은 상기 공동 안으로 부어진다.

상기 부어진 용융 금속은 수지 코어 보디(404)의 면을 덮는 스테인레스강 박(406)과 접촉하나, 수지 코어 보디(404) 자체와는 접촉하지 않는다. 스테인레스강 박(406)에 의해 용융 금속으로부터 수지 코어 보디(404)를 보호함으로써, 수지 코어 보디(404)의 용해나 변형을 예방할 수 있다. 따라서, 상기 부어진 용융 금속이 응고될 때까지, 상기 수지 코어(402)는 용융 금속의 고온 및 고압에 의해 변형되지 않으며 예정 형상으로 용이하게 지속된다.

용융 금속이 응고된 후, 상기 수지 코어 보디(404)는 잔여 가열에 의하여 연속으로 온도가 상승되며, 어느 순간 연화 온도에 이른다. 이때, 즉 수지 코어 보디(404)가 주조품(40w)의 응고후 잔여 가열에 의해 연화된 후, 수지 코어(402)의 스템부(402A)의 좌단부는 코어 인발 수단(도시되지 않음)에 의해 보유되고, 제21a도의 왼쪽으로 당겨진다. 따라서 분기부(402B,402C)는 탄성적으로 변형되고, 수지 코어 보디(404)는 주조품(40w)의 좌단부로부터 인발된다. 이때, 스테인레스강 박(406)은 용이하게 변형된다.

따라서, 수지 코어(402)의 용해나 변형 가능성을 배체한 매우 정확성이 높은 주조가 가능해지며, 그렇지 않을 경우 고온 및 고압의 용융 금속과 접촉하게 될 것이다.

본 실시예는 수지 코어 보디(404) 물질로서 폴리에틸렌형 수지를 사용한 예에 관하여 설명하였으나, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 이들 합성물의 코폴리머 및 실리콘 수지와 같은 열가소성 합성 수지와 왁스와 같은 천연 수지를 포함하는 다양한 수지 물질도 또한 사용할 수 있다. 상기 점착제(408)도 또한 시아노아크릴레이트형 점착제에 한정되지 아니하고 다양한 다른 점착제로 사용할 수 있다.

또한, 상기 실시예에 있어서, 오스테나이트형 및 페라이트형 스테인레스강 박이 수지 코어 보디(404)를 피복(covering)하고 있는 스테인레스강 박(406)으로서 사용되었지만, 용융 금속(molten metal)에 의해 부식되지 않고 용융 금속의 온도에 의해 연화되지 않는 한 어떠한 금속박도 사용 가능하다.

[실시예 9]

이제, 본 발명의 제9실시예를 제23도를 참조하여 설명한다.

먼저, 본 실시예의 수지 코어 구조는 제23도를 참조하여 설명된다. 제23도는 본 실시예에 따른 수지 코어(512)를 도시하는 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 수지 코어(512)로, 공동 내의 용융 금속과 접촉하게 되는 수지 코어 보디(514)의 부분을 세라믹층(516)으로 피복한다.

이 세라믹층(516)은 Al₂O₃, SiO₂및 ZrO₂등의 산화물계 세라믹과, SiC, Si₃N₄, TiN 및 WC 등의 비산화물계 세라믹을 포함하는 각종 세라믹 재료로 구성될 수 있다.

다음 세라믹층(516)을 형성하는 방법을 설명한다. 상기의 Al₂O₃, SiO₂, ZrO₂등의 세라믹 미립자를 내열성의 바인더(점결제; viscous binder)로 혼합한다. 그리고, 이 혼합물을 용융 금속과 접촉하지 않는 코어 프린트(514A)를 제외한 수지 코어 보디(514)의 전체 표면에 소정의 두께로 균일하게 도포한다. 그후, 이 도포물을 충분히 건조하면, 제23도에 도시된 수지 코어(512)가 획득된다.

상기 구조를 가지는 수지 코어(512)를 이용하여 주조를 행함으로써, 공동 내에 주입된 용융 금속은 수지 코어(512)의 표면을 피복하고 있는 세라믹층(516)에 접촉하나 수지 코어 보디(514)에는 접촉하지 않는다. 이와 같이, 세라믹층(516)에 의해 용융 금속으로부터 보호되는 수지 코어 보디(514)는 용융 또는 변형이 확실하게 방지된다.

이 결과, 주입된 용융 금속이 응고될 때까지 수지 코어(512)는 용융 금속의 고온 고압에 의해 변형되지 않고 그 소정의 형상을 확실히 유지한다. 이에 따라 수지 코어(512)는 고온 고압의 용융 금속과 접촉하여도 용융 또는 변형의 염려없이 보다 고정밀도의 주조를 가능하게 하고, 또한 주조품으로부터 용이하게 분리 가능하게 한다.

본 실시예에서 수지 코어 보디(514)의 재료로서, 제8실시예에서와 같이, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 이들의 코폴리머 및 실리콘 수지 등의 열가소성 합성수지, 열경화성 합성수지, 및 왁스 등의 천연 수지를 포함하는 각종 수지들이 사용될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 내열성 바인더와 함께 세라믹 미립자를 수지 코어 보디(514) 상에 도포함으로써 세라믹층(516)이 형성되었더라도, 수지 코어 표면상에 세라믹 코팅층을 형성하기 위해 사출 방법(injection method) 등 다양한 다른 방법을 채택할 수 있다.

또한, 본 실시예에서 세라믹 미립자가 내열성 바인더와 함께 수지 코어 본체(514) 상에 도포되기 때문에 세라믹층(516)의 표면에는 세라믹 입자에 기인하여 미소한 요철을 가지고 있다는 고유한 효과를 얻을 수 있다. 이러한 표면의 요철에 의해서 주입된 용융 금속 선 단상에 형성된 산화막이 파괴되고, 따라서 수지 코어(512)에 대한 용융 금속의 습윤성(wetting property)이 향상한다. 이러한 습윤성의 향상으로, 습윤 불량 및 용융 금속 경계 불량 등의 주조품 불량이 현저하게 감소된다.

또한, 내열성의 바이더를 표면 층에 사용하는 것은 세라믹 입자의 경도와 함께 수지 코어(512)의 내압성을 더욱 향상시키는 이점을 갖는다.

[실시예 10]

이제, 본 발명의 제10실시예를 제24도를 참조하여 설명한다.

먼저, 본 실시예의 수지 코어 구조를 제24도를 참조하여 설명한다. 제24도는 본 실시예에 따른 수지 코어(622)를 도시하는 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 수지 코어(622)로, 공동 내의 용융 금속과 접촉하게 되는 수지 코어 본체(624)가 내열성 섬유층(626)으로 피복된다.

내열성 섬유로서는 스테인레스강 등의 금속 섬유, 금속 코팅 타입의 섬유, Al₂O₃, SiO₂, ZrO₂등의 산화물계 세라믹 섬유, SiC, Si₃N₄, TiN, WC 등의 비산화물계 세라믹 섬유를 포함하는 다양한 섬유 재료가 사용될 수 있다.

이제 내열성 섬유층(626)의 형성 방법을 설명한다. 하나 이상이 상기 다양한 종류의 내열성 섬유를 내열성 바인더와 혼합한다. 다음, 이 혼합물을 용융 금속과 접촉하지 않는 코어 프린트(624A)를 제외한 수지 코어 본체(624)의 전체 표면상에 소정의 두께로 균일하게 도포한다. 다음, 이 도포물을 충분히 건조하면 제24도에 도시된 바와 같은 수지 코어(622)를 획득한다.

상기 구조를 가지는 수지 코어(622)를 이용하여 주조를 행함으로써, 공동 내에 주입된 용융 금속은 수지 코어(622)의 표면을 피복하고 있는 내열성 섬유층(626)에 접촉하나 코어 프린트(624)에는 접촉하지 않는다. 이와 같이 수지 코어 본체(624)는 내열성 섬유층(626)에 의해 용융 금속으로부터 보호되고 따라서 용융 또는 변형으로부터 보호된다.

이 결과, 주입된 용융 금속이 응고될 때까지 수지 코어(622)는 고온 고압의 용융 금속에 의해 변형되지 않고 소정의 형상을 확실하게 유지한다. 이에 따라 수지 코어는 고온 고압의 용융 금속과 접촉하여도 용융 또는 변형의 염려없이 보다 고정밀도의 주조를 가능하게 하고, 또한 주조품으로부터 용이하게 분리 가능하게 한다. 본 실시예의 수지 코어 본체(624)의 재료로 제8실시예 및 제9실시예에서와 같이 다양한 재료가 사용될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 내열성 섬유를 내열성 바인더와 함께 수지 코어 보디(624) 상에 도포하여 내열성 섬유층(626)을 형성하였지만, 내열성 점착제를 사용하여 수지 코어 보디(624)에 내열성 섬유를 접착하는 방법 등의 다른 방법을 사용하는 것도 가능하다.

[실시예 11]

이제, 본 발명의 제11실시예를 제25a도 및 제25b도를 참조하여 설명한다.

본 실시예의 수지 코어의 구조를 제25a도를 참조로 먼저 설명한다. 제25a도는 본 실시예의 수지 코어(632)를 도시하는 단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 수지 코어(326)로, 수지 코어 보디(634)가 모래층(636)으로 피복된다. 모래층(636)의 모래로서 다이 형성용 모래, 수지 코팅한 쉘 모래(shell sand)등의 다양한 종류의 모래가 사용될 수 있다.

이제 모래층(636)을 형성하는 방법을 제25b도를 참조하여 설명한다. 제25b도는 본 실시예의 수지 코어(632)를 제작하는 방법을 예시하는 단면도이다.

본 실시예에 있어서, 쉘 모래는 모래층(636)을 형성하기 위해 사용되고, 이 쉘 모래층은 수지 코어(632)의 형성용 다이(630)의 내벽 표면상에 피복된다. 쉘 모래의 피복을 위하여, 고온에서 용융 되는 고내열성 수지가 사용된다.

수지 코어(632) 형성용 다이(630)는 금속제의 상부 다이 절반부(630A)와 하부 다이 절반부(630B)로 되어 있다. 이들 다이 절반부(630A,630B)들이 서로 조합되므로써 다이(630)의 내벽 표면(631)은 수지 코어(632)의 외형에 대응하는 공동 형상으로 된다.

먼저, 다이(630)내에 쉘 모래가 완전히 충전된다. 다음, 전체 다이(630)가 외부로부터 가열된다. 따라서, 다이(630)의 내벽 표면(631)의 온도가 점진적으로 높아지면 쉘 모래상의 코팅 수지는 내벽 표면(631)의 접촉하는 쉘 모래의 부분 쪽으로부터 용융 되고, 이 용융된 수지가 내벽 표면(631)에 부착된다. 다이(630)는 소정 시간 동안 가열 된 후, 냉각된다. 그후, 내벽 표면(631)에 부착하지 않은 쉘 모래의 중앙 부분이 다이(630)로부터 배출된다.

이와 같은 방법을 채택하므로써, 다이(630)의 가열 온도와 가열시간을 적절히 조절하여 소정 두께의 밀접한 적층 쉘 모래층(636)이 다이(630)의 내벽 표면(631)상에 형성될 수 있다.

제25b도는 수지 코어 보디(634)의 용융 수지 재료가 주입되어진 상태의 다이(630)를 도시한다. 주입된 수지가 냉각에 의해 응고되어진 상부 및 하부 다이 절반부(630A,630B)는 서로 분리되고, 쉘 모래층(636) 및 수지 코어 본체(634)로 이루어진 수지 코어(632)가 꺼내어진다.

이와 같이 해서 제조된 수지 코어(632)는 다이 캐스트 주조 등의 압력 주조에 사용된다. 따라서, 공동 내로 주입된 용융 금속은 수지 코어(632)의 표면을 구성하고 있는 모래층(636)에 접촉하고 수지 코어 본체(634)에 접촉하지 않는다. 따라서 수지 코어 본체(634)는 밀접 적층된 모래층(636)에 의해 용융 금속으로부터 보호되고 용융 또는 변형이 확실하게 방지된다.

이 결과, 용융 금속이 응고될 때까지 수지 코어(632)는 용융 금속의 고온 고압에 의해 변형되지 않고 소정의 형상을 확실하게 유지한다. 이에 따라 고온 고압의 용융 금속과 접촉하여도 용융 또는 변형의 염려 없이 고정밀도의 주조를 가능하게 하고 주조품으로부터 용이하게 분리 가능하게 하는 수지 코어를 얻을 수 있다.

본 실시예에 있어서, 수지 코어 보디(634)의 수지 재료로서는 제8내지 제10실시예에서와 같이 다양한 수지 재료가 사용될 수 있다. 또한, 본 실시예의 모래층(636)은 소정 시간 동안 코어 형성 다이(630)안으로 충전된 쉘 모래를 가열하여, 모래층(636)을 소정의 두께로 내벽 표면(631)에 부착한 다음 주입된 용융 수지 재료와 일체화시켜 형성되었지만, 다른 형성 방법을 채택할 수도 있다. 예컨대, 서로 분리 유지된 상부 및 하부 다이 절반부(630A,630B)로, 모래와 내열성 바인더의 혼합물이 내벽 표면(631)상에 균일하게 도포되어 건조될 수 있다. 그후, 상부 및 하부 다이 절반부(630A,630B)가 서로 조합되고, 수지 재료가 주입된 다음에 모래층(636)과 일체화된다.

상기 방식으로 코어 형성 다이(630)의 내벽 표면(631)에 예비 부착된 모래층(636)으로, 제조된 수지 코어(632)의 외형 치수, 즉 외면 모래층(636)의 외형 치수 다이(630)의 내부 형상 치수에 일치한다. 따라서, 수지 코어를 매우 정교하게 제조하는 것이 가능하다.

다른 대체 방법으로서, 제1수지 코어 보디(634)만을 사출 성형 등으로 형성하고, 그후, 모래와 내열성 바인더의 혼합물을 수지 코어 보디(634)의 표면에 균일하게 도포한다. 이상과 같이 나중에 모래층(636)을 부착하는 방법이 채택되면, 수지 코어 보디(634)는 모래층(636)의 두께에 대응하는 범위로 더 작게 형성되어야 한다.

[실시예 12]

본 실시예는 제26a도 내지 26c도, 제27a도, 제27b도 및 제28도를 참고로 하여 설명된다. 본 실시예는 내열성 섬유가 수지 코어에 혼합되어 있는 것을 특징으로 한다.

에폭시형 수지 재료에 탄소 섬유가 혼합되어 있는 섬유 강화 플라스틱(FRP)을 사용하여 두께가 얇은 주조품을 생산하는 방법은 잘 알려져 있다. 그러나 두께가 두껍고 적당한 내열성, 탄성 및 기계적 강도를 가진 섬유 강화 수지 코어를 제조하는 방법은 잘 알려져 있지 않다.

따라서, 실리콘형 수지 재료를 사용한 FRP로 다이 주조와 같은 고압 주조를 하는데 적당한 내압(break down pressure)을 얻기 위한 조건에 대해 시험하였다. 이 시험은 제26a도 내지 제26c도, 제27a도 및 제27b도를 참고로 하여 설명할 것이다. 제26a도 및 제26b도는 각각 본 실시예에서의 시험을 위한 수지 코어의 형상을 도시하고 있는 정면도 및 측면도이다. 제26c도, 제27a도 및 제27b도는 본 실시예의 수지 코어의 특성을 나타내는 그래프이다.

압축 강도 시험은 여러 조건하에서 제26a도 및 제26b도에 도시한 형상의 시편(42)을 사용하여 행하였다. 수지 재료로는 실리콘 고무를 사용하였다. 강화 섬유로는 다양한 세라믹 섬유인 Al₂O₃섬유를 사용하였다.

먼저, 실리콘 고무 FRP 중의 섬유 밀도, 즉, FRP 중의 Al₂O₃섬유의 부피 백분율과 FRP의 압축 강도의 관계에 대해 시험하였다. 제26c도는 그 결과를 도시하고 있다. Al₂O₃섬유로는 길이가 100mm인 긴 섬유를 사용하였다. 또한 FRP를 성형하기 위해 사출 성형 공정을 채택하였다.

제26c도로부터 섬유 밀도가 과도하게 감소될 때 압축 강도는 감소하고, 도면에서 한 범위로 도시한 것처럼 섬유 밀도가 30 내지 70부피%일 때는 압출 강도가 과도하게 증가된다. 즉 우수한 압축 강도를 얻는다.

따라서, 수지 코어는 30 내지 70부피%의 섬유 밀도를 가진 실리콘 고무 FRP를 사용하여 성형되고 알루미늄 다이 주조에 의한 주조 시험에 사용되었다. 이 시험에서 수지 코어가 변형되지 않고서 만족스런 주조품을 얻을 수 있었다.

주조후 수지 코어를 인발할 때 Al₂O₃섬유의 길이 방향으로 더욱 용이하게 인발될 수 있다는 것을 발견하였다.

긴 Al₂O₃섬유를 사용하여 내압이 우수한 실리콘 고무 FRP로 된 수지 코어를 얻을 수 있음을 알 수 있다. 그러나 더욱 복잡한 형상을 가진 수지 코어를 제조할 때, 예를 들면 자동차 엔진의 실린더 블록의 실린더 헤드와 같은 복잡한 속이 빈 형상을 가진 수지 코어를 제조할 경우, 긴 섬유를 사용하면 성형이 어려워지는 문제점이 있다.

따라서, 짧은 Al₂O₃섬유를 사용할 때 적합한 조건을 결정하기 위해 Al₂O₃섬유의 길이와압축 강도간의 관계에 관한 시험을 하였다. 제27a도는 그 결과를 나타낸다. 섬유 밀도를 60 부피 %로 지정하고 수지 코어를 성형하기 위해 사출성형 공정을 행하였다.

제27a도로부터, 섬유 길이를 증가시킴에 따라 압축 강도가 개선됨을 알 수 있다. 짧은 섬유를 사용하는 경우 최적 섬유 밀도를 결정하기 위해, 섬유 길이가 5 및 100mm일 경우에 섬유 밀도와 압축 강도간의 관계에 대해 시험하였다. 제27b도는 그 결과를 나타낸다. 제27b도로부터, 짧은 섬유를 사용할 경우 가장 뛰어난 압축 강도는 섬유 밀도가 50 내지 70 부피 %일 때 얻어짐을 알 수 있다.

상기 시험 결과를 종합적으로 고려하여 복잡한 형상을 가진 수지 코어를 사용하여 주조 시험을 행하였다. 실리콘 고무 FRP를 사용한 워터 자켓 수지 코어(water jacket resin core)를 이용하여 엔진 실린더 헤드를 다이 주조하였다. 약 10 내지 100mm의 섬유 길이, 약 20 내지 60 부피 %의 섬유 밀도로 제조된 수지 코어로 만족스러운 주조품을 얻을 수 있었고 주조 후 용이하게 인발 할 수 있었다.

80 부피 %의 섬유 밀도로 얻어진 수지 코어는 충분한 압축 강도를 가졌고 주조시 내열성 및 내압성에 관한 한 문제가 없었다. 그러나 수지 코어의 소성 변형이 그렇게 크지 않기 때문에 주조 후 그것의 인발이 어렵다.

상기한 조건들은 워터 자켓과 같은 복잡한 형상을 가진 수지 코어에 대한 것이다. 그러나 단순한 형상을 가진 수지 코어는 상기 조건에서 벗어난 조건하에서도 만족할 만한 주조품을 얻을 수 있다.

Al₂O₃섬유를 실리콘 고무에 혼합하여 제조한 수지 코어는 뛰어난 내압성을 가지고 다이 주조와 같은 가압 주조에서 고압에서도 견뎌낼 수 있음을 알 수 있다. 따라서 주조품의 치수 정확도도 매우 만족스럽고 실용적인 가압 주조도 할 수 있으며 그것을 통해 우수한 품질의 주조품을 제조할 수 있다.

이제, 그러한 FRP 수지 코어의 구체적인 제조 방법 및 그러한 수지 코어를 사용한 주조 공정을 제28도를 참고로 하여 설명할 것이다. 제28도는 본 실시예에 따라 FRP 수지 코어를 사용한 주조 방법을 도시한 공정도이다. 제28도에서 볼 수 있는 것처럼 FRP 수지 코어 제조 방법은 짧은 섬유를 사용하는 경우와 긴 섬유를 사용하는 경우에 따라 다르다.

짧은 섬유를 사용하는 경우, 섬유 재료(646)와 수지 재료(644)를 믹서에서 혼합하였다(단계 S10). 그런 다음 섬유와 수지의 혼합물을 용융상태로 사출성형 공정 등에 의해 코어 성형 다이에 주입했다(단계 S12). 그런 후 혼합물을 다이에서 냉각시키고 연화한 다음(단계 S14), FRP 수지 코어로 취출 했다.

지금까지 설명된 공정은 열가소성 수지를 수지 재료(644)로서 사용한 경우이지만, 열경화성 수지를 사용하는 경우에는 단계 S12에서 액체 상태의 수지 재료(644)와 섬유 재료(646)의 혼합물을 다이에 주입하고 단계 S14에서 열 경화한다.

이와 같이 제조된 FRP 수지 코어가 주조 다이의 공동 내에 세트되어(단계 S16), 다이 캐스트 주조가 행해진다(단계 18). 용융 금속이 응고한 후, FRP 수지 코어가 소성 변형하여 취출 되고(단계S20), 주조품이 완성된다(단계S22).

한편, 소성 변형하여 취출된 FRP 수지 코어는 변형된 부분이 최초 소정의 형상으로 복원된 후(단계 S24) 다시 코어로서 사용된다(단계 S16 내지 S20).

내열성 섬유가 혼합되어 있는 FRP 수지 코어는 그 전체의 탄성이 증가하고, 그 형상 복원력이 현저히 향상된다. 따라서, 소성 변형으로 인발된 후, 변형 부분은 그 최초 소정 형상에 가까운 형상으로 복원된다. 따라서 변형 부분을 소정의 형상으로 복원하는 것이 적은 공정으로 가능하여 수지 코어의 효과적인 재사용을 허용한다.

긴 섬유를 보강 섬유로서 사용하는 경우에는 수지 코어의 형상은 섬유의 덩어리(mass)로 형성되고(단계 S26), 이 덩어리는 코어 형상 다이 내에 세트된다(단계 S28). 계속해서, 사출 성형법 등에 의해서 수지 재료가 코어 형성 다이 내에 주입되고(단계 S30), 이 다이 내에서 경화되고(단계 S32), 그 후 FRP 수지 코어로서 취출 된다.

이하 주조 공정(단계 S16 내지 S24)은 짧은 섬유를 사용한 수지 코어의 경우와 동일하다.

본 실시예에 있어서 실리콘 고무형 수지가 수지 코어의 수지 재료로서 사용되었지만 제8실시예 내지 제11실시예에서와 마찬가지로 다른 다양한 수지 재료를 사용할 수 있다.

또한, 강화섬유로서 Al₂O₃을 사용한 경우에 있어서 설명하였지만, 그 외에도 SiO₂섬유, WC섬유, 스테인레스강 섬유와 같은 다양한 다른 수지 재료를 사용하는 것이 가능하다.

또한, 본 실시예에 있어서 내열성이 양호한 실리콘 고무형 재료를 수지 재료로서 사용하기 때문에 자동차 엔진 실린더 헤드 또는 실리콘 블록과 같은 용융 금속의 냉각에 상당한 시간이 걸리는 큰 크기의 주조품이라도 만족스럽게 제조할 수 있다는 고유한 효과를 얻을 수 있다.

용융 금속의 냉각이 빠른, 작은 크기 또는 얇은 두께의 주조품의 경우에는 상기 실리콘형 수지 재료보다 더 낮은 내열성을 가진 수지 재료라도 만족스러운 효과를 얻을 수 있다.

또한, 보강 섬유로서 Al₂O₃섬유를 사용하기 때문에 용융 금속과 수지 코어의 바람직하지 않은 반응 없이 알루미늄 재료가 다이 주조될 수 있다.

또한, 실리콘 고무형 재료에 적합한 보강 재료로서 Al₂O₃,SiO₂, WC, 스테인레스강 등의 섬유를 사용함으로써 수지 코어 등과 같이 FRP를 두꺼운 두께의 형상으로 성형할 수 있다.

종래의 에폭시형 수지 재료에 탄소 섬유를 혼합한 FRP는 단지 얇은 두께의 형상으로만 성형될 수 있었다. 이에 반하여, 실리콘 고무형 재료와 Al₂O₃등의 섬유를 조합하여 사용함으로써 두꺼운 두께의 형상을 갖는 다양한 FRP 수지 코어를 제조할 수 있다는 것을 알았다.

[실시예 13]

이제, 본 발명의 제13실시예를 제29a도 및 제29b도를 참조하여 설명한다.

먼저, 본 실시예의 수지 코어(652) 구조물과 그 수지 코어를 이용한 주조 방법이 제29a도를 참조로 설명된다. 본 실시예에서, 수지 코어(652)에는 다이 주조용 알루미늄 재료 ADC10가 사용된다.

제29a도에 도시된 것처럼, 본 실시예의 수지 코어(652)를 갖는 수지 코어 보디(654)의 외면부는 ADC10입자층으로 피복된 공동 내에서 용융 금속과 접촉된다.

알루미늄 입자층을 형성하는 방법은 설명되지 않는다. 먼저, 수지 코어 보디(654)는 사출성형 공정에 의해 성형된다. 다음, 성형 직후, 즉 사출성형 다이로부터 취출한 후 바로 수지 코어 보디(654)에 알루미늄 입자를 살포한다.

수지 코어 보디(654)는 그 성형 직후에는 여전히 고온이어서 그 표면이 연질이기 때문에 상기 살포된 알루미늄 입자는 수지 코어 보디(654)의 표면에 균일하게 부착된다. 알루미늄 입자가 필요한 두께로 부착한 후, 냉각되어 연화되면, 피복 층으로서 알루미늄 입자층(656)을 구비한 수지 코어(652)가 획득될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 알루미늄 입자층(656)을 형성하기 위한 알루미늄 입자는 40 내지 100μm의 입자 직경을 가지고 있다. 제29a도에 도시된 바와 같은 단부에 있는 코어 프린트(654A,654B)와 같이, 알루미늄 입자 부착에 바람직하지 않은 수지 코어 보디(654)의 부분은 테이프 등으로 적절하게 피복된다.

제29a도에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 해서 준비된 수지 코어(652)는 상부 다이 절반부(650A)와 하부 다이 절단부(650B)로 이루어진 다이 내에 세트된다. 다음, 이 다이 절반부(650A,650B)들을 함께 조합시킨 후, 형성된 공동(651) 안으로 용융 된 알루미늄이 주입된다.

이때, 공동(651d)내에 압력하에 주입된 용융 금속은 수지 코어(652)의 표면 알루미늄 입자층(656)과 충돌하지만 수지 코어 보디(654)와는 접촉하지 않는다. 따라서 수지 코어 보디(654)는 고온, 고압 용융 금속으로부터 보호되어 용융 또는 변형이 확실하게 방지된다.

따라서, 주입된 용융 금속이 연화될 때까지, 수지 코어 보디(654)는 고온 고압의 용융 금속에 의해 변형되지 않고 그 소정의 형상을 확실하게 유지한다.

한편, 수지 코어(652)의 표면 알루미늄 입자층(656)은 동일한 용융 알루미늄과 접촉하여 그 표면이 용융 되고, 냉각에 의해 점차 응고되는 용융 금속과 일체화된다. 주입된 용융 금속이 응고된 후, 수지 코어 보디(654)는 용융 금속의 열에 의해 연화되고, 용융 금속과 일체화된 알루미늄 입자층(656)과 분리된다. 따라서, 소성 변형 없이 수지 코어 보디(654)만이 인발되어 주조품으로부터 분리된다.

수지 코어 보디(654)는 용융 금속과 접촉해 있는 알루미늄 입자층(656)에 의해 고온 고압의 용융 금속으로부터 보호되기 때문에, 수지 코어 보디(654)는 수지 코어 보디(654)의 용융 또는 변형 가능성이 없으며, 주조 후 알루미늄 입자층(656)과 수지 코어 보디(654)를 분리할 필요가 없고, 결국 수지 코어를 재사용하는데 필요한 공정수가 줄어든다.

또한, 본 실시예에 있어서는 알루미늄 분말에 의해서 수지 코어 보디(654)를 피복하였기 때문에, 알루미늄 입자 사이에 존재하는 공기 층에 의해서 열 절연 효과가 얻어진다. 따라서, 조밀한 알루미늄층으로 수지 코어 보디(654)를 피복하는 경우와 비교하여 낮은 내열성을 갖은 수지 재료를 사용할 수 있는 이점이 있다.

또한, 알루미늄 입자의 크기에 의해서 입자 사이에 존재하는 공기 층의 체적도 변화하기 때문에, 열 절연성을 조절하는 것도 가능하다. 제29b도는 알루미늄 입자층(656)을 형성하는 알루미늄 입자의 직경과 열전도율과의 관계를 보여주는 그래프이다. 제29b도로부터 입자 직경이 증가하면 열전도율이 감소함을 알 수 있을 것이다. 즉, 알루미늄 입자층(656)의 열 절연성은 알루미늄 입자의 입자 직경을 증가시키므로서 향상될 수 있다.

따라서, 알루미늄의 입자 직경을 선택하는 것에 의해서 알루미늄 입자층(656)의 열 절연성을 제어할 수 있고, 이에 의해서 수지 코어 보디(654)가 연화될 때까지의 시간을 제어할 수 있다.

본 실시예에 있어서는 알루미늄 입자층(656)을 형성하는 방법으로서 성형 직후의 수지 코어 보디(654)에 알루미늄 입자를 살포하는 방법에 관하여 설명하였지만, 수지 코어 보디(654)에 알루미늄박을 부착하는 방법, 알루미늄 입자를 내열성의 바인더를 사용하여 도포하는 방법, 비교적 저온의 알루미늄 용융 금속 중에 내열성이 높은 실리콘 수지 등의 수지 재료로 된 수지 코어를 단시간 동안 침지하는 방법 등의 다른 방법도 채택할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 주조 재료로서 알루미늄 재료 ADC10을 사용하는 경우에 관하여 설명하였지만, 상이한 주조 재료를 사용할 때에는 수지 코어 보디는 그 주조 재료와 동일한 금속으로 피복되어야 한다.

상기 실시예는 주로 다이 주조 같은 고압 주조를 위한 수지 코어의 사용에 대해 설명되었다. 그러나 상기 실시예의 수지 코어는 고압 주조뿐만 아니라 저압 주조, 중력 주조, 감압 주조 및 차압 주조 같은 다양한 형태의 주조에 적용될 수 있다.

또한, 주조 재료로서 알루미늄의 사용이 주로 설명되었지만, 본 발명의 다른 주조 재료에도 적용될 수 있음은 물론이다.

더 나아가, 상기 실시예와 관련하여 설명된 바와 같이, 수지 코어의 제조 방법과 그 수지 코어를 이용한 주조 방법뿐만 아니라, 수지 코어의 구조, 형태, 크기, 재료, 양, 연결관계등과 이들 수지 코어를 제조하기 위한 여러 가지의 장치의 부품들은 제한되는 것은 아니다.

[실시예 14]

제30도 및 제31도는 본 발명의 제14실시예를 도시한 것이고, 제32도 및 제33도는 본 발명의 제15실시예를 도시한 것이다. 양 실시예의 공통 부분은 동일 부호로 표시하였다.

먼저, 양 실시예의 공통인 구조부는 예를 들어 제30도 및 제31도를 참조로 그 작용과 함께 설명된다.

제30도 및 제31도를 참조하면, 함께 폐쇄 및 개방 될 수 있는 다이 절반부(705,706)는 이들 사이의 공동(707)을 형성한다. 공동(707)내에서, 수지 코어(704)는 주조품(701)의 중공 공간, 언더컷부 등을 형성하기 위해 세트된다. 예를 들어 알루미늄 합금인 금속은 공동(707)에 용융 금속으로서 주입되고 주조품(701)을 얻기 위해 응고된다. 용융 금속이 응고된 후, 다이 절반부(705,706)가 개방되고 주조품(701)이 취출 된다. 다음에 수지 코어(704)가 주조품(701)으로부터 인발된다.

수지 코어(704)는 열 가소성 수지의 코어 수지부(702)와, 코어 수지부(702)내에 배열되고 이 코어 수지부(702)를 그 내측부로부터 가열될 수 있는 금속 부재(703)를 포함한다.

코어 수지부(702)를 구성하는 열가소성 수지는 불완전 탄성 수지이므로, 용융 금속(예를 들면 용융 알루미늄 합금)이 80 MPa 이상의 고압 하에서 다이 주조의 공동(707)안으로 넣어질 때, 발생될 수 있는 탄성 변형 때문에 성형의 치수 정밀도는 감소되지 않는다. 불완전 탄성 수지의 예로는 폴리에틸렌, 에틸렌/프로필렌 코폴리머 등이 있다. 이들 수지는 제한되는 것은 아니다.

그러나, 상기 불완전 탄성 수지는 경질이며 실온에서 변형될 수 없다. 그러므로, 수지 코어(704)를 주조품(701)으로부터 제거하기 위해서는 수지 코어(704)를 수용하는 주조품(701)을 수지의 연화점(약 150 내지 200℃)이상의 온도에서 재가열할 필요가 있다. 즉, 코어 수지부(702)는 수지 코어(704)를 주조품(701)에서 인발할 수 있도록 변형 가능해야 한다.

그러나, 다이 주조 공정으로 제조된 알루미늄 합금 주조품이 재가열 될 때, 블리스터 결함이 많은 미소 구멍으로 인해 발생된다. 그러므로, 주조품은 매우 높은 온도로 재가열 될 수 없다. 예를 들면, 500℃의 가열은 수지 코어가 연화될 지라도 블리스터 결함을 야기시킨다. 그러나, 200 내지 300℃의 가열에 의해, 수지 코어(704)는 연화점을 넘어 그 내부까지의 온도로 상승될 수 없다. 그러나, 이 방법은 실행 불가능하다. 이 문제를 해결하기 위해서, 금속 부재(703)가 코어 수지부(702)에 위치된다. 수지의 연화점을 지나지만 블리스터 결함이 발생되지 않는 온도 예를 들면 150 내지 200℃로 짧은 시간 동안, 그 내부로부터 코어 수지부(702)의 가열을 허용한다.

금속 부재(703)는 그 내부로부터의 코어 수지부(702)를 가열하도록 작용하지만, 주조품(701)으로부터 제거되기 위해 당겨지는 코어 수지부(702)가 파손되어 주조품(701)에 부분적으로 잔존하는 것을 방지하는 코어 파손 방지 기능을 갖는다.

이후, 제14실시예와 제15실시예의 구성 및 작용이 설명된다.

제30도 및 제31도에 도시된 바와 같이 본 발명의 제14실시예에서, 코어 수지부(702)에 배열된 금속 부재(703)는 여기시 열을 발생할 수 있는 금속으로 된 열 발생기(703A)이다. 열 발생기(703A)는 예를 들어 니크롬 아이어로 제조된다. 열 발생기(703A)로부터 발생된 열의 양은 여기를 위해 공급된 동력의 양과 여기 시간의 제어를 통해 제어된다. 열 발생기(703A)가 인발 방향에 평행하게 연장되도록 배열되면 인발력의 충전에 효율적일 수 있다.

여기에 의해 열 발생기(703A)를 가열시키면서 가열로의 수지 코어(704)나 버너로 주조품(701)을 가열함으로써, 수지를 연화시켜 제거하기 위해 그 연화점 주변 즉, 50 내지 250℃로 가열하면서 수지 코어(704)를 짧은 시간 동안 내부로부터 가열하는 것이 가능해진다. 따라서, 블리스터 결함의 발생을 억제할 수 있게 된다. 또한, 수지가 고온으로 가열될 때, 재사용할 수 없게 악화될지라도, 이러한 품질 저하는 가열 온도가 재생을 위해 효과적인 150 내지 250℃의 비교적 낮은 온도 범위에 있게 되면 억제될 수 있다.

[실시예 15]

제32도 및 제33도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제15실시예에서, 코어 수지부(702)에 배열된 금속 부재(703)는 수지보다 열전도도가 좋은 다수의 와이어(703B)로 구성된다. 와이어(703B)는 예를 들어 동선 일 수 있다.

주조품(701)을 가열로의 수지 코어(704)나 버너로 가열함으로써, 열은 동선(703B)을 통해 코어 수지부(704)로 전달된다. 그래서, 수지 코어(704)는 외측으로부터 뿐만 아니라 내측으로부터 가열되므로 짧은 시간에 가열되며 그래서 전 코어 수지부(704)의 연화가 얻어진다.

수지 코어(704)가 내측으로부터 가열될 수 있으므로 외측 온도를 높일 필요가 없게 되고 그래서, 재생시 예상되는 블리스터 결함 발생의 억제가 가능해진다.

와이어(703B)가 수지 코어(704)의 장력 강도를 향상시키므로, 주조품(701)으로부터의 인발을 위해 수지 코어(704)에 종래기술보다 높은 인발력을 가할 수 있을 뿐만 아니라, 코어 수지부(702)가 주조품(701)에서 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.

[실시예 16]

제34도 및 제35도는 본 발명에 따른 방법이 적용된 수지 코어(801)와 주조품(802) 사이의 관계의 예를 도시한 것이다. 수지 코어(801)는 제39도에 간략히 도시된 형태를 취한다. 제34도 및 제35도는 수지 코어(801)가 주조품(802)에 계속 존재하고 인발되어지는, 주조 후의 시스템의 상태를 나타낸다. 이 상태에서, 수지 코어(801)가 연화될 때조차도 코어 프린트 구멍(804)을 통해 인발될 수 없다. 코어 프린트 구멍(804)을 통한 수지 코어(801)의 인발을 허용하도록, 수지 코어(801)는 2개 이상의 부분으로 원주 방향으로 분리된다. 이를 위해, 수지 코어(801)는 수지 코어(801)가 다이에 세트될 때 적용된 인장력에 의해 분할되는, 분할부(803)를 갖는다. 본 발명에 따라서, 수지 코어(801)는 분할부(803)의 구조에 따라 콤비네이션형 수지 코어와 노치형 인테그랄 수지 코어로 분류된다. 콤비네이션형 수지 코어는 점착형 및 비점착형 수지 코어로 분류된다. 이들 수지 코어는 본 발명의 실시예로서 후술될 것이다.

[실시예 17]

본 실시예는 일체형 부재일 경우 코어 프린트(804)로부터 쉽게 제거될 수 없어 주조를 위해 사용된 함께 조립된 복수의 분할부로 이루어진 콤비네이션형 수지 코어에 관한 것이다. 코어 분할부는 점착제를 전혀 사용하거나 전혀 사용하지 않고서 함께 조립될 수 있다. 본 발명의 제17실시예에는 점착제로 함께 결합된 분할부를 가진 수지 코어(이후 점착제형 수지 코어(801A)로 칭함)를 인발하는 방법에 관한 것이다.

제36도 내지 제39도는 점착제형 수지 코어(801A)의 윤곽을 도시하고 있다. 복수의 분할부로 이루어진 수지 코어에서, 각 분할부(803)는 코어 분할부의 결합 단부 면에 형성되고 자유단부 쪽으로 테이퍼진 단면을 갖는 상승부(803a)와 다른 코어 분할부의 합체된 결합 단부 면에 형성되고 상승부(803a)를 수용하기 위해 개방측부 쪽으로 돌출된 리세스부(803b)를 포함한다. 상승부(803a)와 리세스부(803b)는 함께 결합되고, 2개의 결합 단부면은 점착제로 함께 결합된다. 하나 이상의 코어 분할부의 하나의 결합 단부면은 소형 릿지(805)와 소형 홈(806)을 갖는다. 제38도는 제36도에 도시된 상승부 및 리세스부가 점착제로 결합된 상태를 도시한 것이다. 제39도는 제34도 및 제35도에 도시된 수지 코어에 대한 제17실시예의 상승부 및 리세스부를 결합하는 구조의 적용을 도시한 것이다. 홈(806)의 제공은 점착제(807)의 효과를 향상시키고 코어 분할부의 확고한 결합을 제공하도록 상승 및 리세스 결합면의 영역을 증가시키는 효과를 갖는다. 릿지(805)는 결합 단부면이 결합을 위해 함께 결합될 때 수지의 탄성력으로 결합 단부면을 서로 밀봉하는 목적을 갖는다. 그래서, 점착제(807)가 결합 단부면 사이를 통해 나가는 것이 방지되고 용융 금속(예를 들면 용융 알루미늄)이 결합 단부면 사이를 통해 얻어지는 것이 방지되므로, 주조품의 질이 향상된다. 더 나아가, 상승 및 리세스부를 포함하는 분할부의 구조는 수지 코어 조립시 코어 분할부를 위치시키도록 작용하므로, 수지 코어의 치수 및 형태의 고정밀도가 보증된다.

상기 구조를 가진 콤비네이션형 수지 코어에 있어서, 주조 후 수지 코어 제거 단계의 연화된 상태(주조품의 잔열이나 가열에 의해 발생될 수 있는)에서 수지 코어(801)에 인장력을 적용시킴으로써, 수지 코어(801)는 결합 단부 면에 의해 구성된 각 분할부(803)에서 분리된다. 그래서, 수지 코어(801)는 주조품에 이물질이나 수지를 잔존시키지 않고, 종래기술보다 쉽게 코어 프린트 구멍(804)을 통해 제거될 수 있다.

[실시예 18]

본 발명의 제18실시예는 다른 점착제의 사용 없이 콤비네이션형 수지 코어(이후 비점착형 수지 코어(801B)로 칭함)를 인발하는 방법에 관한 것이다.

제40도 내지 제43도는 비점착형 수지 코어(801B)를 도시한다. 복수의 코어 분할부로 이루어진 수지 코어에서, 각 분할부(803)는 코어 분할부의 결합 단부면에 형성되고 자유단부 쪽으로 돌출된 상승부(803c)와 다른 코어 분할부의 합체된 결합 단부면에 형성되고 상승부(803c)를 수용하는 개방 측부 쪽으로 테이퍼진 리세스부(803d)를 포함한다. 상승 및 리세스부(803c,803d)는 경질 상태에서 서로 결합되므로 서로로부터 더 이상 분리될 수 없다.

제41도 및 제42도에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 코어 분할부의 하나의 결합 단부면은 릿지(805)를 가진다. 릿지(805)는 용융 금속이 결합 단부면 사이를 통해 들어가는 것을 예방하는 밀봉 기능을 갖는다. 또한, 제43도에 도시된 바와 같이, 상승부(803c)나 리세스부(803d)의 측면은 릿지(808)를 갖는다. 릿지(808)는 상승 및 리세스부(803c,803d)의 서로로부터의 이탈을 방지한다.

비점착형 콤비네이션 수지 코어(801B)가 주조용으로 사용될 때, 주조후의 수지 코어 제거 단계의 연화 상태에서 수지 코어(801)에 대해 인장력을 적용시킴으로써, 상승부 및 리세스부(803c,803d)는 변형되고, 수지 코어(801)는 분할부(803)에서 복수의 분할부로 분리된다. 그래서, 각 코어 분할부는 각 코어 프린트 구멍을 통해 쉽게 제거될 수 있다. 이때, 수지는 용해되지 않고 즉, 연화 상태에 있고 인장력을 전할 수 있다. 그래서, 수지 코어는 주조품에 그 잔유물을 남기지 않고 인발 될 수 있다.

[실시예 19]

본 발명의 제19실시예는 복수의 위치에 형성된 노치를 가진 수지 코어(801)를 인발하는 방법에 관한 것이며, 상기 수지 코어는 노치가 제공되지 않는 경우 코어 프린트 구멍(804)을 통해 쉽게 제거될 수 없지만, 인장력이 적용될 때 각 노치 에서 분리될 수 있고 그래서, 합체된 코어 프린트 구멍을 통한 각 분할부의 인발이 가능해진다(이후, 수지 코어는 노치형 인테그랄 수지 코어(801c)로서 칭함).

제44도 내지 제46도는 노치형 인테그랄 수지 코어(801c)의 외형을 도시한다. 이 수지 코어(801c)는 각각 노치(803e)에서 구성된 복수의 분할부(803)를 갖는다. 인장력이 수지 코어에 적용될 때 노치(803e)에서 복수의 코어 분할부로 분리된다. 노치(803e)는 V형 단면을 갖고 각각 수지 코어의 내외 면에 형성되고 서로 직면된 한 쌍의 노치로 제공된다. 제44도는 제34도 및 제35도에 도시된 바와 같이 수지 코어에 적용되고 노치 없이 쉽게 제거될 수 없는 노치형 인테그랄 수지 코어(801c)를 도시한다. 제45도는 4기통 내연 기관 블록 워터 쟈킷 코어에 대한 노치형 인테그랄 수지 코어(801c)의 적용을 도시한다. 제46도는 4기통 내연 기관 실린더 헤드 워터 쟈킷 코어에 대한 노치형 인테그랄 수지 코어(801c)의 적용을 도시한다. 제45도 및 제46도에서, 803은 노치에 의해 구성된 분할부, 804는 코어 프린트에 대응하는 부분이다.

상기 노치형 인테그랄 수지 코어(801c)가 주조용으로 사용될 때, 주조 후 코어 제거 단계의 연화 상태에서 수지 코어에 인장력을 적용시킴으로써, 수지 코어는 노치(803e)에서 복수의 코어 분할부로 분리된다. 그래서, 수지 코어는 각 코어 프린트(804)를 통해 각 분할부를 인발하므로써 쉽게 제거될 수 있다. 더 나아가, 각 코어 분할부가 용융 되지 않으므로, 그 수지가 주조품에 부분적으로 잔존할 가능성 없이 일체로 인발 될 수 있다.

본 발명에 따라 도시된 바와 같이, 수지 코어는 그 각 분할부가 쉽게 인발 될 수 있도록 주조품으로부터 인발 될 때 수지 코어가 분리되는 분할부를 갖는다. 또한, 수지 코어가 연화 상태에 있을 때 인발되므로 수지가 용융 되는 경우와 다르게. 수지가 주조품에 부분적으로 잔존할 가능성은 없다.

Claims (41)

1. 수지 코어를 주조 품에서 제거하는 단계를 포함하는 주조 방법에 있어서, 수지 코어(16)를 다이(11)에 세팅시키는 세팅 단계와, 용융 금속을 수지 코어(16) 세트를 가진 다이(11)에 주입하는 주입 단계와, 수지 코어의 파손 없이 다이에 주입된 용융 금속의 응고의 결과로 얻어진 주조품(X)으로부터 연화 상태의 수지 코어(16)를 인발하는 인발 단계를 포함하며, 상기 수지 코어(16)는 용융 금속이 응고되는 온도 이상의 온도 증가로 응고되어 연화될 때까지, 용융 금속의 높은 온도에 대해 변형되지 않고 경질인 수지로 이루어진 주조 방법.
2. 제1항에 있어서, 연화 상태에서의 수지 코어(26)의 인발 단계는 다이(21,22)의 개방과 동시에 실행되는 주조 방법.
3. 제1항에 있어서, 수지 코어(26)는 다이(21,22)가 개방되는 방향으로 향하고, 다이(21,22) 개방 시 주조품(X)으로부터 연화 상태에서 인발되도록, 다이(21,22)에 세트되는 주조 방법.
4. 제1항에 있어서, 다이(21,22)는 수지 코어(26)가 연화 상태에 있을 때 개방되는 주조 방법.
5. 제1항에 있어서, 연화된 수지 코어(2n)는 주조품이 다이로부터 취출된 후 주조품으로부터 인발되는 주조 방법.
6. 제1항에 있어서, 수지 코어(102,112)는 그 탄성변형을 이용하여, 다이의 코어 프린트 수용부(104h)에 적합하게 세트되는 주조 방법.
7. 제1항에 있어서, 주조품은 주조품에 수용된 수지 코어(2n)의 코어 프린트(2nk)를 밀어냄으로써 다이(212,214)로부터 취출 되는 주조 방법.
8. 제7항에 있어서, 수지 코어(2n)는 그 코어 프린트(2nk)를 다이(212,214)로부터 밀어내기 위해 푸시-아웃 핀(218)에 대해 위치되도록 다이에 세트되는 주조 방법.
9. 제1항에 있어서, 수지 코어(402,512,622,632)는 그 잔유부를 덮는 표면상의 열 절연층(406,516,626,636)을 갖는 주조 방법.
10. 제9항에 있어서, 수지 코어(402)는 그 잔유부를 덮는 표면상의 금속 박(406)을 갖는 주조 방법.
11. 제9항에 있어서, 수지 코어(622)는 그 잔유부를 덮는 표면상의 내열성 섬유층(626)을 갖는 주조 방법.
12. 제9항에 있어서, 수지 코어(512)는 그 잔유부를 덮는 표면상의 세라믹층(516)을 갖는 주조 방법.
13. 제9항에 있어서, 수지 코어(632)는 그 잔유부를 덮는 표면상의 모래층(636)을 갖는 주조 방법.
14. 제13항에 있어서, 수지 코어(632)는 코어 형성 다이(630)의 내벽면(631)에 부착된 모래층(636)을 가진 코어 형성 다이(630)의 수지의 사출성형을 통해 제조되는 주조 방법.
15. 제9항에 있어서, 수지 코어(652)는 그 잔유부를 덮는 표면상의 금속층(656)을 갖고, 표면 금속층(656)은 용융 금속과 동일한 금속인 주조 방법.
16. 제9항에 있어서, 수지 코어(42)는 내열성 섬유로 보강된 주조 방법.
17. 제16항에 있어서, 수지 코어는 보강 열 절연 섬유의 덩어리(S28, 제28도)로 수지를 도입시킴(S30, 제28도)으로써 제조되는 주조 방법.
18. 제16항에 있어서, 수지 코어는 보강 내열성 섬유(646)와 액체 수지(644)의 혼합물(S10)의 사출성형(S12)을 통해 제조되는 방법.
19. 제9항에 있어서, 수지 코어(652)는 그 잔유부를 덮는 금속 입자층(656)을 갖고, 금속 입자층(656)은 용융 금속과 동일한 금속인 주조 방법.
20. 제19항에 있어서, 금속 입자의 직경은 사전에 선택되는 주조 방법.
21. 제1항에 있어서, 수지 코어(704)는 그 안에 사전에 제공되는 열 발생기(703A)로부터 열을 발생시킴으로써 연화되는 주조 방법.
22. 제1항에 있어서, 수지 코어(704)는 그 안에 사전에 제공되는 열전도체(703B)에 의해 쉽게 연화되는 주조 방법.
23. 제1항에 있어서, 수지 코어(704)는 사전에 제공되는 세장형 부재(elongate member; 703A)를 포함하고, 세장형 부재(703A)의 사용에 의해 주조품(701)으로부터 연화 상태에서 인발되는 주조 방법.
24. 수지 코어를 주조 품에서 제거하는 단계를 포함하는 주조 방법에 있어서, 각각 코어 프린트(804)를 가진 복수의 수지 코어 분할부(801A)를 함께 조립함으로써 수지 코어(801)를 제조하는 제조 단계와, 수지 코어가 다이(11)에 조립되는 세팅 단계와, 용융 금속을 수지 코어(801) 세트를 가진 다이(11)에 주입하는 주입 단계와, 각각의 수지 코어 분할부(801A)의 코어 프린트(804)에 인장력을 적용시킴으로써 다이(11)에 주입된 용융 금속의 응고의 결과로서 얻어진 주조품(X)으로부터 각 수지 코어 분할부(801A)를 인발하는 인발 단계를 포함하며, 상기 수지 코어(801)는 수지 코어(801)와 접촉하여 용융 금속의 응고때까지 용융 금속의 고온에 대해 변형되지 않고 경질이며, 용융 금속이 응고된 온도 이상의 온도 증가로 연화되는 수지로 이루어진 주조 방법.
25. 제24항에 있어서, 수지 코어(801)는 수지 코어 분할부(801A)와 결합됨으로써 제조되는 주조 방법.
26. 제24항에 있어서, 수지 코어(801)는 수지 코어 분할부(801A)와 함께 기계 조립되는 주조 방법.
27. 수지 코어를 주조 품에서 제거하는 단계를 포함하는 주조 방법에 있어서, 수지 코어(801)를 다이(11)에 세팅하는 세팅 단계와, 용융 금속을 수지 코어(801c)세트를 가진 다이(11)에 주입하는 주입 단계와, 다이(11)에 부어진 용융 금속의 응고의 결과로서 얻어진 주조품(X)으로부터 각 코어 프린트(804)에 인장력을 적용시키는 적용 단계를 포함하며, 상기 수지 코어(801c)는 수지 코어(801c)와 접촉하는 용융 금속이 용융 금속 응고 온도 증가로 응고되어 연화될 때까지 용융 금속의 높은 온도에 대해 변형되지 않고 경질인 수지로 제조되며, 복수의 코어 프린트(804) 및 인접 코어 프린트(804)들 사이에 형성된 부서지기 쉬운 부분(803)을 가지며, 각각 독립적으로 인발되는 코어 분할부로 부서지기 쉬운 부분(803)에서 분할되는 주조 방법.
28. 제27항에 있어서, 부서지기 쉬운 부분(803)은 수지 코어(801)에 노치(803e)를 형성함으로써 형성되는 주조 방법.
29. 주조 품으로부터 수지 코어를 주조 및 제거하는 장치에 있어서, 다이(11,21,22)와, 다이(11,21,22)의 수지 코어(16,26) 세트와, 수지 코어(16,26)의 파손 없이 다이(11,21,22)에 주입된 용융 금속의 응고의 결과로 얻어진 주조품(X)으로부터 연화 상태에서 수지 코어(16,26)를 인발하는 코어 인발 기구(18,23)를 포함하며, 상기 수지 코어(16,26)는 수지 코어와 접촉되는 용융 금속이 응고되는 온도 이상의 온도 증가로 응고되어 연화될 때까지 용융 금속의 높은 온도에 대해 변형되지 않고 경질인 수지로 이루어진 수지 코어의 주조 및 제거 장치.
30. 제29항에 있어서, 코어 인발 기구(18)는 다이(12)에 장착된 피스톤-실린더 조립체(18y)이고, 다이(12)는 이를 통해 피스톤-실린더 조립체(18y)의 피스톤(18p)이 미끄럼 이동되는 관통구를 가지며, 수지 코어(16)는 관통구의 피스톤(18p)에 기계적으로 결합된 코어 프린트(16h)를 가지는 수지 코어 주조 및 제거 장치.
31. 제29항에 있어서, 코어 인발 기구(23)는 다이(21,22) 개폐 기구로서 작용하고, 수지 코어(26)는 다이(21,22)가 개폐되는 방향으로 연장되는 상태에서 다이(21,22)에 고정되는 수지 코어 주조 및 제거 장치.
32. 제31항에 있어서, 수지 코어(122)는 다이(124)에 고정된 고경도 지지 부재(126) 주변에 형성되는 수지 코어 주조 및 제거 장치.
33. 제31항에 있어서, 다이(124) 개폐 방향으로 연장하는 지지 부재(126)는 다이에 고정되고, 수지 코어(122)는 지지 부재(126)상에 끼워 맞춰지는 수지 코어 주조 및 제거 장치.
34. 제31항에 있어서, 수지 코어(102)는 다이(104)의 리세스(104h)에 끼워 맞춰진 코어 프린트(102r) 압력부를 가진 다이(104)에 고정되는 수지 코어 주조 및 제거 장치.
35. 제29항에 있어서, 다이(212)는 수지 코어(2n)의 코어 프린트(2nk)에 대응하는 위치에 배열된 푸시-아웃 핀(218)을 포함하는 수지 코어 주조 및 제거 장치.
36. 제35항에 있어서, 위치 설정용 결합부(212d)는 푸시-아웃 핀(218)과 코어 프린트(2nk)사이에 제공되는 수지 코어 주조 및 제거 장치.
37. 제35항에 있어서, 냉각수 통로(212w)는 코어 프린트(2nk)와 푸시-아웃 핀(218)의 접촉부 부근에 형성되는 수지 코어 주조 및 제거 장치.
38. 각각 코어 프린트(804)를 가진 함께 조립된 복수의 수지 코어 분할부(801A)를 포함하며, 수지 코어와 접촉하는 용융 금속이 응고되는 온도 이상의 온도 증가로 응고되어 연화될 때까지 용융 금속의 높은 온도에 변형되지 않고 경질인 수지로 제조되는 수지 코어(801).
39. 제38항에 있어서, 수지 코어(801)는 수지 코어 분할부(801A)를 함께 결합함으로써 형성되는 수지 코어.
40. 제38항에 있어서, 수지코어(801)는 수지 코어 분할부(801B)를 함께 기계적으로 조립함으로써 형성되는 수지 코어.
41. 복수의 코어 프린트(804)와 인접 코어 프린트(804) 사이에 형성된 복수의 부서지기 쉬운 부분(803)을 포함하며, 수지 코어와 접촉하는 용융 금속이 응고되는 온도 이상의 온도 증가로 응고되어 연화될 때까지 용융 금속의 높은 온도에 대해 변형되지 않고 경질인 수지로 제조되는 수지 코어.