KR100749211B1 - 베이스에 탑재된 공급장치를 가진 주입 주조 방법 및 장치 - Google Patents

베이스에 탑재된 공급장치를 가진 주입 주조 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 주입 주조 장치는 두개의 관과 용해 공급장치를 포함한다. 용해 공급장치는 장치의 베이스에 탑재되어진다. 용해 공급장치에 있는 액체 금속은 두개의 관의 위쪽에 부착된 구동부의 구멍보다 낮게 유지된다.
주입주조장치, 금속 주입주조장치, 주입주조시스템, 용해 공급장치

Description

베이스에 탑재된 공급장치를 가진 주입 주조 방법 및 장치{INJECTION MOLDING METHOD AND APPARATUS WITH BASE MOUNTED FEEDER}
본 발명은 일반적으로 금속 부품을 제조하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 구체적으로 주형(mold)에 녹은 금속을 주입하는 것을 포함하는 과정에 의한 금속 부품을 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
녹은 금속으로부터 주조된 금속 부품을 생산하는데 사용되는 한 가지 방법은 다이 캐스팅(die casting)에 의하는 것이다. 다이 캐스팅의 시스템과 방법은 미국 특허(U.S.patent) 제 5,983,976호에 설명되어 있다. 다이 캐스팅 방법은 액체 금속을 주형에 주입하는 것이다.
주조된 금속 부품을 생산하기 위한 반고체(semi-solid)방법은 액체 상태가 아닌 반고체 상태에서 금속을 주입하여 주조하는 점에서 다이 캐스팅과 다르다. 반고체(semi-solid) 주입 주조 시스템과 방법은 여기서 참고한 미국 특허(U.S.patent) 제 5,836,372호와 제6,135,196호에 개시되어 있다.
미국 특허(U.S.patent) 제 5,983,976호에 설명된 다이 캐스팅 시스템은 도 1에 도시되어 있다. 시스템은 주입 주조 장치(10)와 주형(14)을 포함한다. 장치(10)는 바람직하게는 바퀴 및/또는 레일(도시되어 있지 않음) 위에 탑재되어 모터나 유압(도시되어 있지 않음)에 의해 각 주입 단계 후에 주형(14)으로부터 후퇴되고 각 주입 단계 전에 주형(14)으로 전진된다. .
장치(10)는 외부면에 배치된 적어도 하나 이상의 열소자(25)에 의하여 형성된 용해 공급장치(melt feeder;23)를 포함한다. 그 공급장치(23)는 비스듬하게 세워진 온도 제어 측정관(metering barrel;30) 위에 탑재된다. 그래서 공급구나 공급관(27)을 통하여 중력에 의해 공급장치(23)로부터 관(barrel;30)으로 액체 금속이 흐르게 된다. 램(ram) 또는 측정막대(32)는 관(30)과 같은 축에 위치하고 관(30)의 중심축을 따라 뻗어있다. 램(32)은 관(30)에 남아 있는 금속의 양을 측정하기 위하여 관(30)을 따라 전진하거나 후퇴하는 방향으로 축을 따라 이동하고, 만약 액체 금속이 관(30)의 내부에서 저어지길 원한다면 그것의 축 둘레를 회전하도록 모터(33)에 의해 제어되어진다. 모터(33)는 관(30)의 위쪽 끝에 설치된다.
상기 측정관(30)은 주입관 또는 축적관(50) 위에 탑재된다. 상기 측정관(30)은 수평 방향과 비스듬하게 주입관(50) 위에 탑재되어진다. 삽입구 또는 삽입관(37)은 측정관(30)과 주입관(50) 사이에 금속이 흐르도록 관들 사이에 위치한다.
주입관(50)은 막대 플런저 또는 피스톤(45)과 주입 노즐(57)을 포함한다. ㅍ플런저(45)는 주입관(50)의 내부 표면의 공기 차단 밀봉(air tight seal)을 형성하기 위하여 O-링과 같은 밀봉(seal;41)을 포함한다. 플런저(45)는 노즐(57)을 통하여 주입관(50)으로부터 주형(14)에 있는 주조공간(13)으로 액체나 반고체 금속을 주입하기 위해 모터나 유압(도시되지 않음)에 의해 주입관(50)에서 전진한다. 이 장치(10)는 낮은 비용으로 질이 좋은 주입 주조 부품을 생산한다. 도 1의 나머지 구성 요소는 미국 특허(U.S.patent) 제 5,983,976호에 개시되어 있다.
그러나 이러한 종래 발명의 장치(10)는 시간이 지남에 따라 유지비와 작업 중단 시간이 증가하는 몇 가지 문제점이 있다. 첫째로, 측정관(30) 안에서 모터(33)로 액체 금속이 침투하여 모터의 유지비를 증가시킨다. 둘째로, 측정관(30)의 무게에 의해 볼트에 주어지는 압력으로 인해 관(30)과 관(50)을 연결하는 볼트의 잦은 교체가 요구된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 주입 주조 장치는 장치의 베이스 위에 탑재되고 첫번째 평면상에 위치한 주입관, 주입관과 유체 연결되어 있고 첫번째 평면보다 적어도 조금 위에 위치한 측정관, 측정관과 연결되고 측정소자를 움직이는 제 1 구동부, 그리고 측정관과 유체 연결된 용해 공급장치로 구성되어 있다. 용해 공급장치의 필 라인(fill line)은 측정관과 제 1 구동부 사이의 첫번째 구멍 아래 위치되며, 그리고/또는 용해 공급장치는 장치의 베이스에 탑재되어진다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 금속 주입 주조 장치는 장치의 베이스 위에 탑재되고 첫번째 평면상에 위치하며 주형에 주입되어질 금속을 가두는 첫번째 수단, 첫번째 평면보다 적어도 조금 위에 위치하고 측정될 금속을 가두는 두번째 수단, 첫번째 수단 내의 금속량을 측정하기 위한 세번째 수단, 세번째 수단를 움직이기 위한 네번째 수단, 장치의 베이스에 탑재되고 두번째 수단에 제공될 금속을 녹이며 여기서 녹은 금속이 두번째 수단과 네번째 수단 사이의 첫번째 구멍 아래 위치하게 하기 위한 다섯번째 수단을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 금속 주입 주조 방법은 용해 공급장치에 고체 금속을 제공하는 단계, 고체 금속을 액체 상태로 녹여서 액체 금속의 필 라인이 기울어진 측정관과 제 1 구동부 사이의 첫번째 구멍보다 아래 있게 하기 위한 용해 단계, 측정관의 위쪽에 부착된 제 1 구동부를 포함하는 기울어진 측정관에 액체 금속을 공급하는 단계, 측정관으로부터 측정관 아래 위치한 주입관까지의 금속량을 측정하는 단계 및 주입관에서 주형에 금속을 주입하는 단계로 구성된다.
본 발명은 용해 공급장치에서 액체 금속의 필 라인이나 수위를 구동부로 들어가는 구멍 아래로 유지하도록 함으로써 측정관의 구동부(즉, 모터 및/또는 유압)로의 액체 금속의 침투를 감소시키거나 피하기 위해 안출되었다. 액체 금속이 구동부로 들어가는 입구보다 아래에 있기 때문에 중력에 의해 액체 금속이 구동부로 침투하는 것이 방지된다.
게다가, 본 발명은 용해 공급장치를 측정관이 아닌 장치의 베이스에 직접 탑재함으로써 주입관 위의 측정관을 지탱하기 위한 연결부의 압력이 감소되거나 소멸되도록 구현되었다. 그래서 기계의 베이스가 용해 공급장치의 무게를 지지하도록 하였다. 따라서 측정관보다 기계의 베이스가 용해 공급장치의 무게를 견디므로 더 작은 압력이 측정관에 가해진다.
도 1은 종래 기술에 따른 장치의 측단면도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 주입 주조 시스템의 측단면도를 개략적으로 나타낸다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 도 2에서 A-A`선을 따른 주입 주조 시스템의 정단면도를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 주입 주형 시스템의 측면도이다. 그러나 본 발명은 도 2에서 도시된 시스템(10)에 한정되는 것은 아니다. 액체 공급 물질이 구동부의 입구보다 아래에 유지되도록, 그리고/또는 용해 공급장치가 기계의 베이스에 의해 지지되도록 다양한 종류의 관이 사용되어질 수도 있고 많은 다른 물질들(예를 들면, 금속, 합성물, 플라스틱 등)이 주입 주조되어질 수도 있다. 이 시스템(10)은 주입 주조 장치(12)와 주형(13)을 포함한다. 이 장치(12)는 베이스(14)를 포함한다. 베이스(14)는 바람직하게는 장치(12)의 전기적 요소를 포함하게 될 것이다. 베이스(14)는 모터나 유압(도시되지 않음)에 의해 각 주입 단계 후에 주형(13)으로부터 후퇴되고 각 주입 단계 전에 주형(13)으로 전진되도록 바퀴 및/또는 레일(15)위에 탑재된다. 그러나 베이스(14)는 주조 과정에서 고정되어질 것이다(즉, 주입 주조 과정은 주입구 누설 없이 동작되어진다). 주형(13)은 주형공간(6)과 주입구(17)를 포함한다..
주입 주조 장치(12)는 또한 측정관(30)과 주입관(50)으로 구성된다. 바람직하게는 각 관(30,50)은 도 3에서 도시된 바와 같이 분리된 실린더 관으로 구성되어 있다. 그러나 원한다면 다른 모양의 관을 사용할 수도 있을 것이다.
주입관(50)은 첫번째 평면상 위치되고 장치의 베이스(14) 위에 탑재된다. 바람직하게는 주입관(50)은 수평으로 베이스(14) 위에 직접 탑재된다. 그러나 주입관 (50)은 수평면이 아닌 다른 평면에 탑재되어질 수도 있다.
측정관(30)은 적어도 첫번째 평면보다 조금 위(즉, 주입관(50)보다 위) 에 위치된다. 바람직하게는 측정관(30)은 주입관(50)보다 완전히 위에 위치되고 수평방향을 기준으로 도 2에서 보여지는 것처럼 20도에서 40도와 같이 5도에서 60도정도 기울어져 있다. 그러나 측정관(30)의 가장 낮은 위치(31)은 주입관(50)과 인접하게 위치되며 측정관(30)은 미국 특허(U.S.patent) 제 5,836,372호에서 보여지는 것처럼 수평방향을 기준으로 기울어질 것이다.
측정관(30)의 가장 낮은 끝(31)은 주입관(50)에 연결된다. 예를 들면 측정관(30)의 가장 낮은 끝(31)은 도 2에서 도시된 바와 같이 주입관(50)의 꼭대기에 탑재된다. 선택적으로 측정관(30)의 낮은 끝점(31)은 미국 특허(U.S.patent) 제 5,836,372호에서 보여지는 것처럼 주입관(50)의 옆면에 탑재될 수도 있다. 바람직하게는 연결자(36)가 측정관(30)과 주입관(50)을 연결한다. 더욱 바람직하게는 연결자(36)가 볼트와 너트, 용접, 클램프 또는 다른 연결 소자(38)로 측정관(30)과 주입관(50)을 연결한다. 연결자(36)에 위치한 첫번째 관(37)은 측정관(30)의 내부와 주입관(50)의 내부를 연결한다. 그래서 측정관(30)은 주입관(50)과 유체를 교환할 수 있도록 연결되어진다(즉, 액체 금속이 관(30)에서 관(50)으로 통과할 수 있다). 선택적으로 연결자(36)는 생략될 수도 있으며 관(30)과 관(50)은 직접 연결될 수도 있다.
측정 소자(32)는 측정관(30) 내부에 위치된다. 바람직하게는 측정소자(32)는 측정관(30)의 중심축을 따라 뻗어 있으며 측정관(30)과 같은 축상에 배열되어지는 측정막대로 구성된다. 이 막대는 측정관(30)에서 주입관(50)으로 제공되는 액체 금속의 양을 측정하기 위해 사용된다. 이 막대(32)의 외부직경은 액체 금속이 막대(32)와 관(30) 사이의 공간을 흐를 수 있도록 관(30)의 내부직경보다 작다. 이 막대(32)는 구동부(33)에 의해 제어된다. 구동부(33)는 모터인 것이 바람직하나 선택적으로 유압 시스템으로 구성될 수도 있다. 구동부는 관(30)을 따라 막대가 후진하거나 전진하도록 축을 따라 움직이게 하며, 선택적으로 액체 금속이 측정관(30) 안에서 저어지길 원한다면 막대(32) 축을 기준으로 회전하게 한다. 본 발명의 선택적인 면은 그 측정요소(32)가 미국 특허(U.S.patent) 제 5,836,372호에서 개시된 것처럼 측정박대가 아닌 나사(screw)로 이루어질 수도 있다는 것이다.
본 발명의 다른 실시예는, 측정 막대(32)가 도 2와 3에서 도시된 바와 같이 선택적으로 지지대나 지지핀(34)을 포함하는 것이다. 핀들(34)은 막대(34)에 부착되어진다. 바람직하게는 핀들(34)과 측정관(30)의 내벽 사이에 작은 간격이 존재해야 한다. 선택적으로 핀들(34)은 측정관(30)의 축을 따라 또는 측정관의 축을 기준으로 회전하며 관(30)의 내부를 미끄러지듯 움직일 수도 있다. 또 아무것도 없는 막대(32)가 미끄러지듯 움직이는 방법에서 핀들(34)은 관(30)의 내벽에 부착되어질 수도 있다. 핀들(34)은 막대(32)와 같은 물질로 이루어지거나 요구 공정 온도를 견딜 수 있는 다른 물질로 만들어질 수도 있다. 핀들은 막대(32)가 전진하거나 후진하는 동안 측정관(30)의 중심축에서 흔들리거나 기울어지는 것을 막아준다. 만약 막대가 축 주변을 회전한다면 액체 금속의 온도 분포를 고르게 하는 효과도 가져올 수 있다.
도 2에서 도시된 바에 따르면, 막대(32)는 뾰족한 끝을 가지고 있다. 그러나 뭉뚝한 끝이나 둥근 끝을 포함한 어떠한 모양으로든 사용될 수 있다. 바람직하게는 막대(32)의 끝은 막대가 관(30) 내부에서 최대한 전진했을 때 측정관(30)과 주입관(50)사이의 액체 금속의 흐름을 막기 위해 첫번째 관(37)을 막을 수 있는 모양을 가진다. 그래서 측정막대(32)는 관(37)을 주기적으로 밀봉함으로써 주입관(50)으로 공급되는 금속의 양을 측정한다.
주입관(50)은 플런저(45)와 주입 노즐(57)을 포함한다. 플런저(45)는 주입관(50)의 내부표면의 공기 방지 밀봉(air tight seal)을 형성하기 위하여 O-링과 같은 밀봉(seal)을 포함한다. 이것은 플런저(45)가 후퇴할 때 플런저(45)가 주입관(50)에서 흡입관(suction)을 형성하게 한다. 플런저(45)는 액체 금속을 노즐(57)을 통하여 주입관(50)에서 주형 공간(16)으로 주입하기 위하여 모터나 유압과 같은 제 2 구동부(47)에 의해 주입관(50)에서 전진한다. 다수의 저항 밴드나 카트리지 열소자들(cartridge heater; 70)이 이 관들 내부에 적절한 온도를 제공하기 위해 관(30,50)과 노즐(57)에 부착되어 있다. 선택적으로 하나 또는 여러 개의 열소자(70)는 RF 열소자나 다른 형태의 열소자로 구성될 수도 있다.
용해 공급장치(125)는 기울어진 측정관(30) 위에 위치하며 적어도 하나 이상의 열소자(70)가 그것의 외부면에 배치되어 있다. 그 열소자(70)는 그 공급장치(125)를 통하여 공급된 금속(126)이 액체 상태를 유지하기에 충분히 높은 온도에서 동작한다. 관(127)은 용해 공급장치(125)와 측정관(30)의 내부를 연결한다. 액체 금속은 그 관(127)을 통하여 공급장치(125)에서 측정관(30)으로 들어간다. 공급장 치(125)는 어떤 적절한 형태를 가지고 있을 수 있으며, 선택적으로 금속(126)이 산화되는 것을 방지하기 위하여 덮개나 Ar 또는 SF6 삽입구와 같은 불활성 기체 삽입구를 포함할 수도 있다.
본 발명의 첫번째 바람직한 실시예에서, 용해 공급장치(125)의 필 라인(128)은 도 2에서 도시된 바와 같이 구동부(33)와 측정관(30) 사이의 구멍(129) 아래에 위치된다. 필 라인(128)은 공급장치(125)에서 가능한 액체 금속(126)의 최고 수위를 가리키는 가상의 선이다. 따라서 공급장치에서 액체 금속(126) 수위는 항상 모터와 같은 구동부(33)로 들어가는 구멍(129) 아래에 유지된다. 그 구멍(129)은 구동부(33)가 측정소자(32)와 연결되게 한다.
공급장치(125)(및 측정관(30))에서 금속(126)은 구동부(33)로 들어가는 구멍(129)보다 아래에 유지되지 때문에 구동부(33)로 침투하지 않는다. 액체 금속(126)은 공급장치(125)에 있는 동안 장치(12)의 가장 높은 위치에 있기 때문에, 필 라인(128) 위에 있기 위해서는 중력에 대항하여 흘러야 하므로 그 액체 금속은 보통 장치(12)의 어떤 부분에서도 필 라인(128)보다 위로 흐르지 않는다.
액체 금속(126)의 수위를 공급장치(125)와 측정관(30)에서 구멍(129)보다 아래로 유지하기 위해서는, 공급장치(125)의 위치 및/또는 크기가 도 1에서 도시된 종래 기술 장치의 공급장치(23)와 비교하여 볼 때 달라야 할 것이다. 예를 들면, 도 1에서 도시된 종래 기술 장치에서 공급장치(23)는 측정관(30)의 후부 또는 상부 위에 탑재된다. 그러나 본 발명의 실시예에서 공급장치(125)는 측정관(30)의 전반부 또는 하부(31) 위에 탑재되어진다. 그래서 공급장치(125)와 측정관(30) 사이의 두번째 관(127)은 공급장치(125)의 측면으로부터 측정관(30)의 후부 또는 상부로 뻗어나와 있다.
첫번째 실시예의 다른 바람직한 면은 도 2와 3에서 도시된 바와 같이 용해 공급장치(125)의 폭이 그것의 높이보다 크다는 것이다. 이것은 공급장치(125)에서 필 라인(128) 아래에 좀 더 많은 금속이 저장되게 한다.
첫번째 실시예의 또 다른 측면은 용해 공급장치(125)의 꼭대기가 구동부(33)의 구멍(129)보다 아래 위치된다는 것이다. 이러한 형태는 액체 금속(126)이 구동부(33)로 침투할 가능성을 좀 더 낮춰주기 때문에 유용하다. 예를 들면, 큰 금속이 공급장치에 제공되어 그 안에서 액체 상태로 녹게 될 수도 있다. 비록 큰 금속의 공급이 공급장치(125)에서 액체 금속을 넘치게 하더라도 전체 공급장치(125)가 상기 구멍(120)보다 아래에 위치되기 때문에 이것은 여전히 액체 금속이 측정관(30)에서 구동부로 들어가는 구멍(129)으로 들어가게 하지 않는다.
본 발명의 두번째 바람직한 실시예에서, 상기 용해 공급장치(125)는 장치(12)의 베이스(14)에 탑재된다. 용해 공급장치는 적어도 하나의 지지대(130A,130B)를 사용하여 장치(12)의 베이스(14)에 탑재된다. 바람직하게는 두개에서 네개 정도로 하나 이상의 지지대가 사용되어진다. 그 지지대는 적어도 공급장치(125)의 무게의 50%, 바람직하게는 90%를 견딜수 있는 재료일 것이다. 지지대는 어떤 적절한 모양을 가질 것이다. 예를 들면, 지지대는 원이나 다각형의 단면을 가지고, 공급장치의 길이를 따라 뻗어 있는 평평한 면을 갖는 막대나 기둥으로 이루어질 수 있다.
지지대(130A,130B)의 한가지 형태가 도 3에 도시되어 있다. 제 1 무게 베어링 지지대(130A)는 측정관(30)관 주입관(50)의 첫번째 옆면에 인접하여 공급장치(125)로부터 베이스(14)로 뻗어 있다. 제 2 무게 베어링 지지대(130B)는 측정관(30)과 주입관(50)의 두번째 옆면에 인접하여 공급장치(125)로부터 베이스(14)로 뻗어 있다. 측정관(30)과 주입관(50)은 제 1 지지대(130A)와 제 2 지지대(130B) 사이에 위치된다.
두번째 바람직한 실시예의 형태는 베이스(14)가 공급장치(125)와 그 안의 액체 금속(126) 무게의 대부분 또는 전부를 견디기 때문에 유용하다. 그래서 공급장치(125) 무게의 거의 또는 전부가 측정관(30)에서 제거되고 이것은 주입관(50) 위의 측정관(30)을 지지하는 연결자(36)과 연결 소자(38)의 유용 수명을 연장시킨다. 이것은 시스템의 고장 시간 및 수리비용을 감소시킨다.
두번째 바람직한 실시예의 장치는 첫번째 실시예의 용해 공급장치와 따로 또는 같이 사용된다. 따라서 지지대(130A, 130B)에 의해 베이스(14)에 연결된 용해 공급장치(125)는 구동부(33)로 들어가는 구멍(129)보다 위에 위치한 필 라인(128)을 가진다. 선택적으로 구멍(129)보다 아래 위치한 필 라인(128)을 가지는 용해 공급장치(125)는 베이스(14)가 아닌 측정관(30)에 의해 지지될 수도 있다. 그러나 본 발명의 세번째 바람직한 실시예에서, 첫번째와 두번째 실시예의 공급장치가 조합되어 사용된다. 따라서 용해 공급장치(125)의 필 라인(128)은 구동부(33)의 구멍(129)보다 아래 위치하고 용해 공급장치(125)는 지지대(130A, 130B)에 의해 베이스(14)에 탑재된다.
이 시스템(10)을 이용한 주입 주조 방법을 설명한다. 주입 후 노즐(57)은 주형(13)으로부터 분리되어진다. 바람직하게는 이것은 고정된 주형으로부터 주입 주조 장치(12)가 움직임으로써 이루어진다. 고체 금속 조각이나 금속볼과 같은 금속 원료가 용해 공급장치(125)로 제공된다. 금속 원료는 액체 상태로 녹여진다. 액체 금속(126)의 필 라인(128)은 기울어진 측정관(30)과 관(30)의 위쪽에 부착된 제 1 구동부(33) 사이의 첫번째 구멍(129) 아래에 위치된다. 상기 금속은 상기 관(127)을 통하여 상기 공급장치(125)로부터 상기 측정관(30)으로 제공된다.
상기 측정 막대(32)는 액체 금속이 중력에 의해 아래 관(37)을 통하여 측정관(30)에서 주입관으로 흐르도록 측정관(30)에서 후진된다. 그 막대(32)는 측정관(30)에서 금속의 온도를 균일하게 하기 위해서 그것의 축을 기준으로 회전한다.
주입관(50)에 있는 플런저(45)가 후진된다. 바람직하게는 후진되는 동안 플런저(45)는 액체 병으로부터 액체를 빨아들이는 주사기처럼 행동한다. 특별히 플런저(45)는 후진되면서 낮은관(37)을 통하여 측정관(30)으로부터 주입관(50)으로 녹은 액체 금속을 빨아들이는 흡입관을 형성한다.
플런저(45)의 후진이 멈추면 막대(32)는 아래로 나아간다. 결과적으로 측정관(30)의 낮은 위치에 모여있던 금속은 낮은 관(37)을 통하여 주입관(50)으로 밀려 들어온다. 막대(32)는 그것의 끝이 관(37)의 입구를 막을 때까지 관(30)을 통하여 전진한다. 막대(32)는 주입이 끝나고 다음 주입 주기가 시작될 때까지 관(37)을 막기 위하여 이 위치에 남아있다. 전진된 막대(32)는 금속과 가스가 측정관(30)과 주입관(50) 사이에 흐르는 것을 방지한다. 플런저(45)는 금속을 주형 공간(16)으로 주입하기 위하여 주입관(50)에서 전진된다. 노즐(57) 끝은 셔터에 의해, 노즐 끝에서 반고체 잔여물을 굳힘으로써 또는 올라가거나 위로 향하게 기울어진 끝을 가진 노즐을 사용함으로써 주입 주기 동안 밀폐되어 있다 .
바람직하게는, 관(30,50)과 노즐(57)에서 온도는 금속이 공급장치(125)에서 측정관(30)으로 나가는 시간부터 녹은 금속이 주입관(50)에서 주형(13)으로 주입되어지는 시간까지 녹은 금속이 완전히 액체 상태를 유지하기 충분히 높게 맞춰진다. 그 온도는 주조되어지는 금속 부품의 형태에 의존하여 변화되어질 것이다. 그러나 만약 그것이 미국 특허(U.S.patent) 제 5,836,372호나 제 6,135,196호에서 개시된 방법으로 실행되어지길 원한다면 금속은 관(30 또는 50)에서 반고체 상태로 유지되어질 것이다. 여기서 사용된 "녹은 금속" 그리고 "녹은 물질"이라는 용어는 주입 주조 시스템에서 만들어질 수 있는 액체 또는 반고체 상태의 금속, 금속합금, 플라스틱 등 다른 물질들을 포함한다. 본 발명은 도 2와 3에서 도시되는 실제 관의 모양에 한정되어지지 않는다. 액체 공급 물질이 구동부로 들어가는 구멍 아래에 있고/있거나 용해 공급장치가 장치의 베이스에 의해 지지되도록 다양한 다른 주입 주조 기구 관 모양이 사용될 수 있다.
바람직하게는 금속부품은 액체 상태에서 마그네슘 합금이 주입 주조됨으로써 생산되어진다. 본 발명은 마그네슘의 생산과정에 한정되지 않고 플라스틱이나 순수 금속 그리고 금속 합금 등 다른 종류의 물질에도 적용되어질 수 있다. 본 발명에서는 마그네슘과 마그네슘 합금, 알루미늄과 알루미늄 합금, 주석과 주석 합금, 금속 세라믹 합성물과 같은 합성물질과 그 같은 것들을 포함하는 넓은 범위의 순수 금속 과 합금이 잠재적으로 유용하다.
상기한 본 발명의 상세한 설명은 설명과 묘사의 목적으로 제공된 것이다. 그것은 완전하다거나 이 발명의 정확한 형태를 알려주기 위하여 발명을 한정하기 위한 것은 아니며 설명으로부터 알게 되거나 실시예로부터 알 수 있는 수정과 변형이 가능하다. 도면과 설명은 그 발명의 원리와 그것을 적용한 것을 설명하기 위해 선택된 것이다. 발명의 범위는 다음에 덧붙일 청구항과 그것의 균등물로 정의되어질 것이다.

Claims (31)

  1. 첫번째 평면상에 위치되고 장치의 베이스 위에 탑재된 주입관;
    상기 첫번째 평면보다 부분적으로 또는 전체적으로 위에 위치되고 상기 주입관과 유체 연결될 수 있는 측정관;
    상기 측정관에 위치된 측정소자;
    상기 측정관과 연결되어 있고 상기 측정소자를 움직이게 하는 제 1 구동부; 및
    상기 측정관과 유체 연결된 용해 공급장치;를 포함하고,
    (a)상기 용해 공급장치의 필 라인(fill line)은 상기 측정관과 상기 제 1 구동부 사이에 있는 첫번째 구멍 아래 위치하며,
    (b)상기 용해 공급장치가 상기 장치의 베이스에 탑재되는 것을 특징으로 하는 주입 주조 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 용해 공급장치의 필 라인이 상기 첫번째 구멍보다 아래 위치된 것을 특징으로 하는 주입 주조 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 용해 공급장치의 꼭대기가 상기 첫번째 구멍보다 아래 위치된 것을 특징으로 하는 주입 주조 장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 용해 공급장치의 폭이 상기 용해 공급장치의 높이보 다 큰 것을 특징으로 하는 주입 주조 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 용해 공급장치는 상기 장치의 베이스에 탑재되는 것을 특징으로 하는 주입 주조 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 용해 공급장치는 하나 이상의 지지대들을 사용하여 상기 장치의 베이스에 탑재되는 것을 특징으로 하는 주입 주조 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 하나 이상의 지지대들은,
    상기 측정관과 상기 주입관의 첫번째 옆면에 인접하여 상기 용해 공급장치로부터 상기 베이스까지 뻗어 있는 제 1 무게 베어링 지지대; 및
    상기 측정관과 상기 주입관의 두번째 옆면에 인접하여 상기 용해 공급장치로부터 상기 베이스까지 뻗어 있는 제 2 무게 베어링 지지대;를 포함하여,
    상기 측정관과 상기 주입관이 제 1 지지대와 제 2 지지대 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 주입 주조 장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 용해 공급장치의 필 라인이 상기 첫번째 구멍 아래에 위치하고 상기 용해 공급장치가 상기 장치의 베이스에 탑재되는 것을 특징으로 하는 주입 주조 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 용해 공급장치의 꼭대기는 상기 첫번째 구멍 아래에 위치되는 것을 특징으로 하는 주입 주조 장치.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 용해 공급장치의 폭은 상기 용해 공급장치의 높이보다 큰 것을 특징으로 하는 주입 주조 장치.
  11. 제 8항에 있어서, 상기 용해 공급장치는 하나 이상의 지지대들을 사용하여 상기 장치의 베이스에 탑재되는 것을 특징으로 하는 주입 주조 장치
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 하나 이상의 지지대들은,
    상기 측정관과 상기 주입관의 첫번째 옆면에 인접하여 상기 용해 공급장치로부터 상기 베이스까지 뻗어 있는 제 1 무게 베어링 지지대; 및
    상기 측정관과 상기 주입관의 두번째 옆면에 인접하여 상기 용해 공급장치로부터 상기 베이스까지 뻗어 있는 제 2 무게 베어링 지지대;를 포함하여,
    상기 측정관과 상기 주입관이 제 1 지지대와 제 2 지지대 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 주입 주조 장치.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 측정관과 상기 주입관을 연결하는 첫번째 관; 및
    상기 용해 공급장치와 상기 측정관을 연결하는 두번째 관;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주입 주조 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 용해 공급장치는 상기 측정관의 앞쪽 또는 낮은 쪽 위에 탑재되고;
    상기 두번째 관은 상기 용해 공급장치의 옆면으로부터 측정관의 뒤쪽 또는 위쪽으로 뻗어 있으며;
    상기 주입관은 상기 베이스에 평행하게 탑재되어 있고;
    상기 측정관은 상기 주입관 위에 위치하고 수평방향을 기준으로 5도에서 60도 정도 기울어져 있으며;
    상기 측정관의 앞쪽 또는 낮은 쪽 끝은 상기 주입관에 탑재되어 있고;
    상기 제 1 구동부는 상기 측정관의 위쪽 끝에 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 주입 주조 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 베이스는 상기 주입 주조 장치를 주형으로부터 멀어지거나 주형 방향으로 움직이게 할 수 있는 전자 장치와 소자를 포함하고;
    상기 주입관은 첫번째 원통 모양의 관을 포함하며;
    상기 측정관은 두번째 원통 모양의 관을 포함하고;
    상기 측정 소자는 상기 첫번째 관을 밀폐하기 위하여 상기 측정관에서 축을 따라 움직이고 상기 측정관에서 회전하도록 만들어진 측정 막대를 포함하며;
    상기 제 1 구동부는 하나 이상의 유압들이나 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 주입 주조 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 주입관에 부착된 주입 노즐;
    상기 주입관에 위치된 상기 노즐을 통하여 금속을 주입하기 위한 플런저;
    상기 주입관에서 상기 노즐을 통하여 금속을 주입하기 위해 상기 플런저를 전진시키기 위한 제 2 구동부; 및
    상기 용해 공급장치, 상기 측정관, 상기 주입관, 상기 노즐에 인접하여 위치된 열 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주입 주조 장치.
  17. 첫번째 평면상 위치되고 상기 장치의 베이스 위에 탑재되며 주형으로 주입되는 금속을 저장하기 위한 주입관;
    상기 첫번째 평면보다 적어도 위에 위치되고 측정되는 금속을 가두기 위한 측정관;
    상기 주입관으로 들어가는 금속을 측정하기 위한 측정 소자;
    상기 측정 소자를 움직이기 위한 제 1 구동부; 및
    상기 측정관으로 제공되어지는 금속을 용해시키기 위한 용해 공급장치;를 포함하여,
    (a)상기 용해 공급장치에 있는 용해된 금속이 상기 측정관과 상기 제 1 구동부 사이의 첫번째 구멍 아래에 위치되거나 (b)상기 용해 공급장치가 상기 장치의 베이스에 탑재되는 것을 특징으로 하는 금속 주입 주조 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 용해 공급장치에 있는 용해된 금속이 상기 첫번째 구멍 아래 위치되는 것을 특징으로 하는 금속 주입 주조 장치.
  19. 제 17항에 있어서, 상기 베이스에 상기 용해 공급장치를 탑재하기 위한 지지대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 주입 주조 장치.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 용해 공급장치에 있는 용해된 금속이 상기 첫번째 구멍 아래 위치되는 것을 특징으로 하는 금속 주입 주조 장치.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 주입관에 부착된 주입노즐;
    상기 노즐을 통하여 상기 주입관에 위치된 금속을 주형로 주입하기 위한 플런저;
    상기 노즐을 통하여 금속을 주입하기 위하여 상기 주입관에 있는 상기 플런저를 전진시키기 위한 제 2 구동부; 및
    상기 주입관, 상기 측정관, 상기 용해 공급장치 및 상기 노즐에서 금속을 가열하기 위한 열 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 주입 주조 장치.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 열 소자는 상기 주입관, 상기 측정관, 상기 용해 공급장치에 있는 금속을 액체 상태로 가열하는 것을 특징으로 하는 금속 주입 주조 장치.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 측정 소자는 상기 측정관에 있는 액체 금속을 휘젖기 위하여 회전하고, 상기 플런저가 상기 주입관으로부터 상기 주형으로 금속을 주입하는 동안 상기 측정관으로부터 주입관으로 액체 금속이 나아가는 것을 방지하기 위하여 상기 측정관에서 축을 따라 움직이는 것을 특징으로 하는 금속 주입 주조 장치.
  24. 제 21항에 있어서, 상기 플런저는 상기 측정관으로부터 상기 주입관으로 금속을 빨아들이는 것을 돕기 위하여 상기 주입관에서 흡입관(suction)을 형성하는 것을 특징으로 하는 주입 주조 장치.
  25. 용해 공급장치로 고체 금속을 제공하는 단계;
    액체 금속의 필 라인이 기울어진 측정관과 제 1 구동부 사이의 첫번째 구멍 아래에 있도록 상기 고체 금속을 액체 상태로 녹이는 단계;
    상기 측정관의 위쪽에 부착된 상기 제 1 구동부를 포함하는 기울어진 상기 측정관에 상기 액체 금속을 제공하는 단계;
    상기 측정관의 아래쪽에 위치하고 상기 측정관에서 주입관으로 들어가는 상기 금속의 양을 측정하는 단계; 및
    상기 주입관으로부터 주형으로 상기 금속을 주입하는 단계;로 이루어진 금속 주입 주조 방법.
  26. 제 25항에 있어서, 상기 용해 공급장치는 상기 주입관을 지지하는 장치의 베이스에 탑재되는 것을 특징으로 하는 금속 주입 주조 방법.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 측정관에서 상기 액체 금속의 온도를 균일하게 하기 위하여 상기 제 1 구동부에 의해 상기 측정관에 있는 측정 막대가 회전되도록 하는 단계를 더 포함하는 주금속 주입 주조 방법.
  28. 제 26항에 있어서, 상기 금속을 측정하는 단계는 주입 단계 동안 상기 측정관에서 상기 주입관으로 상기 금속이 나아가는 것을 방지하도록 상기 측정관에서 측정 막대가 움직이는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 주입 주조 방법.
  29. 제 28항에 있어서,
    상기 측정관에서 상기 주입관으로 상기 금속을 빨아들이는 것을 돕기 위하여 상기 주입관에서 흡입관을 형성하기 위하여 상기 주입관에서 플런저를 당기는 단계; 및
    상기 주형으로 상기 금속을 주입하기 위하여 상기 플런저를 미는 단계를 더 포함하는 금속 주입 주조 방법.
  30. 제 25항에 있어서, 상기 금속은 알루미늄 또는 마그네슘 합금으로 이루어진것을 특징으로 하는 금속 주입 주조 방법.
  31. 상기 제 25항에 기재된 방법에 의해 만들어진 주입 주조 금속 부품.
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