KR19980066885A - 정밀주조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정밀주조 방법에 관한 것으로서, 특히 NC(Numeric Control: 수치제어) 가공 및 모조품(Mock-up) 제작기법을 이용한 정밀주조 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 정밀주조 방법에 있어서, 3차원으로 제품을 설계한 과정; 제품모델링 형상에 왁스수축률을 반영하여 왁스 Mock-up을 제작하는 과정; 쇳물을 주입하는 통로 패턴을 조립하는 과정; 상기 왁스 Mock-up과 패턴의 외부를 내화물로 조형하는 과정; 상기 내화물 안쪽의 왁스를 제거하는 과정; 및 상기 내화물에 쇳물을 주입하여 주조하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

상술된 바와 같이 본 발명에 의하면 설계변경에 따른 종래의 금형수정 및 재제작 공정을 절삭 가공 왁스제작 공정으로 대체함으로써 신속하게 변경된 사양을 적용할 수 있고 금형제작에서 발생되는 공차와 왁스수축률에 따른 누적공차를 절삭 가공 왁스제작 공정에서만 관리하면 되므로 공차관리가 편리하다. 또한, 설계에서 개발품 제작 및 양산 제품 제작까지 3차원 데이터로 일관된 관리가 가능함으로 설계에서 양산까지 동일한 품질을 유지할 수 있다.

Description

정밀주조 방법

본 발명은 정밀주조 방법에 관한 것으로서, 특히 NC(Numeric Control: 수치제어) 가공 및 모조품(Mock-up) 제작기법을 이용한 정밀주조 방법에 관한 것이다.

종래의 정밀주조 방법은 금형을 제작하고, 금형에서 사출된 파라핀계열의 왁스(Wax)를 주조 패턴으로 사용하였다. 종래의 정밀주조 방법을 도 1의 흐름도를 참조하여 살펴보면, 2차원으로 제품을 설계하고(10), 2차원으로 설계된 제품에 따라 금형을 설계하여 금형을 제작하며(11), 제작된 금형에 왁스를 녹여 부어서 왁스패턴을 제작한다(12). 왁스패턴에 쇳물을 부어 넣는 통로를 붙이는 왁스로 패턴을 열로 융착하여 붙이는 왁스패턴조립작업(13)을 한 다음, 석회물과 규소가루를 번갈아 반복하여 왁스패턴에 묻히는 내화물조형작업(14)을 하고 제품과 동일하게 형성된규소 내화물내에 있는 왁스패턴을 녹여서 제거한 다음 규소 내화물내에 남아있는 일부 왁스를 태워서 제거하는 탈랍 및 소성작업한다(15). 설계된 제품과 동일한 형상을 이루는 상기 규소내화물에 쇳물을 부어 주조하는 방법을 사용하였다(16).

이러한 정밀주조 방법은 양산시에는 적당할지 모르나 개발단계에서 시험제작을 하는 경우에는 개발 특성상 설계변경이 될 가능성이 높기 때문에 설계변경시마다 금형을 수정하여야 되기 때문에 단시간내에 대처하기 힘들고 설계 수정 및 변경이 반복될수록 주조된 제품의 정밀도와 외관미려도가 좋지않는 결과가 초래되었다. 또한 중요 부위에 설계변경이 요구될 때는 새로운 금형을 제작하여야 하여야 되기 때문에 이에 소요되는 시간은 금형을 재제작하는 시간과 동일하게 많은 시간이 소요되었으며 개발완료 후 제품의 양산시점에서는 금형재질의 자연풀림현상과 산화 등으로 인해 양산단계에서는 거의 사용이 불가능한 경우도 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적과제는 설계변경에 따른 금형수정 및 재제작 공정을 수치제어 및 Mock-up 제작기법을 이용하여 왁스를 절삭가공하는 왁스제작공정으로 대체함으로써 시간과 금형유지 보수비용을 절감시키는 정밀주조 방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 종래의 정밀주조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 2는 본 발명에 따른 정밀주조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 정밀주조 방법에 있어서, 3차원으로 제품을 설계한 과정; 제품모델링 형상에 왁스수축률을 반영하여 왁스 Mock-up을 제작하는 과정; 쇳물을 주입하는 통로 패턴을 조립하는 과정; 상기 왁스 Mock-up과 패턴의 외부를 내화물로 조형하는 과정; 상기 내화물 안쪽의 왁스를 제거하는 과정; 및 상기 내화물에 쇳물을 주입하여 주조하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

또한, 상기 Mock-up을 제작하는 과정은 제품의 모델링을 절삭하기 용이하게 여러조각으로 나누는 과정; 상기 모델링 조각들에 따라 기계절삭가공이 가능한 주조용 왁스를 수치제어로 가공하는 과정; 및 가공된 각 조각들을 원래의 제품 형상으로 조립하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 정밀주조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 2에서, 3차원 CAD(Computer Aided Design)를 이용하여 제품을 모델링한다(20). 설계된 제품을 검토하여 수치제어로 가공하기 쉽게 모델링을 여러 조각으로 나눈다(21). 상기 각각 나누어진 모델링 조각들에 따라 기계절삭이 가능한 주조용 왁스를 수치제어가공한다. 또한 이때, 정밀주조시에 제품의 왁스수축률을 반영하여 원래의 치수보다 약간 크게 수치제어하여 가공한다(22). 수치제어된 각각의 조각들을 서로 열로 융착시켜 원래의 제품으로 조립한다(23).

설계된 원래의 제품으로 형성한 다음은 종래의 주조 방법과 동일하게 쇳물이 주입되는 패턴을 조립하고 규소로된 내화물로 조형한 다음 내화물내에 있는 왁스를 제거하고 주조한다(24 내지 27).

상술된 바와 같이 본 발명에 의하면 설계변경에 따른 금형수정 및 재제작 공정을 절삭 가공 왁스제작공정으로 대체함으로써 신속하게 변경된 사양을 적용할 수 있고 금형제작에서 발생되는 공차와 왁스 수축률에 따른 누적공차를 절삭 가공 왁스제작 공정에서만 관리하면 되므로 공차관리가 편리하다. 또한, 설계에서 개발품 제작 및 양산 제품 제작까지 3차원 데이터로 일관된 관리가 가능함으로 설계에서 양산까지 동일한 품질을 유지할 수 있다.

Claims (3)

1. 3차원으로 제품을 설계한 과정;

   제품모델링 형상에 주조수축률을 반영하여 왁스 Mock-up을 제작하는 과정;

   쇳물을 주입하는 통로 패턴을 조립하는 과정;

   상기 왁스 Mock-up과 패턴의 외부를 내화물로 조형하는 과정;

   상기 내화물 안쪽의 왁스를 제거하는 과정; 및

   상기 내화물에 쇳물을 주입하여 주조하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 정밀주조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 Mock-up을 제작하는 과정은

   제품의 모델링을 절삭하기 용이하게 여러조각으로 나누는 과정;

   상기 모델링 조각들에 따라 기계절삭가공이 가능한 주조용 왁스를 수치제어로 가공하는 과정; 및

   가공된 각 조각들을 원래의 제품 형상으로 조립하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 정밀주조 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 각 조각들을 원래의 제품 형상으로의 조립은 열에 의하여 융착시켜 조립함을 특징으로 하는 정밀주조 방법.