KR101970665B1 - 정밀주조용 주형의 코팅장치 및 그것을 이용한 주형 제조방법 - Google Patents

Abstract

정밀주조용 주형의 코팅장치가 개시된다. 본 발명에 따른 정밀주조용 주형의 코팅장치는, 내화물 슬러리가 수용되는 슬러리 수용부가 중앙에 형성되고, 상기 슬러리 수용부의 양쪽에는 상향으로만 개구된 작동공간이 각각 형성된 몸체; 상기 슬러리 수용부와 상기 작동공간을 기밀을 유지하여 개폐하도록 상기 몸체의 배면 쪽에 축으로 결합되는 뚜껑부재; 상기 작동공간의 후방 쪽에 각 일단이 축설되고 서로 마주보는 영역에는 다수개의 모형이 결합된 드럼형 왁스 트리의 드럼축이 결합되기 위한 축 결합부가 각각 형성된 한 쌍의 축 지지브라켓과, 양쪽의 각 상기 축 결합부에 결합된 상기 드럼축을 회전시키도록 한쪽의 상기 축 지지브라켓에 구비되는 드럼 구동용 모터를 포함하는 드럼 구동부; 상기 뚜껑부재와 연통되어 상기 뚜껑부재가 상기 몸체의 상부를 폐쇄했을 때 상기 몸체와 상기 뚜껑부재 사이의 공간에 있는 공기를 외부로 배출하여 상기 공간을 진공상태로 형성하기 위한 감압기; 및 상기 뚜껑부재가 상기 공간을 폐쇄한 상태에서 상기 드럼 구동부를 작동시켜 상기 왁스 트리에 슬러리가 묻혀지도록 상기 왁스 트리를 회전시킴과 동시에, 상기 공간의 공기를 외부로 배출하여 상기 공간을 진공상태로 형성하도록 상기 감압기의 작동을 제어하기 위한 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 로스트 왁스법을 이용하여 정밀주조용 주형을 제조할 때, 정밀주조용 주형의 코팅장치의 내부에 모형이 결합된 드럼형 왁스 트리를 설치하여 회전시키면서 코팅장치의 내부 공기를 배출시켜 내부 공간을 진공상태로 유지하면서 왁스 트리에 슬러리를 코팅함으로써 모형의 미세 구멍에 존재하는 세척수나 공기 등을 원활하게 배출시킬 수 있고, 따라서 모형에 슬러리를 코팅하는 작업이 신속하게 이루어질 수 있을 뿐만 아니라 미세 구멍이 공간에도 슬러리 코팅이 확실하게 이루어질 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.

Description

정밀주조용 주형의 코팅장치 및 그것을 이용한 주형 제조방법{MOULD COATING APPARATUS FOR PRECISION CASTING AND MANUFACTURING METHOD OF MOULD USING THEREOF}

본 발명은 정밀주조용 주형의 코팅장치 및 그것을 이용한 주형 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 로스트 왁스법을 이용하여 정밀주조용 주형을 제조함에 있어서 왁스로 된 모형에 슬러리를 코팅할 때 감압상태에서 슬러리를 코팅함으로써 모형의 미세 구멍에 존재하는 세척수나 공기 등이 원활하게 배출될 수 있고, 구멍이나 좁은 공간으로의 슬러리 유입이 원활하게 이루어져 코팅효율이 향상될 수 있는 정밀주조용 주형의 코팅장치 및 그것을 이용한 주형 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 정밀주조는 파라핀과 같이 열에 쉽게 녹는 모형(원형(元型)에 세라믹을 씌워 형틀을 만드는 주조법이다. 이러한 주조법은 원형을 녹여 낸 후에 쇳물을 주입하여 성형하는데, 원형과 성형품이 완전히 같은 모양으로 만들어지는 것이 특징이며, 얇은 세라믹 형틀을 만들고 성형 후에 깨버리는 방식으로, 작고 정밀한 제품을 만들 때 쓰인다.

이와 같은 정밀주조법은, 주조법 중에서 가장 정밀한 방법의 하나로 파팅라인(pating line)이 적고, 게이트(gate) 역시 매우 작게 만들어 성형 후에 마무리가 여타 소성가공에 비해 거의 필요 없는 장점도 있다.

그러나 기존의 정밀주조공법은 모형사출과 조립, 주형피복작업과 건조공정이 많이 소요되는 관계로 주조공정 중가장 장시간이 소요되는 문제점이 있다. 특히 세라믹 형틀을 만들 때 왁스모형 주위에 내화물을 제품 크기에 따라 6~9회 반복하여 피복작업을 수행함으로써 주입용탕의 압력에 견딜 수 있는 일정한 두께를 형성시키는데, 이 과정에서 왁스트리의 내화물슬러리 침지와 내화물입자의 피복 후 주형을 18~24시간동안 자연건조시키는 작업이 되풀이되기 때문에 가장 시간이 많이 소요되는 병목공정에 해당한다.

이와 같은 정밀주조법의 종래기술로서 대한민국등록특허 제10-0615833호(공고일 : 2006.08.25)에는 통기성이 우수한 정밀주조용 주형의 제조방법이 개시되어있다. 이러한 주형의 제조방법은, 왁스 트리(모형)를 조립하여 주물 왁스를 제조한 후 슬러리와 샌드를 이용하여 하나 이상의 코팅층을 형성시킨 후에 상기 코팅층 상에 주형 내의 가스를 배출시킬 수 있도록 주형의 상단부에 핀홀 형태의 가스배출구를 형성시키고 주형 내의 가스가 상기 가스배출구를 통하여 외부로 배출되도록 가스배출관로를 형성시키도록 된 것이다.

그러나 이러한 주형의 제조방법은 다음과 같은 문제점이 있었다. 즉, 왁스 트리를 세척한 후 슬러리에 침지시켜 슬러리를 왁스 트리에 묻혀 코팅할 때, 왁스 트리의 내부 공간 또는 작은 구멍에 채워진 공기의 배출이 원활하게 이루어지지 않음으로써 슬러리의 코팅 효율이 저하되는 문제점이 있었다. 특히 작은 부품의 왁스 트리일수록 그리고 미세한 구멍이 많을수록 공기의 배출이 원활하게 이루어지지 않음으로써 슬러리가 좁은 공간이나 구멍으로 유입되지 못하여 코팅이 이루어지지 않는 문제점이 있었던 것이다.

. 대한민국등록특허 제10-0615833호(공고일 : 2006.08.25)

본 발명의 목적은, 로스트 왁스법을 이용하여 정밀주조용 주형을 제조함에 있어서 왁스로 된 드럼형 모형 트리를 슬러리 탱크에 침지 하거나 묻혀 슬러리를 코팅할 때 감압상태에서 슬러리에 모형을 침지시켜 모형의 미세 구멍에 존재하는 세척수나 공기 등을 원활하게 배출시킴으로써 슬러리의 코팅이 원활하게 이루어질 수 있는 수단을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 내화물 슬러리가 수용되는 슬러리 수용부가 중앙에 형성되고, 상기 슬러리 수용부의 양쪽에는 상향으로만 개구된 작동공간이 각각 형성된 몸체; 상기 슬러리 수용부와 상기 작동공간을 기밀을 유지하여 개폐하도록 상기 몸체의 배면 쪽에 축으로 결합되는 뚜껑부재; 상기 작동공간의 후방 쪽에 각 일단이 축설되고 서로 마주보는 영역에는 다수개의 모형이 결합된 드럼형 왁스 트리의 드럼축이 결합되기 위한 축 결합부가 각각 형성된 한 쌍의 축 지지브라켓과, 양쪽의 각 상기 축 결합부에 결합된 상기 드럼축을 회전시키도록 한쪽의 상기 축 지지브라켓에 구비되는 드럼 구동용 모터를 포함하는 드럼 구동부; 상기 뚜껑부재와 연통되어 상기 뚜껑부재가 상기 몸체의 상부를 폐쇄했을 때 상기 몸체와 상기 뚜껑부재 사이의 공간에 있는 공기를 외부로 배출하여 상기 공간을 진공상태로 형성하기 위한 감압기; 및 상기 뚜껑부재가 상기 공간을 폐쇄한 상태에서 상기 드럼 구동부를 작동시켜 상기 왁스 트리에 슬러리가 묻혀지도록 상기 왁스 트리를 회전시킴과 동시에, 상기 공간의 공기를 외부로 배출하여 상기 공간을 진공상태로 형성하도록 상기 감압기의 작동을 제어하기 위한 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 정밀주조용 주형의 코팅장치에 의해 달성된다.

상기 뚜껑부재의 양쪽 내벽에는, 상기 몸체를 개방하기 위하여 상기 뚜껑부재를 상향으로 들어올릴 때 양쪽의 상기 축 지지브라켓을 들어올려 상기 왁스 트리를 상기 슬러리 수용부에서 꺼내기 위한 한 쌍의 연동 브라켓이 각각 마련되되, 상기 연동 브라켓은, 각 상단부가 상기 내벽에 각각 결합되고, 각 하단부에는 상기 축 지지브라켓의 저면에 형성된 작동면에 지지되는 지지로울러가 구비될 수 있다.

상기 축 결합부에는, 상기 드럼축의 단부를 회전 지지하기 위한 커플러가 구비되고, 상기 드럼 구동용 모터를 구비한 상기 축 지지브라켓의 축 결합부에 구비된 커플러는, 상기 드럼 구동용 모터의 축에 결합된 제1 클러치; 상기 제1 클러치와 선택적으로 맞물리도록 일면에 기어이가 형성되고 타면에는 상기 드럼축과 결합되기 위한 결합돌기가 형성된 제2 클러치; 및 상기 제1 클러치와 제2 클러치 사이에 배치되어 상기 드럼축이 상기 축 결합부의 결합공에 끼워질 때 압축되고, 상기 드럼축이 빠지면 상기 제1 클러치와 제2 클러치를 이격시키기 위한 스프링을 포함할 수 있다.

상기 슬러리 수용부의 양쪽 상면에는, 상기 드럼축의 양쪽이 안착되어 회전 지지되기 위한 안착홈이 각각 형성될 수 있다.

상기 뚜껑부재는, 상기 공간이 형성되도록 반원통형 또는 사각박스형으로 형성될 수 있다.

상기 몸체에는, 상기 슬러리 수용부에 수용되는 슬러리를 교반하기 위한 교반기가 마련될 수 있다.

상기 교반기는, 양쪽의 상기 작동공간에 구비되어 캠 구동모터에 의해 회전 작동되는 캠부재; 상기 슬러리 수용부의 양쪽 외벽에 각각 마련된 안내 브라켓에 안내되도록 결합되고, 상기 캠부재에 접촉되어 상기 캠부재의 회전시 승,하강 반복 작동하는 승하강부재; 및 상기 슬러리 수용부의 내부에 위치하고, 각각의 상단부가 "「"형상으로 형성되어 상기 승하강부재의 각 상단부와 결합되는 한 쌍의 교반부재를 포함할 수 있다.

상기 교반부재에는, 상,하부로 승하강하면서 상기 슬러리 수용부에 수용된 슬러리를 교반하도록 교반날개들이 각각 구비될 수 있다.

상기 교반부재는, 상기 왁스 트리가 양쪽의 상기 축 지지브라켓에 설치되어 회전할 때 상기 왁스 트리에 간섭되지 않도록 서로 거리를 유지하여 설치될 수 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, a) 왁스로 제작된 모형을 갖는 드럼형 왁스 트리를 세척수 수용부에 침지하여 상기 왁스 트리에 묻은 이물질을 세척한 후 세척수를 제거하여 건조하는 세척단계; b) 세척되어 건조된 상기 왁스 트리를 상기 제7항에 따른 정밀주조용 주형의 코팅장치의 몸체에 구비된 드럼 구동부의 양쪽 상기 축 지지브라켓에 설치하는 왁스 트리 설치단계; c) 상기 왁스 트리가 양쪽의 상기 축 지지브라켓에 설치되면, 상기 뚜껑부재로 상기 몸체의 상부를 닫은 후 상기 드럼 구동용 모터를 작동시켜 상기 왁스 트리가 회전하면서 상기 슬러리 수용부에 수용된 슬러리에 접촉되도록 하고, 상기 교반기를 작동시키며, 상기 감압기를 작동시켜 상기 몸체와 뚜껑부재 사이에 형성된 공간의 공기를 배출시켜 상기 공간을 진공상태로 만들기 위한 진공 코팅단계; d) 상기 진공 코팅단계가 진행된 후 상기 감압기와 상기 드럼 구동용 모터를 정지시킨 후 상기 뚜껑부재를 개방하여 슬러리가 상기 왁스 트리를 각 상기 축 지지브라켓으로부터 분리하는 왁스트리 분리단계; e) 상기 정밀주조용 주형의 코팅장치로부터 상기 왁스 트리를 분리한 후 샌트탱크에 투입하여 슬러리가 코팅된 상기 왁스 트리에 샌드를 부착시키는 샌드 부착단계; 및 f) 상기 샌드 부착단계 후 상기 왁스 트리를 건조실에서 건조시킨 후 왁스를 제거하여 주형을 얻는 완성단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀주조용 주형의 코팅장치를 이용한 주형 제조방법에 의해 달성된다.

본 발명에 의하면, 로스트 왁스법을 이용하여 정밀주조용 주형을 제조할 때, 정밀주조용 주형의 코팅장치의 내부에 모형이 결합된 드럼형 왁스 트리를 설치하여 회전시키면서 코팅장치의 내부 공기를 배출시켜 내부 공간을 진공상태로 유지하면서 왁스 트리에 슬러리를 코팅함으로써 모형의 미세 구멍에 존재하는 세척수나 공기 등을 원활하게 배출시킬 수 있고, 따라서 모형에 슬러리를 코팅하는 작업이 신속하게 이루어질 수 있을 뿐만 아니라 미세 구멍이 공간에도 슬러리 코팅이 확실하게 이루어질 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 정밀주조용 주형의 코팅장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 정밀주조용 주형의 코팅장치를 도시한 개략적 정단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 정밀주조용 주형의 코팅장치를 도시한 측단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 정밀주조용 주형의 코팅장치의 작동을 설명하기 위한 개략적 블럭도이다.
도 5는 본 발명에 따른 정밀주조용 주형의 코팅장치를 이용하여 주형에 슬러리를 코팅하는 과정을 설명하기 위한 개략적 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

첨부된 도면 중에서, 도 1은 본 발명에 따른 정밀주조용 주형의 코팅장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 정밀주조용 주형의 코팅장치를 도시한 개략적 정단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 정밀주조용 주형의 코팅장치를 도시한 측단면도이다. 그리고, 도 4는 도 1에 도시된 정밀주조용 주형의 코팅장치의 작동을 설명하기 위한 개략적 블럭도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 정밀주조용 주형의 코팅장치(10)는, 다수개의 모형(M)이 결합된 드럼형 왁스 트리(20)를 슬러리 수용부(32)에 침지한 후 몸체(30) 내부의 공기를 강제로 배출시켜 내부를 진공상태로 형성한 상태에서 왁스 트리(20)에 슬러리를 코팅하기 위한 것이다.

이러한 정밀주조용 주형의 코팅장치(10)는, 내화물 슬러리가 수용되는 슬러리 수용부(32)가 중앙에 형성되고, 슬러리 수용부(32)의 양쪽에는 상향으로만 개구된 작동공간(34)이 각각 형성된 몸체(30)를 포함한다. 슬러리 수용부(32)와 작동공간(34)을 기밀을 유지하여 개폐하도록 몸체(30)의 배면 쪽에 축으로 결합되는 뚜껑부재(40)를 포함한다. 작동공간(34)의 후방 쪽에 각 일단이 축설되고 서로 마주보는 영역에는 다수개의 모형(M)이 결합된 드럼형 왁스 트리(20)의 드럼축(22)이 결합되기 위한 축 결합부(52A)가 각각 형성된 한 쌍의 축 지지브라켓(52)을 포함한다. 양쪽의 각 축 결합부(52A)에 결합된 드럼축(22)을 회전시키도록 한쪽의 축 지지브라켓(52)에 구비되는 드럼 구동용 모터(54)로 이루어진 드럼 구동부(50)를 포함한다. 뚜껑부재(40)와 연통되어 뚜껑부재(40)가 몸체(30)의 상부를 폐쇄했을 때 몸체(30)와 뚜껑부재(40) 사이의 공간(S)에 있는 공기를 외부로 배출하여 공간(S)을 진공상태로 형성하기 위한 감압기(60)를 포함한다. 그리고 뚜껑부재(40)가 공간(S)을 폐쇄한 상태에서 드럼 구동부(50)를 작동시켜 왁스 트리(20)에 슬러리가 묻혀지도록 왁스 트리(20)를 회전시킴과 동시에, 공간(S)의 공기를 외부로 배출하여 공간(S)을 진공상태로 형성하도록 감압기(60)의 작동을 제어하기 위한 제어부(70)를 포함한다.

이를 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명에 적용되는 왁스 트리(20)는 도 1에 도시된 바와 같이 드럼형으로 이루어진다. 드럼형의 왁스 트리(20)는 많은 모형(M)들을 동시에 균일하게 슬러리로 코팅할 수 있도록 하기 위한 것이며, 특히 자동화가 가능한 구조이다. 따라서 본 실시예는 드럼형의 왁스 트리(20)가 적용되는 것을 기준으로 설명한다.

여기서, 왁스 트리(20)의 구조나 제조방법은 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.

그리고 내화물 슬러리는 왁스 트리(20)에 결합된 각각의 모형(M)에 코팅하기 위한 것이다. 내화물 슬러리에 사용되는 실리카졸(C/Silica)은 슬러리를 제조하기 위해 내화물 미립자와 혼합하여 사용하는 내화성 바인다로 규산농도에 의해 강도 등의 성질이 바뀐다. 안다실 플라워는 슬러리를 만드는데 사용하는 내화물로 용탕의 급격한 열충격이나 용탕과 직접 접촉하여도 바인다와 더불어 열화학적으로 변화를 잘 받지 않는 안정한 것으로 주성분은 알루미나와 규산이다. 계면활성제는 왁스모형(M)에 슬러리가 잘 적셔지도록 하기 위해 첨가하는 촉매제이고, 소포제는 슬러리 중에 함유되어 있는 기포를 없애기 위해 사용하는 첨가제이다.

몸체(30)는, 내화물 슬러리가 수용되고 상향으로 개구된 슬러리 수용부(32)가 중앙에 형성되고, 슬러리 수용부(32)의 양쪽에는 상향으로만 개구된 작동공간(34)이 각각 형성된 구조를 갖는다. 이러한 몸체(30)는 전체적으로 직사각 박스 형으로 이루어지나 이에 국한되는 것은 아니고 하부가 반구형으로 형성될 수도 있다. 그리고 저면에는 후술할 교반기(80)의 캠 구동모터(84)에 의해 작동되는 캠 축(86)이 설치된다. 이 캠 축(86)은 양쪽의 캠부재(82)를 동시에 작동시키기 위한 것이다. 이때, 캠 축(86)이 설치되는 공간과 작동공간(34)은 외부와 차단되도록 구성되는 것이 바람직하다. 이는 뚜껑부재(40)가 닫혀있을 때 작동공간(34)에서 감압이 원활하게 이루어지도록 하기 위한 것이다. 그리고, 도면에 도시되지 않았으나, 각 작동공간에 캠 구동모터가 각각 구비되어 서로 독립된 각각의 캠 축을 구동시켜 승하강부재를 작동시키도록 구성될 수도 있다.

한편, 몸체(30)의 슬러리 수용부(32)의 양쪽 상면에는, 드럼축(22)의 양쪽이 안착되어 회전 지지되기 위한 안착홈(32A)이 각각 형성된다. 이 안착홈(32A)은 양쪽의 축 지지브라켓(52)에 왁스 트리(20)의 드럼축(22) 양단이 각각 결합된 상태에서 뚜껑부재(40)를 닫음에 따라 드럼축(22)의 양쪽이 안착되기 위한 것이며, 이 안착홈(32A)에는 반원통형의 메탈 베어링이 설치될 수도 있다.

몸체(30)에는 교반기(80)가 구비된다. 이 교반기(80)는 슬러리 수용부(32)에 수용되는 내화물 슬러리를 연속 교반하기 위한 것이며, 특히 왁스 트리(20)가 축 지지브라켓(52)에 장착되어 회전하는 상태에서도 왁스 트리(20)와 간섭없이 교반 작동이 이루어지도록 된 것이다.

이러한 교반기(80)는 양쪽의 작동공간(34)에 구비되어 캠 구동모터(84)의 캠축(86)에 결합되어 회전 작동되는 캠부재(82)와, 슬러리 수용부(32)의 양쪽 외벽에 각각 마련된 안내 브라켓(83)에 안내되도록 결합되고 캠부재(82)에 접촉되어 캠부재(82)의 회전시 승,하강 반복 작동하는 승하강부재(87)와, 슬러리 수용부(32)의 내부에 위치하고 각각의 상단부(88A)가 "「"형상으로 형성되어 승하강부재(87)의 각 상단부와 결합되는 한 쌍의 교반부재(88)를 포함하여 구성된다. 양쪽의 교반부재(88)에는 상,하부로 승하강하면서 슬러리 수용부(32)에 수용된 슬러리를 교반하도록 교반날개(88B)들이 각각 구비된다. 그리고, 양쪽의 교반부재(88)는 도 1에 도시된 바와 같이, 왁스 트리(20)가 양쪽의 축 지지브라켓(52)에 설치되어 양쪽의 안착홈(32A)에 안착되어 회전할 때 왁스 트리(20)의 회전에 간섭되지 않도록 서로 거리를 유지하여 설치되는 것이 바람직하다.

이때, 승하강부재(87)의 하단부에는 로울러가 구비된다. 이 로울러는 캠부재(82)에 마찰없이 접촉되기 위한 것이다.

이와 같은 교반기(80)는 캠축(86)이 회전함에 따라 캠부재(82)가 회전하고, 이에 따라 캠부재(82)에 접촉된 승하강부재(87)가 상,하부로 승,하강을 반복함에 따라 한 쌍의 교반부재(88)가 상향 및 하향으로 왕복 이동하면서 슬러리를 교반하게 된다.

몸체(30)의 작동공간(34)에 설치되는 드럼 구동부(50)는 슬러리에 일부가 잠겨진 왁스 트리(20)를 회전 구동시켜 모형(M) 전체에 슬러리가 묻혀지도록 하기 위한 것이다. 이러한 드럼 구동부(50)를 이루는 한 쌍의 축 지지브라켓(52)은 왁스 트리(20)의 드럼축(22) 양단을 회전 지지하고 드럼축(22)을 회전시키기 위한 것이다. 이러한 양쪽의 축 지지브라켓(52)에는 축 결합부(52A)가 각각 구비된다. 하나의 축 지지브라켓(52)에 구비되는 축 결합부(52A)에는 드럼축(22)의 일단을 회전 지지하기 위한 커플러(52B)가 구비된다. 이 커플러(52B)는 드럼축(22)의 일단에 형성된 홈에 끼워지기 위한 돌기가 형성되며, 외주면에는 베어링이 결합되어 축 지지브라켓(52)의 결합공에 삽입 설치된다.

한편, 반대 방향에 위치한 축 지지브라켓(52)에는 드럼 구동용 모터(54)가 구비된다. 이 드럼 구동용 모터(54)가 설치되는 축 지지브라켓(52)의 축 설치부(52A)에 구비되는 커플러(52B)는, 드럼 구동용 모터(54)의 축에 결합되고 일면에 기어이가 형성된 제1 클러치(52C)와, 제1 클러치(52C)와 선택적으로 맞물리도록 일면에 기어이가 형성되고 타면에는 드럼축(22)과 결합되기 위한 결합돌기(52F)가 형성된 제2 클러치(52D)와, 제1 클러치(52C)와 제2 클러치(52D) 사이에 배치되어 드럼축(22)이 축 결합부(52A)의 결합공에 끼워질 때 압축되고, 드럼축(22)이 빠지면 제1 클러치(52C)와 제2 클러치(52D)를 이격시키기 위한 스프링(52E)을 포함하여 구성된다. 이러한 구조의 커플러(52B)는 드럼축(22)의 양단을 회전 지지할 뿐만 아니라 드럼축(22)을 회전시키게 된다.

전술한 몸체(30)의 슬러리 수용부(32)의 양쪽 상면에는, 드럼축(22)의 양쪽이 안착되어 회전 지지되기 위한 안착홈(32A)이 각각 형성된다. 이 안착홈(32A)은 양쪽의 축 지지브라켓(52)에 왁스 트리(20)의 드럼축(22) 양단이 각각 결합된 상태에서 뚜껑부재(40)를 닫음에 따라 드럼축(22)의 양쪽이 안착되기 위한 것이며, 이 안착홈(32A)에는 반원통형의 메탈 베어링이 설치될 수도 있다.

뚜껑부재(40)는, 슬러리 수용부(32)와 작동공간(34)을 기밀을 유지하여 개폐하도록 몸체(30)의 배면 쪽에 축으로 결합되는 것이다. 이러한 뚜껑부재(40)의 전면에는 몸체(30)를 닫은 상태에서 내부의 공간(S)을 육안으로 볼 수 있도록 투시창(41)이 구비된다. 또한, 뚜껑부재(40)에는 손잡이가 구비되며, 감압기(60)와 연결된 파이프 또는 호스의 단부가 설치된다.

그리고, 뚜껑부재(40)의 양쪽 내벽에는, 몸체(30)를 상부를 개방하기 위하여 뚜껑부재(40)를 상향으로 들어올릴 때 양쪽의 축 지지브라켓(52)을 들어올려 양쪽 축 지지브라켓(52)에 회전 지지된 왁스 트리(20)의 드럼축(22)을 슬러리 수용부(32)에서 꺼내기 위한 한 쌍의 연동 브라켓(44)이 각각 마련된다. 이러한 연동 브라켓(44)은 각 상단부가 내벽에 각각 결합되고, 각 하단부에는 축 지지브라켓(52)의 저면에 형성된 작동면(52H)에 지지되는 지지로울러(46)가 각각 구비된다.

이러한 구조의 연동 브라켓(44)들에 의해 왁스 트리(20)의 일부가 슬러리에 잠긴 상태로 회전하다가 뚜껑부재(40)를 열면, 왁스 트리(20)가 들어 올려질 수 있는 것이고, 따라서 사용자는 연동 브라켓(44)들에 의해 슬러리 수용부(32)의 상부에 위치한 왁스 트리(20)를 용이하게 취부하여 다른 공정으로 운반할 수 있는 것이다.

이때, 축 지지브라켓(52)의 저면에 형성되는 작동면(52H)은 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 소정의 폭으로 형성된다. 이는 뚜껑부재(40)가 개폐될 때 뚜껑부재(40)에 고정 설치된 연동 브라켓(44)이 소정의 각도로 회동되는 축 지지브라켓(52)을 들거나 내려놓을 때 유격이 발생되도록 하여 축 지지브라켓(52)을 들어 올리거나 내리는 동작이 원활하게 이루어지도록 하기 위한 것이다.

감압기(60)는, 뚜껑부재(40)로 몸체(30)의 공간(S)을 닫은 상태에서 공간(S)에 존재하는 공기를 강제 배출시켜 공간(S)의 압력을 낮춰 진공상태 또는 진공상태에 준하는 압력상태가 되도록 하기 위한 것이다. 이러한 감압기(60)는 감압용 펌프, 콤프레셔 등으로 구성될 수 있다.

제어부(70)는, 몸체(30)의 전면 구비되거나 별도의 함체에 구비되는 스위치패널(72)에는, 공간(S)의 압력을 감지하여 표시하시 위한 압력계와 각종 작동램프 및 스위치들이 구비된다. 그리고 드럼 구동부(50)의 드럼 구동용 모터(54)와 감압기(60), 캠 구동모터(84) 등을 제어하도록 구성된다.

이와 같이 구성된 정밀주조용 주형의 코팅장치(10)의 작용을 설명한다.

먼저, 슬러리 수용부(32)에 내화물 슬러리가 수용된 상태에서 세척이 완료된 왁스 트리(20)를 양쪽의 축 지지브라켓(52)에 설치하되, 드럼축(22)의 양단을 양쪽의 축 지지브라켓(52)의 각 축 결합부(52A)에 끼워 결합한다. 이때, 드럼 구동용 모터(54)가 구비된 축 결합부(52A)의 커플러(52B)의 제2 클러치(52D)가 스프링(52E)의 탄성을 극복하면서 제1 클러치(52C)에 맞물리게 되므로 드럼 구동용 모터(54)가 구동됨에 따라 왁스 트리(20)가 회전된다.

그리고, 양쪽의 연동 브라켓(44)의 지지로울러(46)가 작동면(52H)에 지지되므로 양쪽의 각 축 지지브라켓(52)는 축을 중심으로 향상으로 들린 상태이고, 왁스 트리(20)도 들린 상태이다.

이어서, 사용자가 뚜껑부재(40)를 닫게 되면, 뚜껑부재(40)의 저면 가장자리와 몸체(30)의 상면 가장자리가 밀착되어 기밀을 유지한 상태가 된다. 이때, 몸체(30)와 뚜껑부재(40) 사이에 패킹이 설치되는 것이 바람직하다.

이와 같이 뚜껑부재(40)를 닫게 되면, 각 연동 브라켓(44)가 뚜껑부재(40)와 함께 하강하게 되므로 왁스 트리(20)를 지지하는 각 축 지지브라켓(52)이 하향으로 회전하게 되며, 이 과정으로 왁스 트리(20)의 드럼축(22) 양쪽이 안착홈(32A)에 안착되고, 왁스 트리(20)는 드럼 구동용 모터(54)에 의해 회전되는 상태이다.

왁스 트리(20)가 안착홈(32A)에 안착된 상태로 회전하게 되면, 슬러리가 왁스 트리(20)의 외주면에 결합된 각각의 모형(M)에 묻혀져 코팅된다. 즉, 왁스 트리(20)의 일부가 슬러리에 잠긴 상태에서 회전하게 되므로 왁스 트리(20)의 외주면 전체에 결합된 각 모형(M)에 슬러리가 자동으로 묻혀져 코팅될 수 있는 것이다.

이어서, 스위치패널(72)에 구비된 스위치를 조작하여 감압기(60)를 작동시키게 되면 공간(S)에 있던 공기가 강제로 배출된다.

따라서, 왁스 트리(20)를 세척하면서 모형(M)의 좁은 공간이나 미세 구멍에 있던 공기(기포)가 제거될 수 있다. 이와 같이 공간(S)의 압력이 낮아지면서 모형(M)의 내부에서 기포를 형성하는 공기가 배출됨으로써 공기가 있던 곳까지 슬러리가 묻혀져 코팅될 수 있다.

즉, 모형(M)의 미세 구멍이나 공간에 있던 기포가 사라지게 되므로 슬러리의 코팅효율이 향상될 수 있게 된다.

한편, 뚜껑부재(40)가 공간(S)을 닫아 폐쇄한 상태에서도 교반기(80)는 계속하여 상,하운동으로 슬러리를 교반한다. 이때, 교반부재(88)가 이격된 상태로 설치되어 있므로 상,하방향으로의 교반운동은 왁스 트리(20)의 회전에 간섭되지 않는다.

전술한 과정으로 공간(S)의 감압이 이루어진 후 소정시간(타이머에 의해 설정된 시간이 경과하거나, 투시창(41)을 통하여 왁스 트리(20)의 코팅이 완료되었음이 확인되면, 감압기(60)를 정지시키고 드럼 구동용 모터(54)를 정지시킨 후 뚜껑부재(40)를 열어 공간(S)을 개방한다.

뚜껑부재(40)를 상향으로 들어 올려 공간(S)을 개방하게 되면, 양쪽의 연동 브라켓(44)이 각 축 지지브라켓(52)을 들어 올리게 되므로 각 축 지지브라켓(52)에 회전 지지된 왁스 트리(20)가 슬러리 수용부(32)로부터 빠져나오게 된다. 따라서 사용자는 왁스 트리(20)의 드럼축(22) 양쪽을 용이하게 취부하여 다음 공정으로 이동시킬 수 있다.

이와 같이 왁스 트리(20)에 슬러리가 묻혀져 코팅되는 상태에서 몸체(30)와 뚜껑부재(40)가 형성하는 공간(S)의 공기가 강제로 배출되어 감압되므로 모형(M)에 있던 기포(공기)가 제거되어 모형(M)에 슬러리를 코팅하는 효율이 현저하게 향상될 수 있다.

이상에서와 같은 정밀주조용 주형의 코팅장치(10)를 이용하여 정밀주조용 주형을 만드는 과정을 설명한다.

첨부된 도면 중에서, 도 5는 본 발명에 따른 정밀주조용 주형의 코팅장치를 이용하여 주형에 슬러리를 코팅하는 과정을 설명하기 위한 개략적 순서도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 정밀주조용 주형의 코팅장치를 이용한 주형 제조방법은 다음과 같다.

a) 세척단계(S1)

왁스로 제작된 모형(M)을 갖는 드럼형 왁스 트리(20)를 세척수 수용부에 침지하여 왁스 트리(10)에 묻은 이물질을 세척한 후 세척수를 제거하여 건조한다.

이때, 세척단계는 3단계로 이루어진다.

1차 세척단계는 물과 세정제(삼염화에탄+메틸알코올)를 혼합한 세척수 세척하는 단계로, 왁스로 된 모형(M)의 표면에 부착되어 있는 이형제, 유지 등을 제거하기 위한 것이다.

2차 세척단계는 물+중성세제(주방용 세제)로 이루어진 세척수로 모형(M)을 세척한다. 이 세척수는 왁스 모형(M) 표면에 묻어 있는 1차 세척수를 세정한다.

3차 세척단계는, 물로 이루어진 세척수로 왁스 모형(M)의 표면에 묻어있는 2차 세척수를 세정하기 위한 것이다.

그리로 압축공기로 모형(M) 표면에 묻은 세척수를 제거한 후 건조한다.

b) 왁스 트리 설치단계(S2)

전술한 세척단계에서 세척되어 건조된 왁스 트리(20)를 정밀주조용 주형의 코팅장치(10)의 몸체(30)에 구비된 드럼 구동부(50)의 양쪽 축 지지브라켓(52)에 설치하는 한다. 이때, 드럼축(22)의 양단은 양쪽의 축 결합부(52A)에 구비된 커플러(52B)에 각각 결합한다.

c) 진공 코팅단계(S3)

전술한 왁스 트리 설치단계에 의해 왁스 트리(20)가 양쪽의 축 지지브라켓(52)에 설치되면, 뚜껑부재(40)로 몸체(30)의 상부를 닫은 후 드럼 구동용 모터(54)를 작동시켜 왁스 트리(20)가 회전하면서 슬러리 수용부(32)에 수용된 슬러리에 접촉되도록 하고, 교반기(80)를 작동시키며, 감압기(60)를 작동시켜 몸체(30)와 뚜껑부재(40) 사이에 형성된 공간(S)의 공기를 배출시켜 공간(S)을 진공상태로 만든다.

이와 같이 왁스 트리(20)가 위치한 공간(S)의 압력을 낮추면서 슬러리를 모형(M)에 묻혀 코팅함으로써 모형(M)의 미세 구멍이나 좁은 공간에 있던 기포들이 제거될 수 있고, 따라서 슬러리의 코팅효율이 현저하게 향상될 수 있다.

d) 왁스 트리 분리단계(S4)

전술한 진공 코팅단계가 진행되어 공간(S)의 압력이 소정압력에 도달하거나, 일정한 시간이 경과면, 감압기(60)와 드럼 구동용 모터(54)를 정지시킨 후 뚜껑부재(40)를 개방하여 슬러리가 코팅된 왁스 트리(20)를 각 축 지지브라켓(52)으로부터 분리한다.

e) 샌드 부착단계(S5)

정밀주조용 주형의 코팅장치(10)로부터 왁스 트리(20)를 분리한 후 샌트탱크(도시되지 않음)에 투입하여 슬러리가 코팅된 왁스 트리(20)에 샌드를 부착시킨다. 즉, 슬러리가 코팅된 모형(M)에 샌드를 부착시킨다.

이때, 전술한 b) 왁스 트리 설치단계(S2) 내지 e) 샌드 부착단계(S5)를 1-5회 이상 추가로 실시하여 원하는 두께를 갖는 주형을 얻을 수도 있다.

f) 완성단계(S6)

전술한 샌드 부착단계 후 왁스 트리(20)를 건조실에서 건조시킨 후 왁스를 제거하여 주형을 얻는다.

이상에서와 같이, 왁스 트리(20)가 위치한 몸체(30)와 뚜껑부재(40) 사이에 형성된 공간(S)의 압력을 낮추면서 슬러리를 모형(M)에 묻혀 코팅함으로써 모형(M)의 미세 구멍이나 좁은 공간에 있던 기포들이 제거될 수 있고, 따라서 슬러리의 코팅효율이 현저하게 향상될 수 있다.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

10 : 코팅장치 20 : 왁스 트리
22 : 드럼축 30 : 몸체
32 : 슬러리 수용부 34 : 작동공간
40 : 뚜껑부재 44 : 연동 브라켓
50 : 드럼 구동부 52 : 축 지지브라켓
54 : 드럼 구동용 모터 60 : 감압부
70 : 제어부 80 : 교반부

Claims (10)

1. 삭제
2. 내화물 슬러리가 수용되는 슬러리 수용부가 중앙에 형성되고, 상기 슬러리 수용부의 양쪽에는 상향으로만 개구된 작동공간이 각각 형성된 몸체;
   상기 슬러리 수용부와 상기 작동공간을 기밀을 유지하여 개폐하도록 상기 몸체의 배면 쪽에 축으로 결합되는 뚜껑부재;
   상기 작동공간의 후방 쪽에 각 일단이 축설되고 서로 마주보는 영역에는 다수개의 모형이 결합된 드럼형 왁스 트리의 드럼축이 결합되기 위한 축 결합부가 각각 형성된 한 쌍의 축 지지브라켓과, 양쪽의 각 상기 축 결합부에 결합된 상기 드럼축을 회전시키도록 한쪽의 상기 축 지지브라켓에 구비되는 드럼 구동용 모터를 포함하는 드럼 구동부;
   상기 뚜껑부재와 연통되어 상기 뚜껑부재가 상기 몸체의 상부를 폐쇄했을 때 상기 몸체와 상기 뚜껑부재 사이의 공간에 있는 공기를 외부로 배출하여 상기 공간을 진공상태로 형성하기 위한 감압기; 및
   상기 뚜껑부재가 상기 공간을 폐쇄한 상태에서 상기 드럼 구동부를 작동시켜 상기 왁스 트리에 슬러리가 묻혀지도록 상기 왁스 트리를 회전시킴과 동시에, 상기 공간의 공기를 외부로 배출하여 상기 공간을 진공상태로 형성하도록 상기 감압기의 작동을 제어하기 위한 제어부를 포함하여 이루어지고,
   상기 뚜껑부재의 양쪽 내벽에는,
   상기 몸체를 개방하기 위하여 상기 뚜껑부재를 상향으로 들어올릴 때 양쪽의 상기 축 지지브라켓을 들어올려 상기 왁스 트리를 상기 슬러리 수용부에서 꺼내기 위한 한 쌍의 연동 브라켓이 각각 마련되되,
   상기 연동 브라켓은, 각 상단부가 상기 내벽에 각각 결합되고, 각 하단부에는 상기 축 지지브라켓의 저면에 형성된 작동면에 지지되는 지지로울러가 구비되는 것을 특징으로 하는,
   정밀주조용 주형의 코팅장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 축 결합부에는,
   상기 드럼축의 단부를 회전 지지하기 위한 커플러가 구비되고, 상기 드럼 구동용 모터를 구비한 상기 축 지지브라켓의 축 결합부에 구비된 커플러는,
   상기 드럼 구동용 모터의 축에 결합된 제1 클러치;
   상기 제1 클러치와 선택적으로 맞물리도록 일면에 기어이가 형성되고 타면에는 상기 드럼축과 결합되기 위한 결합돌기가 형성된 제2 클러치; 및
   상기 제1 클러치와 제2 클러치 사이에 배치되어 상기 드럼축이 상기 축 결합부의 결합공에 끼워질 때 압축되고, 상기 드럼축이 빠지면 상기 제1 클러치와 제2 클러치를 이격시키기 위한 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는,
   정밀주조용 주형의 코팅장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 슬러리 수용부의 양쪽 상면에는,
   상기 드럼축의 양쪽이 안착되어 회전 지지되기 위한 안착홈이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는,
   정밀주조용 주형의 코팅장치.
5. 제2항에 있어서,
   상기 뚜껑부재는,
   상기 공간이 형성되도록 반원통형 또는 사각박스형으로 형성되는 것을 특징으로 하는,
   정밀주조용 주형의 코팅장치.
6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 몸체에는,
   상기 슬러리 수용부에 수용되는 슬러리를 교반하기 위한 교반기가 마련되는 것을 특징으로 하는,
   정밀주조용 주형의 코팅장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 교반기는,
   양쪽의 상기 작동공간에 구비되어 캠 구동모터에 의해 회전 작동되는 캠부재;
   상기 슬러리 수용부의 양쪽 외벽에 각각 마련된 안내 브라켓에 안내되도록 결합되고, 상기 캠부재에 접촉되어 상기 캠부재의 회전시 승,하강 반복 작동하는 승하강부재; 및
   상기 슬러리 수용부의 내부에 위치하고, 각각의 상단부가 "「"형상으로 형성되어 상기 승하강부재의 각 상단부와 결합되는 한 쌍의 교반부재를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   정밀주조용 주형의 코팅장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 교반부재에는,
   상,하부로 승하강하면서 상기 슬러리 수용부에 수용된 슬러리를 교반하도록 교반날개들이 각각 구비되는 것을 특징으로 하는,
   정밀주조용 주형의 코팅장치.
9. 제7항에 있어서,
   상기 교반부재는,
   상기 왁스 트리가 양쪽의 상기 축 지지브라켓에 설치되어 회전할 때 상기 왁스 트리에 간섭되지 않도록 서로 거리를 유지하여 설치되는 것을 특징으로 하는,
   정밀주조용 주형의 코팅장치.
10. 삭제

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