KR101758350B1

KR101758350B1 - 압착식 파이프 제조 방법

Info

Publication number: KR101758350B1
Application number: KR1020170025343A
Authority: KR
Inventors: 조대훈
Original assignee: 조대훈
Priority date: 2017-02-27
Filing date: 2017-02-27
Publication date: 2017-07-17

Abstract

본 발명은 압착식 파이프 제조 방법에 관한 것으로서, 알루미늄 재질의 관 형의 자재를 소정 길이의 파이프로 절단하는 단계, 절단된 파이프의 일단 및 타단 각각을 중심 방향으로 가압 및 압축시켜 밀도를 높이는 단계, 파이프의 일단 및 타단의 각 직경을 소정의 길이로 넓혀 턱부를 형성하는 확관 성형 단계, 턱부의 내측 각각에 금속 재질의 오링을 삽입하는 단계 및 턱부의 끝단이 내측 방향으로 소정 각도 휘어지도록 가압하여 오링을 고정시키는 절곡부를 컬링 성형하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면 파이프의 내면 및 외면을 매끄럽게 형성하기 때문에 관 내의 스케일 발생을 억제할 수 있어 파이프의 수명이 늘어나고, 압축 공정을 통해 파이프의 밀도가 높기 때문에 변형 등의 파손이 발생하지 않으며, 금속 재질의 오링으로 인해 변형 또는 파손 등이 발생하지 않고, 다른 파이프에 압착식으로 연결되었을 때 관 내의 기밀을 완벽하게 밀폐시킬 수 있으며, 오링을 컬링 가공을 통해 파이프에 고정시키기 때문에 공정이 간소화되고 제조 비용을 절감시킬 수 있다.

Description

압착식 파이프 제조 방법{MANUFACTURING METHOD OF PRESS TYPE PIPE}

본 발명은 압착식 파이프 제조 방법에 관한 것이다. 보다 자세하게는 다른 파이프와 압착을 통해 연결되는 파이프 제조 방법에 관한 것이다.

압착식 파이프는 연결하려는 파이프에 압착식 파이프를 삽입한 뒤 둘레면을 중심 방향으로 가압함으로써 파이프 내의 기밀을 유지시키는 구성이다. 이러한 압착식 파이프는 단순 골재로서 사용되는 파이프와 더불어 내부에 유체 등이 흐르는 파이프 등 다양하게 사용될 수 있다. 따라서 압착식 파이프는 가압을 통해 또 다른 파이프와 연결되기 때문에 손쉽게 가압하되 시공 후 변형이 발생하지 않도록 알루미늄과 같은 재질이 주로 사용된다. 다만, 상기한 바와 같이 알루미늄 재질로 제조되는 압착식 파이프의 경우 금속과 같은 불순물이 포함되는 경우 녹 등과 같이 부식이 발생할 수 있고 관 내에 흐르는 유체의 종류에 따라 산도 등의 부산물이 발생할 수 있다. 또한, 제조 과정에서 매끄럽지 못한 내면으로 인해 파이프 내에 흐르는 유체로 인해 스케일이 발생해 파이프가 부식되거나 파손되는 문제점이 있다. 또한, 주조 방법으로 제조되는 일반적인 제조 방법의 경우 선행문헌1(대한민국 공개특허 제1999-0037177호)과 같이 제품 설계 단계, 제품과 동일한 왁스 모형 제작 단계, 왁스 모형을 기초로 거푸집을 제작하는 단계, 거푸집에서 왁스를 제거하는 단계, 거푸집 내부에 용탕을 주입하는 단계 및 용탕을 냉각하고 거푸집을 제거하는 단계로 이루어져 있었다. 이러한 종래의 압착식 파이프 제조 방법은 거푸집을 이루는 베이스 재료 또는 거푸집 내부에 주입되는 용탕에 이물질과 같은 불순물이 포함되는 경우 문제점이 발생한다. 상세하게, 내부에 불순물이 표면 방향에 노출되어 표면이 균일하지 못하다. 보다 상세하게, 기계적 또는 물리적 운동이 수행되는 일면에 불순물이 노출되는 경우 내구성이 떨어져 부품의 수명이 줄어들고 파손되는 문제점이 있고, 표면에 노출된 불순물로 인해 기계적 또는 물리적 운동에도 영향이 미칠 수 있다. 또한, 내부에 불순물이 일 방향으로 미치는 중력에 의해 일 방향으로만 밀집되어 무게 중심이 균형적이지 못하고, 기계적 또는 물리적 운동에 문제가 발생할 수 있다. 이 외에도 제품 설계 시와 다르게 의도치 않은 다양한 문제점이 발생할 수 있다.

선행문헌1: 대한민국 공개특허 제1999-0037177호(1996.11.19.공개)

본 발명의 기술적 과제는 압착식으로 파이프 간에 열결 시 파이프 내의 기밀유지되는 압착식 파이프를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 기술적 과제는 파이프 내에 금속 재질의 불순물이 노출되지 않는 압착식 파이프를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 기술적 과제는 파이프의 내면을 매끄럽게 제조함으로써 파이프 내에 스케일이 발생하지 않아 부식 또는 파손 등을 방지할 수 있는 압착식 파이프를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 기술적 과제는 파이프 내부에 이물질과 같은 불순물로 인해 완성된 제조물의 무게 중심이 균형적이지 못한 것을 방지하기 위한 것이다.

더 나아가, 본 발명의 기술적 과제는 파이프에 이물질과 같은 불순물로 인해 파이프가 기계적 또는 물리적 운동에 제약이 발생하지 않도록 하는 압착식 파이프 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

더 나아가, 본 발명의 기술적 과제는 파이프에 이물질과 같은 불순물을 제어하기 위한 추가 공정에 시간 및 비용이 적게 발생하는 압착식 파이프 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

더 나아가, 본 발명의 기술적 과제는 파이프의 표면의 흠집 등의 파손을 방지하고 추가되는 후가공을 최소화할 수 있는 압착식 파이프 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 알루미늄 재질의 관 형의 자재를 소정 길이의 파이프로 절단하는 단계, 파이프의 일단 및 타단 각각을 중심 방향으로 가압 및 압축시켜 밀도를 높이는 단계, 파이프의 일단 및 타단의 각 직경을 소정의 길이로 넓혀 턱부를 형성하는 확관 성형 단계, 턱부의 내측 각각에 금속 재질의 오링을 삽입하는 단계 및 턱부의 끝단이 내측 방향으로 소정 각도 휘어지도록 가압하여 오링을 고정시키는 절곡부를 컬링 성형하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면 상술한 문제점을 해결할 수 있어, 파이프의 표면을 매끄럽게 형성할 수 있고, 불순물로 인해 파이프의 내구성이 높아지며, 압착식으로 연결되었을 때 관 내의 기밀을 완벽하게 밀폐시킨다. 또한, 불순물이 파이프의 일 방향으로 쏠리는 뭉침 현상이 발생하지 않고 고루 퍼지기 때문에 무게 중심이 균형적이며 파이프의 완성도도 높아진다. 또한, 파이프 내에 포함되는 불순물을 제거할 수 있어 알루미늄 재 파이프의 순도를 높일 수 있고, 금속 불순물로 인해 스케일 또는 녹 등이 발생하지 않아 파이프의 수명이 연장된다.

도 1은 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압착식 파이프 제조 방법에 의해 제조된 압착식 파이프를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 압착식 파이프를 절단한 단면을 나탄낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압착식 파이프 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 압착식 파이프 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압착식 파이프 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압착식 파이프 제조 방법의 가변 부재를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 본 발명을 명확하게 개시하기 위해서 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 동일하거나 유사한 부호들은 동일하거나 유사한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 4 내지 도 9를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압착식 파이프(100) 제조 방법은 알루미늄 재질의 관 형의 자재(10)를 소정 길이의 파이프(100)로 절단하는 단계(S100), 파이프(100)의 일단 및 타단 각각을 중심 방향으로 가압 및 압축시켜 밀도를 높이는 단계(S110), 파이프(100)의 일단 및 타단의 각 직경을 소정의 길이로 넓혀 턱부(120)를 형성하는 확관 성형 단계(S120), 턱부(120)의 내측 각각에 금속 재질의 오링(200)을 삽입하는 단계(S130) 및 턱부(120)의 끝단이 내측 방향으로 소정 각도 휘어지도록 가압하여 오링(200)을 고정시키는 절곡부(130)를 컬링 성형하는 단계(S140)를 포함한다.

알루미늄 재질의 관 형의 자재(10)를 소정 길이의 파이프(100)로 절단하는 단계(S100)는 관 형상으로 구비되는 관형의 자재(10)를 소정의 길이로 절단하는 과정이다. 관 형상의 알루미늄 자재(10)는 후술하는 밀도는 높이는 단계, 확관 단계 및 컬링 성형 단계를 감안하여 만들고자 하는 파이프(100) 보다 긴 길이를 갖는 미리 설정된 소정의 길이로 절단되어야 한다.

파이프(100)의 일단 및 타단 각각을 중심 방향으로 가압 및 압축시켜 밀도를 높이는 단계(S110)는 소정의 길이로 절단된 관 형의 파이프(100)의 밀도를 높이는 과정이다. 상세하게, 관 형을 갖는 파이프(100)의 일단 및 타단을 가압 프레스(PR1) 또는 가압 선반 등을 통해 중심 방향으로 가압한다. 여기서 중심은 일단 및 타단을 잇는 중심축의 가운데 지점을 중점으로 정의한다. 일단 및 타단 각각을 중심 방향으로 가압 및 압축시킬 때 관 형 파이프(100)의 내직경이 변화되지 않도록 원통형의 가이드 부재가 삽입된 후 가압 및 압축될 수 있다. 추가적으로, 도 1과 같이 일단 및 타단 외에 파이프(100)의 측면 방향에 또 다른 경로의 개구된 개구부(110)를 추가하는 경우 해당 단계에서 밀도를 높인 뒤 또는 밀도를 높이는 과정과 동시에 성형될 수 있다.

파이프(100)의 일단 및 타단의 각 직경을 소정의 길이로 넓혀 턱부(120)를 형성하는 확관 성형 단계(S120)는 파이프(100)의 일단 및 타단 각각에 직경이 가변되는 원통의 성형 장치를 삽입한 뒤 원통의 성형 장치의 직경이 커짐에 따라 파이프(100)의 직경이 커지도록 성형하는 과정이다. 파이프(100)의 일단 및 타단을 각각 성형 장치를 통해 직경을 넓히는 경우 파이프(100)의 일단 및 타단은 기존의 직경보다 커진 소정의 길이의 직경을 갖는 턱부(120)가 각각 형성된다. 상세하게, 파이프(100)의 일단 및 타단은 성형 장치를 통해 직경이 넓어지고 넓어진 직경이 갖는 영역을 턱부(120)라 정의한다. 또한, 확관 성형 단계는 후술되는 오링(200) 삽입 공정과 컬링 공정을 손쉽게 수행하기 위해 복수의 확관이 이루어질 수 있다. 복수의 확관 공정이 수행되는 경우 복수개의 턱부(120)가 형성되고, 복수개의 턱부(120)는 일단 또는 타단으로 갈수록 직경이 커지도록 하는 것이 바람직하다.

턱부(120)의 내측 각각에 금속 재질의 오링(200)을 삽입하는 단계(S130)는 금속 재질의 환 형 또는 링 형의 오링(200)을 소정의 길이로 넓어진 직경을 갖는 턱부(120)의 내주면에 삽입하는 과정이다. 여기서, 오링(200)의 외직경은 턱부(120)의 내직면과 동일한 직경을 갖는 오링(200)이고, 오링(200)의 내직경은 관 형 파이프(100)의 내직경과 동일하거나 큰 크기의 직경으로 구비하는 것이 바람직하다. 한편, 오링(200)의 외직경은 턱부(120)의 내직경과 동일한 직경을 갖기 때문에 오링(200)은 프레스 등에 의해 턱부(120)의 내측 삽입될 수 있다. 오링(200)이 턱부(120)의 내측에 삽입되는 경우 파이프(100)를 압착식으로 고정하는 경우 오링(200)이 실링 효과를 가져올 수 있어 파이프(100) 내의 기밀을 용이하게 유지시킬 수 있고, 오링(200)이 금속 재질로 구비되기 때문에 변형 또는 파손 등이 발생하지 않는다.

턱부(120)의 끝단이 내측 방향으로 소정 각도 휘어지도록 가압하여 오링(200)을 고정시키는 절곡부(130)를 컬링 성형하는 단계(S140)는 컬링 성형을 통해 절곡부(130)를 성형함으로써 턱부(120)에 내삽되는 오링(200)을 턱부(120)에 고정시키는 과정이다. 상세하게, 턱부(120)의 끝단을 내측 방향으로 소정 각도 휘어지도록 절곡부(130)를 성형함으로써 오링(200)이 턱부(120)에서 이동되지 않고 고정되도록 한다. 컬링 성형은 컬링 프레스(PR2) 또는 컬링 선반 등을 가압함으로써 턱부(120)의 끝단이 내측 방향으로 휘어지도록 함으로써 절곡부(130)를 성형한다. 턱부(120)의 끝단에 형성되는 절곡부(130)는 오링(200)을 내측 방향으로 감싸는 각도로 휘어지도록 성형하거나 또는 90도의 각도로 휘어지도록 선택적으로 성형할 수 있으나, 본 발명에서는 90도 각도로 휘어지도록 성형하는 것을 일례로 설명한다. 상기와 같은 방법을 통해 제조된 압착식 파이프는 도 1 내지 도 3을 통해 확인할 수 있다.

도 10을 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 압착식 파이프(100) 제조 방법은 턱부(120)의 끝단을 가압하여 오링(200)을 고정시키는 절곡부(130)를 컬링 성형하는 단계(S140) 이후에 파이프(100)의 표면을 주형용 모래로 코팅하여 거푸집(300)을 제작하는 단계(S200), 거푸집(300)을 가열해 거푸집(300) 내의 파이프(100)를 용탕(101) 화 시키는 단계(S210), 거푸집(300)의 외측을 감싸는 형상의 도전성 재질의 관형부(400)를 위치시키는 단계(S220), 관형부(400)의 외측을 감싸는 코일 형상의 솔레노이드부(500)를 위치시키는 단계(S230), 용탕(101)에 포함되는 금속 재질의 불순물(P)을 관형부(400)가 위치되는 외측 방향으로 이동시키기 위해 솔레노이드부(500)에 전류를 인가시켜 관형부(400)에 자력(M)을 부여하는 단계(S240), 거푸집(300)을 냉각하는 단계(S250) 및 거푸집(300)을 제거하는 단계(S260)를 더 포함할 수 있다.

파이프(100)의 표면을 주형용 모래로 코팅하여 거푸집(300)을 제작하는 단계(S200)는 상기한 일 실시예에 따른 압착식 파이프(100) 제조 방법에 의해 제조된 파이프(100)를 슬러리(Slurry)화 된 주형용 모래를 표면에 코팅하는 과정으로서, 침적된 모래에 파이프(100)를 담그었다 빼낸 뒤 코팅하는 것을 복수회 반복하여 파이프(100)를 코팅하는 단계이다. 일반적으로 약 8회의 코팅 작업을 반복하는 것이 바람직하나, 자재(10), 파이프(100), 주형용 모래 또는 이후 완성되는 파이프(100)의 사용 목적 또는 화학적 성질에 따라 가감될 수 있다. 또한, 주형용 모래는 규사, 알루미나 모래, 올리빈 모래, 크로마이트 모래, 지르코늄 모래, 뮬라이트 모래(Mullite Sand) 등과 같은 모래나 각종 인공 모래 또는 인골 골재 등이 사용될 수 있다.

거푸집(300)을 가열해 거푸집(300) 내의 파이프(100)를 용탕(101) 화 시키는 단계(S210)는 거푸집(300)을 가열해 거푸집(300) 내부에 위치되는 파이프(100)가 액화되도록 용탕(101) 화 시키는 과정이다. 용탕(101) 화를 통해 액화된 파이프(100)는 과도한 과열로 인해 변질되는 것을 고려하여 공정 중에 적정 온도로 유지되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 가열 온도는 거푸집(300) 내에 파이프(100)는 액화되되 가열 열로 인해 거푸집(300)이 손상되거나 파손되지 않도록 적정 온도로 가열하는 것이 바람직하다. 상세하게, 알루미늄 또는 알루미늄 합금은 600도 내지 700도의 온도로 주탕하고, 철 또는 철 합금은 1300도 내지 1400도의 온도로 주탕되며, 청동은 1100도 내지 1300도의 온도로 주탕되고, 황동은 900도 내지 1100도의 온도로 주탕하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 알루미늄 재질의 파이프(100)를 액화시켜 용탕(101) 화 하기 때문에 가열 온도는 600도 내지 700도로 서서히 가열하는 것이 바람직하다. 여기서, 베이스 자재(10) 외에 또 다른 혼합물이 첨가되는 경우나, 작업 환경에 따라 가열 온도는 가감될 수 있다. 또한, 파이프(100) 내에 위치되는 오링(200)이 가열 시 녹지 않도록 가열 온도는 오링(200)의 녹는점 보다 낮은 온도로 가열하는 것이 바람직하다. 즉, 거푸집(300)을 가열하는 온도는 파이프(100)의 녹는점 보다 높되 오링(200)의 녹는점 보다 낮은 온도로 가열하는 것이 바람직하다.

거푸집(300)의 외측을 감싸는 형상의 도전성 재질의 관형부(400)를 위치시키는 단계(S220)는 내부에 용탕(101) 화된 파이프(100)가 위치되는 거푸집(300)의 외측을 감싸는 형상의 관형부(400)를 위치시키는 단계이다. 여기서, 관형부(400)는 후술되는 솔레노이드부(500)에 의해 자력(M)을 부여받아 전자석이될 수 있다. 따라서, 관형부(400)는 도전성(전도성) 재질로 구비되어야 한다. 상세하게, 관형부(400)는 강자성체(Ferromagnetic Substance, 强磁性體)로 구비될 수 있다. 보다 상세하게, 관형부(400)는 연자성체(Soft Ferrite, 軟磁性體)로 구비될 수 있다. 또한, 관형부(400)는 원 테의 기둥형상으로 구비되어 거푸집(300)의 외면을 감싸도록 위치될 수 있다. 여기서, 거푸집(300)의 외면을 감싸는 관형부(400)는 파이프(100)와 유사한 형상을 갖는 거푸집(300)의 둘레면을 감싸는 형상으로 위치시키는 것이 바람직하다. 상세하게, 본 발명에서는 파이프(100)가 제조되는 것을 일례로 하기 때문에 거푸집(300) 또한 파이프(100) 형상으로 제조되고, 여기서 관형부(400)의 중심축은 거푸집(300)의 중심축과 동일한 중심축에 위치되도록 구비하는 것이 바람직하다.

관형부(400)의 외측을 감싸는 코일 형상의 솔레노이드부(500)를 위치시키는 단계(S230)는 코일 형상의 솔레노이드부(500)를 파이프(100) 형상의 관형부(400)의 둘레 방향을 따라 권취되도록 위치시키는 단계이다. 솔레노이드부(500)는 나선형 코일이 원통형으로 구비되는 솔레노이드(Solenoid)일 수 있다. 솔레노이드부(500)의 나선형 코일의 지경은 관형부(400)가 갖는 직경보다 크게 구비되고, 솔레노이드부(500)는 관형부(400)를 감싸도록 위치된다. 상세하게, 솔레노이드부(500)는 원 테의 기둥 형상을 갖는 관형부(400)의 둘레 방향을 따라 권취되도록 위치될 수 있다.

용탕(101)에 포함되는 금속 재질의 불순물(P)을 관형부(400)가 위치되는 외측 방향으로 이동시키기 위해 솔레노이드부(500)에 전류를 인가시켜 관형부(400)에 자력(M)을 부여하는 단계(S240)는 솔레노이드부(500)에 전류를 인가시킴으로써 솔레노이드부(500)의 내측에 위치되는 도전성 재질의 관형부(400)에 자력(M)을 부여하는 단계이다. 상세하게, 솔레노이드부(500)는 일단 및 타단에 음극 및 양극 극성을 갖고, 전류가 인가됨으로써 일 방향으로 전류가 흐를 수 있다. 전류가 인가되어 솔레노이드부(500)를 따라 전류가 흐르게 되면 패러데이(Michael Faraday, 1791~1867)의 전자기 유도법칙에 따라 솔레노이드부(500)의 도선 주의에 자기장이 형성된다. 상세하게, 도선을 나선형으로 촘촘하고 균일하게 원통형으로 길게 감은 나선형 솔레노이드부(500)는 전류가 흐르게 되면 솔레노이드부(500)의 외부에서는 자기장이 0이되고 내부에 비교적 균일한 크기의 자기장이 형성된다. 따라서, 솔레노이드부(500)의 내측 방향에 위치되는 관형부(400)는 유도 전류을 통해 전류가 흐르게 되고 이를 통해 관형부(400)는 자력(M) 갖게 된다. 따라서, 솔레노이드부(500)에 전류가 인가되면 관형부(400)는 전자석으로 성질이 변화되고, 자력(M)을 갖는 관형부(400)에 의해 용탕(101)에 포함되어 있는 불순물(P)이 관형부(400) 방향으로 이동될 수 있다. 구체적으로, 전자석 성질을 갖게 되는 관형부(400)에 의해 거푸집(300) 내부의 용탕(101)에 포함된 불순물(P)이 관형부(400)가 위치되는 외측 방향으로 자력(M)에 의해 이끌려 고루 분포된다. 보다 구체적으로, 용탕(101)에 포함되는 불순물(P)은 용탕(101)의 온도로 인해 대게 녹아 제거되는데, 주탕 온도보다 녹는점이 높은 성질을 갖는 불순물(P)의 경우 용탕(101) 내부에 잔존하여 남아있는 경우가 있다. 다만, 이를 제거하기 위해 거푸집(300)의 가열 온도를 높이는 경우 알루미늄 재질을 갖는 용탕(101)의 화학적 성질이 변화되기 때문에 불순물(P)을 제거하지 않고 관형부(400) 방향인 용탕(101)의 외측 방향으로 불순물(P)을 이동시키는 구성을 제안한다. 여기서, 용탕(101)의 녹는점은 불순물(P)의 녹는점 보다 낮은 녹는점을 갖도록 함으로써 불순물(P)이 고체 상태를 유지하는 것이 바람직하다. 상술한 방법에 따르면, 용탕(101)의 외측 방향인 관형부(400) 방향으로 불순물(P)이 이동되고 용탕(101)의 내측 방향의 알루미늄은 높은 순도를 가질 수 있다. 즉, 완성된 파이프(100)의 내주면 방향은 비교적 내구성이 강하고 매끄러운 표면을 갖게 된다. 또한, 용탕(101) 내부에 불규칙적으로 분포된 불순물(P)이 관형부(400) 방향인 외측 방향으로 자력(M)을 통해 고루 분포되기 때문에 무게 중심이 일 방향으로 쏠리지 않는다. 상세하게, 용탕(101) 내부에 불규칙적으로 분포된 불순물(P)은 중력에 의해 지면 방향으로 일제히 쏠린 채로 냉각되거나, 상측 방향으로 일제히 쏠린 채로 냉각되어 무게 중심이 불균형한 문제점을 해결할 수 있다. 상기한 기술을 기초로 다른 일례를 설명하자면, 앞서 설정한 가상의 환경을 변경하여 파이프(100)의 개구된 중심이 아닌 외측 둘레면을 따라 기계적 또는 물리적 운동이 되는 주조물을 가상의 환경으로 다른 일례를 들면, 거푸집(300)을 감싸는 관형부(400) 대신 강자성체 또는 연자성체 재질을 갖는 철심을 주조물의 개구된 내부를 관통하도록 구비될 수 있다. 이와 같이 구성하는 경우 철심에 자력(M)이 부여되면 용탕(101) 내부에 포함되는 불순물(P)들이 철심 방향인 중심축 방향으로 이동되어 외측 둘레면이 비교적 매끄럽고 내구성이 높게 주조될 수 있다.

거푸집(300)을 냉각하는 단계(S250)는 거푸집(300)을 냉각하여 용탕(101)을 고체화 시키는 단계이다. 여기서, 냉각 방법 중 급속 냉각은 거푸집(300)에 과도한 균열(C)이 발생하거나 팽창 수축이 발생할 수 있기 때문에 가급적 상온에서 자연 냉각하는 것이 바람직하다. 또한, 솔레노이드부(500)에 인가된 전류는 냉각 직전, 냉각 도중 또는 냉각 후에 정지되도록 하는 인가된 전류를 제어하는 것이 바람직하다. 또는, 솔레노이드부(500)에 인가된 전류량에 따라 자력(M)이 변화되는 사실을 기초로, 거푸집(300) 냉각 시작 후 솔레노이드부(500)에 인가된 전류량은 점차적으로 줄여 자력(M)을 점차적으로 줄임으로써 솔레노이드부(500)에 인가된 전류를 공급 정지시킬 수 있다. 이는 순간적으로 솔레노이드부(500)가 정지되어 자력(M)에 의해 이끌려 이동되던 불순물(P)이 순간적으로 낙하하거나 이동되는 것을 방지할 수 있다.

거푸집(300)을 제거하는 단계(S260)는 거푸집(300)의 외면에 충격을 가하거나 연마함으로써 거푸집(300) 내부에 위치되는 파이프(100)를 최종적으로 얻는 단계이다. 여기서, 알루미늄 등과 같이 비교적 강도가 낮은 재질로 이루어진 파이프(100)는 거푸집(300)에 충격을 주는 경우 파이프(100)가 손상될 수 있기 때문에 파이프(100)의 재질에 따라 바람직한 다양한 방법으로 거푸집(300)을 제거해야 한다. 상기와 같은 방법을 통해 제조되는 압착식 파이프는 도 1 내지 도 3을 통해 확인할 수 있다.

도 11 및 도 12를 참고하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압착식 파이프(100) 제조 방법은 파이프(100)의 표면을 주형용 모래로 코팅하여 거푸집(300)을 제작하는 단계(S200)에서, 상기 주형용 모래에 열 팽창률이 상이한 두 종의 부재를 접한 가변 부재가 첨가되어 상기 거푸집(300)에 포함될 수 있다. 또한, 상기 가변 부재는 거푸집(300)을 냉각하는 단계(S250)에서 거푸집(300)에 균열(C)을 발생시킴으로써 거푸집(300)을 용이하게 제거할 수 있다. 알루미늄 등과 같이 비교적 강도가 낮은 재질의 파이프(100)는 거푸집(300)에 충격을 주는 경우 파이프(100)가 손상될 수 있기 때문에 손상 없이 거푸집(300)을 제거하기 위해 가변 부재가 거푸집(300)에 첨가될 수 있다. 상세하게, 가변 부재는 “ㅗ”형상의 제 1 부재(610) 및 제 1 부재(610)와 열 팽창률이 상이한 “ㅜ”형상의 제 2 부재(620)의 각 평면 부분을 접하여 십자 형상으로 구비될 수 있다. 가변 부재는 온도가 변화됨에 따라 일 방향 또는 타 방향으로 구부러질 수 있다. 상세하게, 가변 부재는 온도가 변화됨에 따라 형상 및 부피가 변화되는 바이메탈(biemetal)로 구비될 수 있다. 보다 상세하게, 가변 부재는 제 1 부재(610) 및 제 1 부재(610)와 열 팽창률이 상이한 제 2 부재(620)가 서로 접하도록 구비될 수 있다. 보다 더 상세하게, 가변 부재는 “ㅗ”형상의 제 1 부재(610) 및 제 1 부재(610)와 열 팽창률이 상이한 “ㅜ”형상의 제 2 부재(620)의 각 평면 부분을 접하여 십자 형상으로 구비될 수 있다. 보다 더 상세하게, 가변 부재는 금속 재질로 구비될 수 있다. 보다 더 상세하게, 제 1 부재(610)와 제 2 부재(620)는 각각 서로 열 팽창률이 상이한 서로 다른 금속으로 구비될 수 있다. 따라서, 십자 형상으로 구비되는 가변 부재는 열 팽창률이 상이한 제 1 부재(610) 및 제 2 부재(620)의 평면 부분을 서로 접하도록 구비되기 때문에 온도 변화 시, 사방으로 휘어지고 부피가 변화되어 거푸집(300)에 균열(C)을 발생시킬 수 있다. 즉, 특정 열 팽창률을 갖는 제 1 부재(610) 및 제 2 부재(620)가 구비되기 때문에 거푸집(300)이 소정의 온도일 경우 거푸집(300)에 균열(C)을 발생시킬 수 있고, 가변 부재로 인해 거푸집(300)에 균열(C)이 발생하기 때문에 거푸집(300) 제거가 손쉽다. 또한, 가변 부재로 인해 거푸집(300)에 미세 균열(C)을 고루 분산시키기 때문에 거푸집(300) 제거 후 얻을 수 있는 주조물의 표면 또는 내면이 균일하여 후가공이 필요하지 않아 제조 공정이 간소화된다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시 예는 예시의 목적으로 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 상기의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 자재 100: 파이프
101: 용탕 110: 개구부
120: 턱부 130: 절곡부
200: 오링 300: 거푸집
400: 관형부 500: 솔레노이드부
600: 가변부재 610: 제 1 부재
620: 제 2 부재
PR1: 가압 프레스 PR2: 컬링 프레스
P: 불순물 E: 전력
M: 자력 C: 균열

Claims

알루미늄 재질의 관 형의 자재(10)를 소정 길이의 파이프(100)로 절단하는 단계(S100);
상기 파이프(100)의 일단 및 타단 각각을 중심 방향으로 가압 및 압축시켜 밀도를 높이는 단계(S110);
상기 파이프(100)의 일단 및 타단의 각 직경을 소정의 길이로 넓혀 턱부(120)를 형성하는 확관 성형 단계(S120);
상기 턱부(120)의 내측 각각에 금속 재질의 오링(200)을 삽입하는 단계(S130); 및
상기 턱부(120)의 끝단이 내측 방향으로 소정 각도 휘어지도록 가압하여 상기 오링(200)을 고정시키는 절곡부(130)를 컬링 성형하는 단계(S140);를 포함하고,
상기 턱부(120)의 끝단이 내측 방향으로 소정 각도 휘어지도록 가압하여 상기 오링(200)을 고정시키는 절곡부(130)를 컬링 성형하는 단계 이후(S140),
파이프(100)의 표면을 주형용 모래로 코팅하여 거푸집(300)을 제작하는 단계(S200);
상기 거푸집(300)을 가열해 상기 거푸집(300) 내의 파이프(100)를 용탕(101) 화 시키는 단계(S210);
상기 거푸집(300)의 외측을 감싸는 형상의 도전성 재질의 관형부(400)를 위치시키는 단계(S220);
상기 관형부(400)의 외측을 감싸는 코일 형상의 솔레노이드부(500)를 위치시키는 단계(S230);
상기 용탕(101)에 포함되는 금속 재질의 불순물(P)을 상기 관형부(400)가 위치되는 외측 방향으로 이동시키기 위해 상기 솔레노이드부(500)에 전류를 인가시켜 상기 관형부(400)에 자력(M)을 부여하는 단계(S240);
상기 거푸집(300)을 냉각하는 단계(S250); 및
상기 거푸집(300)을 제거하는 단계(S260);를 포함하는 것을 특징으로 하는 압착식 파이프(100) 제조 방법.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 파이프(100)의 표면을 주형용 모래로 코팅하여 거푸집(300)을 제작하는 단계에서(S200), 상기 주형용 모래에 열 팽창률이 상이한 두 종의 부재를 접한 가변 부재가 첨가되어 상기 거푸집(300)에 포함되고,
상기 가변 부재는 상기 거푸집(300)을 냉각하는 단계(S250)에서 상기 거푸집(300)에 균열(C)을 발생시키며,
상기 가변 부재는 “ㅗ”형상의 제 1 부재(610) 및 상기 제 1 부재(610)와 열 팽창률이 상이한 “ㅜ”형상의 제 2 부재(620)의 각 평면 부분을 서로 접하여 십자 형상으로 구비되며, 상기 제 1 부재(610) 및 상기 제 2 부재(620)는 금속 재질로 구비되는 것을 특징으로 하는 압착식 파이프(100) 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 거푸집(300)을 가열해 상기 거푸집(300) 내의 파이프(100)를 용탕(101) 화 시키는 단계에서,
상기 거푸집(300)을 가열하는 온도는 상기 파이프(100)의 녹는점 보다 높되 상기 오링(200)의 녹는점 보다 낮은 온도인 것을 특징으로 하는 압착식 파이프(100) 제조 방법.