KR19990086298A - 시제품의 정밀주조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시제품의 정밀주조 방법에 관하여 개시하는 것으로서, 정밀 주조품 등 제품의 도면과 소정의 가공기계를 이용하여 최초의 제품 견본품을 생성하는 마스터 제작단계(S22); 상기 마스터의 외주면에 소정의 소재를 경화시키고 적절히 분할한 후 마스터를 제거하여 최초의 주형을 생성하는 간이형 제작단계(S23); 상기 간이형의 내부에 용융 수지를 주입하여 제품과 동일한 최종의 견본품을 생성하는 왁스모형 제작단계(S24); 그리고 상기 왁스모형을 이용하여 제품을 성형하기 위한 최종의 주형을 생성하는 로스트 왁스 공정 단계(S25)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이에 따라 각종 제품에 사용되는 정밀 주조품을 양산하기 전에 금형의 사용을 배제하는 간단한 공정으로 시제품이 제작되도록 하여 제품개발에 소요되는 기간 및 비용을 줄이는 효과가 있다.

Description

시제품의 정밀주조 방법

본 발명은 시제품의 정밀주조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각종 제품에 사용되는 정밀 주조품을 양산하기 전에 간단한 공정으로 시제품이 제작되도록 하여 제품개발에 소요되는 기간 및 비용을 줄이는 시제품의 정밀주조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 항공기, 자동차, 방산장비, 가전제품 등의 산업 전 분야에 널리 사용되는 정밀 주조품을 제작하기 위해 금형의 제작이 필연적으로 수반된다. 첨부된 도 1은 종래에 시제품을 제작하는 공정의 흐름을 나타내는 블록도로서, 시제품의 도면을 생성하는 단계(S11)와, 도면을 이용하여 금형을 설계하는 단계(S12)와, 설계를 이용하여 금형을 제작하는 단계(S13)와, 금형을 이용하여 왁스모형을 제작하는 단계(S14)와, 왁스모형을 이용하여 로스트 왁스(Lost-Wax) 공정으로 주형을 제작하는 단계(S15)와, 주형을 이용하여 정밀 주조품을 완성하는 단계(S16) 등으로 이루어진다.

참고적으로 로스트 왁스 공정은 금형에서 제작된 제품 형상의 왁스모형에 미세한 세라믹 가루액을 두껍게 도포한 후 가열하면 외부 세라믹이 소성되어 주형으로 되는 동안 내부의 왁스모형은 녹아서 게이트부로 배출된다. 이러한 세라믹 주형에 용융금속을 주입하고 적절히 냉각한 다음 세라믹 주형에 충격을 가하여 파손시키면 제품을 인출할 수 있다.

그런데 정밀 주조품이 양산에 적용되기 전에 설계의 적절함을 검토하기 위해 시제품을 제작하는 과정에서 금형을 제작함에 따라 상당한 개발 기간이 소요된다. 비록 설계에 많은 노력을 기울이더라도 시제품은 수차례 수정되는 것이 통례이고 그때마다 금형을 수정하거나 새로 제작해야 하기 때문에 개발 기간과 비용의 증가를 초래하는 폐단이 있다.

이에 따라 본 발명은 상기한 폐단을 해소하기 위한 것으로서, 각종 제품에 사용되는 정밀 주조품을 양산하기 전에 금형의 사용을 배제하는 간단한 공정으로 시제품이 제작되도록 하여 제품개발에 소요되는 기간 및 비용을 줄이는 시제품의 정밀주조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1은 종래에 시제품을 제작하는 공정의 흐름을 나타내는 블록도,

도 2는 본 발명에 따른 시제품을 제작하는 공정의 흐름을 나타내는 블록도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

S11∼S16: 공정단계(종래) S21∼S26: 공정단계(본 고안)

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 정밀 주조품 등 제품의 도면과 소정의 가공기계를 이용하여 최초의 제품 견본품을 생성하는 마스터 제작단계(S22); 상기 마스터의 외주면에 소정의 소재를 경화시키고 적절히 분할한 후 마스터를 제거하여 최초의 주형을 생성하는 간이형 제작단계(S23); 상기 간이형의 내부에 용융 수지를 주입하여 제품과 동일한 최종의 견본품을 생성하는 왁스모형 제작단계(S24); 그리고 상기 왁스모형을 이용하여 제품을 성형하기 위한 최종의 주형을 생성하는 로스트 왁스 공정 단계(S25)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하는 바, 도 2는 본 발명에 따른 시제품을 제작하는 공정의 흐름을 나타내는 블록도가 도시된다.

본 발명에 따르면 종래와 같이 정밀 주조품 등 제품의 도면을 생성하는 단계(S21)에 이어 그 도면과 소정의 가공기계를 이용하여 최초의 제품 견본품을 생성하는 마스터 제작단계(S22)를 지닌다. 가공기계는 RP(Rapid Prototype)장비나 NC장비를 이용하는데 제품의 형상이 복잡하지 않다면 수제작하는 것도 가능하다. 마스터 제작단계(S22)에서 제작된 견본품은 실제 성능시험에 적용하는 것이 가능하기 때문에 설계에 오류가 있는 상태로 후 공정을 불필요하게 진행하는 손실을 사전에 방지할 수 있다.

또, 본 발명에 따르면 상기 마스터의 외주면에 소정의 소재를 경화시키고 적절히 분할한 후 마스터를 제거하여 최초의 주형을 생성하는 간이형 제작단계(S23)를 지닌다. 이때 간이형 제작단계(S23)는 실리콘이나 에폭시를 사용하여 주형을 생성하는데 마스터의 외주면에 실리콘이나 에폭시를 채우고 경화시킨다. 실리콘이나 에폭시의 경화가 완료되면 임의의 파팅라인을 선정하여 분리한 후 마스터를 인출하여 간이형을 완성할 수 있다.

이에 따라 종래와 같이 금형을 설계하는 단계(S12)와 금형을 제작하는 단계(S13)는 생략하는 것이 가능하다. 종래의 금형 설계단계(S12)와 금형 제작단계(S13)에서 수개월이 소요되던 것을 수일 내에 간이형을 완성하는 것으로 대체할 수 있게 된다. 예컨대 항공기 임펠러를 제작하는 경우 종래에는 3∼5개월에 4000만원 정도 소요되던 것을 본 발명에 의하면 10일에 1000만원 정도로 개선할 수 있다.

또, 본 발명에 따르면 상기 간이형의 내부에 용융 수지를 주입하여 제품과 동일한 최종의 견본품을 생성하는 왁스모형 제작단계(S24)를 거친다. 간이형을 사용하여 왁스모형을 제작하는 경우 진공 주입법, 가압 주입법, 상온 주입법 등 다양한 성형법을 적용할 수 있어 편리하다. 왁스모형 제작단계(S24)에서 완성되는 견본품은 마스터 제작단계(S22)에서 이미 수정이 완료된 상태이기 때문에 바로 다음 공정으로 진행하는 것이 가능하나 재차 수정할 기회도 가질 수 있다.

또, 본 발명에 따르면 상기 왁스모형을 이용하여 제품을 성형하기 위한 최종의 주형을 생성하는 로스트 왁스 공정 단계(S25)를 거친다. 본 공정에서는 전술한 바와 같이 왁스모형에 미세한 세라믹 가루액을 두껍게 도포한 후 가열하여 외부 세라믹이 소성되면 용융된 왁스모형을 배출하고 세라믹 주형을 완성한다.

이후 상기 세라믹 주형에 용융금속을 주입하고 적절히 냉각한 다음 세라믹 주형에 충격을 가하여 파손시키는 정밀 주조품 완성단계(S26)도 종래와 동일하게 진행하는 것이 가능하다.

본 발명의 방법에 의해 시제품이 완성되고 성능에 문제가 없다고 판단되면 왁스모형에서 확정되는 데이터를 이용하여 도 1의 단계(S11∼S16)를 거쳐 양산품이 제작되도록 하는데 금형을 수정하는 과정을 배제할 수 있다.

이상의 구성 및 작용을 지니는 본 발명에 따른 시제품의 정밀주조 방법은 각종 제품에 사용되는 정밀 주조품을 양산하기 전에 금형의 사용을 배제하는 간단한 공정으로 시제품이 제작되도록 하여 제품개발에 소요되는 기간 및 비용을 줄이는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 정밀 주조품 등 제품의 도면과 소정의 가공기계를 이용하여 최초의 제품 견본품을 생성하는 마스터 제작단계;

   상기 마스터의 외주면에 소정의 소재를 경화시키고 적절히 분할한 후 마스터를 제거하여 최초의 주형을 생성하는 간이형 제작단계;

   상기 간이형의 내부에 용융 수지를 주입하여 제품과 동일한 최종의 견본품을 생성하는 왁스모형 제작단계; 그리고

   상기 왁스모형을 이용하여 제품을 성형하기 위한 최종의 주형을 생성하는 로스트 왁스 공정 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 시제품의 정밀주조 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 간이형 제작단계는 실리콘이나 에폭시를 사용하여 주형을 생성하는 것을 특징으로 하는 시제품의 정밀주조 방법.