KR0182408B1 - 저융점합금을 이용한 프레스금형의 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저융점합금을 이용한 프레스금형의 제작방법에 관한 것으로, 특히 프레스 시작금형의 제작시 부압적용이 가능한 마스터모델에 직접주조방식으로 금형을 제작하여 금형제작기간의 단축 및 경비절감을 꾀할 수 있는 저융점합금을 이용한 프레스금형의 제작방법에 관한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 저융점합금을 이용한 프레스금형의 제작방법은, 프레스금형용으로 저융점합금을 이용한 프레스금형의 제작방법에 있어서, 마스터모델에 상하로 관통하는 다수의 관통공이 형성된 마스터모델을 마련하는 단계와; 상기 마스터모델의 외주연을 감싸도록 금형외곽틀을 설치하는 단계와; 금형외곽틀이 설치된 상기 마스터모델의 상면에 내열성시트를 설치하고 흡입공기에 의하여 상기 마스터모델의 표면에 흡착시키는 단계와; 상기 금형외곽틀 내에 설치된 마스터모델 상에 저융점주물을 주탕하여 다이금형을 성형하는 단계와; 상기 다이금형(12)을 반전하여 설치하고, 상기 다이금형과 틈새를 유지하면서 상기 다이금형의 외주연에 금형외곽틀을 설치하는 단계와; 상기 금형외곽틀이 설치된 상기 다이금형의 상면에 내열성시트를 설치하고, 흡입공기에 의하여 상기 내열성시트를 상기 다이금형의 표면에 흡착시키는 단계와; 상기 금형외곽틀 내에 설치된 상기 다이금형의 상면에 저융점주물을 주탕하여 펀치금형을 성형하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

저융점합금을 이용한 프레스 금형의 제작방법

제1도 (a),(b),(c)는 본 발명에 따른 저융점합금을 이용한 프레스 금형의 제작방법을 도시하는 순서도.

제2도는 저융점합금을 이용한 프레스 금형의 제작과정을 간략하게 도시하는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 마스터모델 12 : 다이금형

14 : 펀치금형 16 : 금형외곽틀

18 : 관통공 20 : 내열성시트

22 : 부압장치 24 : 에어도관

[산업상 이용분야]

본 발명은 저융점합금을 이용한 프레스 금형의 제작방법에 관한 것으로, 특히 프레스 시작금형의 제작시 부압적용이 가능한 마스터모델에 직접주조방식으로 금형을 제작하여 금형제작기간의 단축 및 경비절감을 꾀할 수 있는 저융점합금을 이용한 프레스 금형의 제작방법에 관한 것이다.

[종래기술]

일반적으로 시작프레스금형의 제작시 대부분 주물사를 사용한 아연합금의 주조형이 사용되고 있다. 종래 시작프레스용 저융점합금의 제작공정은 먼저 마스터모델(Master model)을 마련하고, 디이패이스(Die face)를 전개하여 상기 마스터모델에 석고를 입혀 석고모형을 완성하게 된다. 이때 석고모형의 제작시 아연합금의 수축률(약 10/ 100)을 감안하여 고팽창석고로 먼저 제작후 저팽창석고로 반전하는 작업을 거쳐 다이(Die)금형과 프레스(Press)금형으로 이루어진 한 쌍의 석고모형을 완성하게 된다.

한 쌍의 석고모형이 완성된 후, 석고모형의 상부에 주물사를 채운 후 반전하여 석고모형을 제거함으로써 주형을 완성하게 된다. 상기와 같이 주형이 완성된 후 아연 합금을 주탕하고 응고시켜 프레스 금형용으로 다이금형과 펀치금형으로 이루어진 한 쌍의 금형을 완성하게 된다.

[종래기술의 문제점]

전술한 종래의 시작프레스금형의 제작방법에 의하면, 아연합금은 융점이 높아 마스터모델에 직접재료를 주탕할 수가 없어 많은 전사공정이 필요함으로 제작시간이 장기간 소요되는 문제점이 있다.

[본 발명이 해결하고자 하는 과제]

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 프레스 시작금형의 제작시 마스터모델에 직접 저융점합금을 주형하여 작업공정을 단축함으로써 제작시간의 단축 및 코스트(Cost)절감 그리고 설계변경에 대응이 용이한 저융점합금을 이용한 프레스 금형의 제작방법을 제공하는데 있다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 저융점합금을 이용한 프레스금형의 제작방법은, 프레스금형용으로 저융점합금을 이용한 프레스금형의 제작방법에 있어서, 마스터모델에 상, 하로 관통하는 관통공(Air vent hole)이 형성된 한 쌍의 마스터모델을 마련하는 단계와; 상기 금형외곽틀이 설치된 상기 마스터모델의 외주연을 감싸도록 금형외곽틀을 설치하는 단계와; 상기 마스터모델의 외주연을 감싸도록 금형외곽틀을 설치하는 단계와; 상기 금형외곽틀이 설치된 상기 마스터모델의 상면에 내열성시트를 설치하고 흡입공기에 의하여 상기 내열성시트를 상기 마스터모델의 표면에 흡착시키는 단계와; 상기 금형외곽틀 내에 설치된 상기 마스터모델상에 저융점주물을 주탕하여 다이금형을 성형하는 단계와; 상기 다이금형을 이용하여 그와 반대되는 표면형상을 갖도록 펀치금형을 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 펀치금형을 성형하는 단계는, 상기 다이금형을 반전하여 설치하고, 상기 다이금형과 틈새를 유지하면서 상기 다이금형의 외주연에 금형외곽틀을 설치하는 단계와; 상기 금형외곽틀이 설치된 상기 다이금형의 상면에 내열성시트를 설치하고, 흡입공기에 의하여 상기 내열성시트를 상기 다이금형의 표면에 흡착시키는 단계와; 상기 금형외곽틀 내에 설치된 상기 다이금형의 상면에 저융점주물을 주탕하여 펀치금형을 성형하는 단계로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 저융점합금은 비스무트-주석(Bi-Sn)계의 저융점 이원합금으로 이루어지는 것이 바람직하다.

[실시예]

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

제1도(a),(b),(c)는 본 발명에 따른 프레스금형용 저융점합금형의 제작방법을 도시하는 흐름도이며, 제2도는 프레스금형의 제작과정을 개략적으로 도시하는 도면이다.

제1도 및 제2도를 참조하여 본 발명에 따른 저융점합금을 이용한 프레스금형의 제작방법을 설명한다. 전체공정을 간략하게 설명하면, 저융점합금을 이용한 프레스금형의 제작방법은 먼저 제작하고자 하는 금형과 동일한 형상을 갖는 목형으로 된 마스터모델을 마련하고, 상기 마스터모델을 사용하여 다이금형을 성형하게 된다. 성형된 다이금형을 사용하여 이와 대응되는 펀치금형을 성형하여 한 쌍의 다이금형과 펀치금형을 완성하게 된다.

다이금형제작의 경우, 제1도(a)를 참조하면 먼저 마스터모델(10)을 마련하고 다이페이스(DIE FACE)를 전개하며, 상기 마스터모델(10)에 부압을 적용할 수 있도록 상, 하 방향으로 관통되게 다수의 관통공(18)을 형성하게 된다. 상기 마스터모델(10)에 형성되는 복수개의 관통공(18)은 후술하는 부압장치(22)에 연결되어 부압이 작용하면 공기를 흡인하므로써 상기 마스터모델(10)의 상면에 설치되는 내열성시트(20)를 흡착시킬 수 있도록 되어 있다.

상기 다이금형(12)의 외주연에는 합판 또는 철판으로 된 금형외곽틀(16)을 설치하게 된다. 상기 금형외곽틀(16)의 하부에는 에어도관(24)을 마련하고, 상기 에어도관(24)은 부압장치(22)와 연결되어 마스터모델(10)의 관통공(18)을 통하여 금형외곽틀(16) 상부의 공기를 흡입할 수 있다. 상기와 같이 금형외곽틀(16)을 설치한 상태에서, 마스터모델(10)의 상부에 내열성시트(20)를 설치하게 된다. 상기 내열성시트(20)는 주탕되는 주물의 온도에 견딜 수 있도록 프레스강판의 철판두께에 상당하는 내열성 클리어런스 시트(내열온도 280℃)로써 금형외곽틀(16)의 하부에 마련된 부압장치(22)에 의하여 부압으로 내열성시트(20)를 상기 마스터모델(10)의 상면에 흡입밀착 시키게 된다.

상기와 같이 마스터모델(10)의 상부에 내열성시트(20)를 설치한 상태에서 저융점합금인 사이로 캐스트(CIROCAST)를 주탕하여 금형을 완성하게 된다. 저융점합금인 사이로 캐스트의 경우, 비스무트-주석(Bi-Sn)계의 이원합금으로서 융점이 138∼170℃의 저온이므로 주조 작업시 열에 대한 안정성을 확보할 수 있고, 유독가스의 발생이 없으므로 건전한 주변환경을 조성하여 작업자의 건강안전을 도모할 수 있다.

상기와 같은 공정을 주물을 주조한 상태에서 응고시켜 탈형 및 사상공정을 거쳐 다이금형(12)을 완성하게 된다.

상기 다이금형(12)과 대응되는 펀치금형을 제작하고자 하는 경우, 제1도(b)에 도시된 바와 같이, 다이금형(12)을 성형완성 후 이를 반전하여 설치하여 펀치금형의 모형으로 사용하게 된다. 즉 펀치금형의 제작시에는 별도로 목형으로 된 마스터모델을 마련할 필요가 없게 된다.

상기와 같이 다이금형(12)을 반전하여 설치한 상태에서, 상기 다이금형(12)과 일정한 틈새(c)를 갖도록 다이금형(12)을 금형외곽틀(16) 내에 설치하게 된다. 상기 다이금형(12)과 금형외곽틀(16) 사이의 틈새(c)는, 성형완성된 상기 다이금형(12)에 관통공이 형성되어 있지 않으므로 부압장치에 의하여 상기 다이금형(12)의 상면에 설치되는 내열성시트(20)의 흡착시, 상기 틈새(c)를 통하여 상기 금형외곽틀(16) 상부의 공기를 흡입할 수 있다.

상기 다이금형(12)의 상부에 설치된 내열성시트(20)를 부압장치(22)에 의하여 10분 정도 흡입하여 다이금형(12)의 상면에 흡입부착한 상태에서 제2도에 도시된 바와 같이, 저융점합금을 주탕하고 이를 응고시켜 탈형 및 사상공정을 거쳐 펀치금형(14)을 완성하게 된다.

이상에서와 같은 공정을 거쳐 다이금형(12) 및 펀치금형(14)을 완성한 상태에서 조립하여 한 쌍의 프레스금형을 완성하게 된다.

[효과]

이상에서와 같은 본 발명에 따른 저융점합금을 이용한 프레스금형의 제작방법에 의하면, 금형의 제작기간이 단축되고 재사용(Recycling)이 가능하며, 특히 금형의 제작시 유해가스의 발생이 없어 환경오염 및 인체에 유해성분이 적은 효과가 있다. 또한 금형의 제작시 수축이 적어 치수정밀도 및 가공성이 우수한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 프레스금형용으로 저융점합금을 이용한 프레스금형의 제작방법에 있어서, 마스터모델에 상,하로 관통하는 다수의 관통공이 형성된 마스터모델을 마련하는 단계와; 상기 마스터모델의 외주연을 감싸도록 금형외곽틀을 설치하는 단계와; 금형외곽틀이 설치된 상기 마스터모델의 상면에 내열성시트를 설치하고, 흡입공기에 의하여 상기 내열성시트를 상기 마스터모델의 표면에 흡착시키는 단계와; 상기 금형외곽틀 내에 설치된 상기 마스터모델 상에 저융점주물을 주탕하여 다이금형을 성형하는 단계와; 상기 다이금형을 이용하여 그와 반대되는 표면형상을 갖도록 펀치금형을 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저융점합금을 이용한 프레스금형의 제작방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 펀치금형을 성형하는 단계는, 상기 다이금형과 틈새를 유지하면서 상기 다이금형의 외주연에 금형외곽틀을 설치하는 단계와; 상기 금형외곽틀이 설치된 상기 다이금형의 상면에 내열성시트를 설치하고, 흡입공기에 의하여 상기 내열성시트를 상기 다이금형의 표면에 흡착시키는 단계와; 상기 금형외곽틀 내에 설치된 상기 다이금형의 상면에 저융점주물을 주탕하여 펀치금형을 성형하게 되는 것을 특징으로 하는 저융점합금을 이용한 프레스금형의 제작방법.
3. 제1항 및 제2항에 있어서, 상기 저융점합금은 비스무트-주석(Bi-Sn)계의 저융점 이원합금으로 된 것을 특징으로 하는 저융점합금을 이용한 프레스금형의 제작방법.