KR20150143391A - 횡형 금속 사출 장치 및 합금의 사출 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 횡형 금속 사출 장치 및 합금의 사출 방법에 관한 것이고, 구체적으로 용융점이 낮은 합금소재를 저온에서 사출하여(Injection Casting) 각종 산업 소재로 적용이 가능하도록 하는 횡형 금속 사출 장치 및 합금의 사출 방법에 관한 것이다. 금속 또는 합금의 사출 장치(10)는 적어도 하나가 좌우로 이동 가능하도록 배치되는 금형 유닛(12a, 12b)을 가진 금형 모듈(11); 금형 모듈(11)의 상부로 재료를 투입하기 위한 투입 모듈(14); 투입 모듈(14)과 연결되고 상기 재료를 용융 상태로 만드는 고주파 유닛(132) 및 냉각 유닛(133)을 가지고 금형 모듈(11)의 한쪽 면과 연결된 챔버 모듈(13); 및 금형 모듈(11)의 다른 쪽 면에 챔버 모듈(13)과 마주보도록 배치되는 고정 모듈(12)을 포함한다.

Description

횡형 금속 사출 장치 및 합금의 사출 방법{Horizontal Type of Apparatus for Injection Casting of Metal and Method for Injecting Alloy of Meta}

본 발명은 횡형 금속 사출 장치 및 합금의 사출 방법에 관한 것이고, 구체적으로 용융점이 낮은 합금소재를 저온에서 사출하여(Injection Casting) 각종 산업 소재로 적용이 가능하도록 하는 횡형 금속 사출 장치 및 합금의 사출 방법에 관한 것이다.

금속은 용해가 되어 주형에 주입되어 괴 형태로 만들어지고 그리고 압연, 단조 또는 절삭 가공을 통하여 제품 형태로 만들어질 수 있다. 금속은 이와 같이 금속재료의 성질을 이용하는 소성 가공과 공작 기계에 의하여 진행되는 절삭 가공을 통하여 다양한 형태의 부품 또는 제품으로 성형될 수 있다. 금속의 성형을 위한 다른 대안으로 금속 사출 성형이 있다. 금속 사출 성형(Metal Injection Molding)은 미세한 금속 분말에 수지 또는 왁스를 배합하여 사출 성형기를 이용하여 300 내지 600 ℃의 온도에서 몰드로 사출하여 성형시킨 다음 바인더를 제거하고 소결시키는 금속의 정밀 부품을 만드는 방법을 말한다. 금속의 사출 성형은 얇으면서 복잡한 형상의 부품 성형이 가능하다는 장점을 가진다. 또한 금형의 수명이 비교적 장기간이라는 장점을 가진다. 그러나 금속 사출 성형은 소결 후 수축이 크다는 단점을 가지면서 탈지를 위한 공정이 추가되어야 하다는 단점을 가진다.

금속의 사출 성형과 관련된 선행기술로 공개특허번호 제2009-0126403호 ‘비정질 합금용 수직식 다이캐스팅 장치’가 있다. 상기 선행기술은 수직 방향으로 관통 공이 형성된 하부 금형과 상기 하부 금형의 상부에 배치되어 상대 이동하는 상부 금형과, 상기 관통 공에 비정질 합금 용탕을 제공하는 도가니와, 상기 관통 공에 삽입되어 상부에 놓인 상기 비정질 합금 용탕을 이동시키는 플런저를 포함하는 다이캐스팅 부분과, 상기 다이캐스팅 부분을 내장하며 진공 펌프가 설치되어 챔버를 진공으로 만드는 것에 의하여 상기 비정질 합금이 산화되는 것을 방지하는 챔버를 포함하는 비정질 합금용 수직식 다이캐스팅 장치에 대하여 개시한다.

금속의 사출 성형과 관련된 다른 선행기술로 고정 금형과 가동 금형으로 이루어지는 금형 내부에 설치된 캐비티에, 상기 고정 금형 및 상기 가동 금형의 적어도 한쪽에 설치된 게이트로부터 금속 분말에 바인더를 첨가하여 혼련한 가소성 원료를 사출 충전하는 금속 분말 사출 성형용 금형에 있어서, 상기 고정 금형과 상기 가동 금형 중 적어도 한쪽이 복수의 금형으로 분할되고, 금속 분말에 열가소성 수지와 왁스로 이루어지는 바인더를 40~60 체적% 첨가하여, 가열 혼련한 가소성의 원료를 상기 캐비티에 사출 충전한 후 상기 복수로 분할된 금형을 구동하는 것에 의하여 상기 캐비티의 용적을 일정하게 하여 상기 캐비티를 변형시킴과 더불어 상기 캐비티에 충전된 가소성의 원료를 체적이 일정하게 변형시켜 성형체를 성형하는 것을 특징으로 하는 금속 분말 사출 성형용 금형 장치에 대하여 개시한다.

합금의 다이캐스팅과 관련된 다른 선행기술로 공개특허번호 제2010-0097368호 ‘측면 홀 동시 가공이 가능한 비정질 합금용 슬라이드 다이캐스팅 장치’가 있다. 상기 선행기술은 다이캐스팅 장치부의 상부에 사각 박스 형태로 형성된 고정 측 베이스와, 상기 고정 측 베이스의 하부에 마주보고 사각 박스 형태로 형성된 가동측 베이스와, 고정 측 베이스와 가동 측 베이스의 중앙부에 쌍을 이루고 마주보고 형성된 성형부와, 성형물의 측면에 홈을 형성하기 위하여 성형부를 향하여 수평으로 구동되는 슬라이드 구동부로 이루어져 금형 제품의 측면의 홀 가공을 다시 캐스팅 과정에서 한 번에 가공하도록 하는 비정질 합금용 슬라이드 다이캐스팅 장치에 대하여 개시한다.

상기 선행기술은 다양한 형상의 제품 성형이 어렵고 그리고 수축 변형을 감소시키기 어렵다는 문제점을 가진다.

본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.

선행문헌 1: 공개특허번호 제2009-0126403호(제임스 강, 2009년12월9일 공개) 비정질 합금용 수직식 다이캐스팅 장치 선행문헌 2: 공개특허번호 제2009-0029659호(히다치 훈마츠 야킨 가부시키가이샤, 2009년03월23일 공개) 금속 분말 사출 성형용 금형 장치 선행문헌 3: 공개특허번호 제2010-0097368호(제임스강, 2010년09월03일 공개) 측면 홀 동시 가공이 가은한 비정질 합금용 슬라이드 다이캐스팅 장치

본 발명의 목적은 용융점이 낮은 합금 소재를 저온에서 사출하여 냉각 과정에서 수축 변형이 감소되도록 하는 횡형 금속 사출 장치 및 합금의 사출 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 금속 또는 합금의 사출 장치는 적어도 하나가 좌우로 이동 가능하도록 배치되는 금형 유닛을 가진 금형 모듈; 금형 모듈로 재료를 투입하기 위한 투입 모듈; 투입 모듈과 연결되고 상기 재료를 용융 상태로 만드는 고주파 유닛 및 냉각 유닛을 가지고 금형 모듈의 한쪽 면과 연결된 챔버 모듈; 및 금형 모듈의 다른 쪽 면에 챔버 모듈과 마주보도록 배치되는 고정 모듈을 포함한다.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 금형 모듈의 내부 및 챔버 모듈의 내부는 독립적으로 압력 조절이 가능하다.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 금속 또는 합금의 사출 방법은 서로 좌우 방향으로 마주보도록 한 쌍의 금형 유닛을 배치하는 단계; 상기 한 쌍의 금형으로 재료를 투입시키면서 고주파 발진 방식으로 용융시키는 단계; 상기 한 쌍의 금형이 위치하는 공간 및 상기 재료가 용융되는 공간의 압력을 조절하는 단계; 상기 한 쌍의 금형의 다른 쪽으로부터 압력을 가하여 용융물을 금형 내부로 주입시키는 단계; 및 상기 한 쌍의 금형에 따른 형상을 성형하는 단계를 포함하고, 상기 재료가 용융되는 공간은 냉각 유닛에 의하여 온도가 조절되고 그리고 상기 용융물의 주입 과정에서 압력을 좌우에서 수평 방향으로 가해진다.

본 발명에 따른 금속 사출 장치는 전자부품, 자동차 용품 또는 의료 기기에서 요구되는 고경도, 고탄성 및 높은 부식성을 가지는 정밀 합금 제품의 사출이 가능하도록 한다는 장점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 금속 사출 장치는 고주파 유도로 방식을 적용하는 것에 의하여 용융 효율이 향상되도록 하면서 수축 변형이 감소되도록 한다는 이점을 가진다.

도 1a, 도 1b 및 도 1c는 본 발명에 따른 사출기의 실시 예에 대한 정면도, 평면도 및 측면도를 각각 도시한 것이다.
도 2a는 본 발명에 따른 합금 사출 방법의 실시 예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2b는 본 발명에 따른 합금 사출 방법에 적용될 수 있는 다단 압력 사출 방식의 실시 예를 도시한 것이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.

도 1a, 도 1b 및 도 1c는 본 발명에 따른 사출기의 실시 예에 대한 정면도, 평면도 및 측면도를 각각 도시한 것이다.

도 1a, 도 1b 및 도 1c를 참조하면, 본 발명에 따른 금속 또는 합금의 사출 장치(10)는 적어도 하나가 좌우로 이동 가능하도록 배치되는 금형 유닛(112a, 112b)을 가진 금형 모듈(11); 금형 모듈(11)으로 재료를 투입하기 위한 투입 모듈(14); 투입 모듈(14)과 연결되고 상기 재료를 용융 상태로 만드는 고주파 유닛(132) 및 냉각 유닛(133)을 가지고 금형 모듈(11)의 한쪽 면과 연결된 챔버 모듈(13); 및 금형 모듈(11)의 다른 쪽 면에 챔버 모듈(13)과 마주보도록 배치되는 고정 모듈(12)을 포함한다.

본 발명에 따른 사출 장치(10)는 다양한 형태의 금속 또는 합금으로부터 예를 들어 모바일 기기의 부품, 자동차 부품 또는 선박 부품과 다양한 형태의 산업 소재를 비롯하여 면도 날, 가위 또는 금속제 주방 용품과 같은 생활 용품의 사출 성형에 적용될 수 있고 본 발명은 성형되는 제품 또는 부품의 종류에 의하여 제한되지 않는다. 또한 본 발명에 따른 사출 장치(10)는 예를 들어 용융점이 400 내지 600 ℃가 되는 금속 또는 합금소재의 용융 및 사출(Injection Casting)에 적용될 수 있지만 금속 또는 합금 소재의 용융 온도는 다양한 소재의 첨가에 의하여 또는 소재 자체의 특성에 의하여 조절될 수 있고 본 발명은 소재의 용융 온도에 제한되지 않는다.

금형 모듈(11)은 원통 형상의 사출 챔버(111) 및 사출 챔버(111)의 내부에 좌우로 대칭에 되는 위치에 배치되는 금형 유닛(mold)(112a, 112b)을 포함할 수 있다. 사출 챔버(111)는 지면에 대하여 수평이 되도록 배치될 수 있고 금형 유닛(112a, 112b) 중 적어도 하나는 지면에 대하여 수평이 되는 방향을 따라 압력을 받고 그리고 성형 후 이동될 수 있다. 본 명세서에서 좌우로 이동 또는 압력을 받는 것은 지면을 기준으로 수평 또는 수평에 근사한 방향으로 이동이 되고 압력을 받는 것을 의미한다. 이와 같이 금형(112a, 112b)이 수평 또는 수평에 근사한 방향으로 압력이 받으면서 사출 성형이 되는 구조를 횡형 사출 구조(Horizontal Injection Casting Structure)라고 한다. 수평에 근사한 방향이란 설치 오차, 설계 오차 또는 지면 오차로 인하여 발생되는 오차를 제외하면 수평이 되는 수준의 수평 방향을 의미한다. 금형 유닛(112a, 112b)은 고정 다이 플레이트, 이동 다이 플레이트 및 타이 바와 같은 것을 포함하고 예를 들어 좌측에 위치하는 금형 유닛(112a)이 이동 가능하도록 설치되고 그리고 우측에 위치하는 금형 유닛(112b)에 고정 다이 플레이트가 설치될 수 있다. 그리고 성형된 제품을 이동 컨베이어(192)를 통하여 배출시키기 위하여 좌측에 위치하는 금형 유닛(12a)이 이동될 수 있다. 금형 유닛(12a, 12b)은 이 분야에서 공지된 사출 성형에 관련된 다양한 장치를 포함할 수 있고 본 발명은 이와 같은 장치의 포함 여부에 의하여 제한되지 않는다.

금형 모듈(11)의 한쪽에 재료를 용융시켜 금형 모듈(11)의 내부로 주입시키기 위한 챔버 모듈(13)이 배치될 수 있다. 그리고 챔버 모듈(13)과 연결된 투입 모듈(14)로부터 재료가 투입될 수 있다.

챔버 모듈(13)은 내부 압력 조절이 가능한 진공 챔버(131), 진공 챔버(131)의 내부에 설치되어 투입 모듈(14)로부터 투입되는 재료를 용융시키는 고주파 유닛(132) 및 용융 과정에서 온도를 제어하기 위한 냉각 유닛(133)을 포함할 수 있다. 고주파 유닛(132)은 진공 챔버(131)의 내부에 유도 가열 방식으로 열을 발생시킬 수 있고 그리고 주입 실린더(134)의 내부로 투입되는 재료를 용융시킨다. 고주파 유닛(132)은 예를 들어 400 내지 1600 ℃로 내부를 가열시킬 수 있도록 만들어질 수 있고 유도 가열(Induction Heating)은 이 분야에서 공지된 임의의 방식이 채택될 수 있다. 고주파 유닛(132)의 내부에 설치되는 냉각 유닛(133)은 재킷 구조로 만들어질 수 있고 예를 들어 공기 냉각 또는 물 냉각과 같은 방식이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 냉각 유닛(133)은 주입 실린더(134)를 둘러싸는 방식으로 만들어질 수 있고 주입 실린더(134) 내부의 온도를 정해진 온도 범위에서 균일하도록 만드는 기능을 가질 수 있다.

주입 실린더(134)의 내부로 재료를 투입시키기 위한 투입 모듈(14)은 투입 관(141), 투입 관(141)의 위쪽으로 재료를 이송시키는 이송 유닛(143) 및 투입 관(141)과 진공 챔버(131)를 연결시키면서 공기 유입을 차단하여 진공 챔버(141) 내부가 진공 상태 또는 일정한 압력으로 유지될 수 있도록 하는 개폐 장치(142)를 포함할 수 있다.

도 1c를 참조하면, 이송 유닛(143)은 구동 장치(145)에 의하여 작동되는 컨베이어 구조가 될 수 있고 일정 간격으로 배치된 서포터(143a)를 가질 수 있다. 서포터(143a)는 컨베이어를 따라 간격으로 배치될 수 있고 수직으로 배치된 투입 관(141)의 위쪽으로 재료가 이송되는 과정에서 재료의 하강을 방지하면서 투입되는 재료의 양을 계량할 수 있도록 하는 기능을 가질 수 있다. 이송 유닛(143)은 예를 들어 모터와 같은 구동 장치(145)에 의하여 작동될 수 있고 이송 유닛(143)은 예를 들어 컨베이어 벨트와 같은 이동 수단이 회전하는 방식으로 재료를 투입 관(141)으로 이송시킬 수 있다. 서포터(143a)는 아래쪽 부분이 접힐 수 있는 구조로 만들어질 수 있고 그리고 재료를 투입 관(141)으로 이동시킨 후 접힌 상태로 다시 아래쪽으로 컨베이어와 함께 이동될 수 있다. 투입 관(141)으로 투입된 재료는 개폐 장치(142)가 열리면서 진공 챔버(131)의 내부에 배치된 주입 실린더(134)로 주입될 수 있다. 개폐 장치(142)는 2단 진공 개폐 구조를 가질 수 있고 예를 들어 2개의 도어가 일정 간격으로 설치되고 그리고 2개의 도어는 교대로 개방이 될 수 있다. 이와 같은 이중 개폐 구조는 밀폐 수준을 높이면서 이와 동시에 성형 과정에서 따라 재료의 추가 투입이 가능하도록 한다.

재료가 주입 실린더(134)의 내부로 주입되면 고주파 유닛(132)이 작동되어 재료가 용융될 수 있다. 그리고 재료의 용융 과정에서 냉각 유닛(133)이 작동되어 용융 온도가 제어될 수 있다. 재료가 주입 실린더(134)의 내부에서 완전히 용융이 되면 주입 모듈(15)에 의하여 용융물이 금형 내부로 주입될 수 있다. 주입 모듈(15)은 플런저 유닛(151) 및 가압 튜브(152)로 이루어질 수 있고 플런저 유닛(151)은 예를 들어 유압 펌프와 같은 장치에 의하여 작동될 수 있고 그리고 플런저 유닛(151)에 의하여 발생된 압력은 가압 튜브(152)를 통하여 금형 모듈(11)의 내부로 주입될 수 있다. 주입 모듈(15)의 작동 과정에서 가해지는 압력으로 인한 금형 유닛(112a, 112b)의 이동은 고정 모듈(12)에 의하여 방지될 수 있다.

고정 모듈(12)은 메인 실린더(121), 메인 실린더(121)의 중량을 유지하면서 프레임에 고정시키는 볼스터(bolster)와 같은 고정 수단(122) 및 압력을 전송을 위한 압력 유도 관(123)을 포함할 수 있다.

금형 모듈(11)의 내부에서 성형이 완료되면 배출 모듈(19)에 의하여 성형된 제품이 배출될 수 있다. 배출 모듈(19)은 인출 유닛(191) 및 이송 컨베이어(192)로 이루어질 수 있다. 냉각 공정이 완료되면 금형 모듈(11)의 한쪽이 개방되고 그리고 금형 유닛(112a, 112b) 중 적어도 하나가 예를 들어 타이 바(tie bar)와 같은 가이드에 의하여 유도되어 이동되면서 성형된 제품을 배출시킬 수 있다. 구체적으로 메인 실린더(121)가 압력 제어 모듈(16)의 작동에 의하여 작동하게 되면서 금형 유닛(112a)이 이동하게 되고 이에 따라 제품이 이동되어 인출 유닛(191)에 위치하게 된다. 인출 유닛(191)에 의하여 성형된 제품이 금형 모듈(11)의 외부로 배출될 수 있고 그리고 이송 컨베이어(192)에 위치하게 된다. 그리고 이송 컨베이어(192)의 작동에 의하여 사출 성형된 제품이 정해진 장소로 이동될 수 있다.

메인 실린더(121) 내부의 압력을 제어하는 압력 제어 모듈(16)은 유압 장치(161), 유압 제어 유닛(162) 및 맥동의 발생을 방지하는 안정 유닛(accumulator)(163)을 포함할 수 있다. 압력 제어 모듈(16)은 주입 모듈(15)의 작동 과정에서 금형 모듈(12)을 안정적으로 고정시키면서 메인 실린더(121)를 작동시켜 성형된 제품이 배출될 수 있도록 한다. 다양한 압력 제어 모듈(16)은 본 발명에 따른 장치에 적용될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 사출 장치(10)는 제어 유닛을 포함할 수 있고 각각의 유닛의 작동 과정은 제어 유닛에 의하여 제어될 수 있다. 예를 들어 열화상 카메라(HC)가 설치되어 재료의 용융 상태가 감시될 수 있고 그리고 열화상 카메라(HC)에 의하여 탐지된 진공 챔버(131) 내부의 온도와 관련된 데이터가 제어 유닛으로 전송될 수 있다. 제어 유닛은 전송된 정보에 따라 고주파 유닛(132)의 작동 수준을 결정할 수 있다.

본 발명에 따르면, 금형 모듈(11) 또는 챔버 모듈(13)의 내부 압력이 제어될 수 있고 예를 들어 금형 모듈(11) 또는 챔버 모듈(13)은 진공 상태로 만들어질 수 있다. 금형 모듈(11) 또는 챔버 모듈(13) 내부의 압력을 조절하기 위하여 진공 형성 모듈(17)이 설치될 수 있고 진공 형성 모듈(17)은 제1 및 제2 진공 펌프(171a, 171b) 및 각각의 진공 펌프(171a, 171b)의 작동에 따른 냉각을 위한 냉각기(172a, 172b)가 설치될 수 있다. 각각의 진공 펌프(171a, 171b)는 금형 모듈(11) 또는 챔버 모듈(13)의 압력을 조절할 수 있다. 냉각기(172a, 172b)은 사출 장치(10) 전체의 온도를 제어하는 기능을 가질 수 있다.

본 발명에 따른 사출 장치(10)는 횡형 구조를 가지는 것에 의하여 용융된 재료의 균일성이 향상되도록 한다. 필요에 따라 주입 실린더(133) 또는 챔버 모듈(13)이 회전 가능하도록 설치될 수 있다.

아래에서 본 발명에 따른 사출 방법에 대하여 설명된다.

도 2a는 본 발명에 따른 합금 사출 방법의 실시 예를 개략적으로 도시한 것이다.

도 2a를 참조하면, 본 발명에 따른 사출 방법은 서로 좌우 방향으로 마주보도록 한 쌍의 금형을 배치하는 단계(P21); 상기 한 쌍의 금형으로 재료를 투입시키면서 고주파 발진 방식으로 용융시키는 단계(P22); 상기 한 쌍의 금형이 위치하는 공간 및 상기 재료가 용융되는 공간의 압력을 조절하는 단계(P23); 상기 한 쌍의 금형의 다른 쪽으로부터 압력을 가하여 용융물을 금형 내부로 주입시키는 단계(P24); 및 상기 한 쌍의 금형에 따른 형상을 성형하는 단계(25)를 포함하고, 상기 재료가 용융되는 공간은 냉각 유닛에 의하여 온도가 조절되고 그리고 상기 용융물의 주입 과정에서 압력을 좌우에서 수평 방향으로 가해질 수 있다.

본 발명에 따른 사출 방법은 예를 들어 융해 온도가 500 내지 1000 ℃가 되는 금속 또는 합금에 적용될 수 있고 합금 또는 금속은 잉곳(ingot) 형태로 공급될 수 있다. 금형은 예를 들어 이동 다이, 고정 다이, 테일 스톡, 토글 링크 또는 타이 바와 같은 것을 포함할 수 있다. 서로 마주보는 금형은 좌우로 배치가 될 수 있고(P21) 그리고 금형이 배치되는 공간은 압력이 조절될 수 있다. 예를 들어 금형이 배치되는 공간은 아르곤 또는 질소와 같은 기체를 이용하여 진공으로 만들어질 수 있다.

금형이 배치되면(P21), 금속 또는 합금이 예를 들어 잉곳 형태로 투입될 수 있고 그리고 고주파를 발생시켜 유도 가열 방식으로 용융될 수 있다. 금속 또는 합금이 용융이 되는 과정에서 또는 용융이 되기 전에 금형이 배치되는 공간 및 재료가 용융되는 공간의 압력이 조절될 수 있다(P23). 예를 들어 각각의 공간이 진공으로 만들어지거나 어느 하나의 공간은 진공 그리고 다른 하나의 공간은 저압 공간으로 만들어질 수 있다. 이와 같은 과정에서 산소를 포함하는 공기가 제거될 수 있다. 재료가 용융이 되고 그리고 각각의 공간의 압력이 조절되면 용융물이 금형 내부로 주입될 수 있다(P24). 용융물의 주입은 예를 들어 다단 방식으로 이루어질 수 있고 예를 들어 초기에 빠른 속도로 주입되고 그리고 다시 점차적으로 느린 속도로 용융물이 주입될 수 있다. 가해지는 압력 및 주입 속도가 제어될 수 있고 초기 고속 사출 과정에서 응답성이 빠른 고정 실린더가 사용될 수 있다. 예를 들어 다단 압력에 의한 사출을 위하여 주입 모듈의 플런저의 이동 거리가 미리 결정되고 그리고 플런저의 이동 거리에 따른 압력 변화 곡선이 만들어질 수 있다. 예를 들어 도 2b와 같은 플런저의 이동 거리(L)에 따른 압력(P) 곡선이 만들어질 수 있다. 그리고 각각의 압력 곡선에서 압력 변화 위치(P1, P2, P3)가 결정되고 그리고 각각의 압력 변화 위치(P1, P2, P3)에 대응되는 플런저의 이동 거리(L1, L2, L3)가 결정될 수 있다. 플런저의 이동 거리는 각각의 이동 구간(L1~L2 및 L2~L3)에서 계단 형태의 압력이 주어지도록 단속적으로 이동될 수 있고 압력-이동 거리 곡선에 대하여 작은 부분과 큰 부분이 반복되도록 이동될 수 있다. 그리고 압력 변화 위치(P1, P2, P3)에서 압력 곡선의 위쪽에 위치되도록 플런저가 이동될 수 있다. 이와 같은 플런저의 단속적인 이동에 의한 방식으로 빠른 응답이 얻어질 수 있다. 다른 한편으로 금형 유닛 내부의 압력은 도 2b와 동일한 형태의 압력이 발생되도록 실린더에 의하여 압력이 결정될 수 있다. 빠른 응답을 위한 다양한 압력 제어 방법이 본 발명에 따른 방법에 적용될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

용용물이 주입이 된 이후 냉각 과정을 통하여 제품이 성형될 수 있고(P25) 이후 성형된 제품이 배출될 수 있다. 본 발명에 따른 사출 성형 방법은 (i)재료 투입과 금형 닫힘, (ii) 고주파 용해, (iii) 용해 완료 및 사출의 순서로 이루어지는 것에 의하여 임의의 범위에서 압력 조절이 가능하도록 한다. 이로 인하여 재료의 급격한 냉각이 방지되도록 한다. 추가로 본 발명에 따른 사출 성형 방법은 재료가 용융되는 공간에 냉각 유닛이 설치되어 사출되는 용융물이 온도가 제어되면서 이와 동시에 균일한 온도로 사출이 되도록 할 수 있다.

다양한 사출 성형 과정이 본 발명에 따른 사출 방법이 적용될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 금속 사출 장치는 전자부품, 자동차 용품 또는 의료 기기에서 요구되는 고경도, 고탄성 및 높은 부식성을 가지는 정밀 합금 제품의 사출이 가능하도록 한다는 장점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 금속 사출 장치는 고주파 유도로 방식을 적용하는 것에 의하여 용융 효율이 향상되도록 하면서 수축 변형이 감소되도록 한다는 이점을 가진다.

위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

10: 사출 장치 11: 금형 모듈
12: 고정 모듈 13: 챔버 모듈
14: 투입 모듈 15: 주입 모듈
16: 압력 제어 모듈 17: 진공 형성 유닛
19: 배출 모듈
111: 사출 챔버 112a, 112b: 금형 유닛
121: 메인 실린더 122: 고정 수단
123: 압력 유도관 131: 진공 챔버
132: 고주파 유닛 133: 냉각 유닛
134: 주입 실린더 141: 투입 관
142: 개폐 장치 143: 이송 유닛
143a: 서포터 145: 구동 장치
151: 플런저 유닛 152: 가압 튜브
161: 유압 장치 162: 유압 제어 유닛
163: 안정 유닛 171a, 171b: 진공 펌프
191: 인출 유닛 192: 이송 컨베이어

Claims (2)

1. 금속 또는 합금의 사출 장치에 있어서,
   적어도 하나가 좌우로 이동 가능하도록 배치되는 금형 유닛(112a, 112b)을 가진 금형 모듈(11);
   금형 모듈(11)로 재료를 투입하기 위한 투입 모듈(14);
   투입 모듈(14)과 연결되고 상기 재료를 용융 상태로 만드는 고주파 유닛(132), 냉각 유닛(133) 및 주입 실린더(134)로 이루어지고 금형 모듈(11)의 한쪽 면과 연결된 챔버 모듈(13); 및
   금형 모듈(11)의 다른 쪽 면에 챔버 모듈(13)과 마주보도록 배치되는 고정 모듈(12);을 포함하고,
   상기 재료는 잉곳 형태로 투입되어 고주파 유닛(132)에 의하여 발생되는 400 내지 1600 ℃의 열에 의하여 용융되고, 주입 실린더(134)를 통하여 금형 모듈(11)로 이송되는 과정에서 재킷 구조의 냉각 유닛(133)에 의하여 온도가 조절되고;
   상기 챔버 모듈(13)의 내부는 금형 모듈(11)의 내부와 독립적으로 압력 조절이 가능하고, 챔버 모듈(13)의 압력은 투입 모듈(14)에 설치된 2개의 도어에 의한 2단 진공 개폐 구조로 조절되는 것을 특징으로 하는 횡형 사출 장치.
2. 금속 또는 합금의 사출 방법에 있어서,
   서로 좌우 방향으로 마주보도록 한 쌍의 금형을 배치하는 단계;
   상기 한 쌍의 금형으로 재료를 투입시키면서 고주파 발진 방식으로 용융시키는 단계;
   상기 한 쌍의 금형이 위치하는 공간 및 상기 재료가 용융되는 공간의 압력을 조절하는 단계;
   상기 한 쌍의 금형의 다른 쪽으로부터 압력을 가하여 용융물을 금형 내부로 주입시키는 단계; 및
   상기 한 쌍의 금형에 따른 형상을 성형하는 단계를 포함하고,
   상기 재료가 용융되는 공간은 상기 고주파 발진 방식으로 400 내지 1600 ℃의 온도로 유지되고, 용용된 재료는 금형으로 주립되는 과정에서 냉각 유닛에 의하여 균일한 온도가 조절되고, 상기 재료가 용융되는 공간의 압력은 2개의 도어에 의한 이단 진공 개폐 구조로 조절되고, 상기 용융물의 주입 과정에서 압력은 좌우에서 수평 방향으로 가해지는 것을 특징으로 하는 횡형 금속 또는 합금의 사출 방법.
   

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