KR20080080455A - Method and apparatus for removing a fugitive pattern from a mold - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 금속 주형에서 소모성 모형(fugitive pattern)을 제거하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for removing a fugitive pattern from a metal mold.
일반적으로, 널리 공지된 "로스트 왁스(lost wax)" 정밀 주조(investment casting)에서는 내화성 주형을 이용한다. 상기 내화성 주형은 전형적으로 왁스, 플라스틱 및 그 유사체와 같은 소모성(일회성) 모형 물질 상에 무기질 결합제로 결합된 세라믹 입자로 이루어진 연속적인 층을 축조하여 제작된다. 완성된 내화성 주형은 일반적으로 소모성 모형을 둘러싼 셀 몰드(shell mold)로서 형성된다.In general, the well-known "lost wax" investment casting uses fire resistant molds. The fire resistant mold is typically made by building a continuous layer of ceramic particles bonded with an inorganic binder on a consumable (disposable) model material such as wax, plastics and the like. The finished fire resistant mold is generally formed as a shell mold surrounding the consumable model.
소모성 모형 상에 있는 내화성 셀 몰드는 전형적으로 모형 제거 작업을 거치게 되고, 여기서 상기 모형은 셀 몰드 밖으로 용융되어 나온다. 이러한 작업은 빈 "그린(green)"(비가열) 내화성 셀 몰드를 남기게 된다. 소모성 모형 물질은 전형적으로 내화성 셀 몰드의 물질보다 상당히 더 높은 열팽창율을 갖는다. 소모성 모형과 내화성 주형이 균일하게 열을 받는다면, 소모성 모형 물질은 내화성 주형보다 열적으로 더 많이 팽창할 것이다. 이러한 사실은 내화성 셀 몰드에 압력을 줄 것 이며, 결국적으로는 셀 몰드의 균열을 일으킬 것이다. 지금까지 소모성 모형 물질의 제거가 전형적으로 고압 증기 오토클래이빙(autoclaving) 또는 플래쉬 화이어링(flash firing)과 같은 방법으로 수행된 이유가 그러한 셀 몰드의 균열을 회피하기 위함이었다. 고압 증기 오토클래이빙 또는 플래쉬 화이어링 으로 소모성 모형물질을 제거하면, 내화성 셀 몰드의 외부가 고온에 노출된다. 이러한 고온은 모형의 내부가 열적으로 팽창하기 이전에 모형의 표면을 용융시키도록 내화성 셀 몰드를 통해 보다 빠른 열 전도를 유발한다. 이러한 용융된 모형 물질의 표면층은 모형이 주형의 개방 부분에 노출될 때까지 팽창하여, 주형 구멍(opening)에서 액체 표면 모형 물질의 일부를 밀어내어 주형의 내부에 팽창된 모형 물질을 수용한다. 그러한 방법은, 주형 내부에 소모성 모형의 표면을 따라 열이 연속적으로 가해지지 않는다면, 내화성 셀 몰드가 지속적으로 균열되게 할 수 있다. 내화성 셀 몰드와 인접한 모형 사이를 함께 연결한 것이 모형의 불균일한 가열의 주된 이유 중의 하나이다. 즉, 내화성 셀 몰드의 두꺼운 영역이 모형 물질에 열을 가하는 것을 방해할 것이고, 그리고 모형의 표면의 용융을 국부적으로 지연시킬 것이며 이로써 연속적인 가열을 막을 수 있게 된다. 이러한 사실은 두꺼운 주형 영역보다 주형 개구에서 더 멀리 떨어져 있는 얇은 주형 영역으로부터 표면 액체 모형 물질의 이동을 방해한다. 그러한 표면 액체 모형 물질의 이동에 대한 방해는 모형 물질의 열팽창에 기인한 원격져 있는 보다 얇은 주형 내에 모형 압력의 축적을 유발하여, 그 결과 주형이 균열될 수 있다. 이러한 문제는 모형 물질의 팽창압력에 저항하기 위해 충분히 강한(예, 충분히 두꺼운) 주형의 이용을 요구하고 그리고 종종 연결되지 않 은 팽창 모형에서 압력을 경감하기 위해 주형을 통과하는 추가 구멍 또는 통기구(vent)의 사용을 필요로 한다. 보다 강력한 또는 두꺼운 주형 및 통기 방법은 공정에 소요되는 비용을 증가시키기 때문에 바람직하지 않다.The refractory cell mold on the consumable model is typically subjected to model removal, where the model melts out of the cell mold. This operation leaves an empty “green” (unheated) refractory cell mold. Consumable model materials typically have significantly higher coefficients of thermal expansion than materials of refractory cell molds. If the consumable and refractory molds are uniformly heated, the consumable model material will thermally expand more than the refractory mold. This will put pressure on the refractory cell mold and eventually crack the cell mold. To date, the removal of consumable model material has typically been performed by methods such as high pressure steam autoclaving or flash firing to avoid cracking such cell molds. The removal of the consumable model material by high pressure steam autoclaving or flash firing exposes the exterior of the refractory cell mold to high temperatures. This high temperature causes faster heat conduction through the refractory cell mold to melt the surface of the model before the interior of the model thermally expands. The surface layer of this molten model material expands until the model is exposed to the open portion of the mold, pushing out a portion of the liquid surface model material from the mold opening to receive the expanded model material inside the mold. Such a method can cause the fire resistant cell mold to continuously crack unless heat is continuously applied along the surface of the consumable model inside the mold. The connection between the refractory cell mold and the adjacent model together is one of the main reasons for the nonuniform heating of the model. That is, thick areas of the refractory cell mold will prevent heating of the model material, and will locally delay melting of the surface of the model, thereby preventing continuous heating. This fact hinders the movement of the surface liquid model material from the thin mold region further away from the mold opening than the thick mold region. Such interference with the movement of the surface liquid model material causes the build up of model pressure in the distant thinner mold due to thermal expansion of the model material, resulting in cracking of the mold. This problem requires the use of a mold that is strong enough (eg thick enough) to resist the expansion pressure of the model material and often additional vents or vents through the mold to relieve pressure in unconnected expansion models. Requires the use of Stronger or thicker molds and aeration methods are undesirable because they increase the cost of the process.
다음, 복수의 그린 내화성 셀 몰드(모형 없이)는 가스 또는 기름의 연소에 의해 가열되는 다발식 또는 연속식 오븐(batch or continuous oven)에 적재되고 1600℉ 내지 2000℉의 온도로 가열된다. 선택적으로는, 본 출원의 공동 양수인의 미국특허 6,889,745호의 방법으로 주형이 가열될 수도 있는데, 상기 특허는 주형을 둘러싸고 있는 지지 모래의 존재 또는 부존재 하에서 주형을 가열하는 것이 기술되어 있다. 가열된 내화성 주형은 오븐에서 제거되고, 용융된 금속 또는 합금은 주형으로 들어가 주조된다. The plurality of green fire resistant cell molds (without the model) are then loaded into a batch or continuous oven heated by combustion of gas or oil and heated to a temperature of 1600 ° F. to 2000 ° F. Alternatively, the mold may be heated by the method of co-assignee US Pat. No. 6,889,745, which describes heating the mold in the presence or absence of support sand surrounding the mold. The heated refractory mold is removed from the oven and the molten metal or alloy enters the mold and is cast.
정밀 주조에 있어서의 경향은 내화성 셀 몰드를 가능한 한 얇게 만들어 상기한 바와 같이 주형의 비용을 절감하는 것이다. 얇은 셀 몰드의 이용은 챈들리(Chandley) 외의 미국 특허 5,069,271호에 기술된 바와 같이 주형의 실패를 방지하기 위해 주형 지지 매체의 이용을 요구한다. 상기 '271호 특허는 가능한 한 얇게, 예컨대 0.12인치의 두께보다 얇게 제조된 접합식 세라믹 셀 몰드를 이용하는 것이 게시되어 있다. 비접합식 지지 미립자 매체는 예열된 오븐에서 내화성 셀 몰드가 제거된 후에 뜨거운 내화성 셀 몰드 주위에 꽉 차게 된다. 비접합식 지지 매체는 주형의 실패를 방지하기 위해 주조되는 동안 셀 몰드에 가해지는 힘에 저항하는 작용을 한다.The trend in precision casting is to make the refractory cell mold as thin as possible to reduce the cost of the mold as described above. The use of thin cell molds requires the use of a mold support medium to prevent the failure of the mold, as described in US Pat. No. 5,069,271 to Chandley et al. The '271 patent discloses the use of bonded ceramic cell molds made as thin as possible, for example as thin as 0.12 inches thick. The non-bonded support particulate medium fills around the hot fire resistant cell mold after the fire resistant cell mold is removed from the preheated oven. The non-bonded support medium acts to resist the force applied to the cell mold during casting to prevent mold failure.
그러나 얇은 셀 몰드는 모형 제거 작업, 예컨대 모형이 셀 몰드에서 용융되 어 제거되는 상기 언급한 고압 증기 오토클래이브 또는 플래쉬 화이어 모형 제거 작업 중에 균열되기가 보다 쉽다.However, thin cell molds are more likely to crack during model removal operations, such as the above mentioned high pressure steam autoclave or flashfire model removal operations in which the model is melted and removed from the cell mold.
2004년 7월 26일자 미국 특허출원 10/899,381호에는 주형의 외부(exterior)는 주형 바깥의 주변 공기와 같은 비-응축 기체 분위기 하에 두면서 스팀과 같은 응축성 증기를 주형 내부에 유입시키어 이를 모형과 접촉시키고 이로써 모형을 용융시킴에 의해 접합된 내화성 주형에서 소모성 모형을 제거하는 방법을 개시하였다. 응축 증기와 용융된 모형 물질은 주형에서 주형의 균열을 감소시키는 방법으로 주형 밖으로 배출된다.U.S. Patent Application No. 10 / 899,381, filed on July 26, 2004, discloses that the exterior of a mold is placed under a non-condensable gas atmosphere such as ambient air outside the mold, allowing condensable vapors such as steam to enter the interior of the mold. A method of removing a consumable model from a joined refractory mold by contacting and melting the model is disclosed. Condensed vapor and molten model material are discharged out of the mold by reducing the cracking of the mold in the mold.
본 발명의 일 면은, 주형의 외부가 주형 바깥의 주변 공기와 같은 비-응축 기체 분위기 하에 있으면서, 특정 실시예에서, 주형 내측에 계면활성제(surfactant)를 함유하여 모형과 접촉하여 모형을 용융시키는 스팀과 같은 응축성 증기를 유입하여서 내화성 주형에 남아있는 왁스 또는 그외 다른 용융성 모형 물질 같은 소모성 모형을 제거하는 방법과 장치를 제공하는 것이다. 상기 응축성 증기와 용융된 모형 물질은 주형 밖으로 배출된다. 상기 계면활성제는, 주형 내측에 소모성 모형과 접촉하는 응축성 증기의 표면장력을 낮추고 그리고 내부 주형 면 상에 남아있는 모형 물질이 거의 없게, 주형에서 용융된 모형 물질의 배출 작용을 향상하여 새롭게 노출된 주형 내부 면을 흘러나가기가 더욱 용이하게 한 것이다. One aspect of the invention is that in certain embodiments, the mold is contained in contact with the model to melt the model while the exterior of the mold is in a non-condensable gas atmosphere, such as ambient air outside the mold. The present invention provides a method and apparatus for introducing condensable steam such as steam to remove consumable models such as wax or other meltable model materials remaining in the refractory mold. The condensable vapor and the molten model material are discharged out of the mold. The surfactant is newly exposed by lowering the surface tension of the condensable vapor in contact with the consumable model inside the mold and improving the evacuation of the molten model material in the mold so that little model material remains on the inner mold surface. This makes it easier to run out of the mold inner surface.
주형 내부의 응축성 증기와 주형 바깥의 비-응축 기체 분위기 사이의 압력 차이는, 응축성 기체가 주형 외부의 바깥으로 유출되는 것과 비-응축 기체가 주형 공동(cavity)에 유입하는 것을 방지할 만큼 충분히 작다. 주형 내부의 응축성 증기 및 주형 외부의 기체 분위기는 이러한 목적을 위해서 바람직하게는 실질적으로 동일한 압력으로 있다. 이러한 방법에 있어서, 스팀이 바람직한 응축성 증기로서 사용될 경우, 주형 외부는 건조한 상태로 유지되면서, 스팀은 모형과 접촉한 주형 내부에 응축된다. 상기 계면활성제를 함유한 응축성 증기는, 모형 물질의 용융점에 따라 대기압, 대기압보다 높은 압력 또는 대기압보다 낮은 압력에서 주형 내부에 유입될 수 있다. The pressure difference between the condensable vapor inside the mold and the non-condensable gas atmosphere outside the mold is sufficient to prevent condensable gas from flowing out of the mold outside and non-condensable gas from entering the mold cavity. Small enough The condensable vapor inside the mold and the gaseous atmosphere outside the mold are preferably at substantially the same pressure for this purpose. In this way, when steam is used as the preferred condensable vapor, the steam is condensed inside the mold in contact with the mold while the exterior of the mold remains dry. Condensable vapor containing the surfactant may be introduced into the mold at atmospheric pressure, pressure above atmospheric pressure or pressure below atmospheric pressure, depending on the melting point of the model material.
본 발명을 설명하는데 따른 실시예에서, 스팀 또는 기타 응축성 증기는, 대략적으로 대기압, 대기압보다 낮은 압력 또는 대기압보다 높은 압력으로 스팀 또는 응축성 증기를 방출하게 주형 및/또는 모형 탕구의 내측에 위치할 수 있는 방출관에 공급된다. 상기 계면활성제는 응축성 증기가 방출된 후에 방출관 외부 또는 방출관 내의 응축성 증기에 전해질 수 있다.In an embodiment in accordance with the present invention, steam or other condensable vapor is located inside the mold and / or model spout to release steam or condensable vapor at approximately atmospheric pressure, subatmospheric pressure or higher than atmospheric pressure. Can be supplied to a discharge tube. The surfactant may be delivered to the condensable vapor outside or in the discharge tube after the condensable vapor is released.
본 발명의 다른 면은, 모형 제거 처리공정을 하는 과정에서 주형을, 회전 및 기울기 동작이 조합된 작용을 받게 하는 방식으로 내화성 주형에 남아 있는 왁스 또는 그외 다른 용융성 모형 물질 같은 소모성 모형을 제거하는 방법과 장치를 제공하여, 주형에서 용융된 모형 물질을 배출하는 공정을 개량한 것이다. 상기 주형은 주형을 기울이는 작용을 하는 구동 모터를 사용하여 임의적으로 적절한 각도로 기울이고 그리고 상기 주형은 주형 회전 구동 모터를 사용하여 축을 중심으로 하여 회전하게 된다. 주형 기울기 각도와 주형 회전 속도는 용융 왁스를 주형 공동에서 배출하는데 소요되는 정도에 따라 조정할 수 있다. 주형이 중력에 대한 고정 경사각으로 기울어지면서, 주형은 회전하게 된다. 다르게는, 주형이 각각의 경사각으로 또는 연속적으로 회전하면서, 상기 주형은 선택된 경사각 까지 증량식으로 기울여질 수 있다. 부가로, 상기 주형은 연속적으로 또는 단속적으로 회전하면서 연속적으로 기울어질 수 있다. 본 발명의 이러한 면이 모형을 용융 또는 용해되는 임의적인 모형 제거 기술을 사용하는데 실시될 수 있는 것이지만, 주형이 회전 및 경사지는 동작을 받으면서 주형 내측에 소모성 모형을 가열하여 용융시키는데 스팀 또는 다른 응축성 증기를 도입시킬 수도 있는 것이다.Another aspect of the present invention provides a method of removing a consumable model such as wax or other meltable model material remaining in a refractory mold in such a way that the mold is subjected to a combined action of rotation and tilting operations during the model removal process. By providing a method and apparatus, the process of ejecting molten model material from the mold is improved. The mold is inclined at an appropriate angle arbitrarily using a drive motor that tilts the mold and the mold is rotated about an axis using a mold rotation drive motor. The mold tilt angle and the mold rotation speed can be adjusted according to the extent to which the molten wax is expelled from the mold cavity. As the mold is inclined at a fixed angle of inclination with respect to gravity, the mold is rotated. Alternatively, as the mold rotates at each inclination angle or continuously, the mold can be inclined incrementally to the selected inclination angle. In addition, the mold can be continuously tilted while rotating continuously or intermittently. While this aspect of the present invention may be practiced using an arbitrary model removal technique that melts or melts the model, steam or other condensability may be used to heat and melt the consumable model inside the mold while the mold is rotated and inclined. It is also possible to introduce steam.
본 발명의 상기 실시예는 지지를 받지 않는 주조 주형에서 왁스 또는 그외 다른 용융성 모형 물질 같은 소모성 모형을 제거하는데 실시할 수 있는 것이다. 본 발명은 또한 용기 내의 미립자 매체에 지지를 받는 주조 주형에서 소모성 모형을 제거하는 데에도 이용될 수 있는 것이다. 예를 들어, 주형 외부가 미립자 매체와 접촉하고 비-응축 기체(예, 스팀 무함유) 분위기 하에 두면서 스팀 또는 기타 응축성 증기를 주형 내부로 유입시키어 모형과 접촉하여 모형을 용융하고, 주형의 외부 및 이를 둘러싸고 있는 미립자 매체는 비-응축 기체 분위기 하에 두면서 증기가 모형과 접촉하는 주형의 내부에서 증기를 응축하고 그리고, 용융된 모형 물질 및 응축된 증기를 주형 밖으로 배출하는 일을 한다.This embodiment of the present invention can be practiced to remove consumable models, such as wax or other melt model materials, from unsupported casting molds. The present invention can also be used to remove consumable models in casting molds supported by particulate media in a container. For example, the outside of the mold is in contact with the particulate medium and is placed in a non-condensable gas (eg, steam free) atmosphere, introducing steam or other condensable vapor into the mold to contact the model to melt the model, and the outside of the mold And the particulate medium surrounding it condenses the vapor inside the mold where the steam contacts the mold while leaving it in a non-condensable gas atmosphere and discharges the molten master material and the condensed vapor out of the mold.
주형 내부의 응축성 증기와 주형 바깥의 비-응축 기체 분위기 사이의 압력 차이는, 응축성 기체가 주형 외부의 바깥으로 유출되는 것과 비-응축 기체가 주형 공동(cavity)에 유입하는 것을 방지할 만큼 충분히 작다. 주형 내부의 응축성 증기 및 주형 외부의 기체 분위기는 이러한 목적을 위해서 바람직하게 실질적으로 동일한 압력으로 있다. 이러한 방법에 있어서, 스팀이 바람직한 응축성 증기로서 사용될 경우, 주형의 외부는 건조한 상태로 유지되면서, 스팀은 모형과 접촉한 주형 내부에 응축된다. 상기 계면활성제를 함유한 응축성 증기는, 모형 물질의 용융점에 따라 대기압, 대기압보다 낮은 압력 또는 대기압보다 높은 압력에서 주형 내부에 유입될 수 있다. The pressure difference between the condensable vapor inside the mold and the non-condensable gas atmosphere outside the mold is sufficient to prevent condensable gas from flowing out of the mold outside and non-condensable gas from entering the mold cavity. Small enough The condensable vapor inside the mold and the gas atmosphere outside the mold are preferably at substantially the same pressure for this purpose. In this way, when steam is used as the preferred condensable vapor, the steam is condensed inside the mold in contact with the mold while the exterior of the mold remains dry. The condensable vapor containing the surfactant may be introduced into the mold at atmospheric pressure, pressure below atmospheric pressure or pressure above atmospheric pressure, depending on the melting point of the model material.
본 발명을 설명하는데 따른 실시예에서, 스팀 또는 기타 응축성 증기는, 대 략적으로 대기압, 대기압보다 낮은 압력 또는 대기압보다 높은 압력으로 스팀 또는 응축성 증기를 방출하게 주형 및/또는 모형 탕구의 내측에 위치할 수 있는 방출 관에 공급된다. 상기 계면활성제는 응축성 증기가 방출된 후에 방출 관 외부 또는 방출 관 내의 응축성 증기에 도입될 수 있다.In an embodiment in accordance with the present invention, steam or other condensable vapor may be applied to the inside of the mold and / or model spout to release steam or condensable vapor at approximately atmospheric pressure, subatmospheric pressure or higher than atmospheric pressure. It is supplied to a discharge tube which can be located. The surfactant may be introduced into the condensable vapor outside or in the discharge tube after the condensable vapor has been released.
본 발명의 상기 실시예는 지지를 받지 않는 주조 주형에서 왁스 또는 그외 다른 용융성 모형 물질 같은 소모성 모형을 제거하는데 실시할 수 있는 것이다. 본 발명은 또한 용기 내의 미립자 매체에 지지를 받는 주조 주형에서 소모성 모형을 제거하는 데에도 이용될 수 있는 것이다. 예를 들어, 주형 외부가 미립자 매체와 접촉하고 비-응축 기체(예, 스팀 무함유) 분위기 하에 두면서 스팀 또는 기타 응축성 증기를 주형 내부로 유입하여 모형과 접촉하여 모형을 용융하고, 주형의 외부 및 이를 둘러싸고 있는 미립자 매체는 비-응축 기체 분위기 하에 두면서 증기가 모형과 접촉하는 주형의 내부에서 증기를 응축하고 그리고, 용융된 모형 물질 및 응축된 증기를 주형 밖으로 배출하는 일을 한다.This embodiment of the present invention can be practiced to remove consumable models, such as wax or other melt model materials, from unsupported casting molds. The present invention can also be used to remove consumable models in casting molds supported by particulate media in a container. For example, while the outside of the mold is in contact with the particulate medium and placed under a non-condensable gas (eg, steam-free) atmosphere, steam or other condensable vapor is introduced into the mold to contact the model to melt the model, and the outside of the mold And the particulate medium surrounding it condenses the vapor inside the mold where the steam contacts the mold while leaving it in a non-condensable gas atmosphere and discharges the molten master material and the condensed vapor out of the mold.
본 발명은 금속 주조 내화성 주형 내에 존재하는 하나 이상의 소모성 모형을 제거하는데 효과적인데, 여기서 금속 주조 내화성 주형은 임의의 주형 벽 두께를 가질 수 있으며, 주형을 둘러싼 외부의 미립자 매체에 의해 지지되지 않을 수도 또는 지지될 수도 있다. 본 발명은 추가적으로 주형의 벽이 스팀 또는 기타 응축물로 포화되는 것을 회피하면서 하나 이상의 소모성 모형을 제거하는데 효과적인데, 여기서 스팀 또는 응축물은 주형을 가공하는데 이용되는 결합제(binder)에 역효과 를 나타낼 수 있다. 본 발명은 모형을 제거하는 과정에서 주형의 균열을 감소시키고 주형이 미립자 지지 매체로 지지될 경우와 같이 주형 벽의 외부에 스팀이 용이하게 접근하기 어려운 주형으로부터 모형 물질을 제거하는데 실시될 수 있다.The present invention is effective in removing one or more consumable models present in a metal casting fire resistant mold, wherein the metal casting fire resistant mold may have any mold wall thickness and may not be supported by an external particulate medium surrounding the mold or It may be supported. The present invention is additionally effective at removing one or more consumable models while avoiding saturation of the walls of the mold with steam or other condensate, where the steam or condensate may adversely affect the binder used to process the mold. have. The invention can be practiced to reduce cracking of the mold in the process of removing the model and to remove the model material from the mold where steam is difficult to access outside of the mold wall, such as when the mold is supported by particulate support media.
본 발명의 상술된 이점 및 기타 다른 이점에 대해서는 하기의 첨부 도면과 함께 이루어지는 상세한 설명을 통해 명백하게 이해 될 수 있을 것이다.The above and other advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.
본 발명은 본원에 참고문헌으로 기재된 2004년 7월 26일자 제출된 미국 특허출원번호 10/899,381호에 기재되어 있는 내화성 주형의 내부에 존재하는 1개 이상의 소모성 모형을 제거하는 방법과 장치를 개량한 것이다. 특히, 본 발명의 실시예는 주형 내부에 계면활성제를 함유한 응축성 증기를 도입하여 내화성 주형의 내부에 존재하는 1개 이상의 소모성 모형을 제거하는 방법과 장치를 포함한다. 응축 증기와 용융 모형 물질은 주형 밖으로 배출된다. 상기 계면활성제는 주형 내부에서 소모성 모형과 접촉하는 응축 증기의 표면장력을 저하시키고 그리고, 상기 용융된 모형 물질은 주형 밖으로 용융 모형 물질의 배출이 용이하게 새롭게 노출된 주형 내부 표면 위를 흘러가서, 주형 표면 상에 모형 물질을 남김없이 배출하는 작업이 보다 용이하게 이루어지게 한다. The present invention provides an improved method and apparatus for removing one or more consumable models present within the fire resistant mold described in U.S. Patent Application No. 10 / 899,381, filed July 26, 2004, which is incorporated herein by reference. will be. In particular, embodiments of the present invention include a method and apparatus for introducing one or more consumable models present inside a fire resistant mold by introducing a condensable vapor containing a surfactant inside the mold. Condensation vapor and molten model material are discharged out of the mold. The surfactant lowers the surface tension of the condensation vapor in contact with the consumable model within the mold, and the molten model material flows out of the mold onto the newly exposed mold inner surface to facilitate the ejection of the molten model material. This makes it easier to discharge the model material on the surface.
본 발명이 그 내부에 1개 이상의 소모성 모형을 보유하고, 임의의 주형 벽 두께를 가질 수 있으며, 주형을 둘러싸고 있는 외부의 미립자 매체에 의해 지지되지 않을 수도 또는 지지될 수 있는 내화성 금속 주조 주형의 다른 형태에서 1개 이상의 소모성 모형을 제거하기 위해 실시하도록 제한되는 것은 아니지만, 본 방법은 기체 투과성 "로스트 왁스" 정밀 주조 세라믹 셀 몰드의 내부로부터 1개 이상의 소모성 모형을 제거하는데 특히 유용한 것이다. 바람직한 응축성 증기로서 스팀이 사용될 경우, 본 발명은 모형 제거 작업 중에 부여되는 특정한 주위의 대기압 조건 하에서 물의 비등점(예, 약 212℉) 이하의 온도에서 용융되는 종래의 왁스 모형 또는 기타 모형 물질을 함유할 수 있는 1개 이상의 소모성 모형을 제거하는데 실시될 수 있다. The present invention has one or more consumable models therein, may have any mold wall thickness, and is other of a refractory metal casting mold that may or may not be supported by an external particulate medium surrounding the mold. Although not limited to practice to remove one or more consumable models from the form, the method is particularly useful for removing one or more consumable models from the interior of a gas permeable "lost wax" precision cast ceramic cell mold. When steam is used as the preferred condensable vapor, the present invention contains conventional waxy models or other model materials that melt at temperatures below the boiling point of water (eg, about 212 ° F.) under certain ambient atmospheric conditions imparted during the model removal operation. Can be implemented to remove one or more consumable models that may be.
하기에 기술하는 본 발명의 다른 실시예에 준거하여, 모형 제거 작업 중에 이러한 목적을 위해 대기압보다 높은 압력(superatmospheric pressure)의 스팀을 이용하여 물의 비등점보다 높은 온도에서 용융되는 종래의 왁스 모형 또는 기타 다른 모형 물질을 함유할 수도 있는 1개 이상의 소모성 모형을 제거하는데 본 발명의 또 다른 실시예도 실시될 수 있다. 더우기, 소모성 모형을 용융시키기 위해 보다 낮은 온도를 요구할 수도 있는 1개 이상의 소모성 모형을 제거하기 위해 대기압보다 낮은 압력(subatmospheric pressure)의 스팀을 이용하여 본 발명의 다른 실시예를 실시할 수도 있다.In accordance with another embodiment of the present invention described below, a conventional wax figure or other that melts at temperatures above the boiling point of water using superatmospheric pressure steam for this purpose during the model removal operation. Another embodiment of the invention may also be practiced to remove one or more consumable models that may contain model materials. Moreover, other embodiments of the present invention may be practiced using subatmospheric pressure steam to remove one or more consumable models that may require lower temperatures to melt the consumable models.
본 발명의 실시에 있어서 선택적으로는, 스팀이 기타 적절한 물질, 예를 들어(예증의 목적이지 그 내용으로 한정하는 것은 아님) 비등점이 약 300℉인 미네랄 스피릿(mineral spirit)의 응축성 증기에 의해 대체될 수 있는데, 여기서 증기는 응축될 수 있고, 모형을 용융 제거할 목적으로 모형과 접촉할 경우에 소모성 모형에 열을 제공할 수 있다. Optionally, in the practice of the present invention, steam may be provided by any other suitable material, such as condensable vapor of mineral spirit having a boiling point of about 300 ° F., for example, but not limited to the content thereof. It can be replaced, where the steam can be condensed and provide heat to the consumable model when it comes in contact with the model for the purpose of melt melting the model.
그 내용을 한정하는 것이 아닌 예증의 목적으로서, 본 발명의 실시예를 "로 스트 왁스" 정밀 주조 셀 몰드(20)의 내부에서 모형 조립체(40)의 중앙 중공 탕구(30)에 대한 각각의 게이트(35)에 의해 접합된 복수의 왁스 모형(10)을 제거하는 것에 관하여, 도1 내지 도4와 관련하여 하기에 설명한다. 도1에서는, 중공 탕구(30)가, 축선을 따라 신장된 내부 챔버(30a)를 보유하고 그 외표면(30s)에 왁스 웰딩(welding) 또는 패스닝(fastening) 기술로 접합된 모형(10)을 보유하는 사전 형성된 왁스 탕구(preformed wax sprue)를 포함한다. 그 내용을 한정하는 것이 예증의 목적으로서, 왁스 탕구(30)가 내부 챔버(30a)를 갖도록 사전 형성될 수 있는데, 왁스 탕구는 용융에 의해, 압출에 의해, 맨드렐(mandrel)에 열을 가하여 이로써 맨드렐을 물리적으로 퇴거하게 하는 인접한 왁스를 가열함으로써 순차적으로 제거될 것인 원통형 또는 기타 형상의 멘드렐에 탕구를 초기에 형성함에 의해, 고체 왁스 탕구를 천공하여, 또는 임의의 기타 적절한 기술로 사전 형성할 수 있다.For the purpose of illustration and not of limitation, embodiments of the present invention are described in terms of the respective gates for the central hollow slugging holes 30 of the
2개 모형(10)을 도1에 나타내었지만, 당분야의 기술인은 추가적인 모형(10)이 일반적으로 모형(10)과 동일한 위치의 탕구(30) 주변에 접합되어 있지만 횡단면으로 도시한 결과 도1에서는 볼 수 없음을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 추가적인 모형(10)이 게이트를 통해 탕구(30) 주위에 그의 축선의 길이를 따라 다른 축선 구역(예, 도1에서 나타낸 모형(10)의 상부에)에 접합될 수 있는데, 이는 공지된 방법이고 그 교시는 본원에 참고 문헌으로 기재된 미국 특허 5,069,271호에 나타나 있다.Although two
도1을 참고로 하여 설명하면, "로스트 왁스" 정밀 주조 셀 몰드(20)가, 예를 들어 미국 특허 5,069,271호에 기술된 바와 같은 셀 몰드를 제조하기 위한 종래의 "로스트 왁스" 방법으로 중앙 왁스 탕구(30) 주위에서 게이트(35)에 의해 접합된 복수의 왁스 모형(10) 상에 부착되어 나타나 있는데, 여기서 게이트(35)에 의해 중공 탕구(30)에 접합된 모형(10)을 포함하는 모형 조립체(40)는 결합제를 가진 내화성 슬러리에 반복적으로 디핑(dipping)되고, 거친(coarse) 내화성 회반죽 입자로 회반죽되며, 모형 조립체 상에 셀 몰드를 축조하기 위해 건조된다. 상기 특허는 주형 벽의 두께가 약 1/8인치 이하인 기체 투과성의 얇은 벽 셀 몰드를 기술하고 있다. 상기 특허에 기술된 바와 같은 그러한 얇은 주형 벽을 가진 주형(20)은 모형 제거 작업을 하는 동안에 도6에 도시한 바와 같이 미립자 지지 매체(50)(예, 세라믹 미립자)에 의해 주조 용기(60)에서 지지될 수 있다. 본 발명은 셀 몰드 주위를 둘러싸고 있는 미립자 매체에 의해 지지되는 그러한 얇은 벽의 셀 몰드로 실시되는 것으로 제한되지 않고, 대신에, 도1에서 보는 바와 같이, 외부가 미립자 지지 매체에 의해 지지되는가의 여부에 상관없이, 임의의 주형 벽 두께를 가진 내화성 주형으로 실시될 수 있는 것이다. Referring to Figure 1, the "lost wax" precision casting
상기 셀 몰드(20)는 중력에 의해 용융된 모형 물질 및 응축 스팀이 탕구(30)의 하단부에서 배출되도록 반전되어(예를 들면, 뒤집혀 배향하여 있음) 나타나 있다. 상기 주형(20)은 주형으로부터 용융 모형 물질 및 응축 스팀의 배출이 용이하게 다른 배향으로 위치시킬 수 있는 것이다. 또한, 주형(20)은 용융 모형 물질 및 응축 스팀이 주형 밖으로의 배출을 용이하게 하는 모형 제거 작업 중에 이동될 수도 있다.The
도1을 참고로 하여 설명하면, 스팀 방출 관(100)은 모형 조립체(40)의 중공 탕구(30)의 신장된 챔버(30a)에 위치하여, 모형 조립체(40)의 중공 탕구(30) 내부에 실질적 대기압에서 그 안에 계면활성제(화살표 "SF"로 표시)를 함유한 스팀의 스트림(화살표 "A"로 표시)을 방출시켜 왁스 모형 조립체와 접촉하고 이를 용융시키는 한편, 주형(20)의 외부 표면(20s)은 실질적으로 주변 분위기의 공기압("주변 압력"으로 나타냄) 하에 놓여진다. 도1에서, 주형(20) 주위의 주변 공기를 형성하는 비-응축 기체 분위기는 주변 온도로 있거나, 또는 주변 온도에 비하여 냉각되어 있을 수 있다. 모형 조립체(40)의 제조 원료인 전형적인 왁스 물질은 약 180℉(설명을 목적으로 기재한 한정적이지 않은 예)에서 용융되어 사실상 유체가 된다.Referring to FIG. 1, the
실질적 대기압에서의 스팀은 스팀 공급원(110)에서 발생하는데, 상기 공급원에는 일렉트로 스팀 제네레이터 코포레이션(Electro Steam Generator Corp.)에서 Model LB240으로 시판중인 종래의 스팀 발생기가 포함된다. 상기 스팀은 스팀 발생기 또는 공급원(110)에서부터 공급 관(120)을 통하여 스팀 방출 관(100)으로 흐른다. 공급원 또는 발생기(110)에서부터의 스팀 흐름은 적절한 스팀이 주형을 통하여 흘러서 응축된 스팀의 양을 대체할 수 있도록 스팀 발생기 내의 압력을 조절함으로써 보조될 수 있다. Steam at substantial atmospheric pressure occurs at
계면활성제(SF)는 계면활성제 공급 펌프(111)에 연결된 계면활성제 공급 도관(101)을 통해 스팀 방출 관(100)으로 도입된다. 펌프(111)는 공급 탱크(T)에서 계면활성제를 펌핑하여 내보낸다. 일반적으로 탱크(T)내의 계면활성제는 희석된 형태로 있다. 상기 계면활성제는 예를 들어, 액체 운반 매개체에서 선택된 농도로 희석된다. 도관(101) 내에서의 계면활성제(SF)의 흐름은 계면활성제 계량 펌 프(111) 또는 밸브 장비를 사용하여 조절되어 적절한 계면활성제 공급 펌프에서 나오는 계면활성제의 유량을 제어한다. 예를 들어, 관(100) 안으로 계면활성제(SF)를 도입하는 교체 장치(alternative apparatus)와 방법은 일정 압력으로 액체 계면활성제를 조정 밸브로 공급하는 단계와 조정 밸브를 사용하여 관(100)으로 가는 계면활성제의 흐름을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.Surfactant SF is introduced into
계면활성제(SF)가 방출 관(100)의 내부 스팀에 도입되는 것으로 기술되었지만, 본 발명이 이러한 사실을 제한한 것은 아니다. 예를 들어, 계면활성제는 도1a에 도시된 바와 같이 제2계면활성제 방출 관(100')을 사용하여 스팀 방출 관(100)의 외부에 유입시킬 수 있다. 계면활성제 방출 관(100')은 주형 내부로 연장 형성되어, 계면활성제(SF)를 스팀 방출 관(100)의 단부 하류로 흘러가게 하여 도1a에 도시된 바와 같이 주형 내부에 있는 방출 관(100)의 단부에서 방출된 후에 스팀 스트림에 유입되는 방식으로 있다.Although surfactant (SF) has been described as being introduced to the internal steam of the
설명을 목적으로 기술되는 그 기술내용으로 제한되지 않는 예로서, 본 발명의 상기 면을 실시하는데 사용되는 예를 든 계면활성제는 Tomadol 그레이드 1-5 비이온 알콜 에톡시레이트 액체 계면활성제를 포함하며, 그러한 액체 계면활성제는 미국 위스콘신주 밀톤에 소재하는 Tomah Products, Inc.에서 시판하는 것으로서 물(운반 매개체)에 0.5중량% 용액으로 희석되고 도관(101)을 통해 방출 관(100) 안에 스팀 스트림에 60ml/min 의 비율로 더해진다. 계면활성제가 방출 관(100)에 더해져서, 왁스 모형이 모형 제거 작업을 받는 중에 내화성 주형 벽이 용융되어 노출되어서, 주형 내부에 스팀에 주어지게 될 것이다.By way of example, and not by way of limitation in the context of the description, the exemplary surfactants used to practice this aspect of the invention include Tomadol Grade 1-5 nonionic alcohol ethoxylate liquid surfactants, Such liquid surfactants, available from Tomah Products, Inc., Milton, WI, are diluted in a 0.5% by weight solution in water (carrier medium) and 60 ml in a steam stream in the
본 발명은, 스팀 또는 응축성 증기에 다른 농도로 다른 비이온 계면활성제를 사용할 수 있음으로 상술된 예의 계면활성제로 실시하는데 제한되지 않는 것이다. 일반적으로, 응축성 증기 내의 계면활성제와 그 농도가, 주형 내부에 소모성 모형과 접촉하는 응축 증기의 표면 장력을 보다 낮추어 용융 모형 물질이 새롭게 노출된 주형의 내부 표면 위로 더욱 용이하게 흘러가도록 선택되어서, 주형 표면 상에 잔류 모형 물질을 거의 남기지 않고 이탈하게 용융 모형 물질의 배출이 향상된다.The invention is not limited to the practice of the surfactants of the examples described above, as different nonionic surfactants can be used in different concentrations in steam or condensable vapor. In general, the surfactant and its concentration in the condensable vapor are selected to lower the surface tension of the condensate vapor in contact with the consumable model inside the mold, so that the molten model material flows more easily over the inner surface of the newly exposed mold, Emissions of the molten model material are improved off leaving little residual model material on the mold surface.
또한, 응축성 증기가 스팀을 포함하면, 계면활성제용 운반 매개체로서 상술한 바와 같이 물이 기술되었지만, 본 발명이 이러한 사실에 제한을 받는 것은 아니다. 상기 계면활성제는 사용되는 특정한 비-수성 응축성 증기와 공존할 수 있는 임의적인 액체 매개체를 사용하여 희석된 형태로 전해질 수 있는 것이다. 예를 들어, 응축성 증기가 미네널 스피리츠(mineral spirits)를 함유하면, 운반 매개체는 미네널 스피리츠를 함유할 수 있다.In addition, if the condensable vapor contains steam, water has been described as described above as a carrier medium for the surfactant, but the present invention is not limited to this fact. Such surfactants are those that can be delivered in diluted form using any liquid mediator that can coexist with the particular non-aqueous condensable vapor used. For example, if the condensable vapor contains mineral spirits, the carrier medium may contain mineral spirits.
실질적 대기압에서 계면활성제(SF)를 함유한 스팀은 충분히 높은 유속으로 챔버(30a) 내에 방출되어 챔버(30a)에서 공기를 퇴거시키고, 그리고 점진적으로 왁스 탕구(30)의 모형 물질 및 이후 게이트(35) 및 모형(10)과 접촉하여, 이를 용융시킨다. 챔버(30a) 내로 방출된 스팀의 유속은 주형 내부에 스팀의 응축 속도에 따라 탕구 및 모형을 제거하는 중에 변화할 수 있다. 이러한 속도는 디-왁싱(de-waxing) 중에 스팀에 노출되는 지점에서의 왁스의 표면적 및 주형의 크기에 좌우될 것이다. 복합 열로 이루어진 모형 및 게이트가 그 길이를 따라 탕구에 접합된 경우에는, 스팀이 게이트 및 순차적으로 모형을 향해 진행하여 각 모형의 모형 물질을 균일하게 점진적으로 용융시킨다.At substantial atmospheric pressure steam containing surfactant (SF) is released into
본 발명의 실시에 있어서, 왁스 탕구(30)는 존재할 수 있거나, 스팀과 접촉하여 모형(10)의 제거 이전에 다른 방법으로 제거될 수도 있다. 즉, 모형(10)만이 빈 중앙 탕구형 통로를 가진 셀 몰드(2) 내에 존재한다면, 스팀 방출 관(100)은 주형 내부에 스팀을 방출하여 모형(10) 및 모형과 연결된 임의의 게이트(35)에만 접촉하여 이를 용융시키도록 위치된다. In the practice of the present invention, the wax spouts 30 may be present or may be removed in other ways prior to the removal of the
도2 및 도4는 중앙의 중공 탕구(30)가 용융 및 제거되어진 후 및 게이트(35) 및 모형(10)이 용융되고 제거되는 동안의 모형 제거 과정을 나타낸 것이다. 계면활성제를 함유한 상기 스팀은 왁스 모형 물질을 용융시킨 곳에서 응축되므로 게이트(35) 및 게이트와 연관된 모형(10)으로 스팀이 향하도록 나타낸 것을 볼 수 있다. 특정하게는, 스팀이 게이트 및 모형의 표면에서 응축함에 따라 게이트 및/또는 모형 물질이 용융되는 곳과 가장 인접한 영역(V)에서 상대적으로 낮은 압력이 발생되어 용융된 게이트 및 모형의 영역을 향하여 흐르는 새로운 하류흐름 스팀을 유발시킨다. 용융된 액체 왁스 물질은 표면 영역(S)으로 나타낸 바와 같이 내부 주형 벽 표면에 부분적으로 흡수되며 주형 벽(W)의 두께를 통하여 스팀 응축물이 흡수되는 것을 방지하는 장벽으로서 작용한다. 더우기, 주형(20)의 외부 표면(20s) 상에 주변 공기압의 존재는 주형 벽을 통과하는 스팀 응축물을 유발시키는 원동력을 제공하지 않으며, 이로써 주형 벽이 스팀 응축물로 포화되는 것을 방지하고 주형 벽 내에 결합제가 존재할 경우의 역효과를 방지한다. 모형을 제거하는 작업 중에, 주변 공기(비-응축 기체 분위기로서)에 노출된 주형의 외부 표면(20s)은 그 결과 건조(액체의 물이 전혀 없는)된 상태로 유지된다. 주형(20)의 내부에 응축성 증기와 주형(20)의 외부에 비-응축 기체 분위기 사이의 압력 차이는, 응축성 기체가 기체 투과성 주형 벽(W)을 통하여 주형의 외부면 밖으로 빠져나오는 것과 비-응축 기체가 벽(W)을 통해, 제거되는 소모성 모형 조립체에 의해 채워진 주형 공동으로 들어가는 것을 방지하기에 충분히 작다. 주형 내부의 응축성 증기 및 주형 외부의 비-응축 기체 분위기는 이러한 목적을 위해서 실질적으로 동일한 압력에서 존재한다.2 and 4 show the process of removing the model after the central
도4에서, 응축성 증기(예, 대기압 스팀)를 가진 계면활성제의 함유물은, 습윤한 스팀 응축물 상태에서, 왁스를 흡수한 내화성 주형과 왁스를 흡수한 내화성 벽의 표면을 따라서 스팀 응축물로 이루어진 표면 층 형성물을 초래한다. 따라서, 용융되고 있는 모형 구역에서 배출되는 용융된 왁스 모형 물질은, 저 점성을 가지기 때문에, 용융된 왁스가 주형 벽을 따라서 주형 공동 밖으로의 흐름이 보다 용이하게 있는 스팀 응축물 층 상에서 흐른다. 이러한 사실은 주형 공동에서 모형 물질을 보다 신속하게 제거하게 하고 그리고 주형 공동에 잔류하는 왁스 모형 물질이 거의 없게 한다.In FIG. 4, the contents of the surfactant with condensable vapor (eg, atmospheric steam) are condensate along the surface of the wax absorbing refractory mold and the wax absorbing refractory wall, in the state of wet steam condensate. Resulting in a surface layer formation. Thus, because the molten wax model material exiting the molten model zone has low viscosity, the molten wax flows on the steam condensate layer where it is easier to flow out of the mold cavity along the mold wall. This fact allows for faster removal of the model material from the mold cavity and little wax model material remaining in the mold cavity.
도4의 설명에 부가하여, 스팀 응축물 및 용융 왁스 모형 물질은 탕구 공간 또는 중공 왁스 탕구(30)가 제거되어져 있을 때에 생성된 통로(P)를 통하여 중력에 의해 주형(20) 밖으로 배출된다. 용융 왁스 모형 물질은 도1의 주형(20) 아래에 위치하는 수집 트레이 또는 용기(도시 않음) 위에 또는 안에 수집된다. 소모성 모형을 포함하는 도2의 주형(20)의 축선, 예컨대 주형(20)의 종축선(L)은, 소모성 모 형이 용융되는 동안에 또는 소모성 모형이 용융되어진 후에 중력 방향에 대해 기울어져 있을 수 있다.In addition to the description of FIG. 4, the steam condensate and the molten wax model material are discharged out of the
실질적 대기압에서의 스팀은, 고체 왁스 모형(10)의 잔류하는 비-용융 부분이 스팀에 의해 비교적 영향을 받지 않도록 왁스 모형 내에서 작은 열 영향을 받는 구역(Z) 만을 생성하는 것으로 여겨지는데, 이러한 점에 대하여 본 출원인은 임의의 이론을 고수하려는 의도는 없다. 열을 받지만 모형 물질을 용융시키지 않는 이러한 작은 구역은 용융 표면에 대하여 열 팽창으로부터 자유롭고, 따라서 감싸고 있는 내화성 주형 상에 압력을 거의 또는 전혀 초래하지 않는 결과를 나타낸다. 주형 내부에 왁스의 열 팽창은 표준 오토클래이브 디-왁싱 작업을 하는 동안 주형의 균열을 유발한다.Steam at substantial atmospheric pressure is believed to produce only a small thermally affected zone (Z) in the wax model such that the remaining non-melted portion of the
스팀 방출 관(100)으로부터 주형 내부에 스팀 및 계면활성제(SF)를 방출하는 일은 모형 조립체(40) 전체(중공 탕구(30) 및 모형(10)을 포함)가 용융되고 주형(20)으로부터 제거될 때까지 계속되며, 도3에 도시한 바와 같이 탕구 통로(P)에 연결된 복수의 주형 공동(MC)을 포함하는 빈 셀 몰드(20)을 남겨둔다. 다음, 상기 주형은 적절한 가열 온도에서 가열하기 위해 준비되어, 주형에서 주조될 용융된 금속 또는 합금을 수용하기 위한 주형을 준비하는데, 이러한 과정은 잘 알려져 있고 본 발명의 범주에는 속하지 않는 것이다.The release of steam and surfactant (SF) from the
중공 탕구(30)의 챔버(30a)가 도1 내지 도4와 관계하여 수행되는 것으로 상기 기술되었지만, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 도5에 도시한 바와 같이, 도5에서는 관(100)에서 나오고 그리고 관(101)에서 나온 계면활성제를 함유한 대기압 하에 방출된 스팀이, 고체 탕구(30')의 노출된 단부(30e')와 충돌하고 점진적으로 고체 전구체 탕구(30') 내에서 그대로 챔버(30a')를 용융시키도록, 방출 관(100)을 상대적으로 축선방향으로 이동시킴으로써, 챔버(30a')가 모형 조립체의 고체 왁스 전구체 탕구(30')에서 그대로 형성될 수 있다. 챔버(30a')가 형성된 후, 현재의 중공 탕구(30') 및 모형(10)의 제거는 도1 내지 도4와 관련하여 상기 기술된 바와 같이 수행될 수 있다. 도5에서는, 도1 내지 도4의 유사 특징부에 대하여 유사 도면부호를 부여하여 나타내었다. Although the
도6에 도시된 발명의 다른 실시예에서, 미국 특허 5,069,271호에 기술된 바와 같이 주조 용기(60)에 미립자 지지 매체(50)에 의해 외면이 지지 또는 둘러싸인 얇은 벽 주형 또는 기타 내화성 주형(20)에서 소모성 모형 조립체(40)가 제거된다. 미립자 매체(50)는 상기 특허에 기술된 바와 같이 세라믹 입자 또는 그로그(grog)를 함유할 수 있다. 모형의 제거는 도1 내지 도4와 관련하여 기술된 바와 같이 실질적 대기압 하에서 모형 조립체(40)의 중공 탕구(30) 내부에 스팀 방출 관(100)에서 스팀을 방출하고 그리고 관(101)에서 나온 계면활성제를 함유하여 중공 탕구(30)에 이를 접촉시키고 용융시킨 이후 모형에 이를 접촉시키고 용용시키어서 수행된다. 주형(20)의 외부 표면(20s)은 모형을 제거하는 중에 미립자 매체(50)와 접촉하고 주조 용기(60) 상에 대기로 향하는 통풍구(vent-to-atmosphere)(61)를 통해 실질적으로 주변 대기압 하에 놓여진다. 주형의 외부 표면(20s) 및 미립자 매체(50)는 도1 내지 도4에 관계하여 상기 기술한 바와 같이 용융된 왁스가 주형 벽(W)에 부분적으로 흡수되고 스팀 응축물이 주형 벽의 두께를 통해 흡수되는 것을 막은 결과 건조 상태(액체의 물이 전혀 없는)로 유지된다.In another embodiment of the invention shown in FIG. 6, a thin wall mold or other fire
기술내용을 한정하는 것이 아닌, 본원 발명을 추가적으로 설명하기 위한 목적으로 기술되는 도7에 나타낸 본 발명의 다른 방법의 실시예를 하기에 기술한다. 여기서는 대기압보다 높은 또는 대기압보다 낮은 압력의 스팀이 주형 내부에 방출되어 "로스트 왁스" 정밀 주조 셀 몰드(220)의 내부에서 각 게이트(235)에 의해 중앙 중공 탕구(230)에 접합된 복수의 왁스 모형(210)을 가진 모형 조립체(240)를 제거한다. 주형의 외면이 실질적으로 동일한 대기압보다 높은 압력에서 비-응축 기체에 놓여지는 동안, 대기압보다 높은 압력의 스팀을 이용하는 것은, 모형 물질의 보다 높은 용융점에서의 용융을 가능하게 할 뿐만 아니라 스팀의 단위 부피 당 열용량을 증가시키게도 한다. 주형의 외부가 실질적으로 동일한 대기압보다 낮은 압력에서 비-응축 기체 분위기 하에 놓여지는 동안 대기압보다 낮은 압력의 스팀을 이용하는 것은 예컨대 보다 낮은 온도를 요구하는 모형 물질의 용융 및 제거를 가능하게 한다. 이러한 사실에 따른 방법 실시예는, 상기 방법 실시예가 대기압보다 낮은 압력의 스팀에서 선택적으로 대신하여 이용될 수 있는 것이지만, 하기의 방법 실시예는 계면활성제(SF)를 함유한 대기압보다 높은 압력의 스팀을 이용하는 것이 기술될 것이다.An embodiment of another method of the present invention shown in FIG. 7 described for the purpose of further describing the present invention, without limiting the technical content, is described below. Here, a plurality of waxes, which are released above the atmospheric pressure or below the atmospheric pressure, are released into the mold and bonded to the central
주형(220)은 압력 용기(250)의 내부에, 모형 제거 작업 중에 주형에서 이탈하는 용융 왁스 및 스팀 응축물을 수집하여 함유하기 위한 수집 그릇(252) 위에 배치된다. 상기 압력 용기(250)는 도6에서 도시한 바와 같이 주형(220) 주위에 미립자 지지 매체를 포함하는 형태의 주조 용기를 포함할 수 있다. 선택적으로, 압력 용기(250)에는 미립자 지지 매체가 없을 수도 있는데, 예를 들어, 여기에 셀 몰드만이 존재하고 비어 있을 수 있다. 압력 용기(250)는 강(steel)과 같은 적절한 내압성 물질로 형성될 수 있고, 전형적인 종래 압력 용기로 구성될 수 있다. 도6에 나타낸 바와 같이, 주조 챔버(60) 및 챔버에 포함된 주형은 또한 대기압보다 높은 압력의 디-왁싱 단계를 위하여 별도의 압력 용기(250)의 내부에 위치될 수 있다. The
밀봉부(seal)(254)가 주형(220)과 압력 용기의 벽(250a) 사이에 제공되어 밀봉부(254)의 내부 영역으로부터 밀봉부(254)의 외부로 기체가 혼합되는 것을 실질적으로 방지한다. 밀봉부(254)는 주형(220)을 밀봉하기 위한 고무 또는 기타 다른 형태의 밀봉부(254a)를 가진 강관 부재(steel tubular member)를 포함할 수 있다.A
대기압보다 높은 압력에서 관(101)에서 나온 계면활성제를 함유한 스팀은 방출 관(300)에서 주형(220) 내부로 방출된다. 상기 관(300)은 상술된 스팀 발생기와 같은 대기압보다 높은 압력으로 있는 스팀의 공급원(S)에 연결되고, 벽(250a) 에 있는 구멍을 통해 연장 형성되고 그리고 도6에 도시한 바와 같이 계면활성제 입력 도관(101)에도 연결된다. 주형(220) 내부에 대기압보다 높은 압력의 스팀을 방출함과 동시에, 주형 내부에 스팀 압력과 실질적으로 동일한 압력에서의 공기압이 유입구(255)를 통해 압력 용기(250)로 제공된다. 대기압보다 높은 압력의 공기압을 위하여 유입구(255)는 공기 압축기(예, Kaeser model SP25 콤프레샤)와 같은 압축 공기의 공급원에 연결된다. 따라서, 본원 방법의 실시예는, 주형(220)의 외부가 주형 외부의 무-스팀(steam-free) 기체 분위기 하에 두면서 주형(220)의 내부에 관(101)에서 계면활성제를 함유한 스팀을 방출하여 모형 물질과 이를 접촉시키어 이로써 모형 물질을 용융하는 단계를 포함하는데, 여기서 주형 내부의 스팀 및 주형 외부의 무-스팀 분위기는 실질적으로 동일한 압력이다. 스팀 및 이에 상응하는 공기(또는 다른 기체)의 압력은 모형 물질의 신속한 용융에 적절한 임의의 압력(및 이에 따른 온도)로 조절될 수도 있다.At pressures above atmospheric pressure, the steam containing surfactant from
압력 용기 내부의 대기압보다 높은 압력은 공기 이외의 기체, 예컨대 질소, 불활성 기체 또는 주형 내부의 스팀 압력과 실질적으로 동일한, 소망하는 대기압 보다 높은 압력의 기체에 의해 제공될 수 있다. Pressures higher than atmospheric pressure inside the pressure vessel may be provided by gases other than air, such as nitrogen, inert gases or gases at a pressure higher than the desired atmospheric pressure, which is substantially the same as the steam pressure inside the mold.
밀봉부(254) 내부의 영역에서 유래한, 초기에는 주형(220)의 내부에 존재했던 공기를 배출하여 밀봉부(254)의 내부 영역에 잔류하도록 공기 배출 밸브(256)가 압력 용기의 벽(250)에 제공된다.An
도7의 실시예에 따른 모형 제거 작업은 주형(20) 내부에 계면활성제와 함께하는 방출 대기압의 스팀과 관련하여 상기 기술한 바와 같이 진행하는데, 여기서 대기압보다 높은 압력의 스팀은 모형 조립체의 고체 왁스 물질과 접촉하여 응축된다. 대기압보다 높은 압력의 스팀이 압축 시에는 보다 높은 온도에 있기 때문에, 본 발명의 실시예에서는 왁스 표면에 보다 많은 열이 전달된다. 스팀이 응축될 때 약간 감소된 압력이 형성되는데, 이러한 사실은 모형 제거 작업을 촉진시키도록 왁스 표면과 접촉하는 보다 많은 스팀을 유도한다. 왁스 표면에서 나온 용융 왁스 및 스팀 응축물은 주형 공동에서 왁스 및 응축물 수집 접시(252)로 흘러들어간다. 디-왁스 동작은 탕구(230)에서 게이트(235)로 질서 정연하게 주형(220) 내에서 내부적으로만 일어나고, 이후 왁스 모형(210)에서 일어난다. 주형에 대한 압력 용기 밀봉부(254)는 압력 용기(250) 내에 주형(220)의 외면에 스팀이 가해지지 않게 하는 결과를 초래한다. 이에 의해, 무-스팀 분위가 압력 용기(250)에 주어진다.The model removal operation according to the embodiment of FIG. 7 proceeds as described above in connection with the release atmospheric pressure steam with surfactant inside the
도8 내지 도12를 참고로 하여 본 발명의 부가적인 면을 설명한다. 지지를 받지 않는 셀 몰드(500)(도10)는, 스팀 또는 그외 다른 응축성 증기에 함유된 계면활성제를 갖고 또는 갖지 않고 상술된 방식으로 스팀 또는 기타 다른 응축성 증기를 사용하여 모형을 제거하는 공정 동안에 중력에 대한 회전과 기울임 동작(tilting)의 조합 하에 있다. 이 실시예는 스팀 또는 그외 다른 응축성 증기를 사용하여 모형을 제거하는 동작에 한정되는 것이 아니다. 이 실시예는 주형이 회전과 기울임 동작의 조합 하에 있으면서 다른 모형 제거 기술을 이용하는 것을 고려할 수 있는 것이다. 예컨데, 고온 공기 또는 기체 스트림이, 상기 주형이 결합된 회전 및 기울임 동작 하에 있으면서 모형을 가열 및 용융하는 방식으로 주형 내부에 도입시킬 수 있다. 또한, 상기 주형은 주형이 결합된 회전 및 기울임 동작 하에 있으면서 모형을 새롭게 가열하게 노(furnace)에 위치시킬 수도 있다. 또한, 화학적 용해 매체를 주형 내부에 도입하여서, 주형이 결합된 회전과 기울임 동작을 받으면서 모형과 접촉하여 용해 할 수도 있다.8 to 12, an additional aspect of the present invention will be described. Unsupported cell mold 500 (FIG. 10), with or without surfactants contained in steam or other condensable vapor, removes the model using steam or other condensable vapor in the manner described above. During the process there is a combination of rotation and tilting against gravity. This embodiment is not limited to the operation of removing the model using steam or other condensable steam. This embodiment may contemplate using different model removal techniques while the mold is under a combination of rotation and tilting motions. For example, a hot air or gas stream can be introduced into the mold by heating and melting the mold while under the rotating and tilting motions in which the mold is coupled. The mold may also be placed in a furnace to freshly heat the model while under the combined rotational and tilting motion. In addition, a chemical dissolution medium may be introduced into the mold to dissolve in contact with the model while undergoing combined rotation and tilting of the mold.
유사하게, 본 발명의 이러한 부가적인 면은, 도6과 관련하여 상술되었으며 미국 특허 5,069,271호에도 기재된 주조 용기에 둘레를 에워싸고 있는 미립자 매체에 의해 외부가 지지를 받는 주형으로부터 1개 이상의 소모성 모형을 제거하는 작용을 하는 것이다.Similarly, this additional aspect of the present invention is directed to one or more consumable models from a mold that is externally supported by a particulate medium enclosed in a casting vessel described above in connection with FIG. 6 and also described in US Pat. No. 5,069,271. It is to remove the action.
도10에서, 비-지지된 셀 몰드(500)는 소모성(예, 왁스) 탕구(530)의 길이 둘 레를 따라서 위치한 다수의 소모성(예, 왁스) 모형(510)을 가지고 나타내었다. 각각의 모형은 게이트(535)에 의해 탕구에 연결되어 나타내었다. 본 발명의 이러한 면에 따라서 도10에 도시한 바와 같이 중력과 관련하여 주형이 기울임 동작을 하는 동안 주형의 길이방향 축선(L)을 중심으로 하는 회전 동작은, 모형 및 탕구 물질을 제거할 때에 중앙 탕구 통로(P) 주위에 배치된 모든 주형 공동(MC)에서 균일하게 용융된 모형 물질이 배출되게 한다.In FIG. 10, the
도8은 주형(500)이 장치에 설치되기 전에 본 발명의 상기 면을 실시하는 장치를 설명하는 도면이다. 도9는 주형(500)이 장치에 설치되기 전에 그리고 주형이 중력에 대해 기울임 동작을 하기 전에 장치를 나타낸 것이다. 도10은 주형이 제위치에 자리를 잡고 길이방향 축선(L)이 일정 경사각으로 기울어지게 중력에 대해 기울임 동작을 받은 후에 장치를 나타낸 도면이다.Figure 8 illustrates an apparatus for implementing this aspect of the invention before the
이러한 본 발명의 일 면의 실시예에서, 소모성 모형과 탕구를 가진 주형(500)은 상부 주형 클램프 및 회전 메카니즘(510)과 하부 주형 지지 메카니즘(512) 사이에 설치된다. 셀 몰드(500)는 도10에서 가장 잘 도시한 바와 같이 상부 주형 클램프 메카니즘(510)의 단부(510e)를 수용하는 상부 환형상 칼러(500c)를 갖는다. 상기 단부(510e)는 주형 탕구 통로(P)를 폐쇄한다. 상기 주형은 도10과 도11에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이 주형 지지 기부(512b)의 지지 평판(512p) 상에 위치한 회전식 네스트(nest)(512n)에 수용된 하부 환형상 칼러(500d)를 구비한다. 주형 지지 기부(512b)는 장치의 프레임(F) 측면 아암(A)에 고정된다. 가로 지주 평판(cross brace plate)(P3)은 아암(A) 사이에 설치된다. 주형 칼러(500c, 500d)는 주형(500)과 일체로 형성되거나 또는 주형에 분리 형성되어 부착되어질 수 있다.In one embodiment of this aspect, the
스팀 공급 관(600)의 단부는 주형 지지 기부(512b)와 지지 평판(512p)에 있는 구멍을 통해 상방향으로 연장 형성되어, 주형(500) 내부에 스팀 또는 기타 다른 응축성 증기를 도입하도록 도10에 도시한 주형(500)의 개방 하단부와 소통하게 있다. 관(600)은 도12에 도시한 바와 같이 클램프(513)를 이용하여 주형 지지 기부(512b) 상에 고정 위치에 있게 된다. 상기 관(600)은 도1 내지 도4와 관련하여 상술한 스팀 발생기(110)와 같은 스팀 발생기에 적절한 유연한 또는 경성의 도관을 이용하여 연결된다.An end of the
주형 지지 평판(512p)은, 회전식 네스트(512n)의 외부 원주부를 회전할 수 있게 지지하는 제1세트(3개 도시)의 둘레가 이격 분리된 회전식 휠(512f)을 갖는다. 또한, 주형 지지 평판(512p)은, 회전식 네스트(512n)의 폐쇄 평판(512s)이 그 위에서 회전하게 지지를 받고 있는 제2세트(3개 도시)의 둘레가 이격 분리된 회전식 휠(512g)도 갖는다. 따라서, 회전식 네스트(512n)는 휠(512f)에 의해 측면에서 지지를 받게 되고 그리고 하부 주형 지지 기부(512)에 대한 회전을 하는 휠(512g)에 의해 밑으로부터 지지를 받게 된다.The
각 휠(512f)은 평판(512p)에 장착된 직립 스터드(S1) 상에 베어링(도시 않음)으로 받쳐져 있게 된다. 각각의 휠(512g)은 지지 평판(512p) 상에 장착된 측면 스터드(S2) 상에 베어링(도시 않음)으로 받쳐지게 된다.Each
회전식 네스트(512n)는 도10에 도시한 바와 같이 주형(500)의 칼러(500d)를 수용하는 구조로 이루어진 상방향으로 대면하는 대략 원통형의 오목부(R)를 갖는다.As shown in Fig. 10, the
주형 클램프와 회전 메카니즘(510)은 주형(500)의 칼러(500c)와 마찰식으로 결합하는 단부(510e)를 가진 샤프트(510s)를 구비한다. 마찰 결합을 할 목적으로, 단부(510e)는 고무 또는 기타 다른 물질로 제조되어, 회전 동작이 샤프트(510s)의 회전으로 주형에 전달되는 주형 칼러(500c)와의 마찰 결합을 달성한다.The mold clamp and
샤프트(510s)는 구동 체인(510c)과 구동 결합하는 상단부 스프로켓(510f)을 가지고 회전하게 된다. 상기 체인은 종래 전기 또는 유압 모터(M1)로 구동되는 종래 기어 감속기(GR1)의 출력 스프로켓(513s)으로 운전되며, 상기 모터는 프레임(F)의 수평방향 고정 평판(P1)에 배치된다. 샤프트(510s)는, 프레임 평판(P1)에 고정된 수직방향 고정 프레임 평판(P2) 상에 부착된 베어링 블록(510b)에 의해 회전하게 지지 되어 있다. 이러한 구조에서는, 주형 클램프 및 회전 메카니즘(510)과 주형 지지 메카니즘(512) 사이가 고정된 주형(500)이, 샤프트(510s)에 의해 회전되어진다.The
주형 클램프 및 회전 메카니즘(510)은, 1쌍의 베어링(700b)에 의해 고정 하우징(H1)에 하단부에서 그리고 고정 하우징(H2)에 상단부에서 안내 받는 슬라이딩 수직 샤프트(700s)에 의한 주형 지지 메카니즘(512)에 대해 상하방향으로 이동할 수 있다. 공기 실린더(도시 않음)는, 메카니즘(510)을 하강시키어 주형을 제위치에 고정되게 하고 그리고 메카니즘(510)을 상승시키어 장치에 주형이 놓일 수 있게 하는 방식으로 메카니즘(510)(예, 샤프트(700s))과 프레임(512)(예, 평판(P3)) 사 이에 연결된다. 공기 실린더가 상승 위치에 있으면, 비-회전 샤프트(800s)가 비-회전 안내 관(800t)을 빠져나와서 상기 메카니즘(510)이 장치 안에 새로운 주형을 용이하게 적재하는 길에서 측로를 회전하게 한다.The mold clamp and
메인 샤프트(550)는 베어링 블록(552)에 의해 프레임(F) 상에 회전 가능하게 설치되어서, 길이방향 축선을 중심으로 하는 회전성 또는 피봇성으로 되어 있고, 상기 축선은 주형(500)의 길이방향 축선에 대해 수직하게 있다. 사각 횡단면 지지 슬리브(553)는 상기 슬리브와 회전하는 샤프트(550) 상에 용접과 같은 방식으로 고정된다. 주형 지지 메카니즘(512)을 가진 프레임 아암(A)은 용접과 같은 방식으로 슬리브(553)에 고정되어, 샤프트(550)와 회전하거나 또는 피봇 동작하게 있다. 주형 클램프와 회전 메카니즘(510)은 샤프트(550), 비-회전 샤프트(800s), 및 공기 실린더에 의해 슬리브(553)에 고정된다. 따라서, 주형 클램프와 회전 메카니즘(510)과 주형 지지 메카니즘(512)이 슬리브(553) 상에 장착되어, 이들이 샤프트(550)와 회전하거나 피봇 동작 한다.The
샤프트(550)는 기어 감속기(GR2)를 통해 샤프트(550)의 단부에 연결된 종래 전기구동 모터(M2)로 회전 또는 피봇 동작하게 된다. 기어 감속기(GR2)는 상호작용 연동장치(L')에 의해 머신 프레임(512)에 연결되고, 상기 연동장치는 기어 감속기가 샤프트와 함께 회전동작을 유지하게 한다. 구동 모터는 스텝핑 모터 타입으로 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 구동 모터(M2)는 길이방향 축선에 대하여 샤프트(550)가 증가적으로 또는 연속적으로 회전 또는 피봇 동작할 수 있다. 이러한 방식에서는, 주형 클램프 및 회전 메카니즘(510)과 주형 지지 메카니즘(512)사이에 고정된 주형(500)이, 주형이 회전되는 동안에 도10에 도시한 바와 같이 중력에 대하여 기울어질 수 있게 된다.The
장치를 운영하는 작업에서, 소모성 모형과 탕구를 가진 주형(500)은 회전식 네스트(512n)의 오목부(R)에 수용된 하부 칼러(500d)를 가진 회전식 네스트(512n) 상에 배치된다. 다음, 주형 클램프와 회전 메카니즘(510)의 샤프트(510s)의 단부(510e)는 하강되어 주형(500)의 상부 칼러(500c)에 단부(510e)와 결합하여서, 샤프트(510s)의 회전이 주형에 회전을 전달한다.In operation of the apparatus, the
관(600)으로의 스팀 흐름을 개시한다. 상기 스팀 흐름은 관(600)을 통해 주형 내부에 유입 된다. 상기 스팀은 도1 내지 도4와 관련하여 상술된 계면활성제(FS)를 함유할 수 있거나 또는 상기 계면활성제가 임의적인 모형 제거 상황에 따라서 생략될 수 있는 것이다. 메인 샤프트(550)는 피봇 동작하여 도10에서 볼 수 있는 바와 같이 중력에 대한 임의적인 소망 경사 각도까지, 주형 클램프와 회전 메카니즘(510) 및 주형 지지 메카니즘(512)을 기울이고, 따라서 주형(500)이 기울어진다. 주형 기울기 각도와 주형 회전 속도는 주형 공동(MC)에서 용융 왁스를 배출하는데 소요되는 정도로 조정할 수 있다. 이러한 방식에서는 왁스가 중앙 탕구(P) 둘레에 배치된 모든 주형 공동(MC)에서 균일하게 배출될 수 있다. 따라서, 본 발명의 이러한 면은 왁스가 주형 공동에서 균일하게 배출되게 하며, 대략적인 주형 공동의 체적은 주형이 수직 자세로 있을 때에 게이트(G) 수준보다 아래에 있다. 용융 왁스는 주형 바닥에서 배출되어 팬(pan)(도시 않음)에 갇혀진다.Initiate steam flow to
주형(500)은 상기 주형이 중력에 대해 고정 각으로 경사져 기울어져 유지되 어 있는 상태로 회전될 수 있다. 선택적으로, 상기 주형은 주형이 각각의 경사각도로 회전하는 동안에 선택된 경사 각도로 기울기가 증가하는 식으로 기울일 수 있거나 또는 연속하여 기울일 수 있는 것이다. 또한, 상기 주형은 연속적 또는 단속적으로 회전하면서 지속적으로 기울어질 수 있는 것이다. 본원 방법의 실시는 디-왁싱 모형의 형태에 따른다. 전형적으로, 수직방향 비-회전동작 주형 디-왁싱 작업을 시작하고, 다음, 게이트 구멍 밑에 드리우진 주형 부분 쪽으로 디-왁싱 처리로서의 경사진 주형 로터리 디-왁싱 작업으로 변경한다. 주형 경사각, 회전 속도 및 시간 지속기간은 디-왁스 되어진 모형의 형태에 따른다.The
본 발명의 이러한 면이 스팀 또는 기타 다른 응축성 증기를 사용하여 상기 모형과 탕구를 가열하여 용융시킨다 하더라도, 상기 주형이 회전과 경사 동작이 조합된 상태로 있는 동안에, 스팀 또는 기타 다른 응축성 증기가 주형(500) 내부에 관(600)을 통해 유입되어서 소모성 모형과 탕구를 가열하고 용융한다. 예를 들면, 주형이 회전 및 경사가 조합된 작용을 받고 있는 동안에 고온 공기 또는 기체 스트림이 상기 모형을 가열하고 용융하는 방식으로 주형 내부에 유입된다. 또한, 상기 주형은 주형이 회전과 기울기 동작이 조합되어 받고 있는 동안에 모형을 새롭게 가열하기 위한 노(furnace)에 놓일 수도 있다. 부가하여, 화학적 용해 매체를 상기 주형 내부에 유입시키어 주형이 조합된 회전 및 기울기 동작을 받는 동안에 모형과 접촉하여 용해될 수도 있다. Although this aspect of the present invention uses the steam or other condensable steam to heat and melt the model and the sprue, steam or other condensable steam may not It is introduced into the
본 발명은 금속 주조 내화성 주형에서 1개 이상의 소모성 모형을 제거하기에 유리한데, 여기서 상기 주형은 임의의 주형의 벽 두께를 가질 수 있고 주형을 둘러 싸는 외면 미립자 매체에 의해 지지되지 않을 수도 또는 지지될 수도 있다. 본 발명은 부가적으로, 스팀 응축물로 주형의 벽을 포화시키는 것을 방지하면서 1개 이상의 소모성 모형을 제거하는데 유익한 것이다. 본 발명은 모형을 제거하는 동안에 주형의 균열을 감소시키고 주형의 균열 없이 얇은 벽의 주형을 이용 가능하게 하도록 실시될 수 있는 것이다.The present invention is advantageous for removing one or more consumable models from a metal casting fire resistant mold, wherein the mold may have a wall thickness of any mold and may or may not be supported by the outer particulate medium surrounding the mold. It may be. The present invention is additionally beneficial for removing one or more consumable models while preventing saturation of the walls of the mold with steam condensate. The present invention can be practiced to reduce the cracking of the mold while removing the model and to make the thin-walled mold available without the cracking of the mold.
본 발명은 상술된 실시예에 한정되지 않고, 첨부 청구범위의 정신을 이탈하지 않는 범위 내에서 변경 및 개조할 수 있는 것으로 이해 되어야 한다.It is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be modified and modified without departing from the spirit of the appended claims.
도1은 주형 내부에 존재하는 모형 조립체의 중공 탕구 내에 위치하여 나타낸 방출 관에서 나온 계면활성제를 함유한 대기압의 스팀을 방출하여서, 본 발명을 설명하기 위한 실시예에 준거하여, 제거될 소모성 모형을 가진 내화성 주조 주형을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a drawing of a consumable model to be removed in accordance with an embodiment for explaining the present invention by releasing atmospheric pressure steam containing a surfactant from a discharge tube shown and positioned in a hollow spout of a model assembly present inside a mold. Is a schematic illustration of a fire resistant casting mold.
도1a는 주형 내부에 존재하는 모형 조립체의 중공 탕구 내에 위치하여 나타낸 분할 방출 관에서 나온 계면활성제와 대기압의 스팀을 방출하여서, 본 발명의 다른 설명을 위한 실시예에 준거하여, 제거될 소모성 모형을 가진 내화성 주조 주형을 개략적으로 나타낸 도면이다.FIG. 1A is a drawing of a consumable model to be removed in accordance with another illustrative embodiment of the present invention by releasing surfactant and atmospheric pressure from a split discharge tube positioned within a hollow spout of a model assembly present inside the mold. Is a schematic illustration of a fire resistant casting mold.
도2는 용융에 의해 이미 제거된 소모성 모형 조립체의 중공 탕구 및, 용융 및 제거될 각각의 게이트 및 모형이 구비된 도1의 내화성 주조 주형을 개략적으로 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a schematic representation of the refractory casting mold of FIG. 1 with a hollow spout of a consumable model assembly already removed by melting, and respective gates and models to be melted and removed.
도3은 모형이 셀 몰드에서 완전히 제거된 후의 상태를 나타낸 도2와 유사한 도면이다.FIG. 3 is a view similar to FIG. 2 showing the state after the model has been completely removed from the cell mold.
도4는 모형 제거를 설명하기 위해 도시한 도면으로 도2의 각 모형의 확대도이다.4 is an enlarged view of each model of FIG.
도5는 도1과 유사하나, 스팀 방출 관이 고체 탕구로 이동하여 거기에서 그대로 중공 탕구를 형성한 고체 탕구를 가진 모형 조립체를 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a view similar to that of FIG. 1, but showing a model assembly having a solid taphole where the steam discharge tube moves to a solid taphole and forms a hollow taphole as it is.
도6은 본 발명의 다른 설명을 하는 실시예에 준거하여, 제거될 소모성 모형을 가진 내화성 주조 주형을 개략적으로 나타낸 도면으로, 여기서 주형은 그 주위 를 둘러싸는 미립자 지지 매체에 의해 외면이 지지된다.Figure 6 is a schematic illustration of a refractory cast mold having a consumable model to be removed, in accordance with another illustrative embodiment of the present invention, wherein the mold is supported on its outer surface by a particulate support medium surrounding its surroundings.
도7은 도1과 유사하며, 대기압보다 높은 또는 대기압보다 낮은 압력에서 주형 내에 존재하는 모형 조립체의 중공 탕구 내에 위치한 것으로 나타낸 스팀 방출 관에서 스팀을 배출하여 본 발명의 다른 실시예에 준거하여, 제거될 소모성 모형을 가진 내화성 주조 주형을 나타낸 도면이다.FIG. 7 is similar to FIG. 1 and is removed in accordance with another embodiment of the present invention by discharging steam from a steam discharge tube, which is shown as located within the hollow spout of the model assembly present in the mold at pressures above or below atmospheric pressure. A diagram of a fire resistant casting mold having a consumable model to be used.
도8은 본 발명의 다른 실시예에 준거하여, 모형 제거 처리공정을 하는 과정에서 주형이 회전 및 기울임 동작을 받게 하는 장치의 사시도이다.8 is a perspective view of an apparatus for receiving a mold from rotation and tilting during a model removal process according to another embodiment of the present invention.
도9는 도8의 장치의 부분 구간을 입면으로 나타낸 도면이다.9 is an elevational view of a partial section of the device of FIG.
도10은 중력에 대해 기울어져 있는 주형을 나타낸 도9와 유사한 도면이다.FIG. 10 is a view similar to FIG. 9 showing a mold tilted against gravity;
도11은 주형의 하단부를 회전 가능하게 지지하는 주형 지지부의 상부를 확대하여 나타낸 사시도이다.11 is an enlarged perspective view of an upper portion of a mold support for rotatably supporting a lower end of a mold.
도12는 주형 단부를 회전 가능하게 지지하는 주형 지지부의 하부를 확대하여 나타낸 사시도이다.12 is an enlarged perspective view of the lower part of the mold support for rotatably supporting the mold end;
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