KR101418377B1 - 분말야금 사출금형 및 이의 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분말야금 사출금형 및 이의 제작방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부에 냉각성능이 우수한 냉각부를 구비하고 냉각부의 외부에 경면성이 우수한 외피부를 형성하여 사출된 제품 표면의 경면성과 냉각속도를 모두 충족할 수 있도록 된 분말야금 사출금형 및 이의 제작방법에 관한 것이다.
본 발명은 일측면에 의하면 금속분말이 소결된 구조물로서 내부에 냉각코일이 형성된 냉각부와 상기 냉각부의 외부에 형성되고 경면성이 높은 재질로 이루어진 외피부를 포함하는 분말야금 사출금형을 제공한다.

Description

분말야금 사출금형 및 이의 제작방법{powder metallurgy injection mold and method for manufacturing the same}

본 발명은 분말야금 사출금형 및 이의 제작방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부에 냉각성능이 우수한 냉각부를 구비하고 냉각부의 외부에 경면성이 우수한 외피부를 형성하여 사출된 제품 표면의 경면성과 냉각속도를 모두 충족할 수 있도록 된 분말야금 사출금형 및 이의 제작방법에 관한 것이다.

일반적으로 금형은 플라스틱 제품을 생산하는 사출금형, 철판을 이용하여 제품을 만들어 내는 프레스금형, 금속을 녹여 플라스틱과 같이 만들어 내는 다이캐스팅 등으로 나눌 수 있다.

상기 사출금형은 고온으로 용융된 수지를 높은 압력으로 금형 사이에 충진하여 금형 사이의 내부형상을 따라 플라스틱 제품을 생산하게 된다.

여기서 금형 내부에 용융된 수지를 충진한 후 신속하게 수지를 고화시키기 위하여 금형의 냉각이 필요하다. 이 때 제품의 표면이 미려해지도록 하기 위해서는 냉각시 금형의 열전도도를 균일하게 하는 것이 매우 중요하다.

이러한 사출금형을 냉각시키기 위한 사출금형의 냉각구조가 국내 등록특허공보 제10-0270341호(이하, '선행기술문헌 1'이라 함)에 개시되어 있다.

도 1은 선행기술문헌 1에 개시된 종래의 코어 냉각구조를 나타내는 측단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 사출금형은 필요에 따라 가동측과 고정측으로 분할된 상부금형(51)과 하부금형(52)으로 이루이지고, 코아(54)가 형성된 상부금형(51)은 코아(54)의 내측 핀 포인트(55)와 외측 슬라이드(56)중 적어도 어느 하나 이상에 냉기가 강제 순환 배출되는 냉기순환통로(51)(61)를 냉기공급공(59)과 배출공(60)에 상호 연통되게 형성하고, 그 냉기순환통로(51)(61)상에는 하나 이상의 벤츄리관(57)을 형성하여 상기 코아(54)가 급속히 냉각될 수 있도록 구성되어 있다.

하지만 상기 코어가 형성된 상부금형은 신속한 냉각을 위해 상기와 같은 냉각구조를 갖지만 경면성이 떨어지게 되는 문제점이 있다.

아울러 경면성을 고려하여 냉각구조를 설치하지 않는 경우 생산성이 떨어지게 되는 문제점이 있다.

1. 국내 등록특허공보 제10-0270341호(2000. 08. 01. 등록)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 내부에 냉각성능이 우수한 냉각부를 구비하고 냉각부의 외부에 경면성이 우수한 외피부를 형성하여 사출된 제품 표면의 경면성과 냉각속도를 모두 충족할 수 있도록 된 분말야금 사출금형 및 이의 제작방법을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 일측면에 의하면 금속분말이 소결된 구조물로서 내부에 냉각코일이 형성된 냉각부와 상기 냉각부의 외부에 형성되고 경면성이 높은 재질로 이루어진 외피부를 포함하는 분말야금 사출금형을 제공한다.

여기서 상기 외피부는 NAK80으로 이루어지는 것이 바람직하다.

아울러 상기 냉각부와 외피부사이에 접착물질이 도포되는 것이 바람직하다.

상기 접착물질은 methacrylate를 기재로 하는 물질인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명은 다른 측면에 의하면 외피부를 준비하는 준비단계; 상기 준비된 외피부의 내부에 접착물질을 도포하는 도포단계; 상기 외피부의 내부에 냉각코일모형을 설치하는 모형설치단계; 상기 외피부의 내부에 금속분말을 투입하여 적층하는 분말적층단계; 및 상기 외피부의 내부에 열을 가하여 금속분말이 소결되도록 하는 소결단계;를 포함하는 분말야금 사출금형의 제작방법을 제공한다.

여기서 상기 모형설치단계에서 설치되는 냉각코일모형은 파라핀으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기와 같이 본 발명에 따른 분말야금 사출금형 및 이의 제작방법은 내부에 냉각성능이 우수한 냉각부를 구비하고 냉각부의 외부에 경면성이 우수한 외피부를 형성하여 사출된 제품 표면의 경면성과 냉각속도를 모두 충족할 수 있다.

도 1은 선행기술문헌 1에 개시된 종래의 코어 냉각구조를 나타내는 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 분말야금 사출금형의 냉각구조를 나타내는 부분절개사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 분말야금 사출금형의 제작시 모형이 설치된 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 분말야금 사출금형의 제작방법을 나타내는 플로우챠트도이다.

이하, 본 발명에 따른 분말야금 사출금형 및 이의 제작벙법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 분말야금 사출금형의 냉각구조를 나타내는 부분절개사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 분말야금 사출금형의 제작시 모형이 설치된 상태를 나타내는 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 분말야금 사출금형은 금속분말이 소결된 구조물로서 내부에 냉각코일(12)이 형성된 냉각부(10)와 상기 냉각부(10)의 외부에 형성되고 경면성이 높은 재질로 이루어진 외피부(20)를 포함한다.

여기서 상기 냉각부(10)는 금속분말이 소결된 구조물로서 이루어진다. 여기서 상기 금속분말은 주로 철성분을 띄고 있으며 온도가 올라갈수록 철성분이 용융되어 하나의 구조물화 된다. 아울러 내부에는 냉각수가 소통할 수 있도록 냉각코일(12)이 형성된다. 여기서 상기 냉각코일(12)을 통하여 냉각수가 소통되므로 냉각부(10)의 온도가 전체적으로 내려간다.

상기 외피부(20)는 상기 냉각부(10)의 외부에 형성되며 외피부(20)보다 경면성이 우수한 재질로 이루어진다. 아울러 상기 외피부(20)와 상기 냉각부(10) 사이에는 양측을 밀착시킬 수 있도록 접착물질이 도포된 접착부(30)가 형성된다. 상기 접착부(30)를 형성하는 접착물질로는 methacrylate를 기재로 하는 물질이 바람직하다. 또한 상기 외피부(20)는 경면성이 우수한 NAK80 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 따라서 사출에 의해서 상기 외피부(20)에 형성되는 제품(40)은 경면성이 우수하여 표면이 미려하게 된다.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 금속분말 소결금형의 제작방법을 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 분말야금 사출금형의 제작방법을 나타내는 플로우챠트도이다.

도 4에 도시된 바와 같이 상기 금속분말 소결금형의 제작방법은 외피부(20)를 준비하는 준비단계(S10)와, 상기 준비된 외피부(20)의 내부에 접착물질을 도포하는 도포단계(S20). 상기 외피부(20)의 내부에 냉각코일모형(14)을 설치하는 모형설치단계(S30), 상기 외피부(20)의 내부에 금속분말을 투입하여 적층하는 분말적층단계(S40) 및 상기 외피부(20)의 내부에 열을 가하여 금속분말이 소결되도록 하는 소결단계(S50)를 포함한다.

상기 준비단계(S10)는 외피부(20)를 준비하는 단계로서 상기 외피부(20)는 경면성이 우수한 재질로 이루어지며 NAK80으로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 도포단계(S20)를 위하여 상기 외피부(20)의 준비시 뒤집어서 외피부(20)의 내부공간이 상방으로 개방되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 도포단계(S20)는 상기 준비된 외피부(20)의 내부에 접착물질을 도포하는 단계이다. 상기 내부공간이 상방으로 개방되도록 이루어진 외피부(20)의 내부공간에 접착물질을 붓이나 에어 등을 이용하여 표면에 골고루 도포시킨다. 여기서 상기 도포단계(S20)에서 사용되는 도포물질은 methacrylate를 기재로 하는 물질인 것이 바람직하다.

상기 모형설치단계(S30)는 상기 외피부의 내부에 냉각코일모형(14)을 설치하는 단계이다. 도 3에 도시된 바와 같이 냉각코일모형(14)을 냉각부(10)의 내부에 냉각코일(12)이 형성될 위치에 설치하는 것으로서 열에 의해 녹는 파리핀으로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 냉각코일모형(14)은 파라핀 이외에 왁스 등 열에 의해 녹아서 배출될 수 있는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 분말적층단계(S40)는 외피부(20)의 내부 공간에 금속분말을 적층하는 단계로서 금속분말을 투입한 후 지그를 이용하여 스탬핑으로 다진다. 여기서 상기 금속분말은 가열시 용융되어 소결될 수 있도록 철성분이 포함되는 것이 바람직하다. 상기 스탬핑에 의해 금속분말을 다지만 상기 파라핀에 의해서 형성된 냉각코일모형(14)을 제외하고 내부에 금속분말이 촘촘히 충진된다.

상기 소결단계(S50)는 금속분말을 소결시키는 단계로서 외피부(20)의 내부에 열을 가하여 금속분말이 소결되도록 한다. 여기서 금속분말에 열을 가하므로 금속분말이 소결되고 동시에 적층된 금속분말의 내부에 설치된 파라핀으로 이루어진 냉각코일모형(14)은 용융되어 외부로 배출된다. 따라서 소결된 냉각부(10)의 내부에는 냉각코일(12)이 형성되어 있다.

10 : 냉각부
12 : 냉각코일
14 : 냉각코일모형
20 : 외피부
30 : 접착부
40 : 제품
S10 : 준비단계
S20 : 도포단계
S30 : 모형설치단계
S40 : 분말적층단계
S50 : 소결단계

Claims (6)

1. 분말야금 사출금형에 있어서,
   상기 사출금형은 금속분말이 소결된 구조물로서 내부에 냉각코일이 형성된 냉각부와, 상기 냉각부의 외부에 형성되고 경면성 재질로 이루어진 외피부를 포함하되,
   상기 냉각부와 외피부사이에 접착물질이 도포되는 것을 특징으로 하는 분말야금 사출금형.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 외피부는 NAK80으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 분말야금 사출금형.
   
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 접착물질은 methacrylate를 기재로 하는 접착제인 것을 특징으로 하는 분말야금 사출금형.
   
5. 외피부를 준비하는 준비단계;
   상기 준비된 외피부의 내부에 접착물질을 도포하는 도포단계;
   상기 외피부의 내부에 냉각코일모형을 설치하는 모형설치단계;
   상기 외피부의 내부에 금속분말을 투입하여 적층하는 분말적층단계;
   상기 외피부의 내부에 열을 가하여 금속분말이 소결되도록 하는 소결단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말야금 사출금형의 제작방법.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 모형설치단계에서 설치되는 냉각코일모형은 파라핀으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 분말야금 사출금형의 제작방법.
   

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