KR100847607B1 - 주형 조형장치 및 이에 사용하는 금형장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 입자형상 골재, 수용성 바인더 및 물을 교반하여 얻은 발포상혼합물을, 가열된 금형의 캐비티에 압입에 의해 충전시켜 주형을 조형하는 주형 조형장치 및 이에 사용하는 금형장치에 관한 것이며, 발포상혼합물을 유효하게 이용할 수 있고, 금형 캐비티에 대한 유동 모래의 충전이 충분히 확보될 수 있는 주형조형장치를 제공할 수 있음과 동시에, 발포상혼합물의 경화시간을 대폭적으로 단축시킬 수 있는 금형장치를 제공하는 것이다. 이를 위해, 직육면체를 이룸과 동시에 상하로 관통되는 중공부를 가지는 중공의 직육면체(12)의 하단 개구부를 바닥판(14)으로 폐쇄하고 이 바닥판(14)에 혼합물을 사출하는 사출구멍(13)을 형성하여, 입자형상 골재, 수용성 바인더 및 물을 교반하는 교반조로서의 기능과, 혼합물을 압입하기 위해 이를 수납하는 압입통으로서의 기능을 겸비하는 혼합물 수납수단(10)을 설치하고, 또한, 사출구멍(13)을 폐쇄할 수 있는 마개수단(22)을 설치한 구성의 주형 조형장치로 하였다. 또한, 입자형상 골재 혹은 발포혼합물의 온도측정수단, 발포혼합물의 점도계측수단, 발포혼합물의 수분계측수단 중, 적어도 하나를 구비하도록 하였다. 또한, 금형장치에 대해서는, 기체는 통과시키나 입자형상 골재는 통과시키지 않는 범위내에서 주형용 캐비티 내부와 외기를 연통시키는 연통수단(103)을 설치한 구성으로 하였다.

Description

주형 조형장치 및 이에 사용하는 금형장치{CASTING MOLD FORMING APPARATUS AND METAL MOLD UNIT FOR USE THEREIN}
본 발명은, 입자형상 골재, 수용성 바인더 및 물을 교반하여 얻은 발포혼합물을, 가열된 금형의 캐비티에 압입에 의해 충전시켜 주형을 조형하는 주형 조형장치 및 이것에 사용하는 금형장치에 관한 것이다.
최근, 주조 후의 붕괴성이 좋다는 이유로, 입자형상 골재의 점결제(粘結劑)로서 수용성 바인더를 이용하고, 가열에 의해 수분을 증발시켜 수용성 바인더를 경화시킴으로써, 주형을 조형하는 것이 제안된 바 있다.
이러한 종류의 주형을 조형하기 위한 주형 조형장치의 하나로서, 상하방향으로 연장되는 원통, 상기 원통 내에 상하이동가능하게 설치된 플런저, 및 원통의 하단 개구를 개폐하는 게이트를 승강가능하게 설치하여, 유동모래를 금형으로 압입하는 압입수단을 구성하고, 또한 상기 원통의 중간단에 개구를 형성하여 이 개구에, 유동모래를 얻기 위한 믹서를 접속한 것이 있다.
이와 같은 종래의 주형 조형장치에서는, 원통의 중간단에도 게이트를 설치하거나, 원통이나 하측의 게이트나 플런저의 레벨을 바꾸는 등의 방법으로, 금형에 압입하기 위해 원통에 투입되는 유동 모래의 분량을 변경할 수 있도록 하였다(특허 문헌 1 참조).
그러나, 이와 같이 구성된 종래의 주형 조형장치에서는, 원통 내에 투입되는 유동 모래가 금형의 캐비티의 용적 변화에 충분히 대응할 수 없을 뿐만 아니라, 원통에는 금형 캐비티의 용적 이상의 분량의 유동 모래를 투입할 필요가 있어, 유동 모래를 금형 캐비티에 압입한 후에 유동 모래가 원통 내에 남게 되는데, 이와 같이 남는 유동 모래는 폐기되고 있기 때문에, 유동 모래가 낭비된다는 문제가 있었다. 또한, 금형 캐비티로의 유동 모래의 충전이 충분히 확보되지 못하는 경우가 있다는 문제도 있었다.
또한, 이러한 수용성 바인더를 점결제로 한 주형재료인 발포혼합물은, 수분을 다량으로 포함하므로, 금형장치 내에서 경화되는데 걸리는 시간이 길다는 등의 문제가 있었다.
[특허문헌 1] 일본 특허공개공보 소화55(1980)-54241호
[특허문헌 2] 일본 특허공개공보 평성11(1999)-129054호
상기한 종래의 주형 조형장치, 및 금형장치에 관련된 문제를 해결하기 위해, 입자형상 골재, 수용성 바인더 및 물을 교반하여 얻은 혼합물을, 가열된 금형의 캐비티에 압입방식에 의해 충전시켜 주형을 조형하는 주형 조형장치에 있어서, 직육면체를 이룸과 동시에 상하로 관통되는 중공부를 가지는 중공의 직육면체를 바닥판으로 폐쇄하고 이 바닥판에 혼합물을 사출하는 사출구멍을 형성하여, 입자형상 골재, 수용성 바인더 및 물을 교반하는 교반조로서의 기능과, 혼합물을 압입하기 위해 이를 수납하는 압입통으로서의 기능을 겸비하는 혼합물 수납수단을 설치하고, 추가적으로 사출구멍을 폐쇄할 수 있는 마개수단을 설치하였다.
또한, 입자형상 골재 혹은 발포혼합물의 온도측정수단, 발포혼합물의 점도계측수단, 발포혼합물의 수분계측수단 중, 적어도 하나를 구비하도록 하였다.
또한, 상기의 문제를 해결하기 위해, 입자형상 골재, 1종류 이상의 수용성 바인더 및 물을 교반하여 생성한 발포상(發泡狀)혼합물에 의해 주형을 조형함에 있어서, 발포상혼합물이 충전되어 주형을 조형하는 금형장치에, 기체는 통과시키나 입자형상 골재는 통과시키지 않는 범위내에서 주형용 캐비티 내부와 외기를 연통시키는 연통수단을 설치하였다.
이와 같이 구성된 주형 조형장치에서는, 마개수단에 의해 사출구멍을 폐쇄한 상태에서, 금형 캐비티의 용량보다 많은 소요량의 입자형상 골재, 수용성 바인더 및 물을 혼합물 수납수단 내에 투입 후 교반하여 발포시키고, 이러한 교반 발포가 완료되면, 혼합물 수납수단을 가열된 금형에 맞닿게 하고, 이어서, 혼합물 수납수단 내의 혼합물을 압입방식에 의해 금형의 캐비티 내에 충전시킬 수 있다. 이어서, 다음 번 주형조형을 위해 혼합물 수납수단 내에는 입자형상 골재, 수용성 바인더 및 물을 추가하여 교반함으로써 발포시킬 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이 입자형상 골재 혹은 발포혼합물의 온도측정수단, 발포혼합물의 점도계측수단, 발포혼합물의 수분계측수단 중, 적어도 하나를 구비하도록 하고 있으므로, 입자형상 골재 혹은 상기 발포혼합물의 온도측정수단이 지나치게 고온일 때에는 히터온도를 낮추고, 상기 발포혼합물의 점도가 지나치게 낮을 때에는 수분을 수분공급수단을 통해 추가한 후 더욱 혼합반죽(混練)하며, 발포혼합물의 수분이 지나치게 낮을 때에도 수분을 수분공급수단을 통해 추가한 후 더욱 혼합반죽하며, 또한 금형 캐비티에 대한 발포혼합물의 충전이 충분히 확보될 수 있게 된다.
또한, 상기한 구성의 금형장치에서는, 가열에 의해 주형용 캐비티 내의 발포상혼합물로부터 생긴 수증기가 연통수단을 통해 외부로 방출될 수 있게 된다.
상기의 설명으로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 주형 조형장치에서는, 입자형상 골재, 수용성 바인더 및 물을 교반하여 얻은 혼합물을, 가열된 금형의 캐비티에 압입방식에 의해 충전하여 주형을 조형하는 주형 조형장치에 있어서, 직육면체를 이룸과 동시에 상하로 관통하는 중공부를 가지는 중공의 직육면체의 하단 개구부를 바닥판으로 폐쇄하고 또한 이 바닥판에 상기 혼합물을 사출하는 사출구멍을 형성하여, 상기 입자형상 골재, 수용성 바인더 및 물을 교반하는 교반조로서의 기능과, 상기 혼합물을 압입하기 위해 이를 수납하는 압입통으로서의 기능을 겸비하는 혼합물 수납수단을 설치하고, 또한, 상기 사출구멍을 폐쇄할 수 있는 마개수단을 설치하였기 때문에, 혼합물 수납수단 내의 혼합물을 금형 캐비티 내에 압입한 다음, 혼합물 수납수단 내에 입자형상 골재, 수용성 바인더 및 물을 추가한 후 교반하여 발포시킴으로써, 금형 캐비티 내에 압입한 후 혼합물 수납수단 내에 남은 혼합물을 다음 번 주형 조형에 사용하도록 하였기 때문에, 종래의 이러한 종류의 주형 조형장치와 같이 혼합물 수납수단 내에 남은 혼합물을 폐기시킬 필요가 없고, 이에 따라, 혼합물을 유효하게 사용할 수 있는 등의 우수한 실용적 효과를 나타낸다.
또한, 입자형상 골재 혹은 발포혼합물의 온도측정수단, 발포혼합물의 점도계측수단, 발포혼합물의 수분계측수단 중 적어도 하나를 구비하고 있으므로, 입자형상 골재 혹은 발포혼합물의 온도측정수단이 지나치게 고온일 때에는 히터온도를 낮추고, 발포혼합물의 점도가 지나치게 낮을 때에는 수분을 수분공급수단을 통해 추가한 후 더욱 혼합반죽하며, 발포혼합물의 수분이 지나치게 낮을 때에도 수분을 수분공급수단을 통해 추가한 후 더욱 혼합반죽하며, 또한 금형 캐비티에 대한 발포혼합물의 충전이 충분히 확보될 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 이러한 금형장치에서는, 입자형상 골재, 1종류 이상의 수용성 바인더 및 물을 교반하여 생성한 발포상혼합물에 의해 주형을 조형함에 있어서, 상기 발포상혼합물이 충전되어 주형을 조형하는 금형장치에, 기체는 통과시키나 상기 입자형상 골재는 통과시키지 않는 범위내에서 주형용 캐비티 내부와 외기를 연통시키는 연통수단을 설치하였기 때문에, 주형용 캐비티내의 발포혼합물로부터 생긴 수증기가 연통수단을 통해 외부로 방출되므로, 발포상혼합물의 경화 시간을 대폭적으로 단축시킬 수 있게 되는 등 우수한 실용적 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 있어서의 주형 조형장치의 가장 바람직한 형태를 나타낸 일부 절단 단면의 정면도이다.
도 2는 도 1의 작동 설명도로서, 혼합물 수납수단내의 혼합물을 수평분할 금형에 압입하는 상태를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예를 나타낸 주형 조형장치의 일부 절단 단면의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 형태의 금형장치의 하부틀 일부를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명에 있어서의 금형장치의 하나의 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5의 A부분을 확대하여 도시한 상세도이다.
본 발명을 적용한 주형 조형장치의 가장 바람직한 형태에 대해 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 주형 조형장치에서는, 정반형상의 기대(機台; 1)에 2개의 상향 실린더(2, 2)가 설치되어 있고, 상기 기대(1)의 네 모서리에는 4개의 가이드 로드(3, 3)가 각각 세워 설치되어 있다. 상기 2개의 실린더(2, 2)의 피스톤 로드의 상단 사이에는 상기 4개의 가이드 로드(3, 3)에 슬라이딩·승강 가능하게 가설하여 장착된 승강 프레임(4)이 하면에서 가설(架設)되어 있고, 승강 프레임(4)의 상면에는 수평분할 금형(5)의 하부금형(6)이 부착되어 있다. 또한, 하부금형(6)의 수직 상방에는 상기 수평분할 금형(5)의 상부금형(7)이 상기 가이드 로드(3)에 있어서의 상기 하부금형(6)의 상방에 장착된 4세트의 지지기구(8, 8)에 의해 지지된 상태로 배치되어 있다.
또한, 상기 4개의 가이드 로드(3, 3)의 상단 사이에는 좌우방향으로 연장되는 천정 프레임(9)이 가설되어 있으며, 천정 프레임(9) 하부의 우측위치에는, 교반조로서의 기능과 압입통으로서의 기능을 겸비한 혼합물 수납수단(10)이, 제 1 주행 대차(周行台車, 11)를 통해 좌우로 이동가능하게 배치되어 있고, 상기 혼합물 수납수단(10)은 직육면체를 이룸과 동시에 상하로 관통하는 중공부를 갖는 중공의 직육면체(12)와, 이 중공의 직육면체(12)의 하단에 고정부착시켜 그 하단 개구부를 폐쇄시키며 혼합물을 사출시키는 복수의 사출구멍(13, 13)을 형성한 바닥판(14)으로 구성되어 있으며, 상기 바닥판(14)은 상부가 수냉(水冷) 구조로 되어 있고, 하부는 단열재로 구성되어 있다.
또한, 상기 천정 프레임(9) 상면의 우측 위치에는 상기 혼합물 수납수단(10) 내의 입자형상 골재, 수용성 바인더 및 물을 교반하여 발포시키는 교반날개기구(15)가 장착되어 있고, 교반날개기구(15)에서는, 교반날개(16)가 모터(17)의 출력축에 전동기구(18)를 통해 연결되어 있으며, 상기 모터(17)는 상기 천정 프레임(9)에 장착된 하향 실린더(19)의 신축작동에 의해 승강하는 지지부재(20)에 장착되어 있으며, 지지부재(20)에는 상기 혼합물 수납수단(10)의 상단 개구부를 폐쇄하는 커버(21)가 장착되어 있고, 상기 교반날개(16) 및 상기 커버(21)는, 상기 실린더(19)의 신축작동에 의해 승강하도록 되어 있다.
또한, 상기 천정 프레임(9)에 있어서의 상기 교반날개기구(15)의 수직 하방 위치에는, 상기 혼합물 수납수단(10)의 사출구멍(13, 13)을 폐쇄하는 마개수단(22)이 설치되어 있고, 마개수단(22)에서는, 상기 사출구멍(13, 13)에 출입가능한 복수의 마개(23, 23)가 지지판(24)을 통해 상향 실린더(25)의 피스톤 로드의 상단에 장착되어 있고, 마개(23, 23)는 실린더(25)의 신축작동에 의해 상하이동하도록 되어 있으며, 상기 실린더(25)는 지지부재(26, 26)를 통해 상기 천정 프레임(9)에 장착 되어 있다. 또한, 복수의 상기 마개(23, 23)를 상기 사출구멍(13, 13)에 삽입함으로써 사출구멍(13, 13)을 청소할 수도 있다.
또한, 상기 천정 프레임(9)의 상면에 있어서의 상기 수평분할 금형(5)의 수직 상방 위치에는, 상기 혼합물 수납수단(10)내의 혼합물을 가압하여 상기 혼합물 수납수단(10)의 사출구멍(13, 13)을 통해 사출시키는 가압기구(27)가 장착되어 있고, 가압기구(27)에서는, 상하로 관통하는 복수의 배기구멍(28, 28)을 갖는 피스톤(29)이 하향 실린더(30)의 신축작동에 의해 상하이동하도록 되어 있다.
또한, 상기 천정 프레임(9) 하부의 좌측위치에는, 상기 상부금형(7)으로부터 주형을 압출하는 주형압출기구(31)가, 제 2 주행대차(32)를 통해 좌우로 이동가능하게 배치되어 있고, 주형압출기구(31)에서는, 복수의 주형압출핀(33, 33)이 압출판(34)을 통해 하향 실린더(35)의 피스톤 로드의 하단에 장착되어 있어, 상기 주형압출핀(33, 33)은 상기 실린더(35)의 신축작동에 의해 상하이동하도록 되어 있다.
또한, 접촉식 또는 비접촉식 온도측정수단(도시 생략)을 혼합물 수납수단(10)의 내부, 또는 혼합물 수납수단(10)의 외부에 설치하여, 입자형상 골재 혹은 발포혼합물의 온도를 측정하도록 할 수도 있다.
또한, 발포혼합물의 점도를 측정하기 위한 점도측정수단(도시 생략)을 혼합물 수납수단(10)의 내부, 또는 혼합물 수납수단(10)의 외부에 설치할 수도 있다. 상기 점도(粘度)측정수단으로서는 이하와 같은 방식에 의한 것들이 있다.
(1) 측정 프로브 압입방식 : 막대형상의 프로브의 선단에 구(球)형상 또는 원기둥형상 부분을 형성하고, 이 프로브의 선단을 발포혼합물 속으로 압입할 때의 부하(저항력)를 측정하여 발포혼합물의 점도를 상대적으로 측정하는 방법.
(2) 측정 프로브 압입회전방식 : 막대형상의 프로브의 선단에 원반형상 또는 팬형상 부분, 또는 부품을 설치하고, 이 프로브의 선단을 발포혼합물 속으로 삽입한 후, 이것을 회전시켜 프로브에 생기는 부하(토크)를 측정하여 발포혼합물의 점도를 상대적으로 측정하는 방법.
(3) 측정 프로브 회전방식 : 막대형상의 프로브의 선단에 구형상 또는 원기둥형상 부분을 형성하고, 이 프로브의 선단을 발포혼합물 속으로 압입하면서 회전시켜 프로브에 생기는 부하(저항력/토크)를 측정하여 발포혼합물의 점도를 상대적으로 측정하는 방법.
(4) 외관 점도 측정방식 : 일정한 구경의 개구부를 갖는 실린더 형상체 속에 발포혼합물을 넣고, 이 발포혼합물에 일정한 압력을 가함으로써, 개구부로부터 발포혼합물이 유출되는 속도에 의해 외관점도를 상대적으로 측정하는 방법.
또한, 상기 발포혼합물의 점도 측정은, 연속적으로 해도 좋고, 배치(batch)마다 계측하도록 해도 좋다.
또한, 발포혼합물의 수분을 측정하기 위한 수분측정수단(도시 생략)을 혼합물 수납수단(10)의 내부, 또는 혼합물 수납수단(10)의 외부에 설치할 수도 있다. 상기 수분측정수단으로서는, 발포혼합물의 전기저항을 측정함으로써 수분을 측정하는 방식에 의한 것이나, 발포혼합물을 가열함으로써 수분을 증발시키고 그 중량 감소를 통해 수분을 측정하는 가열감량방식에 의한 것이 있다.
다음으로, 상기 주형 조형장치를 이용하여 주형을 조형하는 순서에 대해 설 명한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 마개수단(22)의 마개(23, 23)에 의해 사출구멍(13, 13)을 폐쇄한 후, 혼합물 수납수단(10)내에, 예컨대 입자형상 골재로서의 규사(硅砂), 수용성 바인더로서의 폴리비닐알콜 및 물을 투입하고, 혼합물 수납수단(10)의 상단 개구부를 커버(21)로 폐쇄한다.
다음으로, 교반날개기구(15)의 모터(17)를 구동하여 교반날개(16)를 회전시켜 규사, 폴리비닐알콜 및 물을 교반하여 발포시킨 혼합물을 제조하고, 이어서, 교반날개기구(15)의 실린더(19)를 수축작동시켜 교반날개(16) 및 커버(21)를 상승시키고, 마개수단(22)의 실린더(25)를 수축작동시켜 마개(23, 23)를 사출구멍(13, 13)으로부터 뽑아내어 사출구멍(13, 13)을 개구시킨다.
다음으로, 주형압출기구(31)를 제 2 주행대차(32)를 통해, 그리고 혼합물 수납수단(10)을 제 1 주행대차(11)를 통해, 각각 좌측으로 이동시키고, 혼합물 수납수단(10)을 가열된 수평분할 금형(5)의 수직 상방으로 이송하고, 이어서, 실린더(2, 2)를 신장작동시켜 하부금형(6)을 승강 프레임(4)을 통해 상승시켜 하부금형(6)상에 상부금형(7)을, 상부금형(7)상에 혼합물 수납수단(10)을 순차로 올려놓음과 동시에 혼합물 수납수단(10)의 하면을 상부금형(7)의 상면에 맞닿게 한다.
이어서, 도 2에 도시한 바와 같이, 가압기구(27)의 실린더(30)를 신장작동시켜 피스톤(29)을 하강시키고, 상기 피스톤(29)이 하강하는 도중에, 피스톤(29)과 혼합물 사이의 공기를 배기구멍(28, 28)을 통해 배출시킨 다음, 배기구멍(28, 28)의 상단 개구부를 도시가 생략된 밸브수단에 의해 폐쇄하고, 혼합물 수납수단(10)내의 혼합물을 가압하여 수평분할 금형(5)의 캐비티 내에 혼합물을 압입하여 충전 한다. 또한, 수평분할 금형(5)에 충전된 혼합물은, 수평분할 금형(5)의 열에 의해 수분이 증발하여 고화된다. 수평분할 금형(5)에 대한 혼합물의 충전이 완료된 후, 실린더(30)를 수축작동시켜 피스톤(29)을 상승시키고, 이어서, 주형압출기구(31)를 제 2 주행대차(32)를 통해, 그리고, 혼합물 수납수단(10)을 제 1 주행대차(11)를 통해, 각각 우측으로 이동시키고, 주형압출기구(31)를 수평분할 금형(5)의 수직 상방으로, 그리고 혼합물 수납수단(10)은 교반날개기구(15)의 수직 하방으로 각각 되돌려 놓는다.
다음으로, 주형압출기구(31)의 실린더(35)를 신장작동시켜 주형압출핀(33, 33)을 상부금형(7)에 삽입함과 동시에, 실린더(2, 2)를 수축작동시켜 하부금형(6)을 하강시켜 금형을 상부금형(7)으로부터 분리하고, 이어서, 도시가 생략된 주형압출기구에 의해 주형을 하부금형(6)으로부터 밀어올린다. 한편, 교반날개기구(15)의 수직 하방으로 되돌려 보낸 혼합물 수납수단(10)에는 다음 번 주형조형을 위해 규사, 폴리비닐알콜 및 물을 필요한 양만큼 추가한다.
또한, 상술한 바람직한 형태에서는, 혼합물 수납수단(10)내의 혼합물을 가압기구(27)의 피스톤(29)의 압입에 의한 압입방식으로 수평분할 금형(5)에 압입하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 도 3에 도시한 바와 같이, 압축공기로 압입하는 압입방식에 의해서도 동일한 작용·효과를 얻을 수 있다. 즉, 상술한 바람직한 형태에서, 피스톤(29) 대신에 혼합물 수납수단(10)의 상단 개구부를 기밀하게 폐쇄시키고 압축공기원에 접속하는 커버(42)를, 가압기구(27)의 실린더(43)의 피스톤 로드의 하단에 설치하고, 혼합물의 수평분할 금형(5)에 압입할 때에는 혼합물 수납수 단(10)내의 혼합물의 상면에 압축공기를 공급하도록 해도 좋다. 또한, 이 경우, 교반기구와 압축공기를 압입하는 기구가 일체화되어도 좋다.
또한, 상기 주형 조형장치를 이용하여 소정의 품질을 가진 주형을 제조하기 위해서는, 발포혼합물의 관리가 중요한데, 이러한 관리방법에 대해 이하에서 설명한다.
입자형상 골재, 수용성 바인더 및 물을 혼합하여 얻은 발포혼합물을, 가열된 금형의 캐비티 내에 압입방식에 의해 충전하여 주형을 조형함에 있어서, 발포혼합물을 원하는 바대로 제조하기 위한 발포혼합물을 관리하는 방법으로서, 발포혼합물의 온도를 측정하고 그 측정결과를 토대로 발포혼합물의 점도·수분량의 기준치를 결정하는 제 1 공정과, 발포혼합물의 점도를 측정하여 제 1 공정에서의 점도·수분량의 기준치와 비교하는 제 2 공정과, 제 2 공정에서의 비교 결과 문제가 없는 경우에는, 발포혼합물의 수분량을 측정하여 제 1 공정에서의 점도·수분량의 기준치와 비교하는 제 3 공정과, 제 3 공정에서의 비교 결과 문제가 없는 경우에는, 발포혼합물을 원하는 바대로 결정하는 제 4공정으로 이루어지는 발포혼합물의 관리방법을 채용할 수 있다.
이러한 발포혼합물의 관리방법에서는, 제 2 공정에서 점도가 기준치와 다른 경우에는, 문제가 있는 것으로 하고 발포혼합물을 다시 혼합하도록 하여 발포혼합물을 관리하는 방법도 있다.
또한, 이러한 발포혼합물의 관리방법에서는, 제 3 공정에서 수분량이 기준치와 다른 경우에는, 부족분의 물을 첨가하여 발포혼합물을 다시 혼합하도록 하여 발 포혼합물을 관리하는 방법도 있다.
또, 이러한 발포혼합물의 관리방법에서는, 발포혼합물의 온도를 비접촉방식으로 측정하는 것도 가능하다.
또한, 이러한 발포혼합물의 관리방법에서는, 발포혼합물의 점도를 측정 프로브 압입방식, 측정 프로브 회전방식 또는 측정 프로브 압입회전방식으로 측정할 수도 있다.
또, 이러한 발포혼합물의 관리방법에서는, 발포혼합물의 수분량을 전기저항 측정법으로 측정하도록 할 수도 있다.
또한, 이러한 발포혼합물의 관리방법에서는, 발포혼합물의 온도, 점도 및 수분량을, 발포혼합물을 혼합기로부터 채취하여 배치마다 측정하도록 할 수도 있다.
또, 발포혼합물의 관리방법에서는, 발포혼합물의 온도, 점도 및 수분량을, 혼합기에 센서를 장착시켜 연속적으로 측정하도록 할 수도 있다.
다음은, 본 발명을 적용한 금형장치의 바람직한 형태에 대해, 도 4에 기초하여 상세히 설명한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 수평분할 금형의 하부틀(111)에 있어서의 주형용 캐비티(102)의 내측 상면 및 하부틀(111) 내에는 주형용 캐비티(102) 내부와 외기를 연통시키는 연통수단(103)이 설치되어 있고, 연통수단(103)은, 상기 주형용 캐비티(102)의 내측 상면에 새겨 형성한 방사상으로 연장되는 복수의 홈(104, 104)과, 상단이 상기 복수의 홈(104, 104)과 연통되고 또한 상기 하부틀(111)을 상하로 관통하는 제 1 연통구멍(105)과, 좌측단이 상기 제 1 연통구멍(105)과 연통되며 상 기 하부틀(111)의 오른쪽 외측면까지 연장되는 제 2 연통구멍(106)으로 구성되어 있다.
이와 같은 구성에 따르면, 주형용 캐비티(102) 내의 발포상혼합물을 가열함으로써 그 발포상혼합물로부터 생긴 수증기가, 연통수단(103)을 통해 외부로 방출되게 된다.
또한, 상술한 바람직한 형태에서는 연통수단(103)이, 상기 주형용 캐비티(102)의 내측 상면에 새겨 형성한 방사상으로 연장되는 복수의 홈(104, 104)과, 상단이 복수의 홈(104, 104)에 연통되며 상기 하부틀(111)을 상하로 관통하는 상기 제 1 연통구멍(105)과, 좌측단이 상기 제 1 연통구멍(105)과 연통되며 상기 하부틀(111)의 오른쪽 외측면까지 연장되는 제 2 연통구멍(106)으로 구성되어 있으나, 이에 한정되는 것이 아니라, 예컨대 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 상부틀(121)에 헐겁게 삽입된 발포상혼합물 충전용의 발포상혼합물 충전구 부품(107)과 상기 상부틀(1) 사이의 틈새, 혹은 주형압출핀(도시 생략)과 상기 주형압출핀이 관통하는 관통구멍(도시 생략) 사이의 틈새에 의해 구성하여도 동일한 작용·효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 발포상혼합물 충전구 부품(107)을, 도 6에 도시한 바와 같이, 원통형상을 이루는 본체(108)의 외면에 있어서의 상단부 및 중단부에 플랜지(109, 109)를 돌출설치하여, 상기 상부틀(121)에 장착시켰을 때 발포상혼합물 충전구 부품(107)의 본체(108)와 상부틀(121) 사이에 비교적 넓은 공간을 형성할 수 있다.
이와 같이 하면, 가열된 금형(121)의 열이 발포상혼합물 충전구 부품(107)의 본체(108)에 쉽게 전달되지 않게 되어, 금형(121)에 비해 본체(108)의 온도를 낮게 설정할 수 있다. 한편, 본체(8) 내부에 존재하는 발포상혼합물의 양과 금형(121) 내에 존재하는 발포상혼합물의 양을 비교하면, 본체(8) 내부에 존재하는 발포상혼합물의 양이 더 감소되어 있다. 따라서, 금형(121)에 비해 본체(108)의 온도를 낮게 설정함으로써, 본체(8) 내부에 존재하는 발포상혼합물과 금형(121)내에 존재하는 발포상혼합물을 거의 동일한 속도로 경화시킬 수 있게 되어, 본체(8)내부에 존재하는 발포상혼합물만이 지나치게 가열되는 문제점을 해결할 수 있다.
본 발명은, 입자형상 골재, 수용성 바인더 및 물을 교반하여 얻은 발포상혼합물을, 가열된 금형의 캐비티에 압입에 의해 충전시켜 주형을 조형하는 주형조형장치 및 이에 사용하는 금형장치에 관한 것이며, 발포상혼합물을 유효하게 이용할 수 있고, 금형 캐비티에 대한 유동 모래의 충전이 충분히 확보될 수 있는 주형조형장치를 제공할 수 있음과 동시에, 발포상혼합물의 경화시간을 대폭적으로 단축시킬 수 있는 금형장치를 제공하는 것이다.

Claims (13)

  1. 입자형상 골재, 수용성 바인더 및 물을 교반하여 얻은 발포혼합물을, 가열된 금형의 캐비티에 압입방식에 의해 충전시켜 주형을 조형하는 주형 조형장치로서,
    정반형상의 기대(機台)에 설치되는 상향 실린더와,
    상기 기대의 네 모서리에 세워 설치되는 4개의 가이드 로드와,
    상기 실린더의 피스톤 로드의 상단 사이에 상기 4개의 가이드 로드에 슬라이딩·승강 가능하게 가설하여 장착된 승강 프레임과,
    상기 승강 프레임의 상면에 부착되는 수평분할 금형의 하부금형과,
    상기 4개의 가이드 로드에 장착된 4세트의 지지기구에 의해 지지되는 상기 수평분할 금형의 상부금형과,
    상기 4개의 가이드 로드의 상단 사이에 좌우 방향으로 가설되는 천정 프레임과,
    상기 천정 프레임의 하부에서의 우측 위치에 설치되는, 직육면체를 이룸과 동시에 상하로 관통되는 중공부를 가지는 중공의 직육면체의 하단 개구부를 바닥판으로 폐쇄하고 이 바닥판에 상기 발포혼합물을 사출하는 사출구멍을 형성하여, 상기 입자형상 골재, 수용성 바인더 및 물을 교반하는 교반조로서의 기능과, 상기 혼합물을 압입하기 위해 이를 수납하는 압입통으로서의 기능을 겸비하는 혼합물 수납수단과, 상기 사출구멍을 폐쇄할 수 있는 마개수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 주형 조형장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입자형상 골재 혹은 상기 발포혼합물의 온도측정수단, 및 상기 발포혼합물의 수분계측수단을 구비한 것을 특징으로 하는 주형 조형장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 발포혼합물의 점도계측수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 주형 조형장치.
  4. 삭제
  5. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 온도측정수단은 접촉식 혹은 비접촉방식이며, 상기 혼합물 수납수단의 내부 혹은 외부에서 계측하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 주형 조형장치.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 점도측정수단은, 상기 발포혼합물에 대해 프로브를 압입할 때의 부하를 측정하는 측정 프로브 압입방식, 프로브를 회전시킬 때의 부하를 측정하는 측정 프로브 회전방식, 프로브를 압입하면서 회전시킬 때의 부하를 측정하는 측정 프로브 압입회전방식, 또는 일정 압력하에서의 일정 구경으로부터의 유출속도에 의한 외관점도를 측정하는 외관점도 측정방식 중 어느 하나의 방식인 것을 특징으로 하는 주형 조형장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 점도측정수단은, 상기 혼합물 수납수단의 내부 혹은 외부에서 계측하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 주형 조형장치.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 점도측정수단은, 연속적으로 계측하거나 또는 배치마다 계측하는 것을 특징으로 하는 주형 조형장치.
  9. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 수분측정수단은, 전기저항 측정방식 혹은 열에 의한 수분 증발에 따른 중량 감소로부터 수분을 측정하는 가열감량방식 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 주형 조형장치.
  10. 삭제
  11. 입자형상 골재, 1종류 이상의 수용성 바인더 및 물을 교반하여 생성한 발포상혼합물에 의해 주형을 조형함에 있어서, 상기 발포상혼합물이 충전되어 주형을 조형하는 금형장치에, 주형용 캐비티 내부와 외기를 연통시키는 연통수단을 설치한 것을 특징으로 하고, 제1항에 기재된 주형 조형장치에서 사용하는 수용성 바인더 주형 조형용 금형장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
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