KR102131382B1 - 주조용 샌드 코어 성형 장치 및 주조용 샌드 코어 성형 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전열방식의 가열유닛을 이용하여 성형품질이 균일한 샌드 코어를 제조할 수 있는 주조용 샌드 코어 성형 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 주조용 샌드 코어 성형 장치는 코어사가 충진될 수 있는 캐비티를 갖는 코어몰딩금형과, 상기 코어몰딩금형을 가열하는 것으로, 상기 코어몰딩금형의 외부에서 코어몰딩금형으로 열을 가하기 위한 전열선을 포함하는 가열유닛과, 상기 가열유닛의 구동을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

주조용 샌드 코어 성형 장치 및 주조용 샌드 코어 성형 방법 {SAND CORE GORMING APPARATUS AND METHOD FOR CASTING}

본 발명은 주조용 샌드 코어 성형 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전열방식의 가열유닛을 이용하여 성형품질이 균일한 샌드 코어를 제조할 수 있는 주조용 샌드 코어 성형 장치 및 방법에 관한 것이다.

주조 공정(Casting Process)은 액체의 유동을 이용하는 것으로서, 용융된 금속재료를 준비된 금형(mold)에 넣어 금형을 채우고 응고시키는 재료 가공 방법의 일종이며, 금형의 형상과 주입 방법에 따라 여러 가지 공법이 이용되고 있다.

이러한 주조 공정은 한 단계의 공정만으로 용융 가능한 재료를 이용하여 복잡한 형상을 만들 수 있다는 장점이 있다. 주조 공정은 금형 제작 공정, 용해 공정, 주입 공정 및 주형 분리 공정 등으로 구성된다. 금형 제작 공정에서 금형은 원하는 주물이 제조될 수 있도록 그에 적합한 형상 및 크기를 가져야 하며, 응고 재료의 수축에 적합한 여유율을 가져야 한다. 용해 공정에서는 적정 온도로 금속을 가열하여 액체로 만든 후, 용융 금속 내의 수소가스로를 제거하여야 하고, 주입 공정에서는 주입 시 와류의 발생을 최소화하는 한편 응고 시에는 응고 수축을 만들지 않도록 설계되어야 한다. 그 후 주형을 분리하고, 분리된 후에는 주입구 및 탕구 절단, 세척, 열처리 및 검사 과정을 거쳐 주조 공정이 마무리된다.

한편, 주물의 내부 형상을 만들기 위해 주형 내에 삽입하는 것을 코어(core)라고 한다. 코어는 중공제품을 제조하는 데 사용되며, 코어는 주조 중 용융 금속의 열과 압력을 견디면서 그 형상을 유지하기에 충분한 기계적 강도를 가져야 하는 동시에, 주조 후에는 주조품으로부터 용이하게 제거될 수 있도록 비교적 쉽게 파손되거나 혹은 다른 물질에 용해될 수 있어야 한다.

이러한 코어의 재료로는 일반적으로 모래, 열경화성 수지 혹은 솔트(salt)가 사용된다. 모래를 사용하는 방법의 경우, 모래는 바인더와 함께 코어를 형성하는데, 원하는 구조를 코어 주변에 주조한 후 코어를 지지하는 바인더 및 모래를 제거하게 된다.

모래를 통해 코어를 성형하기 위해 일반적으로 코어 제작을 위한 금형을 이용하게 되는데, 코어의 형상에 대응하는 캐비티를 갖는 금형에 코어사를 충진시킨 다음 금형에 열을 가해 모래를 소결처리한다.

종래에는 금형을 가열하기 위해 주로 금형의 외부에서 가스토치를 통해 열을 가하는 방식으로 가열을 실시하였는데, 이러한 가열방식에서는 금형의 온도를 매 코어를 성형할 때마다 균일하게 유지하기 어려워 코어의 색상이 상이하게 성형되며, 가열온도와 시간의 차이로 인해 코어의 물성에도 변화가 생길 수 있는 문제가 있다.

또한 캐비티 전체에 대한 균일한 열전달이 이루어지지 않아 열이 집중되거나 열전달이 부족한 부분에서 크랙이 발생하는 등 불량 발생의 원인이 되는 문제가 있었다.

한국공개특허 제10-2018-0091376호 : 고압주조용 솔트코어 및 그 접합 방법

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 금형을 열선을 이용하는 전열방식으로 가열함으로써 소결처리 과정에서 열전달이 균일하게 이루어지고, 금형의 온도를 일정하게 유지할 수 있는 주조용 샌드 코어 성형 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 코어의 형상에 따라 취약부위를 보강할 수 있는 보강재가 매립된 샌드 코어를 생산할 수 있는 주조용 샌드 코어 성형 방법을 제공하는것이다.

본 발명에 따른 주조용 샌드 코어 성형 장치는 코어사가 충진될 수 있는 캐비티를 갖는 코어몰딩금형과, 상기 코어몰딩금형을 가열하는 것으로, 상기 코어몰딩금형의 외부에서 코어몰딩금형으로 열을 가하기 위한 전열선을 포함하는 가열유닛과, 상기 가열유닛의 구동을 제어하는 제어부를 포함한다.

상기 코어몰딩금형은 형합 및 형분리될 수 있는 제1 금형 및 제2 금형을 포함하고, 상기 제1 금형 및 제2 금형에는 형합되었을 때, 상기 캐비티를 형성할 수 있도록 성형홈이 형성되되, 상기 제1 금형 및 제2 금형이 형합되었을 때, 상기 캐비티와 코어몰딩금형의 외부가 연통될 수 있도록 개구가 형성되어 있으며, 상기 제어부는 코어몰딩금형의 온도를 측정하는 온도측정센서와, 상기 온도측정센서의 측정온도를 전달받고 상기 가열유닛의 구동을 제어하는 제어모듈을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 가열유닛은 상기 제1 금형과 제2 금형의 외주면에 각각 장착되는 커버바디와, 상기 커버바디의 내부에 장착되어 상기 제1 금형 및 제2 금형을 가열하는 상기 전열선과, 상기 전열선과 상기 제어부로부터 연장되는 전원케이블을 연결하는 커넥터를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 커버바디는 상기 전열선을 기준으로 상기 제1 금형 또는 제2 금형의 외주면과 대향되는 측에는 전열선에서 발생되는 열에너지가 외부로 발산되는 것을 차단하기 위한 단열부가 형성될 수 있다.

본 발명의 주조용 샌드 코어 성형 방법은 상기 주조용 샌드 코어 성형 장치를 통해 주조용 샌드 코어를 성형하는 것으로, 상기 코어몰딩금형을 가열유닛을 통해 예열하는 예열단계와, 상기 제1 금형 및 제2 금형이 형합되어 형성된 캐비티로 코어사를 충진하는 코어사 충진단계와, 상기 제1 금형 및 제2 금형을 상기 가열유닛을 통해 소정의 온도로 가열하여 상기 코어사를 소결하는 소결단계와, 상기 소결 완료 후 상기 제1 금형 및 제2 금형을 분리하고 소결된 주조용 몰딩 코어를 취출하는 취출단계를 포함하되, 상기 소결단계에서는 상기 제어부가 상기 온도측정센서를 통해 전달되는 상기 제1 금형 및 제2 금형의 온도 정보에 따라 상기 가열유닛의 구동을 제어하여 상기 제1 금형 및 제2 금형이 소결시간동안 설정된 온도를 일정하게 유지한다.

주조용 샌드 코어의 취약부에 보강을 위한 보강재가 삽입되어 성형되도록, 상기 코어사 충진단계는 코어사를 충진하는 과정에서 샌드 코어의 취약지점에 보강을 위한 보강재를 내장하는 보강재 내장단계가 포함되는 것이 바람직하다.

상기 코어사 충진단계는 코어사를 상기 캐비티에 소정량 충진하는 제1 충진단계와, 상기 보강재를 상기 캐비티에 충진된 코어사의 상부에 안착시키는 보강재 내장단계와, 상기 보강재가 안착된 후 나머지 캐비티 공간에 코어사를 충진하는 제2 충진단계를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 보강재 내장단계에서는 보강재 삽입유닛을 통해 상기 캐비티의 내부로 보강재를 삽입 및 안착하되, 상기 보강재는 자석에 부착될 수 있는 자성체의 금속재이고, 상기 보강재 삽입유닛은 하부에 상기 보강재의 상단부가 인입될 수 있도록 상기 보강재의 상단부 형상에 대응하는 인입홈이 형성되고, 전원이 공급되면 자력이 발생하는 전자석으로 된 클램핑부와, 상기 클램핑부로부터 상방으로 연장되는 지지로드와, 상기 지지로드의 상단에 마련되며 사용자가 손으로 잡을 수 있고, 상기 클램핑부로 전원공급을 단속할 수 있는 스위치가 구비된 손잡이와, 상기 지지로드를 따라 상하로 승강 가능하도록 형성되는 승강지지부와, 상기 승강지지부로부터 방사상의 방향으로 연장되고 상호 대향되는 방향으로 연장되는 적어도 두 개의 연장로드와, 상호 대향되는 방향으로 연장되는 두 개의 연장로드에 상기 연장로드의 길이방향을 따라 이동 가능하게 장착되는 이동지지부와, 상기 이동지지부로부터 하방으로 소정길이 연장되는 가이드로드를 포함하되, 상기 지지로드는 상기 캐비티와 외부를 연통시키도록 형성되는 개구의 지름보다 상대적으로 작게 형성되고, 상기 연장로드는 상기 개구의 지름보다 상대적으로 길개 형성되어 상기 제1 금형 및 제2 금형의 외주면에 안착되어 상기 지지로드가 소정 깊이 이상 상기 캐비티의 내부로 진입하는 것을 차단하고, 상기 가이드로드들은 이격거리가 상기 개구의 지름에 대응하도록 이격되어 상기 지지로드가 상기 개구의 내주면에서 일정한 위치만큼 이격되게 가이드하도록 형성될 수 있다.

본 발명의 주조용 샌드 코어 성형 장치에 따르면 전열 방식을 통해 코어사가 충진된 금형을 가열하므로 가열 온도를 일정하게 유지하고, 캐비티 전체에 대해 고른 열전달이 이루어짐에 따라 성형되는 샌드코어의 물성과 품질이 균일하도록 샌드코어를 성형 및 제공할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 주조용 샌드 코어 성형 장치의 일 실시예의 사시도,
도 2는 도 1의 금형유닛의 분리사시도,
도 3은 도 1의 금형유닛의 단면도,
도 4는 도 1의 주조용 샌드 코어 성형 장치의 구동관계를 표시한 블럭도,
도 5는 보강재가 매립되어 있는 샌드코어의 일 실시예의 부분절단 사시도,
도 6은 보강재를 금형유닛에 장착하기 위한 보강재 장착부의 사시도,
도 7은 본 발명의 주조용 샌드 코어 성형 장치에 의해 샌드코어가 성형되는 과정을 단계적으로 표시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 주조용 샌드 코어 성형 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1 내지 도 4에는 본 발명의 주조용 샌드 코어 성형 장치(10)의 일 실시예가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 주조용 샌드 코어 성형 장치(10)는 코어몰딩금형(100)과, 가열유닛(200) 및 제어부(300)를 포함한다.

상기 코어몰딩금형(100)은 형합 및 형분리되는 제1 금형(110)과 제2 금형(120)으로 이루어지며, 제1 금형(110)과 제2 금형(120)은 형합되었을 때, 성형 대상의 코어 형상에 대응하는 캐비티(140)를 형성한다. 이를 위해 제1 금형(110)과 제2 금형(120)에는 상호 마주보는 대향면에 상기 캐비티(140)를 형성하기 위한 성형홈(130)이 형성되어 있다.

아울러 상기 제1 금형(110)과 제2 금형(120)이 형합된 상태에서 캐비티(140)로 코어사를 주입할 수 있도록 캐비티(140)가 코어몰딩금형(100)의 상부로 노출될 수 있게 개구(150)가 형성되어 있다.

본 실시예의 경우 코어몰딩금형(100)이 동시에 세 개의 코어를 성형할 수 있도록 세 개의 캐비티(140)가 형성되도록 되어 있으나, 상기 캐비티(140)의 수는 필요에 따라 가감될 수 있다.

상기 가열유닛(200)은 코어몰딩금형(100)에 코어사가 충진된 후 코어몰딩금형(100)을 가열하여 코어사를 소결처리하기 위한 것이다.

가열유닛(200)은 제1 금형(110)과 제2 금형(120)의 외주면에 각각 형성되는 커버바디(210)와, 커버바디(210)의 내측에서 상기 제1 금형(110) 및 제2 금형(120)을 각각 가열하도록 설치되는 전열선(220)과, 커버바디(210)의 일측에 마련되며 전열선(220)과 후술하는 제어부(300)로부터 연장되는 전원케이블(330)을 연결하는 커넥터(230)를 구비한다.

상기 커버바디(210)는 내부에 상기 전열선(220)이 내장되어 있으며, 전열선(220)은 외부로부터 전력이 공급되면 발열하여 제1 금형(110)가 제2 금형(120)의 표면을 가열한다.

상기 커버바디(210)는 제1 금형(110)과 제2 금형(120)의 외주면과 대향되는 측에 전열선(220)의 열을 외부로 발산시키지 않도록 단열부가 형성되어 있다. 상기 단열부는 단열재를 코팅하거나, 내부에 발포스티로폼과 같은 단열재를 내장하는 형태로 형성될 수 있으며, 이러한 단열부에 의해 전열선(220)에서 발열하는 열이 코어몰딩금형(100)을 가열하는데 주로 사용되도록 함으로 열효율을 높인다.

상기 커버바디(210)는 제1 금형(110) 및 제2 금형(120)에 결합볼트를 통해 결합되며, 필요에 따라서는 커버바디(210)를 분리한 다음 전열선(220)을 교체하거나 수리할 수도 있다. 또는 다른 형상의 코어를 제작하기 위해 코어몰딩금형(100)만을 교체하면서 커어 성형을 실시하여 상기 가열유닛(200)의 활용도를 높일 수 있다.

상기 제어부(300)는 가열유닛(200)의 구동을 제어하여 코어몰딩금형(100)이 일정시간동안 일정한 온도로 가열되도록 함으로써 성형되는 코어의 품질을 일정하게 유지하도록 하기 위한 것이다.

종래의 샌드 몰딩 성형에서는 금형을 가스토치를 통해 가열하였으며, 이러한 열원은 금형의 온도를 일정 수준으로 유지하기 어려워 과열되거나 가열시간이 지나치게 길어지는 경우가 발생하기도 하며, 또는 반대로 충분히 가열되지 못하거나 너무 짧은 시간동안 가열함으로써 제품 불량의 원인이 되기도 하였다.

제어부(300)는 제1 금형(110)과 제2 금형(120)에 각각 설치되어 제1 금형(110)과 제2 금형(120)의 온도를 측정하는 제1 온도센서(321)와 제2 온도센서(322)를 포함하는 온도측정센서(320)와, 상기 온도측정센서(320)의 측정정보를 전달받아 가열유닛(200)의 구동을 제어하는 제어모듈(310)을 포함한다.

제어모듈(310)은 본 실시예의 경우 작업자가 온도조건이나 구동신호를 입력할 수 있는 버튼(431)과 레버 또는 다이얼과 같은 입력부(312)를 포함하는 제어반(311)으로 형성되어 있고, 상기 제어반(311)에는 가열유닛(200)의 구동상태를 표시할 수 있는 점등램프(313)와, 코어몰딩금형(100)의 온도 정보를 표시할 수 있는 디스플레이(314)가 구비된다.

상기 제어모듈(310)은 설정된 온도정보에 따라 가열유닛(200)의 구동을 제어하는데, 상기 제1 온도센서(321)와 제2 온도센서(322)를 통해 입력되는 제1 금형(110)과 제2 금형(120)의 온도정보에 따라 먼저 제1 금형(110)과 제2 금형(120)이 설정된 온도에 도달할때까지 가열유닛(200)의 전열선(220)으로 전원을 공급하여 제1 금형(110)과 제2 금형(120)을 가열한다.

제1 금형(110)과 제2 금형(120)이 설정된 온도에 도달하면 전열선(220)으로 공급되는 전원을 차단하거나, 전류량을 줄이고, 제1 금형(110)과 제2 금형(120)의 온도가 설정 온도보다 낮아지면 재가열하거나 발열온도를 높이는 방식으로 제1 금형(110)과 제2 금형(120)이 설정된 시간동안 설정된 온도상태를 지속적으로 유지하도록 한다.

이후 설정된 시간이 지나면 가열유닛(200)의 구동이 멈추도록 전원공급을 차단하도록 함으로써 자동으로 코어사가 소결되는 소결온도와 시간을 일정하게 맞춘다.

이와 같이 본 발명의 주조용 샌드 코어 성형 장치(10)는 전열방식의 가열유닛(200)과, 가열유닛(200)의 구동을 제어하는 제어부(300)를 통해 일정한 온도에서 일정시간동안 소결이 진행되도록 함으로써 성형되는 코어가 일정 수준의 품질을 유지하도록 할 수 있으며, 이를 통해 제품의 불량 발생률을 획기적으로 낮춘다.

도 5에는 내부에 보강재(2)가 내장되는 샌드코어(1)의 일 실시예가 도시되어 있다.

도시된 실시예와 같이 샌드코어(1)가 병 모양으로 형성되는 경우 외경이 변하게 되는 병목 부위에 응력이 집중되어 상대적으로 강성이 취약해지며, 운반이나 보관 과정에서 해당 부위에 크랙이 발생하거나 파손이 발생할 가능성이 높다.

따라서 샌드코어(1)의 취약부에 강도를 보강할 수 있는 보강재(2)를 내장하여 샌드코어(1)의 강도를 보강할 수 있다. 본 실시예의 경우 샌드코어(1)가 병모양으로 형성되어 있어서 병목에 해당하는 부분의 보강이 이루어지도록 보강재(2)가 내장되었으나, 샌드코어(1)의 형상에 따라 취약부의 위치가 달라지므로 보강재(2)는 샌드코어(1)의 형상에 따라 내장되는 위치가 다양하게 설정될 수 있다.

도 6은 샌드코어(1)의 성형 과정에서 샌드코어(1)의 내부에 상기 보강재(2)가 내장될 수 있도록 코어사가 충진되는 캐비티(140)의 내부로 보강재(2)를 삽입하는 보강재 삽입유닛(400)의 일 실시예를 도시한 사시도이다.

본 실시예의 보강재 삽입유닛(400)은 보강재(2)를 클램핑하는 클램핑부(410)와, 클램핑부(410)로부터 연장되는 지지로드(420), 지지로드(420)의 상단에 마련되는 손잡이(430), 지지로드(420)의 일측에 형성되는 승강지지부(440)와, 승강지지부(440)로부터 연장되는 연장로드(450), 연장로드(450)에 장착되는 이동지지부(460)와, 이동지지부(460)로부터 연장되는 가이드로드(470)를 포함한다.

상기 클램핑부(410)는 하면에 상기 보강재(2)의 상단부가 인입될 수 있도록 보강대의 상단부 형상에 대응하는 인입홈(411)이 상방으로 소정깊이 인입되도록 형성되어 있다. 그리고 클램핑부(410)는 전원공급에 의해 자력((磁力)이 발생하는 전자석이고, 상기 보강재(2)는 자석에 부착될 수 있는 금속재로 형성된다.

상기 지지로드(420)는 클램핑부(410)의 상면으로부터 상방으로 연장되는데, 외경이 상기 개구(150)의 직경보다 상대적으로 작아 보강재(2)를 장착하는 과정에서 지지로드(420)에 의해 개구(150)가 완전히 막지히 않고 코어사를 충진할 수 있는 통로가 유지된다. 아울러 도시되지는 않았으나, 상기 지지로드(420)의 내부에는 클램핑부(410)로 연결되는 전선이 내장되어 있다.

상기 손잡이(430)는 작업자가 손으로 파지할 수 있는 것이며, 일측에 상기 클램핑부(410)로 공급되는 전원을 단속하기 위한 버튼(431)이 구비된다. 따라서 사용자가 버튼(431)을 통해 클램핑부(410)로 전원을 공급하여 자력이 발생하도록 하거나, 전원을 차단해 자력을 해제할 수 있다.

상기 승강지지부(440)는 상기 지지로드(420)를 따라 상하로 승강 이동이 가능하도록 상기 지지로드(420)의 외주면에 형성되며, 고정구를 통해 일정 위치에 고정될 수 있다.

상기 연장로드(450)는 승강지지부(440)로부터 방사사의 방향을 따라 연장되는 로드로서, 상호 대향되는 방향으로 연장되도록 적어도 두 개 이상이 형성된다. 본 실시예에서는 두 개의 연장로드(450)가 형성되어 있으나, 필요에 따라 세 개 또는 네 개 이상의 연장로드(450)가 승강지지부(440)에 마련될 수도 있다.

상기 연장로드(450)의 연장길이는 개구(150)의 반지름보다는 크며 따라서 상기 보강재(2)를 클램핑부(410)에 끼운 상태로 클램핑부(410)를 캐비티(140)로 삽입하면 상기 연장로드(450)가 개구(150)의 입구에 걸려 클램핑부(410)와 지지로드(420)가 삽입되는 삽입길이를 제한하게 된다. 이를 통해 보강재(2)가 코어에 내장되는 내장 위치 중 높이를 일정하게 유지할 수 있다.

상기 연장로드(450)에는 연장로드(450)를 따라 이동할 수 있는 이동지지부(460)가 형성되어 있고, 이동지지부(460)에 하방으로 연장되는 가이드로드(470)가 형성되어 있다.

상기 이동지지부(460)는 승강지지부(440)처럼 연장로드(450)를 따라 이동할 수 있게 연장로드(450)에 결합되지만 고정구를 통해 일정 위치에 고정될 수 있다.

상기 이동지지부(460)를 지지로드(420)의 중심으로부터 개구(150)의 반지름 길이에 대응하는 만큼 이격된 위치에 고정하면, 상기 가이드로드(470)는 개구(150)의 입구측 내주면에 접촉하도록 끼워지며 상기 가이드로드(470)에 의해 상기 지지로드(420)가 개구(150)의 내주면으로부터 일정한 거리만큼 이격된 위치를 유지할 수 있다. 이를 통해 보강재(2)가 코어에 내장되는 내장 위치 중 코어의 외주면으로부터 이격되는 이격거리를 일정하게 유지할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 주조용 샌드 코어 성형장치와 상기 보강재 삽입유닛(400)을 통해 샌드코어(1)를 성형하는 과정을 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저 상기 주조용 샌드 코어 성형장치를 준비하고, 가열유닛(200)을 통해 코어몰딩금형(100)을 예열한다. 예열은 코어몰딩금형(100)이 약 200℃에 도달할때까지 실시하는데, 예열온도는 필요에 따라 달라질 수 있다.

예열이 진행된 후 개구(150)를 통해 캐비티(140)로 코어사(3)를 충진한다. 보강재(2)가 내장되지 않는 경우에는 캐비티(140)가 완전히 충진되도록 코어사(3)를 한번에 충진할 수 있지만 보강재(2)가 내장되는 샌드코어(1)를 성형하는 경우에는 1차로 보강재(2)의 하단위치에 대응하는 지점까지 1차로 코어사(3)를 충진한다.

1차 충진이 끝나면 상기 보강재 삽입유닛(400)을 통해 캐비티(140)에 보강재(2)를 삽입하는데, 먼저 클램핑부(410)에 보강재(2)의 상단을 인입 및 자력 결합시킨 상태에서 클램핑부(410)와 지지로드(420)의 하단을 캐비티(140)로 인입시킨다.

이후, 상기 보강재(2)삽입유닛의 연장로드(450)와 가이드로드(470)가 개구(150)의 입구측에 걸리도록 위치시킨 상태에서 지지로드(420)와 개구(150)의 사이공간을 통해 캐비티(140)의 나머지 공간에 코어사(3)를 충진한다. 코어사(3)가 어느정도 충진되면 상기 클램핑부(410)의 전원공급을 차단하고, 보강재 삽입유닛(400)을 캐비티(140)로부터 꺼내어 분리한다. 이 때, 보강재(2)와 클램핑부(410)의 자력 결합상태가 해제되므로 보강재(2)는 코어사(3)의 사이에 매립된 채로 유지되고 보강재 삽입유닛(400)만 탈거되며, 남은 캐비티(140) 공간에 코어사(3)를 마저 충진한다.

이후 상기 가열유닛(200)을 통해 코어몰딩금형(100)을 가열하여 코어사(3)를 소결처리한다. 이 때, 상기 제어부(300)는 온도측정센서(320)를 통해 코어몰딩금형(100)의 온도정보를 수신하면서 코어몰딩금형(100)이 일정한 온도수준을 유지하도록 가열유닛(200)의 구동을 제어한다.

설정된 시간 동안 코어몰딩금형(100)을 가열하여 소결처리가 완료되면 금형을 분리하고 샌드코어(1)를 금형으로부터 취출한다.

이상에서 설명한 본 발명의 주조용 샌드 코어 성형 장치(10)와 주조용 샌드 코어 성형 방법에 따르면 샌드코어(1)를 성형하는 과정에서 코어사(3)를 일정한 온도조건에서 일정시간동안 소결함으로써 샌드코어(1)의 품질을 일정수준으로 유지하여 불량 발생을 최소화할 수 있으며, 샌드코어(1)의 취약부를 보강하는 보강재(2)가 내장된 상태로 샌드코어(1)를 용이하게 성형할 수 있다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

1: 샌드코어 2: 보강재
3: 코어사
10: 주조용 샌드 코어 성형 장치
100: 코어몰딩금형 110: 제1 금형
120: 제2 금형 130: 성형홈
140: 캐비티 150: 개구
200: 가열유닛 210: 커버바디
220: 전열선 230: 커넥터
300: 제어부 310: 제어모듈
311: 제어반 312: 입력부
313: 점등램프 314: 디스플레이
320: 온도측정센서 321: 제1 온도센서
322: 제2 온도센서 330: 전원케이블
400: 보강재 삽입유닛 410: 클램핑부
420: 지지로드 430: 손잡이
431: 버튼 440: 승강지지부
450: 연장로드 460: 이동지지부
470: 가이드로드

Claims (8)

1. 주조용 샌드 코어 성형 장치를 통해 주조용 샌드 코어를 성형하는 주조용 샌드 코어 성형 방법에 있어서,
   상기 주조용 샌드 코어 성형 장치는
   형합 및 형분리될 수 있는 제1 금형 및 제2 금형을 포함하고, 상기 제1 금형 및 제2 금형에는 형합되었을 때, 코어사가 충진될 수 있는 캐비티를 형성할 수 있도록 성형홈이 형성되되, 상기 제1 금형 및 제2 금형이 형합되었을 때, 상기 캐비티와 코어몰딩금형의 외부가 연통될 수 있도록 개구가 형성되어 있는 코어몰딩금형과;
   상기 코어몰딩금형을 가열하는 것으로, 상기 코어몰딩금형의 외부에서 코어몰딩금형으로 열을 가하기 위한 전열선을 포함하는 가열유닛과;
   코어몰딩금형의 온도를 측정하는 온도측정센서와, 상기 온도측정센서의 측정온도를 전달받고 상기 가열유닛의 구동을 제어하는 제어모듈을 포함하는 제어부를 구비하고,
   상기 코어몰딩금형을 가열유닛을 통해 예열하는 예열단계와;
   상기 제1 금형 및 제2 금형이 형합되어 형성된 캐비티로 코어사를 충진하는 코어사 충진단계와;
   상기 제1 금형 및 제2 금형을 상기 가열유닛을 통해 소정의 온도로 가열하여 상기 코어사를 소결하는 소결단계와;
   상기 소결 완료 후 상기 제1 금형 및 제2 금형을 분리하고 소결된 주조용 몰딩 코어를 취출하는 취출단계를 포함하되,
   상기 소결단계에서는 상기 제어부가 상기 온도측정센서를 통해 전달되는 상기 제1 금형 및 제2 금형의 온도 정보에 따라 상기 가열유닛의 구동을 제어하여 상기 제1 금형 및 제2 금형이 소결시간동안 설정된 온도를 일정하게 유지하도록 형성되며,
   상기 코어사 충진단계는 코어사를 상기 캐비티에 소정량 충진하는 제1 충진단계와,
   주조용 샌드 코어의 취약부에 보강을 위한 보강재가 삽입되어 성형되도록, 코어사를 충진하는 과정에서 샌드 코어의 취약지점에 보강을 위한 보강재를 상기 캐비티에 충진된 코어사의 상부에 안착시키는 보강재 내장단계와,
   상기 보강재가 안착된 후 나머지 캐비티 공간에 코어사를 충진하는 제2 충진단계를 포함하고,
   상기 보강재 내장단계에서는 보강재 삽입유닛을 통해 상기 캐비티의 내부로 보강재를 삽입 및 안착하되,
   상기 보강재는 자석에 부착될 수 있는 자성체의 금속재이고,
   상기 보강재 삽입유닛은 하부에 상기 보강재의 상단부가 인입될 수 있도록 상기 보강재의 상단부 형상에 대응하는 인입홈이 형성되고, 전원이 공급되면 자력이 발생하는 전자석으로 된 클램핑부와,
   상기 클램핑부로부터 상방으로 연장되는 지지로드와,
   상기 지지로드의 상단에 마련되며 사용자가 손으로 잡을 수 있고, 상기 클램핑부로 전원공급을 단속할 수 있는 스위치가 구비된 손잡이와,
   상기 지지로드를 따라 상하로 승강 가능하도록 형성되는 승강지지부와, 상기 승강지지부로부터 방사상의 방향으로 연장되고 상호 대향되는 방향으로 연장되는 적어도 두 개의 연장로드와,
   상호 대향되는 방향으로 연장되는 두 개의 연장로드에 상기 연장로드의 길이방향을 따라 이동 가능하게 장착되는 이동지지부와,
   상기 이동지지부로부터 하방으로 소정길이 연장되는 가이드로드를 포함하되,
   상기 지지로드는 상기 캐비티와 외부를 연통시키도록 형성되는 개구의 지름보다 상대적으로 작게 형성되고, 상기 연장로드는 상기 개구의 지름보다 상대적으로 길개 형성되어 상기 제1 금형 및 제2 금형의 외주면에 안착되어 상기 지지로드가 소정 깊이 이상 상기 캐비티의 내부로 진입하는 것을 차단하고,
   상기 가이드로드들은 이격거리가 상기 개구의 지름에 대응하도록 이격되어 상기 지지로드가 상기 개구의 내주면에서 일정한 위치만큼 이격되게 가이드하도록 형성된 것을 특징으로 하는
   주조용 샌드 코어 성형 방법.
   
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3. 제 1항에 있어서,
   상기 가열유닛은 상기 제1 금형과 제2 금형의 외주면에 각각 장착되는 커버바디와,
   상기 커버바디의 내부에 장착되어 상기 제1 금형 및 제2 금형을 가열하는 상기 전열선과,
   상기 전열선과 상기 제어부로부터 연장되는 전원케이블을 연결하는 커넥터를 포함하는
   주조용 샌드 코어 성형 방법.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 커버바디는 상기 전열선을 기준으로 상기 제1 금형 또는 제2 금형의 외주면과 대향되는 측에는 전열선에서 발생되는 열에너지가 외부로 발산되는 것을 차단하기 위한 단열부가 형성된 것을 특징으로 하는
   주조용 샌드 코어 성형 방법.
   
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