KR20090056168A

KR20090056168A - 정밀주조 제품의 왁스패턴 조립을 위한 트리의 구조 및조립방법

Info

Publication number: KR20090056168A
Application number: KR1020070123202A
Authority: KR
Inventors: 장세풍
Original assignee: 한국로스트왁스 주식회사
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2009-06-03
Also published as: KR100912098B1

Abstract

본 발명은 왁스 트리의 프레임에 형성된 요철과 왁스모형에 형성된 요철이 서로 맞아야만 결합될 수 있는 플프루핑(Fool proofing) 기구를를 설치하여 항상 일정한 위치와 방향에 왁스모형이 부착되도록 하여 작업자의 숙련도에 상관없이 정밀주조 제품의 정밀도를 유지하면서 대량생산이 가능한 정밀주조 제품의 왁스패턴 조립을 위한 트리의 구조 및 조립방법에 관한 것이다.

상기와 같은 목적 달성을 위하여 본 발명에 따른 정밀주조 제품의 왁스모형을 부착하는 왁스 트리는, 용해한 금속이 주입되는 탕구; 상기 탕구로부터 분기(分岐)되는 복수의 프레임; 상기 각 프레임에 요철(凹凸)이 형성된 결합부로 구성되며, 왁스모형의 게이트 하부에도 요철이 형성되어 있어서 상기 프레임의 결합부에 형성된 요철과 서로 대응되면서 왁스모형이 프레임에 부착되도록 된 것을 구성적 특징으로 한다.

정밀주조, 왁스모형, 왁스패턴, 조립, 풀프루핑

Description

정밀주조 제품의 왁스패턴 조립을 위한 트리의 구조 및 조립방법{Tree structure and method for wax pattern assembling of precision casting products}

본 발명은 정밀주조 제품의 왁스패턴 조립을 위한 트리의 구조 및 조립방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 왁스 트리의 프레임에 형성된 요철과 왁스모형에 형성된 요철이 서로 맞아야만 결합될 수 있는 플프루핑(Fool proofing) 기구를를 설치하여 항상 일정한 위치와 방향에 왁스모형이 부착되도록 하여 작업자의 숙련도에 상관없이 정밀주조 제품의 정밀도를 유지하면서 대량생산이 가능한 정밀주조 제품의 왁스패턴 조립을 위한 트리의 구조 및 조립방법에 관한 것이다.

정밀주조법은 몰드(mold)로 금형을 사용하지 않으며, 일반적인 주조법(사형주조법)보다 특히 구조가 복잡하고 치수 정밀도가 높은 제품을 만들 수 있는 주조법으로, 인베스트먼트(Investment)법, 로스트왁스(Lost wax)법, 세라믹 몰드(Ceramic mold)법, 플라스터 몰드(Plaster mold)법 등이 있다.

정밀주조법인 로스트왁스법의 일반적인 공정을 살펴보면, 먼저 왁스나 플라스틱 등을 이용하여 제조하려는 제품의 모형을 만들고, 용해한 금속이 탕구와 탕도(Runner)를 통하여 주입되어 제품화될 수 있도록 상기 모형들을 하나의 트리(Tree) 또는 몰드(Mold)로 조립한다.

하나의 왁스 트리로 제작된 제품의 모형은 이형제를 제거하기 위해 세척 후 트리 표면 위에 슬러리(Slurry) 상태의 내화물과 샌드상태의 내화물을 최종 금속제품의 형상 및 크기에 따라 반복적으로 도포하여 주형을 제작하는데, 이때 상기의 각 도포과정에서는 각 트리 표면에 도포된 슬러리 상태의 내화물이 마르기 전에 내화물 모래를 도포한 후 건조과정을 거치게 된다.

그리고, 탈왁스(Dewaxing)을 거쳐 내부에 들어있는 왁스 또는 플라스틱을 제거시키고 소성공정을 통하여 불순물을 제거한 후, 용융상태의 금속을 주입하여 응고 및 냉각시킨 후에 외곽의 주형을 제거하는 탈사과정을 거쳐, 트리 상태의 금속만 남게 한 후 탕구, 탕도 등을 절단 및 연마 등의 공정을 거쳐 금속제품을 생산하는 방법이다.

그런데, 지금까지 현장에서 사용해오고 있는 왁스모형을 부착시키는 트리의 구조 및 부착방법은, 도 1에 도시한 바와 같이, 용해한 금속을 주입하는 탕구(1) 와, 상기 탕구(1)에서 분기한 프레임(2)(여기서 프레임이라 함은 용해한 금속이 탕구에 주입되어 흘러가는 탕도(Runner)를 지칭한다)으로 구성되는 왁스 트리를 사용하여, 작업자가 작업 표준을 보고 왁스 트리의 프레임(2)에 왁스모형을 붙일 위치와 간격을 목측(目測)한 다음, 목측한 위치에 전기인두(4)의 열을 이용하여 왁스모형(3)의 게이트 하부를 녹여 트리의 프레임에 붙이는 방법으로 왁스패턴을 조립하는 방법을 사용하고 있다.

그러나, 상기와 같은 방법은 왁스모형을 붙일 위치와 방향을 목측하여 정하기 때문에 왁스모형이 부착되는 위치와 방향이 일정하지 않고, 또한 왁스모형의 게이트에 전기인두를 대고 있는 시간의 길고 짧음에 따라 왁스모형의 게이트가 녹는 정도가 다르기 때문에 왁스모형마다 게이트의 길이가 달라져서, 결국에는 정밀을 요하는 주조제품을 생산하는데 큰 장애가 된다. 따라서 이와 같은 작업을 위해서만도 고도로 숙련된 기술과 작업자가 필요한데, 이마저도 여의치가 못한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 왁스 트리의 프레임에 형성된 요철과 왁스모형에 형성된 요철이 서로 맞아야만 결합될 수 있는 플프루핑(Fool proofing) 기구를 설치하여 항상 일정한 위치와 방향에 왁스모형이 부착되도록 하여 작업자의 숙련도에 상관없이 정밀주조 제품의 정밀도를 유지하면서 대량생산이 가능한 정밀주조 제품의 왁스패턴 조립을 위한 트리의 구조 및 조립방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 전기인두를 사용하지 않고 왁스모형을 용융 왁스에 침전시켜 왁스모형을 왁스 프레임에 부착함으로써, 작업자의 숙련도에 상관없이 정밀주조 제품의 정밀도를 유지하면서 대량생산할 수 있는 정밀주조 제품의 왁스패턴 조립방법을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적 달성을 위하여 본 발명에 따른 정밀주조 제품의 왁스모형을 부착하는 왁스 트리는, 용해한 금속이 주입되는 탕구; 상기 탕구로부터 분기(分岐)되는 복수의 프레임; 상기 각 프레임에 요철(凹凸)이 형성된 결합부로 구성되며, 왁스모형의 게이트 하부에도 요철이 형성되어 있어서 상기 프레임의 결합부에 형성된 요철과 서로 대응되면서 왁스모형이 프레임 부착되도록 된 것을 구성적 특 징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 정밀주조 제품의 왁스 패턴 조립방법은, 게이트의 하부에 요철(凹凸)이 형성되도록 정밀주조 제품의 왁스모형을 제작하는 단계; 프레임에 요철이 형성된 왁스 트리를 제작하는 단계; 상기 왁스모형을 용융왁스에 침적하고, 왁스모형과 프레임에 각각 형성되어 있는 요철이 서로 대응되도록 하여 이들을 결합·부착시키는 단계를 거쳐 조립하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 본 발명에 따른 정밀주조 제품의 왁스패턴 조립을 위한 트리의 구조 및 조립방법은, 왁스 트리의 프레임에 왁스모형을 부착할 위치와 방향에 요철 형상을 형성하는데, 상기 요철은 크기와 모양을 각각 다르게 함으로써, 작업자의 숙련도에 상관없이 왁스모형이 왁스 트리의 항상 일정한 위치와 방향에 정확하게 부착할 수 있으며, 전기인두를 사용하지 않고 왁스모형을 용융 왁스에 침전시켜 왁스모형을 왁스 프레임에 부착함으로써, 작업자의 숙련도에 상관없이 정밀주조 제품의 정밀도를 유지하면서 대량생산할 수 있다.

도 2와 도 3a 및 도 3b를 참조하여 본 발명에 따른 정밀주조 제품의 왁스모형을 부착하는 왁스 트리에 대하여 설명하면, 본 발명에 따른 왁스 트리(10)는, 용 해한 금속이 주입되는 탕구(湯口; 11)와, 상기 탕구(11)로부터 분기(分岐)되는 복수의 프레임(12) 및 상기 각 프레임(12)에 요철(凹凸; 14)이 형성된 결합부(13)로 구성되어 있으며, 왁스 트리(10)에 부착되는 왁스모형(20)의 게이트 하부에도 상기 프레임(12)의 결합부(13)에 형성된 요철(14)과 서로 대응되도록 요철(24)이 형성되어 있어서, 이들 요철(14, 24)끼리 서로 대응되면서 결합되어 왁스모형(20)이 왁스 프레임(12)에 부착되도록 구성되어 있다. 본 발명에서 '프레임'이라 함은 용해한 금속이 탕구에 주입되어 흘러가는 탕도(Runner)를 지칭한다.

탕구(11)에서 분기(分岐)되는 프레임(12)은 하나만 형성할 수도 있지만, 생산성과 작업효율 등을 고려하여 2∼4개의 프레임(12)을 형성하는 것이 바람직하고, 각 프레임(12)에는 앞면과 뒷면에 각각 1∼3개의 결합부(13)를 형성하고, 각 결합부(13)에는 2∼4개의 요철(凹凸)(14)을 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 프레임(12)과 왁스모형(20)에 각각 형성된 요철(14, 24)이 서로 맞아야만 왁스모형(20)이 프레임(12)에 결합되는 플프루핑(Fool proofing) 기구를 설치함으로써, 숙련자가 아니라도 왁스모형(20)이 언제나 프레임(12)의 일정한 위치와 방향에 부착될 수 있도록 한 것이다. 좀더 구체적으로 설명하면, 프레임(12)의 각 결합부(13)에는 2∼4개의 요철(14)이 형성되어 있는데, 같은 결합부(13)에 형성된 2∼4개의 요철(14)은 각각 모양이나 크기, 방향 등 일부를 서로 다르게 형성하고, 상기 프레임(12)에 형성된 요철(14)과 서로 대응되도록 왁스모 형(20)의 게이트 하부에도 요철(24)을 형성함으로써, 왁스모형(20)이 언제나 프레임(12)의 일정한 위치와 방향에 부착될 수 있도록 한 것이다.

또한, 본 발명에 따른 정밀주조 제품의 왁스 패턴 조립방법은, 게이트의 하부에 요철(凹凸)이 형성되도록 정밀주조 제품의 왁스모형(20)을 제작하는 단계와, 프레임의 결합부에 요철이 형성된 왁스 트리(10)를 제작하는 단계 및 상기 왁스모형을 용융왁스에 침적하고 왁스모형과 프레임에 각각 형성되어 있는 요철이 서로 대응되도록 하여 이들을 결합·부착시키는 단계를 거쳐서 조립된다. 왁스모형과 프레임을 결합·부착시키고 나서는 결합부위가 완전하게 결합되도록 하기 위하여 왁스모형과 프레임의 결합된 부위에 토치 램프(Torch lamp) 등의 열(화염)을 사용하여 완전히 결합 고정시키는 것이 바람직하다. 여기서 왁스모형을 제작하는 단계와 왁스 트리를 제작하는 단계에는 순서가 없음은 물론이다.

왁스모형을 용융왁스에 침적시키는 것은, 열이 가해지는 팬에 왁스를 녹여 놓은 상태에서 왁스모형의 게이트 하부를 팬에 용융되어 있는 왁스에 짧은 시간(1∼2초 정도) 담그면, 왁스모형의 게이트 하부에 형성된 요철부분이 녹게 되어 이를 프레임의 요철부에 결합·부착시키는 작업이다. 이와 같이 왁스모형을 프레임에 부착함에 있어서 전기인두를 사용하지 않고 왁스모형을 용융왁스에 침지시켜 부착시킴으로써, 숙련자가 아니더라도 왁스모형을 언제나 프레임의 일정한 위치와 방향에 일정한 높이로 부착시킬 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 게시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 종래의 왁스 트리의 구조 및 왁스 트리에 왁스모형을 부착시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 왁스 트리 및 왁스모형을 도시한 사시도이다.

도 3a와 3b는 본 발명에 따른 왁스모형을 왁스 트리에 부착한 사시도 및 측면도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 왁스 트리 11 : 탕구

12 : 프레임 13 : 결합부

14, 24 : 요철 20 : 왁스모형

Claims

정밀주조 제품의 왁스모형을 부착하는 왁스 트리(Wax Tree)에 있어서, 상기 왁스 트리는

용해한 금속이 주입되는 탕구;

상기 탕구로부터 분기되는 복수의 프레임;

상기 각 프레임에 요철(凹凸)이 형성된 결합부;

로 구성되며, 왁스모형의 게이트 하부에도 요철이 형성되어 있어서 상기 프레임의 결합부에 형성된 요철과 서로 대응되면서 왁스모형이 프레임에 부착되도록 된 것을 특징으로 하는 정밀주조 제품의 왁스패턴 조립을 위한 왁스 트리의 구조.
제1항에 있어서,

상기 프레임은 2∼4개인 것을 특징으로 하는 정밀주조 제품의 왁스패턴 조립을 위한 왁스 트리의 구조.
제1항에 있어서,

상기 각 프레임의 앞면과 뒷면에는 1∼3개의 결합부가 각각 형성되고, 각 결합부에는 2∼4개의 요철이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 정밀주조 제품의 왁 스패턴 조립을 위한 왁스 트리의 구조.
제3항에 있어서,

같은 결합부에 형성된 요철은 각각 모양이나 크기가 다르게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 정밀주조 제품의 왁스패턴 조립을 위한 왁스 트리의 구조.
정밀주조 제품의 왁스 패턴 조립방법에 있어서,

게이트의 하부에 요철(凹凸)이 형성되도록 정밀주조 제품의 왁스모형을 제작하는 단계;

프레임에 요철이 형성된 왁스 트리를 제작하는 단계;

상기 왁스모형을 용융왁스에 침적하고, 왁스모형과 프레임에 각각 형성되어 있는 요철이 서로 대응되도록 하여 이들을 결합·부착시키는 단계;

를 거쳐서 조립하는 것을 특징으로 하는 정밀주조 제품의 왁스 패턴 조립방법.
제5항에 있어서,

왁스모형과 프레임을 결합·부착시키는 단계 후에 상기 왁스모형과 프레임의 결합부위에 토치 램프(Torch lamp)를 사용하여 완전히 결합 고정시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀주조 제품의 왁스 패턴 조립방법.