KR20140109872A - 다이 캐스트 노즐과 다이 캐스트 노즐 작동 방법 - Google Patents

Abstract

용융물 채널 (4)가 가열 구간 (6)을 통과하여 탕구 구간 (10)이 부착되어 있는 노즐 팁 (8)으로 들어가는 용해물 분배기 (21)에 연결될 수 있는 채널 운반장치 (3)에 최소한 용융물 채널 (4)가 있는 용융 금속을 위한 다이 캐스팅 열가압실 시스템에서의 사용을 위한 다이캐스트 노즐로서, 노즐 팁 (8) 안에서 용융물의 흐름을 방해하는 응고된 용융물로 된 마개가 생성될 수 있으며, 가열 구간 (6)이 하나의 가열 카트리지 (2) 및/또는 가열 가능 노즐 축 (33‘)으로 이루어지거나 노즐 팁 (8)이 가열 가능 노즐 팁 (8‘)으로 이루어지며, 전기적 가열장치가 있는 가열 요소로 최소한 하나의 가열 카트리지 (2), 가열 가능 노즐 축 (33‘), 또는 가열 가능 노즐 팁 (8‘)으로 이루어지며, 최소한 하나의 구간에서 높은 전력 밀도와 낮은 열 관성으로 이루어지는, 20에서 250 K/s, 되도록이면 150 K/s의 온도 변화 기울기가 가열 요소의 표면에서 달성될 수 있는 방식이다. 다이 캐스트 노즐의 작동 방법도 또한 본 발명의 주제이다.

Description

다이 캐스트 노즐과 다이 캐스트 노즐 작동 방법{DIECASTING NOZZLE AND METHOD FOR OPERATING A DIECASTING NOZZLE}

본 발명은 용융물 채널이 가열 구간(Heating Zone)을 통과하여 탕구부(Sprue section)에 연결되어 있는 노즐 팁으로 들어가는 용해물 분배기에 연결될 수 있는 채널 운반장치에 최소 하나의 용해물 채널이 구비된 용융 금속용 다이 캐스트 열가압실 시스템에서 사용하기 위한 다이 캐스트 노즐과 다이 캐스트 노즐 작동 방법에 대한 것이다. 다이 캐스트 노즐의 의도는 용해물 흐름을 방해하고 완전히 재용융될 수 있는 응고된 용융물로 이루어진 마개를 탕구부에 형성하는 것이다.

전통적인 다이 캐스팅 방식에서, 다이 캐스트 노즐과 주조 주형 사이의 채널에서 응고하고 궁극적으로 바람직하지 않은 방식으로 이형 이후의 주조물 조각들과 관련되는 주조의 부산물로서 탕구는 보통 주조물 부품 무게의 40에서 100% 사이의 추가적인 재료를 함께 필요로 한다. 해당 탕구가 재료 재활용을 위해 다시 녹는 경우에도, 새로 발생하는 슬래그와 산화물 부담으로 인해 에너지 및 품질 손실과 관련된다. 탕구가 없는 다이 캐스트는 이러한 단점을 피할 수 있다.

탕구가 없는 다이 캐스트에 있어서, 모든 주조물에 대하여 용융물을 도가니로에서 주형으로 액체 형태로 퍼 온 다음 다시 되보내는 것은 품질 손실, 또는 최소 시간의 손실로 이어지며, 아니면 이에 대한 대안으로서 용융물을 액체 형태로 주형의 탕구에 이르기까지 유지하는 것이 필요하다. 후자는 열가압실 공정에서 이루어지는데, 여기에서 탕구에 이르는 모든 채널들은 용융물이 액체 상태로 유지되고 기껏해야 동시에 도가니로 역류하는 것으로부터 방지되는 방식으로 가열된다.

도가니로의 역류는 밸브에 의해서도 방지될 수 있지만, 다이 캐스트 노즐에 있는 탕구 구멍을 밀봉하는 응고된 용융물로 된 마개에 의해 특히 유리한 방법으로도 방지될 수 있다.

용융물 흐름에 대하여 탕구부를 밀봉하며, 다시 재용융될 수 있는 응고된 용융물로 이루어진 마개의 형성을 통해 탕구 없이 다이 캐스트 또는 사출 성형을 하기 위한 장치 및 방법들이 첨단 기술들에서 알려져 있다. 그러한 장치와 방법은 특히 플라스틱으로 된 사출 성형에 대해, 하지만 때때로 비철 금속의 다이 캐스팅을 위해 특히 설명된다.

공개 특허 EP 1201335 A1는 탕구부인 가열된 탕구 다이를 이용한 비철 금속용 열가압실 공정을 설명하는데, 거기에서는 채널과 도가니로의 용융물의 역류가 가열되지 않은 노즐 다이에 있는 마개에 의해 방지된다. 탕구 다이는 외부적으로 가열된다. 마개는 가열되는 경우 탕구 다이의 벽에서부터 이완된 다음 주형 과정에서 주입된 용융물에 의해 노즐 다이로부터 내보내진다.

고체 마개가 주형으로 즉시 주입되지 않도록 하는 마개용 흡입실이 요구된다. 하지만, 주입 중 용융물의 흐름이 이것에 의해 방해된다. 용융물이 초당 50에서 100미터의 속도로 주형에 들어가므로, 주형이 용융물에 의해 운반된 이완된 마개에 의해 손상될 수 있다. 통제되고 완전한 마개의 재용융은 가능하지 않다. 시도된다고 하더라도 완만한 외부 가열로 인해 매우 긴 주기가 요구될 것이며 따라서 생산성을 약화시킬 수 있다.

DE 33 35 280 A1은 열가압실 도구 안에 있는 가열 용융 금속용 전기적 작동 가열 요소를 설명하고 있는데, 여기에서는 다이 뿐만 아니라 용융물의 대부분이 가열될 수 있다. 플라스틱 용융물용 다이 캐스트 노즐 내에서 사용할 수 있는 유사한 가열 요소들이 첨단 기술에서 방대하게 알려져 있다. 하지만 그것들은 여기에서 서로 다른 작업을 수행한다. 그것이 빈약한 열 전도성과 국지적 과열에 대해 너무 민감해서, 용융 온도를 너무 많이 초과하지 않는 플라스틱을 다이 캐스팅하는 경우 가열 요소의 고른 온도를 보장하기 위한 용도에 그친다. 하지만 금속 다이 캐스팅 용도로는, 그러한 가열 요소를 선행 연구에서도 거의 찾아볼 수 없다.

상기 공개 DE 33 35 280 A1에서는 금속 다이 캐스팅에서 그러한 하나의 가열 요소를 자체적으로 사용하도록 설정하였다. 이를 하기 위해서는, 하나의 금속 코어로 형성된 가열 요소는 되도록이면 건설용 강철로 만들어진 금속 바깥쪽 덮개로부터 해당 가열 요소를 절연하는 절연 층에 의해 둘러 쌓인다.

여기에서의 단점은 가열봉이 금속 코어, 가열 장치와 바깥쪽 덮개 사이의 절연은 물론 금속 바깥쪽 덮개 자체로 인해 높은 열 관성을 가지고 있다는 것이다. 용융물을 다이 캐스트 노즐에 고르게 적당한 온도로 유지하는 것은 가능하지만, 주조 공정과 적시 활발히 연계하여 동작하는 불가능하다. 특히 응고된 용융물을 이용하는 매 주조 공정 후에 탕구부를 밀봉한 후 나중에 그것을 재용융하는 것은 가능하지 않고, 용융물이 액체 형태로 영구적으로 유지될 수만 있다. 또한, 금속 바깥쪽 덮개가 높은 온도에서의 상호 작용으로 인해 용융물과 바깥쪽 덮개 사이의 접촉 구간에 함께 합금을 형성할 수 있고, 짧은 시간에 그것을 부식시킬 수 있는 활성 용융물에 노출된다.

공개 특허 DE 10 2005 042 867 A1도 탕구를 밀봉하는 마개를 형성하는데 적합한 다이캐스트 노즐을 설명한다. 하지만, 전체 노즐 팁이 재용융을 위해 데워지고 마개의 응고를 위해 냉각되어야만 하기 때문에, 노즐에 대한 외부 가열은 높은 열 관성으로 이어진다. 관성으로 인해, 긴 주기와 결과적으로 낮은 생산성 또는 나중에 주형으로 내보내지는 마개의 부분적 용융을 수반한다. 첨단 기술에 대한 특정 선행 연구의 장점들은 탕구부에서 응고하는 마개를 사용하는 방법이 마련되지 않았다는 문제가 있다. 낮은 생산성과 마모 문제는 아직까지 실제 사용을 허용하지 않는다.

이것은 가열 카트리지를 구비하고 있는 다이 캐스트 노즐과 그것의 사용 방법을 제공하는 과제로 귀결되며, 여기에서 다이 캐스트 노즐은 노즐의 임시 밀봉이 계속해서 일어나고 용융물의 방출이나 역류가 방지되는 한 매 주조 공정 후에 최소한 다이 캐스트 노즐 구간에서 용융물이 응고하는 방식으로 주조 공정과 함께 적시에 동작을 가능하게 하는 높은 서비스 수명의 열 역학을 가지고 있어야 한다.

본 발명의 목적은 용해물 분배기에 연결될 수 있는 채널 운반장치에 최소한 하나의 용융물 채널을 가진 용융 금속용 다이 캐스팅 열가압실 시스템에서 사용을 하기 위한 다이 캐스트 노즐에 의해 해결되는데, 용해물 분배기에서는 용해물 채널이 가열 구간을 통과하여 노즐 팁으로 들어가고, 노즐 팁에는 탕구부가 연결되는데, 그 안에 용융물 흐름을 방해하는 응고된 용융물로 된 마개가 형성될 수 있고, 가열 구간이 되도록이면 중앙에 위치한 가열 카트리지 및/또는 하나의 가열 가능 노즐 축이고, 또는 노즐 팁이 가열 가능 노즐 팁으로 설계되며, 최소한 가열 카트리지, 가열 가능 노즐 축, 또는 가열 가능 노즐 팁이 가열 요소로 설계된다. 가열 요소는 되도록이면 전기적 가열로 설계되며, 최소한 하나의 구간에서 높은 전력 밀도와 낮은 열 관성을 가지며 더 나아가 20에서 250 초당 켈빈 (K/s), 되도록이면 150 K/s의 온도 변화 기울기가 가열 요소의 표면에 도달될 수 있는 방식으로 설계된다. 본 발명의 취지 내에서 탕구 구간은 본 발명에 따라 마개가 되도록이면 원뿔대로 또는 원통형으로 형성되는, 되도록이면 노즐 팁의 오목한 부분에 형성되는 전체 구간으로 이루어진다.

이를 통해, 용융물의 온도는 가열 구간에서 신속히 떨어질 수 있지만, 용융물을 응고시키지는 않는다. 동시에 노즐 팁 구간이나 가열 가능 노즐 팁의 온도는 용융물의 응고가 탕구 구간에서 잇달아 발생하고 해당 주입 포인트가 결과적으로 밀봉되는 정도까지 저하된다. 주조 공정의 시작시에, 가열 가능 구간, 예를 들어, 가열 카트리지, 대안적으로 또는 추가적으로, 가열 가능 노즐 팁은 용해된 탕구부에 있는 마개를 신속히 가열하며, 용융물은 탕구 구간을 경유하여 다이 캐스팅 주형에 둘러쌓인다. 특히 탕구 구간에서 용융물로의 가장 즉각적인 열 에너지 투입이 용융물과 하나의 본질적으로 고도로 동적인 열원 사이의 즉각적인 열 접촉에 의해 가능하게 된다. 이를 위해, 열원은 낮은 관성을 가지고 있는 재료를 가지고 있다. 이를 통해, 융융을 위해 요구되는 열은 목표된 에너지 절감 방법으로 매우 제한된 구간에만 적용된다. 냉각도 매우 제한된 구간에서 발생하므로 에너지 손실이 낮고 냉각율이 높다.

이것은 용융물의 역류를 방지하며 핫 러너 또는 열가압실의 보충을 정밀하게 구성한다. 용융물과 함께 주형에 도달할 수 있었던 공기와의 접촉에 의해 산화물이나 슬래그 조각들이 전혀 발생하지 않기 때문에 주조물 조각들의 품질도 또한 향상된다.

해당 노즐 팁이 별도로 사용될 수 있거나 세라믹으로 만들어진 경우 유리하다. 탕구 구간에서 좁아지고 최고의 용융물 유량이 그곳에서 발생하므로 노즐 팁은 매우 고도로 압력이 가해진다. 그러므로 마모시 교체 및 노즐의 올바른 지속적인 동작을 모두 보장하기 위해 노즐 팁이 교체 가능하다면 그것은 유리하다. 노즐 팁의 높은 서비스 수명을 보장하고, 다이 캐스팅 노즐이 모두 보호될 수 있도록, 또는 노즐 팁의 교체를 위한 유지보수 주기를 연장하기 위해, 노즐 팁을 매우 단단하고, 마모 저항적이며, 세라믹 같은 주로 화학적 불활성 재료(교환할 수 없다고 하더라도)로 만드는 것이 더 유리하다.

다이 캐스팅 노즐이 채널 운반장치를 안에 넣고 있는 노즐 몸체를 가지고 있는 경우 또한 유리하다. 이를 통해, 채널 운반장치, 가능하면 다이 캐스팅 노즐의 노즐 팁도 보호되고, 무엇보다도 가열된 채널 운반장치로부터 다이 캐스팅 노즐의 바깥쪽 벽을 경유하는 열 방출이 에너지 절감 기능이라는 목적으로 감소된다.

티타늄으로 만들어지거나, 또는 절연체 및/또는 최소한 하나의 지지 링을 구비하고 있고, 또는 지지 요소로 최소한 하나의 압력 피스를 구비하고 있는 노즐 몸체 또는 채널 운반장치는 특수한 장점을 가지고 있다. 티타늄은 낮은 열 전도성을 가지고 있으므로 특히 다이 캐스트 노즐용 덮개로 적합하다. 채널 운반장치 덮개의 절연 효과는 그것과 노즐 몸체 사이에 추가적인 절연체가 설치되는 경우 더욱 향상되며, 이것은 그러므로 바람직하지 않은 열 방출을 더 줄여준다. 노즐 몸체로부터 용해물 분배기로의 추가적인 열 방출을 방지하기 위해, 다이 캐스트 노즐은 선호되는 적용 사례로 설치되며, 다이 캐스트 노즐은 용해물 분배기에 있는 노즐 몸체의 지지 링과만, 대안적으로 또는 추가적으로 최소한 하나의 절연 압력 피스에 의해서도 접촉된다. 이를 통해, 강력히 제한된 열 전달만이 가열된 다이 캐스트 노즐과 냉각된 주조 주형이나 용해물 분배기 사이의 상대적으로 작은 접촉 표면을 경유하여 잇달아 일어날 수 있다.

용해물 채널에 채널 코팅이 있는 경우도 유리한 것으로 입증되었다. 그러한 코팅은 되도록이면 에나멜로 만들어지는데, 그것을 통해 흘르는 용융물에 의한 채널 부식을 방지한다. 다른 코팅들은 예를 들어 세라믹을 바탕으로 계획되거나 스퍼터에 의해 응용된다.

더 나아가 최소한의 열 센서가 용융물 온도를 판단하기 위해 가열 구간 및 탕구 구간에 제공되는 경우 유리하다는 것이 더 입증되었다. 이것은 온도 측정값을 기록할 때 선호되는 실시예에서의 낮은 관성을 특징으로 하며, 용융물과 직접적으로 접촉될 수 있다. 기록된 온도는 제어 시스템, 대안적으로 제어 장치에 제출된다. 해당 제어 시스템을 사용하면, 가열 요소 중 최소한 하나가 한 가지 방법으로 발동되어 가열 전력이 의도된 기간에 원하는 용융 온도를 달성하기에 충분하다.

하나의 대안적인 실시예에서, 금속 도체가 세라믹에 내장되거나 세라믹 또는 유리로 코팅되는 후막 가열장치(예, HTCC 또는 LTCC)가 열 센서로 기능한다. 이것은 도체의 특정 저항이 온도와 함께 변하는 PTC 효과를 활용하여 만들어진다. 도체용 금속의 선정을 통해, 여기에서 순금속이 특히 가능한데, 특히 유리한 선형 특성이 달성될 수 있다. 가열 도체가 아닌 추가적인 부품이 없는 가열 장치와 센서라는 이중 기능성을 갖는 PTC 효과를 활용하여 해당 가열 장치에 통합된 열 센서는 이것에 따라 명백히 구성된다. PTC에서는, 저항인 포지스터가 더 높고, 그리드에서 강하게 진동하는 원자들로 금속이 더 뜨겁다. NTC를 활용하면, 이 효과 또한 발생하지만, 그것과 상호작용하는 추가적인 효과가 있다. 이것은 따라서 반도체이다. 만일 모든 원자들이 그리드상에 고정되면, 반도체는 완벽한 절연체이다. 하지만, 결정의 연결들은 가열 중의 에너지 투입으로 인해 깨지며 전자들은 자유롭게 되고, 그 후에 전류 흐름을 야기한다. 반도체 결정에서 원자가 더 빨리 움직일수록, 전자는 더 자주 자유로워진다.

금속 도체 다음으로, 열 센서도 특히 상응하는 제조 정확성 제공을 위해 상기 실시 예에서 세락믹 도체를 가질 수 있으며, 온도 판단을 위해 PTC 효과를 활용한다. 응용이 가능한 경우, 동일한 것이 기본적으로 NTC 효과에도 적용된다. 여기에서는 비선형 특성이 측정된 데이터를 평가할 때 고려되어야 한다.

특히 선호되는 것은 용융물에서 각기 사용된 재료의 용융 온도인 20 K 이상의 용융 온도이다. 이 방법으로 본 발명에 따른 다이 캐스트 노즐에서의 고도로 역동적인 공정이 최소의 에너지 사용으로 달성될 수 있는 것을 보장한다. 더 나아가, 다이 캐스트 노즐 부품에 대한 열 부하가 감소되어, 마모 또는 화학적 변화가 감소 또는 배제될 수 있다. 이러한 방식으로, 다이 캐스트 노즐의 서비스 수명이 연장되며, 용해물이 통과하는 구간에서 코팅이 필요 없고, 다이 캐스트 노즐은 완전히 더욱 유리해진다.

최소한 하나의 단면 변화가 탕구 구간으로의 열 흐름을 제한하도록 계획되는 경우 다이 캐스트 노즐은 특유의 장점들을 갖는다. 그러한 단면 변화는 용융물 채널에 상응하여, 즉 절취부 모서리 옆에 있는 주입 포인트나 가열 카드리지에 설계함으로써 가열 구간에서 달성될 수 있다. 거기에서, 단면 변화는 되도록 탕구 구간으로의 열 흐름을 제한하는 가열 구간과 팁 구간 사이에 배열된다.

단면 변화의 단면을 선택함으로써, 가열 구간에서 팁 구간으로 넘칠 수 있는 열 입력이 설정될 수 있다. 이를 통해, 노즐 팁 구간에서의 냉각 시간을 고려하여, 용융물 채널의 가열 구간에서 어느 온도에서 그것 안에 존재하는 용융물이 응고하는지가 제어될 수 있다. 더 나아가, 탕구부, 팁 구간 또는 노즐 팁의 온도는 주기에 따라 응고된 용융물 마개에 의해 탕구의 밀봉을 조절할 수 있도록 가열 구간의 온도를 조절함으로써 간접적으로 제어될 수 있다.

본 발명의 목적은 더 나아가 전기적 가열과 최소한 하나의 구간에서의 높은 전력 밀도 (고성능 가열 요소)와 낮은 열 관성을 갖는 20에서 250 K/s, 되도록이면 150 K/s의 온도 변화 기울기가 가열 요소의 표면에서에서 달성될 수 있는 방식으로 설계된 가열 요소에 의해 달성된다. 낮은 열 관성을 달성하기 위한 가열 요소는 낮은 밀도와 높은 열 전도성을 가지고 있는 재료들로 만들어지며, 결과적으로 낮은 열 용량을 갖는다. 재료들 자체는 많은 열을 보관하지 않으므로, 재료들은 신속하게 가열될 수 있으며 마찬가지로 신속하게 냉각될 수 있다. 가열 요소는 특히 표면에 전기적으로 잘 절연하는 재료들로 만들어지며, 전류 강도를 제한하고 이를 통해 이송 라인의 단면은 물론 라인 손실을 제한할 수 있도록 더 높은 전압이 전기적 가열장치를 조절하기 위해 사용될 수 있다.

절연체 세라믹와 가열 도체로 이루어진 층 구조를 가지고 있고 접촉부를 경유해 전기적으로 연결될 수 있는 고성능 가열 요소로는 최소한 부분적으로 설계된 가열 구간, 팁 구간, 노즐 축 및/또는 노즐 팁이 선호된다. 절연체 세라믹은 최소한 바깥쪽 벽 위와 가열 도체들 사이에 전기적 절연 장벽을 형성한다. 유리, 에나멜 또는 프릿(규산염)이 절연체 세라믹으로도 특히 가능하다. 가열 도체는 전기적 연결 (접촉)을 통해 접촉될 수 있다.

가열 도체는 선호되는 실시예에서 도체 세라믹으로 형성된다. 특히 낮은 열 용량을 가지고 있으며, 온도 변화에 의해 야기되는 재료 압력에 저항하고, 도체와 절연체가 유사한 확장 계수를 가지고 있는 경우, 세라믹이 유리하다. 그러므로, 그것은 빠른 온도 변화에 최적으로 적합하다. 가열 요소의 바깥쪽 벽에 있는 절연체 세라믹은 또한 액체 용융물에 대해 저항력이 있고 그것의 영향 하에서는 부식되지 않는다.

도체 세라믹에 대한 대안으로, 또는 이에 더하여, 예를 들어, 상이한 시스템의 조합으로, 절연체 세라믹 안에 가열 도체로서 금속 도체를 도입하는 것이 계획된다. 이것을 하기 위해서는, 용융 온도가 세라믹의 소결 온도 이상인 하나의 되도록이면 고용융성을 갖는 금속 분말이 사용된다. 금속 분말이 규정된 방식으로 절연체 세라믹에서 소결 중과 경과 후에 용융되는 것이 여기에서 대안적으로 계획된다.

가열 도체 설계를 위한 또 다른 대안은, 예를 들어, 인쇄 공정을 이용하여 평판인쇄적으로 규정되고, 예를 들어, 후막 기술, HTCC 또는 LTCC에서 절연체 세라믹으로 도입되는 금속 도체이다. 금속 전도 통로의 진로 및 넓이에 대한 정의는 되도록이면 스크린 인쇄나 광화학적 방법으로 이루어진다. 전도 통로는 물론 접촉을 위한 금속으로서, 특히 은, 은-팔라듐 합금, 백금, 백금 합금 또는 금 페이스트가 고려된다.

특히 유리한 실시예는 한 조각으로 된 노즐 팁에 연결되어 있는 노즐 축을 가지고 있다. 이것은 노즐 축과 노즐 팁 사이에 연결 가스켓이 필요 없게 하고, 해당 구간에서의 용융물의 높은 압력과 높은 흐름율로 인해 이것의 밀도에 대해 매우 높은 요구가 이루어진다. 또한, 생산이 단순화된다.

한 조각으로 된 노즐 축의 특히 유리한 실시예는 최소한 노즐 축과 노즐 팁의 구간에서 별도로 제어될 수 있는 가열 시스템을 가지고 있다. 이 방법으로, 다이 캐스트 노즐의 서로 다른 구간에서의 용융물 온도가 목표된 방식으로 조절될 수 있어서 최적의 공정 역학이 최소한의 에너지 사용으로 달성된다. 축은, 예를 들어, 용융점에 가까운 고른 온도에서 특히 잘 유지될 수 있는데, 여기에서 특히 선호되는, 하나 또는 여러 개의 센서들이 이 구간의 온도를 감시하고, 따라서 가열 전력을 조절한다. 반대로, 노즐 팁에 있는 상대적으로 작은 탕구 구간과 큰 역할을 하는 이 구간에서의 낮은 열 용량에 의해 달성될 수 있는 변동 가열이 노즐 팁 구간에서 잇달아 발생한다. 이를 통해, 짧은 주기와 높은 생산성이 낮은 에너지 사용으로 가능하다. 대안적으로, 온도 센서의 사용이, 예를 들어, 위에서 설명된 대로 또한 계획된다.

여기에서 가열 요소가 바깥쪽 또는 표면 코팅인 경우 유리하다. 전체 가열 카트리지가 세라믹으로 만들어지지 않은 경우, 코팅은 활성 용융물에 대한 저항의 증가를 가능하게 한다. 코팅용으로 에나멜는, 유리, 또는 프릿 같은 다른 재료가 계획된다.

대안, 즉, 특히 탕구 구간에 있는 내부 삽입물이 코팅 대신에 계획되는데, 이것은 되도록이면 고도로 압력이 가해진 탕구 구간을 코팅하고, 흐르고 있는 용융물로 인해 마모 효과를 완화시키며, 오랜 서비스 수명이라는 관심사에서 있어서도 여전히 양호한 열 전도성을 가지고 있다. 가열 카트리지에 의해 배타적으로 가열된 다이 캐스트 노즐인 경우 그러한 삽입물은 되도록이면 낮은 열 전도 세라믹, 티타늄 또는 낮은 열 전도성을 가진 다른 재료로 만들어진다. 만일 노즐 팁의 벽이 개별 가열장치를 구비하고 있는 경우라면, 내부 삽입물의 재료는 양호한 열 전도성을 가지고 있어야 한다. 어느 경우에도 유리한 마모 특성이 요구되며, 이는 높은 마모 저항을 의미한다.

적절한 절연으로, 예를 들어 티타늄 외부의 바깥쪽 절연체로, 노즐에서 주형으로의 과도한 열 방출이 회피되고 열은 노즐 안에 보관된다. 이것은 효과적인 관점에서 바람직할뿐만 아니라, 주조 주형 서비스 수명이라는 관심사에 있어서도 바람직하다. 이를 통해, 주형의 탕구 구간은 미미한 벽 두께로만 특징지워질 수 있다. 이 구간은 노즐을 통한 열 투입에 의해 강하게 압력이 가해질 것이고, 재료 손상의 위험이 잇달아 일어날 것이다.

또한, 다이 캐스트 노즐의 짧은 주기와 그것을 위해 필요한 낮은 열 관성, 높은 가열 전력과 신속한 온도 감소는 노즐 팁에서 주조 주형으로의 제어되지 않은 열 방출과 같은 모든 외부 요소들을 그들의 효과에서 제한될 것을 요구한다. 이것은 또한 주형의 노즐 팁과 탕구 구간 사이의 열 절연도에 의해, 더 나아가 다이 캐스트 노즐와 용해물 분배기 사이의 접촉 표면의 감소에 의해 달성된다.

탕구 옆에 준비된 열 센서가 사용되는 경우 특히 유리하고, 이것을 통해 노즐 팁 구간의 온도 조건이 정확하게 기록되어 조절의 기준으로 활용될 수 있다.

하나의 대안적인 실시예에서, 정확한 온도 조절은 다이 캐스트 노즐의 구간에 있는 코팅을 배제하는 것을 가능하게 하며, 그것들은 간단히 알맞게 강철로 만들어질 수 있다. 정확하게 조절되는 온도를 이용하여, 마모 및 용융물과 노즐 재료 사이의 원하지 않는 합금을 야기하는 과도 온도가, 원하는 않는 점도의 증가나 용융물의 냉동의 위험 없이 회피된다. 특히, 노즐 재료를 위험하게 하는 450 °C 초과 온도가, 아연은 이미 390 °C의 온도에서 녹고, 이 마진은 놀랍게도 입증되었던 바와 같이 신속하고 정확한 조절을 위해 충분하기 때문에, 회피된다. 선호되는 실시예에서, 온도가 너무도 정확하게 조절되어 문제가 전혀 없는 가공이 용융물 온도보다 20 K 미만인 온도로만으로 가능하다.

주로 위에서 언급한 의미에서, 특히 유리한 가공이 별도의 전기적 연결 또는 접촉에 의해 가열 구간에서 그리고 팁 구간에서 개별적으로 제어될 수 있는 가열 카트리지로 가능하며, 이것은 가열 카트리지가 별도로 제어되는 가열 시스템을 가지고 있다는 것을 의미한다. 이를 통해 가열 구간과 팁 구간 모두에서 최적이면서 서로 개별적으로 독립적인 온도 안내자가 이루어지는 것이 가능하다. 이를 통해, 예를 들어, 가열 구간에서 또는 낮은 강도의 주조 공정의 시작시에 지속적인 가열이 에너지 절감과 함께 잇달아 발생할 수 있는데, 그 이유는 팁 구간과 거기에 존재하는 소량의 용융물을 대상으로 한 가열로 탕구 구간을 밀봉하는 용융물 마개가 재용융될 수 있기 때문이다.

간단하게 생산될 수 있으면서도 선호될 수 있는 하나의 대안은 이송 라인과 제어 장치만을 필요로 하는 단 하나의 가열 시스템만 가지고 있다. 다이 캐스트 노즐의 상이한 구간의 국지적 온도, 도체 밀도, 예를 들어, 반도체 재료의 경우 그것의 단면을 조절할 수 있으려면, 감소가 다양해진다. 이를 통해, 조정이 특히 단순한 방식으로 가능하며, 거기에 열 센서에서 나온 측정된 값들을 포함하는 것이 유리한 것으로 입증되었다. 특히 양호한 조정이 후막 기술 기반으로 생산되어 왔던 가열 시스템에 대해 가능하다. 특히 높은 재생산 정확성을 가지고 있는 잘 가공된 시리즈 제품에 대해서는, 단일 가열 시스템의 사용이 유용한 대안이다.

연장된 축 또는 용해물 분배기를 통해 안내되는 헤드에 연장된 축을 가지고 있는 가열 카트리지를 가지고 있어서 접촉점이 용해물 분배기 외부에서 쉽게 접근될 수 있는 것이 유리하다. 이를 통해, 가열 카트리지의 전기적 연결 장치를 생산하고 검증하는 것이 단순화된다. 더 나아가, 절연 재료를 손상시키는 높은 온도를 가지고 있는 용해물 분배기를 통하여 안내될 필요가 없기 때문에 이송 라인 절연의 열 저항에 있어 사소한 요건만이 상정된다. 따라서 다이 캐스트 노즐의 기능상 및 동작상 안전성이 향상된다.

가열 카트리지가 중앙에 또는 집중되어 있어서 되도록이면 가열 구간과 가열 카트리지가 동일한 중심축을 가지고 있는 경우 유리하다. 더 나아가 축과 가열 구간 사이에 있는 가열 카트리지가 중심 안내자를 가지고 있는 경우 유리하다. 이를 통해, 가열 카트리지는 채널 운반장치에 특히 안전한 시트를 가지며, 가열 구간의 영역에 있는 용융물 채널의 중앙 배열은 주입된 용융물에 의한 기계적 부하가 있는 경우에도 보장된다. 이 증가된 다이 캐스트 노즐의 품질은 포괄적으로 균일한 흐름으로, 그리고 용융물 채널 또는 용융물 채널 내에서의 개별적인 흐름들 사이에 온도 차이 없이 탕구 구간과 주조 주형에 도달하기 때문에 증가된다.

채널 운반장치 및 채널 운반장치에 삽입되는 서로 다른 열 확장을 균형잡기 위한 보상 장치가 계획되는 경우도 특히 유리한데, 이 경우 채널 운반장치는 가열 카트리지용 시트를 가지고 있다. 가열 카트리지가 그것에 대하여 압력이 가해지고, 강제 전송 구간에 있는 채널 운반장치와 접촉되어 있는 압력 나사를 구비하고 있는 확장 볼트가 계획된다. 확장 볼트는 접촉 구간에 있는 가열 카트리지와 접촉해 있어서 가열 카트리지는 채널 운반장치, 가열 카트리지, 확장 볼트의 가열 중 해당 시트에 대하여 압력이 가해진다. 강제 전송 구간은 확장 볼트에 연결되어 있는 압력 나사가 조정하는 슬롯 너트 안에 있는 스레드의 끝에 의해 여기 선호되는 실시예에서 정의된다.

이를 통해, 부품의 열 조건이 정해져 있는 확장에 대한 보상이 이루어지는데 노즐 몸체와 같은 금속 요소가 카트리지와 같은 세라믹 요소보다 더 확장하기 때문에 이것은 그것의 시트 안에 있는 가열 카트리지의 이완을 야기할 수 있다. 하지만, 이 문제는 채널 운반장치와 같은 방식으로 확장하며, 시트의 이완에 반작용할 뿐만 아니라 계획된 방법으로 짝을 짓고 치수를 재는 재료에 따라 사전 장력을 유지 또는 심지어 증가시키는 사전에 압력이 가해진 확장 볼트를 사용함으로써 회피된다.

더 나아가, 본 발명의 목적은 전력 증가를 통해 하나 또는 여러 개의 가열 가능 요소들, 특히 가열 카트리지, 가열 가능 노즐 축, 또는 가열 가능 노즐 팁의 동작 단계들로 다이 캐스트 노즐을 조절하기 위한 방법에 의해 달성되는데, 여기에서 최소한 하나의 구간에서 전력 밀도가 너무도 높고 열 관성이 너무 낮아서 20에서 250 K/s, 되도록이면 150 K/s의 온도 기울기가 가열 요소 표면에서 달성될 수 있다. 동시에 또는 바로 후에, 용융물이 주형으로 주입된다. 전력의 감소 또는 가열 가능 요소의 비활성화와 용융물 흐름의 중단이 뒤따른다. 결국, 가열 가능 요소들은 가열 구간에 있는 용융물이 액체로 남아 있지만, 열이 노즐 팁과 팁 구간 사이의 구간에 있는 용융물 온도로 용융물을 유지하기에 충분하지 않으며, 거기에서 용융물이 응고하고, 탕구 구간을 밀봉하며, 용융물의 유입 또는 역류를 방지하는 그러한 전력으로 동작한다. 세부적으로, 다음 과정들이 이 방법의 진행 중에 발생한다.

1. 주조 주형 닫기.

주조 주형 닫기는 이전 작업 주기에서 생산되었던 이전에 생산된 주조물 조각의 제거에 후속하여 발생한다. 주조 주형은 너무도 꽉 닫혀서 그것은 용융물의 높은 압력을 견딘다.

2. 가열 다이 캐스트 노즐과 가열 가능 요소들의 전력을 증가시킴으로써 다이 캐스트 노즐의 탕구 구간에 있는 마개의 완전한 재용융.

전력의 증가는 폐쇄된 전류로 또는, 활성화의 의미에서 완전히 방해된 전류 흐름으로부터 이루어진다. 여기에 도입된 열 출력이 너무도 높아서 응고된 용융물의 마개는 주변에서 용해하며 그것에 의해 탕구 구간의 벽에서부터 이완할뿐만 아니라 완전히 용해된다. 그것은 이어서 주형으로 압력이 가해지는 용융물과 함께 혼합되고, 예를 들어 주조 조각에서 불균일의 형태로 뒤에 어떠한 흔적도 남기지 않는다. 낮은 열 관성으로 인해, 높은 주기 빈도가 주조 중에 실현될 수 있는 그러한 짧은 시간에 재용융이 이루어진다.

3. 전력을 줄임으로써 최소한 부분적으로 가열 가능 요소의 비활성화.

노즐이 주조 주형으로부터 올려지는 방법인 경우 완전한 비활성화 또는 열 출력의 상당한 감소는 특히 중요하다. 또 다른 가열은 높은 온도로 흐르고 있는 용융물에 의해 용융물 온도의 유지를 보장하기 때문에 노즐을 올리지 않고서도 어떠한 경우에도 더 이상 요구되지 않는다.

4. 용융물을 주조 주형으로 주입.

용융물로 완전히 채워져 용융물 흐름이 멈출 때까지 용융물은 노즐을 통해서 흐른다.

5. 용융물의 압력 유지.

용융물이 더 이상 흘러들어오지 않으면, 주조 주형으로의 주입시에 용융물에 적용된 압력은 용융물이 응고할 때까지 유지된다. 이를 통해, 주형에 있는 모든 구멍들에 대한 안전한 채움이 보장되고 에어 포켓과 다른 주조 오류들이 회피된다.

6. 주조 주형에서 용융물의 응고.

채워진 주조 주형에서, 용융물은 주조물 조각으로 응고하고. 응고는 냉각제가 주형으로 흘러 들어가는 냉각 채널에 의해 가속화될 수 있다. 주조물 조각의 열은 냉각제로 방출된다.

7. 다이 캐스트 노즐의 탕구 구간에서의 용융물 응고. 다이 캐스트 노즐과 여전히 직접적인 접촉에 있는 주조물 조각의 용융물의 응고와 함께, 다이 캐스트 노즐의 탕구 구간에 있는 용융물의 열은 이제 (주로 주조 주형을 냉각시킴으로써) 냉각된 주조물 조각으로 방출된다. 그것에 의하여, 용융물이 이 구간에서 응고하는데, 이는 또한 이 구간의 밀봉으로 이어진다. 다이 캐스트 노즐의 탕구 구간은 이제 노즐의 낮은 열 관성으로 인해 매우 신속히 형성된 마개에 의해 밀봉되어 짧은 주기가 실현될 수 있다. 마개 뒤의 다이 캐스트 노즐에 있는 용융물은 흘러 들어오거나 흘러 나갈 수 없으며, 다이 캐스트 노즐로 공기를 끌어오거나 채널들을 경유하여 도가니로 다시 흐를 수 없다. 다이 캐스트 노즐과 채널들은 액체 용융물로 채워진 채로 남는다.

높은 열 관성을 가진 노즐의 대안적인 사용, 즉 본 발명에 따른 방법의 특별한 경우에서, 노즐 팁에서 주조 주형으로의 열 방출이 용융물을 냉동하는 목적으로 그것의 냉각을 지원하기 위해 요구된다.

또 다른 대안 실시예에서, 용해물 분배기 중 최소 하나에 있는 비복귀 벨브가 용융물을 닫아서 추가적으로 역류를 방지한다.

8. 주조 주형 열기.

주조물 조각을 제거하기 위해서는 주조 주형을 여는 것이 요구된다. 다이 캐스트 노즐은 용융물 마개에 의해 밀봉되므로, 용융물은 주조 주형이 개방되었을 때, 심지어 탕구가 부품으로부터 분리된 후에도 빠져 나가지 않는다.

9. 주조 주형으로부터 주조물 조각의 이형.

주조 주형을 개방한 후에는, 주조물 조각은 탈형될 수 있으며, 이것은 그것이 주조 주형으로부터 제거될 수 있다는 것을 의미한다. 여기에서, 탕구 구간에 있는 부품의 촉진된 분리가 탕구에 바로 있는 완화시키는 사전에 판단된 차단점인 절취 모서리로 인해 잇달아 일어난다.

모든 또는 개별적으로 가열 가능 요소들, 특히 가열 카트리지 및/또는 노즐 축이 증가된 전력으로 동작되는 경우, 용융물의 온도는 그것이 다이 캐스트 노즐을 통하여 흐르는 동안 유지된다. 다이 캐스팅 부품의 품질에 있어서 저하로 이어질 수 있는 완전하지 않은 냉각 또는 원하지 않는 점도의 증가가 회피된다. 가열 가능 요소들의 전력이 그 다음에 감소되는 경우, 이것은 용융물 온도의 감소로 이어지지만, 가열 구간에서는 여전히 유체로 남아 있다.

만일 가열 가능한 요소로서, 단 하나의 가열 카트리지가 적용되는 경우, 팁 구간에서의 전력의 감소는 용융물이 구성되어 있는 금속 또는 다른 유체 재료의 용융물 온도 아래로의 더 강한 냉각을 야기한다. 이것은 가열 카트리지의 팁 구간에서의 용융물 마개의 응고 및 형성으로 이어지며, 그것에 의하여 탕구 구간이 밀봉된다.

그러므로, 밸브나 또 다른 이동가능한 요소가 탕구 구간을 밀봉하기 위해 필요하지 않다. 이동 가능한 조각들 사이로 불가피하게 주입된 용융물의 부식 효과가 밸브 또는 다른 이동 가능한 요소의 조숙한 실패를 야기할 것이기 때문에, 이것은 용융물로 인한 높은 마모에 노출될 것이다.

하지만, 밀봉된 탕구의 장점들은 활용될 수 있는데, 그것은 주로 가열 채널 및 용융물 중탕으로의 용융물 역류가 방지된다는 것이다. 역류는 채널에 새로 주입된 용융물이 슬래그나 산화된 금속을 함께 운반하고, 그것을 주조 주형에 누를 수 있고, 결과적으로 부품 품질 저하로 이어질 수 있다는 것을 의미할 것이다. 더 나아가, 지속적으로 액체 용융물로 채워져서 가열 채널들을 비우고 다시 채우는 것이 생략되기 때문에 주조 공정의 속도가 빨라진다.

단면 변화를 통해 노즐 팁과 팁 구간 사이의 탕구 구간에 있는 가열 구간에서 흘러 나온 열의 일부가, 이 구간에 존재하는 용융물의 양과 탕구 구간을 경유하여 주형과 노즐 팁으로 가는 열 출력과의 조화로, 외부로부터 제어되는 경우 특히 유리하다. 이를 통해, 특히 특정한 특성을 가진 용융물에 조화되어, 본 발명의 목적이 매우 단순하고 명확한 방식으로 달성될 수 있다.

가열 카트리지의 단면 변화에 더하여 또는 대안적으로, 용융물 채널 자체가 단면 변화를 가지고 있는 것이 계획된다. 또 다른 단면 변화는 절취부 모서리의 형태로 탕구 구간에서 추가적으로 또는 대안적으로 계획된다. 이것은 절취부 모서리는 또한 하나의 열 장벽, 즉 다이 캐스트 노즐와 용융물 사이의 증가된 열 저항을 갖는 구간이며, 응고 중 용융물이 접촉할 시 이형 전에도 부품으로부터 다이 캐스트 노즐에 있는 응고된 용융물의 분리를 촉진한다.

하나의 대안적인 실시예에서, 노즐 팁과 팁 구간 사이에 있는 탕구 구간의 용융물은 별도로 가열 가능 팁 구간을 경유하여 정확한 온도에 이른다. 단면 감소로만 작용하는 또 다른 계획된 솔루션과 비교하여, 변경된 용융물 속성에 대한 또는 시스템 기능성에 대한 변화된 요건을 위한 더욱 유연한 조절이 가능하다. 어떻게든 존재하는 단면 변화는 팁 구간과 가열 구간의 상호 영향을 줄여준다. 제어를 위한 향상된 옵션들이 위에서 세부적으로 설명된 바와 같이 다른 별도의 조절 가능한 가열 가능 요소나 구간의 사용으로 잇달아 일어난다.

그것이 용융 온도의 온도값을 가열 구간 및/또는 탕구 구간의 용융물 온도를 조절하는 온도 조절 장치로 전달하여 용융물 온도가 안전한 용융물 흐름이 보장되는 용융물의 용융 온도 이상인 한에 있어서만 열 센서가 특유의 장점들 가진다. 이것은 비효율적인 에너지 폐기물뿐만 아니라 안전한 처리에 의해 다이 캐스트 노즐 부품의 높은 열 부하로 인한 마모도 회피한다.

전적으로, 모든 계획된 변형된 형태의 현재의 솔루션은 용융 후에 이완될 수 있고 처음에 진술된 결과와 함께 해당 주형에 도달할 수 있도록 형성되는 마개가 없다는 장점을 가지고 있다. 대신에, 용융물은 탕구 구간에서 완전히 녹은 후에만 주조 주형으로 흘러 들어간다.

금속 용융물에 대한 참조가 위에서 이루어진 한에 있어서는, 본 발명에 따른 발명과 방법에 따른 장치의 응용은 방법의 취지에 상응하는 조절(온도 지침, 온도 기울기)로 플라스틱 용융물 같은 다른 재료들에 대하여 계획된다.

본 발명에 대한 더 자세한 세부 내용과 장점들은 도면들과 설명에서 찾아볼 수 있다. 그것들은 다음과 같이 제시된다:

도 1a: 본 발명에 따른 카트리지 가열장치가 있는 다이 캐스트 노즐의 한가지 실시예에 대한 개략적인 단면도;
도 1b: 본 발명에 따른 카트리지 가열장치가 있는 또 다른 다이 캐스트 노즐에 대한 한가지 실시예에 대한 개략적인 단면도;
도 2: 단면으로 되어 있는 본 발명에 따른 가열 카트리지의 한가지 실시예에 대한 개략적인 단면도;
도 3: 카트리지와 축 팁 가열은 물론 측면 게이팅이 있는 본 발명에 따른 다이 캐스트 노즐의 한가지 실시예에 대한 개략적인 단면 표시;
도 4: 카트리지와 축 팁 가열장치가 있는 본 발명에 따른 다이 캐스트 노즐의 한가지 실시예에 대한 개략적인 단면 표시;
도 5a와 6에서 9: 각각 본 발명에 따른 다이 캐스트 노즐의 탕구 설계의 개략적인 평면도;
도 5b: 측면 게이팅을 위한 본 발명에 따른 다이 캐스트 노즐의 한 가지 실시예의 세부 사항에 대한 대략적인 단면 표시;
도 10: 코일 튜브 카트리지로서 본 발명에 따른 다이 캐스트 노즐의 한가지 실시예에 대한 개략적인 단면 표시;
도 11: 팁 가열과 내부 삽입물을 갖는 본 발명에 따른 다이 캐스트 노즐의 한가지 실시예의 세부사항에 대한 개략적인 단면 표시.

도 1a은 전기적 연결장치 11에 의해 접촉되는 하나의 가열 카트리지 2, 제시된 실시예에서 이중으로 설계된 용융물 채널이 도입되는 채널 운반장치 3, 채널 운반장치 3과 노즐 팁 8을 다이 캐스트 노즐 1의 끝에 주조 주형 22를 마주보게 집어 넣는 노즐 몸체 5를 갖는 본 발명에 따른 다이캐스트 노즐의 한가지 실시예에 대한 개략적인 단면도를 보여준다. 용융물 채널 4는 용해물 분배기로부터 노즐 축 33에 있는 구멍, 즉 가열 구간 6쪽으로 용융물의 중심을 벗어난 투입 위치로부터 움직이며, 채널 코팅 20에 의해 특히 용융물의 부식 효과에 대하여 보호된다. 이를 통해, 강철 채널 운반장치 3은 용융물과 합금을 형성할 수 없으며, 다른 방식으로 손상되지도 않는다. 에나멜이 채널 코팅 20으로 특히 선호되는 실시예에서 사용된다.

용융물 채널 4는 한 가지 방식으로 형성되어 도 1에서 암시만 되어 있는 용해물 분배기 21에 연결될 수 있으며, 그것에 의해 용융물이 공급된다. 용융물 채널 4는 가열 구간 6으로 이어지는데, 이것은 또한 용융물 채널 4의 한 부분이며 이 안에서도 가열 구간 17을 가지고 있는 가열 카트리지 2가 안으로 연장된다. 이를 통해, 그것이 노즐 축 33에 있는 가열 구간 6에 있는 경우 용융물이 가열될 수 있다.

가열 카트리지 2도 하나의 대안적인 실시예에서 코팅 13과 함께 제공되는데, 그것은 채널 코팅 20과 유사하며 부식, 슬래그 점착, 원하지 않는 합금으로부터 해당 표면을 보호한다. 세라믹으로 만들어지지 않은 가열 카트리지 2인 경우 이것이 특히 적용된다.

다이 캐스트 노즐 1은 더 나아가 도 1에서 암시만 되어 있는 주조 주형 22의 방향으로 채널 운반장치에 연결된 노즐 마개 8을 가지고 있다. 노즐 팁 8은 중앙에 주입 포인트 23 쪽으로 뾰족해지는 구간을 가지고 있는데, 여기에서 용융물은 탕구 구간 10에 있는 다이 캐스트 노즐 1에서 빠져나가는 쪽으로 향해있다. 노즐 팁 8은 선호되는 실시예에서 교체 가능한 것으로 계획되며, 고도로 압력이 가해진 부품은 전체 다이 캐스트 노즐 1을 비활성화시킬 필요 없이 마모시에 쉽게 교체될 수 있다. 노즐 팁 8의 생산을 위하여 세라믹과 같은 고도의 마모 저항 재료를 사용하는 것이 특히 선호된다. 이를 통해, 높은 속도로 탕구에서 방출되는 용융물로 인한 높은 압력에도 불구하고 특히 높은 서비스 수명이 보장된다.

다이 캐스트 노즐 1로부터의 열 손실을 줄이기 위하여, 용융물이 흐르는 구간인 채널 운반장치 3이 절연된다. 절연은 되도록이면 노즐 몸체 5에 의해 이루어지는데, 이것에서 주조 주형 22로의 열 전달은 노즐 팁 1이 주조 주형 22에 있는 지지 링의 구간에서 그것 자체만을 지원하기 때문에 감소된다. 또 다른 열 전달 감소가 채널 운반장치 3과 노즐 몸체 5 사이에 있는 절연체 9를 사용하여 이루어진다. 공기도 또한 이를 위해 사용될 수 있다.

채널 운반장치 3에 있는 가열 카트리지 2의 영구적으로 안전하고 고정된 시트는 중심을 정하는 안내자인 시트 12에 의해 보증된다.

주입 포인트 23을 가리키는 가열 카트리지 2의 끝은 되도록이면 원뿔형의 팁 구간 18에 의해 형성된다. 이것은 노즐 팁 8 내부의 오목한 부분과의 조화로 주입 포인트 23 쪽으로 뾰족해져 있고, 용융물이 그것을 통해 주입 포인트 23을 경유하여 다이 캐스트 노즐 1을 빠져 나가기 전에 높은 속력으로 흘러야 하는 속이 빈 원뿔 형상의 공간을 형성한다. 탕구 구간 10의 이 공간에서 용융물이 냉각되자 마자, 그것은 용융물의 빠져나감과 역류를 방해하는 딱딱한 마개를 형성하며, 이것은 가열이 시작하여 용해를 시작한 후에도 탕구 구간 10에서부터 이완되지 않고 벽에서부터 이완된다. 선호되는 속이 빈 뿔 형상의 마개가 완전한 종단면보다는 낮은 벽 두께만을 가지고 있고, 그것이 신속하게 가열할 수 있기 때문에, 용융 그 자체는 꽤 빠르고 고르게 잇달아 일어난다.

마개의 매우 신속한 응고는 탕구 구간 10에 있는 좁은 공간을 통해 흐르고 있는 용융물이 마찰로 인해 흐르는 중에 스스로 더 가열하고 팁 구간 18의 냉각이 시작할 때 여전히 유체라는 사실에 의해 촉진된다. 하지만, 용융물 흐름이 멈추는 경우, 마찰열은 더 이상 발생하지 않으며 용융물은 탕구 10을 밀봉하는 마개로 즉시 응고한다.

마개를 재용융하기 위해, 가열 카트리지의 가열 구간 17은 본 실시예에서 가열되며, 가열 구간에 있는 용융물 6의 온도도 올라간다. 이를 통해, 그 열은 한편으로는 용융물을 경유하여 마개로, 한편으로는 단면 변화 구간 14를 통해 팁 구간 18로 안내된다. 단면 변화 14의 형성으로 어느 정도까지 열이 팁 구간 18로 전달되는지가 제어될 수 있다. 이 방법으로, 재용융의 시간이 가열 구간 17이 도달하는 온도에 따라 제어될 수 있다.

도 1b는 가열 카트리지 2‘를 사용하는 카트리지 가열장치가 있는 본 발명에 따른 다이 캐스트 노즐 1‘의 또 다른 실시예에 대한 개략적인 단면 표시를 보여준다. 가열 카트리지 2‘는 여기에 원통형으로 형성되고 압력 나사 40과 연결되어 있는 확장 볼트 39에 의해 채널 운반장치 3의 구멍에 있는 시트 12‘에 대하여 압력이 가해지는 헤드 44를 가지고 있다. 여기에서, 압력 나사 40은 가열 카트리지 2‘의 헤드 44에 대한 강제 효과와 관련된 확장 볼트 39의 사전 장력을 생성한다.

다이 캐스트 노즐 1’이 작동을 시작하면, 모든 부품들이 동작 온도까지 가열되며, 동작 온도는 선호되는 방법에서 450 °C에 도달한다. 결과적으로, 부품의 확장이 열에 따라 잇달아 일어나는데, 여기에서 채널 운반장치 3과 같은 금속 요소가 가열 카트리지 2와 같은 세라믹 요소보다 더 확장한다. 결과적으로, 가열 카트리지 2가 그것의 시트 12‘에서 이완된다.

이것은 하지만 사전에 압력이 가해진 확장 볼트 39의 사용에 의해 방지되는데, 이것은 또한 확장 구간에 있는 채널 운반장치 3과 같은 것을 상당히 확장하며 시트 12‘의 이완과 상호작용한다. 확장 구간은 12‘에서부터 압력 나사 40이 관여하는 채널 운반장치 3에 확실히 연결된 슬롯 너트에 있는 실의 끝까지 뻗는다. 대신에, 시트 12‘의 기록된 사전 압력은 압력 나사 40에 의해 유지되며, 가열 카트리지 2는 시트 12‘에 있는 헤드 44 페스트 위에 고정된 채로 유지된다. 협력 요소들, 즉, 채널 운반장치 3과 확장 볼트 39의 열 확장에 있어서 적절한 설계로 인해, 증가된 장력이 여기에서 생성될 수 있다. 이것은 이것을 위해 사용된 재료들이 그러한 결과에 의지해야 하는 경우, 부착된 요소, 즉, 가열 카트리지 2의 헤드 44가 강한 영구적인 압력 부하에 의해 흐르게 하지 않는 가운데 동작 중에 더 나은 강제 적합으로 귀결될 수 있다.

다이 캐스트 노즐 1‘로부터의 열 흐름 감소에 대하여, 지지 링 7은 물론 압력 피스 38이 계획된다. 이러한 요소들로, 다이 캐스트 노즐 1’은 그것이 주조 공정 중 주조 주형 22로 떨어지는 경우 주조 주형 22에서 스스로를 지탱한다. 선별적인 낙하 및 낮은 열 전도성을 가진 재료의 사용으로 인해, 다이 캐스트 노즐 1‘에서 주조 주형 22로의 열 흐름은 감소된다. 노즐 팁 8 구간에서, 절연체 9, 되도록이면, 공기가 계획된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 절연 요소, 예를 들어 티타늄으로 만들어진 디스크가 주조 주형의 탕구 구간으로 열 방출을 방지하기 위한 노즐 팁 8의 전면 표면의 구간에 배치하기 위해 계획된다.

여기에서는 용융물 채널 4의 단면에 있는 단면 변화 14는 노즐 팁 8의 탕구 구간에서 용융물을 경유하는 규정된 열 전달을 관리한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 가열 카트리지 2의 단면 변화가 도 1a에 따라 계획된다. 추가적으로, 또 절취부 모서리 42의 형태인 다른 단면이 제시된 실시예에서 계획된다. 이것은 용융물을 경유하여 주조 주형으로의 열 방출을 방지하지 않지만, 또한 응고된 용융물에 대한 사전 판단된 분리 지점을 제공하는데, 그 위에서 냉각 중에 이완되는 응고된 용융물들이 심지어 주형 공정 전에도 부품들로부터 분리된다. 노즐 팁 8이 선호되는 실시예에서처럼 티타늄으로 구성된 경우, 되도록이면 저항력이 있는 세라믹이나 텅스텐으로 이루어진 내부 삽입물은 높은 속력으로 거기에서 흐르는 용융물이 그렇지 않을 경우 방대한 마모를 야기할 것이므로 탕구 구간 10에서 유리한 것이다.

열 센서 41의 사용은 특히 유리한 것으로 입증되었다. 이것은 선호되는 실시예에서 되도록이면 절연 티타늄으로 이루어진 노즐 팁 8에 있는 탕구 구간 10 근처에 정렬된다. 열 센서 41이 전달하는 측정된 온도 값은 되도록이면 제어 시스템에서 처리된다. 이것은 그렇게 하는 경우 에너지의 효과적인 사용의 결과는 물론 용융물을 안내하는 요소들에서의 최소 열부하와 함께 다이 캐스팅 공정의 모든 구간에서 시간에 따라 정확한 온도 안내자를 제공한다. 이를 통해, 열 마모 또는 코팅과 같은 원하지 않는 합금을 방지하기 위한 특별한 수단이 생력될 수 있다.

용융물 채널 4는 수직으로부터 벗어나는 채널 운반장치 3을 통하여 그것이 가열 카트리지 2를 받는 가열 구간 6에 올 때까지 용해물 분배기와 함께 연결 구간으로부터 이동하고, 가열 구간 6에서 노즐 팁 8 쪽으로 더 이동한다. 가열 구간 17과 팁 구간 18은 단면 변화를 가진 가열 카트리지 2”에 대한 이 실시예에서 서로 병합한다. 내부 삽입물 31은 마모를 완화시키고 노즐 팁 8의 서비스 수명을 증가시킨다.

도 2는 가열 구간 17을 보여주는 단면에서 본 발명에 따른 가열 카트리지 2의 한가지 실시예에 대한 개략적인 표시를 보여준다. 거기에서, 가열 시스템의 다층 구조가 보여질 수 있는데, 그것은 특히 선호되는 실시예에서 코어는 물론 원주와 서로 다른 것들로부터 전도 구간의 절연을 위한 하나의 절연체 세라믹 15를 각각 가지고 있다. 동심 층들에 대한 제시된 실시예에서 이것들 사이에 구비되어 있는 것은 도체 세라믹 16인데, 이것은 그것을 전기적으로 전도하는 속성을 이용하여 가열 시스템으로서 기능한다. 개별 도체 고리들도 절연체 세라믹 15에 의해 서로에 대하여 되도록이면 전기적으로 절연된다.

고성능 세라믹으로 구성된 가열 카트리지 2는 짧은 주기를 갖는 다이 캐스트 노즐에 특히 적합한데, 그것은 신속하게 변경가능한 가열 요건으로 가열되어야 한다.

절연 및 전도 세라믹으로 요소들을 가열하는 완전한 세라믹 가열 요소들이 알려져 있음에도 불구하고, 거기에서 첨단 기술에 따른 과거 적용에서 가열 기능은 절삭칼, 용접 톱 및 도구와 같은 고강도 세라믹들에만 통합된다. 본 발명에 따른 세라믹 가열 요소는 첨단 기술과는 전적으로 다른 방법으로 특히 가열 시스템으로서 다이 캐스트 노즐에 통합되는데, 거기에서 그것은 열 속성을 이용하여 고도로 동적으로 제어된다.

첨단 기술에 따른 가열 카트리지 2의 선호되는 실시예의 재료들로, 금속 가열 요소에 비하여 다양한 장점들을 갖고 있는 알려진 세라믹들이 사용된다. 특히 유리한 것은 150 W/ cm2 까지의 높은 표면 전력과 e > 0,9의 방사선 방출이며, 여기에서 1000 °C까지의 온도가 도달될 수 있는데, 이것은 다이 캐스팅 공정에서 처리될 수 있는 알루미늄과 같은 용해하기 어려운 비철 금속에 대해 특별한 관심사이다.

다른 장점들로는 짧은 가열 시간, 미미한 잔재가 있는데, 이것은 신속한 냉각과 미미한 열량으로 인하여 매우 높은 조절 가능성을 촉진한다. 특히 그것의 낮은 밀도 때문에, 세라믹의 미미한 열 용량으로 인해, 높은 가열 비율이 낮은 에너지 흡입으로 실현될 수 있다. 높은 열 전도성과 미미한 양의 세라믹 가열 몸체는 궁극적으로 낮은 열 관성을 야기한다.

완전 세라믹 가열 요소들은 산화 및 산성에 대하여 저항이 있다. 그것들은 액체 금속과의 낮은 젖음성, 높은 기계적 강도, 높은 열 전도성은 물론 높은 전기적 절연 저항 및 높은 파괴 강도를 동시에 가지고 있다. 그것들은 또한 높은 경도와 좋은 마모 저항을 가지고 있다.

외부로의 양호하고 안전한 전기 절연에 기인하는, 가열 카트리지 2는 더 높은 전압, 되도록이면 230 V으로 동작될 수 있다. 이것은 더 적은 전류 강도가 가열 시스템으로 전도되어야 하며 이송 라인의 단면이 상응하여 적을 수 있다는 장점이 있다. 비용 절감과 적은 전력 손실이 그 결과다. 400 W의 선호되는 전력으로, 단지 1.8 A의 전류 강도만이 요구된다.

전기적으로 전도하는 세라믹과 절연 세라믹의 껍질은 동종의 몸체로 소결되고 그러므로 높은 기계적 안정성과 동시에 매우 높은 전력 밀도를 촉진한다. 연령 및 마모에 대한 양호한 저항은 높은 온도에서도 긴 서비스 수명을 보장한다.

하지만 대안적인 실시예는 강철과 같은 가열 카트리지 2를 위한 다른 재료를 사용하는 것을 계획한다. 특히 이 경우, 코팅 13, 되도록이면 에나멜은 주로 마모를 줄이기 위해 상응하는 표면 속성을 만들 것이 요구된다. 높은 마모 저항 다음으로, 적극적인 용융물의 영향 하에서 산화 방지와 표면 위 금속 고착의 미미한 추세가 달성되어야 한다.

가열 카트리지는 그것에 최소한 하나의 금속 도체가 통합되어 있는 하나의 세라믹으로부터 대안적으로 제조되는데, 거기에서 금속 도체는 금속 분말, 되도록이면 내열성의 부피가 큰 도체로 준비되거나 평판인쇄 방법으로 준비되고 막으로 도입된다. 이를 위해, 되도록이면 후막 기술, HTCC 또는 LTCC와 같은 방법들이 계획된다.

가열 카트리지 2의 특히 선호되는 실시예는 가열 구간 17과 팁 구간 18에 있는 구분된 가열 장치를 위해 제공하는데, 그것은 또한 전기적 연결장치 11과 11’을 경유하여 개별적으로 제어될 수 있다. 이를 통해, 가열 구간 17은 지속적으로 특히 에너지 절감 방식으로 용융물 액체를 유지하기 위한 충분한 에너지를 공급받는다. 팁 구간 18은, 하지만, 팁 구간 18 주변에 존재하는 극소량의 용융물의 응고 및 재용융이 가능하게 되도록 계측 및 목표된 방식으로 가열 및 냉각될 수 있다. 단면 변화 14를 경유해, 가열 구간 17과 팁 구간 18의 상호 영향이 최소화되고 두 구간 모두의 독립적인 기능이 지원된다.

더 나아가 다이 캐스트 노즐의 팁 구간 18 또는 다른 범위가 정해진 구간에 대해서만 가열하는 것이 계획된다.

방해된 것으로 보여지는 축 19는 되도록이면 용해물 분배기로부터 위쪽으로 향하여 서 있고, 접촉부 11과 11’이 쉽게 접근될 수 있으며 용해물 분배기를 통한 케이블 덕트가 이것에 의해 회피되는 그러한 길이를 가지고 있다.

도 3은 카트리지와 축 팁 가열 및 측면 게이팅 34, 여기서는 부품 29를 생산하기 위한 별 모양의 주입 주형 24를 가진 본 발명에 따른 다이 캐스트 노즐 1의 한가지 실시예에 대한 개략적인 단면 표시를 보여준다. 노즐 축 33이 이를 위해 사용되는데, 그것은 직접 가열될 수 있고 위에서 설명된 가열 카트리지 2와 유사하게 이를 위해 절연체 세라믹 15와 도체 세라믹 16의 구조를 가지고 있다. 특수 기능은 노즐 축 33’과 노즐 팁 8’이 하나의 피스로 설계되고 가열될 수 있다는 것이다. 되도록이면, 가장 큰 부분의 가열 전력이 노즐 팁 8‘의 구간, 특히 되도록이면 주입 포인트 23에서 봤을 때 최초 1에서 15 밀리미터에서 생성된다. 노즐 맨 앞 구간에서의 열 저하가 보상되도록 충분한 가열 전력이 여기에서 입력된다. 이것은 열 절연도와 열 전도 접촉 표면과 같은 외부 요소에 의구간한다.

그것에 의하여 용융물의 고른 가열이 가열 카트리지 2는 물론 노즐 축 33‘에 의해 달성된다. 전기적 연결장치 11, 11‘은 예를 들어 헤드 플레이트 35를 경유해 여기 외부로부터 이루어지며, 여기에서 다이 캐스트 노즐 1은 용해물 분배기와 접촉된다.

이것에 대한 대안으로, 전반적으로 너무 높은 가열 카트리지 2 구간의 용융 온도는 낮은 온도로 또는 전혀 가열되지 않은 채로 그것을 조작함으로써 계산될 수 있다. 따라서 충분한 열이 팁 구간 18로 흘러 들어가는지 확인할 필요가 없다. 오히려 노즐 팁 8의 구간의 온도 조건만 목표된 방식으로 조절될 수 있다.

제시된 뾰족한 형상의 가열 카트리지 2 대신에, 그것이 원통형 형상과 주입 포인트 23까지의 완전한 직경을 유지하고, 그것이 탕구 25의 링 직경을 여러 부분들의 생산이 측면 주입에 의해 촉진되거나 더 큰 치수를 가진 부분들이 생산될 수 있는 그러한 방식으로 도 6에서 증가시키는 것이 대안적으로 여기에서 계획된다. 팁 구간 18에 있는 가열 카트리지 2 직경의 연장이 계획되고 특히 선호된다.

더 나아가, 하나의 솔루션이 선호 솔루션으로 제시되는데, 여기에서 노즐 몸체 5의 바깥쪽 구간에 있는 전체 다이 캐스트 노즐이 티타늄 덮개로 구성되거나 또는 노즐 축 33‘ 족으로 최소한 하나의 절연 공기 층을 가지고 있다.

도 4는 카트리지와 팁 가열장치가 있는 본 발명에 따른 다이 캐스트 노즐 1의 한가지 실시예에 대한 개략적인 단면 표시를 보여준다. 여기에서 가열될 수 없는 노즐 축 33이 사용된다. 별도의 노즐 팁 8‘이 가열 용융물에 대하여 계획되는데, 이것도 또한 위에서 언급된 설명에 해당하는 전도 및 절연 세라믹을 가지고 있으며, 그러므로 가열될 수 있다. 이것을 위해 요구되는 전기적 연결장치는 되도록이면 노즐 축 33을 경유하여 헤드 플레이스 35로 도입되거나, 노즐 몸체 5를 통해 직접 외부로 전도된다. 이를 통해, 특히 높은 온도와 용융 및 응고 온도 사이의 대부분의 모든 높은 역학이 요구되는 노즐 팁 8‘ 구간에서만 가열 세라믹이 요구되기 때문에 하나의 유리한 구조가 달성된다. 이것 다음에, 팁 구간 18도 가열 가능하게 설계된다.

도 5a는 별모양 24와 측면 탕구 34의 주형에 있어서 본 발명에 따른 다이 캐스트 노즐의 탕구 패턴에 대한 개략적인 평면도를 보여준다. 계획된 다이 캐스팅 공정의 제품인 부품 29가 더 자세히 보여진다. 이것은 측면 게이팅 34에 있는 탕구의 별모양 주형 24를 사용하여 생산된다. 이를 통해, 부품으로부터 반드시 분리되어야만 하는 주형시 응고된 소위 트리로 귀결될 수 있는 채널 시스템 없이, 하나의 다이 캐스트 노즐로 생산될 수 있다. 별모양 24 주형의 제시된 탕구 구조의 예가 있는 제시된 사례에서 이것들은 하나의 공정에서 생산될 수 있는 6개 부품 29들이다.

노즐 팁 8‘‘이 있는 도 5b는 주입 포인트가 노즐 마개 37에 의해 밀봉되는 측면 게이팅 34를 가지고 있는 본 발명에 따른 다이 캐스트 노즐의 한가지 실시예의 세부 사항에 대한 개략적인 단면 표시를 보여준다. 여기에서, 노즐 팁, 노즐 링 또는 노즐 바가 가열된 버전과 가열되지 않은 버전 모두 노즐 팁 8‘‘의 구조의 특정 형상에 따라 계획된다. 더 나아가, 별도의 노즐 밀봉 37도 또한 주입 포인트에 구멍 없이 하나의 피스로 노즐 팁으로서만 구성된다. 노즐 팁 8’’의 벽에 있는 구멍은 표시되지 않은 주조 주형의 측면으로 배열된 탕구 구간으로서 응용물을 방출하기 위한 측면 탕구로서 계획된다.

여기에서, 노즐 팁 8‘‘의 뿔 모양의 벽 주위의 회전적으로 대칭적인 배열은 본 발명에 따라 단지 하나의 연장된 노즐 팁 8‘‘이며, 여기에서 측면 탕구들은 연속하여 선형으로 배열된다. 절연 세라믹 15과 도체 세라믹 16으로 이루어진 가열 세라믹 노즐의 선호되는 구조가 표시된다.

도 6은 링 25의 주형에 있어서 본 발명에 따른 다이 캐스트 노즐의 탕구 패턴에 대한 개략적인 평면도를 보여준다. 그러한 주형은 팁 구간 18이 주입 포인트 23까지 도달할 때 도 1에서 보여진 바와 똑같이 생성된다. 더 큰 링 직경이 요구되는 경우, 이것은 주입 포인트 23에서 더 큰 직경의 팁 구간에 의해 달성될 수 있다.

도 7은 지점 26의 주형에 있어서 본 발명에 따른 다이 캐스트 노즐의 탕구 패턴에 대한 개략적인 평면도를 보여준다. 도 6에서 보여지는 링 주형 25와 반대로, 이 주형 26은 달성되며, 도 1에 따른 팁 구간 18이 없는 경우 대신 도 10에서 보여지는 대로 달성된다, 몽톡한 가열 카트리지 2‘는 노즐 팁 8 안으로 도달하지 않는다.

도 8과 도 9는 평면 주형 27 또는 교차 주형 28에 있어서 본 발명에 따른 다이 캐스트 노즐의 탕구 패턴에 대한 개략적인 평면도를 보여준다. 다이 캐스트 노즐의 기본 구조는 도 7에서 설명된 하나에 대응하는데, 이는 노즐 팁 8로 너무 멀리 도달하는 팁 구간 18이 없음을 의미한다. 하나의 평판 주형 27으로서의 탕구 23의 주형은 노즐 팁 8의 상응하는 주조물의 결과이다. 특히 유리한 것은 크게 길이가 연장된 부품들을 위한 평판 주형 27이다. 하지만 네 방향으로의 용융물 재료의 고른 흐름은 교차 28의 주형을 적용함으로써 달성된다.

주입 포인트 23에 있는 노즐에 대해, 설정되어 있는 상응하는 주입 주형과 함께 개별적으로 교환가능한 텅스텐 디스크에 의해 환기될 수 있다는 것이 더 나아가 계획된다. 이를 통해, 서로 다른 주입 주형들이 다이 캐스트 노즐 1을 전적으로 변경해야 할 필요 없이 적용될 수 있다.

도 10은 비틀린 파이프 30이 있는 본 발명에 따른 다이 캐스트 노즐 1의 한가지 실시예에 대한 개략적인 단면 표시를 보여준다. 이를 통해, 전체 노즐 몸체 5는 외부 구간에서 가열될 수 있다. 비틀린 파이프 30은 바깥쪽 덮개 주위에 위치된다. 그것을 가열함으로써, 전체 다이 캐스트 노즐 1은 더 고른 온도 분배와 에너지 입력을 가열 카트리지 2‘로 받고, 노즐 축 33‘ 또는 노즐 팁 8‘은 더 적은 에너지 입력으로 이루어질 수 있다. 마지막으로 언급된 요소들에 적용된 에너지는 그러므로 처음에 언급된 탕구 구간에서의 마개 형성에 대한 설명에 따라 더 빠른 주조 공정과 더 짧은 주기라는 관심사에 있어서 더 높은 동력을 가지고 있다. 또한 주로 플라스틱인 민감한 용융물의 열 부하가 더 낮다.

도 11는 가열 세라믹 노즐 32로 구성된 팁 가열장치와 내부 삽입물 31이 있는 본 발명에 따른 다이 캐스트 노즐의 한가지 실시예의 세부 사항에 대한 개략적인 단면 표시를 보여준다. 여기 제시된 실시예, 세라믹 구조를 가진 노즐 팁 8‘이 도 2, 3과 4에서 설명된 바와 같이 노즐 축에 적용된다. 절연체 세라믹 15과 도체 세라믹 16의 구조로 인해, 높은 도체 밀도가 이 구간에서 생성되며, 많은 가열 전력으로 그것은 이 구간으로 인도될 수 있다. 노즐 팁 8‘은 다이 캐스트 노즐의 다른 부품들에 비하여 매우 소량의 재료만을 대변하며 따라서 가열과 냉각이 매우 높은 역학과 신속한 주기 변화로 가능하다. 전력 밀도가 도체 세라믹 16의 전도 구간의 단면에 의해 그리고 상응하는 감소에 의해 모든 구간에 대하여 설정될 수 있다. 이들 부분들은 그것들에게 정확한 형상을 주기 위한 연소 후에 지나치게 장식되며, 절연체 세라믹 15의 층은 항상 외부에 남아 있다.

고도로 압력이 가해진 내부 덮개의 마모를 방지하기 위하여, 용융물, 코팅, 하지만 특히 되도록이면 내부 삽입물 31과 접촉하는 표면이 여기에서 사용된다. 이것은 텅스텐으로 이루어지지만, 또한 마모에 대한 높은 저항, 높은 용융물 지점 및 세라믹 전도 열과 같은 높은 열 전도성을 가진 다른 재료들이 사용된다.

대안적인 실시예에서, 노즐 팁 8’은 강철로 이루어져 있는데, 하지만 특히 그것이 티타늄으로 이루어진 경우, 마모를 줄이는 내부 삽입물 31이 특히 중요하다. 대조적으로, 내부 삽입물 31의 사용을 배제하기 위하여 이번에는 세라믹으로 이루어진 노즐 팁 8‘에 대해 화학적 결합이나 합금이 되지 않는 매우 견고하고, 마모 저항적인 재료가 계획된다. 하지만 여기에서 제시되지 않은 바깥쪽 절연은 다이 캐스트 노즐로부터 열 방출을 피하기 위해 두 가지 버전 모두에 대한 선호되는 실시예에 대하여 계획된다.

마모에 있어서 감소가 특별 방법을 사용하는 상기 수단에 더하여 대안적으로 추가적으로 잇달아 일어난다. 탕구 구간에 있는 가열 가능 요소의 전력이 탕구 구간의 마모가 최소화되는 방식으로 제어되는 경우 유리한 것으로 입증되었다. 제어 시스템은 탕구 구간에 있는 재용융 용융물 마개에 대해 필요한 만큼의 전력만 제공한다. 이를 통해, 탕구 구간에 있는 다이 캐스트 노즐의 마모는 더 감소한다. 열 전력의 제어가 용융물의 재료는 물론 주입 기하학과 같은 다이 캐스트 노즐의 다른 매개변수에 따라 잇달아 일어난다.

고정 매개변수에 의한 제어에 대한 대안으로 조절이 센서에 의해 측정된 값들을 처리하고 그것에 의하여 상응하게 가열 전력을 판단하는 것이 계획된다. 센서로는 다이 캐스트 노즐의 구간에 있는 온도 센서들은 물론, 용융물 채널에 있는 압력 센서와 같은 다른 센서들이 계획된다. 온도 센서들은 안쪽 및/또는 바깥쪽 벽에 있는 용융물 채널의 구간에서는 물론 대안적으로 또는 추가적으로 압력 도 1에서 보여지는 것처럼 용융물 채널 4의 내부나 탕구 구간 10에서 사용되는 압력 센서들에서 이것을 위해 특히 선호된다.

본 발명에 따른 방법의 특유의 장점들은 높은 주기에 대한 접근성과 다이 캐스트 노즐의 미미한 마모에 놓여 있다. 본 발명에 따른 다이 캐스트 노즐로 구성된 탕구 없는 다이 캐스팅 가열 채널 시스템은 또한 고도로 재생 가능한 조건을 촉진하는데, 이는 높고 고른 주조물 부품 품질로 귀결된다. 특히 주조물 부품의 벽 강도는 재료와 무게의 절감에 대응하여 이 증가된 품질에 의해 최소화될 수 있다.

1, 1‘ 다이 캐스트 노즐
2, 2‘ 가열 카트리지
3 채널 운반장치
4 용해물 채널
5 노즐 몸체
6 가열 구간
7 지지 링
8,8‘,8‘‘ 노즐 팁
9 절연체
10 탕구 구간
11, 11‘ 전기적 연결
12,12‘ 시트
13 코팅
14 횡단면 연장
15 절연체 세라믹
16 도체 세라믹
17 가열 구간
18 노즐 팁 구간
19 축
20 채널 코팅
21 용해물 분배기
22 주조 주형
23 주입 포인트
24 주입 주형 별모양
25 주입 주형 링
26 주입 주형 지점
27 주입 주형 평판
28 주입 주형 교차
29 부품
30 비틀린 파이프
31 내부 삽입물
32 가열 세라믹 노즐
33, 33‘ 노즐 축
34 측면 게이팅
35 헤드 플레이트
36 측면 탕구
37 노즐 밀봉
38 압력 피스, 지지 요소
39 확장 볼트
40 압력 나사
41 열 센서
42 절취 부분 모서리
43 전면 표면

Claims (15)

1. 가열 구간 (6)이 가열 카트리지 (2) 및/또는 가열 가능 노즐 축 (33‘)으로 이루어지거나, 노즐 팁 (8)이 가열 가능 노즐 팁 (8‘)으로 설계되고, 최소한 가열 카트리지 (2), 가열 가능 노즐 축 (33‘), 또는 가열 가능 노즐 팁 (8‘)이 전기적 가열장치가 있는 가열 요소로 설계되며, 20에서 250 K/s, 되도록이면 150 K/s의 온도 변화 기울기가 가열 요소의 표면에서 달성될 수 있는 방식으로 최소한 하나의 구간에서 높은 전력 밀도와 낮은 열 관성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가열 구간 (6) 과 용융물 흐름을 방해하는 응고된 용융물로 된 마개가 형성될 수 있는 탕구 구간 (10)이 부착되어 있는 노즐 팁 (8)으로 용융물 채널 (4)가 통과하여 들어가는 용해물 분배기 (21)에 연결될 수 있는 채널 운반장치 (3)에 최소한 하나의 용융물 채널 (4)를 가지고 있는 용융 금속을 위한 다이 캐스팅 열가압실 시스템에서 사용을 위한 다이 캐스트 노즐.
2. 노즐 팁 (8)이 별도로 사용될 수 있거나 세라믹으로 이루어질 수 있는 것을 특징으로 하는 청구항 1에 따른 다이 캐스트 노즐.
3. 다이 캐스트 노즐이 채널 운반장치 (3)와 노즐 몸체 (5)를 집어 넣는 노즐 몸체 (5)로 이루어지거나 채널 운반장치 (3)이 티타늄으로 이루어지거나 또는 절연체 (9) 및/또는 최소한 하나의 지지 링 (7) 및/또는 최소한 하나의 압력 피스 (38)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 2에 따른 다이 캐스트 노즐.
4. 용융물 채널 (4)가 하나의 채널 코팅 (20)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 청구항 1에서 3 중의 하나에 따른 다이 캐스트 노즐.
5. 가열 구간 (6) 및 또는 탕구 구간 (10)의 용융물 온도를 판단하기 위해 계획되는 것을 특징으로 하는 청구항 1에서 4 중 하나에 따른 다이 캐스트 노즐.
6. 열 흐름을 탕구 구간 (10)까지 제한하는 최소한 하나의 단면 변화 (14)가 계획되는 것을 특징으로 하는 청구항 1에서 5 중 하나에 따른 다이 캐스트 노즐.
7. 최소한 부분적으로 층 구조가 하나의 절연체 세라믹 (15)으로 이루어지고, 최소한 하나의 가열 도체가 계획되며, 그 안에 절연체 세라믹 (15)이 최소한 가열 요소의 한 외부에 그리고 최소한 하나의 가열 도체 주위에 전기적 절연 장벽을 형성하고, 해당 가열 도체는 전기적으로 접촉부 (11, 11’)와 접촉될 수 있는 것을 특징으로 하는 이전 청구항들 중 하나에 따른 다이 캐스트 노즐용 가열 요소.
8. 가열 도체가 도체 세라믹 (16) 또는 금속 도체로서 이루어지는 것을 특징으로 하는 청구항 7에 따른 가열 요소.
9. 가열 요소가 최소한 하나의 표면 코팅 (13)이나 내부 삽입물 (31)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 청구항 7 또는 8 중 하나에 따른 가열 요소.
10. 가열 요소들 중 최소한 하나가 개별적으로 제어될 수 있는 가열 도체인 것을 특징으로 하는 청구항 7에서 9 중 하나에 따른 가열 요소.
11. 가열 카트리지 (2)가 용해물 분배기를 통하여 이어지는 헤드 (44)로 연장된 축 (19)으로 이루어져서, 접촉부 (11, 11’)가 용해물 분배기 외부에 있는 것을 특징으로 하는 청구항 1에서 6 중 하나에 따른 다이 캐스트 노즐을 위한 전기적 가열장치가 있는 가열 카트리지.
12. 채널 운반장치(3) 및 채널 운반장치 (3)로 삽입되는 가열 카트리지 (2)의 서로 다른 열 확장을 균형잡기 위한 보상 장치가 계획되는데, 여기에서 채널 운반장치 (3)는 가열 카트리지 (2)가 압력이 가해지는, 가열 카트리지 (2)를 위한 시트 (12‘)으로 이루어지며, 힘 적용 구간에서 채널 운반장치 (3)와 연결되어 있는 압력 나사 (40)으로 이루어진, 접촉 구간에 있는 가열 카트리지 (2)와 연결되어 있는, 확장 볼트 (39)가 계획되며, 채널 운반장치 (3), 가열 카트리지 (2) 및 확장 볼트 (39)가 가열될 때 가열 카트리지 (2)가 확장 볼트 (39)에 의해 시트 (12’)에 대하여 압력이 가해지는 것을 특징으로 하는 청구항 11에 따른 가열 카트리지.
13. 다음 단계를 특징으로 하는 이전 청구항들 중 하나에 따른 다이 캐스트 노즐을 작동시키는 방법
    - 최소한 하나의 구간에 낮은 열 관성과 전력 밀도로 충분히 높은 전기적 가열장치가 있어서 20에서 250 K/s의 온도 변화 기울기가 동작이 증가된 전력으로 잇달아 일어나는 가열 요소의 표면에서 달성될 수 있는 하나 또는 여러 개의 가열 요소들의 작동
    - 직후 또는 동시에 용융물을 주형으로 주입,
    - 가열 요소 또는 가열 요소들에 대한 전력의 감소 또는 그것들의 완전한 비활성화,
    - 용융물 흐름 중지,
    - 가열 구간에 있는 용융물 (6)은 액체로 남아있지만, 용융물이 마개로 응고하고, 주입 포인트 (23)를 밀봉하고, 용융물의 뒤이어 일어나는 흐름 또는 역류가 방지되는 탕구 구간 (10)에서도 용융물 온도에 있어서 열이 용융물을 유지하기에는 충분하지 않은 그러한 전력으로 가열 요소 또는 가열 요소들의 작동.
14. 가열 카트리지 (2)의 가열 구간 (17)에서 탕구 구간 (10)으로 흘러가는 열의 일부가 최소한 하나의 단면 변화 (14)에 의해 판단되고, 용융물이 가열 카트리지 (2)의 가열 가능 노즐 팁 (8‘) 및/또는 별도로 가열 가능 팁 구간 (18)을 경유하여 탕구 구간 (10)에서 완화되며, 거기에서 최소한 하나의 단면 변화 (14)가 팁 구간 (18)과 가열 구간 (17) 사이의 상호작용을 최소화하는 것을 특징으로 하는 청구항 13에 따른 방법.
15. 가열 구간 (6) 및/또는 탕구 구간 (10)의 용융물 온도를 조절하여 용융물 온도가 안전한 용융물 흐름이 보장되는 용융물의 용융 온도 이상이 되도록 하는 온도제어 시스템으로 용융 온도의 온도 값을 제공하는 열 센서 (41)를 특징으로 하는 청구항 14에 따른 방법.
    

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