KR20070029813A - Gas permeable molds - Google Patents

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KR20070029813A
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KR1020077001597A
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지안신 리우
제프리 맥다닐엘
마이클 라이너슨
하워드 쿤
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엑스 원 코포레이션
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Abstract

Gas permeable molds and mold segments having open porosity (60) are disclosed. Blind vents (56) in the mold wall's (54) outside surface (52) allow for an uninterrupted molding surface (62) while enhancing the gas permeability provided by the open porosity (60). Methods of making such gas permeable molds include forming them from sintered material. Methods also include the use of solid free-form fabrication followed by sintering. Also disclosed are unitary structures (150), for use in EPS bead molding, having a steam chest portion (152) with gas impermeable walls (156) and a mold section (154) having a gas permeable mold wall (172) having open porosity (176), and, optionally, open and/or blind vents (180, 178). Methods for making such unitary structures (150) include the use of solid free-form fabrication. ® KIPO & WIPO 2007

Description

가스 투과성 몰드{GAS PERMEABLE MOLDS}Gas Permeable Mold {GAS PERMEABLE MOLDS}

본 발명은 가스 투과성 몰드와 이러한 가스 투과성 몰드를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a gas permeable mold and a method of making such a gas permeable mold.

몰드는, 성형 가능한 재료로부터 물품이 성형되는 몰드 공동을 함께 형성하는 2개 또는 그 이상의 대향하는 세그먼트로 구성된다. 가스 투과성 몰드는 성형 공정 중에 몰드 공동 내외로 가스가 흐르는 것을 허용하는 몰드이다. 전형적으로, 가스 흐름에 대한 몰드의 투과성은 성형면의 선택된 부분에 걸쳐 분포된 복수 개의 통기구를 몰드에 마련함으로써 달성된다. 예컨대, 발포 폴리스티렌("EPS")과 같은 발포 폴리머 비드로부터 물품을 제조하기 위한 몰드는 폴리머 비드가 더욱 팽창되어 함께 결합하게 되도록 몰드 내로 증기를 전달하는 복수 개의 통기구를 포함한다. 사출 성형 몰드는 사출 공정 중에 몰드로부터 빠져나가는 공기를 포립할 수 있는 통기구를 포함한다. 플라스틱 시트를 열성형하는 데에 사용되는 것과 같은 진공 성형 툴은, 이 툴과 플라스틱 시트 사이의 진공을 배출하기 위해 툴의 표면에 형성되는 통기구를 포함한다. The mold consists of two or more opposing segments that together form a mold cavity from which the article is molded from the moldable material. A gas permeable mold is a mold that allows gas to flow into and out of the mold cavity during the molding process. Typically, the permeability of the mold to gas flow is achieved by providing the mold with a plurality of vents distributed over selected portions of the forming surface. For example, a mold for making an article from foamed polymer beads, such as foamed polystyrene (“EPS”), includes a plurality of vents that deliver vapor into the mold such that the polymer beads are further expanded to bond together. The injection molding mold includes a vent that can enclose air exiting the mold during the injection process. Vacuum forming tools, such as those used to thermoform plastic sheets, include vents formed on the surface of the tool to evacuate the vacuum between the tool and the plastic sheet.

가스 투과성 몰드에 그러한 통기구를 형성하는 가장 일반적인 방식은 성형면에, 몇가지 타입의 천공 단계를 수행하는 것, 예컨대 어떤 기계적, 전기적, 광학적 또는 화학적 수단에 의한 펀칭 또는 드릴링을 수행하는 것이다. EPS 비드 몰드의 경우, 종래의 통기구 형성 방법은 주요 샤프트 직경이 약 0.16 cm 내지 약 0.64 cm인 견부형 구멍들을 드릴링하는 것으로 이루어진다. 이들 견부형 구멍을 드릴링하고 난 후, 슬롯이 있는 단부면을 갖는 원통형 하드웨어가 구멍 내로 억지 끼워맞춤되고, 다음에 성형면을 기계 가공하여 하드웨어가 성형면과 동일 평면이 되는 것을 보장한다. The most common way of forming such vents in a gas permeable mold is to perform some type of drilling step on the forming surface, such as by punching or drilling by any mechanical, electrical, optical or chemical means. In the case of EPS bead molds, a conventional vent forming method consists of drilling shoulder holes with a major shaft diameter of about 0.16 cm to about 0.64 cm. After drilling these shoulder holes, the cylindrical hardware with slotted end face is forcibly fit into the hole, and then the forming surface is machined to ensure that the hardware is coplanar with the forming surface.

종래의 통기구 형성 공정은 비용이 많이 들고 시간 소모적이었다. 더욱이, 종래의 통기구 형성 공정은 통기구를 형성하기 위해 사용되는 툴에 접근 가능한 영역에 통기구를 배치하는 것을 제한한다. 다른 접근 불가능한 영역에 통기구가 필요한 경우, 소정 영역에 접근할 수 있도록 물품을 분할하고, 분리된 섹션에 통기구 또는 통기구들을 형성한 후, 분리된 섹션을 다시 물품으로 재합체하는 것이 필요하다. 다른 결점은 성형면에 대한 통기구의 배향이, 채용되는 천공 기법과 개별 통기구가 배치되는 표면의 일부분의 접근도에 의해 제한된다는 것이다. 표면 형상이 굴곡되거나 또는 복잡하거나 또는 접근이 제한된 경우, 통기구는 최적 상태가 아닌 배향을 가질 수 있다. 레이저 또는 화학적 드릴링과 같은 기법이 사용되는 경우, 직경이 작은 유체 전달 통기구의 배향은 통상 물품의 표면에 대해 거의 수직으로 한정된다. Conventional vent forming processes are expensive and time consuming. Furthermore, conventional vent forming processes restrict the placement of vents in areas accessible to the tool used to form the vents. If venting is required in other inaccessible areas, it is necessary to divide the article so that it is accessible to a given area, form vents or vents in separate sections, and then reassemble the separated sections back into the article. Another drawback is that the orientation of the vent to the forming surface is limited by the drilling technique employed and the accessibility of the portion of the surface on which the individual vent is placed. If the surface shape is curved or complex or access is restricted, the vent may have an orientation that is not optimal. When techniques such as laser or chemical drilling are used, the orientation of the small diameter fluid delivery vents is usually defined almost perpendicular to the surface of the article.

당해 기술의 최근의 발달에 있어서, 공동 계류중인 Rynerson 등의 명의로 2003년 9월 11일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/501,981호와 제60/502,068호에 설명된 바와 같이 고체 자유 성형 공정(solid free-form fabrication)이 채용되어, 몰드 자체가 미립자 재료로부터 층형 방식으로 구성될 때 제위치에 형성되는 통기구를 갖는 가스 투과성 몰드가 제조된다. 본 명세서와 첨부된 청구 범위에서 사용되는 "고체 자유 성형 공정"이라는 용어는 유용한 3차원 물품을 제공하고, 분말로부터 한번에 1층씩 연속적으로 물품의 형상을 성형하는 단계를 포함하는 임의의 공정을 일컫는다. 고체 자유 성형 공정은 당업계에서는 또한 "층상 제조 공정(layered manufacturing process)"으로도 알려져 있다. 소량의 특정 물품을 제조하기 위해 한층씩 겹쳐쌓기 공정(layer-by-layer building process)이 사용될 때, 당업계에서는 고체 자유 제조 공정을 "급속 프로토타입핑 공정" 또는 "급속 제조"로도 일컫는다. 고체 자유 성형 공정은 물품의 물리적 및/또는 기계적 성질을 향상시키는 하나 또는 그 이상의 형상 성형 작업을 포함할 수 있다. 바람직한 고체 자유 성형 공정은 3차원 프린팅("3DP") 공정과 선택적 레이저 소결("SLS") 공정을 포함한다. 3DP 공정의 예는 2000년 3월 14일자로 발행된 Sachs 명의의 미국 특허 제6/036,777호에서 확인할 수 있다. SLS 공정의 예는 1991년 12월 31일자로 발행된 Bourell 등의 명의의 미국 특허 제5,076,896호에서 확인할 수 있다.In recent developments in the art, solid free molding processes, as described in US Patent Applications Nos. 60 / 501,981 and 60 / 502,068, filed September 11, 2003, in the name of co-pending Rynerson et al. Solid free-form fabrication is employed to produce a gas permeable mold having vents formed in place when the mold itself is constructed in a layered fashion from particulate material. As used herein and in the appended claims, the term “solid free forming process” refers to any process that includes providing a useful three-dimensional article and shaping the shape of the article continuously, one layer at a time, from the powder. Solid free forming processes are also known in the art as " layered manufacturing process. &Quot; When a layer-by-layer building process is used to produce a small amount of a particular article, the solid free manufacturing process is also referred to in the art as "rapid prototyping process" or "rapid manufacturing." The solid free forming process may include one or more shape forming operations that enhance the physical and / or mechanical properties of the article. Preferred solid free forming processes include three-dimensional printing ("3DP") processes and selective laser sintering ("SLS") processes. An example of a 3DP process can be found in US Pat. No. 6 / 036,777 to Sachs, issued March 14, 2000. An example of an SLS process can be found in US Pat. No. 5,076,896 to Bourell et al., Issued December 31, 1991.

최근의 다른 진보에 있어서, 종래의 통기구의 사용을 제거한 가스 투과성 몰드를 제조하는 기술이 개발되었다. 이들 몰드는 개기공(open porosity)을 지니고 부분적으로 소결재로 이루어진 블록으로부터 기계 가공된다. 본 명세서와 첨부된 청구 범위에서 사용되는 "개기공"이라는 용어는 재료를 통해 유체 소통하도록 상호 연결된 재료 내의 기공을 일컫는다. 이들 몰드 내의 개기공은 가스가 몰드벽을 통과해 몰드 공동 내외로 통과하게 한다. 성형면으로부터 통기구를 제거하는 것은 장점을 갖는다. 한가지 장점은 성형면의 통기구로 인해 초래되는 너브(nub) 또는 패턴이 이들 몰드로부터 제조되는 물품에 형성되지 않는다는 것이다. 다른 장점은 미립자 재료를 성형하는 공정, 예컨대 EPS 비드 성형에 있어서, 통기구 밖으로 흐르거나 통기구를 막히게 하는 미립자를 고려하지 않고, 임의의 크기의 미립자가 이용될 수 있다는 것이다.In other recent advances, techniques have been developed for producing gas permeable molds that eliminate the use of conventional vents. These molds are machined from blocks of open sintered material with open porosity. As used herein and in the appended claims, the term "open pore" refers to pores in a material that are interconnected to be in fluid communication through the material. Open pores in these molds allow gas to pass through the mold walls and into and out of the mold cavity. It is advantageous to remove the vent from the forming surface. One advantage is that no nubs or patterns resulting from the venting of the forming surface are formed in articles made from these molds. Another advantage is that in the process of molding the particulate material, such as forming EPS beads, particulates of any size may be used without considering the particulates flowing out of or blocking the vents.

이들 종래 기술의 개기공 몰드에 대한 결점은 이들 몰드의 가스 투과율이 주로 몰드벽의 두께, 기공의 양 및 조밀도에 의존한다는 것이다. 기공은 몰드를 약화시키기 때문에, 몰드벽의 두께는 고체 재료가 사용되는 경우에는 증가되어야 하지만, 이러한 증가된 벽 두께는 가스 투과율을 감소시킨다. 증가된 벽 두께를 보상하기 위해서, 기공의 양 및 조밀도가 증가될 수 있다. 어떤 용례에서는, 조작 가능한 강도와 투과율의 균형을 달성할 수 있지만, 다른 용례에서는 이것이 불가능하다. 또한, 조작 가능한 균형의 달성은 성형면에 있는 기공의 조밀도로 인해 성형면의 평활도를 잃게 할 수 있다. A drawback to these prior art open pore molds is that the gas permeability of these molds depends primarily on the thickness of the mold walls, the amount of pores and the density. Because the pores weaken the mold, the thickness of the mold wall must be increased when a solid material is used, but this increased wall thickness reduces gas permeability. To compensate for the increased wall thickness, the amount and density of pores can be increased. In some applications, a balance of operable strength and transmittance can be achieved, but in other applications this is not possible. In addition, achieving an operable balance can result in loss of smoothness of the molding surface due to the density of the pores in the molding surface.

본 발명은 매끄럽고 통기구가 없는 성형면을 지니고, 종래 기술의 방법에 부담을 주는 몰드벽 두께와, 개기공의 조밀도 및 양, 그리고 가스 투과율의 엄격한 상호 의존의 결점을 극복한 몰드 세그먼트와 가스 투과성 몰드를 포함한다. 이들 가스 투과성 몰드와 몰드 세그먼트는 개기공을 지닌 몰드벽을 구비하고, 개기공의 가스 투과율은 블라인드 통기구(blind vent)에 의해 제공되는 가스 투과율에 의해 증대된다. 본 명세서와 첨부된 청구 범위에서 사용되는 "블라인드 통기구"라는 용어는, 몰드벽의 외측면에 있는 함몰부로서, 이 함몰부에 인접한 영역의 몰드벽을 통한 가스 투과율의 실질적인 증가를 야기하는 함몰부를 일컫는다. 블라인드 통기구는 종래의 통기구와 유사한 크기 및 형상일 수 있으나, 반드시 종래의 통기구와 유사한 크기 및 형상일 필요는 없다. 그러나, 모든 경우에 있어서 블라인드 통기구는 성형면을 관통해 연장되지 않는다는 점에서 종래의 통기구와 상이하다.The present invention provides a mold segment and gas permeability that has a smooth, vent-free forming surface and overcomes the drawbacks of mold wall thickness, strict interdependent densities and amounts of open pores, and gas permeability, which burden the prior art methods. It includes a mold. These gas permeable molds and mold segments have a mold wall with open pores, and the gas permeability of the open pores is increased by the gas permeability provided by the blind vent. As used herein and in the appended claims, the term "blind vent" refers to a depression on the outer side of the mold wall, the depression causing a substantial increase in gas transmission through the mold wall in the region adjacent to the depression. It is called. The blind vent may be similar in size and shape to conventional vents, but need not necessarily be similar in size and shape to conventional vents. In all cases, however, the blind vents differ from conventional vents in that they do not extend through the forming surface.

블라인드 통기구의 사용은 몇가지 장점을 제공한다. 한가지 장점은 성형면이 연속적이고, 이에 따라 개방 통기구가 몰드의 성형면 또는 몰드 세그먼트와 교차하는 성형품의 표면에 너브나 통기구 패턴이 형성되는 문제를 회피할 수 있다는 것이다. 다른 장점은 블라인드 통기구를 사용함으로써 개기공의 조밀도가 감소되어 가스 투과율을 저하시키는 일없이 보다 매끄러운 성형면을 제공한다는 것이다. 세번째 장점은 블라인드 통기구를 사용함으로써 몰드벽 두께를 몰드 또는 몰드 세그먼트의 가스 투과율을 저하시키는 일 없이 증대시킬 수 있고, 이에 따라 종래 기술에서 가능한 개기공을 지닌 가스 투과성 몰드 및 몰드 세그먼트에 비해 보다 강력하고 보다 강성인 몰드 또는 몰드 세그먼트를 제공할 수 있다는 것이다. The use of blind vents offers several advantages. One advantage is that the molding surface is continuous, thereby avoiding the problem of a nub or venting pattern being formed on the surface of the molded article that intersects the molding surface or mold segment of the mold. Another advantage is that the use of blind vents reduces the density of open pores, providing a smoother forming surface without lowering the gas permeability. The third advantage is that the use of blind vents allows the mold wall thickness to be increased without lowering the gas permeability of the mold or mold segment, thus making it more powerful and more robust than gas permeable molds and mold segments with open pores possible in the prior art. It is possible to provide a more rigid mold or mold segment.

본 발명은 그러한 가스 투과성 몰드와 몰드 세그먼트를 제조하는 방법도 또한 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 그러한 방법은 고체 자유 성형 공정 중에 몰드 또는 몰드 세그먼트 내에 블라인드 통기구가 형성되는, 개기공을 지닌 몰드 세그먼트 및 가스 투과성 몰드를 구성하기 위한 고체 자유 성형 공정 및 소결을 이용하는 것을 포함한다. 본 발명은 또한 몰드 또는 몰드 세그먼트가 개기공을 지닌 소결된 블럭으로부터 제조되고 하나 또는 그 이상의 블라인드 개구가 몰드 또는 몰드 세그먼트의 외측면에 형성되는 실시예를 포함한다.The present invention also includes methods for making such gas permeable molds and mold segments. In a preferred embodiment of the invention, such a method utilizes a solid free forming process and sintering to construct a gas permeable mold segment and a gas permeable mold in which blind vents are formed in the mold or mold segment during the solid free molding process. Include. The invention also includes embodiments in which the mold or mold segment is made from a sintered block having open pores and one or more blind openings are formed in the outer surface of the mold or mold segment.

본 발명은 가스 투과성 EPS 몰드 세그먼트가 증기실을 구비하는 단일 구조체의 일부분인 실시예도 또한 포함한다. 증기실은 가스 투과성 EPS 몰드 세그먼트를 둘러싸는 플리넘(plenum)이다. 증기실은 가스를 선택적으로 증기실의 공동 내외로 전달하는 하나 또는 그 이상의 포트를 포함하고, 증기실의 벽 자체는 가스 불투과성이다. 그러나, 가스 투과성 EPS 몰드 세그먼트는 개기공을 갖는다. 가스 투과성 EPS 몰드 세그먼트의 가스 투과율은, 개방 또는 블라인드 통기구 또는 이들 양자의 조합일 수 있는 하나 또는 그 이상의 통기구에 의해 증가될 수 있지만, 반드시 그럴 필요는 없다. 본 명세서와 첨부된 청구 범위에서 사용되는 "개방 통기구(open vent)"라는 구문은 몰드의 외측면에서 몰드의 성형면까지 몰드벽을 관통하여 연속적으로 연장되는 통기구를 일컫는다. 본 발명은 고체 자유 성형 공정에 의해 형성되는 단일 구조체를 제조하는 방법도 또한 포함한다. 그러한 방법에 있어서, 증기실은 응고액을 침투시킴으로써 가스 불투과성으로 제조된다. 본 발명의 단일 구조체의 실시예는 성형 공정 중에 직면하게 되는 외측 방향 힘과 내측 방향 힘 양자에 대하여 가스 투과성 몰드를 강화시키기 위해 증기실을 이용하는 장점을 갖는다. 이와 달리, 증기실은 가스 투과성 몰드 세그먼트와 일체형이 아닌 경우에는 단지 외측 방향 힘에 대하여 가스 투과성 몰드 세그먼트를 보강할 수 있다.The invention also includes embodiments in which the gas permeable EPS mold segment is part of a unitary structure having a vapor chamber. The vapor chamber is a plenum surrounding the gas permeable EPS mold segment. The steam room includes one or more ports that selectively deliver gas into and out of the cavity of the steam room, and the walls of the steam room themselves are gas impermeable. However, the gas permeable EPS mold segment has open pores. The gas permeability of the gas permeable EPS mold segment may be increased by one or more vents, which may be open or blind vents, or a combination of both, but need not be so. As used in this specification and the appended claims, the phrase “open vent” refers to a vent that extends continuously through the mold wall from the outer side of the mold to the forming surface of the mold. The invention also includes a method of making a unitary structure formed by a solid free forming process. In such a method, the vapor chamber is made gas impermeable by infiltrating the coagulating liquid. Embodiments of the unitary structure of the present invention have the advantage of using a vapor chamber to reinforce the gas permeable mold against both outward and inward forces encountered during the molding process. Alternatively, the vapor chamber may reinforce the gas permeable mold segment only against outward forces when it is not integral with the gas permeable mold segment.

첨부 도면을 참고함으로써 본 발명의 특징 및 장점의 중요성을 보다 잘 이해할 것이다. 그러나, 첨부 도면은 단지 예시만을 목적으로 구성된 것으로, 본 발명을 한계를 한정하는 것이 아니라는 것을 이해해야 한다. Reference will be made to the accompanying drawings in order to better understand the importance of the features and advantages of the present invention. It is to be understood, however, that the appended drawings are merely for illustrative purposes and do not limit the invention.

도 1은 종래 기술의 EPS 비드 몰드 시스템의 개략적인 단면도.1 is a schematic cross-sectional view of a prior art EPS bead mold system.

도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스 투과성 몰드의 일부분의 평면도.2A is a plan view of a portion of a gas permeable mold in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 2b는 도 2a에 도시한 가스 투과성 몰드의 몰드벽의 단면도.FIG. 2B is a sectional view of a mold wall of the gas permeable mold shown in FIG. 2A.

도 3a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다양한 기하학적 형상의 블라인드 통기구를 갖는 가스 투과성 몰드의 일부분의 평면도.3A is a plan view of a portion of a gas permeable mold having blind vents of various geometries in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 3b는 면 3B-3B를 따라 취한, 도 3a에 도시한 가스 투과성 몰드의 몰드벽의 단면도.3B is a cross-sectional view of the mold wall of the gas permeable mold shown in FIG. 3A, taken along planes 3B-3B.

도 3c는 면 3C-3C를 따라 취한, 도 3a에 도시한 가스 투과성 몰드의 몰드벽의 단면도.3C is a cross-sectional view of the mold wall of the gas permeable mold shown in FIG. 3A, taken along planes 3C-3C.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스 투과성 몰드 세그먼트와 증기실의 단일 구조체의 단면도. 4 is a cross-sectional view of a unitary structure of a gas permeable mold segment and a vapor chamber in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

이 단원에서는, 당업자가 본 발명을 구현할 수 있도록 충분히 상세하게 본 발명의 몇몇 바람직한 실시예를 설명한다. 그러나, 본 명세서에서 설명하는 제한된 수의 바람직한 실시예는 첨부된 청구 범위에 설명된 본 발명의 범위를 절대 제한하지 않는다는 사실을 이해해야 한다.In this section, some preferred embodiments of the present invention are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to implement the present invention. However, it should be understood that the limited number of preferred embodiments described herein in no way limits the scope of the invention described in the appended claims.

본 발명은 그 실시예에, 가스 투과성 몰드가 이용되는 모든 용례, 예컨대 EPS 비드 성형, 사출 성형, 진공 성형 등을 위한 가스 투과성 몰드를 포함한다. 이와 마찬가지로, 본 발명은 그 실시예에 그러한 모든 가스 투과성 몰드를 제조하는 방법을 포함한다. 그러나, 설명의 명확성과 정확성을 기하기 위해서, EPS 비드 성형을 위한 가스 투과성 몰드에 관한 바람직한 실시예만을 설명한다. 마찬가지로, 고체 자유 성형 공정을 채용하는 본 발명의 방법은 임의의 고체 자유 성형 공정, 예컨대 3DP, SLS 등에 의해 구현될 수 있지만, 설명의 명확성과 정확성을 기하기 위해서, 3DP 공정을 채용하는 바람직한 실시예만을 설명한다.The present invention includes, in its embodiment, a gas permeable mold for all applications where a gas permeable mold is used, such as EPS bead molding, injection molding, vacuum molding, and the like. Likewise, the present invention includes in its embodiment a method of making all such gas permeable molds. However, for the sake of clarity and accuracy, only preferred embodiments of gas permeable molds for EPS bead molding are described. Likewise, the method of the present invention employing a solid freeform process can be implemented by any solid freeform process, such as 3DP, SLS, etc., but for the sake of clarity and accuracy of description, a preferred embodiment employing a 3DP process Explain only.

도 1을 참고하면, 종래의 EPS 비드 성형 시스템(2)에서 부분적으로 팽창된 EPS 비드(4)는 주입구(도시하지 않음)를 통해 폐쇄형 EPS 비드 몰드(6) 내로 충전된다. 몰드(6)는 제1 몰드 세그먼트(8)와 제2 몰드 세그먼트(10)로 구성된다. 제1 몰드 세그먼트 벽(14)의 외측면(12)과 제1 증기실(16)이 제1 증기실 공동(18)을 형성한다. 이와 마찬가지로, 제2 몰드 세그먼트 벽(22)의 외측면(20)과 제2 증기실(24)이 제2 증기실 공동(26)을 형성한다. 흐름 통과 방법(flow-through method)에 있어서, 스팀(29)은 제1 포트(28)를 통해 제1 증기실 공동(18)으로 유입된다. 스팀(29)은 제1 몰드 세그먼트 벽(14)에 있는 복수 개의 제1 통기구(30)를 통해 전달되어 몰드 공동(32)에 있는 EPS 비드(4) 질량체와, 제2 몰드 세그먼트 벽(22)에 있는 복수 개의 제2 통기구(34)를 경유하여 제2 체스트 공동(26)을 통과한 후, 제2 포트(36)를 통해 유출된다. 스팀(29)은 EPS 비드(4)를 가열하여 펜탄과 같은 EPS 비드(4) 내의 팽창제가 EPS 비드(4)를 더욱 팽창시켜 몰드(6)에 의해 한정되는 형상으로 함께 융해되게 한다. 스티밍(steaming) 단계가 완료된 후, 제1 및 제2 증기실 공동(18, 26)에 진공을 가함으로써 및/또는 분무 노즐(도시하지 않음)을 통해 몰드(6)의 외측면(12, 20)에 물을 분무함으로써 팽창된 EPS 비드로부터 형성된 성형품을 냉각시킨다. 그 후, 몰드(6)를 개방하여 성형품을 분리한다. EPS 비드 성형 공정은 1995년 10월 3일자로 발행된 Bishop 명의의 미국 특허 제5,454,704호에 보다 상세히 설명되어 있다. Referring to FIG. 1, partially expanded EPS beads 4 in a conventional EPS bead forming system 2 are filled into a closed EPS bead mold 6 through an inlet (not shown). The mold 6 consists of a first mold segment 8 and a second mold segment 10. The outer surface 12 of the first mold segment wall 14 and the first vapor chamber 16 form a first vapor chamber cavity 18. Likewise, the outer surface 20 of the second mold segment wall 22 and the second vapor chamber 24 form a second vapor chamber cavity 26. In a flow-through method, steam 29 enters first steam chamber cavity 18 through first port 28. Steam 29 passes through a plurality of first vents 30 in the first mold segment wall 14 to convey the mass of EPS beads 4 in the mold cavity 32 and the second mold segment wall 22. After passing through the second chest cavity 26 via a plurality of second vents 34 in the outlet, it flows out through the second port 36. Steam 29 heats the EPS beads 4 such that the swelling agent in the EPS beads 4, such as pentane, further expands the EPS beads 4 to fuse together in a shape defined by the mold 6. After the steaming step is completed, the outer surface 12 of the mold 6 by applying vacuum to the first and second vapor chamber cavities 18, 26 and / or via a spray nozzle (not shown) 20) cools the molded article formed from the expanded EPS beads by spraying water. Thereafter, the mold 6 is opened to separate the molded article. The EPS bead forming process is described in more detail in US Pat. No. 5,454,704 to Bishop, issued October 3, 1995.

도 2a를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 블라인드 통기구(56)를 갖는 가스 투과성 EPS 몰드의 몰드벽(54)의 외측면(52)의 일부분(50)이 도시되어 있다. 도 2b에는 면 2B-2B를 따라 취한 부분(50)의 단면도가 도시되어 있다. 몰드벽(54)은 외측면(52)과 성형면(62)을 유체 소통시킬 수 있는 개기공(60)(점으로 나타냄)을 구비하여, 사용시 성형면(62)이 부분적으로 한정하는 몰드 공동 내외로 스팀이 통과하게 한다. 블라인드 통기구(56)는 외측면(52)에서부터 몰드벽 두께(66)의 소정 깊이(64)까지 연장되어, 블라인드 통기구(56)의 저부(70)와 성형면(62) 사이에 블라인드 통기구 단부벽 두께(68)를 남겨 놓는다.Referring to FIG. 2A, a portion 50 of an outer surface 52 of a mold wall 54 of a gas permeable EPS mold with a blind vent 56 is shown, in accordance with a preferred embodiment of the present invention. 2B shows a cross-sectional view of the portion 50 taken along planes 2B-2B. The mold wall 54 has open pores 60 (indicated by dots) capable of fluidly communicating the outer surface 52 and the forming surface 62, so that the molding surface 62 is partially defined in use. Allow steam to pass in and out. The blind vent 56 extends from the outer side 52 to a predetermined depth 64 of the mold wall thickness 66, so that the blind vent end wall is between the bottom 70 of the blind vent 56 and the forming surface 62. Leave thickness 68.

본 발명의 실시예에서, 블라인드 통기구는 몰드벽의 가스 투과율을 실질적으로 국부적으로 향상시키는 임의의 기하학적 형상을 가질 수 있고, 단일 가스 투과성 몰드 또는 몰드 세그먼트는 다양한 기하학적 형상의 통기구를 포함할 수 있다. 도 3a 내지 도 3c에는 다양한 기하학적 형상의 블라인드 통기구를 갖는 본 발명의 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 도 3a를 참고하면, 복수 개의 블라인드 통기구(통상 도면 부호 86으로 나타냄)를 갖는 가스 투과성 몰드벽(84)의 외측면(82)에 있는 평탄부(80)가 도시되어 있다. 복수 개의 블라인드 통기구(86) 중에서, 제1 블라인드 통기구(88), 제2 블라인드 통기구(90) 및 제3 블라인드 통기구(92)가 외 측면(82)과 교차하는 부분은 원형이며, 제4 블라인드 통기구(94)가 외측면(82)과 교차하는 부분은 가늘고 긴 타원을 형성하고, 제5 블라인드 통기구(96)가 외측면(82)과 교차하는 부분은 삼각형이며, 제6 통기구(98)가 외측면(82)과 교차하는 부분은 정사각형을 형성하고, 제7 통기구(100)가 외측면(82)과 교차하는 부분은 직사각형을 형성한다. 도 3b에는 외측면(82)에 대해 수직인 면 3B-3B를 따라 취한 몰드벽(84)의 단면도가 도시되어 있다. 도 3b는 제1 블라인드 통기구(88)가 직원통형이고, 제2 블라인드 통기구(90)가 반구형이며, 제3 블라인드 통기구(92)가 원뿔형인 것을 나타낸다. 도 3b는 또한 제4 블라인드 통기구(94)가 평행한 측벽(102, 104) 및 굴곡된 저부(106)를 갖고, 제5 블라인드 통기구(96)의 경사벽(108, 110)이 정점(112)에서 만나며, 제6 블라인드 통기구(98)의 평행한 벽(114, 116)이 평탄한 저부(118)에서 종결되고, 제7 블라인드 통기구(100)의 대향벽(120, 122)이 평탄한 저부(124)와 만나는 부분에서 굴곡되는 것을 나타낸다. In embodiments of the present invention, the blind vents can have any geometry that substantially enhances the gas permeability of the mold walls, and a single gas permeable mold or mold segment can include vents of various geometries. 3A-3C illustrate a preferred embodiment of the present invention having blind vents of various geometries. Referring to FIG. 3A, a flat portion 80 is shown on the outer surface 82 of the gas permeable mold wall 84 having a plurality of blind vents (typically denoted by reference numeral 86). Among the plurality of blind vents 86, a portion where the first blind vent 88, the second blind vent 90, and the third blind vent 92 intersect the outer side surface 82 is circular, and the fourth blind vent is provided. The portion where 94 intersects the outer surface 82 forms an elongated ellipse, the portion where the fifth blind vent 96 intersects the outer surface 82 is triangular, and the sixth vent 98 is The portion that intersects the side surface 82 forms a square, and the portion where the seventh vent 100 intersects the outer surface 82 forms a rectangle. 3B shows a cross sectional view of the mold wall 84 taken along plane 3B-3B perpendicular to the outer face 82. 3B shows that the first blind vent 88 is a staff cylinder, the second blind vent 90 is hemispherical, and the third blind vent 92 is conical. FIG. 3B also shows sidewalls 102 and 104 with parallel fourth blind vents 94 and curved bottoms 106, with inclined walls 108 and 110 of fifth blind vents 96 having vertices 112. FIG. Meet at, the parallel walls 114, 116 of the sixth blind vent 98 terminate at a flat bottom 118, and the opposing walls 120, 122 of the seventh blind vent 100 are flat bottom 124. It is curved at the point where it meets.

본 발명의 실시예에서, 블라인드 통기구의 단부벽, 즉 블라인드 통기구의 내측 단부와 성형면 사이의 몰드벽 두께는, 다공성 몰드 또는 몰드 세그먼트를 사용하는 동안에 블라인드 통기구의 내측 단부와 성형면 사이의 몰드벽 세그먼트가 손상되지 않고 연속적인 상태를 유지하기에 충분한 국부적인 구조적 일체성을 제공하는 임의의 두께- 또는 블라인드 통기구가 성형면과 완전히 평행인 저부를 갖지 않는 경우의 두께 범위 -일 수 있다. 블라인드 통기구의 단부벽 두께는 모든 블라인드 통기구 사이에서 동일할 수도 있고, 투과성 몰드 또는 몰드 세그먼트를 위한 블라인드 통기구마다 변동될 수도 있다. 예컨대, 도 3a를 참고하면, 모두 직원통형 인 제8 블라인드 통기구(126), 제9 블라인드 통기구(128) 및 제10 블라인드 통기구(130)가 도시되어 있다. 도 3c에는 외측면(82)에 대해 수직인 면 3C-3C를 따라 취한 몰드벽(84)의 단면이 도시되어 있다. 도 3c를 참고하면, 제8 블라인드 통기구(126) 및 제9 블라인드 통기구(128)와 연관된 몰드벽의 두께(132, 134)가 서로 동일하고, 제10 블라인드 통기구(130)와 연관된 몰드벽의 두께(136)와는 상이한 것을 알 수 있다. In an embodiment of the invention, the end wall of the blind vent, ie the mold wall thickness between the inner end of the blind vent and the forming surface, is the mold wall between the inner end of the blind vent and the forming surface while using the porous mold or mold segment. The thickness can be any thickness that provides sufficient local structural integrity for the segment to remain intact and in a continuous state, or thickness range where the blind vent does not have a bottom that is completely parallel to the forming surface. The end wall thickness of the blind vent may be the same between all blind vents and may vary from blind vent for permeable mold or mold segment. For example, referring to FIG. 3A, an eighth blind vent 126, a ninth blind vent 128, and a tenth blind vent 130 are all staffed. 3C shows a cross section of the mold wall 84 taken along plane 3C-3C perpendicular to the outer face 82. Referring to FIG. 3C, the thicknesses of the mold walls 132 and 134 associated with the eighth blind vent 126 and the ninth blind vent 128 are equal to each other, and the thickness of the mold wall associated with the tenth blind vent 130. It can be seen that it is different from 136.

본 발명의 실시예에서, 가스 투과성 몰드 또는 몰드 세그먼트의 몰드벽 두께와, 개기공의 양 및 개수와, 블라인드 통기구의 개수, 분포 및 기하학적 형상 또는 형상들, 그리고 블라인드 통기구의 단부벽 두께 또는 두께들은 특정 몰드 또는 몰드 세그먼트에 필요한 강도 및 가스 투과율을 고려하여 결정된다. 통상, 이들 파라메터는 종래 기술의 개기공 몰드 및 몰드 세그먼트에 적용 가능한 당업자의 지식 및 원칙을 적용함으로써 결정될 것이다. 그러나, 이들 실시예에서 가스 투과성 몰드 또는 몰드 세그먼트의 전체 가스 투과율은 개기공의 투과율과 블라인드 통기구의 가스 투과율에 대한 기여도의 합계라는 점을 염두에 두어야 한다. 개방 통기구도 또한 존재하는 실시예에서는, 가스 투과율에 대한 이들 개방 통기구의 기여도도 또한 고려해야 한다. 블라인드 통기구의 내측 단부와 성형면 사이의 몰드벽 재료는 가스 흐름에 대한 약간의 저항을 제공하지만, 실질적으로 블라인드 통기구 반대측에 있는 영역에서의 전체 몰드벽 두께의 저항보다는 작다. 블라인드 통기구의 최적의 기하학적 형상 및 블라인드 통기구의 단부벽의 최적 두께는 다공질 매체를 통과하는 흐름의 화학적 성질 및 기초 역학을 고려함으로써 결정될 수 있다. 예컨 대, 유체 수송 분야에서는 흐름의 효율이 오리피스의 형상에 의해 영향을 받고, 오리피스 단부에서 오리피스를 둘러싸는 다공질재와 블라인드 통기구를 일련의 상호 연결 오리피스 및 상호 연결 오리피스의 네트워크로 볼 수 있다는 것이 잘 알려져 있다.In an embodiment of the invention, the mold wall thickness of the gas permeable mold or mold segment, the amount and number of open pores, the number, distribution and geometry or shapes of the blind vents, and the end wall thickness or thicknesses of the blind vents It is determined by considering the strength and gas permeability required for a particular mold or mold segment. Typically, these parameters will be determined by applying the knowledge and principles of those skilled in the art applicable to the open pore molds and mold segments of the prior art. However, it should be borne in mind that in these embodiments the overall gas transmission rate of the gas permeable mold or mold segment is the sum of the contributions to the permeability of the open pores and the gas transmission of the blind vents. In embodiments where open vents are also present, the contribution of these open vents to gas permeability should also be taken into account. The mold wall material between the inner end of the blind vent and the forming surface provides some resistance to gas flow but is substantially less than the total mold wall thickness in the region opposite the blind vent. The optimum geometry of the blind vents and the optimal thickness of the end walls of the blind vents can be determined by taking into account the chemistry and basic dynamics of the flow through the porous medium. For example, in the field of fluid transport, it is well known that the efficiency of flow is influenced by the shape of the orifice, and at the orifice end, the porous material and the blind vents surrounding the orifice can be seen as a network of interconnecting orifices and interconnecting orifices. Known.

가스 투과성 몰드 또는 몰드 세그먼트를 사용하는 성형 공정 중에 예상되는 압력차 범위에 걸친 두께의 함수인 다양한 개기공의 양 및 조밀도 수준을 갖는 소망하는 몰드벽 재료의 가스 투과율을 측정하는 것에 의해, 당업자가 본 발명의 실시예를 구현하는 것을 교시할 수 있다. 두께의 함수인 개기공의 다양한 양 및 조밀도 수준을 갖는 소망하는 몰드벽 재료의 기계적 강도를 시험함으로써 유사한 교시를 얻을 것이다. 굽힘 강도(Modulus Of Rupture; MOR)의 4점 재하 시험(載荷試驗)은 그러한 기계적 강도를 유용하게 측정한다. 블라인드 통기구의 개수, 분포 및 기하학적 형상은, 블라인드 통기구가 없는 투과성 몰드 또는 몰드 세그먼트 수준과 거의 동일한 기계적 강도를 갖도록 선택되는 것이 바람직하지만, 반드시 그럴 필요는 없다.By measuring the gas permeability of a desired mold wall material having varying amounts of porosity and density levels as a function of thickness over a range of pressure differences expected during a molding process using a gas permeable mold or mold segment, It may be taught to implement embodiments of the invention. Similar teaching will be obtained by testing the mechanical strength of the desired mold wall material with varying amounts of density and density levels as a function of thickness. The four-point loading test of the Modulus Of Rupture (MOR) usefully measures such mechanical strength. The number, distribution and geometry of the blind vents is preferably selected to have a mechanical strength that is approximately equal to the level of the permeable mold or mold segment without the blind vents, but it is not necessary.

하나 또는 그 이상의 블라인드 통기구를 이용하는 본 발명의 모든 실시예에 있어서, 블라인드 통기구의 단부벽 두께는 몰드벽의 국부적인 두께, 즉 블라인드 통기구가 위치하는 몰드벽의 관통 두께의 약 10 % 내지 약 70 % 범위인 것이 바람직하다. 블라인드 통기구의 단부벽 두께는 몰드벽의 국부적인 두께의 20 % 내지 40 % 범위인 것이 보다 바람직하며, 몰드벽의 국부적인 두께의 약 30 %인 것이 가장 바람직하다.In all embodiments of the invention utilizing one or more blind vents, the end wall thickness of the blind vents is from about 10% to about 70% of the local thickness of the mold wall, ie the penetration thickness of the mold wall where the blind vents are located. It is preferable that it is a range. The end wall thickness of the blind vent is more preferably in the range of 20% to 40% of the local thickness of the mold wall, and most preferably about 30% of the local thickness of the mold wall.

몰드 또는 몰드 세그먼트는, 몰드 또는 몰드 세그먼트가 이용되는 용례에 대하여 제조되는 몰드에 적절하고 당업계에 공지되어 있는 임의의 재료로 구성될 수 있다. 예컨대, 몰드재는 금속, 세라믹, 폴리머 또는 복합재를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 몰드재는 알루미늄, 티탄, 니켈 또는 철, 또는 이들 금속 중 하나 또는 하나 이상을 함유하는 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속이다. 가장 바람직하게는, 몰드재는 스테인리스 강 분말, 예컨대 등급 316 또는 420이다. The mold or mold segment may be composed of any material that is suitable for the mold to be manufactured for the application in which the mold or mold segment is used and known in the art. For example, the mold material may comprise a metal, ceramic, polymer or composite. Preferably, the mold material is a metal selected from the group consisting of aluminum, titanium, nickel or iron, or alloys containing one or more of these metals. Most preferably, the mold material is stainless steel powder, such as grade 316 or 420.

본 발명은 하나 또는 그 이상의 블라인드 통기구를 포함하는 가스 투과성 몰드 및 몰드 세그먼트를 제조하는 방법도 또한 포함한다. 그러한 방법의 몇몇 실시예에서, 복수 개의 개기공을 갖는 몰드 세그먼트 또는 가스 투과성 몰드는 블럭 또는, 종래 기술의 방식으로 개기공을 갖는 다른 형태의 적절한 재료로부터 기계 가공된다. 블라인드 통기구는, 몰드 또는 몰드 세그먼트를 기계 가공하는 동안이나 기계 가공한 후에, 예컨대 기계 가공에 의해서 그러한 가스 투과성 몰드 또는 몰드 세그먼트의 외측면에 형성된다.The invention also includes a method of manufacturing a gas permeable mold and mold segment comprising one or more blind vents. In some embodiments of such a method, a mold segment or gas permeable mold having a plurality of openings is machined from a block or other form of suitable material having openings in a manner of the prior art. The blind vent is formed on the outer side of such a gas permeable mold or mold segment during or after machining the mold or mold segment, for example by machining.

그러한 다른 방법의 실시예에서, 가스 투과성 몰드 또는 몰드 세그먼트는 분말 야금법에 의해 최종 형상 또는 기계 가공이 후속되는 거의 최종 형상으로 가압되고 소결된다. 이들 실시예에서, 블라인드 통기구의 일부 또는 모두는 분말 야금 공정 중에 직접 형성될 수도 있고, 분말 야금 공정 후에, 예컨대 기계 가공에 의해 형성될 수도 있다.In an embodiment of such another method, the gas permeable mold or mold segment is pressed and sintered to a final shape or an almost final shape followed by machining by powder metallurgy. In these embodiments, some or all of the blind vents may be formed directly during the powder metallurgy process and after the powder metallurgy process, for example by machining.

본 발명은 개기공을 갖는 가스 투과성 몰드 또는 몰드 세그먼트를 소결이 후속하는 고체 자유 성형 공정에 의해 형성하는 방법의 실시예도 또한 포함한다. 보 다 덜 바람직한 이들 실시예의 몇몇에서는, 하나 또는 그 이상의 블라인드 통기구가 소결 단계 이전이나 소결 단계에 후속하는 자유 성형 제조 단계 후에 형성되지만, 보다 바람직한 실시예에서는 하나 또는 그 이상의 통기구가 고체 자유 성형 공정 단계 중에 몰드 또는 몰드 세그먼트에 형성된다.The invention also includes an embodiment of a method of forming a gas permeable mold or mold segment having open pores by a solid free forming process followed by sintering. In some of these less preferred embodiments, one or more blind vents are formed before the sintering step or after the free forming manufacturing step following the sintering step, but in a more preferred embodiment one or more vents are formed in the solid free forming process step. In the mold or mold segment.

바람직하게는, 3DP 공정은 고체 자유 성형 공정 방법으로서 채용된다. 3DP 공정은 개념적으로 잉크젯 프린팅과 유사하다. 그러나, 3DP 공정은 잉크 대신에 바인더를 분말 베드의 상부 층에 증착시킨다. 이러한 바인더는 제조되는 몰드 또는 몰드 세그먼트의 3차원 전자 화상의 2차원 슬라이스(slice)에 따라 분말 층으로 프린팅된다. 전체 몰드 또는 몰드 세그먼트가 성형될 때까지 층들이 차례로 프린팅된다. 분말은 금속, 세라믹, 폴리머 또는 복합재로 이루어질 수 있다. 바람직하게는, 분말은 알루미늄, 티탄, 니켈, 또는 철 또는 이들 금속 중 하나 또는 그 이상을 함유하는 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속이다. 가장 바람직하게는, 분말은 스테인리스 강 분말, 예컨대 등급 316 또는 420이며, -140 메쉬/+325 메쉬의 입자 크기를 갖는다. 바인더는 폴리머와 함수탄소 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 적절한 바인더의 예는 1991년 12월 31일자로 발행된 Bourell 등의 명의의 미국 특허 제5,076,869호 및 2003년 7월 1일자로 발행된 Liu 등의 명의의 미국 특허 제6,585,930호에 제시되어 있다. Preferably, the 3DP process is employed as the solid free forming process method. The 3DP process is conceptually similar to inkjet printing. However, the 3DP process deposits a binder on the top layer of the powder bed instead of ink. Such a binder is printed with a powder layer according to a two-dimensional slice of a three-dimensional electronic image of a mold or mold segment to be produced. The layers are printed in sequence until the entire mold or mold segment is molded. The powder can be made of metal, ceramic, polymer or composite. Preferably, the powder is a metal selected from the group consisting of aluminum, titanium, nickel, or iron or alloys containing one or more of these metals. Most preferably, the powder is a stainless steel powder, such as grade 316 or 420, and has a particle size of -140 mesh / + 325 mesh. The binder may comprise one or more of a polymer and a hydrous carbon. Examples of suitable binders are shown in US Pat. No. 5,076,869 to Bourell et al. Issued December 31, 1991 and US Pat. No. 6,585,930 to Liu et al. Issued July 1, 2003.

프린팅 단계후의 가스 투과성 몰드 또는 몰드 세그먼트는 전형적으로 분말의 패킹 밀도에 따라 약 30 내지 60 체적% 분말로 이루어지고 나머지가 공극 공간인 결합품이다. 프린팅된 몰드 또는 몰드 세그먼트는 다소 취약하다. 다음에, 프린 팅된 몰드 또는 몰드 세그먼트를 상승된 온도에서 소결하여 그 물리적 및/또는 기계적 특성을 향상시킨다. 예컨대, 사용된 분말이, 입자 크기가 -140 U.S. 메쉬(106 미크론)/+325 U.S. 메쉬(45 미크론)인 316 스테인리스 강인 경우, 소결은 50 체적%의 수소/ 50 체적%의 아르곤 분위기에서 1235℃의 온도에서 815 torr로 1시간 동안 분당 약 5℃의 가열율 및 냉각률로 수행될 수 있다. The gas permeable mold or mold segment after the printing step is typically a binder consisting of about 30 to 60 volume percent powder depending on the packing density of the powder and the remainder of the void space. The printed mold or mold segment is somewhat fragile. Next, the printed mold or mold segment is sintered at elevated temperature to improve its physical and / or mechanical properties. For example, the powder used may have a particle size of -140 U.S. Mesh (106 micron) / + 325 U.S. In the case of 316 stainless steel, which is a mesh (45 microns), the sintering can be carried out at a heating rate of about 5 ° C. per minute for about 1 hour at 815 torr at a temperature of 1235 ° C. in an atmosphere of 50% by volume hydrogen / 50% by volume argon. Can be.

이제 본 발명의 바람직한 방법 실시예에 따른 가스 투과성 EPS 비드 몰드 세그먼트의 몰드 세그먼트의 제조를 설명하겠다. 우선, 몰드 세그먼트의 3차원 전자 화상을 CAD 파일로 형성한 후, STL 포맷 파일로 변환한다. 다음에, 몰드 세그먼트가 갖는 블라인드 통기구의 어레이를 3차원 전자 화상의 CAD 파일로 형성한다. 다음에, 블라인드 통기구 어레이의 CAD 파일을 STL 포맷 파일로 변환한다. The manufacture of a mold segment of a gas permeable EPS bead mold segment according to a preferred method embodiment of the present invention will now be described. First, a three-dimensional electronic image of a mold segment is formed into a CAD file, and then converted into an STL format file. Next, an array of blind vents included in the mold segment is formed into a CAD file of a three-dimensional electronic image. Next, the CAD file of the blind vent array is converted into an STL format file.

당업자라면 몰드 세그먼트 CAD 파일과 블라인드 통기구 CAD 파일 각각을 형성하는 데 있어서, 후속하는 소결 단계 중에 발생할 수 있는 수축 등의 치수 변화를 고려하여 몰드 세그먼트의 CAD 파일과 블라인드 통기구 CAD 파일을 조정해야 한다는 것을 이해할 것이다. 예컨대, 수축을 보상하기 위해서, 최종 직경이 0.046 cm인 원통형 블라인드 통기구는 직경이 0.071 cm가 되게 프린팅되도록 구성될 수 있다. 2개의 STL 포맷 파일을 비교하여 개별 블라인드 통기구가 몰드 세그먼트 내의 소망하는 위치에 있는 것을 보장한다. STL 파일에 대해 임의의 바람직한 보정 또는 수정이 이루어질 수 있다. 그 후, 몰드 세그먼트의 3차원 화상으로부터 블라인드 통기구의 3차원 화상을 빼는 이진 감산 연산과 같은 논리 연산을 수행하는 적절한 소프트웨어 프로그램을 사용하여 2개의 STL 포맷 파일을 결합한다. 그러한 프로그램의 예로는 벨기에 로벤에 소재하는 Materailise NV가 시판중인 Magics RP 소프트웨어가 있다. 최종 전자 화상, 예컨대 원하지 않는 영역에서 블라인드 통기구를 제거하는 것에 대해서도 바람직한 보정 및 수정이 이루어질 수 있다.Those skilled in the art will understand that in forming each of the mold segment CAD file and the blind vent CAD file, it is necessary to adjust the CAD segment of the mold segment and the blind vent CAD file to account for dimensional changes such as shrinkage that may occur during subsequent sintering steps. will be. For example, to compensate for shrinkage, a cylindrical blind vent with a final diameter of 0.046 cm can be configured to print to a diameter of 0.071 cm. The two STL format files are compared to ensure that the individual blind vents are in the desired position in the mold segment. Any desired correction or correction can be made to the STL file. The two STL format files are then combined using an appropriate software program that performs a logical operation such as a binary subtraction operation that subtracts the three-dimensional image of the blind vent from the three-dimensional image of the mold segment. An example of such a program is Magics RP software, available from Materailise NV, Robben, Belgium. Desirable corrections and corrections can also be made to remove the blind vents in the final electronic image, such as unwanted areas.

파일 결합 단계로 인해, 바람직한 블라인드 통기구의 어레이를 포함하는 몰드 세그먼트의 3차원 전자 파일이 제공된다. 이 전자 파일을, 2차원 슬라이스로 표시되는 몰드 세그먼트를 포함하는 다른 전자 파일로 변환하기 위해 종래의 슬라이싱 프로그램을 사용할 수 있다. 이 전자 파일에서 에러를 확인하여 임의의 보정 또는 수정을 행할 수 있고, 그 후에 3DP 처리 장치를 채용하여 몰드 세그먼트의 프린팅 버전을 형성한다. 그러한 3DP 처리 장치의 예는 펜실베니아주 15642 아르윈에 소재하는 Extrude Hone Corporation이 시판중인 ProMetal® Model RTS 300이다.The pile joining step provides a three-dimensional electronic pile of mold segments that includes an array of preferred blind vents. Conventional slicing programs can be used to convert this electronic file into another electronic file including mold segments represented by two-dimensional slices. Any errors or corrections can be made by checking the error in this electronic file, and then a 3DP processing apparatus is employed to form a printed version of the mold segment. An example of such a 3DP processing device is the ProMetal ® Model RTS 300, commercially available from Extrude Hone Corporation, Arwin, 15642 Arn.

이전 단락들에서 설명한 고체 자유 성형 공정 장치에 의해 이용 가능한 가스 투과성 몰드 세그먼트의 전자 화상을 생성하기 위한 방법은 그러한 전자 화상을 생성하기 위한 여러 가지 방법 중 하나일 뿐이다. 사용되는 정확한 방법은 설계자의 판단에 달려 있으며, 몰드 세그먼트의 복잡성 및 크기와, 블라인드 통기구의 크기 및 개수와, 이용 가능한 컴퓨터 처리 장비, 그리고 전자 파일 또는 파일들을 처리하기 위해 이용 가능한 컴퓨팅 시간과 같은 인자에 의해 좌우될 것이다. 예컨대, 어떤 경우에는 가스 투과성 몰드 세그먼트의 3차원 전자 화상의 일부인 초기 CAD 파일에 블라인드 통기구를 포함시키는 것이 신속하게 이루어질 수 있다. 다른 경우에는, 블라인드 통기구 어레이의 STL 파일과 몰드 세그먼트의 STL 파일을 결합 시키기 전에 비교하는 단게를 제거하는 것이 바람직할 수 있다. The method for producing an electronic image of a gas permeable mold segment available by the solid free molding process apparatus described in the previous paragraphs is only one of several methods for producing such an electronic image. The exact method used depends on the designer's judgment and includes factors such as the complexity and size of the mold segment, the size and number of blind vents, the computer processing equipment available, and the computing time available to process the electronic file or files. Will be influenced by For example, in some cases it may be quick to include a blind vent in the initial CAD file that is part of the three-dimensional electronic image of the gas permeable mold segment. In other cases, it may be desirable to eliminate the comparing step before combining the STL file of the blind vent array and the STL file of the mold segment.

본 발명은 또한 가스 투과성 EPS 비드 몰드 세그먼트와 증기실이 단일 구조체로 이루어진 실시예도 포함한다. 단일 구조체의 가스 투과성 몰드 세그먼트부는 개기공을 구비하고, 단일 구조체의 몰드벽의 가스 투과율은 하나 또는 그 이상의 통기구- 개방 통기구 또는 블라인드 통기구, 혹은 이들의 조합일 수 있음 -를 포함할 수 있지만, 반드시 그럴 필요는 없다. 단일 구조체의 증기실부는 EPS 비드 성형 공정에 사용되는 처리 가스에 대해 불투과성이다.The invention also includes embodiments in which the gas permeable EPS bead mold segment and the vapor chamber are of a single structure. The gas permeable mold segment portion of the unitary structure has open pores, and the gas permeability of the mold wall of the unitary structure may include one or more vents, which may be open vents or blind vents, or a combination thereof, but not necessarily It doesn't have to be that way. The vapor chamber portion of the unitary structure is impermeable to process gases used in EPS bead forming processes.

도 4에는 단일의 증기실/가스 투과성 몰드 세그먼트 구조체(150)의 단면도가 도시되어 있다. 단일 구조체(150)는 증기실부(152)와 가스 투과성 몰드 세그먼트부(154)로 구성된다. 증기실부(152)는 벽(156)을 갖는데, 이 벽은 EPS 비드 성형 과정 중에 사용되는 가스에 대해 이들 벽을 불투과성으로 만드는 응고액에 의해 침투된다. 증기실부(152)는 처리 가스를 증기실 공동(160)으로 유입시키거나 증기실 공동(160)으로부터 제거하는 가스 포트(158)을 갖는다. 증기실부(152)는 또한 워터 제트(도시하지 않음)를 주입하기 위한 제어 가능한 워터 포트(162)도 갖는데, 워터 제트는 성형 처리 중에 가스 투과성 몰드 세그먼트부(154)를 냉각시키기 위해 사용될 수 있다. 증기실부의 외측벽(159)과 가스 투과성 몰드 세그먼트부의 몰드벽(172)의 외측면(166) 사이에는 지주(支柱)(164)가 연장된다. 지주(164)로 인하여, 증기실부(152)는 성형 공정 중에 공동(168) 내외를 향하는 힘에 대하여 몰드벽(172)을 강화시킬 수 있다. 지주(164)는 강도를 증대시키기 위한 용침형 벽(infiltrated like wall)(156)인 것이 바람직하다.4 is a cross-sectional view of a single vapor chamber / gas permeable mold segment structure 150. The unitary structure 150 is composed of a vapor chamber portion 152 and a gas permeable mold segment portion 154. The vapor chamber portion 152 has a wall 156, which is penetrated by the coagulating liquid which makes these walls impermeable to the gases used during the EPS bead forming process. The vapor chamber portion 152 has a gas port 158 that introduces process gas into the vapor chamber cavity 160 or removes it from the vapor chamber cavity 160. The vapor chamber portion 152 also has a controllable water port 162 for injecting a water jet (not shown), which can be used to cool the gas permeable mold segment portion 154 during the molding process. A strut 164 extends between the outer side wall 159 of the vapor chamber portion and the outer side surface 166 of the mold wall 172 of the gas permeable mold segment portion. Due to the support 164, the vapor chamber 152 may reinforce the mold wall 172 against forces directed into and out of the cavity 168 during the molding process. The strut 164 is preferably an infiltrated like wall 156 for increasing strength.

가스 투과성 몰드 세그먼트부(154)의 몰드벽(172) 둘레(170)는 증기실부(152)와 교차한다. 둘레(170)에 근접한 몰드벽(172)은 약간의 용침재(174)(점묘가 없는 선영으로 표시됨)를 포함할 수 있지만, 통상 몰드벽(172)은 개기공(176)(점으로 표시된)을 갖는다. 바람직하게는, 몰드벽(172)은 또한 외측면(166)으로부터 연장되는 복수 개의 블라인드 통기구(178)도 구비하여, 개기공(176)에 의해 제공되는 가스 투과율을 증대시킨다. 몰드벽(172)은 또한 추가의 가스 투과율을 제공하는 하나 또는 그 이상의 개방 통기구(180)을 구비할 수도 있다. 그러나, 개방 통기구(180)는 블라인드 통기구(178)보다는 덜 바람직한데, 그 이유는 개방 통기구(180)는 성형면(182)의 연속성을 방해하여, 성형품에 표면 결함을 초래하기 때문이다.The perimeter 170 of the mold wall 172 of the gas permeable mold segment portion 154 intersects the vapor chamber portion 152. Mold wall 172 proximate circumference 170 may include some infiltrate 174 (shown as sunscreen without stippled), but mold wall 172 typically has open pores 176 (indicated by dots) Has Preferably, the mold wall 172 also includes a plurality of blind vents 178 extending from the outer surface 166 to increase the gas transmission rate provided by the openings 176. Mold wall 172 may also have one or more open vents 180 that provide additional gas transmission. However, the open vent 180 is less desirable than the blind vent 178 because the open vent 180 interferes with the continuity of the forming surface 182, resulting in surface defects in the molded article.

본 발명은 또한 단일의 증기실/가스 투과성 몰드 세그먼트 구조체를 제조하는 방법 실시예도 포함한다. 이들 실시예에서, 단일 구조체는 고체 자유 성형 공정에 의해 구성된다. 그 후, 단일 구조체를 소결하여 가스 투과성 몰드 세그먼트부를 소정 용도에 필요한 수준까지 강화시킨다. 다음에, 용침재가 증기실부로 침투하도록, 가스 투과성 몰드 세그먼트부의 몰드벽을 통상 용침재가 없는 상태로 유지하면서 단일 구조체를 응고 용침재이 존재하는 상태에서 가열한다. 그 후, 단일 구조체를 냉각시켜 용침재를 응고시킨다. 표면을 클리닝하거나 단일 구조체의 구성을 끝마무리하기 위해서 간단한 기계 가공이 채용될 수 있다. The invention also includes a method embodiment for producing a single vapor chamber / gas permeable mold segment structure. In these embodiments, the unitary structure is constructed by a solid free forming process. Thereafter, the single structure is sintered to reinforce the gas permeable mold segment portion to the level required for a given application. Next, the unitary structure is heated in the presence of the coagulated infiltrate while the mold wall of the gas permeable mold segment part is normally kept free of the infiltrate so that the infiltrate penetrates into the vapor chamber portion. Thereafter, the unitary structure is cooled to solidify the infiltrate. Simple machining can be employed to clean the surface or to finish the construction of a unitary structure.

바람직한 실시예에서, 사용되는 분말은 입자 크기 범위가 약 -140 U.S. 메쉬(106 미크론)/+325 U.S. 메시(45 미크론)인 316 스테인리스 강 또는 420 스테인 리스 강이고, 용침재는 청동, 보다 구체적으로는 약 90 중량%의 구리와 약 10 %의 주석을 함유하는 청동이다. 그러나, 분말은 임의의 적절한 금속, 세라믹, 폴리머 또는 복합재를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 분말은 알루미늄, 티탄, 니켈 또는 철, 또는 이들 금속 중 하나 또는 그 이상을 함유하는 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속이다. 용침재는 분말은 적시는 용융 금속 합금 또는 용융 금속인 것이 바람직하며, 용침재는 분말의 연화점 이하의 액체이며, 단일 구조체가 EPS 비드 성형 처리 중에 도달한다고 예상되는 최고 처리 온도보다 높은 온도에서 응고한다.In a preferred embodiment, the powders used have a particle size range of about -140 U.S. Mesh (106 micron) / + 325 U.S. The mesh (45 microns) is 316 stainless steel or 420 stainless steel, and the infiltrate is bronze, more specifically bronze containing about 90% copper and about 10% tin. However, the powder may comprise any suitable metal, ceramic, polymer or composite. Preferably, the powder is a metal selected from the group consisting of aluminum, titanium, nickel or iron, or alloys containing one or more of these metals. The infiltration material is preferably a molten metal alloy or a molten metal powder soaked, the infiltration material is a liquid below the softening point of the powder, and solidifies at a temperature higher than the highest processing temperature expected to reach a single structure during EPS bead forming. .

본 발명의 몇몇 실시예만을 도시하고 설명했지만, 이하의 청구 범위에서 설명한 바와 같은 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않으면서 이들 실시예를 다양하게 변형하고 수정할 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 본 명세서에서 언급한 모든 미국 특허 및 미국 특허 출원은 참고에 의해 본원에 병합된다. While only a few embodiments of the invention have been shown and described, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made to these embodiments without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. All US patents and US patent applications mentioned herein are incorporated herein by reference.

Claims (55)

몰드 또는 몰드 세그먼트로서 이용하기 위한 물품으로서, As an article for use as a mold or mold segment, 성형면과 외측면을 갖는 몰드벽과,A mold wall having a molding surface and an outer surface, 상기 몰드벽 내에 형성되고, 상기 외측면과 성형면 사이의 유체 소통을 제공하는 개기공(open porosity), 그리고An open porosity formed in the mold wall and providing fluid communication between the outer surface and the forming surface, and 상기 외측면에서 상기 몰드벽 내로 연장되는 복수 개의 블라인드 통기구A plurality of blind vents extending from the outer side into the mold wall 를 포함하는 물품.Article comprising a. 제1항에 있어서, 상기 물품은 EPS 비드 몰드 또는 몰드 세그먼트인 것인 물품.The article of claim 1, wherein the article is an EPS bead mold or mold segment. 제1항에 있어서, 상기 물품은 사출 몰드 또는 몰드 세그먼트인 것인 물품.The article of claim 1, wherein the article is an injection mold or a mold segment. 제1항에 있어서, 상기 물품은 진공 형성 몰드 또는 몰드 세그먼트인 것인 물품.The article of claim 1, wherein the article is a vacuum forming mold or mold segment. 제1항에 있어서, 상기 복수 개의 블라인드 통기구(blind vent) 중 적어도 하나의 블라인드 통기구는 원통 형상인 것인 물품.The article of claim 1, wherein at least one blind vent of the plurality of blind vents is cylindrical in shape. 제1항에 있어서, 상기 복수 개의 블라인드 통기구 중 적어도 하나의 블라인드 통기구는 상기 몰드벽의 국부적인 두께의 약 10 % 내지 약 70 % 범위의 단부벽 두께를 갖는 것인 물품.The article of claim 1, wherein the blind vent of at least one of the plurality of blind vents has an end wall thickness in the range of about 10% to about 70% of the local thickness of the mold wall. 제1항에 있어서, 상기 블라인드 통기구의 단부벽 두께는 상기 몰드벽의 국부적인 두께의 약 20 % 내지 약 40 % 범위인 것인 물품.The article of claim 1, wherein the end wall thickness of the blind vents ranges from about 20% to about 40% of the local thickness of the mold wall. 제1항에 있어서, 상기 몰드벽은 금속, 세라믹, 폴리머 및 복합재로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것인 물품.The article of claim 1, wherein the mold wall comprises at least one selected from the group consisting of metals, ceramics, polymers and composites. 제1항에 있어서, 상기 몰드벽은 알루미늄, 티탄, 니켈, 철 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속을 포함하는 것인 물품.The article of claim 1, wherein the mold wall comprises a metal selected from the group consisting of aluminum, titanium, nickel, iron, and alloys thereof. 제1항에 있어서, 상기 몰드벽은 스테인리스 강을 포함하는 것인 물품.The article of claim 1, wherein the mold wall comprises stainless steel. 제10항에 있어서, 상기 스테인리스 강은 316 스테인리스 강 및 420 스테인리스 강으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것인 물품.The article of claim 10, wherein the stainless steel is selected from the group consisting of 316 stainless steel and 420 stainless steel. 증기실부와 몰드 섹션을 갖는 단일 구조체를 포함하는 EPS 비드 성형에 사용하기 위한 물품으로서,An article for use in forming an EPS bead comprising a unitary structure having a vapor chamber portion and a mold section, comprising: 상기 증기실부는 EPS 비드 성형 처리 가스에 대해 불침투성인 외측벽을 구비하고, 상기 몰드 섹션은 몰드벽을 구비하며, 상기 몰드벽은 성형면, 외측면 및 개기공을 구비하고, 상기 개기공은 상기 외측면과 상기 성형면 사이의 유체 소통을 제공하는 것인 EPS 비드 성형에 사용하기 위한 물품.The vapor chamber portion has an outer wall that is impermeable to the EPS bead forming process gas, the mold section has a mold wall, the mold wall has a molding surface, an outer surface and open pores, and the open pores are An article for use in forming an EPS bead that provides fluid communication between an outer side and the forming side. 제12항에 있어서, 상기 몰드벽은 이 몰드벽의 외측면으로부터 몰드벽 내로 연장되는 복수 개의 블라인드 통기구를 구비하는 것인 EPS 비드 성형에 사용하기 위한 물품.The article of claim 12, wherein the mold wall has a plurality of blind vents extending from the outer side of the mold wall into the mold wall. 제12항에 있어서, 상기 몰드벽은 적어도 하나의 개방 통기구(open vent)를 구비하는 것인 EPS 비드 성형에 사용하기 위한 물품.13. The article of claim 12, wherein the mold wall has at least one open vent. 제12항에 있어서, 상기 외측벽은 알루미늄, 티탄, 니켈, 철 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속을 포함하는 것인 EPS 비드 성형에 사용하기 위한 물품.13. The article of claim 12, wherein the outer wall comprises a metal selected from the group consisting of aluminum, titanium, nickel, iron and alloys thereof. 제12항에 있어서, 상기 외측벽은 스테인리스 강을 포함하는 것인 EPS 비드 성형에 사용하기 위한 물품.The article of claim 12, wherein the outer wall comprises stainless steel. 제16항에 있어서, 상기 스테인리스 강은 316 스테인리스 강 및 420 스테인리 스 강으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것인 EPS 비드 성형에 사용하기 위한 물품.The article of claim 16, wherein the stainless steel is selected from the group consisting of 316 stainless steel and 420 stainless steel. 제12항에 있어서, 상기 외측벽은 응고 용침재(solified infiltrant material)를 포함하는 것인 EPS 비드 성형에 사용하기 위한 물품.The article of claim 12, wherein the outer wall comprises a solidified infiltrant material. 제18항에 있어서, 상기 응고 용침재는 청동을 포함하는 것인 EPS 비드 성형에 사용하기 위한 물품.19. The article of claim 18, wherein the solidifying infiltrate comprises bronze. 제12항에 있어서, 상기 외측벽과 상기 몰드벽 사이에서 연장되는 적어도 하나의 지주(支柱)를 더 포함하는 EPS 비드 성형에 사용하기 위한 물품.13. The article of claim 12, further comprising at least one strut extending between the outer wall and the mold wall. 몰드 또는 몰드 세그먼트로서 사용하기 위한 물품을 제조하는 방법으로서,A method of making an article for use as a mold or mold segment, 개기공을 갖는 몰드벽을 성형하는 단계로서, 상기 개기공은 상기 몰드벽의 외측면과 몰드벽의 성형면 사이의 유체 소통을 제공하는 것인 몰드벽 성형 단계와,Forming a mold wall having open pores, wherein the open pores provide fluid communication between the outer surface of the mold wall and the forming surface of the mold wall; 상기 외측면 내로 복수 개의 블라인드 통기구를 형성하는 블라인드 통기구 형성 단계A blind vent forming step of forming a plurality of blind vents into the outer side 를 포함하는 방법.How to include. 제21항에 있어서, 상기 몰드벽 성형 단계는 소결재로부터 상기 몰드벽을 기 계 가공하는 것을 포함하는 것인 방법.22. The method of claim 21, wherein forming the mold wall comprises machined the mold wall from a sintered material. 제21항에 있어서, 상기 몰드벽 성형 단계는 분말 야금법에 의해 상기 몰드벽을 제조하는 것을 포함하는 것인 방법.22. The method of claim 21, wherein forming the mold wall comprises producing the mold wall by powder metallurgy. 제21항에 있어서, 상기 복수 개의 블라인드 통기구 형성 단계는 상기 외측면 내로 상기 복수 개의 블라인드 통기구 중 적어도 하나의 블라인드 통기구를 기계 가공하는 것을 포함하는 것인 방법. 22. The method of claim 21, wherein forming the plurality of blind vents comprises machining at least one blind vent of the plurality of blind vents into the outer side. 제21항에 있어서, 상기 몰드벽 성형 단계는 고체 자유 성형 공정(solid free-form fabrication)을 이용하여 상기 몰드벽을 제조하는 것을 포함하는 것인 방법.22. The method of claim 21, wherein forming the mold wall comprises producing the mold wall using a solid free-form fabrication. 제25항에 있어서, 상기 고체 자유 성형 공정은 3DP 공정을 포함하는 것인 방법.27. The method of claim 25, wherein the solid freeform process comprises a 3DP process. 제25항에 있어서, 상기 고체 자유 성형 공정은 SLS 공정을 포함하는 것인 방법.27. The method of claim 25, wherein the solid free forming process comprises an SLS process. 제25항에 있어서, 상기 고체 자유 성형 공정은 결합된 몰드벽을 제조하고, 상기 방법은 상기 결합된 몰드벽을 상승된 온도에서 소결하는 소결 단계를 더 포함하는 것인 방법.27. The method of claim 25, wherein the solid free forming process produces a bonded mold wall and the method further comprises a sintering step of sintering the bonded mold wall at an elevated temperature. 제25항에 있어서, 상기 고체 자유 성형 공정은 금속, 세라믹, 폴리머 및 복합재로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속 분말을 이용하여 상기 몰드벽을 형성하는 것을 포함하는 것인 방법.27. The method of claim 25, wherein the solid free forming process comprises forming the mold wall using a metal powder selected from the group consisting of metals, ceramics, polymers and composites. 제25항에 있어서, 상기 고체 자유 성형 공정은 알루미늄, 티탄, 니켈, 철, 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속 분말을 이용하여 상기 몰드벽을 형성하는 것을 포함하는 것인 방법.27. The method of claim 25, wherein the solid free forming process comprises forming the mold wall using a metal powder selected from the group consisting of aluminum, titanium, nickel, iron, and alloys thereof. 제25항에 있어서, 상기 고체 자유 성형 공정은 스테인리스 강 분말을 이용하여 상기 몰드벽을 형성하는 것을 포함하는 것인 방법.The method of claim 25, wherein the solid free forming process comprises forming the mold wall using stainless steel powder. 제31항에 있어서, 상기 스테인리스 강 분말은 316 스테인리스 강 및 420 스테인리스 강으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것인 방법.32. The method of claim 31, wherein the stainless steel powder is selected from the group consisting of 316 stainless steel and 420 stainless steel. 제25항에 있어서, 상기 고체 자유 성형 공정은 입자 크기가 약 45 미크론 내지 약 106 미크론인 분말을 이용하여 상기 몰드벽을 형성하는 것을 포함하는 것인 방법.27. The method of claim 25, wherein the solid free forming process comprises forming the mold wall using a powder having a particle size of about 45 microns to about 106 microns. 제21항에 있어서, 상기 복수 개의 블라인드 통기구 중 적어도 하나의 블라인드 통기구는 원통 형상인 것인 방법.22. The method of claim 21, wherein at least one blind vent of the plurality of blind vents is cylindrical in shape. 제21항에 있어서, 상기 복수 개의 통기구 중 적어도 하나의 블라인드 통기구는 상기 몰드벽의 국부적인 두께의 약 10 % 내지 약 70 % 범위의 단부벽 두께를 갖는 것인 방법.The method of claim 21, wherein the blind vent of at least one of the plurality of vents has an end wall thickness ranging from about 10% to about 70% of the local thickness of the mold wall. 제21항에 있어서, 상기 블라인드 통기구의 단부벽 두께는 상기 몰드벽의 국부적인 두께의 약 20 % 내지 약 40 % 범위인 것인 방법.22. The method of claim 21, wherein the end wall thickness of the blind vents ranges from about 20% to about 40% of the local thickness of the mold wall. 증기실부와 몰드 섹션을 갖는 단일 구조체를 포함하며 EPS 비드 성형에 사용하기 위한 물품을 제조하는 방법으로서,A method of making an article for use in forming EPS beads, comprising a unitary structure having a vapor chamber portion and a mold section, the method comprising: 고체 자유 성형 공정에 의해 상기 단일 구조체의 예비 성형품을 제조하는 단계를 포함하는 방법.Manufacturing a preform of the unitary structure by a solid freeform process. 제37항에 있어서, 상기 예비 성형품을 상승된 온도에서 소결하는 소결 단계를 더 포함하는 방법.38. The method of claim 37, further comprising sintering the preform at an elevated temperature. 제38항에 있어서, 상기 증기실부의 외측벽에 응고액을 침투시키는 응고액 침 투 단계를 더 포함하는 것인 방법.39. The method of claim 38, further comprising a coagulation liquid penetrating step of permeating coagulant liquid to the outer wall of the vapor chamber portion. 제39항에 있어서, 침투된 응고액을 응고시키는 응고 단계를 더 포함하는 방법.40. The method of claim 39 further comprising a coagulation step of coagulating the infiltrated coagulation liquid. 제39항에 있어서, 상기 응고액은 용융 청동을 포함하는 것인 방법.40. The method of claim 39, wherein the coagulating solution comprises fused bronze. 제37항에 있어서, 상기 몰드 섹션은 몰드벽을 구비하고, 상기 몰드벽은 외측면, 성형면, 개기공을 구비하며, 상기 개기공은 상기 몰드벽의 외측면과 몰드벽의 성형면 사이의 유체 소통을 제공하는 것인 방법.38. The mold wall of claim 37, wherein the mold section includes a mold wall, the mold wall having an outer surface, a molding surface, and openings, wherein the openings are formed between an outer surface of the mold wall and the molding surface of the mold wall. Providing fluid communication. 제42항에 있어서, 상기 예비 성형품 제조 단계는 상기 몰드벽의 외측면에 복수 개의 블라인드 통기구를 형성하는 것을 포함하는 것인 방법.43. The method of claim 42, wherein the step of manufacturing the preform includes forming a plurality of blind vents on the outer side of the mold wall. 제43항에 있어서, 상기 복수 개의 블라인드 통기구 중 적어도 하나의 블라인드 통기구는 원통 형상인 것인 방법.44. The method of claim 43, wherein at least one blind vent of the plurality of blind vents is cylindrical in shape. 제43항에 있어서, 상기 복수 개의 블라인드 통기구 중 적어도 하나의 블라인드 통기구는 상기 몰드벽의 국부적인 두께의 약 10 % 내지 약 70 % 범위의 단부벽 두께를 갖는 것인 방법.44. The method of claim 43, wherein at least one blind vent of the plurality of blind vents has an end wall thickness in the range of about 10% to about 70% of the local thickness of the mold wall. 제43항에 있어서, 상기 블라인드 통기구의 단부벽 두께는 상기 몰드벽의 국부적인 두께의 약 20 % 내지 약 40 % 범위인 것인 방법.44. The method of claim 43, wherein the end wall thickness of the blind vent is in the range of about 20% to about 40% of the local thickness of the mold wall. 제42항에 있어서, 상기 예비 성형품 제조 단계는 상기 몰드벽을 관통하는 적어도 하나의 개방 통기구를 형성하는 것을 포함하는 것인 방법.43. The method of claim 42, wherein the step of manufacturing the preform includes forming at least one open vent through the mold wall. 제42항에 있어서, 상기 물품은 상기 외측벽과 상기 몰드벽 사이에서 연장되는 적어도 하나의 지주를 구비하는 것인 방법.43. The method of claim 42, wherein the article has at least one strut extending between the outer wall and the mold wall. 제42항에 있어서, 상기 고체 자유 성형 공정은 금속, 세라믹, 폴리머 또는 복합재로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 분말을 이용하여 상기 몰드벽을 제조하는 것을 포함하는 것인 방법.43. The method of claim 42, wherein the solid free forming process comprises fabricating the mold wall using at least one powder selected from the group consisting of metals, ceramics, polymers or composites. 제42항에 있어서, 상기 고체 자유 성형 공정은 알루미늄, 티탄, 니켈, 철 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속 분말을 이용하여 상기 몰드벽을 제조하는 것을 포함하는 것인 방법.43. The method of claim 42, wherein the solid free forming process comprises fabricating the mold wall using a metal powder selected from the group consisting of aluminum, titanium, nickel, iron and alloys thereof. 제42항에 있어서, 상기 고체 자유 성형 공정은 스테인리스 강 분말을 이용하여 상기 몰드벽을 제조하는 것을 포함하는 것인 방법.43. The method of claim 42, wherein the solid free forming process comprises producing the mold wall using stainless steel powder. 제51항에 있어서, 상기 스테인리스 강 분말은 316 스테인리스 강 및 420 스테인리스 강으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것인 방법.The method of claim 51, wherein the stainless steel powder is selected from the group consisting of 316 stainless steel and 420 stainless steel. 제42항에 있어서, 상기 고체 자유 성형 공정은 입자 크기가 약 45 미크론 내지 약 106 미크론인 분말을 이용하여 상기 몰드벽을 제조하는 것을 포함하는 것인 방법.43. The method of claim 42, wherein the solid free forming process comprises producing the mold wall using a powder having a particle size of about 45 microns to about 106 microns. 제37항에 있어서, 상기 고체 자유 성형 공정은 3DP 공정을 포함하는 것인 방법.38. The method of claim 37, wherein the solid free forming process comprises a 3DP process. 제37항에 있어서, 상기 고체 자유 성형 공정은 SLS 공정을 포함하는 것인 방법.38. The method of claim 37, wherein the solid free forming process comprises an SLS process.
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WO2021132883A1 (en) * 2019-12-27 2021-07-01 한국재료연구원 Mold comprising porous part and manufacturing method therefor

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