KR20160103099A - 중자의 제조 방법, 및 상기 중자의 제조 방법에 의해 중자를 취득하는 터빈 부재의 제조 방법 - Google Patents

중자의 제조 방법, 및 상기 중자의 제조 방법에 의해 중자를 취득하는 터빈 부재의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

중자의 제조 방법(S1)은, 실리카를 포함한 대립자로 이루어지는 대립자군에 유기 바인더를 첨가하여, 상기 대립자의 표면에 상기 유기 바인더를 코팅하는 코팅 공정(S20)과, 코팅 공정(S20) 후에, 상기 대립자군과, 실리카를 포함하고 상기 대립자보다 입경이 작은 소립자로 이루어지는 소립자군을 혼합하는 혼합 공정(S30)과, 혼합 공정(S30) 후에, 상기 대립자군과 상기 소립자군의 혼합물을 이용한 적층 조형법에 의해 성형체를 형성하는 적층 조형 공정(S40)과, 적층 조형 공정(S40) 후에, 상기 성형체를 소결하는 소결 공정(S60)을 포함한다.

Description

중자의 제조 방법, 및 상기 중자의 제조 방법에 의해 중자를 취득하는 터빈 부재의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING CORE, AND METHOD FOR MANUFACTURING TURBINE MEMBER IN WHICH CORE IS ACQUIRED BY SAID CORE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 중자의 제조 방법, 및 해당 중자의 제조 방법에 의해 중자를 취득하는 터빈 부재의 제조 방법에 관한 것이다.
본원은 2014년 3월 12일자로 출원된 일본 특허 출원 제 2014-049227 호에 대해서 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
가스 터빈용의 동익(動翼), 정익(靜翼) 등의 부품을 제조할 때에 이용되는 정밀 주조용 중자(중자재)는, 세라믹스 등을 이용하여 정밀 주조법에 의해 형성된다. 이러한 정밀 주조법으로서는, 슬립 캐스트법이나 사출 성형법 등이 있다. 슬립 캐스트법은 석고형에 세라믹스의 분말을 물 등에 혼합한 슬러리를 유입하여 건조시킴으로써 중자를 성형한다. 사출 성형법은 금형을 작성하고, 세라믹스 등으로 작성한 펠릿 형상의 사출 성형용 원료를 사출 성형기에 의해서 가열하여 금형에 유입된다. 이러한 금형을 냉각함으로써 중자가 성형된다.
중자의 제조 방법으로서는, 그 밖에도 적층 조형법을 들 수 있다. 적층 조형법에서는, 층 형상으로 배치된 세라믹스 등의 재료 분말에 대해서 레이저를 조사하고, 그 층 중에서 필요한 부분만을 선택적으로 고화시킨다. 그 후, 레이저를 조사한 층을 제 1 층으로 하고, 그 위에 새로운 재료 분말을 배치하여 제 2 층을 형성한다. 이러한 제 2 층에 대해서도 레이저를 조사하여 필요한 부분만을 선택적으로 고화시키면서, 제 1 층에서 고화시킨 부분과 접합시킨다. 이러한 공정을 반복함으로써, 적층 조형법에서는, 한 층씩 적층하면서 목적으로 하는 삼차원 형상을 갖는 중자를 형성한다.
예를 들면, 특허문헌 1의 기재에서는, 이러한 적층 조형법으로 형성한 세라믹 코어를 세라믹 강화액에 함침시키고 나서 소결함으로써 중자를 제조한다. 이러한 중자를 이용하여, 사출 성형을 실시함으로써 소망한 주조품을 제조하고 있다.
일본 특허 공개 제 2004-330280 호 공보
그렇지만, 적층 조형법에서는 일반적인 금형 등의 형태를 이용하여 성형하는 방법에 비해 강도가 약해질 우려가 있다.
본 발명은 적층 조형법에 의해 성형하면서, 강도를 향상시킨 중자를 제조하는 것이 가능한 중자의 제조 방법을 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 이하의 수단을 제안하고 있다.
본 발명의 제 1 태양에 있어서의 중자의 제조 방법은, 실리카를 포함한 대립자(大粒子)로 이루어지는 대립자군에 유기 바인더를 첨가하여, 상기 대립자의 표면에 상기 유기 바인더를 코팅하는 코팅 공정과, 해당 코팅 공정 후에, 상기 대립자군과, 실리카를 포함하고 상기 대립자보다 입경이 작은 소립자로 이루어지는 소립자군을 혼합하는 혼합 공정과, 해당 혼합 공정 후에, 상기 대립자군과 상기 소립자군의 혼합물을 이용한 적층 조형법에 의해 성형체를 형성하는 적층 조형 공정과, 해당 적층 조형 공정 후에, 상기 성형체를 소결하는 소결 공정을 포함한다.
이러한 구성에 의하면, 적층 조형 공정이나 소결 공정 등에서 열을 가하는 것에 의해 유기 바인더가 열경화하고, 유기 바인더를 거쳐서 대립자끼리를 서로 결합시킬 수 있다. 따라서, 유기 바인더에 의해서 입자끼리의 결합 강도를 향상할 수 있다. 유기 바인더가 코팅된 대립자의 대립자군에, 입경이 작은 소립자를 혼합하고 있다. 그 때문에, 인접하는 대립자 사이에 입경이 작은 소립자가 인입되어, 혼합체로서 치밀한 구조를 형성할 수 있다. 그 때문에, 입자끼리의 결합 강도를 보다 향상할 수 있다. 게다가, 소립자에는 유기 바인더로 코팅하지 않음으로써, 소립자의 입경을 보다 작은 상태로 할 수 있어, 소립자를 대립자에 대해 중자 위치가 가까워지도록 결합시킬 수 있다. 그 때문에, 보다 고밀도로 할 수 있어, 입자끼리의 결합 강도를 보다 한층 향상시킬 수 있다. 이러한 혼합물을 이용하여 적층 조형 공정에서 성형하고, 소결 공정에서 소결함으로써, 복잡한 삼차원 형상의 중자를 용이하게 제조할 수 있다. 즉, 입자끼리의 결합 강도를 높여서, 복잡한 형상을 성형하면서 강도를 향상시킨 중자를 제조하는 것이 용이해질 수 있다.
상기 중자의 제조 방법에서는, 상기 적층 조형 공정과 상기 소결 공정 사이에, 상기 성형체에 함침제를 함침시키는 함침 공정을 포함해도 좋다.
이러한 구성에 의하면, 소결 공정 전에 함침 공정에서, 성형체를 함침제로 함침함으로써, 성형체의 내부에 포함되어 있는 공기를 함침제에 의해 치환하여, 성형체를 보다 한층 치밀한 구조로 할 수 있다. 따라서, 입자끼리의 결합 강도를 보다 한층 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 태양에 있어서의 터빈 부재의 제조 방법은, 상기 중자의 제조 방법에 의해 중자를 취득하는 공정과, 해당 중자와 주형 사이에 공급한 용융 금속을 응고시킨 후에, 상기 중자를 제거함으로써 중공부를 갖는 터빈 부재를 취득하는 공정을 포함한다.
이러한 구성에 의하면 용이하게 터빈 부재를 제조할 수 있다.
본 발명에 의하면, 유기 바인더가 코팅된 대립자군과, 소립자군의 혼합체를 이용함으로써, 적층 조형법에 의해 성형하면서 강도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 있어서의 중자의 제조 방법의 공정을 설명하는 흐름도,
도 2는 본 발명의 실시형태에 있어서의 사전 혼합 공정 후의 제 1 대립자와 제 2 대립자를 설명하는 모식도,
도 3은 본 발명의 실시형태에 있어서의 코팅 공정 후의 제 1 대립자와 제 2 대립자를 설명하는 모식도,
도 4는 본 발명의 실시형태에 있어서의 혼합 공정 후의 혼합물을 설명하는 모식도,
도 5는 본 발명의 실시형태에 있어서의 적층 조형 장치를 설명하는 모식도,
도 6은 본 발명의 실시형태에 있어서의 소결 공정 후의 혼합물 상태를 설명하는 모식도.
이하, 본 발명에 따른 실시형태에 대해서 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
중자의 제조 방법(S1)은 적층 조형법을 이용하여 주조 부품 등을 작성할 때에 사용하는 중자를 제조하는 방법이다. 본 방법에 의해 제조된 중자는, 터빈 정익, 터빈 동익, 분할환, 연소기 부품 등의 터빈 부재를 제조하는 제조 방법에 이용된다. 구체적으로는, 이러한 터빈 부재의 제조 방법에서는, 본 방법에 의해 제조된 중자를 취득하는 공정과, 주형과 그 내부에 설치되는 중자 사이에 공급한 용융 금속을 응고시킨 후에, 중자를 제거함으로써 중공부를 갖는 터빈 부재를 취득하는 공정을 포함한다. 즉, 터빈 부재의 제조 방법에서는, 주형과의 사이에 용융 금속을 공급한 후에, 중자를 제거함으로써, 이 중자에 대응하는 중공부를 갖는 터빈 부재를 제조한다.
중자의 제조 방법(S1)은 적층 조형법을 이용하여 주조 부품 등을 작성할 때에 사용하는 중자를 제조하는 방법이다. 본 실시형태에 있어서의 중자의 제조 방법(S1)은, 도 1에 도시되는 바와 같이, 복수의 입경을 갖는 대립자로 이루어지는 중자 모래를 혼합하여 대립자군(10)을 생성하는 사전 혼합 공정(S10)과, 사전 혼합 공정(S10) 후에 대립자군(10)에 유기 바인더(20)를 코팅하는 코팅 공정(S20)과, 코팅 공정(S20) 후에 대립자군(10)과, 대립자보다 입경이 작은 소립자(31)로 이루어지는 중자 모래의 소립자군(30)을 혼합하는 혼합 공정(S30)을 포함한다. 본 실시형태에 있어서의 중자의 제조 방법(S1)은, 혼합 공정(S30) 후에 혼합된 대립자군(10)과 소립자군(30)의 혼합물(40)을 이용한 적층 조형법에 의해 성형체(41)를 형성하는 적층 조형 공정(S40)과, 적층 조형 공정(S40) 후에 성형체(41)에 함침제(50)를 함침시키는 함침 공정(S50)과, 함침 공정(S50) 후에, 성형체(41)를 소결하는 소결 공정(S60)을 포함한다.
사전 혼합 공정(S10)은, 실리카를 포함한 대립자로서 입경이 다른 복수의 종류의 중자 모래를 혼합함으로써, 대립자로 이루어지는 대립자군(10)을 생성한다. 여기서, 본 실시형태에 있어서의 대립자란, 입경이 10㎛ 이상 50㎛ 이하의 중자 모래이며, 바람직하게는 입경이 20㎛ 내지 40㎛의 구 형상의 중자 모래이다. 본 실시형태에 사전 혼합 공정(S10)에서는, 2 종류의 중자 모래로서 제 1 대립자(11)와 제 2 대립자(12)를 혼합함으로써, 도 2에 도시되는 대립자군(10)을 생성한다. 구체적으로는, 본 실시형태에 사전 혼합 공정(S10)에서는, 제 1 대립자(11)로서 입경 38㎛ 정도의 용융 실리카의 분말과, 제 2 대립자(12)로서 입경 20㎛ 정도의 알루미나의 분말을 볼 밀을 이용하여 혼합한다. 사전 혼합 공정(S10)에서는, 이들이 혼합된 혼합 분말로서 대립자군(10)을 생성한다.
또한, 생성되는 실리카를 포함한 대립자로 이루어지는 대립자군(10)은, 본 실시형태의 조합에 한정되는 것이 아니라, 실리카를 포함하고 있으면 다른 재료를 이용해도 좋다. 예를 들면, 대립자군(10)은 혼합하는 대립자의 중자 모래로서 용융 실리카, 알루미나의 일부 또는 모두를 크리스토발라이트(cristobalite)로 해도 좋다.
코팅 공정(S20)은, 사전 혼합 공정(S10)에서 생성된 실리카를 포함한 대립자군(10)으로 이루어지는 대립자군(10)에 유기 바인더(20)를 첨가하여, 대립자의 표면에 이러한 유기 바인더(20)를 코팅한다. 본 실시형태에서는, 유기 바인더(20)로서 페놀 수지와 방향족 아민류를 포함한 유기물이 사용된다. 본 실시형태의 코팅 공정(S20)에서는, 예를 들어 핫 말링법 등을 이용하여 코팅을 실시한다. 구체적으로는, 코팅 공정(S20)에서는, 회전 드럼 내에 대립자군(10)을 투입하고, 회전 드럼을 회전시키면서 액상으로 된 유기 바인더(20)를 대립자군(10)을 향해 분사하여 첨가한다. 그 후, 코팅 공정(S20)에서는, 유기 바인더(20)가 분사된 대립자군(10)을 냉각하고, 도 3에 도시되는 바와 같이, 제 1 대립자(11) 및 제 2 대립자(12)의 표면에 유기 바인더(20)를 코팅한다.
혼합 공정(S30)은, 코팅 공정(S20)에서 유기 바인더(20)가 코팅된 대립자군(10)과 대립자보다 입경이 작은 소립자(31)로 이루어지는 소립자군(30)을 혼합한다. 여기서, 본 실시형태에 있어서의 소립자(31)란, 입경이 0.1㎛ 이상 10㎛ 이하의 중자 모래이며, 바람직하게는, 입경이 0.3㎛ 내지 0.5㎛의 구 형상의 중자 모래이다. 구체적으로는, 본 실시형태에 혼합 공정(S30)에서는, 유기 바인더(20)가 코팅된 용융 실리카 및 알루미나로 구성되는 대립자군(10)의 분말과 소립자(31)의 중자 모래로서 제 1 대립자(11)와 제 2 대립자(12)와 같은 재료로 입경이 다른 입자의 분말을 혼합한다. 이에 의해, 혼합 공정(S30)에서는, 도 4에 도시되는 바와 같이, 제 1 대립자(11)와 제 2 대립자(12) 사이에 소립자(31)가 혼재하는 분말상의 혼합물(40)을 생성한다.
적층 조형 공정(S40)은 혼합물(40)을 이용한 적층 조형법에 의해 성형체(41)를 형성한다. 본 실시형태의 적층 조형 공정(S40)은 도 5에 도시되는 레이저를 이용한 적층 조형 장치(1)를 이용하여 분말 소결 적층 조형법에 의해 성형체(41)를 성형한다.
적층 조형 장치(1)는, 분말상의 재료를 공급하는 공급 영역(2)과, 성형체(41)를 형성하는 조형 영역(3)과, 공급 영역(2)으로부터 조형 영역(3)으로 재료를 보내는 롤러(4)와, 조형 영역(3)의 재료에 레이저 본체(5)로부터 공급되는 레이저를 임의의 위치에 조사하는 주사 기구(6)와, 공급 영역(2)을 상하시키는 공급 피스톤(7)과, 조형 영역(3)을 상하시키는 조형 피스톤(8)을 갖는다.
구체적으로는, 본 실시형태의 적층 조형 공정(S40)에서는, 이러한 적층 조형 장치(1)를 이용하여, 재료로서 분말상의 혼합물(40)이 투입된 공급 영역(2)으로부터, 롤러(4)에 의해서 조형 영역(3)으로 한 층씩 이 혼합물(40)이 보내진다. 여기서 말하는 한 층이란, 레이저 본체(5)로부터 주사 기구(6)를 거쳐서 출사되는 레이저에 의해서 혼합물(40)을 고화하는 것이 가능한 소정의 깊이이다. 그 후, 적층 조형 공정(S40)에서는, 조형 영역(3)으로 보내진 혼합물(40)에 대해서 성형하는 성형체(41)의 형상에 따라 필요한 범위에 주사 기구(6)를 거쳐서 레이저 본체(5)로부터 출사한 레이저가 조사된다. 레이저가 조사된 부분의 혼합물(40)은 용해하고 응고한다. 레이저의 조사가 종료하면, 한 층분에 대응하는 깊이만큼 조형 피스톤(8)을 하강시키는 동시에, 동일한 한층 분의 깊이만큼 공급 피스톤(7)을 상승시킨다. 다시 롤러(4)로 혼합물(40)을 한 층분만큼 공급 영역(2)으로부터 조형 영역(3)으로 보내고, 조형 영역(3)에 2층째가 되는 혼합물(40)을 배치한다. 적층 조형 공정(S40)에서는, 이러한 공정을 반복함으로써, 적층 조형 장치(1)에 의해서 혼합물(40)이 고화되어 임의의 형상의 성형체(41)를 형성하여 취득한다.
함침 공정(S50)은, 적층 조형 공정(S40)과 소결 공정(S60) 사이에 실시되고, 형성한 성형체(41)에 함침제(50)를 함침시켜, 성형체(41)를 더욱 경화시킨다. 본 실시형태의 함침 공정(S50)은 함침제(50)로서 세라믹이 포함된 슬러리를 사용한다. 함침 공정(S50)은, 감압 용기 내에서 성형체(41)를 함침시켜, 성형체(41)의 내부에 포함되어 있는 공기를 빼내고 함침제(50)를 압입한다. 여기서 이용되는 함침제(50)에는, 예를 들어 실리카 졸과 실리카의 혼합물이나 실리카 졸과 알루미나의 혼합물을 들 수 있다.
소결 공정(S60)은 함침제(50)를 함침시킨 성형체(41)를 소결시켜서, 성형체(41)를 경화시킨다. 본 실시형태의 소결 공정(S60)은 소결함으로써, 도 6에 도시되는 바와 같이, 성형체(41)의 혼합물(40)의 각 입자가 결합하여 중자가 제조된다. 구체적으로는, 예를 들면, 소결 공정(S60)은 1200℃에서 15시간에 걸쳐서 실시된다.
상기와 같은 중자의 제조 방법(S1)에 의하면, 사전 혼합 공정(S10)에서 2 종류의 대립자인 제 1 대립자(11)와 제 2 대립자(12)를 혼합한 대립자군(10)에, 코팅 공정(S20)에서 액상의 유기 바인더(20)를 코팅함으로써, 제 1 대립자(11) 및 제 2 대립자(12)의 표면을 유기 바인더(20)로 덮을 수 있다. 이러한 상태에서, 적층 조형 공정(S40)이나 소결 공정(S60) 등에서 열을 가함으로써 유기 바인더(20)가 열경화하고, 유기 바인더(20)를 거쳐서 제 1 대립자(11) 및 제 2 대립자(12)나 제 1 대립자(11)끼리나 제 2 대립자(12)끼리를 서로 결합시킬 수 있다. 따라서, 액상의 유기 바인더(20)에 의해 입자끼리의 결합 강도를 향상할 수 있다.
본 실시형태에서는, 유기 바인더(20)가 코팅된 제 1 대립자(11)와 제 2 대립자(12)의 대립자군(10)에, 입경이 작은 중자 모래로서 소립자(31)를 혼합하고 있다. 그 때문에, 인접하는 제 1 대립자(11)와 제 2 대립자(12) 사이에 입경이 작은 소립자(31)가 인입되어, 혼합체로서 치밀한 구조를 형성할 수 있다. 구체적으로는, 입자가 큰 제 1 대립자(11)와 제 2 대립자(12)를 혼합해도, 각 입자간에는 간극이 생겨 버린다. 대립자보다 입경이 작은 소립자(31)를 혼합함으로써, 소립자(31)가 이러한 간극에 대해서 매립하도록 배치되어, 제 1 대립자(11)나 제 2 대립자(12)에 결합하게 된다. 그 결과, 생성된 혼합체는, 각 입자간의 간극이 매우 작아져서, 밀도가 높은 치밀한 구조를 가진 상태로 각 입자가 결합할 수 있다. 그 때문에, 입자끼리의 결합 강도를 보다 향상할 수 있다.
게다가, 소립자(31)에 대해서 유기 바인더(20)로 코팅하지 않음으로써, 소립자(31)의 입경을 작은 상태로 할 수 있다. 따라서, 소립자(31)를 제 1 대립자(11) 및 제 2 대립자(12)에 대해서 그 중자 위치가 가까워지도록 근접시켜 결합시킬 수 있다. 그 때문에, 혼합체를 보다 고밀도로 형성할 수 있어, 입자끼리의 결합 강도를 보다 한층 향상시킬 수 있다.
이러한 혼합물(40)을 이용하여 적층 조형 공정(S40)에 의해 성형하고, 소결 공정(S60)에서 소결함으로써, 복잡한 삼차원 형상의 중자를 용이하게 제조할 수 있다. 즉, 제 1 대립자(11)나 제 2 대립자(12)나 소립자(31)인 중자 모래끼리의 결합 강도를 높여서, 복잡한 형상을 성형하면서 강도를 향상시킨 중자를 제조하는 것이 용이해질 수 있다. 따라서, 유기 바인더(20)가 코팅된 대립자군(10)과 소립자군(30)의 혼합체를 이용하여 적층 조형 공정(S40)을 실시함으로써, 적층 조형법에 의해 성형하면서, 강도를 향상시킬 수 있다.
소결 공정(S60) 전에 함침 공정(S50)에서, 성형체(41)를 함침제(50)로 함침함으로써, 성형체(41)의 내부에 포함되어 있는 공기를 세라믹 등의 슬러리에 의해서 치환하여, 성형체(41)를 보다 한층 치밀한 구조로 할 수 있다. 따라서, 입자끼리의 결합 강도를 보다 한층 향상시킬 수 있어, 보다 강도를 향상시킨 중자를 제조할 수 있다.
이러한 방법으로 작성한 중자를 이용하여 주조를 실행함으로써, 터빈 부재를 용이하게 형성할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 상술했지만, 각 실시형태에 있어서의 각 구성 및 그러한 조합 등은 일례이며, 본 발명의 취지로부터 일탈하지 않는 범위 내에서 구성의 부가, 생략, 치환 및 그 외의 변경이 가능하다. 또한, 본 발명은 실시형태에 의해서 한정되는 것은 아니고, 특허청구범위에 의해서만 한정된다.
(산업상 이용가능성)
상기 중자의 제조 방법에 의하면, 유기 바인더가 코팅된 대립자군과 소립자군의 혼합체를 이용함으로써, 적층 조형법에 의해 성형하면서, 강도를 향상시킬 수 있다.
S1 : 중자의 제조 방법 S10 : 사전 혼합 공정
11 : 제 1 대립자 12 : 제 2 대립자
10 : 대립자군 S20 : 코팅 공정
20 : 유기 바인더 S30 : 혼합 공정
30 : 소립자군 31 : 소립자
40 : 혼합물 41 : 성형체
S40 : 적층 조형 공정 1 : 적층 조형 장치
2 : 공급 영역 3 : 조형 영역
4 : 롤러 5 : 레이저 본체
6 : 주사 기구 7 : 공급 피스톤
8 : 조형 피스톤 S50 : 함침 공정
50 : 함침제 S60 : 소결 공정

Claims (3)

  1. 실리카를 포함한 대립자로 이루어지는 대립자군에 유기 바인더를 첨가하여, 상기 대립자의 표면에 상기 유기 바인더를 코팅하는 코팅 공정과,
    상기 코팅 공정 후에, 상기 대립자군과, 실리카를 포함하고 상기 대립자보다 입경이 작은 소립자로 이루어지는 소립자군을 혼합하는 혼합 공정과,
    상기 혼합 공정 후에, 상기 대립자군과 상기 소립자군의 혼합물을 이용한 적층 조형법에 의해 성형체를 형성하는 적층 조형 공정과,
    상기 적층 조형 공정 후에, 상기 성형체를 소결하는 소결 공정을 포함하는
    중자의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적층 조형 공정과 상기 소결 공정 사이에, 상기 성형체에 함침제를 함침시키는 함침 공정을 포함하는
    중자의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 중자의 제조 방법에 의해 중자를 취득하는 공정과,
    상기 중자와 주형 사이에 공급한 용융 금속을 응고시킨 후에, 상기 중자를 제거함으로써 중공부를 갖는 터빈 부재를 취득하는 공정을 포함하는
    터빈 부재의 제조 방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190109611A (ko) * 2018-02-26 2019-09-26 창원대학교 산학협력단 3d 프린팅 기반 세라믹 중자의 제조 방법
KR102280216B1 (ko) * 2020-06-08 2021-07-21 주식회사 진흥주물 최적 소결층 확보를 위한 3d 프린팅 활용기반 상용차량 차축의 휠 허브 중자
KR20220000443A (ko) * 2020-06-25 2022-01-04 한국생산기술연구원 성형 복합체의 제조방법 및 그에 따라 제조된 성형 복합체

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3221125B1 (en) * 2014-11-20 2019-08-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Generating three-dimensional objects
US10576685B2 (en) * 2015-04-30 2020-03-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Three-dimensional (3D) printing
JP2017087226A (ja) * 2015-11-04 2017-05-25 国立研究開発法人産業技術総合研究所 セラミックス鋳型の製造方法
CN105599106B (zh) * 2015-12-31 2018-07-31 华中科技大学 一种陶瓷型芯坯体的微喷射粘结成形方法
KR101806802B1 (ko) * 2016-03-17 2017-12-08 창원대학교 산학협력단 3d 프린터를 이용한 세라믹 몰드 또는 중자의 제조 방법 및 및 3d 프린터용 슬러리 조성물
KR101820943B1 (ko) * 2016-03-17 2018-03-08 창원대학교 산학협력단 3d 프린터를 이용한 세라믹 몰드 또는 중자 및 슬러리 조성물의 제조 방법
RU2735334C1 (ru) 2017-04-20 2020-10-30 Гуандун Оппо Мобайл Телекоммьюникейшнс Корп., Лтд. Способ, устройство и система для передачи периодической информации восходящего канала/периодических сигналов восходящего канала
JP6967884B2 (ja) * 2017-06-15 2021-11-17 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 積層造形物コーティング用スラリーおよび立体形状物
JP7229026B2 (ja) * 2019-01-25 2023-02-27 太平洋セメント株式会社 鋳型の作製方法
WO2022107691A1 (ja) 2020-11-20 2022-05-27 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 積層造形セラミックコアおよび該セラミックコアの製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004330280A (ja) 2003-05-12 2004-11-25 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd ３次元形状を有する耐熱セラミックコアとその鋳造品の製造方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61253143A (ja) 1985-05-07 1986-11-11 Komatsu Ltd 鋳型造型方法
JPH0318451A (ja) * 1989-06-14 1991-01-28 Kubota Corp 高充填密度を有する鋳造用砂型
JP2866166B2 (ja) * 1990-08-15 1999-03-08 株式会社豊田中央研究所 鋳造用鋳型の表面処理方法
JP2902479B2 (ja) * 1990-11-30 1999-06-07 株式会社豊田中央研究所 脱煙鋳型材
ATE192367T1 (de) * 1994-05-27 2000-05-15 Eos Electro Optical Syst Verfahren für den einsatz in der giessereitechnik
JPH08257673A (ja) * 1995-03-23 1996-10-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd セラミック製鋳型
KR101131363B1 (ko) * 2004-05-21 2012-04-04 가오 가부시키가이샤 레진 코티드 샌드
CN100528402C (zh) * 2004-05-21 2009-08-19 花王株式会社 树脂涂覆砂
JP4425825B2 (ja) * 2004-05-21 2010-03-03 花王株式会社 レジンコーテッドサンド
JP4413851B2 (ja) 2005-02-16 2010-02-10 旭有機材工業株式会社 積層鋳型用レジンコーテッドサンド
JP2008207238A (ja) * 2007-02-28 2008-09-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 鋳造鋳型
JP2011104651A (ja) * 2009-11-20 2011-06-02 Hokkaido Research Organization インクジェット式高耐熱粉末積層成形用水性バインダ
CN103231021B (zh) * 2011-12-13 2015-06-17 江苏图南合金股份有限公司 一种氧化铝基陶瓷型芯及其制备方法
JP5944751B2 (ja) * 2012-06-08 2016-07-05 本田技研工業株式会社 中子砂、同中子砂から造型される砂中子および同砂中子を用いたダイカスト鋳造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004330280A (ja) 2003-05-12 2004-11-25 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd ３次元形状を有する耐熱セラミックコアとその鋳造品の製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190109611A (ko) * 2018-02-26 2019-09-26 창원대학교 산학협력단 3d 프린팅 기반 세라믹 중자의 제조 방법
KR102280216B1 (ko) * 2020-06-08 2021-07-21 주식회사 진흥주물 최적 소결층 확보를 위한 3d 프린팅 활용기반 상용차량 차축의 휠 허브 중자
KR20220000443A (ko) * 2020-06-25 2022-01-04 한국생산기술연구원 성형 복합체의 제조방법 및 그에 따라 제조된 성형 복합체

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Publication number Publication date
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