KR101188450B1 - 다이캐스팅 고진공 금형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 다이캐스팅 고진공 금형장치는, 고정금형과, 이 고정금형에 밀착 및 이격되는 방향으로 이동 가능하게 배치되며 고정금형과의 밀착시에 그 고정금형과 함께, 용탕이 주입되는 캐비티를 형성하는 가동금형과, 상기 가동금형측으로의 전진 및 그 가동금형에 대한 후퇴 이동이 가능하게 배치된 이젝트 플레이트와, 상기 이젝트 플레이트의 상기 가동금형측으로의 전진 이동시에, 상기 캐비티 내에서 성형된 금속제품을 그 가동금형으로부터 밀어내도록, 상기 가동금형에 삽입되며 일단부가 상기 이젝트 플레이트에 고정되는 다수의 이젝트핀을 포함하는 다이캐스팅 금형장치에 있어서, 상기 이젝트 플레이트와 상기 이젝트핀들의 일단부들을 포위함으로써 상기 이젝트 플레이트와 상기 이젝트핀들의 일단부들이 배치된 공간을 밀폐하도록 상기 가동금형에 설치되는 밀폐체와, 상기 캐비티 및 상기 밀폐체 내의 밀폐된 공간에 있는 가스를 진공압에 의해 흡인하여 외부로 배출하기 위한 진공수단을 구비하여, 캐비티 내의 가스를 진공압에 의해 흡인하여 외부로 배출할 때, 상기 밀폐체 내의 공간에 있는 가스도 진공압에 의해 흡인하여 외부로 배출할 수 있으므로, 캐비티 외부의 가스가 가동금형과 각 이젝트핀 사이의 틈새를 통해 캐비티로 유입되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

Description

다이캐스팅 고진공 금형장치{Die-casting high-vacuum die device}

본 발명은 금속제품의 대량 생산에 사용되는 다이캐스팅 금형장치에 관한 것으로서, 특히, 금속제품이 성형될 캐비티 내부가 원하는 진공도로 확실하게 유지될 수 있도록 구조가 개선된 다이캐스팅 고진공 금형장치에 관한 것이다.

금속제품을 대량 생산하기 위하여 다이캐스팅 금형장치가 널리 사용된다. 이러한 다이캐스팅 금형장치의 일례가 도 1에 도시되어 있다. 도 1에 도시된 다이캐스팅 금형장치(1A)는, 다이캐스팅 성형기(미도시)에 고정되는 고정금형(1)과, 이 고정금형(1)에 대해 밀착 및 이격되는 방향(A)으로 이동 가능하게 다이캐스팅 성형기에 배치되는 가동금형(2)을 구비한다. 고정금형(1)과 가동금형(2)이 밀착(형합)되면, 그 금형들(1,2) 사이에, 금속제품이 성형되는 공간인 캐비티(3)가 형성된다.

고정금형(1)에는 상기 캐비티(3) 내로 용탕(용융금속; M1)을 주입하기 위한 사출실린더(15)가 마련된다. 그리고, 가동금형(2)의 배면측에는, 이젝트 플레이트(4)가 가동금형의 이동방향(A)을 따라 그 가동금형(2)에 대해 이동 가능하게 배치되어 있으며, 이젝트 플레이트(4)에는 가동금형(2)에 삽입된 다수의 이젝트핀(5)들의 일단부가 고정되어 있다. 이젝트 플레이트(4)는, 이젝트 플레이트 가동용 실린더(미도시)의 작동에 의해, 가동금형의 이동방향(A)을 따라 왕복이동되는 로드(9)의 일단에 고정되어 있다. 상기 로드(9)는, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 가동금형(2)의 이동방향을 따라 연장되게 배치되어 있다.

이러한 다이캐스팅 금형장치(1A)를 이용하여 금속제품을 성형하고자 하는 경우, 가동금형(2)을 도 1에 실선으로 도시된 바와 같이 고정금형(1)에 밀착시키고, 사출실린더(15)에 의해 용탕(M1)을 캐비티(3) 내로 주입하여 그 캐비티(3) 내에 충전한다. 캐비티(3)에 충전된 용탕은 시간이 경과함에 따라 굳어지면서 도 2에 도시된 바와 같이 그 캐비티(3)에 대응되는 형상의 금속제품(M)이 된다. 그 후, 도 3에 도시된 바와 같이, 가동금형(2)을 고정금형(1)으로부터 이격시키면, 상기 금속제품(M)은, 가동금형(2)에 부착되어 그 가동금형(2)과 함께 고정금형(1)으로부터 이격된다. 이러한 상태에서, 상기 이젝트 플레이트 가동용 실린더를 작동시켜서 로드(9) 및 그 로드(9)에 결합된 이젝트 플레이트(4)를, 도 3에 가상선으로 도시한 바와 같이, 전진(가동금형(2)에 접근하는 방향으로 이동)시키면, 이젝트핀(5)들이 이젝트 플레이트(4)와 함께 전진하면서 상기 가동금형(2)에 부착되어 있는 금속제품(M)을 밀어내어 분리시키게 된다. 금속제품(M)이 분리된 후, 각 금형(1,2)의 캐비티면(상기 캐비티(3)를 형성하는 면)에 적절히 이형제를 분무하고, 이젝트 플레이트(4)를 후퇴시키고, 다시 가동금형(2)을 고정금형(1)에 밀착시켜서 상술한 금속제품 성형과정을 되풀이한다.

한편, 사출실린더(15)에 의해 캐비티(3)에 주입되는 용탕(M1)의 유속은, 보통 수십m/s의 고속이며, 조건에 따라서 100m/s를 초과하는 경우도 있다. 이처럼 용탕이 고속으로 주입되므로, 비록 금형(1,2)에 캐비티(3) 내의 가스(공기나, 혹은 이형제 등이 열분해되어 형성된 가스)를 배출하기 위한 가스빼기홀(vent hole; 미도시)이 형성되어 있기는 하지만, 캐비티(3) 내의 가스가 미처 캐비티(3) 밖으로 배출되지 못하고 용탕에 혼입되게 된다(일반적으로, 알루미늄 다이캐스팅 성형시에 알루미늄 100g당 20~50ml 정도의 가스가 혼입되게 된다). 그 결과, 금속제품에, 소위 공동(porosity)이나 핀 홀(pin hole) 등과 같이, 가스 혼입에 기인하는 미충전 결함이 발생되어 금속제품의 강도 및 신율이 저하되게 된다.

따라서, 이러한 구성의 다이캐스팅 금형장치(1A)는, 고강도 및 고신율이 요구되는 금속제품 예컨대, 자동차의 연비향상, 경량화 측면에서 고강도와 고신율이 요구되는 차체(Body)나 샤시(Chassis) 등과 같이 알루미늄 용탕 100g에 대한 가스 혼입량이 1~3ml 정도로 제어되어야만 하는 금속제품의 다이캐스팅에는 사용되기 곤란하여, 단순 하우징이나 케이스 등과 같이 고강도 및 고신율이 요구되지 않는 금속제품의 성형시에 주로 사용된다.

한편, 상술한 바와 같은 미충전 결함을 개선함으로써 고강도 및 고신율의 금속제품을 얻기 위하여, 최근에는 도 4에 도시된 바와 같은 다이캐스팅 금형장치(1B)가 사용되기도 한다. 이 다이캐스팅 금형장치(1B)의 기본적인 작용 및 기능은 도 1 내지 도 3을 참조하면서 설명한 다이캐스팅 금형장치(1A)와 마찬가지이며, 다만 캐비티(3) 내에 진공을 형성하기 위한 구성이 부가되어 있는 점에서 차이가 있다. 구체적으로, 도 4의 다이캐스팅 금형장치(1B)는, 가동금형(2)에, 상기 캐비티(3)로 통하는 제1가스유로(70)와, 진공탱크(94)를 통해 제1가스유로(70)에 연결된 진공펌프(90)와, 제1가스유로(70)의 개폐를 위한 제1밸브(75)와, 상기 진공펌프(90) 및 제1밸브(75)의 작동을 제어하기 위한 제어장치(97)를 구비하고 있다. 상기 제1가스유로(70)는, 진공펌프(90)에 연결되는 제1유로(71)와, 제1유로(71)에 연결되며 제1밸브(75)가 배치되는 제2유로(72)와, 이 제2유로(72)와 캐비티(3)를 연결하는 제3유로(73)로 이루어져 있다. 참조부호 R1은 금형들(1,2) 사이를 폐쇄하기 위한 시일 링(seal ring)이며, R2는 고정금형(1)과 사출실린더(15) 사이의 틈새를 폐쇄하기 위한 시일 링이며, R3는 이젝트 플레이트(4)에 고정된 각 이젝트핀(5)과 가동금형(2) 사이의 틈새를 폐쇄하기 위한 시일 링이다.

이러한 다이캐스팅 금형장치(1B)는, 용탕이 캐비티(3)로 충전될 때, 제1밸브(75)를 작동시켜서 상기 제1가스유로(70)를 개방하고, 진공펌프(90)에 의해 진공상태를 유지하고 있는 진공탱크(94) 내의 진공압을 이용하여 캐비티(3) 내의 가스를 흡입함으로써, 용탕에 가스가 혼입되는 것을 방지하고 그에 따라, 상술한 바와 같이 용탕에 가스가 혼입됨에 기인하는 금속제품의 미충전 결함을 억제하고자 한 것이다.

그런데, 이 다이캐스팅 금형장치(1B)의 경우, 비록 가동금형(2)과 각 이젝트핀(5) 사이의 틈새가 시일 링(R3)에 의해 폐쇄되어 있기는 하나, 그 시일 링(R3)은, 금속제품을 성형할 때마다 왕복이동되는 이젝트핀(5)과의 마찰에 의해, 다른 시일 링들(R1, R2)에 비하여 쉽게 마모되어 손상되기 쉽다. 시일 링(R3)이 손상되면, 캐비티(3) 내의 가스가 진공탱크(94)로 흡입되면서 형성되는 캐비티(3) 내의 진공압에 의해, 캐비티(3) 외부의 가스가, 상기 손상된 시일 링(R3)이 배치된 이젝트핀(5)과 가동금형(2) 사이의 틈새를 통해, 캐비티(3) 내로 유입되면서 용탕에 혼입되어 버리게 된다. 즉, 진공펌프(90) 및 진공탱크(94)의 진공흡인력에 의한 캐비티(3) 내의 가스배출 효과가 저하되어 버린다는 문제점이 있다.

특히 다이캐스팅 금형장치에서의 상기 이젝트핀(5)은, 금속제품의 성형조건 등에 따라 차이는 있지만, 보통 수십개 정도 설치되므로, 그 이젝트핀(5) 둘레에 배치되는 시일 링(R3)도 이젝트핀(5)과 동일한 수량만큼 설치되어야 한다. 이처럼 많은 시일 링(R3)이 배치되므로, 그 시일 링(R3)들 중 일부에 손상이 발생되더라도 어떠한 시일 링(R3)에 손상이 발생하였는지를 파악하기는 곤란할 뿐만 아니라, 많은 시일 링(R3)들 중 어느 하나라도 손상된 시일 링(R3)이 있는지의 여부조차 미리 파악하기가 곤란하다. 따라서, 다이캐스팅 성형을 행함에 있어서, 시일 링(R3)들 중 일부의 시일 링이 손상되어 그 손상된 시일 링이 끼워진 이젝트핀(5)과 가동금형(2) 사이의 틈새를 통해 가스가 캐비티(3) 내로 유입되더라도, 그것을 파악하지 못한 상태로 계속 다이캐스팅 성형이 진행되게 됨으로써, 규정된 용량 이상의 가스가 용탕에 혼입되어 미충전 결함을 내포하는 금속제품이 다수 속출하게 되는 문제점도 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 다이캐스팅 금형장치에서의 문제점을 해결하여, 캐비티 내의 가스가 외부로 진공흡인될 때, 캐비티 외부의 가스가 이젝트핀과 가동금형 사이의 틈새를 통해 캐비티 내로 유입되는 것을 효과적으로 차단함으로써, 캐비티 내의 원하는 진공도를 유지하여, 금속제품에 가스가 혼입됨에 기인하는 미충전 불량을 효과적으로 억제할 수 있도록 구조가 개선된 다이캐스팅 고진공 금형장치를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다이캐스팅 금형장치는, 고정금형과, 이 고정금형에 밀착 및 이격되는 방향으로 이동 가능하게 배치되며 고정금형과의 밀착시에 그 고정금형과 함께, 용탕이 주입되는 캐비티를 형성하는 가동금형과, 상기 가동금형측으로의 전진 및 그 가동금형에 대한 후퇴 이동이 가능하게 배치된 이젝트 플레이트와, 상기 이젝트 플레이트의 상기 가동금형측으로의 전진 이동시에, 상기 캐비티 내에서 성형된 금속제품을 그 가동금형으로부터 밀어내도록, 상기 가동금형에 삽입되며 일단부가 상기 이젝트 플레이트에 고정되는 다수의 이젝트핀을 포함하는 다이캐스팅 금형장치에 있어서, 상기 이젝트 플레이트와 상기 이젝트핀들의 일단부들을 포위함으로써 상기 이젝트 플레이트와 상기 이젝트핀들의 일단부들이 배치된 공간을 밀폐하도록 상기 가동금형에 설치되는 밀폐체와, 상기 캐비티 및 상기 밀폐체 내의 밀폐된 공간에 있는 가스를 진공압에 의해 흡인하여 외부로 배출하기 위한 진공수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다이캐스팅 고진공 금형장치는, 이젝트 플레이트와 이젝트핀들의 일단부들을 포위함으로써 이젝트 플레이트와 이젝트핀들의 일단부들이 배치된 공간을 밀폐하도록 가동금형에 설치되는 밀폐체와, 캐비티 및 상기 밀폐체 내의 밀폐된 공간에 있는 가스를 진공압에 의해 흡인하여 외부로 배출하기 위한 진공수단을 구비한다. 따라서, 캐비티 내의 가스를 진공압에 의해 흡인하여 외부로 배출할 때, 상기 밀폐체 내의 공간에 있는 가스도 진공압에 의해 흡인하여 외부로 배출할 수 있으므로, 가동금형과 각 이젝트핀 사이의 틈새를 통해 캐비티 외부의 가스가 캐비티 내로 유입되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 캐비티 내의 용탕에 가스가 혼입됨에 기인하는 금속제품의 불량 발생이 억제되어, 고강도 및 고신율의 금속제품을 다이캐스팅 성형하는데 적합하게 사용될 수 있다.

도 1은 종래 다이캐스팅 금형장치의 일례의 개략적 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 다이캐스팅 금형장치의 캐비티 내로 용탕이 주입된 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 다이캐스팅 금형장치의 캐비티 내에서 성형된 금속제품이 이젝트핀들에 의해 가동금형으로부터 분리되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 종래의 다른 형태의 다이캐스팅 금형장치의 개략적 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이캐스팅 고진공 금형장치의 개략적 단면도이다.
도 6 내지 도 8은 도 5에 도시된 다이캐스팅 고진공 금형장치에 의해 금속제품을 성형하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 5에 도시된 밀폐체의 개략적 사시도이다.

이하, 본 발명에 따른 실시예의 다이캐스팅 고진공 금형장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이캐스팅 고진공 금형장치의 개략적 단면도이다. 본 실시예의 다이캐스팅 고진공 금형장치(100)는, 도 1 내지 도 4를 참조하면서 설명한 종래의 다이캐스팅 금형장치(1A, 1B)와 마찬가지로, 고정금형(10)과, 가동금형(20)과, 이젝트 플레이트(40)와, 다수의 이젝트핀(50)을 구비하고 있다.

상기 고정금형(10)은 다이캐스팅 성형기(미도시)에 고정되며, 가동금형(20)은, 상기 다이캐스팅 성형기에 고정금형(10)과 마주하도록 배치된다. 가동금형(20)은, 다이캐스팅 성형기에 설치되어 있는 램 등의 구동원(미도시)에 의해, 고정금형(10)에 대해 밀착 및 이격되는 방향(A)으로 이동될 수 있다. 가동금형(20)이 고정금형(10)에 밀착되면, 그 고정금형(10)과의 사이에 캐비티(30)가 형성된다. 이 캐비티(30)는, 고정금형(10)에 설치된 용탕 주입용 사출실린더(15)에 의해 주입되는 용탕(M1)이 충전되는 공간이며, 성형될 금속제품에 대응하는 형상을 가진다.

상기 이젝트 플레이트(40)는, 가동금형(20)의 배면(고정금형과 마주하는 면의 반대쪽 면)과 대향하도록 배치되어 있으며, 이젝트 플레이트 가동용 실린더(미도시)에 연결된 로드(9)의 일단에 고정되어 있어서, 상기 이젝트 플레이트 가동용 실린더의 작동에 의해 로드(9)가, 가동금형(20)의 이동방향(A)을 따라 왕복 이동할 때 그 로드(9)와 함께, 가동금형(20)에 대해 전진 혹은 후퇴 이동될 수 있다. 로드(9)는, 도 1 내지 도 4를 참조하면서 설명한 종래의 다이캐스팅 금형장치와 마찬가지로, 그리고, 도 5 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 가동금형(20)의 이동방향(A)을 따라 연장되게 배치되어 있다.

상기 이젝트핀(50)들은, 이젝트 플레이트(40)가 가동금형(20)측으로 전진할 때, 상기 성형된 금속제품을 가동금형(20)으로부터 밀어내기 위한 것이다. 각 이젝트핀(50)은, 가동금형(20)에 형성된 이젝트핀 삽입용 관통공들에 각각 삽입되어 있으며, 그 일단부들은 이젝트 플레이트(40)에 고정되어 있다.

한편, 본 실시예의 다이캐스팅 고진공 금형장치(100)는, 종래의 일반적인 다이캐스팅 금형장치와는 달리, 밀폐체(60)와, 진공수단을 구비하고 있다.

상기 밀폐체(60)는, 전체적으로 통 형상을 가지며, 가동금형(20)의 배면에 결합된다. 이 밀폐체(60)는 이젝트 플레이트(40)와 이젝트핀(50)들의 일단부(이젝트 플레이트에 고정되는 단부)들을 포위하여, 그 이젝트 플레이트(40)와 이젝트핀(50)들의 일단부들이 배치된 공간(S)을 밀폐하게 된다. 상기 로드(9)는 이 밀폐체(60)를 관통하여 이젝트 플레이트(40)에 고정된다.

밀폐체(60)를 형성하기 위한 방식이나 그 밀폐체(60)를 가동금형(20)에 결합하기 위한 방식으로서는, 다양한 방식이 적용될 수 있으며, 그 일례가 도 9에 도시되어 있다. 도 9를 참조하면, 밀폐체(60)는 상기 가동금형의 이동방향(A)에 대해 수직인 방향(D), 즉, 로드(9)의 직경방향을 따라 상호 분리 가능하게 나사(65)들에 의해 결합되는 한 쌍의 밀폐체 형성부재(61, 62)에 의해 형성된다. 이 한 쌍의 밀폐체 형성부재(61, 62)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 상호 결합되어 있을 때에는 상기 로드(9)가 관통하는 관통공을 형성하고, 가동금형(20)의 이동 방향(A)에 대해 수직인 방향(D)을 따라 상호 분리될 때에는 그 밀폐체 형성부재(61, 62) 각각이 상기 로드(9)에 대해 분리되도록 구성되어 있다.
그리고, 밀폐체(60)는, 그 밀폐체(60)에 형성된 관통공(69)을 관통하여 가동금형(20)의 나사공(29)에 체결되는 나사부재(25)에 의해, 가동금형(20)에 분리 가능하게 결합된다. 이러한 구조의 밀폐체(60)를 설치하는 경우에는, 다이캐스팅 고진공 금형장치(100)를 사용하여 금속제품을 양산하는 중에, 예컨대 상기 이젝트핀(50) 등의 유지보수를 위하여 혹은 현재 설치되어 있는 밀폐체(60)를 다른 밀폐체로 교환하기 위하여, 밀폐체(60)를 가동금형(20)으로부터 분리하고자 할 때, 그 분리작업이 용이하고 신속하게 행해질 수 있다. 즉, 상기 나사부재(25) 및 나사(65)들을 풀어내기만 하면, 밀폐체(60)가 가동금형(20)으로부터 분리됨과 아울러, 밀폐체(60)를 형성하고 있는 밀폐체 형성부재(61, 62)가 상호 분리되므로, 다이캐스팅 고진공 금형장치를 구성하는 다른 부재들(예컨대, 로드(9) 등)에 간섭받지 않고 신속하고 용이하게 분리해 낼 수 있다. 분리된 밀폐체(60)를 다시 가동금형(20)에 결합할 경우에도, 상기 나사(65)들과 나사부재(25)들을 체결하기만 하면 되므로, 그 결합작업도 신속하고 용이하게 행해질 수 있다.

도시하지는 않았지만, 상기 밀폐체(60)와 가동금형(20) 사이 및 상기 밀폐체 형성부재(61)와 밀폐체 형성부재(62) 사이에 틈새 발생의 우려가 있는 경우에는 그 틈새를 막기 위해 적절한 시일(seal)용 부재(미도시)가 설치될 수도 있다.

상기 진공수단은, 캐비티(30) 및 밀폐체(60) 내의 밀폐된 공간(S)에 있는 가스를 진공압에 의해 흡인하여 외부로 배출하기 위해 마련되는 것이다. 이 진공수단으로서, 본 실시예에서는, 가동금형(20)에 마련되어 캐비티(30)로 통하는 제1가스유로(70)와, 제1가스유로(70)를 개폐하는 제1밸브(75)와, 밀폐체(60)에 마련되며 그 밀폐체(60) 내의 밀폐된 공간(S)으로 통하는 제2가스유로(80)와, 제2가스유로(80)를 개폐하는 제2밸브(85)와, 진공원이 구비되어 있다.

상기 제1가스유로(70)는, 가동금형(20)의 외부로 통하는 제1유로(71)와, 이 제1유로(71)에 연결되며 상기 제1밸브(75)가 설치된 제2유로(72)와, 이 제2유로(72)와 캐비티(30)를 연결하는 제3유로(73)로 이루어져 있다.

상기 제2가스유로(80)는, 밀폐체(60)의 외부로 통하는 제1경로(81)와, 이 제1경로(81)와 밀폐체(60) 내의 밀폐된 공간(S)을 연결하며 상기 제2밸브(85)가 설치된 제2경로(82)로 이루어져 있다.

상기 진공원은, 캐비티(30) 및 상기 밀폐체(60) 내의 밀폐된 공간(S)에 있는 가스를 진공흡인하기 위한 진공압을 제공하는 것으로서, 본 실시예에 있어서는 진공펌프(90)와 진공탱크(95)를 구비하고 있다. 진공탱크(95)는, 진공펌프(90)에 연결되어 그 진공펌프(90)에 의해 진공상태가 유지되며, 그 내부의 진공압에 의해 캐비티(30) 및 상기 밀폐된 공간(S)에 있는 가스를 진공흡인할 수 있도록, 제1가스유로(70) 및 제2가스유로(80)에 연결되어 있다.

참조번호 98은, 상기 제1밸브(75), 제2밸브(85) 및 진공펌프(90)의 작동을 제어하기 위한 제어장치이다. 그리고, 참조부호 R1은 금형들(10, 20) 사이를 폐쇄하기 위한 시일 링(seal ring)이며, R2는 고정금형(10)과 사출실린더(15) 사이의 틈새를 폐쇄하기 위한 시일 링이고, R4는 밀폐체(60)와 로드(9) 사이의 틈새를 폐쇄하기 위한 시일 링이다.

이러한 구성의 다이캐스팅 고진공 금형장치(100)의 기본적인 기능은 상술한 종래의 다이캐스팅 금형장치(1A, 1B)와 마찬가지이다.

즉, 본 실시예의 다이캐스팅 고진공 금형장치(100)의 경우도, 가동금형(20)이 고정금형(10)에 밀착된 후 캐비티(30) 내로 용탕(M1)이 주입되어 소정시간 경과하면, 그 캐비티(30) 내에 충전된 용탕이 굳어지면서 도 6에 도시된 바와 같이 캐비티(30)와 대응되는 형상의 금속제품(M)이 된다. 금속제품(M)의 성형이 완료되면, 도 7에 도시된 바와 같이 가동금형(20)이 금속제품(M)을 부착한 상태로 고정금형(10)에 대해 이격된다. 이어서, 이젝트 플레이트 가동용 실린더에 의해 로드(9) 및 이젝트 플레이트(40)가 도 8에 도시된 바와 같이 가동금형(20)에 대해 전진 이동하여, 이젝트핀(50)들이 금속제품(M)을 가동금형(20)으로부터 밀어내어 분리시키게 된다. 그 후, 각 금형(10, 20)의 캐비티면(상호 마주하는 면)에 적절히 이형제가 분무되고, 이젝트 플레이트(40)가 후퇴되고, 다시 가동금형(20)이 고정금형(10)에 밀착되어 상술한 금속제품 성형과정이 되풀이된다.

한편, 본 실시예의 다이캐스팅 고진공 금형장치(100)의 경우는 금속제품을 성형하는 과정에서 상기 밀폐체(60) 및 진공수단에 의해, 종래의 다이캐스팅 금형장치(1A, 1B)에서는 기대할 수 없는 현저한 작용효과를 가지는데, 이러한 작용효과에 대해 설명하기로 한다.

우선, 진공펌프(90)에 의해 진공탱크(95)를 진공상태로 유지하여 둔다. 그리고, 상술한 바와 같이 금형들(10, 20)이 밀착되고 사출실린더(15)에 의해 캐비티(30) 내로 용탕(M1)이 주입되는 동안 혹은 용탕의 주입 전에, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1밸브(75)를 작동시켜 제1가스유로(70)를 개방하고, 제2밸브(85)를 작동시켜 제2가스유로(80)를 개방한 후 용탕을 주입한다. 이와 같이 하면, 진공탱크(95)의 진공흡인력에 의해 캐비티(30) 내의 가스가 제1가스유로(70)를 통해 캐비티(30) 외부로 배출되게 된다. 이와 동시에, 진공탱크(95)의 진공흡인력에 의해 밀폐체(60) 내의 밀폐된 공간(S)에 있는 가스도 제2가스유로(80)를 통해 그 밀폐된 공간(S) 외부로 배출되면서 그 밀폐된 공간(S)도 캐비티(30) 내의 진공도와 동일한 진공도의 진공상태가 된다. 그러므로, 캐비티(30) 내의 가스가 외부로 배출되어 그 캐비티(30) 내부가 진공상태가 되더라도, 캐비티(30)와 상기 밀폐된 공간(S) 내부에 압력차가 발생하지 않게 되어, 캐비티(30) 외부의 가스가 가동금형(20)과 이젝트핀(50)들 사이의 틈새를 통해 캐비티(30) 내로 유입되는 것이 확실하게 방지될 수 있다.

정리하면, 본 실시예의 다이캐스팅 고진공 금형장치(100)에 의하면, 이젝트 플레이트(40)와 이젝트핀(50)들의 일단부들이 배치된 밀폐된 공간(S) 내의 가스가 진공흡인되어 외부로 배출되어 버리게 되므로, 도 4를 참조하면서 설명한 종래의 금형장치(1B)에 마련되어야만 하였던 다수의 시일 링(R3; 가동금형과 이젝트핀들 사이의 틈새를 밀폐시키기 위한 시일 링)을 구비하지 않더라도, 가동금형(20)과 이젝트핀(50)들 사이의 틈새를 통해 캐비티(30) 내로 가스가 유입되는 것이 확실하게 방지될 수 있다. 또한, 도 4를 참조하면서 설명한 종래의 금형장치(1B)에서 시일 링(R3)이 손상되어 그 손상 된 시일 링이 배치된 이젝트핀과 가동금형 사이를 통해 캐비티 내로 가스가 누출되는 사태는 원천적으로 봉쇄된다.

상기와 같이 캐비티(30) 내에 주입된 용탕은 시간이 경과함에 따라 그 캐비티 내에서 굳어지면서 금속제품(M)으로 성형되게 되며, 가동금형(20)이 고정금형(10)으로부터 이격된 후, 이젝트 플레이트(40)와 함께 전진이동하는 이젝트핀(50)들에 의해 밀려서 가동금형(20)으로부터 분리되게 된다.

한편, 상기 개방되어 있는 제1가스유로(70)와 제2가스유로(80)는, 적정한 시점(예컨대, 캐비티(30) 내에 용탕의 충전이 완료된 시점, 혹은 캐비티(30)에 충전된 용탕이 굳어져서 금속제품으로 성형된 후 가동금형(20)이 고정금형(10)으로부터 이격되기 전의 시점)에서, 제1밸브(75) 및 제2밸브(85)를 상기 유로들(70, 80)의 개방시와는 반대로 작동시킴으로써, 다시 폐쇄되게 된다.

상술한 바와 같이, 본 실시예의 다이캐스팅 고진공 금형장치(100)에 의하면, 캐비티(30) 내의 가스가 진공수단에 의해 외부로 진공흡인될 때, 캐비티(30) 외부의 가스가 이젝트핀(50)과 가동금형(20) 사이의 틈새를 통해 캐비티(30) 내로 유입되는 것이 효과적으로 차단됨으로써, 용탕의 주입시에 캐비티(30) 내의 원하는 진공도가 확실하게 유지되며, 따라서, 금속제품의 성형시에 가스가 혼입됨에 기인하는 미충전 불량이 효과적으로 억제되게 된다.

한편, 본 실시예에서는 하나의 진공탱크(95)가 제1가스유로(70)와 제2가스유로(80)에 동시에 연결되어서 캐비티(30)와 밀폐된 공간(S)에 동일한 진공도가 제공되는 것으로 설명되었으나, 상기 진공탱크(95)와 제1가스유로(70)를 연결하는 경로 및 상기 진공탱크(95)와 제2가스유로(80)를 연결하는 경로 중 적어도 하나에 압력조절밸브(미도시)를 설치하고 그 압력조절밸브의 조작을 통해, 상기 밀폐된 공간(S)의 진공도를 캐비티(30)의 진공도보다 낮게 혹은 높게 설정할 수 있는 구성으로 제작될 수도 있다.

또한, 본 실시예처럼 하나의 진공탱크(95)만 이용하는 대신에, 다른 구성으로서, 제1가스유로(70)에 연결되는 진공탱크와, 제2가스유로(80)에 연결되는 진공탱크를 각각 별도로 마련하고, 제2가스유로에 연결되는 진공탱크 내의 진공도를 제1가스유로에 연결되는 진공탱크 내의 진공도보다 낮게 혹은 높게 설정하여 둘 수도 있다.

이상 본 발명에 대하여 바람직한 실시예 및 몇가지 변형예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이러한 예들로 한정되는 것은 아니며, 청구범위에 기재된 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 구체화될 수 있다.

10...고정금형 20...가동금형
40...이젝트 플레이트 50...이젝트핀
30...캐비티 60...밀폐체
61, 62...밀폐체 형성부재 70...제1가스유로
75...제1밸브 80...제2가스유로
85...제2밸브 91...진공펌프
95...진공탱크 M...금속제품

Claims (5)

1. 고정금형(10)과, 이 고정금형(10)에 밀착 및 이격되는 방향으로 이동 가능하게 배치되며 고정금형(10)과의 밀착시에 그 고정금형(10)과 함께, 용탕이 주입되는 캐비티(30)를 형성하는 가동금형(20)과, 상기 가동금형(20)측으로의 전진 및 그 가동금형(20)에 대한 후퇴 이동이 가능하게 배치된 이젝트 플레이트(40)와, 상기 가동금형(20)의 이동방향(A)을 따라 왕복이동 가능하게 설치되며, 상기 가동금형(20)의 이동방향(A)을 따라 연장되게 배치되어 일단이 상기 이젝트 플레이트(40)에 고정된 로드(9)와, 상기 이젝트 플레이트(40)의 상기 가동금형(20)측으로의 전진 이동시에, 상기 캐비티(30) 내에서 성형된 금속제품(M)을 그 가동금형(20)으로부터 밀어내도록, 상기 가동금형(20)에 삽입되며 일단부가 상기 이젝트 플레이트(40)에 고정되는 다수의 이젝트핀(50)을 포함하는 다이캐스팅 금형장치에 있어서,
   상기 이젝트 플레이트(40)와 상기 이젝트핀(50)들의 일단부들을 포위함으로써 상기 이젝트 플레이트(40)와 상기 이젝트핀(50)들의 일단부들이 배치된 공간을 밀폐하도록 상기 가동금형(20)에 설치되는 밀폐체(60)와,
   상기 캐비티(30) 및 상기 밀폐체(60) 내의 밀폐된 공간에 있는 가스를 진공압에 의해 흡인하여 외부로 배출하기 위한 진공수단을 구비하며,
   상기 밀폐체(60)는 나사부재(25)에 의해 상기 가동금형(20)에 분리 가능하게 설치되며,
   상기 밀폐체(60)는, 상기 가동금형(20)의 이동 방향(A)에 대해 수직인 방향(D)을 따라 상호 분리 가능하게 나사(65)에 의해 결합되는 한 쌍의 밀폐체 형성부재(61, 62)에 의해 형성되어 있으며,
   상기 한 쌍의 밀폐체 형성부재(61, 62)가 상호 결합되어 있을 때에는 상기 로드(9)가 관통하는 관통공을 형성하고, 상기 한 쌍의 밀폐체 형성부재(61, 62)가 가동금형(20)의 이동 방향(A)에 대해 수직인 방향(D)을 따라 상호 분리될 때에는 그 밀폐체 형성부재(61, 62) 각각이 상기 로드(9)에 대해 분리되며,
   상기 진공수단은,
   상기 캐비티로 통하는 제1가스유로(70)와,
   상기 제1가스유로(70)를 개폐하는 제1밸브(75)와,
   상기 밀폐체(60) 내의 밀폐된 공간으로 통하는 제2가스유로(80)와,
   상기 제2가스유로(80)를 개폐하는 제2밸브(85)와,
   상기 캐비티 내의 공간 및 상기 밀폐체(60) 내의 밀폐된 공간에 있는 가스를 진공흡인하도록, 상기 제1가스유로(70) 및 제2가스유로(80)에 연결된 진공원을 구비하며,
   상기 진공원은,
   상기 제1가스유로(70) 및 제2가스유로(80)에 연결되어 있는 진공탱크(95)와,
   상기 진공탱크(95)에 연결되어 상기 진공탱크(95) 내에 진공을 형성하는 진공펌프(90)를 구비하는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 고진공 금형장치.
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