KR102133797B1 - Manufacturing Method of Pattern for Casting - Google Patents

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KR102133797B1
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Abstract

The present invention relates to a manufacturing method of a pattern for casting which manufactures an auxiliary pattern having a cavity of a casting shape by lathe machining and then injects and solidifies a spray forming object and a filler in the cavity to manufacture a main pattern of the casting shape. The manufacturing method of a pattern for casting comprises: an engraving pattern processing step of using a CNC lathe into which shape information of a casting is inputted, and engraving a cavity having a casting shape on a ductile synthetic resin material to manufacture an auxiliary pattern with an engraved surface formed on the inner surface thereof; a surface reinforcement layer forming step of coating a release agent on the engraved surface of the auxiliary pattern, then using a spray instrument to spray and coat a spray forming object, and then solidify the spray forming object to form a surface reinforcement layer; an embossing pattern processing step of injecting and solidifying a filler in the cavity in the auxiliary pattern with the surface reinforcement layer to form an internal filling portion to manufacture a main pattern; and a separation finishing step of separating the main pattern manufactured from the embossing pattern processing step from the auxiliary pattern, and performing finishing work of the surface of the main pattern to complete the manufacture of a pattern for casting.

Description

주조용 패턴 제조방법{Manufacturing Method of Pattern for Casting}Manufacturing Method of Pattern for Casting

본 발명은 주조용 패턴 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대형 주물 제작을 위한 주조용 패턴의 제작이 용이하고 주조용 패턴의 제작 시간이 대폭 단축되며 주조용 패턴의 반복 사용에도 내구성이 유지될 수 있는 주조용 패턴 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a pattern for casting, and more specifically, it is easy to manufacture a pattern for casting for the production of large-sized castings, and the production time of the pattern for casting is significantly shortened and durability is maintained even after repeated use of the pattern for casting. It relates to a method for manufacturing a pattern for casting.

주조(casting)는 주물사에 모형을 묻은 다음 빼내어 형성된 공동부에 용융금속을 주입 후 응고시켜 모형 형상의 주물을 얻는 가공법으로서, 통상 모형으로는 목형(wooden pattern)이 사용되고 있다.Casting (casting) is a processing method to obtain a mold-shaped casting by injecting a molten metal into a cavity formed by depositing a model on a casting sand and then solidifying it, and a wooden pattern is usually used as a model.

다만, 목형의 경우 사용 과정이나 보관 과정에서 습기에 의해 변형되어 주물의 치수 정밀도가 저하되는 문제가 있고, 또한 이러한 문제를 방지하기 위해 변형이 적고 오랜 건조과정을 거친 고가의 목재를 사용하게 되며 그 제작 또한 복잡한 단점이 있다.However, in the case of a wooden mold, there is a problem that the dimensional precision of a casting is deteriorated due to moisture deformation during use or storage, and in order to prevent such problems, expensive wood that has undergone a long drying process with little deformation is used. Production also has a complex disadvantage.

이러한 문제를 개선하기 위한 목형의 대안으로서 중대형 제품 주조용 목형의 제조방법이 아래의 특허문헌 1에 개시되어 있다. As an alternative to a wooden mold for improving this problem, a method of manufacturing a wooden mold for casting a medium-large product is disclosed in Patent Document 1 below.

상기 종래기술의 주조용 목형은 모래에 에틸렌비닐아세테이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르 등의 라미네이팅재가 선택적으로 배합되어 만들어지는 가목형과 가목형의 표면에 매끄러운 주물 표면을 얻기 위한 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 한다.The die-casting wood mold of the prior art is characterized in that a coating layer for obtaining a smooth casting surface is formed on the surface of the wood-mold type and the wood-mold type, which is made by selectively mixing laminating materials such as ethylene vinyl acetate, polyurethane, and polyester on the sand. do.

다만, 상기 주조용 목형은 가목형을 건조하기 위해 12 ~ 24 시간의 긴 건조시간이 소요되고, 코팅층이 연질의 폴리우레탄으로 이루어져 흡집이 나기 쉬어 패턴의 사용횟수가 늘수록 주조용 목형의 표면이 거칠어지지는 문제가 있다.However, the casting wood mold requires a long drying time of 12 to 24 hours to dry the wood mold, and the coating layer is made of soft polyurethane, so it is easy to absorb and the surface of the casting wood mold increases as the number of times the pattern is used increases. There is a problem of becoming rough.

또한, 상기 주조용 목형은 가목형에 모래가 첨가되는 점에서 주조용 목형이 대형으로 제작될 때 중량도 함께 커져 실질적으로 대형의 주조용 목형을 제작하는 것에 한계가 있다. In addition, the casting mold has a limitation in producing a substantially large casting mold because the weight is also increased when the casting mold is made large in that sand is added to the mold.

등록특허공보 제10-1340683호(2013. 12. 12. 공고)Registered Patent Publication No. 10-1340683 (announced on December 12, 2013)

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 대형 주물 제작을 위한 주조용 패턴의 제작이 용이하고 주조용 패턴의 제작 시간이 대폭 단축되며 주조용 패턴의 반복 사용에도 내구성이 유지될 수 있는 주조용 패턴을 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved in the present invention is to produce a casting pattern that is easy to manufacture a casting pattern for the production of large-sized castings, greatly reduces the production time of the casting pattern, and can maintain durability even after repeated use of the casting pattern. It is to provide a method for doing.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 주조용 패턴 제조방법은, 주물의 형상 정보가 입력된 CNC 선반을 이용하되 연성의 합성수지 소재에 주물 형상을 갖는 공동부를 음각하여 음각표면이 내면에 형성된 보조패턴을 제작하는 음각패턴 가공단계; 상기 보조패턴의 음각표면에 이형제를 도포한 다음 분사기구를 이용하여 스프레이 성형물을 분사 도포한 후 이를 응고시켜 표면보강층을 형성하는 표면보강층 형성단계; 상기 표면보강층이 형성된 보조패턴 내의 공동부에 채움재를 주입 응고시켜 내부채움부를 형성하여 본패턴을 제작하는 양각패턴 가공단계; 및 상기 양각패턴 가공단계로부터 제작된 본패턴을 보조패턴으로부터 분리하고, 상기 본패턴 표면의 마감작업을 수행하여 주조용 패턴의 제작을 완료하는 분리 완성단계;로 이루어지고, 상기 표면보강층이 형성된 보조패턴 내의 공동부에 채움재를 주입하는 과정 중에 상기 스프레이 성형물을 분사하고 응고시켜 내부지지부를 더 형성하며, 상기 내부지지부는 상기 내부채움부 내부에 배치되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 주조용 패턴 제조방법은, 주물의 형상 정보가 입력된 CNC 선반을 이용하되 연성의 합성수지 소재에 주물 형상을 갖는 공동부를 음각하여 음각표면이 내면에 형성된 보조패턴을 제작하는 음각패턴 가공단계; 상기 보조패턴의 음각표면에 이형제를 도포한 다음 분사기구를 이용하여 스프레이 성형물을 분사 도포한 후 이를 응고시켜 표면보강층을 형성하는 표면보강층 형성단계; 상기 표면보강층이 형성된 보조패턴 내의 공동부에 채움재를 주입 응고시켜 내부채움부를 형성하여 본패턴을 제작하는 양각패턴 가공단계; 및 상기 양각패턴 가공단계로부터 제작된 본패턴을 보조패턴으로부터 분리하고, 상기 본패턴 표면의 마감작업을 수행하여 주조용 패턴의 제작을 완료하는 분리 완성단계;로 이루어지고, 상기 표면보강층이 형성된 보조패턴 내의 공동부에 채움재를 주입하는 과정 중에 상기 스프레이 성형물을 분사하고 응고시켜 단턱부를 추가로 형성하며, 상기 단턱부는 내부채움부 내부에 배치되고 일단이 상기 표면보강층에 연결되며 타단은 걸림턱을 갖도록 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the method for manufacturing a pattern for casting of the present invention uses a CNC lathe in which the shape information of a casting is input, but engraves a cavity having a casting shape in a soft synthetic resin material to produce an auxiliary pattern with an intaglio surface formed on the inner surface. Manufacturing engraved pattern processing step; Forming a surface reinforcement layer by applying a release agent to the intaglio surface of the auxiliary pattern and then spray-coating a spray molding using a spraying mechanism to solidify it to form a surface reinforcement layer; An embossed pattern processing step of forming a main pattern by forming an inner filling portion by injecting and solidifying a filling material in a cavity in the auxiliary pattern in which the surface reinforcement layer is formed; And a separation completion step of separating the main pattern produced from the embossed pattern processing step from the auxiliary pattern, and completing the surface of the main pattern to complete the production of the casting pattern. During the process of injecting the filling material into the cavity in the pattern, the spray molding is sprayed and solidified to further form an inner support, and the inner support is arranged inside the inner fill.
In addition, the casting pattern manufacturing method of the present invention, using a CNC lathe with the shape information of the casting is input, engraved the cavity portion having a casting shape in a soft synthetic resin material to produce an auxiliary pattern with an intaglio surface formed on the inner surface step; Forming a surface reinforcement layer by applying a release agent to the intaglio surface of the auxiliary pattern and then spray-coating a spray molding using a spraying mechanism to solidify it to form a surface reinforcement layer; An embossed pattern processing step of forming a main pattern by forming an inner filling portion by injecting and solidifying a filling material in a cavity in the auxiliary pattern in which the surface reinforcement layer is formed; And a separation completion step of separating the main pattern produced from the embossed pattern processing step from the auxiliary pattern and completing the main pattern surface to complete the production of the casting pattern. During the process of injecting the filling material into the cavity in the pattern, the spray molding is sprayed and solidified to further form a stepped portion, the stepped portion is disposed inside the inner filling portion, one end is connected to the surface reinforcement layer, and the other end has a locking step It is characterized by being configured.

또한 본 발명의 주조용 패턴 제조방법은, 상기 이형제로는 실리콘 오일이 사용되고, 상기 채움재로는 폴리우레탄이 사용되는 것을 특징으로 한다.In addition, the method of manufacturing a pattern for casting of the present invention is characterized in that silicone oil is used as the mold release agent and polyurethane is used as the filling material.

또한 본 발명의 주조용 패턴 제조방법은, 상기 스프레이 성형물은 우레탄 접착제, 이소시아네이트기 말단 우레탄 예비중합체 및 경화제를 포함되는 혼합물로 구성되고, 상기 스프레이 성형물은 응고시 응고된 상기 채움재보다 강도가 강한 것을 특징으로 한다.In addition, the method of manufacturing a pattern for casting of the present invention is characterized in that the spray molding is composed of a mixture containing a urethane adhesive, an isocyanate group-end urethane prepolymer and a curing agent, and the spray molding is stronger than the solidified filler during solidification. Is done.

또한 본 발명의 주조용 패턴 제조방법은, 상기 경화제로는 디에틸톨루엔디아민과 폴리옥시프로필렌디아민이 사용되고, 상기 디에틸톨루엔디아민와 폴리옥시프로필렌디아민의 첨가비율의 조절을 통해 상기 스프레이 성형물의 응고속도를 조절하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the casting pattern manufacturing method of the present invention, diethyltoluenediamine and polyoxypropylenediamine are used as the curing agent, and the solidification rate of the spray molding is controlled by adjusting the addition ratio of the diethyltoluenediamine and polyoxypropylenediamine. It is characterized by adjusting.

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본 발명의 주조용 패턴 제조방법에 의하면, CNC선반을 이용하여 보조패턴을 제작하고 스프레이 성형물로 본패턴의 표면보강층을 단시간에 제작할 수 있으므로 주조용 패턴의 총 제작 시간이 크게 단축된다.According to the method for manufacturing a pattern for casting of the present invention, since the auxiliary pattern is manufactured using a CNC lathe and the surface reinforcement layer of the pattern can be produced in a short time by spray molding, the total production time of the pattern for casting is greatly reduced.

또한 본 발명의 주조용 패턴 제조방법에 의하면, 응고시 채움재보다 강도가 강한 스프레이 성형물이 본패턴의 표면에 형성됨으로써 반복 사용에도 주조용 패턴의 내구성이 유지되므로 주조용 패턴 제조방법의 활용성이 크게 향상된다.In addition, according to the method for manufacturing a casting pattern of the present invention, since the spray molding having a stronger strength than a filler during solidification is formed on the surface of the main pattern, the durability of the casting pattern is maintained even after repeated use, so that the utility of the method for manufacturing a casting pattern is greatly improved. Improves.

또한 본 발명의 주조용 패턴 제조방법에 의하면, 본패턴의 표면보강층 내부를 채우는 채움재에 폴리우레탄이 사용되어 주조용 패턴이 대형화하더라도 중량 증가폭을 줄일 수 있으므로 대형 패턴의 제작이 용이해진다.In addition, according to the method for manufacturing a casting pattern of the present invention, polyurethane is used as a filling material for filling the inside of the surface reinforcing layer of the main pattern, so even if the casting pattern is enlarged, the weight increase width can be reduced, thereby making it easy to manufacture a large pattern.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 주조용 패턴 제조방법을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 주조용 패턴 제조방법 중 음각패턴 가공단계를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 주조용 패턴 제조방법 중 표면보강층 형성단계에서 이형제 도포 과정을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 주조용 패턴 제조방법 중 표면보강층 형성단계에서 표면보강층 형성 과정을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 주조용 패턴 제조방법 중 양각패턴 가공단계에서 채움재 주입 과정을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 주조용 패턴 제조방법 중 분리 및 완성단계에서 본패턴을 보조패턴으로부터 분리하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 주조용 패턴 제조방법으로 제조된 본패턴을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 주조용 패턴 제조방법 중 내부지지부를 형성하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 주조용 패턴 제조방법 중 단턱부를 형성하는 과정을 보여주는 도면이다.1 is a block diagram showing a method for manufacturing a pattern for casting according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing an intaglio pattern processing step of the method for manufacturing a pattern for casting according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a process of applying a release agent in the step of forming the surface reinforcement layer in the method of manufacturing a pattern for casting according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a process of forming a surface reinforcement layer in the step of forming a surface reinforcement layer in the method of manufacturing a pattern for casting according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a filling material injection process in the embossed pattern processing step of the casting pattern manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a process of separating the main pattern from the auxiliary pattern in the separation and completion steps of the casting pattern manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing a main pattern produced by a method for manufacturing a casting pattern according to another embodiment of the present invention.
8 is a view showing a process of forming an internal support part of a method for manufacturing a casting pattern according to another embodiment of the present invention.
9 is a view showing a process of forming a stepped portion of the method for manufacturing a casting pattern according to another embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 주조용 패턴 제조방법을 도시한 블록도이고 이를 참조하면, 상기 주조용 패턴 제조방법은 음각패턴 가공단계(S1), 표면보강층 형성단계(S2), 양각패턴 가공단계(S3) 및 분리 완성단계(S4)로 이루어진다.1 is a block diagram illustrating a method for manufacturing a pattern for casting according to an embodiment of the present invention. Referring to this, the method for manufacturing a pattern for casting is an intaglio pattern processing step (S1), a surface reinforcement layer forming step (S2), and an embossed pattern. It consists of a processing step (S3) and a separation completion step (S4).

이하 각 단계별로 본 발명의 구체적인 내용을 설명한다.Hereinafter, specific contents of the present invention will be described in each step.

상기 음각패턴 가공단계(S1)는 도 2에 도시된 바와 같이 제작하고자 하는 주물 형상으로 음각된 보조패턴(100)을 제작하는 단계로서, 주물의 형상 정보가 입력된 CNC 선반을 이용하되 직육면체로 제공되는 합성수지 소재(50)에 주물 형상을 갖는 공동부(103)를 음각하여 음각표면(105)이 내면에 형성된 보조패턴(100)을 제작한다.The engraved pattern processing step (S1) is a step of manufacturing an auxiliary pattern 100 engraved in a casting shape to be produced as shown in FIG. 2, using a CNC lathe with the shape information of the casting inputted, but provided in a rectangular parallelepiped An auxiliary pattern 100 in which the intaglio surface 105 is formed on the inner surface is manufactured by engraving the cavity portion 103 having a casting shape on the synthetic resin material 50 to be formed.

상기 합성수지 소재(50)로는 제작의 편의를 위해 스티로폼과 같은 연성의 합성수지가 사용된다.For the synthetic resin material 50, a soft synthetic resin such as styrofoam is used for convenience of production.

이와 같이 보조패턴(100)을 음각으로 제작하는 것은 표면보강층 형성단계(S2)에서 스프레이 작업을 용이하게 하고 양각패턴 가공단계(S3)에서 채움재(207a)를 용이하게 주입하게 하기 위함이며 이렇게 함으로써 주조용 패턴의 제작이 편리해지고 제작 시간을 단축할 수 있게 된다.Producing the auxiliary pattern 100 in this way is to facilitate spraying in the surface reinforcement layer forming step (S2) and to easily inject the filling material (207a) in the embossed pattern processing step (S3). The production of the quiet pattern becomes convenient and the production time can be shortened.

상기 표면보강층 형성단계(S2)는 상기 음각표면(105)에 표면보강층(205)을 형성하는 단계로서, 먼저 도 3에 도시된 바와 같이 보조패턴(100)의 음각표면(105)에 이형제(203)를 도포하고, 그 다음에 도 4에 도시된 바와 같이 분사기구(S)를 이용하여 스프레이 성형물(250)을 분사 도포한 후 이를 응고시켜 표면보강층(205)을 형성한다. The surface reinforcing layer forming step (S2) is a step of forming a surface reinforcing layer 205 on the intaglio surface 105. First, as shown in FIG. 3, a release agent 203 on the intaglio surface 105 of the auxiliary pattern 100 ), and then spray-coated the spray molding 250 using a spraying mechanism (S) as shown in FIG. 4 to solidify it to form a surface reinforcing layer 205.

이때, 상기 이형제(203)로는 실리콘 오일이 사용되고 자세한 내용은 후술한다.At this time, silicone oil is used as the release agent 203, and details will be described later.

상기 스프레이 성형물(250)은 응고되면 상기 채움재(207a) 보다 강도면에서 우수하여, 본패턴(200)의 표면을 보호하는 한편 외력에 의해 내부채움부(207)가 파손되는 것을 방지하는 역할을 한다.When the spray molding 250 is solidified, it is superior in strength to the filling material 207a, thereby protecting the surface of the main pattern 200 while preventing the inner filling portion 207 from being damaged by external force. .

본 발명의 스프레이 성형물(250)은 작업의 편의를 위해 분사가 용이하고 분사 후 신속히 응고되는 물성이 요구된다.The spray molded product 250 of the present invention is easy to spray for convenience of operation and requires physical properties to be quickly solidified after spraying.

다만, 통상적으로 스프레이 형태로 분사되는 혼합물은 용제로서 휘발성이 강한 시너(thinner)가 주로 첨가되는바, 본 발명의 보조패턴(100)이 스티로폼과 같은 연성의 합성수지로 구성되는 점에서 상기 시너를 첨가하게 되면 시너의 휘발 과정 중 보조패턴(100)의 음각표면(105)을 녹여 내구성을 저하시키는 문제가 발생할 수 있다.However, the mixture sprayed in the form of a spray is usually added with a thinner having high volatility as a solvent, and the thinner is added in that the auxiliary pattern 100 of the present invention is composed of soft synthetic resin such as styrofoam. This may cause a problem of lowering durability by melting the intaglio surface 105 of the auxiliary pattern 100 during the thinner volatilization process.

이에 본 발명에서는 상기 요구 조건을 만족하는 동시에 상기 보조패턴(100)을 용해시키지 않도록 상기 스프레이 성형물(250)은 우레탄 접착제, 이소시아네이트기 말단 우레탄 예비중합체(Isocyanate-Terminated Urethane Prepolymer) 및 경화제를 포함되는 혼합물로 구성된다.Accordingly, in the present invention, the spray molding 250 is a mixture containing a urethane adhesive, an isocyanate-terminated urethane prepolymer and a curing agent so as to satisfy the above requirements and not dissolve the auxiliary pattern 100. It consists of.

상기 우레탄 접착제는 시너 대신 사용되는 용제로서 톨루엔이나 에틸아세테이트를 사용함으로써 보조패턴(100)의 음각표면(105)을 손상시키지 않는다.The urethane adhesive does not damage the intaglio surface 105 of the auxiliary pattern 100 by using toluene or ethyl acetate as a solvent used instead of thinner.

상기 이소시아네이트기 말단 우레탄 예비중합체는 상기 스프레이 성형물(250)의 주성분으로서, 주로 수분 경화형 반응성 폴리우레탄 핫멜트 접착제의 제조에 사용되는 물질이고, 우수한 접착 강도, 내마모성, 내수성, 내부식성이 강한 특징을 갖는다.The isocyanate-terminated urethane prepolymer is a main component of the spray molding 250, and is a material mainly used in the production of a moisture-curable reactive polyurethane hot melt adhesive, and has excellent adhesive strength, abrasion resistance, water resistance, and corrosion resistance.

상기 경화제로는 디에틸톨루엔디아민(diethyltoluenediamine)과 폴리옥시프로필렌디아민(polyoxypropylenediamine)이 사용되고, 상기 디에틸톨루엔디아민와 폴리옥시프로필렌디아민의 첨가비율에 따라 스프레이 성형물(250)의 응고속도가 결정된다.The curing agent is diethyltoluenediamine (diethyltoluenediamine) and polyoxypropylenediamine (polyoxypropylenediamine) is used, the solidification rate of the spray molding 250 is determined according to the addition ratio of the diethyltoluenediamine and polyoxypropylenediamine.

이때, 상기 폴리옥시프로필렌디아민의 첨가 비율이 높을수록 응고속도는 증가한다.At this time, the higher the addition ratio of the polyoxypropylene diamine, the higher the solidification rate.

따라서, 균일한 두께로 표면보강층(205)이 형성되기 위해서는 스프레이 성형물(250)이 분사 후 빠른 시간 내에 응고되는 것이 요구되므로, 디에틸톨루엔디아민와 폴리옥시프로필렌디아민의 첨가비율의 조절을 통해 온도와 습도에 의해 달라지는 적정 응고속도(바람직하게는 1 ~ 2분)를 확보할 수 있다. Therefore, in order to form the surface reinforcing layer 205 with a uniform thickness, the spray molding 250 is required to solidify within a short period of time after spraying, so temperature and humidity are controlled by adjusting the addition ratio of diethyltoluenediamine and polyoxypropylenediamine. It is possible to secure an appropriate solidification rate (preferably 1 to 2 minutes), which varies by.

다만, 응고속도가 증가할수록 급속 응고로 인해 표면보강층(205)의 표면에 미세 균열이 발생하게 되고 이로 인해 주물 표면이 거칠어지므로 이를 방지하기 위해 표면보강층(205)의 마감작업이 추가될 수 있다. However, as the solidification rate increases, a fine crack is generated on the surface of the surface reinforcing layer 205 due to rapid solidification, and as a result, the surface of the casting layer may be roughened, so a finishing operation of the surface reinforcing layer 205 may be added.

한편, 앞서 본 발명에서는 이형제(203)로서 실리콘 오일을 사용한다고 하였는데, 이는 이소시아네이트기 말단 우레탄 예비중합체가 공기 중의 수분에 의해 중합을 개시하여 경화된다는 점에 주목하여 이형제(203)로서 수용성 이형제 대신 유성 이형제인 실리콘 오일을 사용하는 것이다.On the other hand, in the present invention, it was said that silicone oil is used as the release agent 203, which is noted that the isocyanate group-terminated urethane prepolymer is cured by initiating polymerization by moisture in the air, and as a release agent 203, it is oily instead of a water-soluble release agent. A silicone oil, a release agent, is used.

즉, 실리콘 오일이 보조패턴(100)의 음각표면(105)에 도포된 상태에서 스프레이 성형물(250)의 분사 작업을 실시하면, 유성 분위기에 놓여 있는 음각표면(105)에 접촉되는 스프레이 성형물(250)은 그 후로 적층되는 부분보다 응고가 상대적으로 더디게 되므로 위와 같은 미세 균열이 발생하지 않게 된다.That is, when the spraying operation of the spray molding 250 is performed while the silicone oil is applied to the intaglio surface 105 of the auxiliary pattern 100, the spray molding 250 that comes into contact with the intaglio surface 105 placed in the oily atmosphere ), since the solidification is relatively slower than the parts to be stacked thereafter, such microcracks are not generated.

본 발명은 이러한 스프레이 성형물(250)의 구성으로 인하여 분사 후 경화가 단시간(1 ~ 2분)에 이루어지므로, 종래의 어떠한 합성수지패턴 제작 방법보다도 패턴 제작 시간을 현저하게 단축할 수 있고, 이러한 기술적 특징으로 후술할 내부지지부(270)이나 단턱부(280) 형성 작업도 훨씬 용이해지게 된다.Since the present invention is cured after spraying for a short time (1 to 2 minutes) due to the configuration of such a spray molding 250, it is possible to significantly shorten the pattern production time than any conventional synthetic resin pattern production method, and this technical feature As a result, the operation of forming the inner support portion 270 or the stepped portion 280, which will be described later, becomes much easier.

상기 양각패턴 가공단계(S3)는 도 5에 도시된 바와 같이 표면보강층(205)이 형성된 보조패턴(100) 내의 공동부(103)에 채움재(207a)를 주입 응고시켜 내부채움부(207)를 형성하는 단계로서, 상기 채움재(207a)로는 폴리우레탄이 사용되고, 상기 공동부(103)에 내부채움부(207)가 형성됨으로써 본패턴(200)과 같은 양각형상의 패턴이 제작된다.In the embossed pattern processing step (S3), the filling material 207a is injected into the cavity portion 103 in the auxiliary pattern 100 on which the surface reinforcing layer 205 is formed, as shown in FIG. 5, and solidified to fill the inner filling portion 207. As a forming step, polyurethane is used as the filling material 207a, and an inner filling part 207 is formed in the cavity part 103 to produce an embossed pattern such as the main pattern 200.

상기 분리 완성단계(S4)는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 양각패턴 가공단계(S3)로부터 제작된 본패턴(200)을 보조패턴(100)으로부터 분리하고, 본패턴(200) 표면의 이물질을 제거하며 표면을 다듬는 마감작업을 수행함으로써 주조용 패턴의 제작을 완료한다.The separation completion step (S4) separates the main pattern 200 produced from the embossed pattern processing step (S3) from the auxiliary pattern 100, as shown in FIG. 6, and removes foreign substances on the surface of the main pattern 200. The removal and finishing of the surface is completed to produce the casting pattern.

이와 같은 방법으로 제작되는 주조용 패턴은 강도가 강한 스프레이 성형물(250)이 표면에 형성되어 있어 반복 사용에도 내구성이 유지된다. In the pattern for casting produced in this way, a strong strength spray molding 250 is formed on the surface, thereby maintaining durability even after repeated use.

다만, 주조용 패턴의 일부분인 폴리우레탄 재질의 내부채움부(207) 표면은 외부로 노출되어 있어 사용 과정에서 내부채움부(207) 표면에 흠집이 발생될 수 있으나, 이는 오히려 어느 일측 면에 정밀도를 요하지 않는 대형주물을 제작할 때 경제적으로 제작할 수 있어 유용하다.However, the surface of the inner filling portion 207 of the polyurethane material, which is a part of the casting pattern, is exposed to the outside, so that the surface of the inner filling portion 207 may be scratched in the process of use, but this is rather precise on one side. It is useful because it can be economically produced when manufacturing large castings that do not require.

물론, 주물 전체 표면의 정밀도를 요하거나 주조용 패턴의 내구성을 보다 향상시키고자 하는 경우에는, 다른 실시예로서 도 7에 도시된 바와 같이 양각패턴 가공단계(S3)에서 보조패턴(100) 내의 공동부(103)에 채움재(207a)를 주입할 때 공동부(103)를 완전히 채우지 않은 채 일정 깊이(d)를 남겨놓고, 그 후 다시 스프레이 성형물(250)을 분사하여 그 일정 깊이를 메움으로써 본패턴(200)의 표면 전체를 표면보강층(205)으로 형성하면 된다.Of course, if the precision of the entire surface of the casting is required or if the durability of the casting pattern is to be further improved, the cavity in the auxiliary pattern 100 in the embossed pattern processing step (S3) as shown in FIG. 7 is another embodiment. When injecting the filling material 207a into the portion 103, the cavity pattern 103 is not completely filled, leaving a certain depth d, and then spraying the spray molding 250 again to fill the predetermined pattern The entire surface of (200) may be formed of a surface reinforcement layer (205).

한편, 채움재(207a)의 강도 한계 또는 패턴 형상에 따라서는 대형의 본패턴(200)을 제작할 경우 본패턴(200)이 파손될 우려가 있는데, 본 발명에서는 또 다른 실시예로서 이러한 파손을 방지하기 위한 공정이 추가될 수 있다.On the other hand, depending on the strength limit or pattern shape of the filling material 207a, when the large-scale main pattern 200 is manufactured, the main pattern 200 may be damaged. In the present invention, as another embodiment, to prevent such damage Processes can be added.

구체적으로, 도 8에 도시된 바와 같이 내부채움부(207)의 중간에 스프레이 성형물(250)로 이루어지는 내부지지부(270)를 형성하는 것으로서, 먼저 양각패턴 가공단계(S3)에서 채움재(207a)를 일부만 주입한 상태에서 채움재(207a) 표면이 응고되면 그 표면에 스프레이 성형물(250)을 격자 형상으로 분사한다. Specifically, as shown in Figure 8 to form an inner support portion 270 made of a spray molding 250 in the middle of the inner filling portion 207, first, the filling material (207a) in the embossed pattern processing step (S3) When the surface of the filling material 207a solidifies in a partially injected state, the spray molding 250 is sprayed on the surface in a lattice shape.

다음으로 격자 형상으로 응고되어 내부지지부(270)가 형성되면 다시 채움재(207a)를 주입하는 과정이 수행되는데, 내부채움부(207) 내부에 내부지지부(270)가 복층 구조로 형성될 필요가 있을 경우에는 상기 과정을 반복하게 된다.Next, when the internal support 270 is formed by solidifying in a lattice shape, a process of injecting the filling material 207a again is performed. The internal support 270 may need to be formed in a multi-layer structure inside the internal filling 207. In this case, the above process is repeated.

표면보강층(205) 형성용 스프레이 성형물(250)을 이용하고 격자 형상과 같은 성형 작업이 용이한 분사 과정을 통함으로써 본패턴(200) 내부에 내부지지부(270)를 쉽게 형성할 수 있으므로, 기존의 대형 합성수지패턴 제작시 요구되는 별도의 보강 프레임 제작 작업 없이도 패턴의 파손 문제를 간단히 해결할 수 있다.Since the internal support 270 can be easily formed inside the main pattern 200 by using the spray molding material 250 for forming the surface reinforcement layer 205 and through an easy spraying process such as a lattice shape, the existing The problem of pattern breakage can be easily solved without the need for a separate reinforcing frame manufacturing operation required for manufacturing a large synthetic resin pattern.

한편, 대형패턴이 아닌 경우라도 도 9에 도시된 바와 같이 본패턴(200')이 오목부나 볼록부가 없는 단순 형상인 경우에는, 시간이 경과할수록 표면보강층(205')과 내부채움부(207')의 물성치(열팽창율) 차이로 인해, 표면보강층(205')과 내부채움부(207')의 접촉면 일부가 분리되어 심한 경우 표면보강층(205')과 내부채움부(207')가 상호 분리될 수 있는바, 이를 방지하기 위한 단턱부(280) 형성 공정이 더 추가될 수 있다. On the other hand, even if it is not a large pattern, as shown in FIG. 9, if the main pattern 200' has a simple shape without a concave portion or a convex portion, as time passes, the surface reinforcement layer 205' and the inner filling portion 207' ), due to the difference in physical properties (thermal expansion rate), part of the contact surface of the surface reinforcing layer 205' and the inner filling part 207' is separated, and in severe cases, the surface reinforcing layer 205' and the inner filling part 207' are mutually separated. As it can be, a stepped portion 280 forming process to prevent this may be further added.

상기 단턱부(280)는 일단이 표면보강층(205')에 연결되고 타단은 걸림턱(280a)을 갖는 형상으로 스프레이 성형물(250)을 분사 응고시킨 것으로서, 그 형성 공정은 상기 내부지지부(270) 형성 공정과 동일하며, 채움재(207a)가 응고되면 내부채움부(207')에 매몰된 상태에서 걸림턱(280a)이 표면보강층(205')과 내부채움부(207')의 분리를 억제하게 된다.The stepped portion 280 is one end of which is connected to the surface reinforcement layer 205' and the other end is formed by spray-solidifying the spray molding 250 in a shape having a locking step 280a, the forming process of which is the inner support portion 270 It is the same as the forming process, and when the filling material 207a solidifies, the locking jaw 280a suppresses the separation of the surface reinforcing layer 205' and the inner filling part 207' when buried in the inner filling part 207'. do.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, various modifications can be carried out by those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the spirit of the present invention.

100: 보조패턴
103: 공동부 105: 음각표면
200, 200': 본패턴
203: 이형제 205, 205': 표면보강층
207, 207': 내부채움부 250: 스프레이 성형물
270: 내부지지부 280: 단턱부100: auxiliary pattern
103: cavity 105: engraved surface
200, 200': main pattern
203: release agent 205, 205': surface reinforcement layer
207, 207': inner filling part 250: spray molding
270: internal support 280: stepped

Claims (6)

주조용 패턴 제조방법에 있어서,
주물의 형상 정보가 입력된 CNC 선반을 이용하되 연성의 합성수지 소재에 주물 형상을 갖는 공동부(103)를 음각하여 음각표면(105)이 내면에 형성된 보조패턴(100)을 제작하는 음각패턴 가공단계(S1);
상기 보조패턴(100)의 음각표면(105)에 이형제(203)를 도포한 다음 분사기구(S)를 이용하여 스프레이 성형물(250)을 분사 도포한 후 이를 응고시켜 표면보강층(205)을 형성하는 표면보강층 형성단계(S2);
상기 표면보강층(205, 205')이 형성된 보조패턴(100) 내의 공동부(103)에 채움재(207a)를 주입 응고시켜 내부채움부(207, 207')를 형성하여 본패턴(200, 200')을 제작하는 양각패턴 가공단계(S3); 및
상기 양각패턴 가공단계(S3)로부터 제작된 본패턴(200, 200')을 보조패턴(100)으로부터 분리하고, 상기 본패턴(200, 200') 표면의 마감작업을 수행하여 주조용 패턴의 제작을 완료하는 분리 완성단계(S4);
로 이루어지고,
상기 표면보강층(205)이 형성된 보조패턴(100) 내의 공동부(103)에 채움재(207a)를 주입하는 과정 중에 상기 스프레이 성형물(250)을 분사하고 응고시켜 내부지지부(270)를 더 형성하며,
상기 내부지지부(270)는 상기 내부채움부(207) 내부에 배치되도록 하는 것을 특징으로 하는 주조용 패턴 제조방법.In the method of manufacturing a pattern for casting,
An engraved pattern processing step of manufacturing a sub-pattern 100 having an engraved surface 105 formed on an inner surface by engraving a cavity 103 having a cast shape in a soft synthetic resin material using a CNC lathe with the casting shape information input. (S1);
A release agent 203 is applied to the intaglio surface 105 of the auxiliary pattern 100 and then spray-coated spray molding 250 using a spraying mechanism S to solidify it to form a surface reinforcement layer 205. Surface reinforcement layer forming step (S2);
By filling and solidifying the filling material 207a in the cavity portion 103 in the auxiliary pattern 100 in which the surface reinforcing layers 205 and 205' are formed, the inner filling portions 207 and 207' are formed to form the main patterns 200 and 200'. ) Embossed pattern processing step of manufacturing (S3); And
The main pattern (200, 200') produced from the embossed pattern processing step (S3) is separated from the auxiliary pattern (100), and the surface of the main pattern (200, 200') is finished to produce a casting pattern. Separation completion step (S4) to complete the;
Is made of,
During the process of injecting the filling material 207a into the cavity portion 103 in the auxiliary pattern 100 in which the surface reinforcing layer 205 is formed, the spray molding 250 is sprayed and solidified to further form the inner support portion 270,
The inner support portion 270 is a casting pattern manufacturing method characterized in that to be disposed inside the inner filling portion (207). 주조용 패턴 제조방법에 있어서,
주물의 형상 정보가 입력된 CNC 선반을 이용하되 연성의 합성수지 소재에 주물 형상을 갖는 공동부(103)를 음각하여 음각표면(105)이 내면에 형성된 보조패턴(100)을 제작하는 음각패턴 가공단계(S1);
상기 보조패턴(100)의 음각표면(105)에 이형제(203)를 도포한 다음 분사기구(S)를 이용하여 스프레이 성형물(250)을 분사 도포한 후 이를 응고시켜 표면보강층(205)을 형성하는 표면보강층 형성단계(S2);
상기 표면보강층(205, 205')이 형성된 보조패턴(100) 내의 공동부(103)에 채움재(207a)를 주입 응고시켜 내부채움부(207, 207')를 형성하여 본패턴(200, 200')을 제작하는 양각패턴 가공단계(S3); 및
상기 양각패턴 가공단계(S3)로부터 제작된 본패턴(200, 200')을 보조패턴(100)으로부터 분리하고, 상기 본패턴(200, 200') 표면의 마감작업을 수행하여 주조용 패턴의 제작을 완료하는 분리 완성단계(S4);
로 이루어지고,
상기 표면보강층(205')이 형성된 보조패턴(100) 내의 공동부(103)에 채움재(207a)를 주입하는 과정 중에 상기 스프레이 성형물(250)을 분사하고 응고시켜 단턱부(280)를 추가로 형성하며,
상기 단턱부(280)는 내부채움부(207') 내부에 배치되고 일단이 상기 표면보강층(205')에 연결되며 타단은 걸림턱(280a)을 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 주조용 패턴 제조방법.In the method of manufacturing a pattern for casting,
An engraved pattern processing step of manufacturing a sub-pattern 100 having an engraved surface 105 formed on an inner surface by engraving a cavity 103 having a cast shape in a soft synthetic resin material using a CNC lathe with the casting shape information input. (S1);
A release agent 203 is applied to the intaglio surface 105 of the auxiliary pattern 100 and then spray-coated spray molding 250 using a spraying mechanism S to solidify it to form a surface reinforcement layer 205. Surface reinforcement layer forming step (S2);
By filling and solidifying the filling material 207a in the cavity portion 103 in the auxiliary pattern 100 in which the surface reinforcing layers 205 and 205' are formed, the inner filling portions 207 and 207' are formed to form the main patterns 200 and 200'. ) Embossed pattern processing step of manufacturing (S3); And
The main pattern (200, 200') produced from the embossed pattern processing step (S3) is separated from the auxiliary pattern (100), and the surface of the main pattern (200, 200') is finished to produce a casting pattern. Separation completion step (S4) to complete the;
Is made of,
During the process of injecting the filling material 207a into the cavity portion 103 in the auxiliary pattern 100 in which the surface reinforcement layer 205' is formed, the stepped portion 280 is additionally formed by spraying and solidifying the spray molding 250 And
The stepped portion 280 is disposed inside the inner filling portion 207', one end is connected to the surface reinforcement layer 205', the other end is configured to have a locking jaw (280a) characterized in that the casting pattern manufacturing method . 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 이형제(203)로는 실리콘 오일이 사용되고,
상기 채움재(207a)로는 폴리우레탄이 사용되는 것을 특징으로 하는 주조용 패턴 제조방법.The method according to claim 1 or 2,
Silicone oil is used as the release agent 203,
A method of manufacturing a pattern for casting, characterized in that polyurethane is used as the filling material (207a). 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 스프레이 성형물(250)은 우레탄 접착제, 이소시아네이트기 말단 우레탄 예비중합체 및 경화제를 포함되는 혼합물로 구성되고,
상기 스프레이 성형물(250)은 응고시 응고된 상기 채움재(207a)보다 강도가 강한 것을 특징으로 하는 주조용 패턴 제조방법.The method according to claim 1 or 2,
The spray molding 250 is composed of a mixture containing a urethane adhesive, an isocyanate group terminated urethane prepolymer and a curing agent,
The spray molding 250 is a casting pattern manufacturing method characterized in that the solidification is stronger than the filling material (207a) solidified during solidification. 제4항에 있어서,
상기 경화제로는 디에틸톨루엔디아민과 폴리옥시프로필렌디아민이 사용되고,
상기 디에틸톨루엔디아민와 폴리옥시프로필렌디아민의 첨가비율의 조절을 통해 상기 스프레이 성형물(250)의 응고속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 주조용 패턴 제조방법.According to claim 4,
Diethyl toluene diamine and polyoxypropylene diamine are used as the curing agent,
The patterning method for casting, characterized in that by adjusting the addition ratio of the diethyl toluene diamine and polyoxypropylene diamine, the solidification rate of the spray molding 250 is controlled. 삭제delete
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