KR100360500B1 - 알루미늄 성형장치 - Google Patents

Abstract

다단계로 이루어지는 알루미늄 성형 고정을 한번의 공정으로 이루어질 수 있도록, 본 발명의 성형장치는 적어도 일단은 성형 금형의 소재 주입구와 연결되고, 타단은 선택적으로 개방되어 성형될 소재를 수용하는 소재 가열로와; 상기 소재 가열로의 외주에 설치되어 상기 가열로를 가열하여 소재를 일정한 용융 상태로 유지하기 위한 가열부재와; 상기 소재 가열로에 장입된 소재가 일정한 용융 상태가 되면 이 소재를 가압하여 상기 성형 금형내로 주입하기 위한 가압수단과; 상기 소재 가열로상에 배치되어 상기 성형 금형내로 주입되는 소재의 양을 제어하기 위한 정량 제어 부재를 포함하여 이루어진다.

Description

알루미늄 성형장치{DIE CASTING APPARATUS FOR CASTING ALUMINIUM PRODUCTS}

본 발명은 알루미늄 성형장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 소재의 가열부터 제품 성형까지 한 번의 공정으로 제품을 성형할 수 있는 알루미늄 성형장치에 관한 것이다.

일반적으로, 종래의 알루미늄 성형장치는 소재의 가열 및 반용융화 과정과, 소재의 정량 제어 과정과, 가열시킨 소재의 이송 과정과, 가열된 소재의 성형장치내 장입 및 가압 성형을 하는 과정으로 이루어져 있다.

이러한 기존의 성형장치는 그 구조가 복잡하고, 이와 아울러, 성형 공정이 복잡하고, 공정과 공정 사이에서 가열시킨 소재의 온도 제어, 즉, 소재의 반용융 상태의 온도 유지가 까다로워 주변의 보완장치(열에너지 손실을 막기 위한 열 차단제, 혹은 매 공정시 열에너지 공급장치) 등이 필요하다.

그리고, 기존의 성형장치는 소재를 노내에 장입시킬 때, 빌레트(Billet)를 소량으로 절단하거나, 스크랩(Scrap)을 사용하므로 주물 내부에 기공이나, 불순물이 함유될 여지가 많아서 항상 소재의 가열시부터 유의하지 않으면 안된다.

정량 제어 또한 기존의 성형장치는 작업자의 경험에 의존하거나, 단순한 유압 제어를 통하여 이루어지므로 정량 조절에 정밀성이 떨어져 소재의 손실분이 상당하다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점들을 해소하기 위하여 창안된 것이다.

본 발명의 목적은 소재의 가열에서부터 제품의 성형까지의 공정을 한 번의 공정으로 작업할 수 있는 알루미늄 성형장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 열에너지의 손실과 손실되는 스크랩을 최소화하여 양질의 성형 제품을 제공할 수 있는 알루미늄 성형장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 알루미늄 성형장치를 도시하고 있는 개략도이며, 그리고

도 2는 도 1에서 도시되고 있는 차단 원판을 도시하고 있는 사시도이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 수직으로 배치되는 수직로와, 이 수직로와 일체로 연결 통로를 통하여 연통하도록 배치되는 수평로로 구성되며, 상기 수평로는 그 일단이 성형 금형의 소재 주입구와 연결되어 성형될 소재를 수용하는 소재 가열로와; 상기 소재 가열로의 외주에 설치되어 상기 가열로를 가열하여 소재를 일정한 용융 상태로 유지하기 위한 가열부재와; 상기 소재 가열로의 수직로 내에 장입된 소재가 일정한 용융 상태가 되면 이 소재를 상기 연결 통로를 통하여 수평로로 공급하기 위하여 가압하도록 상기 수직로의 상측으로 배치되는 제1 가압수단과, 상기 수평로의 타단측에 배치되어 공급된 소재를 상기 성형 금형으로 주입하기 위하여 가압하는 제2 가압수단로 구성되는 가압수단와; 상기 소재 가열로상에 배치되어 상기 성형 금형내로 주입되는 소재의 양을 제어하 기 위한 정량 제어 부재를 포함한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 알루미늄 성형장치를 도시하고 있는 단면도이다.

본 발명의 성형장치는 내열, 내마모성의 강으로 만들어지는 중공의 소재 가열로(1)를 포함하고 있다. 상기 소재 가열로(1)는 그 상,하단이 개방되어 있는 수직로(10)와 상기 수직로(10)와 일체로 형성되며, 하단 개방부와 연통하도록 배치되는 수평로(13)로 이루어진다. 상기 소재 가열로(1)의 외주로는 소재 가열로(1)의 내부를 가열시키고, 이를 일정한 온도로 유지시키기 위한 가열부재인 발열체(15)가 배치된다. 바람직하게 상기 발열체(15)는 전기저항 코일 또는 고주파 발열체로 이루어진다. 또한, 상기 발열체(15)의 외주로는 소재 가열로(1)의 열에너지 방출을 차단하기 위한 내화제로 이루어지는 열 차단부재(17)가 배치된다. 또한, 상기 수직로(10)의 상단에는 이 로의 상단 개구부를 선택적으로 개폐하기 위한 회전식 개폐기(19)가 배치된다. 상기 수직로(10)의 상부로는 이 수직로(10)내의 중공에 장입된 소재(3)가 상기 발열체(15)에 의해서 반용융 상태가 되었을 때, 상기 회전 개폐기(19)가 열려있는 상태에서 상기 소재(3)를 가압하여 상기 수평로(13)로 이송시키기 위한 제1 가압수단인 수직 가압기(5)가 배치된다. 상기 수직 가압기(5)는 상기 소재(3)를 가압하기 위한 가압 램(RAM, 53)과 상기 램(53)을 작동시키기 위한 램 액츄에이터(51)로 이루어진다.

한편, 상기 수평로(13)의 양단 역시 개방되어 있는 구조로 되어 있는데, 그 1측 개방부에는 좌,우 성형 금형인 금속몰드(7)가 연결 배치되며, 그 타측으로는 상기 수직로(10)로부터 이송된 반용융 소재를 상기 금속몰드(7)로 가압하여 공급하기 위한 제2 가압수단인 수평 가압기(9)가 배치된다. 상기 수평 가압기(9)는 가압램(91)과 이 가압램(91)을 작동시키기 위한 램 액츄에이터(92)로 이루어진다. 상기 수직로(10)의 상기 금속몰드(7)와 연결되는 일단은 가압시 융용재의 분출 속도를 높이기 위하여 일정각으로 테이퍼져 있다.

상기 수직로(10)와 수평로(13)는 연결 통로(21)에 의해서 연통하고 있는데, 이 연결 통로에는 상기 수직로(10)로부터 상기 수평로(13)로 공급되는 반융용 소재의 정량을 제어하기 위한 정량 제어기(23)기 제공된다. 상기 정량 제어기(23)는 회전하면서 상기 연결 통로(21)를 선택적으로 개폐하는 차단 원판(231)과 상기 차단 원판(231)을 회전시키기 위한 모터(232)와 상기 모터(232)를 작동시켜 용융 소재를 정량 제어하기 위한 컨트롤 패널(233)로 이루어져 있다.

한편, 상기 금속몰드(7)의 일측에는 융용 금속의 주입시 이 금형이 분리되는 것을 방지하기 위하여 융용 금속의 주입 방향에 대항하여 금속몰드(7)를 가압하기 위한 유압 실린더(71)가 배치된다. 한편, 상기 발열체(15)는 소재 가열로(1)의 온도가 일정하게 유지될 수 있도록 별도의 컨트롤러(2)에 의해서 제어된다.

도 2는 상기 차단 원판(231)을 도시하고 있는 사시도로서, 그 중앙부에는 상기 모터(232)의 축과 스플라인 결합되는 스플라인홀(234)이 형성되어 있으며, 원판의 일정 위치에는 상기 수직로(10)와 수평로(13)를 연결시키는 연결 통로(21)를 연통시키기 위한 연통홀이 형성되어 있다. 따라서, 상기 차단 원판(231)의 회전속도및 시간에 따라서 융용 금속의 공급량이 결정되어 있다.

즉, 컨트롤 패널(233)을 조작하여, 상기 차단 원판(231)과 스플라인 결합되어 있는 모터(232)의 초당 회전속도를 제어함으로서 공급량이 제어될 수 있다.

이상과 같이 이루어지는 알루미늄 성형장치의 작동을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 고체의 알루미늄 소재(괘의 형태로 된)를 상기 수직로(10)내에 장입한 후, 회전식 개폐기(19)를 폐쇄하고, 그리고 상기 발열체(15)를 작동시켜 상기 수직로(10)를 가열시킴으로서 알루미늄 소재가 반용융 상태가 될 때까지 가열시킨 후 이를 유지시킨다. 다음으로, 상기 개폐기(19)를 개방한 후, 상기 수직 가압기(5)를 작동시켜 반융용 상태의 알루미늄 소재를 가압하면 상기 연결 통로(21)을 통하여 상기 수평로(13)의 공간으로 알루미늄 소재가 이동한다. 이때, 상기 정량 제어기(23)를 소망하는 물품에 따라 적절히 세팅하여 알루미늄 소재의 공급량을 제어한다. 상기 수평로(13)로 이동된 반융용 알루미늄 소재는 수평 가압기(9)에 의해서 가압되어 금속몰드(7)내로 주입되어 소정의 성형품을 생산하게 된다. 이때 상기 금속몰드(7)는 성형품이 완전히 경화될 때까지 유압 실린더(71)에 의해서 수재의 주입 방향에 대항하여 가압된다.

이와 같이, 본 발명의 알루미늄 성형장치는 소재의 장입부터가 편리하며, 조재의 장입 후에도 가열부터 금형내에 반용융 금속이 분사되기까지 전과정에서 반용융 소재의 온도가 일정하게 유지되므로 소재의 이송시 반용융 소재가 응고되는 현상이 없어 성형이 용이하게 실시될 수 있다.

또한, 기존의 반용융 소재의 정량 제어는 일반적으로 작업자의 경험이나, 단순한 유압 제어를 통하여 이루어 졌으나, 본 성형장치는 원판 형식의 커팅기가 컨트롤 박스의 제어 신호에 의해 일정량을 커팅하게 되므로 그 제어가 용이하다.

이상의 설명의 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐으로 당업자라면 아래의 청구범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변형이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들면, 상기 발열체는 전기저항 코일을 사용하였으나, 소재의 가열 시간을 줄이고자 할 경우에는 고주파 가열을 할 수 있도록 설계할 수도 있다.

Claims (10)

1. 수직으로 배치되는 수직로와, 이 수직로와 일체로 연결 통로를 통하여 연통하도록 배치되는 수평로로 구성되며, 상기 수평로는 그 일단이 성형 금형의 소재 주입구와 연결되어 성형될 소재를 수용하는 소재 가열로와;

   상기 소재 가열로의 외주에 설치되어 상기 가열로를 가열하여 소재를 일정한 용융 상태로 유지하기 위한 가열부재와;

   상기 소재 가열로의 수직로 내에 장입된 소재가 일정한 용융 상태가 되면 이 소재를 상기 연결 통로를 통하여 수평로로 공급하기 위하여 가압하도록 상기 수직로의 상측으로 배치되는 제1 가압수단과, 상기 수평로의 타단측에 배치되어 공급된 소재를 상기 성형 금형으로 주입하기 위하여 가압하는 제2 가압수단으로 구성되는 가압수단과;

   상기 소재 가열로상에 배치되어 상기 성형 금형내로 주입되는 소재의 양을 제어하기 위한 정량 제어 부재를 포함하는 알루미늄 성형장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 소재 가열로의 열손실을 방지하기 위하여 상기 가열부재의 외측으로 열차단 부재가 배치되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 성형장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 소재 가열로의 수평로는

   상기 성형 금형과 연결되는 일단이 소재의 주입 속도를 개선하기 위하여 테이퍼져 형성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 성형장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 가압수단은

   상기 소재를 가압하는 가압램과, 상기 가압램을 작동시키기 위한 액츄에이터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 성형장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 정량 제어 부재는

   상기 수직로와 수평로를 연결하는 연결 통로에 회전 가능하게 배치되며, 상기 연결 통로에 대응하는 직경의 구멍이 형성되어 회전하면서 상기 연결 통로를 선택적으로 개방하는 회전 커팅판과, 상기 회전 커팅판을 회전시키기 위한 모터와, 상기 모터의 회전속도를 제어하기 위한 속도 제어 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 성형장치.
9. 삭제
10. 제1항에 있어서, 상기 가열부재는

    고주파 발열기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 성형장치.