KR20030005630A - 금형의 주조방법 - Google Patents

Abstract

상형과 하형의 성형표면을 정밀가공하지 않고도 수지 적층작업을 통하여 표면 정밀도를 확보함과 동시에, 금형을 경량화할 수 있는 금형의 주조방법을 제공할 목적으로,

NC장비를 통하여 수지소재를 가공하여 상형 및 하형의 마스터 모텔(MASTER MODEL)을 제작하는 제1단계와; 상기 상형 및 하형 마스터 모델이 제작되면, 각각 그 제품 형상면인 성형표면을 전개하여 정밀하게 가공하는 제2단계와; 상기 정밀 가공된 상형 및 하형 마스터 모델을 이용하여 각각의 주형을 주물사로 제작하는 제3단계와; 상기 각각의 주형을 이용하여 주물 용탕을 주입하여 각 주형 내부의 캐비티를 채우는 제4단계와; 상기 각 주형 내부의 주물 용탕을 냉각시킨 후, 주형을 제거하고 상형 및 하형 금형을 취출하는 제5단계와; 상기에서 탈형된 상형 및 하형 금형에 제품두께를 보정하기 위한 시트왁스를 각 금형의 가장자리에 부착하고, 각 금형의 일측에는 수지 강제주입구를 가공하며, 각 금형의 제품 형상면에는 그 표면에 적층될 수지의 장착성을 유지하기 위한 태핑 스크류를 장착하는 제6단계와; 상기에서 태핑 스크류까지 장착된 상형 및 하형 금형은 상기 NC장비에 의해 정밀 가공된 하형 및 상형 마스터 모델과 각각 연결하여 상기 6단계에서 시트왁스에 의해 상기 각각의 금형과 마스터 모델 사이에 확보되는 공간부로 용융수지를 상기 수지 강제주입구를 통하여 강제 주입하여 금형표면에 적층시키는 제7단계와; 상기에서 각 금형에 적층된 수지를 냉각시킨 후, 상형 및 하형 금형으로부터 각각의 하형 및상형 마스터 모델을 분리하여 수지 적층면을 갖는 금형으로 탈형하는 제8단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금형의 주조방법을 제공한다.

Description

금형의 주조방법{DIE CASTING METHOD}

본 발명은 금형의 주조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상형과 하형의 성형표면을 정밀가공하지 않고도 표면 정밀도를 확보함과 동시에, 금형을 경량화할 수 있는 금형의 주조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 주조(casting)는 주물을 만들기 위하여 실시되는 작업으로 주물의 설계, 주조 방안의 작성, 모형(模型)의 작성, 용탕의 용해 및 주입, 제품으로의 끝손질 등의 순서로 진행된다.

우선, 만들려고 하는 제품에 대한 주조방법은 주형(鑄型)을 어떻게 설계하여조합할 것인가가 중요한 문제인데, 원칙적으로는 코어(core:中型)를 가급적 사용하지 않고 되도록 전체를 2분할(二分割)하여 고안하는 것이 바람직하며, 제품에 기포(氣泡), 개재물(介在物)의 혼입, 응고시의 부피감소로 인한 균열의 발생, 유동성(流動性) 부족으로 용탕이 구석구석까지 돌아가지 못하여 부분적인 결함 등이 발생하지 않도록 고안되어야 한다.

상기 주형의 재료로서는 모래, 금속 등이 있는데, 제품의 제조 개수의 다소, 요구되는 치수정밀도, 제품의 모양 등을 고려하여 적당히 선정하게 된다.

도 3은 종래 기술에 의한 금형의 주조방법을 나타낸 각 공정별 블록도이고, 도 4는 종래 기술에 따른 금형의 주조순서를 개략적으로 도시한 각 단계별 구성도로서, 종래 금형의 주조방법의 일례를 살펴보면, 먼저, NC장비를 통하여 마스터 모텔(51,MASTER MODEL)을 제작한다. 즉, 제작할 금형의 3차원 설계 데이터에 따라 수지소재를 가공하여 제품형상의 마스터 모델(51)을 제작하게 되는 것이다.(S110)

이와 같이, 마스터 모델(51)이 제작되면, 고 팽창용 석고를 이용하여 상기 제품형상을 갖는 상형(53)을 가제작하고(S120), 이와 같이 가제작된 상형(53)을 뒤집어 상형(51)의 제품 형상면(55)에 대하여 수축 및 팽창의 변화가 전혀없는 저 팽창용 석고인 소석고로 하형(57)을 제작하게 된다.(S130)

이와 같이, 소석고 하형(57)을 제작한 후에는 양호한 품질의 제품을 성형하기 위하여 상기 소석고 하형(57)의 제품 형상 표면을 가공함과 동시에, 시트왁스작업을 통하여 제품의 두께 보정치 작업을 수행하게 되며(S140), 이어서 상기 소석고 하형(57)을 뒤집어 놓고, 이 소석고 하형(57)의 제품 형상면(59)에 대하여 수축 및팽창의 변화가 전혀없는 저 팽창용 석고인 소석고로 상형(61)을 제작하게 된다.(S150)

그 다음은 상기에서 제작된 소석고 상형(61) 및 소석고 하형(57)을 이용하여 각각의 주형(63,65)을 주물사로 제작하게 되며(S160), 이 주형(63,65)을 이용하여 아연 주물용탕을 주입하여 주형 내부의 캐비티(67,69)를 채우게 된다(S170).

그리고 상기 주형(63,65) 내부의 주물용탕을 냉각시킨 후, 주형(63,65)을 제거하고 금형(71,73)을 취출하여 금형(71,73)의 제품 형상면(75,77)을 사상가공하여 표면 정밀도을 확보하여 금형 주조의 제작단계을 이루게 되는 것이다(S180).

그러나 상기와 같은 종래 기술에 의한 금형의 주조방법에 의하면, 상형과 하형의 제품 형상면인 아연재질의 성형표면을 반드시 정밀가공하여 표면 정밀도를 확보하여야만 양호한 품질의 제품을 생산할 수 있으며, 성형표면이 아연재질로 이루어짐에 따른 금형의 중량이 많이 나간다는 단점이 있는 것이다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 단점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 상형과 하형의 성형표면을 정밀가공하지 않고도 수지 적층작업을 통하여 표면 정밀도를 확보함과 동시에, 금형을 경량화할 수 있는 금형의 주조방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 금형의 주조방법을 나타낸 각 공정별 블럭도이다.

도 2는 본 발명에 따른 금형의 주조순서를 개략적으로 도시한 각 단계별 구성도이다.

도 3은 종래 기술에 의한 금형의 주조방법을 나타낸 각 공정별 블록도이다.

도 4는 종래 기술에 따른 금형의 주조순서를 개략적으로 도시한 각 단계별 구성도이다.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위하여 본 발명에 따른 금형의 주조방법은, NC장비를 통하여 수지소재를 가공하여 상형 및 하형의 마스터 모텔(MASTERMODEL)을 제작하는 제1단계와; 상기 상형 및 하형 마스터 모델이 제작되면, 각각 그 제품 형상면인 성형표면을 전개하여 정밀하게 가공하는 제2단계와; 상기 정밀 가공된 상형 및 하형 마스터 모델을 이용하여 각각의 주형을 주물사로 제작하는 제3단계와; 상기 각각의 주형을 이용하여 주물 용탕을 주입하여 각 주형 내부의 캐비티를 채우는 제4단계와; 상기 각 주형 내부의 주물 용탕을 냉각시킨 후, 주형을 제거하고 상형 및 하형 금형을 취출하는 제5단계와; 상기에서 탈형된 상형 및 하형 금형에 제품두께를 보정하기 위한 시트왁스를 각 금형의 가장자리에 부착하고, 각 금형의 일측에는 수지 강제주입구를 가공하며, 각 금형의 제품 형상면에는 그 표면에 적층될 수지의 장착성을 유지하기 위한 태핑 스크류를 장착하는 제6단계와; 상기에서 태핑 스크류까지 장착된 상형 및 하형 금형은 상기 NC장비에 의해 정밀 가공된 하형 및 상형 마스터 모델과 각각 연결하여 상기 6단계에서 시트왁스에 의해 상기 각각의 금형과 마스터 모델 사이에 확보되는 공간부로 용융수지를 상기 수지 강제주입구를 통하여 강제 주입하여 금형표면에 적층시키는 제7단계와; 상기에서 각 금형에 적층된 수지를 냉각시킨 후, 상형 및 하형 금형으로부터 각각의 하형 및 상형 마스터 모델을 분리하여 수지 적층면을 갖는 금형으로 탈형하는 제8단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 금형의 주조방법을 나타낸 각 공정별 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 금형의 주조순서를 개략적으로 도시한 각 단계별 구성도로서,본 발명에 따른 금형의 주조방법은, 먼저, NC장비를 이용하여 수지소재의 판수지를 가공하여 금형의 상형 마스터 모텔(3, MASTER MODEL) 및 하형 마스터 모텔(1)을 각각 제작하게 된다.(S10)

이와 같이, NC장비에 의해 제작된 상기 상형 및 하형 마스터 모델(3,1)은 그 제품 형상면인 성형표면(7,5)을 전개하여 정밀 가공툴을 이용하여 정밀하게 가공처리하게 된다.(S20)

그리고 상기에서 그 성형표면(7,5)이 정밀 가공처리된 상형 및 하형 마스터 모델(3,1)을 이용하여 주물사로 각각의 주형(11,9)을 제작하고(S30), 상기 각각의 주형(11,9)을 이용하여 주물 용탕을 주입하여 각 주형 내부의 캐비티(15,13)를 채우게 된다.(S40)

이때, 상기 주물 용탕은 아연을 용융하여 이루어지는 아연 용탕으로 하며, 이 아연 용탕이 상기 각 주형의 캐비티(15,13) 내부에서 채워진 상태로 냉각되면, 상기 각각의 주형(11,9)을 제거하고 상형 금형(19) 및 하형 금형(17)을 취출하는 탈형과정을 거치게 된다.(S50)

이렇게 탈형된 상형 금형(19) 및 하형 금형(17)에는 각각에 제품두께를 보정하기 위한 시트왁스(21)를 각 금형(19,17)의 가장자리에 부착하고, 각 금형(19,17)의 일측에는 각 수지 강제주입구(25,23)를 외부 일측에서 제품 성형면(29,27) 일측까지 연결하여 가공한다.

또한, 각 금형(19,17)의 상기 제품 형상면(29,27)에는 그 표면에 적층될 수지의 장착성을 유지하기 위한 다수개의 태핑 스크류(31)를 전체면에 걸쳐 체결 장착하게 된다.(S60)

상기에서 태핑 스크류(31)까지 장착된 상형(19)과 하형(17)은 상기 NC장비에 의해 정밀 가공된 하형 마스터 모델(1)과 상형 마스터 모델(3)에 각각 연결하여 상기에서 시트왁스(21)에 의해 상기 각각의 금형(19,17)과 마스터 모델(1,3) 사이에 확보되는 공간부(33)로 용융수지를 수지 강제주입구(25,23)를 통하여 강제 주입하여 성형표면에 수지를 적층시키게 된다.(S70)

그리고 상기에서 각 금형(17,19)에 적층된 수지를 냉각시킨 후, 하형(17)과 상형(19)에 연결된 상형 마스터 모델(3)과 하형 마스터 모델(1)을 각각 분리하여 수지 적층면(35,37)을 갖는 하형(17) 및 상형(19)으로 탈형하게 된다.(S80)

이때, 상기 수지 적층면(35,37)은 10mm정도의 두께를 갖는 것이 바람직하며, 이에 한정되는 것은 아니다.

따라서, 본 발명에 따른 금형의 주조방법에 의하면, 종래 금형의 상형과 하형의 제품 형상면인 아연재질의 성형표면을 제거하고, 이 부분에 해당하는 성형표면을 일정 두께만큼 수지재질의 제품 형상면을 갖는 수지 적층면(35,37)으로 구성하여 성형표면의 정밀도를 확보할 수 있게 됨으로, 양호한 품질의 제품을 생산하기 위하여 성형표면의 정밀가공단계를 별도로 거칠 필요가 없게 된다.

또한, 성형표면이 수직 적층면(35,37)으로 이루어지는 체적만큼의 금형의 중량을 배제할 수 있게 됨으로, 금형을 경량화할 수 있는 이점이 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 금형의 주조방법에 의하면, 금형의 상형과 하형의 성형표면을 정밀가공하지 않고도 수지를 이용한 금형의 성형표면을 형성하는 수지 적층작업을 통하여 성형표면의 정밀도를 간단하게 확보함과 동시에, 수지가 적층된 만큼의 금형을 경량화할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 금형의 주조방법에 있어서,

   NC장비를 통하여 수지소재를 가공하여 상형 및 하형의 마스터 모텔(MASTER MODEL)을 제작하는 제1단계와;

   상기 상형 및 하형 마스터 모델이 제작되면, 각각 그 제품 형상면인 성형표면을 전개하여 정밀하게 가공하는 제2단계와;

   상기 정밀 가공된 상형 및 하형 마스터 모델을 이용하여 각각의 주형을 주물사로 제작하는 제3단계와;

   상기 각각의 주형을 이용하여 주물 용탕을 주입하여 각 주형 내부의 캐비티를 채우는 제4단계와;

   상기 각 주형 내부의 주물 용탕을 냉각시킨 후, 주형을 제거하고 상형 및 하형 금형을 취출하는 제5단계와;

   상기에서 탈형된 상형 및 하형 금형에 제품두께를 보정하기 위한 시트왁스를 각 금형의 가장자리에 부착하고, 각 금형의 일측에는 수지 강제주입구를 가공하며, 각 금형의 제품 형상면에는 그 표면에 적층될 수지의 장착성을 유지하기 위한 태핑 스크류를 장착하는 제6단계와;

   상기에서 태핑 스크류까지 장착된 상형 및 하형 금형은 상기 NC장비에 의해 정밀 가공된 하형 및 상형 마스터 모델과 각각 연결하여 상기 6단계에서 시트왁스에 의해 상기 각각의 금형과 마스터 모델 사이에 확보되는 공간부로 용융수지를 상기 수지 강제주입구를 통하여 강제 주입하여 금형표면에 적층시키는 제7단계와;

   상기에서 각 금형에 적층된 수지를 냉각시킨 후, 상형 및 하형 금형으로부터 각각의 하형 및 상형 마스터 모델을 분리하여 수지 적층면을 갖는 금형으로 탈형하는 제8단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금형의 주조방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 주물 용탕은

   아연 용탕으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금형의 주조방법.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 수지 적층면은

   그 두께가 10mm로 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금형의 주조방법.