KR20110098262A - 다이캐스팅 전극 터미널 성형 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다이캐스팅 전극 터미널 성형 장치에 관한 것으로, 더욱 상세히는 3단금형으로 이루어져 배터리 전극 터미널의 전극봉 용접시 단자 그을음 발생을 방지하고, 단자 용접시 튐 등 외관불량의 요인을 방지하며, 원재료인 납 다이캐스팅 작업중 발생하는 기포를 제거하여 조직의 치밀도를 향상시키고, 성형장치의 유휴 인터벌 동작에 따라 런너부와 제품과 자동 탈거됨으로 추가적인 인력손실을 방지하며, 런너부에 충진된 용해연의 멜팅포인트가 최적으로 캐비티 내부로 사출됨으로 고품질 제품을 얻을 수 있고, 런너부에 충진된 용해연으로 인해 다수 캐비티를 가질수 있어 반복작업의 생산성과 효율성을 최적화하는 다이캐스팅 전극 터미널 성형장치를 제공하여 대량생산이 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

다이캐스팅 전극 터미널 성형 장치{The diecasting apparatus to provide electrode terminal}

본 발명은 다이캐스팅 성형 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 배터리 전극 터미널의 사출과정에서 스프루런너와 성형제품이 자동 분리될 수 있도록 상측 금형과 하층 금형 사이에 중간플레이트가 결합된 3단 방식의 사출 금형에서 중간플레이트의 후면 내측으로 성형 제품의 사이즈보다 현저하게 넓고 많은 용해연을 충진하여 모을 수 있도록 런너부를 형성하고, 상기 런너부는 히팅노즐을 통해 충진된 용해연을 모아서 최적의 멜팅 포인트에서 각 캐비티에 일정한 온도로 유지하면서 캐비티 내부의 게이트 팁을 통해 상측 금형(용접부)으로 직 분사 사출하는 다이캐스팅 전극 터미널 성형 장치에 관한 것이다.

일반적으로 다이캐스팅 성형 장치는 다이 주조라고도 하는데 필요한 주조형상에 완전히 일치하도록 정확하게 기계가공된 강제(鋼製)의 금형(金型)에 용해연(熔融金屬)을 주입하여 금형과 똑같은 주물을 얻는 정밀주조법을 이용하는 성형 장치이다.

즉, 종래의 다이캐스팅 성형 장치는 용융도가니에 용탕을(주형 재료) 가압실린더에 의해 다이캐스팅 노즐을 통해 스프루 안으로 넣고, 상기 스프루를 통하여 용해연은 다시 런너 및 게이트를 거쳐 캐비티 내로 유입되는 유동단계와, 금형을 차가운 물이나 대기중 공기로 냉각시켜 제품을 이른 시간 내에 굳히는 냉각단계 및 금형을 취부하는 곳으로서 고정 플레이트와 이동 플레이트에 닫혀있던 조방(mold plate)을 열어 금형으로부터 성형품을 취출할 수 있도록 돌출장치(ejector)로 밀핀하는 단계와, 리사이클을 위해 재료를 다시 공급하여 반복 수행을 준비하는 성형재료 공급단계를 포함하고 있는 것이다.

그러나 종래의 다이캐스팅 성형장치는, 도 1에서와 같이 정밀도와 기계적 성질이 우수한 성형 제품을 공급하는 장점에도, 이동 플레이트 금형(3)에 형성된 노즐이나 런너(6)의 외주에 히팅장치가 배가되어 있지 않아 고정 플레이트 금형(2)과 이동 플레이트 금형(3)의 주형틀(8)(8-1)에 용해연을 주입시키고 냉각시켜 주물의 성형을 완료한 후에 이동 플레이트 금형(3)을 후진시켜 폐쇄된 조방을 개폐시키게 되면 이동 플레이트 금형(3)과 고정 플레이트 금형(2)에 마련된 런너(7)의 내부에는 스프루런너(9)가 각각 발생하게 되고, 런너(7)에 형성된 상기 스프루런너(9)를 제거하게 되면 런너(7)의 내부에는 에어가 충진되어, 런너(7)의 내부에 에어가 충진된 상태에서 다이캐스팅을 반복 작업하게 되면 런너(7)의 내부에 있는 에어가 주형틀(8)(8-1)의 내부로 유입되고 유입된 에어는 공기배출장치에 의해 공기가 배출되지만 주형틀(8)(8-1)의 내부에는 이동 플레이트 금형(3)의 런너(6)에 있던 에어를 포함하여 일시에 상당량의 에어가 유입되면서 일부의 에어는 외부로 배출되지 못하게 되며, 주형틀(8)(8-1)로 유입되는 에어를 모두 배출시키지 못하고 다이캐스팅을 하게 되면 주형물(A)에는 기포가 발생하게 된다.

주형물(A)에 기포가 발생하게 되면 주형물(A)을 정밀하고 치밀하게 주조할 수 없을 뿐만 아니라 표면을 깨끗하게 주조할 수 없어 제품의 품질을 떨어뜨리게 되는 문제가 있고, 기포가 발생하여 주조된 성형물(A)이 납을 이용하여 성형 되는 배터리 전극 터미널(20)인 경우에 배터리 전극 터미널(20)에 전극봉(26)을 용접시키게 되면 용접시 열에 의해 기공(기포)이 팽창하여 터져버려 전극의 외관에 튐 등의 핀홀 현상과 스파크가 발생할 뿐만 아니라 그을음현상으로 인해 배터리 터미널(20)의 외면이 검게 변색하는 그을음 현상이 발생하는 문제가 있으며, 이동 플레이트 금형(3)의 노즐에 충진되어 굳어진 스프루런너(9)를 주형을 실시할 때마다 제거하게되어 추가적인 인력손실에 따른 비용이 증가되고 이로 인해 생산비용이 상승하는 문제 및 연속적인 작업공정 등의 어려움을 겪게되어 생산성을 크게 저하하는 생산비용적 측면과 이로 인해 생산성 저해 원인이 되는 문제가 있었다.

또한, 노즐을 통해 런너로 공급되는 용해연은 별도의 히터장치를 구비하지않으면 빠른 속도로 냉각되어 고형화되는 문제가 발생한다.

상기와 같은 종래의 다이캐스팅 성형장치의 문제점을 해소하기 위한 본 발명은 배터리 전극 터미널의 전극봉 용접부에 그을음 발생 및 용접 후 납뜀 현상인 핀홀 발생과 근본적인 원인이 되는 용접부 표면의 기포 발생을 제거하고, 황산용액으로 구성된 전해액의 방전으로 용접부의 화학적 반응에 의해 기포가 발생한 부분에서 부식이 촉진되는 것을 방지할 수 있도록 성형된 터미널의 조직 치밀도를 더욱 높여 기포를 제거하며, 금형 내 다량의 캐비티를 확보할 수 있는 성형장치를 제공함으로 인해 품질이 우수한 제품을 대량 생산할 수 있도록 하는 것에 목적이 있다.

또한, 성형장치의 유휴 인터벌 동작에 따른 캐스팅 후 스프루런너와 제품이 자동 탈거됨으로 인해 추가적인 인력비용이 발생하지 않으면서 금형 내 제품의 다수의 캐비티를 확보할 수 있어 대량생산을 가능할 수 있도록 하고자 하는데 목적이 있다.

또한, 히팅 노즐에서 분사된 용해연이 최적의 멜팅포인트를 각 캐비티에 사출시에 제공하여 생산성과 불량률이 제로에 가까워짐으로 인해 효율성의 극대화를 실현하는 다이캐스팅 전극 터미널 성형 장치의 제공을 목적으로 한다.

또한, 본 발명 다이스캐스팅 전극 터미널 성형 장치는 각종 합성수지재의 성형품을 제조할 시에 사용되는 금형을 개량한 것으로서, 3단 또는 4단 구조로 이루어진 금형중 상측 금형과 하층 금형 사이에 위치한 중간플레이트의 후면 내측으로 성형 제품의 사이즈보다 현저하게 넓고 많은 양의 용해연을 모을 수 있는 런너부를 형성하고, 상기 런너부에는 히팅노즐을 통해 공급되는 용해연을 가열된 상태의 온도를 유지하기 위해 중간플레이트에 히터를 부착할 수 있으며 이는 상측 금형으로 직분사함과 동시에 용해연의 온도에 의해 최적의 멜팅 포인트를 제공하는 다이캐스팅 전극 터미널 성형장치를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 다이캐스팅 전극 터미널 성형 장치는 상측 금형과 하측 금형 사이에 위치한 중간플레이트의 후면 내측으로 성형 제품의 사이즈보다 현저하게 넓고 많은 양의 용해연을 모을 수 있는 런너부로 가열된 용해연을 충진하여 최적의 멜팅포인트를 유지함으로 인해 기존의 다이캐스팅 성형장치의 문제를 해결하고, 나아가 주조된 성형제품의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

따라서 본 발명은 배터리 전극 터미널의 전극봉 용접부에 그을음 발생을 방지하고, 터미널 용접시 기포로 인한 납뜀의 핀홀, 그을음 발생을 제거함으로 조직의 치밀도를 향상시키고 다공질 재료에서 비어 있는 부분이 그 전체 부피에서 차지하는 비율인 기공률(氣孔率)을 낮춰줌으로써 조직밀도를 향상시키고, 성형장치의 유휴 인터벌 동작에 따라 추가적인 인력손실을 줄이고, 매 사출시마다 스프루런너와 제품이 자동 분리되는 방식으로 반복작업의 생산성과 효율성을 최적화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 다이캐스팅 성형장치의 일 실시 예를 도시한 참고 단면도.
도 2a, b는 본 발명 다이캐스팅 전극 터미널 성형장치 구조를 도시한 측단면도.
도 3은 본 발명 다이캐스팅 전극 터미널 성형장치에서 런너를 도시해 보인 평면도.

상기와 같은 목적과 효과를 달성하기 위한, 본 발명 다이캐스팅 전극 터미널 성형 장치를 첨부된 도면을 참조하여 그 바람직한 실시 예와 상세 구조를 기술하기로 한다.

도 2a, b는 본 발명 다이캐스팅 전극 터미널 성형장치 구조를 도시한 측단면도이다.

본 발명 다이캐스팅 전극 터미널 성형장치(100)는 상측 금형(200)과 중간플레이트(210)와 하측 금형(220)으로 구성된 3단 금형으로 마련하되, 하측 금형(220)의 상부에 위치한 상측 금형(200)과 중간플레이트(210)가 소정의 작동장치에 의해 밀접하게 접속시키거나 분리되는 동작이 반복되는 구조이다.

또한, 상측 금형(200)과 중간플레이트(210)의 대향면에는 주형물을 주조할 수 있도록 한 개 이상의 주형틀이 형성되고, 하측 금형(220)에 접하는 중간플레이트(210)의 배면에는 성형제품의 사이즈보다 현저하게 넓고 많은 용량의 용해연을 충진할 수 있도록 넓은 면적을 갖는 하나의 홈으로 이루어진 런너부(240)를 형성한다.

상기 런너부(240)는 중간플레이트(210)에 형성된 다수개의 게이트(260)를 통해 용해연을 직 분사 방식으로 캐비티(280)에 주입할 때 종래와 같이 런너를 분기하지않고 성형제품의 사이즈보다 현저하게 넓으며 많은 용량을 충진하고, 상기 충진된 용해연이 가열된 온도로 런너부(240)에서 유지함으로 인해 용해연의 온도만으로 히팅장치의 역할을 할 수 있으며, 추가적인 히터를 중간플레이트에 배가시킬 수있다.

따라서 중간플레이트(210)에 형성된 런너부(240)의 내측 선단에는 전면에 형성된 캐비티(280)와 통공된 게이트(260)를 통해 용해연을 직분사할 수 있도록 하며, 상기 게이트(260)의 선단에 형성된 게이트 팁(270)이 캐비티(280)에 직접 인접되도록 형성된 런너부(240)를 구성하여 제품의 사출 성형작업시 핀 포인트, 터널식 게이트(260)가 용접부위 상단부 내경에 위치하여 기공률을 낮추고 조직밀도 향상하도록 한다.

또한, 상기 하측 금형(220)은 용융로부터 연장되어 런너부(240)로 주입되는 용해연이 고형화되지 않게 전기적으로 열을 공급할 수 있도록 주변 둘레에 히팅코일(250)이 감겨진 히팅노즐(230)이 형성된 구조이다.

한편, 런너부(240)를 성형하는 제품의 크기보다 넓게(크게) 형성하는 이유는 런너부(240)로 가열되어 충분하게 충진된 용해연의 온도만으로 용탕 역할을 하여 게이트(260)로 공급되는 용해연이 고형화되는 것을 방지하고, 최적의 멜팅 포인트가 유지될 수 있도록 하기 위함이다.

또한, 최적의 멜팅포인트를 사출시 제공하기 위해 중간플레이트에 히터를 배가할수 도 있다.

따라서 런너부(240)로 충분하게 공급되는 용해연의 용량에 따라 온도관리를 하여 노즐 레스(nozzle less)와 같은 효과로 인해 가스 혼입 및 반복적인 양산성을 확보할 수 있다.

도 3은 중간플레이트(210)의 배면에 형성된 런너부(240)의 바닥면에 게이트(260)가 일렬로 형성되고, 상기 런너부(240)로 충진된 용해연이 다수의 게이트(260)에 따라 런너부(240)가 분기되지않고, 하나의 런너부(240)에서 다수의 게이트(260)로 동시에 직분사하는 방식으로 이루어진다.

또한, 런너부(240)는 기공률을 낮추고 조직밀도 향상을 위해 게이트 팁(270)의 멜팅 포인트가 성형되는 용접부위에 직접 위치하도록 한다.

한편, 본 발명 다이캐스팅 전극 터미널 성형 장치의 작동상태를 개략적으로 설명하면 하측 금형(220)에서 중간플레이트(210)와 상측 금형(200)이 소정의 작동장치에 의해 밀접하게 접속시키거나 분리될 수 있도록 작동하면, 히팅노즐(230)을 통해 하측 금형(220)에 설치된 가압 실린더의 작동으로 런너부(240)에 성형제품의 사이즈보다 현저하게 많은 용량의 용해연을 충진하여 용융로에서 가열된 온도를 유지한 상태에서 게이트(260)를 통해 주입하면 일정한 온도를 유지하면서 각 캐비티(280) 내부의 게이트 팁(260)을 통해 상측 금형(용접부)으로 직분사 사출한다.

또한, 상기 성형장치(100)의 유휴 인터벌 동작에 따라 상측 금형(200)과 중간플레이트(210)의 하측 금형(220)에서 이격되면서 스프루런너와 성형 제품이 자동분리되어 추가적인 인력손실이 방지한다.

100: 성형장치 200: 상측 금형
210: 중간플레이트 220: 하측 금형
230: 히팅노즐 240: 런너
250: 히팅코일 260: 게이트
270: 게이트 팁 280: 캐비티

Claims (3)

1. 하측 금형(220)에서 상측 금형(200)과 중간플레이트(210)를 소정의 작동장치에 의해 밀접하게 접속시키거나 이격시킬 수 있고, 상측 금형(200)과 중간플레이트(210)의 대향면에는 주형물을 주조할 수 있도록 한개 이상의 주형틀이 형성되고, 상기 주형틀에는 노즐을 통하여 상측 금형(200)에 설치되는 가압실린더에 의해 용해연을 공급시킬 수 있도록 된 다이캐스팅 성형 장치에 있어서;
   상기 하측 금형(220)은 용융로부터 연장되어 런너부(240)에 주입된 용해연이 고형화되지 않도록 전기적으로 열을 공급하기 위해 주변에 히팅코일(250)이 감겨진 히팅노즐(230)과;
   상기 하측 금형(220)에 접하는 중간 플레이트(210)의 배면에는 내측으로 가열된 용해연이 충진되어 온도를 유지하면서 최적의 멜팅 포인트로 캐비티(280)의 게이트 팁(270)에 공급할 수 있도록 성형제품의 사이즈보다 큰 면적의 크기로 성형하고, 중간플레이트(210)의 선단에 형성된 주형틀에 용해연을 직분사할 수 있도록 게이트(260)의 게이트 팁(270)이 캐비티(280)에 직접 인접되도록 형성된 런너부(240)를 특징으로 하는 다이캐스팅 전극 터미널 성형 장치.
   
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 런너부(240)는 주형틀의 개수에 따라 분기되지않고, 하나의 런너부(240)에서 동시에 게이트(260)를 통해 캐비티(280)로 직분사하는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 전극 터미널 성형 장치.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 게이트 팁(270)은 멜팅 포인트가 성형되는 용접부위에 직접 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 다이캐스팅 전극 터미널 성형 장치.
   
   

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