KR101781956B1 - 다이캐스팅 금형과 다이캐스팅 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다이캐스팅 핫러너 시스템의 무탕구(sprueless) 다이캐스팅을 위한 다이캐스팅 금형과 방법에 관한 것으로, 용융재료의 유동을 막는 경화된 용융재료 플러그를 형성하기 위해 공급부에 다이캐스팅 금형이 배치되고, 경화된 용융재료는 완전히 재용융될 수 있다. 공급부의 회로에 도전 용융재료가 들어있는 단락회로 가열 형태로 직접저항 가열을 하는데 본 발명의 장점이 있다. 직접 단락회로 가열은 모든 도전 용융재료에 적용할 수 있다. 이 경우, 다이캐스팅 다이의 공급부에 2개의 단자들을 별도로 연결한다. 공급부에서, 양 단자는 용융재료를 통해 연결된다. 저항 가열장치의 핵심 요소에 용융재료가 접하므로, 가열장치의 열이 다른 가열요소 없이 용융재료에서 바로 차단된다. 이때문에 열에너지의 관성이 최소화되고 다이캐스팅 핫러너 시스템의 사이클주기도 최소화된다.

Description

다이캐스팅 금형과 다이캐스팅 방법{DIECASTING DIE AND DIECASTING METHOD}

본 발명은 다이캐스팅 핫러너 시스템의 무탕구(sprueless) 다이캐스팅을 위한 다이캐스팅 금형과 방법에 관한 것으로, 용융재료의 유동을 막는 경화된 용융재료 플러그를 형성하기 위해 공급부에 다이캐스팅 금형이 배치되고, 경화된 용융재료는 완전히 재용융될 수 있다.

기존의 다이캐스팅 공정에서 다이캐스팅 금형과 주형 사이에서 경화되는 탕구로 인해 주조부의 40~100%의 재료가 추가로 소요된다. 탕구를 재용융하여 재활용할 때조자, 에너지와 품질의 손실을 보게된다. 무탕구 다이캐스팅 방법은 이런 문제를 해결한다.

무탕구 다이캐스팅 방법은 용광로에서 주형으로 액체 용융재료를 보냈다가 주형 바로 옆에서 이 상태를 유지해야 한다. 후자는 핫러너 방법으로 달성되는데, 이때 주형까지 이어진 모든 러너들은 용융재료가 액체상태를 유지하도록 가열되고 그와 동시에 용융재로가 용광로로 역류하지 않는다.

용광로로의 역류는 밸브에 의해서는 물론, 다이캐스팅 금형의 게이트를 막는 경화된 용융재료의 플러그에 의해도 방지될 수 있다.

용융재료의 유동에 대해 공급부를 밀봉하였다가 나중에 재용융될 수 있는 경화된 용융재료 플러그의 형성을 위한 무탕구 다이캐스팅 장치와 방법은 당 기술분야에 공지된 것이다. 이런 장치와 방법은 특히 비철금속이나 플라스틱의 다이캐스팅에 사용된다.

플라스틱 사출주형을 소개하는 DE19846710B4는 다이 개구부에서 열회수를 하여 이 부분의 용융재료를 경화시키는 기술을 소개한다. 이 방법에 의하면 용융재료가 러너나 용광로로 역류하지 않는다. 그러나, 경화된 용융재료의 재용융 과정의 제어는 제시하지 않는다. 대신에, 주조부의 탈형이 이루어질 때까지는 이렇게 형성된 플러그를 제거할 수 없다.

또, EP1201335A1은 용융금속이 러너나 용광로로 역류하는 것이 가열되지 않은 금형팁내 플러그에 의해 방지되는 것을 소개한다. 공급팁은 외부에서 가열된다. 플러그는 다음 주조시 주입되는 용융재료에 의해 금형팁에서 떨어진다.

고체 플러그가 주형 안으로 떨어지는 것을 막으려면 플러그의 리시버가 필요하다. 그러나, 이런 리시버는 용융재료를 주입할 때 용융재료와 간섭을 일으킨다. 용융재료가 50~100 m/s의 속도로 주형에 주입되기 때문에, 용융재료를 따라 빠지는 느슨한 플러그에 의해 주형이 손상될 수 있다. 이 문제를 해결한다 해도, 이런 해결책은 아주 긴 사이클주기를 필요로 하고, 이는 생선성에 악영향을 미친다.

DE4319306A1은 합성수지의 무탕구 사출주조법을 소개한다. 이를 위해, 공급러너에 가열팁이 달린 사출주조장치를 설계했다. 용융재료의 제어를 위해 사출노즐을 노즐 몸체와 노즐팁의 2 부분으로 분리했지만, 사출노즐 벽을 통해 가열이 일어나고, 이는 가열에 의한 열이 용융재료에 도달하는 것을 지연시킨다. 또, 밀봉플러그가 형성되지 않으므로 용융재료의 유동을 제어하기 위한 밸브핀이 추가로 필요하다. 이런 시스템은 플라스틱의 사출주조에만 적합한데, 이는 가열시스템을 노즐팁에 설치하면 노즐팁의 압축강도가 저하되어, 금속의 다이키새트ㅇ 동안 존재하는 압력을 견딜 수 없거나, 가열부와 용융재료 사이에서의 재료의 열관성을 증가시켜 사이클주기를 아주 길게하는 대형 노즐팁 구조를 유도하곤 한다.

DE3809643은 합성수지의 무탕구 사출주조를 소개한다. 이 방법에서는, 게이트를 냉각해 밀봉했다가, 게이트를 가열하여 재개봉한다. 그러나, 이 방법은 노즐에서의 수지의 가열과 냉매로의 열전달을 위해 복잡한 구조의 게이트를 필요로 한다.

DE3531127A1은 수지의 사출주조노즐의 게이트를 밀봉했다가 열로 개봉하는 요소를 소개한다. 이 요소의 팁에서 용융재료가 냉각에 의해 경화되어 게이트를 밀봉한다. 이 요소에 내장된 가열요소로 팁이 가열되면, 재료가 재용융된다. 냉각은 가열요소가 꺼진 뒤에 요소의 팁으로의 열전달에 의해서가 아니라, 팁에서 현재의 열을 분산시켜서 이루어진다. 이때문에 추가 냉각요소가 불필요하다.

그러나, 이 요소를 게이트에 추가로 설치해야만 한다. 또, 이 요소에서 가열이 일어나므로, 내부에서 외부로의 열분산이 지연되어 사출주조과정의 속도에 악영향을 준다. 가열요소를 설치할 내부공간은 압축강도에 악영향을 주어, 용융금속의 다이캐스팅의 경우 특히 문제가 된다.

DE2542875는 열경화 재료의 사출주조를 위한 노즐팁을 경화 플러그러 덮어 밀봉한다. 재용융은 노즐 몸체로부터의 열전달에 의해 이루어지지만, 냉각요소와 가열요소가 더 필요하다.

이 경우에도, 노즐의 외부로부터 가열이 일어나도록 하여, 반응시간을 증가시키고 노즐내 용융재료의 경화와 액화를 제어할 수 없다.

경화된 용융재료의 플러그로 노즐을 막고 이 플러그를 가열하여 재용융하는 방법이 당 분야에 공지되어 있지만, 온도에 영향을 주는 요소를 가능한한 용융재로 가까이 두어 주조과정의 속도와 제어도를 높이려는 어떤 시도도 간접가열을 용융재료 가까이에서 일으키려는 시도는 전혀 없었다. 급속주조와 공급점에서의 고열 출력은 공지의 방법으로는 이룰 수 없는데, 이는 짧은 사이클주기에서의 압력증가로 다이캐스팅 금형의 벽두께가 커져야 하고, 이는 관성을 높이기 때문이다.

본 발명이 해결할 문제는 여러가지 용융재료에 적한 다이캐스팅 금형과 방법을 제공하는 것인데, 이때 고전력으로 지연없이 용융재료를 직접 가열하고, 냉각은 없으며, 공급조건을 감시하고 재생할 수 있는 환경에서 고속으로 사출주형 방법을 실행한다.

본 발명은 또한 다이캐스팅 핫러너 시스템에서 무탕구 다이캐스팅을 하는 방법을 제공하는데, 이런 금형은 공급부에 배치되고 경화된 용융재료의 플러그를 형성하여 용융재료의 유동을 차단하고 이런 플러그낸 완벽히 재용융된다. 또, 공급부에 있는 직접저항 가열장치가 용융열을 생성하고 용융재료와 직접적인 열접촉을 한다.

본 발명의 다이캐스팅 금형은 핫러너-콜드러너 시스템의 용융재료의 다이캐스팅은 물론 플라스틱의 사출주형에도 적당하다. 주조는 채워지고 비워지는 러너에서 일어날 수 있다. 그러나, 영구적으로 가열되고 충전된 러너를 통한 주조의 장점은 사이클속도가 크게 높아져 생산성을 높이는데 있고, 이는 용융재료가 매 사이클 동안 용광로에서 빠져나오기 때문이다. 또, 영구적으로 채워진 러너는 산화층으로 인한 불순물을 방지하기 때문에 주조부의 품질을 더 높고 일정하게 유지한다. 러너에서 용광로로의 용융재료의 역류를 방지하려면, 공기가 들어가는 것을 막도록 금형을 밀봉해야 한다. 그 결과, 금형과 러너를 용광로에 이르기까지 용융재료로 채워둔다.

다이캐스팅 금형은 도체와 부도체 재료를 처리할 수 있다. 큰 열에너지가 공급부의 용융재료로 아주 신속하게 전달되므로, 공급부는 용융재료의 주입 이전에 액체 용융재료로 완전히 채워진다. 열에너지의 순간적인 유입은 용융재료와 직접저항 가열장치 사이의 직접적인 열접촉에 의해 이루어진다. 이렇게 되면, 액체 용융재료만이 주형 안으로 주입되고, 부분적으로만 재용융되는 고체 플러그는 용융재료와 함께 주형 안으로 전혀 들어가지 않는다. 용융재료가 50~100 m/s 정도의 고속으로 주입되기 때문에, 플러그가 주형에 들어가면 주형 표면을 손시키거나 주조부를 불균일하게 한다.

또, 직접저항 가열법으로는 다이캐스팅 금형의 구조, 특히 공급부를 단단하게 구성할 수 있어, 용융금속의 다이캐스팅을 할 때 생기는 고압에도 견딜 수 있다.

본 발명의 다이캐스팅 금형에서는 열을 아주 제한된 표적부에 가할 수 있어 에너지 효율이 개선된다.

본 발명의 다이캐스팅 금형은 주형이 여러개일 때에도 주형의 공급부에 직접 배치되기 때문에, 주조부의 탕구를 완전히 없앨 수 있다. 이때문에 재료의 낭비를 없애고 재료의 재용융과 재생성에 소비되는 에너지를 절감할 수 있다. 또, 산화물 포움이 전혀 생기지 않고, 운반비가 절감되며, 주조부에서 탕구를 없애는 마감작업도 불필요하다.

공급부의 회로에 도전 용융재료가 들어있는 단락회로 가열 형태로 직접저항 가열을 하는데 본 발명의 장점이 있다. 직접 단락회로 가열은 모든 도전 용융재료에 적용할 수 있다. 이 경우, 다이캐스팅 다이의 공급부에 2개의 단자들을 별도로 연결한다. 공급부에서, 양 단자는 용융재료를 통해 연결된다. 저항 가열장치의 핵심 요소에 용융재료가 접하므로, 가열장치의 열이 다른 가열요소 없이 용융재료에서 바로 차단된다. 이때문에 열에너지의 관성이 최소화되고 다이캐스팅 핫러너 시스템의 사이클주기도 최소화된다.

도전 러너나 다이벽이 제1 극성을 갖고 도전 용융재료는 제2 극성을 갖는 것이 좋다. 이 경우 공급부에 하나의 단자만 연결하면 되는데, 이는 용융재료 자체가 다른 단자 역할을 하기 때문이다.

다이벽은 티타늄을 구성하는 것이 좋다. 티타늄은 도전율이 좋으면서도 열전도율은 스틸의 1/3 정도로 낮음로, 절연재로서 우수하다. 이 경우, 용융재료를 특정온도로 유지하기 위해 금형을 재가열할 필요가 거의 없어진다.

또, 금형의 전극은 제2 극성을 갖고 금속으로 이루어진 도체와 용융재료에 대해 절연되는 점에서 바람직한데, 양자의 말단부는 특히공급부에서 절연되지 않고 용융재료와 접촉한다. 이 경우, 용융재료의 극성이무시되는데, 이는 양 단자가 모두 공급부에 별도로 연결되고 직접저항 가열구간에 이를 때까지는 용융재료와 접촉하지 않기 때문이다.

공급부는 단열(절연) 내마모 인서트로 디자인하는 것이 좋다. 단열성 때문에 용융재료에서 주형으로의 열분산이 방지되어, 제한된 정도로 가열하거나 가열하지 않고도 용융재료가 온도를 유지할 수 있다. 인서트의 절연을 위해서, 다이에 대해 주형을 절연하는 조건을 생략할 수 있다. 별도의 인서트와 같이, 고품질 내마모 재료를 소량 사용할 수 있으므로, 비용을 절감할 수 있다. 또, 다이캐스팅 금형 전체를 교체하지 않고도 마모된 인서트만 쉽게 교체할 수 있으므로, 유지비가 절감된다.

절연 내마모 인서트는 세라믹으로 만드는 것이 좋다. 이 재료는 침략적인 용융 아연에 대한 내마모성이 특히 강한데, 이런 아연은 고온으로 인해 스틸의 강도를 낮추고 스틸과의 합금을 형성하기 쉽다.

또, 용융재료 러너를 카본튜브로 형성하는 것이 좋다. 이 재료는 세라믹과 마찬가지로 용융재료에 대한 내성이 있다. 카본은 전기로도 가열되므로, 용융재료의 온도를 필요한 값으로 유지하는데 사용된다.

본 발명의 다이캐스팅 금형의 활용도를 높이기 위해, 직접저항 가열장치를 간접 단락 가열장치로 설계하고, 공급부의 회로에서 다이벽과 용융재료 러너 사이에 도전 단락요소를 배치할 수 있다. 이렇게 되면, 도전 용융재료, 합금재료의 성분들의 융점이 각각 다른 용융 도전 합금 및 부도체 용융재료들의 주조가 가능하다. 어떤 경우에도, 직접저항 가열장치에서 생긴 열은 단락요소로부터 방출된다. 이런 요소가 용융재료와 직접접촉하므로, 순간적인 재용융 처리도 가능하다. 용융재료의 도전성과 전기적 성능이 중요한 것이 아니라, 단락요소 자체가 일정한 전기적 성질을 가져 용융재료의 종류와 무관하게 조건들을 재생할 수 있다.

또, 외부 러너 덕트가 제1 극성을 갖고 용융재료가 흐르는 내부러너 덕트는 제2 극성을 갖는 것이 좋을 수 있다. 외부러너 덕트와 내부러너 덕트는 반대 극성으로 서로 전기적으로 접촉할 수 있고, 공급부에 이르는 특수한 도체가 전력공급을 요할 때에도 불필요하다.

직접저항 가열장치를 출력을 제어할 수 있는 저전압 고전류 직접저항 가열장치로 디자인하는 것이 좋다. 이 경우, 범용 위상제어, 저항제어 등의 방법으로 출력을 아주 정밀하게 제어할 수 있다. 또, 공급부의 마모를 줄일 수 있다. 특히 높은 DC 전류를 사용할 수 있다는 점에서 유리하다. 이렇게 되면 금형팁과 공급부에 대한 용융재료의 전해효과를 최소화할 수 있다. 극성을 적절히 선택하면, 금형팁에 대한 악영향도 최소화할 수 있다.

직접저항 가열장치의 제어는 이산 스위칭을 조절함은 물론, 스위치를 완벽하게 온오프하지 않고도 출력을 증감할 수 있다.

본 발명은 또한 이런 다이캐스팅 금형내에서 용융재료의 유동을 완전히 차단하는 (재용융될 수 있는) 경화된 용융재료 플러그가 형성되는 무탕구 다이캐스팅을 위한 다이캐스팅 방법도 제공한다. 이 방법은 아래 단계들을 거쳐 실행된다:

1. 주형을 닫는 단계: 이전 작업사이클에서 생산된 주조부를 제거한 뒤 주형을 닫는다. 이 사이클에서 용융재료의 고압을 견딜 수 있도록 단단히 닫는다.

2. 직접저항 가열출력을 높여 다이캐스팅 금형을 가열하고 금형의 공급부의 플러그를 완전히 재용융하는 단계: 이 출력은 완전히 중단된 전류로부터의 무부하 전류를 기초로 증가된다. 유도된 열출력은 경화된 용융재료 플러그를 외부에서 용융시켜 공급부 벽에서 분리함은 물론 완전히 재용융될 정도로 강하다. 따라서, 이 플러그는 뒤에 주형에 주입되는 용융재료와 잘 섞이고 주조부에 불균일과 같은 어떤 흔적도 남기지 않는다.

3. 직접저항 가열출력을 낮춰 가열을 중단하는 단계: 상당한 열출력의 감소는 주형에서 금형을 들어올리는 방법에 아주 중요하다. 이 방법에 의하면 금형이 주형과 접촉할 때 단락이 일어나, 더이상의 가열을 방지한다. 그러나, 어떤 경우에도, 심지어 금형이 상승되지 않은 때에도 더이상의 가열은 불필요한데, 이는 용융재료 안에 포함된 열량이 고온으로 흐르는 용융재료에 의해 보장되기 때문이다.

4. 용융재료를 주형 안에 주입하는 단계; 용융재료는 금형을 통해 주형에 들어가고, 주형이 용융재료로 가득 채워진 다음 재료의 흐름이 중단된다.

5. 용융재료의 압력을 유지하는 단계; 용융재료가 더이상 흐르지 않으면, 주형에 주입되는 동안 용융재료에 가해진 압력은 용융재료가 주형 안에서 경화될 때까지 유지된다. 이때문에 주형내의 모든 빈공간을 채울 수 있으며 공기가 갇히거나 다른 주조결함이 생기지 않는다.

6. 주형내의 용융재료를 경화시키는 단계; 주형을 채운 용융재료가 경화되면서 주조부를 형성한다. 경화과정은 주형내 러너에 냉매를 순환시켜 냉각하여 가속된다. 냉매는 주조부의 열을 뺏는다.

7. 다이캐스팅 금형의 공급부내의 용융재료를 경화시키는 단계; 용융재료를 다이캐스팅 금형과 여전히 직접 접촉하는 주조부로 경화시키면, 금형의 공급부내의 용융재료의 열이 주조부로 분산되고, 이때는 주조부도 차갑다. 이때문에, 이 부분의 용융재료가 경화되어, 이 부분을 밀봉한다. 즉, 금형의 공급부가 플로그로 밀봉된다. 금형내에서 플러그 뒤에 있는 용융재료는 금형 밖으로 나가지도 않고 공기가 금형 안으로 들어가지도 않으며 러너를 통해 용광로로 역류하지도 않는다. 따라서, 금형과 러너가 액체 용융재료로 채워져있다. 한편, 용융재료의 분배기들 중의 적어도 하나에 추가로 체크밸브를 설치하여 용융재료의 역류를 방지할 수도 있다.

8. 주형을 개방하는 단계; 주조부를 꺼내려면 주형을 개방해야 한다. 금형이 용융재료 플러그로 밀봉되어 있으므로, 주형을 열어도 용융재료가 나오지 못한다.

9. 주형에서 주조부를 탈형하는 단계; 주형을 연 뒤, 주조부를 탈형, 즉 주형에서 주조부를 꺼낸다.

본 발명에 의하면, 재생을 잘 할 수 있는 다이캐스팅 금형을 갖춘 무탕구 다이캐스팅 핫러너 시스템을 구현할 수 있어 주조품의 품질을 항상 일정하게 높은 품질로 유지할 수 있다. 특히, 주조부의 벽두께를 최소화할 수 있다.

본 발명의 방법에 있어서, 가열을 중단하는 단계에 이어서 다이캐스팅 금형을 공급부와 함께 주형 위에 배치하고, 주형과 다이캐스팅 금형의 공급부내의 용융금속의 경화단계에 이어서 주형에서 다이캐스팅 금형이 올려지도록 한다. 이렇게 되면 주형에 대해 금형팁을 절연상태로 유지할 필요가 없다. 이때문에 디자인이 간단해지고 비용이 절감된다.

또, 다이캐스팅 금형의 재료와 용융재료에 따라 공급부의 마모와 전해영향을 최소화하도록 직접저항 가열의 극성을 선택할 수 있다. 극성은 금형의 재료와 용융재료에 의해 정해진다. 이때문에 금형의 마모를 줄일 수 있다.

또, 공급부에서의 직접저항 가열출력을 제어하여 공급부의 마모를 최소화할 수 있다. 컨트롤러는 공급부의 용융재료 플러그를 재용융하는데 필요한 출력만을 방출한다. 이때문에 공급부에서의 금형의 마모가 더 줄어든다. 열출력의 제어는 용융재료와 다이캐스팅 금형의 다른 변수(예; 주입형상)에 맞춰 이루어진다. 고정 변수에 의한 제어와는 달리, 프로세서 센서가 열출력을 읽어 조절할 수도 있다. 센서는 금형 내부의 온도센서가 바람직하지만, 러너내의 압력센서와 같은 다른 센서도 사용할 수 있다.

이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 자세히 설명한다.

도 1은 주형을 닫은 뒤 새 주조공정을 위한 시작위치에 본 발명의 다이캐스팅 금형(7)을 둔 상태의 다이캐스팅 핫러너 시스템(1)의 단면도이다.
도 2는 짧게 디자인한 다이캐스팅 금형(20)의 싱글측 단면도이다.
도 3은 기본적으로 가열요소를 길게 디자인한 다이캐스팅 금형(30)의 싱글측 단면도이다.
도 4는 기본적으로 짧게 일체로 주조된 본 발명의 다이캐스팅 금형(56)의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다이캐스팅 금형의 체크밸브의 단면도이다.
도 6은 가열요소(39)를 갖추고 기본적으로 일체형으로 길게 디자인된 다이캐스팅 금형(45)의 단면도이다.
도 7은 일체형으로 짧게 디자인된 다이캐스팅 금형(56)의 단면도로서, 도 4의 금형과 비슷하지만, 볼트연결부(23)와 절연체(26)만 보여주고 다른 요소는 도시되지 않았다.
도 8~9는 본 발명의 다이캐스팅 금형(7,20,30,45,56,60,86)의 금형팁(24) 부분의 상세단면도이다.
도 10a는 금속도체인 전극(61)이 절연되어 있는 다이캐스팅 금형(60)의 단면도이다.
도 10b는 금속도체인 전극(61')이 절연된 다이캐스팅 금형(60')의 다른 예의 단면도이다.
도 10c는 절연 금속도체인 전극(61")과 뽀족한 게이트(62")를 갖는 다른 다이캐스팅 금형(60")의 단면도이다.
도 11a는 직접저항 가열요소(88)를 갖는 다이캐스팅 금형(86)의 평면도이다.
도 11b는 직접저항 가열요소(88)를 갖는 금형의 단면도이다.
도 12a는 직접저항 가열요소(88')와 짧은 도전 용융재료 러너(53)를 갖춘 다이캐스팅 금형(86')의 단면도이다.
도 12b는 직접저항 가열요소(88)와 긴 용융재료 러너(53)를 갖는 다른 금형(86")의 단면도이다.
도 13a~d는 본 발명의 다이캐스팅 금형의 게이트의 여러 형상의 단면도들이다.
도 14는 본 발명의 다이캐스팅 금형의 인터페이스로서의 용융재료 서브분배기(70)를 보여준다.
도 15a는 서브분배기(70)의 인터페이스로서의 용융재료 메인분배기(78)의 측면도이다.
도 15b는 서브분배기(70)의 인터페이스로서의 다른 용융재료 메인분배기(78)의 단면도이다.
도 16은 용융금속을 고온으로 유지하는 다른 용융재료 분배기(80)의 단면도이다.
도 17a는 고온의 용융재료용 세라믹 인서트를 갖는 다른 분배기(80')의 단면도이다.
도 17b는 도 17a의 분배기(80')의 측면도이다.
도 18은 고온의 용융금속을 위한 세라믹피복(91~94)을 러너에 입힌 또다른 분배기(90)의 단면도이다.
도 19a~f는 세라믹피복(91~94)을 입힌 러너의 요소드을 보여주는 단면도들이다.

도 1은 주형을 닫은 뒤 새 주조공정을 위한 시작위치에 본 발명의 다이캐스팅 금형(7)을 둔 상태의 다이캐스팅 핫러너 시스템(1)의 단면도이다. 다이캐스팅 핫러너 시스템(1)의 용광로(2)는 용융재료(3)를 액상으로 유지하기 위한 가열장치를 갖추고 있다. 용융재료(3) 안으로 잠긴 실린더(5)도 용융재료(3)로 채워진다. 실린더(5) 안의 피스톤(4)이 움직이면서 실린더 내부의 용융재료(3)를 러너(6)쪽으로 단시간에, 바람직하게는 10~100ms내에 밀어낼 수 있다. 러너(6)의 일단부는 다이캐스팅 금형(7)으로 이어진다.

용광로(2)는 제1 단자용의 파워커넥션(9)을 구비하고, 다이캐스팅 금형(7)은 제2 단자용의 파워커넥션(10)을 구비한다. 양쪽 파워커넥션(9,10) 모두 전선을 통해 변압기(12)의 2차측에 연결되고, 변압기의 1차측은 공지의 전원인 전류용 컨트롤러(11)와 가동 타이밍용 컨트롤러(13)에 연결된다. 양쪽 컨트롤러(11,13)를 조합하여, 스위치 없이도 순서대로 전류를 흐르도록 할 수도 있는데, 특히 사이리스터를 사용해 위상제어를 하는데 바람직하다.

변압기(12)는 저전압으로 고전류를 공급한다. 이 전류는 20~500A, 바람직하게는 100A이다. 변압기(12)의 2차측 안정 전압은 0.5~42V, 바람직하게는 3V이다. 전압이 낮아 전력공급이 아주 간단하므로, 특별한 절연장치는 물론 안전조건도 불필요하다. 바람직하게는, 공급부(8)에 300W의 전력을 공급하여 용용재료를 가열한다. 한편, 공급부의 전해질 조건에 따라서는 가변전압을 이용할 수도 있다.

도 2는 짧게 디자인한 다이캐스팅 금형(20)의 싱글측 단면도이다. 짧게 디자인했기 때문에 금형(20)의 추가 가열부를 생략할 수 있는데, 이는 도시되지 않은 분배기와 용융재료(22)가 금형 본체 안으로 충분한 열을 유도할 수 있기 때문이다. 용융재료는 분배기에서 오는 중앙 러너를 거쳐 금형 팁(24)를 향하는 부분에 분사된다. 금형팁(24) 부분의 용용재료(22)는 절연체(21)를 통과하는데, 이 절연체는 용용재료(22)와 반대 극성을 갖는 금형(20) 부분에 대해 용융재료(22)를 절연한다.

도시된 금형캐스트 금형(20)은 특히 주형(도시안됨)과의 영구접촉에 적합하다. 이 경우, 금형(20)을 매 사이클마다 주형에서 들어올릴 필요가 없다. 이 경우, 절연링(28)을 통해 주형을 절연해야 한다. 금형팁(24)을 핫러너 시스템의 다른 요소들과 절연하려면, 절연체(26)가 더 필요하다. 절연체들은 금형팁(24)에 연결되지 않은 금형(7) 부분을 절연함은 물론, 분배기에 연결된 금형(7)의 다른 부분에 대한 볼트연결부(23)도 절연한다. 이때문에, 가열에 필요한 양쪽 전력 단자들을 공급부에 연결할 수 있고, 짧은 회로가열을 더 효과적으로 실현할 수 있다.

도 3은 기본적으로 가열요소를 길게 디자인한 다이캐스팅 금형(30)의 싱글측 단면도이다. 이 금형(30)의 디자인은 기본적으로는 금형(20)과 비슷하지만, 제1 금형요소(34)를 분배기에 부착하되 절연체(37)로 제2 금형요소(35)와 절연시킨다. 볼트연결부(23)도 다른 절연체(36)를 이용해 절연한다. 이 금형(30)은 절연링(38)을 구비할 뿐아니라, 주형에 설치되었을 때 전기적으로 절연된다. 이때문에 주형의 극성과 무관하게 다이캐스팅 금형(30)의 가열작업이 가능함은 물론, 가열작업중에 금형을 주형에서 상승시킬 필요도 없다.

절연체(36~38)는 기계적 강도가 충분한 절연재로 이루어지고, 특히 세라믹 재료나 세라믹층으로 코팅된 금속재료가 바람직하다.

금형요소(34,35) 모두 파워커넥션(32,33)을 갖는다. 파워커넥션(32)에 연결된 제1 단자는 금형(30)의 중앙 러너를 흐르는 용용재료의 극성을 결정하고, 파워커넥션(33)에 연결된 제2 단자는 이 극성을 제2 금형요소(35)와 금형팁(24)에 걸어준다. 용융재료와 금형팁(24) 사이를 절연시키는 절연체(31)는 금형팁(24)의 공급부(8)에 이른다. 공급부(8)는 절연되지 않기 때문에, 용융재료(22)가 금형팁(24)과 접촉하고 단락전류가 공급부(8)에 흘러, 공급부(8)에서만 용융재료의 가열이 이루어진다.

길이가 긴 다이캐스팅 금형(30)은 추가 러너 가열부(39)를 구비하므로, 용융재료(22)를 금형팁(24)에 이르는 분배기 경로상에서 필요한 온도로 유지할 수 있다.

도 4는 기본적으로 짧게 일체로 주조된 본 발명의 다이캐스팅 금형(56)의 단면도로서, 이 금형(56)은 볼트로 분배기(25)에 연결되고 주형(43,44)을 구비한다. 주형(43,44)을 서로 조립해 닫으면 용용재료로 채울 빈공간이 생긴다. 주형의 빈공간에 금형팁(24)이 달린 금형(56)이 연결되고, 금형팁(24)이 주조부 바로 위에 도달하므로, 주조부에 탕구를 배치할 필요가 전혀 없다.

금형(56)의 파워커넥션(29)은 제1 극성을 갖고, 이 극성이 전체 다이캐스팅 금형(56)에 걸린다. 금형팁(24)의 절연체가 주형(43)의 상부구간과의 도전접속을 방해한다. 이때문에 저항가열의 기능에 영향을 주지 않고 금형팁(24)을 주형(43,44)의 요홈부 안으로 영구적으로 삽입할 수 있다. 특히 절연체가 세라믹을 분무코팅한 얇은 막으로 이룽질 경우, 열도전 성질도 충분히 확보할 수 있어 바람직하다.

도시되지 않은 제2 극성이 용융재료(22)를 거쳐 금형팁(24)에 인가되고, 이때문에 가열저항이 일어나 공급부(8)에서 용융재료(22)가 가열된다. 분배기(25)와 다른 요소가 제2 극성을 갖는다. 금형팁(24)에 이르기까지 양쪽 극성들을 분리하기 위해, 금형(56)이 절연체(26)에 의해 분배기(25)에서 절연되고 볼트연결부가 다른 절연체(26)를 갖는다.

다이캐스팅 금형(56)이 여러개인 용융재료 서브분배기(70)가 가열요소(27)에 의해 가열된다. 이때문에 서브분배기(70)내의 용융재료(22)가 액체상태로 유지된다. 또, 가열요소(27)의 열이 서브분배기(70)와 금형(56)과 볼트연결부(23) 사이의 접촉면을 통해 금형(56)에 전달된다. 이 열은 용융재료(22)가 금형(56)을 향해 흐르는 러너(53)내의 용융재료를 가열하는데 사용된다.

도 5는 본 발명의 다이캐스팅 금형(7,20,30,45,50,50',56,60,60',86,86', 86")의 체크밸브의 단면도이다. 체크밸브(40)는 용광로에 연결된 러너(도시 안됨)와 서브분배기(70) 사이에 위치한다. 체크밸브(40)는 용광로를 향하는 방향을 닫아 용융재료(22)가 러너를 역류해 용광로로 들어가는 것을 막는다. 이런 식으로, 체크밸브(40)는 다이캐스팅 금형(7,20,30,45,50,50',56,60,60',86,86',86")의 공급부의 플러그 기능을 지원한다.

체크밸브(40)는 단전이 일어나 가열이 중단되었을 때 다이캐스팅 금형(7,20,30,45,50,50',56,60,60',86,86',86")의 공급부(8)에 용융재료(22)를 리셋할 수 있다. 이때문에 용융재료(22)의 접촉이 끊어진다.

체크밸브(40)에 구비된 밀봉요소(41)는 내열성 세라믹 재료로 이루어진 볼 모양을 갖는 것이 바람직하다. 밀봉요소(410는 밸브시트(42)와 같이 작용한다.

도 6은 가열요소(39)를 갖추고 기본적으로 일체형으로 길게 디자인된 다이캐스팅 금형(45)의 단면도이다. 이 금형(45)은 도 4의 금형과 비슷하고 (도시되지 않은) 용융재료 분배기를 가질 수 있다. 볼트연결부(23)에 의해 결합이 일어나고, 볼트연결부는 용융재료 분배기와의 절연을 하는 절연체(26)를 갖는다. 용융재료 분배기 표면과 금형(45)의 접촉면을 절연하는 다른 절연체(26)도 있다.

금형팁(24)의 제1 극성은 파워커넥션(29)을 통해 전달된다. 제2 극성은 용융재료(22)에 의해 전달되고, 이 용융재료는 절연체(31) 내부를 흐르고 이 절연체에 의해 금형팁(24)에 대해 절연되며, 이 금형팁은 공급부(8)로 연결된다. 공급부(8)에서 양쪽 극성이 만나고, 단락전류가 공급부를 흘러 공급부내의 용융재료의 가열이 보장된다. 공급부(8)의 형상은 도 13a~d에 도시된 여러 형상(46~46"")을 가질 수 있다.

도 7은 일체형으로 짧게 디자인된 다이캐스팅 금형(56)의 단면도로서, 도 4의 금형과 비슷하지만, 볼트연결부(23)와 절연체(26)만 보여주고 다른 요소는 도시되지 않았다. 내부에 중앙 러너(53)를 갖는 절연체(21)를 금형팁(24) 안에 끼우는데, 이 절연체는 공급부(8)까지 이어진다. 금형팁(24)은 파워커넥션(29)을 갖고, 이 파워커넥션에 의해 금형팁의 전기보정이 이루어진다.

도 8~9는 본 발명의 다이캐스팅 금형(7,20,30,45,56,60,86)의 금형팁(24) 부분의 상세단면도이다. 중앙에 용융재료 러너(53)가 형성된 절연체(31)의 공급부(8)를 향하는 단부에 공급부싱(51)이 설치되는데, 이런 러너는 절연체에 다르게 형성될 수도 있다. 공급부싱(51)은 금형벽면(55)을 단락접점(54)에서 분리하고, 단락접점(54)에 장점을 부여하는 성질을 갖는 재료로 이루어진다. 이 재료는 용융재료와 접촉했을 때 마모성은 낮고 전해성능은 우수한 재료로서, 텅스텐이나 소결금속을 함유한 합금강이 바람직하다.

용융재료 러너(53)는 공급부싱(51) 안쪽의 러너슬리브(79)에 이어진다. 단락접점(54)이 위치한 공급지역에서 러너(53)의 변화가 일어나고, 이곳에 용융재료 플러그가 형성되는데, 이 플러그는 경화되었다가 재용융되기도 한다. 고열과 전해응력에 노출된 이 부분은 러너슬리브(79)에 의해 절연체(31)에서 분리된다. 러너슬리브(79)는 슬리브로 이루어지고, 응용례에 맞게 길이가 결정되는 것이 바람직하다.

한편, 여러 절연체(31)를 블록 형태로 디자인하여, 용융재료 러너(53)를 형성하는 구멍들이 하나의 밀봉 세라믹바에 형성되는 형태를 취할 수도 있다. 이 경우, 주형을 향한 용융재료 러너(53) 각각의 단부마다 러너슬리브(79)를 배치한다.

도 9는 다른 금형팁의 단면도로서, 이 금형팁은 도 8의 금형팁과는 달리 공급부싱(51)과 일체이다. 공급부싱(51)은 경화 소결금속으로 이루어지고 금형팁(24)의 일부분인 것이 바람직하다. 단락접점(54) 부분의 구멍의 단면 형상은 도 13a~d와 같다.

도 10a는 금속도체인 전극(61)이 절연되어 있는 다이캐스팅 금형(60)의 단면도이다. 전극(61)을 절연하는 절연체(31)는 러너(53)의 용융재료(22)에 대해 전극을 절연한다. 공급부(8)에 있는 러너(53)의 일단부에서는 전극(61)이 절연되지 않고 용융재료(22)와 직접 접촉한다. 전극(61)은 분배기에서는 절연되도록 설계되고, 분배기 바깥에서는 금형(60)이 전기접속되도록 위치한다.

전극(61)은 텅스텐으로 이루어지고 내열성을 갖는 공지의 부도체인 절연체(31)로 코팅되는 것이 바람직하다. 전극(61)으로 적절한 다른 재료는 실리콘카바이드와 같은 세라믹이 있는데, 그 도전율은 오염물의 영향을 받는다. 저항으로 인해 전극에 생기는 충분한 전력강하로 인해 발열이 일어나고 러너를 가열하여 러너(53)의 전장에 걸쳐 내부의 용융재료의 온도를 필요한만큼 유지할 수 있다는 것도 장점이다. 세라믹과 텅스텐 외의 다른 재료도 전극(61)으로 사용할 수 있다.

티타늄과 같은 단열재로 이루어지고 바람직하게 제1 극성을 갖는 금형벽이 용융재료(22)와 접촉할 수도 있다. 금형벽(55)과 전극(61) 사이의 공급부(8)에서 도전 용융재료(22)를 통해 저항가열을 일으키는 전류가 흐른다. 따라서, 용융재료가 공급부(8)에서 가열되는데, 공급부의 단면 형상은 도 13a~d와 같지만, 가급적 도 13c의 형상이 가장 좋다.

한편, 공급부(8)를 절연 내마모성 삽입체로서 교환 가능한 형태로 세라믹으로 제조할 수도 있다. 이렇게 되면 주형(63)에 대한 절연성이 좋아, 용융재료(22)의 경화를 일으키는 열분산을 방지할 수 있다. 주형(63)의 과도한 가열도 방지된다.

절연 내마모 삽입체의 재료로서의 세라믹은 고속으로 주입되는 용융재료(22)에 의한 마모에 대한 저항성이 스틸보다 더 강한데, 스틸은 용융재료(22) 때문에 강성을 상실하고 더 빨리 마모된다.

한편, 용융재료 러너(53)를 티타늄과 같은 절연재로 코팅하여 재가열의 필요성을 줄일 수도 있다.

또, 러너(53)를 티타늄층으로 절연하거나 카본층이나 카본튜브로 라이닝하여, 용융재료(22)가 카본튜브 안으로 흐르게 할 수도 있다. 이렇게 하면 용융재료(22)가 러너(53)의 재료인 스틸과 작용해 합금을 형성하는 것을 방지할 수 있다. 또, 카본튜브에 전류를 흐르게 하여 러너(53)를 가열할 수도 있다.

도 10b는 금속도체인 전극(61')이 절연된 다이캐스팅 금형(60')의 다른 예의 단면도이다. 도 10a와 마찬가지로, 용융재료(22)가 금형벽(55)과 전극(61') 사이를 흐르고, 전극은 절연체(31)에 의해 용융재료(22)와 절연된다. 전극(61')의 절연되지 않은 단부가 팁 역할을 하고, 공급부(8)의 단면은 도 13d와 같은 링 모양이다.

도 10c는 절연 금속도체인 전극(61")과 뽀족한 게이트(62")를 갖는 다른 다이캐스팅 금형(60")의 단면도이다. 도 13d와 같은 게이트(62")가 전극(61')의 단부에 형성되고, 전극의 단부는 공급부(8)보다 오목하다. 이때문에, 게이트(62")를 용융재료의 경로로 활용할 수 있어, 대량의 용융재료를 무제한적으로 주입할 수 있다. 도면에서는 금형(60")을 놓을 주형(43)의 일부분을 볼 수 있다.

도 10a~c의 방식은 단순한 디자인으로 인해 소형 부품의 주형에 특히 적합하다.

도 11a는 직접저항 가열요소(88)를 갖는 다이캐스팅 금형(86)의 평면도이다. 다이벽(55)을 용융재료 러너(53)에 연결하는 직접저항 가열요소(88)는 3개이다. 다이벽(55)과 용융재료 러너(53)는 직접저항가열이 이루어질 때 서로 다른 극성을 가지고, 직접저항 가열요소(88)에 전류가 흐른다. 따라서, 직접저항 가열요소(88)가 가열되고, 이 가열요소와 직접 접촉하는 주변 재료도 가열되어 용융된다.

도 11b는 직접저항 가열요소(88)를 갖는 금형의 단면도이다. 다이벽(55)에 제1 단자의 커넥션(9)이 있고, 제1 단자를 위한 도전로(9')가 금형(86)의 단부에서 가열요소(88)까지 이어진다. 제2 단자는 커넥션(10)을 통해 연결되고 별도의 도전로(10')를 거쳐 러너(53)로 연결된다. 러너(53)의 단면 형상은 도 13a~d와 같고, 용융재료(22)의 배출을 제어한다. 절연체(31)에 의해 용융재료(22)와 다이벽(55)에 대해 절연된 러너(53)는 가열요소(88)와 접촉하여 직접저항 가열회로를 완성한다.

도 12a는 직접저항 가열요소(88')와 짧은 도전 용융재료 러너(53)를 갖춘 다이캐스팅 금형(86')의 단면도로서, 추가 가열요소(39)를 갖고있는 금형(86')의 단부가 자세히 도시되어 있다. 절연체(31)에 의해 서로에 관해 절연되어 있는 다이벽(55)과 러너(53)는 직접저항 가열요소(88)에서 서로 접촉하여 전기적으로 연결된다. 가열요소(88)에 전압이 걸리면, 전류가 흐르면서 가열이 일어나고 고화된 용융재료(22)의 재용융이 일어난다.

용량이 큰 절연체(31)는 전기절연과 양 극성들의 서로에 대한 절연을 보장함은 물론, 단열효과도 가져와, 러너의 가열요소(39)를 불필요하게도 한다.

도 12b는 직접저항 가열요소(88)와 긴 용융재료 러너(53)를 갖는 다른 금형(86")의 단면도이다. 이 금형(86")의 기능은 전술한 금형(86,86')의 기능과 같지만, 절연체(31)로 절연된 러너(53)가 전장에 걸쳐 제2 극성을 갖고 가열요소(88)를 향한 다이벽(55)을 따라 제2 극성을 갖게되므로 금형(86)의 도전로(10')는 생략할 수 있다. 이 디자인에서도 용융재료(22)의 재용융이 가능하다.

도 13a~d는 본 발명의 다이캐스팅 금형(7,20,30,45,56,60,86)의 게이트의 여러 형상(46',46",46"',46"")의 단면도들이다. 이런 단면형상들은 각각 십자형, 슬롯형, 스타형 및 포인트형이라 하고, 도시되지는 않았지만 링형 게이트도 사용할 수 있다.

도 14는 본 발명의 다이캐스팅 금형(7,20,30,45,56,60,86)의 인터페이스로서의 용융재료 서브분배기(70)를 보여준다. 금형 어셈블리(71)는 공급점(73) 둘레에 부분원 형태로 배치되고, 공급점에서 용융재료가 메인 분배기(73)로부터 서브분배기(70)로 들어가며, 볼트커넥션(75)에 의해 서브분배기(70)에 금형 어셈블리(71)가 연결된다. 용융금속의 온도를 안정되고 충분히 높게 유지할 수 있도록 어셈블리들(71) 사이사이에 히터카트리지(72)를 배치한다.

도 15a는 서브분배기(70)의 인터페이스로서의 용융재료 메인분배기(78)의 측면도이다. 메인분배기(78) 안에 분배기 부싱(25)이 삽입된다. 도 4의 경우, 부싱이 서브분배기(70)와 금형(56) 사이의 연결부 역할을 했지만, 여기서는 메인분배기(78)와 서브분배기(70) 사이의 연결부를 이룬다. 화살표(77)는 공급점(73')을 향한 용융재료의 역류방향으로서, 제작과정의 종료시 메인분배기(78)를 비우는 방향이다. 최고점(76)이 도면에서는 바닥에 위치한다. 메인분배기(78)의 내부온도를 일정하게 높게 유지하고 용융재료의 유동성을 확보하기 위해 히터카트리지(72)를 설치한다.

도 15b는 서브분배기(70)의 인터페이스로서의 다른 용융재료 메인분배기(78)의 단면도이다. 공급점(73)에서부터 메인분배기(78)를 통해 분배기 부싱(25)까지 이어지는 용융재료 러너를 도면에서 볼 수 있다. 메인분배기(78)내의 다른 빈공간은 히터카트리지(72)를 설치하기 위한 곳이다.

이 분배기의 개념은 원칙적으로 플라스틱 핫러너 시스템에서 알려졌다. 용융재료가 공급점(73)으로 역류하도록 하는데 본 발명의 장점이 있다. 한편, 도시되지 않은 체크밸브를 설치해 역류를 방지할 수도 있다.

도 16은 용융금속을 고온으로 유지하는 다른 용융재료 분배기(80)의 단면도이다. 이 분배기(80)는 알루미늄이나 황동합금과 같은 용융금속을 고온으로 유지하는데 특히 적절하다. 상부구간(81)과 하부구간(82)에 세라믹 인서트(85)를 끼울 홈이 있다. 결합면을 지붕 모양으로 설계했지만, 경우에 따라서는 직선형으로 할 수도 있다.

세라믹 인서트를 상부구간(81)과 하부구간(82)에 끼운 뒤에 세라믹 인서트를 위한 체결구가 불필요하다는 것이 큰 장점인데, 이는 세라믹이 용접 뒤에 초음파 분말슬러리로 밀봉되기 때문이다. 분배기의 전압이 전체 다이캐스팅 핫러너 시스템의 전압과 같기 때문에 단락의 위험이 없다는 것도 장점이다.

도 17a는 고온의 용융재료용 세라믹 인서트를 갖는 다른 분배기(80')의 단면도이다. 여기서는 상판(83)에 세라믹 인서트(85)가 구비된다. 상판(83)의 설계용량은 강력한 가열을 충분히 감당할 수 있다.

도 17b는 도 17a의 분배기(80')의 측면도이다. 세라믹 인서트(85)로 라이닝된 러너(84)가 총 6개의 홈을 형성한다. 상판(83)에 끼워진 히터카트리지(72)가 상판(83)의 온도를 일정하게 유지한다.

도 18은 고온의 용융금속을 위한 세라믹피복(91~94)을 러너에 입힌 또다른 분배기(90)의 단면도이다. 별도의 요소로 러너를 만들어, 마모된 러너만 따로 교체할 수 있다는데 장점이 있다. 러너의 경로와 길이는 다른 러너요소를 사용해 조절할 수 있다.

도 19a~f는 세라믹피복(91~94)을 입힌 러너의 요소드을 보여주는 단면도들이다. 도 19a의 러너요소(94)는 측면도로 보아 직선 덕트를 갖는다. 도 19b의 러너요소(93)는 단면도로 보아 직선 덕트를 갖는다. 도 19c의 러너요소(91)는 분배기 부싱(25)에 인접하고, 이 부싱은 도시되지 않은 메인분배기에 연결된다. 이 러너요소는 분배기 자체처럼 작용한다. 도 19d~f의 아치형 러너요소들(94)은 러너요소(91)처럼 2개 틀로 설계된다. 내부디자인이 좀더 복잡하기 때문에, 틀을 2개로 하면 제조과정이 간단해지고, 청소와 유지관리도 간단하다.

본 발명의 방법은 아연합금(420℃)은 물론 마그네슘(360℃)에도 적용할 수 있다. 마그네슘과 알루미늄의 융점이 660℃ 정도로 서로 비슷하기 때문에, 알루미늄을 다이캐스팅 핫러너 시스템(1)으로도 처리할 수 있다. 또, 납(327℃)과 주석(232℃)에도 적용할 수 있다. 합금성분의 비율에 따라 황동과 청동은 융점이 다르기는 해도 최대 800℃에 이를 수 있다. 황동을 처리하려면, 러너(84,91~94)를 세라믹으로 피복하는 것이 좋다.

직접저항 가열요소(88)로 가열할 경우, 합금성분의 융점이나 도전율과 무관한 공급부(8)의 용융재료(22)의 온도를 정하고 조절할 수 있어 유리하다.

Claims (14)

1. 공급부(8)에서 용융재료(22)의 유동을 완전히 차단하는 경화된 용융재료 플러그를 구비하고, 다이캐스팅 핫러너 시스템(1)에서 무탕구(sprueless) 다이캐스팅을 하기위한 다이캐스팅 금형(7,20,30,45,50,50',60,60',60",86,86',86")에 있어서:
   용융재료(22)와 직접 열접촉하면서 용융열을 일으키는 직접저항 가열기가 상기 공급부(8)에 있는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 금형.
2. 제1항에 있어서, 상기 직접저항 가열기가 단락 가열기이고, 공급부(8)내의 회로에 도전 용융재료(22)가 있는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 금형.
3. 제2항에 있어서, 상기 다이캐스팅 금형(7,20,30,45,50,50',60, 60',60")의 다이벽(55)이 제1 극성을 갖고, 도전 용융재료(22)가 제2 극성을 갖는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 금형.
4. 제3항에 있어서, 상기 다이벽(55)이 티타늄으로 이루어진 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 금형.
5. 제3항에 있어서, 상기 다이캐스팅 금형(7,20,30,45,50,50',60, 60',60")의 도전 전극(61,61')이 제2 극성을 갖고 용융재료(22)에 대해 절연되며; 공급부(8)를 향하는 상기 전극의 단부에 달린 도전 단자는 절연되지 않고 용융재료(22)와 도전 접촉되는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 금형.
6. 제3항에 있어서, 상기 공급부(8)가 절연 내마모 인서트로 디자인된 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 금형.
7. 제6항에 있어서, 상기 절연 내마모 인서트가 세라믹으로 이루어진 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 금형.
8. 제3항에 있어서, 용융재료의 러너(53)가 카본튜브로 디자인된 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 금형.
9. 제1항에 있어서, 직접저항 가열기가 적어도 하나의 직접저항 가열요소(88)를 갖고, 제1 극성을 갖는 다이벽(55)과 제2 극성을 갖는 용융재료 러너(53) 사이의 공급부(8)의 회로에 상기 가열요소(88)가 배치되는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 금형.
10. 제1항에 있어서, 상기 직접저항 가열기가 저전압 고전류 직접저항 가열요소이고, 이 가열요소의 출력이 컨트롤러(11,13)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 금형.
11. 제1항 내지 제10항 중의 어느 하나에 따른 다이캐스팅 금형(7,20,30,45,50,50',60,60',60",86,86',86")내에 용융재료(22)의 유동을 완전히 차단하는 (재용융될 수 있는) 경화된 용융재료 플러그가 형성되는 무탕구 다이캐스팅을 위한 다이캐스팅 방법에 있어서:
    - 주형(43,44)을 닫는 단계;
    - 직접저항 가열출력을 높여 다이캐스팅 금형(7,20,30,45,50,50',60,60', 60",86,86',86")을 가열하고 금형의 공급부의 플러그를 완전히 재용융하는 단계;
    - 직접저항 가열출력을 낮춰 가열을 중단하는 단계;
    - 용융재료(22)를 주형(43,44) 안에 주입하는 단계;
    - 용융재료(22)의 압력을 유지하는 단계;
    - 주형(43,44)내의 용융재료(22)를 경화시키는 단계;
    - 다이캐스팅 금형(7,20,30,45,50,50',60,60',60",86,86',86")의 공급부(8)내의 용융재료(22)를 경화시키는 단계;
    - 주형(43,44)을 개방하는 단계; 및
    - 주형(43,44)에서 주조부를 탈형하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 방법.
12. 제11항에 있어서, 가열을 중단하는 단계에 이어서 다이캐스팅 금형(7,20,30,45,50,50',60,60',60",86,86',86")을 공급부(8)와 함께 주형(43,44) 위에 배치하고, 주형(43,44)과 다이캐스팅 금형(7,20,30,45,50,50',60,60',60",86, 86',86")의 공급부(8)내의 용융금속(22)의 경화단계에 이어서 주형에서 다이캐스팅 금형이 올려지는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 방법.
13. 제11항에 있어서, 다이캐스팅 금형의 재료와 용융재료에 따라 공급부(8)의 마모와 전해영향을 최소화하도록 직접저항 가열의 극성이 선택되는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 방법.
14. 제11항에 있어서, 공급부(8)에서의 직접저항 가열출력을 제어하여 공급부(8)의 마모를 최소화하는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 방법.
    

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