KR101704967B1 - 팬리스 히트싱크용 다이캐스팅 금형구조 - Google Patents

팬리스 히트싱크용 다이캐스팅 금형구조 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 팬리스 히트싱크용 다이캐스팅 금형구조(90)는 다음과 같이 구성된다.
냉각수 유로(110, 310)가 형성된 외부하형(100) 및 외부상형(300)과, 상기 외부하형(100)의 상면(103)에 형성된 장착홈(120)에 수용되는 것으로서 하부 캐비티(220)가 형성된 내부하형(200)과, 상기 외부상형(300)의 하면(303)에 형성된 장착홈(320)에 수용되는 것으로서 상기 하부 캐비티(220)에 부합되는 상부 캐비티(420)가 형성된 내부상형(400)을 포함하는 다이캐스팅 금형에 있어서;
상기 내부하형(200)과 외부하형(100)의 상면(210, 103)에 형성되어 후방으로 관통되고 상방으로 개방되고 상기 하부 캐비티(220)에 연결된 하부 슬라이딩홈(230)과, 상기 내부상형(400)과 외부상형(300)의 하면(410, 303)에 형성되어 후방으로 관통되고 하방으로 개방되고 상기 상부 캐비티(420)에 연결된 상부 슬라이딩홈(430)과, 상기 내부상형(400)과 내부하형(200)이 부합된 상태에서 상기 상부 슬라이딩홈(430)과 하부 슬라이딩홈(230)에 수용되어 전후진 하는 슬라이더(500)와, 상기 슬라이더(500)의 전방에 돌출되어 상기 상부 캐비티(420)와 하부 캐비티(220) 내부로 수용되는 코어(510)를 포함한다.
따라서, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명에 의하면 코어(510)의 전후진이 가능하기 때문에 상기 팬리스 히트싱크(1)의 수직판(40)에 용이하게 홀(50)을 성형할 수 있는 효과가 있다. 즉, 코어(510)가 홀(50)을 성형한 후 후진하기 때문에 외부하형(100)과 외부상형(300)의 분리가 가능하다.
둘째, 상기 확장 캐비티(223)를 통해서 채워진 용융금속이 상기 방열핀 캐비티(221)로 충전되기 때문에 방열핀 캐비티(221) 내부에 골고루 용융금속을 채울 수 있다. 따라서, 밀도가 향상된 설계된 모양대로 방열핀(20)의 성형이 가능한 효과가 있다.
셋째, 상기 하부 캐비티(220)와 상부 캐비티(420)에 이형제를 자동으로 분사시킬 수 있기 때문에 작업자가 일일이 이형제를 도포하는 번거로움을 해결할 수 있기 때문에 생산성의 향상이 가능한 효과가 있다.

Description

팬리스 히트싱크용 다이캐스팅 금형구조 {Structure of die-Casting mold for fanless heat sink}
본 발명은 히트싱크용 다이캐스팅 금형에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 팬리스 히트싱크에 홀을 성형할 수 있고, 방열핀의 밀도를 향상시킬 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 팬리스 히트싱크용 다이캐스팅 금형구조에 관한 것이다.
일반적으로 다이캐스팅은 다이 주조라고도 하며, 필요한 주조 형상에 완전히 일치하도록 정확하게 기계 가공된 강제의 다이캐스팅 금형에 용융금속을 주입하여 금형과 똑같은 주물을 얻는 정밀 주조법으로, 그 제품을 다이캐스팅 주물이라고 한다.
상기 다이캐스팅 금형은 상형과 하형으로 구성된 것으로서, 상기 상형과 하형에는 용융금속이 충전되는 캐비티가 각각 형성되어 상호 부합되도록 구성된다. 그리고, 상기 캐비티 내부로 용융금속을 실린더에 의해서 강제적으로 주입하도록 구성된다.
최근 들어서는 이러한 다이캐스팅 금형을 이용하여, 차량의 헤드라이트에 부착되는 팬리스 히트싱크가 많이 제작되고 있는 추세다. 상기 팬리스 히트싱크는 박판 형상인 방열핀이 다수개 형성된 것으로서 일반적인 팬 히터싱크에 비해서 구조가 복잡하다. 따라서, 정밀 주조법에 부합되는 상기 다이캐스팅 금형을 사용하여 제작되고 있다.
그러나, 상기 다이캐스팅 금형을 사용하여 팬리스 히트싱크를 제작할 경우 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 코어를 사용하여 홀을 성형할 경우, 상기 코어를 이탈시킬 수 있는 방법이 없어서 지금까지 홀이 형성된 팬리스 히트싱크를 제작할 수 없는 문제점이 있었다.
둘째, 상기 방열핀은 두께 1mm∼2mm의 얇은 박판으로서 용융금속을 압송한다고 하더라도 골고루 유입되지 않아서 모양이 제대로 성형되지 않는 문제점이 있었고, 상기 방열핀의 밀도가 저하되어 쉽게 파손되는 문제점이 있었다.
셋째, 상기 다이캐스팅 금형은 상형과 하형으로 분리된 상태에서 상기 캐비티에 이형제를 분사하므로 나중에 성형된 제품이 용이하게 이탈되도록 한다. 이를 위해서 제품이 이탈된 후 작업자가 일일이 스프레이를 사용하여 상기 캐비티에 이형제를 분사시켜야 하는 번거로운 문제점이 있었다.
한국 특허등록 제10-1242058호 (2013년 03월 05일)
본 발명에 의한 팬리스 히트싱크용 다이캐스팅 금형구조는 다음 과제를 해결하고자 한다.
첫째, 코어를 사용하여 홀을 성형할 경우, 상기 코어를 이탈시킬 수 있는 방법이 없어서 지금까지 홀이 형성된 팬리스 히트싱크를 제작할 수 없는 문제점을 해결하고자 한다.
둘째, 상기 방열핀은 두께 1mm∼2mm의 얇은 박판으로서 용융금속을 압송한다고 하더라도 골고루 유입되지 않아서 모양이 제대로 성형되지 않는 문제점을 해결하고자 하고, 상기 방열핀의 밀도가 저하되어 쉽게 파손되는 문제점을 해결하고자 한다.
셋째, 상기 다이캐스팅 금형은 상형과 하형으로 분리된 상태에서 이형제를 일일이 수작업으로 분사시켜야 하는 문제점을 해결하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은 다음과 같이 구성된다.
냉각수 유로가 형성된 외부하형 및 외부상형과, 상기 외부하형의 상면에 형성된 장착홈에 수용되는 것으로서 하부 캐비티가 형성된 내부하형과, 상기 외부상형의 하면에 형성된 장착홈에 수용되는 것으로서 상기 하부 캐비티에 부합되는 상부 캐비티가 형성된 내부상형을 포함하는 다이캐스팅 금형구조에 있어서;
상기 내부하형과 외부 하형의 상면에 형성되어 후방으로 관통되고 상방으로 개방되고 상기 하부 캐비티에 연결된 하부 슬라이딩홈과, 상기 내부상형과 외부상형의 하면에 형성되어 후방으로 관통되고 하방으로 개방되고 상기 상부 캐비티에 연결된 상부 슬라이딩홈과, 상기 내부상형과 내부하형이 부합된 상태에서 상기 상부 슬라이딩홈과 하부 슬라이딩홈에 수용되어 전후진 하는 슬라이더와, 상기 슬라이더의 전방에 돌출되어 상기 상부 캐비티와 하부 캐비티 내부로 수용되는 코어를 포함한다.
또한, 상기 하부 캐비티와 상부 캐비티는 상호 부합된 상태에서 방열핀이 다수 개 형성된 팬리스 히터싱크를 성형하도록 형성된 것으로서, 상기 하부 캐비티 및 상부 캐비티 중 어느 하나는 방열핀을 성형하도록 방열핀 캐비티를 포함하고, 상기 방열핀 캐비티는 폭이 확장되는 확장 캐비티에 연결된다.
또한, 상기 내부하형과 외부하형에 관통된 하부 주입홀과, 상기 외부하형의 하면에 장착되어 상기 하부 주입홀에 연결되는 하부 펌프와, 상기 내부상형과 외부상형에 관통된 상부 주입홀과, 상기 외부상형의 상면에 장착되어 상기 상부 주입홀에 연결되는 상부펌프를 포함하고, 상기 하부 주입홀은 상기 상부 캐비티를 대향하고, 상기 상부 주입홀은 상기 하부 캐비티를 대향하도록 형성된다.
상기 해결수단에 의한 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명에 의하면 코어의 전후진이 가능하기 때문에 상기 팬리스 히트싱크의 수직판에 용이하게 홀을 성형할 수 있는 효과가 있다. 즉, 코어가 홀을 성형한 후 후진하기 때문에 외부하형과 외부상형의 분리가 가능하다.
둘째, 상기 확장 캐비티를 통해서 채워진 용융금속이 상기 방열핀 캐비티로 충전되기 때문에 방열핀 캐비티 내부에 골고루 용융금속을 채울 수 있다. 따라서, 밀도가 향상된 설계된 모양대로 방열핀(20)의 성형이 가능한 효과가 있다.
셋째, 상기 하부 캐비티와 상부 캐비티에 이형제를 자동으로 분사시킬 수 있기 때문에 작업자가 일일이 이형제를 도포하는 번거로움을 해결할 수 있기 때문에 생산성의 향상이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 팬리스 히트싱크용 다이캐스팅 금형구조에 의해서 성형된 팬리스 히트싱크로서, (a)는 정면도, (b)는 평면도, (c)는 우측면도, (d)는 저면도.
도 2는 본 발명에 의한 팬리스 히트싱크용 다이캐스팅 금형구조에 의해서 성형된 팬리스 히트싱크에 엘이디등이 장착된 것을 도시한 평면도.
도 3은 본 발명에 의한 팬리스 히트싱크용 다이캐스팅 금형구조의 정면을 도시한 단면도.
도 4는 도 3의 우측면을 표현한 것으로서 코어가 전진한 상태를 도시한 단면도.
도 5는 도 4에서 코어가 후진한 상태를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명에 의한 팬리스 히트싱크용 다이캐스팅 금형구조에 구성된 내부하형을 도시한 사시도.
도 7은 본 발명에 의한 팬리스 히트싱크용 다이캐스팅 금형구조에 구성된 내부상형을 도시한 사시도.
이하, 첨부되는 도면과 함께 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시구성과 작동례를 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 의한 팬리스 히트싱크용 다이캐스팅 금형구조에 의해서 성형된 팬리스 히트싱크로서, (a)는 정면도, (b)는 평면도, (c)는 우측면도, (d)는 저면도, 도 2는 본 발명에 의한 팬리스 히트싱크용 다이캐스팅 금형구조에 의해서 성형된 팬리스 히트싱크에 엘이디등이 장착된 것을 도시한 평면도, 도 3은 본 발명에 의한 팬리스 히트싱크용 다이캐스팅 금형구조의 정면을 도시한 단면도, 도 4는 도 3의 우측면을 표현한 것으로서 코어가 전진한 상태를 도시한 단면도, 도 5는 도 4에서 코어가 후진한 상태를 도시한 단면도, 도 6은 본 발명에 의한 팬리스 히트싱크용 다이캐스팅 금형구조에 구성된 내부하형을 도시한 사시도, 도 7은 본 발명에 의한 팬리스 히트싱크용 다이캐스팅 금형구조에 구성된 내부상형을 도시한 사시도로서 함께 설명한다.
일반적으로 차량에 사용되는 헤드라이트의 경우 엘이디등(E)을 사용하므로 방열로 인해서 효율이 저하되고 수명이 단축되는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 팬 히터싱크(fan heat sink) 내지는 팬리스 히터싱크(fanless heat sink)를 사용하는데, 팬리스 히터싱크(1)의 경우 히터싱크에 비해서 구조가 복잡한 형상을 취하고 있다.
본 발명은 이러한 팬리스 히터싱크(1)의 성형을 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.
이를 위하여 본 발명에서는 다음과 같이 구성된다.
냉각수 유로(110, 310)가 형성된 외부하형(100) 및 외부상형(300)이 구성되고, 상기 외부하형(100)의 상면(103)에 형성된 장착홈(120)에 수용되는 것으로서 하부 캐비티(220)가 형성된 내부하형(200)이 구성되며, 상기 외부상형(300)의 하면(303)에 형성된 장착홈(320)에 수용되는 것으로서 상기 하부 캐비티(220)에 부합되는 상부 캐비티(420)가 형성된 내부상형(400)이 구성되고, 상기 외부하형(100)가 외부상형(300)을 관통하도록 구성되어 용융금속을 공급하는 인젝터(도시하지 않음)가 구성되며, 상기 인젝터(도시하지 않음)를 통해서 용융금속을 유도하여 상기 하부 캐비티(220)와 상부 캐비티(420)로 안내하는 유로인 런너(600)를 포함하는 일반적인 다이캐스팅 금형구조에 있어서;
상기 내부하형(200)과 외부하형(100)의 상면(210, 103))에 형성되어 후방으로 관통되고 상방으로 개방되고 상기 하부 캐비티(220)에 연결된 하부 슬라이딩홈(230)이 구성된다. 또한, 상기 내부상형(400)과 외부상형(300)의 하면(410, 303)에 형성되어 후방으로 관통되고 하방으로 개방되고 상기 상부 캐비티(420)에 연결된 상부 슬라이딩홈(430)이 구성된다.
또한, 상기 내부상형(400)과 내부하형(200)이 부합된 상태에서 상기 상부 슬라이딩홈(430)과 하부 슬라이딩홈(230)에 수용되어 전후진 하는 슬라이더(500)가 구성된다. 그리고, 상기 슬라이더(500)의 전방에 돌출되어 상기 상부 캐비티(420)와 하부 캐비티(220) 내부로 수용되어, 팬리스 히터싱크(1)의 홀(50)을 성형하는, 코어(510)가 구성된다.
또한, 상기 외부하형(100) 또는 외부상형(300)의 외측면에 지지되어 로드(710)가 상기 슬라이더(500)의 후방 단부에 연결된 에어실린더(700)가 구성된다.
그리고, 상기 에어실린더(700)를 작동시켜서 로드(710)가 전진하도록 하면, 상기 하부 캐비티(220)와 상부 캐비티(420)에 있어서, 후술하는 팬리스 히트싱크(1)의 수직판(40)을 형성하는 부분을, 상기 코어(510)가 관통하도록 구성된다.
또한, 상기 하부 캐비티(220)와 상부 캐비티(420)는 상호 부합된 상태에서 방열핀(20)이 다수 개 형성된 팬리스 히터싱크(1)를 성형하도록 형성된 것으로서, 상기 하부 캐비티(220) 및 상부 캐비티(420) 중 어느 하나는 방열핀(20)을 성형하도록 방열핀 캐비티(221)를 포함한다. 본 발명에서는 편의 상 하부 캐비티(220)에 방열핀 캐비티(221)가 형성된 것으로 도시하였다. 또한, 상기 방열핀 캐비티(221)는 폭이 확장되는 확장 캐비티(223)에 연결된다. 즉, 폭이 좁고 넓게 형성된 방열핀 캐비티(221)는 박판 형상의 방열핀(20)을 성형하도록 형성된 것으로서 중앙부 또는 단부에 원형홀 형상의 확장 캐비티(223)가 연결되어 구성된다.
또한, 상기 내부하형(200)과 외부하형(100)에 관통된 하부 주입홀(240)이 구성되고, 상기 외부하형(100)의 하면에 장착되어 상기 하부 주입홀(240)에 연결되는 하부 펌프(250)가 구성된다.
또한, 상기 내부상형(400)과 외부상형(300)에 관통된 상부 주입홀(440)이 구성되고, 상기 외부상형(300)의 상면에 장착되어 상기 상부 주입홀(440)에 연결되는 상부펌프(450)가 구성된다. 또한, 상기 하부 주입홀(240)은 상기 상부 캐비티(420)를 대향하고,상기 상부 주입홀(440)은 상기 하부 캐비티(220)를 대향하도록 형성된다.
따라서, 상기 하부펌프(250)와 상부펌프(450)에 이형제 탱크에 호스로 연결하므로 상기 하부 주입홀(240)과 상부 주입홀(440)을 통해서 이형제를 분사할 수 있도록 구성된다.
상기 구성의 본 발명에 의한 팬리스 히트싱크용 다이캐스팅 금형구조(90)의 작동 과정을 살펴보면 다음과 같다.
본 발명에서 성형하고자 하는 팬리스 히터싱크(1)는 차량의 헤드라이트에 장착되는 것으로서, 도 1에서 도시한 것처럼, 판상의 바디(10)가 구성되고, 상기 바디(10)의 하면에는 박판 형상의 방열핀(20)이 다수 개 형성된 것이다. 그리고, 상기 바디(10)의 상면에는 수직판(40)이 돌출되고, 상기 수직판(40)에는 도 2에서처럼 엘이디등(E)이 끼워져서 밀착되는 홀(50)이 관통되어 구성된다.
본 발명은 상기 팬리스 히터싱크(1)를 성형하기 위해서 다음과 같이 작동한다.
먼저, 상기 외부하형(100)과 외부상형(300)이 분리된 상태에서 상기 하부펌프(250)와 상부펌프(450)를 작동시켜서 상기 하부 주입홀(240)과 상부 주입홀(440)을 통해서 이형제가 분사되도록 한다. 그러면, 각각의 하부 캐비티(220)와 상부 캐비티(420)에 이형제가 도포된다.
이 상태에서 외부하형(100)과 외부상형(300)이 부합되도록 하여 내부하형(200)과 내부상형(400)이 밀착되도록 한다. 그러면, 상기 하부 캐비티(220)와 상부 캐비티(420)가 부합된 상태가 된다. 상기 하부 캐비티(220)와 상부 캐비티(420)는 부합된 상태에서 팬리스 히터싱크(1)와 동일한 모양의 공간이 된다.
이 상태에서, 도 4에서처럼, 상기 에어실린더(700)를 작동시켜서 로드(710)가 전진하도록 한다. 그러면, 상기 하부 캐비티(220)와 상부 캐비티(420)에 있어서 수직판(40)을 형성하는 부분을, 상기 코어(510)가 관통하게 된다.
그리고, 상기 인젝터(도시하지 않음)를 통해서 상기 런너(600)로 용융금속을 주입하여 압송한다. 그러면, 상기 하부 캐비티(220)와 상부 캐비티(420)의 내부로 용융금속이 충전된다. 이때, 상기 확장 캐비티(223)로 용이하게 용융금속이 주입된 후에 방열핀 캐비티(221)로 충전되기 때문에 골고루 채워질 수 있는 이점이 있다. 만약, 상기 확장 캐비티(223)가 없다면 폭이 좁은 방열핀 캐비티(221)로 주입부터 제대로 되지 않는 현상이 발생한다. 상기 확장 캐비티(223)는 도 1에서 확장핀(30)으로 성형된다. 그리고, 상기 냉각수 유로(110, 310)를 통해서 냉각수가 순환하도록 하므로 상기 용융금속이 신속하게 냉각되도록 한다. 그러면, 팬리스 히터싱크(1)가 성형된다. 따라서, 상기 코어(510)를 후진시켜서 응고된 수직판(40)을 빠져나오도록 한 후에 상기 외부하형(100)과 외부상형(300)을 분리시키므로 상기 팬리스 히터싱크(1)의 성형이 완료된다.
상기 본 발명에 의하면 코어(510)의 전후진이 가능하기 때문에 상기 팬리스 히트싱크(1)의 수직판(40)에 용이하게 홀(50)을 성형할 수 있다. 즉, 코어(510)가 홀(50)을 성형한 후 후진하기 때문에 외부하형(100)과 외부상형(300)의 분리가 가능하다.
또한, 상기 확장 캐비티(223)를 통해서 채워진 용융금속이 상기 방열핀 캐비티(221)로 충전되기 때문에 방열핀 캐비티(221) 내부에 골고루 용융금속을 채울 수 있다. 따라서, 밀도가 향상된 설계된 모양대로 방열핀(20)의 성형이 가능하다.
또한, 상기 하부 캐비티(220)와 상부 캐비티(420)에 이형제를 자동으로 분사시킬 수 있기 때문에 작업자가 일일이 이형제를 도포하는 번거로움을 해결할 수 있기 때문에 생산성의 향상이 가능하다.
본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형례와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
90: 팬리스 히트싱크용 다이캐스팅 금형구조 100: 외부하형
103: 상면 110: 냉각수 유로
120: 장착홈 200: 내부하형
210: 상면 220: 하부 캐비티
221: 방열핀 캐비티 223: 확장 캐비티
230: 하부 슬라이딩홈 240: 하부 주입홀
250: 하부펌프 300: 외부상형
303: 하면 310: 냉각수 유로
320: 장착홈 400: 내부상형
410: 하면 420: 상부 캐비티
430: 상부 슬라이딩홈 440: 상부 주입홀
450: 상부펌프 500: 슬라이더
510: 코어

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 냉각수 유로(110, 310)가 형성된 외부하형(100) 및 외부상형(300)과,
    상기 외부하형(100)의 상면(103)에 형성된 장착홈(120)에 수용되는 것으로서 하부 캐비티(220)가 형성된 내부하형(200)과,
    상기 외부상형(300)의 하면(303)에 형성된 장착홈(320)에 수용되는 것으로서 상기 하부 캐비티(220)에 부합되는 상부 캐비티(420)가 형성된 내부상형(400)을 포함하는 다이캐스팅 금형구조에 있어서;
    상기 내부하형(200)과 외부하형(100)의 상면(210, 103)에 형성되어 후방으로 관통되고 상방으로 개방되고 상기 하부 캐비티(220)에 연결된 하부 슬라이딩홈(230)과,
    상기 내부상형(400)과 외부상형(300)의 하면(410, 303)에 형성되어 후방으로 관통되고 하방으로 개방되고 상기 상부 캐비티(420)에 연결된 상부 슬라이딩홈(430)과,
    상기 내부상형(400)과 내부하형(200)이 부합된 상태에서 상기 상부 슬라이딩홈(430)과 하부 슬라이딩홈(230)에 수용되어 전후진 하는 슬라이더(500)와,
    상기 슬라이더(500)의 전방에 돌출되어 상기 상부 캐비티(420)와 하부 캐비티(220) 내부로 수용되는 코어(510)를 포함하고,
    상기 하부 캐비티(220)와 상부 캐비티(420)는 상호 부합된 상태에서 방열핀(20)이 다수 개 형성된 팬리스 히터싱크(1)를 성형하도록 형성된 것으로서, 상기 하부 캐비티(220) 및 상부 캐비티(420) 중 어느 하나는 방열핀(20)을 성형하도록 방열핀 캐비티(221)를 포함하고,
    상기 방열핀 캐비티(221)는 폭이 확장되는 확장 캐비티(223)에 연결된 것이고,
    상기 내부하형(200)과 외부하형(100)에 관통된 하부 주입홀(240)과,
    상기 외부하형(100)의 하면에 장착되어 상기 하부 주입홀(240)에 연결되는 하부 펌프(250)와,
    상기 내부상형(400)과 외부상형(300)에 관통된 상부 주입홀(440)과,
    상기 외부상형(300)의 상면에 장착되어 상기 상부 주입홀(440)에 연결되는 상부펌프(450)를 포함하고,
    상기 하부 주입홀(240)은 상기 상부 캐비티(420)를 대향하고,
    상기 상부 주입홀(440)은 상기 하부 캐비티(220)를 대향하도록 형성된 것을 특징으로 하는 팬리스 히트싱크용 다이캐스팅 금형구조.
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