KR100702944B1 - 인베스트먼트주조에서의 왁스모형제작용 풍선형 코어 - Google Patents

Abstract

인베스트먼트주조에서의 왁스모형제작용 풍선형 코어에 관한 본 발명은, 금속주형내에 설치한 상태로 공기를 압입하여 팽창시켜 코어로 위치하는 것으로, 금속주형에 주입된 왁스의 경화 후 공기를 빼내어 금속주형으로부터 분리해 낼 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은, 코어를 풍선형으로 제작함으로써 코어에 공기를 압입하여 요구되는 코어형상을 얻을 수 있고, 또한 주조작업 후에는 압입됐던 공기를 빼냄으로서 코어를 수축시켜 왁스모형의 내부 형상이 복잡하거나 모형이 언더컷(undercut)형상이라 하더라도 코어를 왁스모형으로부터 용이하게 빼낼 수 있어, 작업이 효율적이며 간단하고 코어작업에 소요되는 시간을 절약할 수 있다는 효과가 있다.

Description

인베스트먼트주조에서의 왁스모형제작용 풍선형 코어{Balloon type core for making wax model in investment casting}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인베스트먼트주조에서의 왁스모형제작용 풍선형 코어를 설명하기 위하여 도시한 분리 사시도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인베스트먼트주조에서의 왁스모형제작용 풍선형 코어를 수축시킨 상태를 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10:상부틀 12:하부틀

16:왁스모형 18:돌출부

20:풍선형코어 22:공기압입구

24,25:성형홈 26:걸림턱

28:요철부 30:내부공간

본 발명은 인베스트먼트주조 공정에 있어서 중공형 왁스모델(wax model)을 제작하기 위하여 사용되는 코어(core)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 코어를 요구되는 외주형상을 갖는 풍선형으로 제작하여 공기를 압입하여 코어로 사용하고, 왁스모델의 제작후 에는 코어로부터 공기를 빼내어 코어를 수축시켜 왁스모델로부터 용이하게 인출해 낼 수 있도록 구성된 인베스트먼트주조에서의 왁스모형제작용 풍선형 코어에 관한 것이다.

인베스트먼트주조법은 보통의 사형주조에서의 모형에 해당하는 것을 가융 또는 가용성의 재료로 만들고, 이것에 슬러리(slurry)상태의 주형재료를 씌워 외형을 만든 후 상기 가용성의 모형을 용융시켜 제거함으로써 아무리 복잡한 주형이라도 분할함이나 모형을 뽑아 내는 일 없이 조형할 수 있는 주조법이다.

이러한 주조법은 치수정밀도나 표면의 평활도가 우수하고 기계가공이 불가능한 재질이나 모양의 제품생산 또는 고융점합금의 주형에 널리 쓰여 자동차부품, 재봉틀부품, 공구, 사무기기부품, 총기류 특히 가스터어빈 및 제트 엔진부품의 제조에 주로 응용되고 있다.

상기 인베스트먼트주조에 있어서 성형하는 주조물의 형상에 따라 코어가 사용되기도 하는데, 인베스트먼트주조에 사용되는 종래의 코어는 금형과 동일한 금속재질을 사용하거나 또는 세라믹으로 제작하였다. 따라서 왁스모델의 성형 후 상기 코어를 왁스모델로부터 제거하기 위하여 코어가 세라믹재질일 경우에는 세라믹코어를 파쇄하여야 하였다. 또한 코어가금속재질일 경우에는 파쇄가 사실상 불가능하므로 코어를 애초에 조립식으로 제작하여 작업 후 코어를 분해하여 빼내어야 하는 불편이 있었다.

또한 세라믹코어의 경우에는 코어를 한번밖에 사용할 수 없으므로 자원의 낭 비요인이 되었고 특히 파쇄된 세라믹파편이 왁스모델의 표면에 흠집을 낼 수 있다는 문제가 있었다. 또한 상기 금속코어는 코어가 여러개의 구성품으로 이루어져 제작비용이 비싸고 코어작업을 위한 시간이 더 소요되어 작업이 비효율적이라는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 왁스모형 제작용 코어를 풍선형으로 제작함으로써 코어에 공기를 압입하여 요구되는 코어형상을 얻을 수 있고, 또한 주조작업후 압입됐던 공기를 빼냄으로서 코어를 수축시켜, 왁스모형의 내부 형상이 복잡하거나 모형이 언더컷형상이라 하더라도 코어를 왁스모형으로부터 용이하게 빼 낼 수 있어, 작업이 효율적이며 간단하고 코어작업에 소요되는 시간을 절약할 수 있는 인베스트먼트주조에서의 왁스모형제작용 풍선형 코어를 제공함에 목적이 있다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 인베스트먼트주조에서의 왁스모형제작용 풍선형 코어는, 금속주형내에 설치한 상태로 그 일측에 마련된 공기압입구를 통해 공기를 압입하여 팽창시켜 코어로 위치하는 것으로서, 팽창되었을 때 성형하고자하는 왁스모델의 내부형상에 대응하는 외부형상을 가지되, 그 외측면이 금속주형의 내측면으로부터 왁스모델의 두께만큼 이격되고, 상기 외측면에는 왁스모델의 내측면에 요철을 형성하기 위한 요철부가 별도로 고정되며, 그 외측면과 금속주형의 내측면 사이로 주입된 왁스의 경화 후 공기를 빼내어 금속주형으로부터 분리해 낼 수 있도록 구성되고, 상기 풍선형 코어는 내열고무로 이루어지고 상기 공기압입구는 주형의 외부로 연장된 것을 특징으로 한다.

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이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인베스트먼트주조에서의 왁스모형제작용 풍선형 코어의 구성 및 작동을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 분리 사시도이다.

본 실시예에서는 왁스모형으로서 양측에 돌출부(18)가 형성되어 있는 중공의 성형물을 예를들어 설명하였다. 이는 비교적 간단한 형상의 왁스모형을 예로 들은 것으로 이와같은 왁스모형(16)의 형상은 하나의 실시예이므로 실시예에 따라 왁스모형의 크기나 형상은 당연히 달라진다.

또한 기본적으로 본 발명의 풍선형코어는 성형하고자 하는 왁스모델의 내주면에 대응하는 외주면을 가지며 압입된 공기에 의해 팽창하여 코어의 기능을 수행하는 것이다. 아울러 상기 풍선형코어는 팽창했을 때 외주면이 성형홈의 내측면과 접하지 않고 왁스모형의 두께만큼 이격되도록 제작함은 물론이다.

도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 인베스트먼트주조에서의 왁스모형제작용 풍선형 코어(20)는, 성형하고자 하는 왁스모형(16)의 내주면에 대응하는 외면을 가지며, 공기압입구(22)를 통해 압입된 공기에 의해 팽창하여 코어의 기능을 한다.

상기 풍선형코어(20)로부터 공기가 빠져나가면 풍선형코어(20)는 도 2에 도시한 바와같이 마치 공기가 빠진 튜브처럼 수축하여 쪼그라든다. 결국 상기 풍선형코어(20)는 상하부틀(10,12)사이에 설치되어 팽창함으로써 코어로서의 기능을 수행한 후, 수축하여 왁스모형(16)로부터 용이하게 인출해 낼 수 있는 것이다.

상기 풍선형코어(20)는 팽창하여 성형홈(24,25)의 내측면의 형상에 대응하는 외면을 가지도록 외측면에 요철부(28)가 구비된다. 사실상 인베스트먼트주조에 있어서 성형홈이나 왁스모델의 내측면의 형상은 대부분 매우 복잡하므로, 일정두께를 갖는 풍선형코어가 팽창을 통해 성형홈의 모든 홈에 삽입되기는 현실적으로 어렵다. 따라서 풍선형코어의 외면에, 요구되는 형상에 대응하는 요철부를 고정시켜 왁스모델의 복잡한 내부형상을 성형할 수 있도록 하는 것이다.

한편, 상기 왁스모형(16)을 제작하기 위한 상부틀(10) 및 하부틀(12)에 형성되어 있는 성형홈(24,25)은 상부틀(10)과 하부틀(12)이 결합한 후 외부로부터 주입되는 왁스를 수용하며 왁스모형(16)의 외측면을 성형함은 물론이다.

상기 내부공간(30)이 구비되어 있는 왁스모형(16)을 형성하기 위하여 성형홈(24,25)의 내부에 설치되는 풍선형코어(20)는 상부틀(10)과 하부틀(12)을 결합하기 전에 성형홈(24,25)내에 미리 설치한다. 이 때 상기 풍선형코어(20)에는 공기가 압입되어 있지 않은 상태임은 물론이다.

상기 상부틀(10) 및 하부틀(12) 사이의 성형홈(24,25)내에 풍선형코어(20)를 위치시킨 상태로 공기압입구(22)를 통해 풍선형코어(20)에 공기를 압입하면 풍선형코어(20)는 팽창하여 외측면이 성형홈(24,25)의 내측면에 대해 이격되도록 위치된다. 상기 성형홈(24,25) 내부에서의 팽창한 풍선형코어(20)의 위치는 공지의 코어에서의 경우와 마찬가지로 별도의 지지구(미도시)를 통해 견고히 지지되도록 한다.

이와 같이 상부틀(10) 및 하부틀(12)사이에 풍선형코어(20)가 팽창하여 대기한 상태로 풍선형코어(20)와 성형홈(24,25)의 사이공간으로 왁스를 압입한다. 상기 왁스모형(16)은 본격적인 인베스트먼트주조 공정시에 열에 의해 녹아 빠져나가 쇳물이 주입되는 주형을 제공하는 것임은 물론이다.

압입된 왁스모형이 경화되면 상부틀(10)과 하부틀(12)을 분리하여 성형홈(24,25)으로부터 왁스모형(16)을 꺼내고, 풍선형코어(20)의 공기압입구(22)를 통해 공기를 빼내어 풍선형코어(20)를 수축시킨다.

종래에는 왁스모형(16)에 걸림턱(26)이 형성되어 있을 경우 왁스모형(16)으로부터 코어를 꺼내기 위해 코어를 아예 제거하거나 조립식코어일 경우에는 작게 분리하여 걸림턱(26)등에 걸리지 않도록 하여 끄집어내어야 하였지만, 본 실시예에서는 상기와같이 공기를 빼냄으로서 코어(20)를 수축시켜 용이하게 끄집어낼 수 있는 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인베스트먼트주조에서의 왁스모형제작용 풍선형 코어에 있어서 왁스의 경화 후 풍선형코어(20)로부터 공기를 빼내어 수축시킨 상태를 도시한 도면이다.

상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재를 가리킨다.

도면을 참조하면, 풍선형코어(20)와 상하부틀(10,12)의 사이에 성형된 왁스모형(16)의 내부에 풍선형코어(20)가 수축된 상태로 위치하여 있음을 알 수 있다. 이는 상기한 바와같이 왁스모형(16)으로부터 풍선형코어(20)를 빼내기 위하여 풍선형코어(20)를 수축시킨 상태이다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명 은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 인베스트먼트주조에서의 왁스모형제작용 풍선형 코어는, 코어를 풍선형으로 제작함으로써 코어에 공기를 압입하여 요구되는 코어형상을 얻을 수 있고, 또한 주조작업 후에는 압입됐던 공기를 빼냄으로서 코어를 수축시켜 왁스모형의 내부 형상이 복잡하거나 모형이 언더컷(undercut)형상이라 하더라도 코어를 왁스모형으로부터 용이하게 빼낼 수 있어, 작업이 효율적이며 간단하고 코어작업에 소요되는 시간을 절약할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 금속주형내에 설치한 상태로 그 일측에 마련된 공기압입구를 통해 공기를 압입하여 팽창시켜 코어로 위치하는 것으로서, 팽창되었을 때 성형하고자하는 왁스모델의 내부형상에 대응하는 외부형상을 가지되, 그 외측면이 금속주형의 내측면으로부터 왁스모델의 두께만큼 이격되고, 상기 외측면에는 왁스모델의 내측면에 요철을 형성하기 위한 요철부가 별도로 고정되며, 그 외측면과 금속주형의 내측면 사이로 주입된 왁스의 경화 후 공기를 빼내어 금속주형으로부터 분리해 낼 수 있도록 구성되고,

   상기 풍선형 코어는 내열고무로 이루어지고 상기 공기압입구는 주형의 외부로 연장된 것을 특징으로 하는 인베스트먼트주조에서의 왁스모형제작용 풍선형 코어.
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