KR101242632B1 - 풀 몰드법에서의 발포 폴리스티렌 모형 제거방법 - Google Patents

풀 몰드법에서의 발포 폴리스티렌 모형 제거방법 Download PDF

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Abstract

풀 몰드법에서 사용되는 발포 폴리스티렌 모형의 제거방법에 관하여 개시한다. 본 발명의 방법은, 풀 몰드법에서 모형으로 사용되는 발포 폴리스티렌 모형에 도포하는 도형제에 흑연분말과 같은 전도성 입자를 첨가함으로써 도형막에 전도성을 띄게 하고 도형막의 적당한 위치에 전극을 연결한 후, 발포 폴리스티렌 모형 주위에 푸란사나 CO2형사 등의 주형사를 채워 경화시킨 다음 전극에 전기를 통하게 하여 도형막의 전기저항에 의해 발열하게 하여 스티로폼 모형을 용융, 응축시킴으로서 용이하게 모형을 제거하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 용탕의 주입시 모형재료에 의해 발생하는 결함을 대폭 줄일 수 있다.

Description

풀 몰드법에서의 발포 폴리스티렌 모형 제거방법 {Expanded Polystyrene Pattern Removal Method in Full Mold Process}
본 발명은 몰드법에서의 모형 제거방법에 관한 것으로서, 특히 풀 몰드법에서의 발포 폴리스티렌 모형 제거방법에 관한 것이다.
풀 몰드법(full mould process)은 대형 단품주물을 제작하고자 할 때 사용되는 방법인데, 기존의 방법에서는 먼저 목형을 만들고 이것을 이용하여 주형을 조형한 다음 여기에 용탕을 주조하여 주물을 얻었다. 그런데, 이 방법은 목형을 만드는데 오랜 시간이 걸릴 뿐만 아니라 주조 후 목형의 제작 및 보관에 따른 비용의 문제가 주조품의 제조원가와 직결된다는 문제가 있었다.
이 때문에 단품생산의 경우 가공이 쉬운 발포 폴리스티렌, 예컨대 스티로폼(상표명)을 이용하여 모형을 만들고 이것을 푸란수지(furan resin)를 첨가한 주형사나 물유리를 첨가한 CO2주형사(이하, "주형사")에 매설, 경화시킨 후 여기에 직접 용탕을 주조하면 스티로폼 모형은 용탕의 열에 의해 소실되면서 모형이 있던 공간은 용탕에 의해 위치 치환되어 주물이 얻어지게 된다. 이렇게 주물을 만들 경우 모형제작비를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 주물의 제작시간을 단축시킬 수 있으며 종래의 발형하는 모형을 사용하는 방법에서는 얻을 수 없는 역구배의 주물까지도 용이하게 주조할 수가 있다.
그러나 실제에는 용탕 주입시 미처 분해되지 못한 모형재료가 용탕 중에 말려 들어가서 응고함으로서 주물의 내외부에 잔사결함, 기공, 카본픽업 등 여러 가지 문제를 일으킨다.
이러한 문제를 완화하기 위해 그동안 사용해온 방법으로는, 스티로폼 모형을 매설한 주형을 상형과 하형으로 나누어 조형한 다음 합형하기 전에 스티로폼을 뜯어내거나 버너로 태운 다음 합형, 주입하는 방법이 있다.
모형을 뜯어내는 방법은 주물의 내부에 해당하는 스티로폼 모형의 제거에는 유효하지만 정작 주물의 표면부 스티로폼 모형은 제거하기 어려운 경우가 많고 실제 문제가 되는 결함은 주물의 표면결함이 대부분이다. 또한 연소시킬 경우는 그을음의 발생이 크게 문제가 된다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 풀 몰드법에서 주형의 표면에 밀착되어 있는 발포 폴리스티렌 모형을 뜯어내거나 버너로 소실시키는 방법을 사용하지 않고도 간단하게 제거하는 방법을 제공하는 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 발포 폴리스티렌 모형 제거방법은 풀 몰드법에 적용되는 것으로서, 발포 폴리스티렌 모형에 전기저항성 코팅층을 마련하는 단계와; 상기 전기저항성 코팅층이 형성된 발포 폴리스티렌 모형을 이용하여 주형을 조형하는 단계와; 상기 전기저항성 코팅층에 전기를 가하여 상기 발포 폴리스티렌 모형을 변형하게 하여 제거하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 전기저항성 코팅층이 도형막인 것이 바람직하며, 이 경우 상기 도형막은, 도형제에 전도성 물질의 분말을 혼합하여 도형하고 건조함으로써 만들어지는 것이 더욱 바람직하다.
상기 전도성 물질의 분말은 특별히 제한되지는 않으나 흑연분말을 사용할 수 있다.
또한, 상기 전도성 물질의 분말은 상기 도형제의 고형분 양의 5 ∼ 100중량%가 되도록 상기 도형제에 혼합되는 것이 바람직하다.
상기 전기저항성 코팅층에 전기를 가하는 것은, 상기 전기저항성 코팅층에 적어도 2개의 전극판을 전도성 테이프를 이용하여 고착시켜 전극을 형성한 후 상기 전극판에 직류, 단상교류 또는 3상 교류를 인가하는 것을 통하여 구현될 수 있다.
상기한 본 발명에 따르면, 전기저항성 코팅층이 전기인가에 의해 발열하면 발포 폴리스티렌 모형이 용융, 수축 등의 변형에 의해 주형면에서 이탈되므로 이를 주형공간에서 용이하게 제거할 수 있다.
또한, 상하형으로 분리된 모형의 경우에도, 상하 각 주형에 대해 마찬가지의 조작을 한 다음 합형, 주조하면 발포 폴리스티렌 모형의 분해잔사에 기인한 결함문제를 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 풀 몰드법에서의 발포 폴리스티렌 모형 제거방법을 설명하기 위한 순서도; 및
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 풀 몰드법에서의 발포 폴리스티렌 모형 제거방법을 적용한 장치의 일 예의 개략적 구성도이다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를, 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 아래의 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시된 것일 뿐이며 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 많은 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위가 이러한 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 풀 몰드법에서의 발포 폴리스티렌 모형 제거방법을 설명하기 위한 순서도이며, 도 2는 이 방법을 적용한 장치의 일 예의 개략적 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 풀몰드용 도형제로서, 전도성 흑연분말이 도형제의 고형분 양의 5 ∼ 100중량%가 되도록 첨가하여 충분히 교반한 것을 준비한다(S100 단계). 풀몰드용 도형제가 흑연계 도형제일 경우 전도성이 양호하면 별도의 흑연분말을 첨가하지 않아도 무방하다.
이어서, 이와 같이 준비된 도형제를 발포 폴리스티렌 모형(200)의 전면에 철저히 도형하고 충분히 건조시켜서 도형막(210)을 형성한다(S110 단계). 도 2에서는 도시의 이해를 돕기 위하여, 폴리스티렌 모형(200)의 중간 부분을 절단하여 나타냈지만, 실제로는 도형막(210)이 발포 폴리스티렌 모형(200)의 전면에 형성되어 있다.
그 다음, 건조된 발포 폴리스티렌 모형의 도형막(210) 상의 적당한 위치에 전극판(220)을 전도성 테이프를 이용하여 고착시켜서 적어도 2개의 전극(230)을 설치한다(S120 단계). 전도성 테이프가 없으면 보통의 폭 넓은 종이 테이프를 사용하여 전극을 모형표면에 고정하여도 무방하다. 단, 전극과 도형막과의 접촉면이 적으면 접촉부에서 국지적 발열이 발생하므로 전극에 동판 또는 금속판을 부착하여 접촉면을 넓게 하는 것이 바람직하다.
전극 설치 다음에는, 전극이 부착된 모형의 주위에 푸란사나 CO2형사 등의 주형사(205)를 충전하고 경화시킨다(S130 단계).
그 다음, 임의의 전극 2개(직류 또는 단상교류의 경우) 또는 3개(3상교류의 경우)씩을 선택하여 전원(240)으로부터 전기를 인가함으로써 도형막(210)이 균일하게 발열하도록 한다(S130 단계).
이와 같이 도형막(210)이 발열하면, 발포 폴리스티렌 모형(200)이 용융, 연화, 수축하여 주형면에서 이탈하게 되므로 이를 용이하게 제거할 수 있다.
본 실시예에서는 도형제에 흑연 분말을 혼합하여 도형하고 건조함으로써 도형막 자체를 전기저항성 코팅층이 되게 하였으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니고 별도로 전기저항성 코팅층을 마련하여도 좋다.
200: 발포 폴리스티렌 모형
205: 주형사
210: 도형막
220: 전극판
230: 전극
240: 전원

Claims (6)

  1. 발포 폴리스티렌 모형에 전기저항성 코팅층을 마련하는 단계와;
    상기 전기저항성 코팅층이 형성된 발포 폴리스티렌 모형을 이용하여 주형을 조형하는 단계와;
    상기 전기저항성 코팅층에 전기를 가하여 상기 발포 폴리스티렌 모형을 변형하게 하여 제거하는 단계;
    를 구비하는 풀 몰드법에서의 발포 폴리스티렌 모형 제거방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전기저항성 코팅층이 도형막인 것을 특징으로 하는 풀 몰드법에서의 발포 폴리스티렌 모형 제거방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 도형막이, 도형제에 전도성 물질의 분말을 혼합하여 도형하고 건조함으로써 만들어지는 것을 특징으로 하는 풀 몰드법에서의 발포 폴리스티렌 모형 제거방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 전도성 물질의 분말이 흑연분말인 것을 특징으로 하는 풀 몰드법에서의 발포 폴리스티렌 모형 제거방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 전도성 물질의 분말이 상기 도형제의 고형분 양의 5 ～ 100중량%가 되도록 상기 도형제에 혼합되는 것을 특징으로 하는 풀 몰드법에서의 발포 폴리스티렌 모형 제거방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 전기저항성 코팅층에 전기를 가하는 단계가, 상기 전기저항성 코팅층에 적어도 2개의 전극판을 전도성 테이프를 이용하여 고착시켜 전극을 형성한 후 상기 전극판에 직류, 단상교류 또는 3상 교류를 인가하는 것을 통하여 구현되는 것을 특징으로 하는 풀 몰드법에서의 발포 폴리스티렌 모형 제거방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP3720241B2 (ja) 2000-05-09 2005-11-24 第一鋳造株式会社 消失性模型を用いる減圧鋳造方法
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