KR20160108865A

KR20160108865A - 수평형 금속 사출 성형장치

Info

Publication number: KR20160108865A
Application number: KR1020150032192A
Authority: KR
Inventors: 박상준
Original assignee: 박상준
Priority date: 2015-03-09
Filing date: 2015-03-09
Publication date: 2016-09-21
Also published as: KR101688206B1

Abstract

본 발명은 전면에 사출 성형홈이 요입 형성된 고정측 금형 및 상기 고정측 금형의 전방에서 상기 고정측 금형을 향해 수평이동 가능하게 구성된 이동측 금형으로 이루어진 금형부; 상기 금형부를 이루는 고정측 금형의 배면에 접하도록 설치되며, 외부 환경으로부터 차단된 진공 상태의 작업 공간을 제공하는 진공챔버; 상기 고정측 금형의 배면을 관통하여 상기 사출 성형홈에 연통되면서 금속 용융물을 사출 성형홈으로 안내하며, 상면에는 용탕주입구가 형성된 주입관로; 상기 진공챔버 내로 잉곳을 공급하는 잉곳투입부; 상기 진공챔버 내에 수평 이동 및 회전 가능하게 설치된 용융로; 상기 용융로 내로 투입된 잉곳을 가열하여 용융시키는 용융부; 상기 주입관로 내를 따라 이동 가능하게 설치된 플런저를 가지면서 상기 용탕주입구를 통해 제공된 금속 용융물을 사출 성형홈이 형성된 부위로 제공하는 주입실린더;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 수평형 금속 사출 성형장치를 제공하며, 이를 통해 금속 산화에 따른 물성 변형을 방지할 수 있도록 하면서도 전체적인 구조가 간단하고 정확한 사출 성형이 가능하도록 한 것이다.

Description

수평형 금속 사출 성형장치{horizontal type metal vacuum injection machine}

본 발명은 수평형 금속 사출 성형장치에 관련된 것으로서, 더욱 상세하게는 금속 산화에 따른 물성 변형을 방지할 수 있도록 하면서도 전체적인 구조가 간단하고 정확한 사출 성형이 가능한 새로운 형태에 따른 수평형 금속 사출 성형장치에 관한 것이다.

일반적으로 금속의 성형은 용융한 금속을 주형에 주입함으로써 원소재로 성형한 후 이 원소재를 단조 혹은, 절삭 가공을 통해 원하는 형태의 제품으로 가공함으로써 수행된다.

그러나, 전술된 종래의 금속 성형 방법은 두께가 얇으면서도 복잡한 형상의 부품 성형이 곤란하다는 단점이 있었으며, 이로써 최근에는 금속의 사출 성형을 통해 두께가 얇으면서도 복잡한 형상의 부품 성형이 가능하도록 하고 있다.

이와 같은 금속의 사출 성형을 위한 기술은 미세한 금속 분말에 수지나 왁스를 배합한 후 사출 성형기를 이용하여 300 내지 600℃의 온도에서 몰드로 사출하여 성형시킨 다음 바인더를 제거하고 소결시킴으로써 정밀 부품을 만드는 방법이 주로 사용되고 있으며, 이러한 금속의 사출 성형을 위한 기술에 관련하여는 공개특허공보 제2009-0126403호, 공개특허공보 제2008-0073676호, 공개특허공보 제2014-0068246호 등에 개시된 바와 같다.

하지만, 전술된 종래의 분말식 금속 사출 성형 기술의 경우는 소결 후 수축이 크게 이루어진다는 단점이 있을 뿐만 아니라 탈지를 위한 공정이 추가로 수행되어야만 한다는 단점이 있으며, 전체적인 구조가 복잡하다는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술된 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 금속 산화에 따른 물성 변형을 방지할 수 있도록 하면서도 전체적인 구조가 간단하고 정확한 사출 성형이 가능한 새로운 형태에 따른 수평형 금속 사출 성형장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수평형 금속 사출 성형장치에 따르면 전면에 사출 성형홈이 요입 형성된 고정측 금형 및 상기 고정측 금형의 전방에서 상기 고정측 금형을 향해 수평이동 가능하게 구성된 이동측 금형으로 이루어진 금형부; 상기 금형부를 이루는 고정측 금형의 배면에 접하도록 설치되며, 외부 환경으로부터 차단된 진공 상태의 작업 공간을 제공하는 진공챔버; 상기 고정측 금형의 배면을 관통하여 상기 사출 성형홈에 연통되면서 금속 용융물을 사출 성형홈으로 안내하며, 상면에는 용탕주입구가 형성된 주입관로; 상기 진공챔버 내로 잉곳을 공급하는 잉곳투입부; 상기 진공챔버 내에 수평 이동 및 회전 가능하게 설치된 용융로; 상기 용융로 내로 투입된 잉곳을 가열하여 용융시키는 용융부; 상기 주입관로 내를 따라 이동 가능하게 설치된 플런저를 가지면서 상기 용탕주입구를 통해 제공된 금속 용융물을 사출 성형홈이 형성된 부위로 제공하는 주입실린더;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 고정측 금형의 배면 중 상기 주입관로의 용탕주입구가 형성된 부위에는 상기 용융로가 인입될 수 있도록 삽입홈이 요입 형성되어 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 상기 용융로는 두 개로 제공됨과 더불어 상기 진공챔버 내의 후단 양측에서 상기 고정측 금형의 용탕주입구의 직상방 위치를 향해 대각 방향으로 수평 이동되도록 구성되고, 상기 주입실린더는 각 금형간 사출 성형홈이 개방된 상태에서는 상기 진공챔버 내에서 고정측 금형의 용탕주입구를 폐쇄하도록 위치됨과 더불어 각 금형간 사출 성형홈이 폐쇄된 상태에서는 고정측 금형의 용탕주입구를 개방하도록 위치되거나 혹은, 용탕주입구 내로 주입된 용융 상태의 금속이 상기 사출 성형홈으로 공급되도록 위치됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 잉곳투입부는 상기 진공챔버의 상면을 수직하게 관통하여 상기 용융로의 직상방에 위치되면서 내부가 빈 관체로 이루어진 투입관과, 상기 투입관 내부에 상하 이격되게 위치되면서 해당 투입관 내부를 순차적으로 개폐하는 복수의 개폐게이트를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 상기 용융부는 상기 용융로의 둘레면을 권취하도록 설치되는 고주파열선으로 이루어짐을 특징으로 한다.

이상에서와 같은, 본 발명의 수평형 금속 사출 성형장치는 사출 성형을 위해 공급되는 잉곳의 용융을 위한 작업 및 공급 과정이 모두 진공의 상태에서 진행되기 때문에 금속 산화에 따른 물성 변형을 방지할 수 있게 되며, 특히 리퀴드메탈(liquid metal)과 같은 비정질 금속을 이용한 금속 사출에 가장 적합하다는 효과를 가진다.

뿐만 아니라, 본 발명의 수평형 금속 사출 성형장치는 사출 성형이 통상의 수직형 방식이 아닌 수평형 방식으로 변경함으로써 장비 전체의 높이를 낮출 수 있도록 하면서도 전체적인 구조가 간단하고 정확한 사출 성형이 가능하게 된 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수평형 금속 사출 성형장치의 외관 구조를 설명하기 위해 나타낸 정면도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수평형 금속 사출 성형장치의 외관 구조를 설명하기 위해 나타낸 평면도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수평형 금속 사출 성형장치 중 진공챔버 내부의 상태를 설명하기 위해 정면에서 본 상태를 나타낸 요부 상태도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수평형 금속 사출 성형장치 중 진공챔버 내부의 상태를 설명하기 위해 평면에서 본 상태를 나타낸 요부 상태도
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수평형 금속 사출 성형장치 중 잉곳투입부의 구조를 설명하기 위해 나타낸 요부 상태도
도 6 내지 도 16은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수평형 금속 사출 성형장치에 의한 사출 성형 과정을 설명하기 위해 나타낸 상태도

이하, 본 발명의 수평형 금속 사출 성형장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 16을 참조하여 설명하도록 한다.

첨부된 도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수평형 금속 사출 성형장치의 외관 구조를 설명하기 위해 나타낸 정면도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수평형 금속 사출 성형장치의 외관 구조를 설명하기 위해 나타낸 평면도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수평형 금속 사출 성형장치 중 진공챔버 내부의 상태를 설명하기 위해 정면에서 본 상태를 나타낸 요부 상태도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수평형 금속 사출 성형장치 중 진공챔버 내부의 상태를 설명하기 위해 평면에서 본 상태를 나타낸 요부 상태도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 수평형 금속 사출 성형장치는 크게 금형부(100)와, 진공챔버(200)와, 주입관로(300)와, 잉곳투입부(410,420)와, 용융로(510,520)와, 용융부(600)와, 주입실린더(700)를 포함하여 이루어지며, 특히 금속의 사출이 수평 방향으로 진행되면서 그의 배출은 자중에 의한 낙하 방식으로 이루어질 수 있도록 하고, 또한 사출 성형을 위한 잉곳의 용융 및 용융된 금속 용융물의 공급은 진공의 환경에서 진행될 수 있도록 함으로써 금속 용융물의 산화 현상이 방지될 수 있도록 하여 리퀴드메탈(liquid metal)과 같은 비정질의 금속을 이용한 제품 성형에 가장 적합할 수 있도록 함을 특징으로 한다.

이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 금형부(100)는 금속 용융물을 사출 성형하는 부위이다.

이와 같은 금형부(100)는 첨부된 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 서로 수평한 방향을 따라 나란히 위치되도록 배치된 고정측 금형(110) 및 이동측 금형(120)을 포함하여 이루어지며, 상기 고정측 금형(110)의 경우는 작업장에 고정된 상태로 제공됨과 더불어 상기 이동측 금형(120)은 상기 고정측 금형(110)의 전방에서 상기 고정측 금형(110)을 향해 수평 이동 가능하게 설치된다.

여기서, 상기 고정측 금형(110)의 전면(이동측 금형과의 대향면)에는 첨부된 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 사출 성형홈(111)이 요입 형성된다. 물론, 성형품의 형상에 따라 상기 이동측 금형(120)의 배면에도 상기 고정측 금형(110)의 사출 성형홈(111)과 대응하는 사출 성형홈이 형성될 수도 있다.

또한, 상기 이동측 금형(120)은 복수의 가이드(121)에 의해 수평 이동을 안내받도록 설치되면서 메인 실린더(122)의 동작에 의해 수평 이동력을 제공받도록 구성된다.

다음으로, 상기 진공챔버(200)는 외부 환경으로부터 차단된 진공 상태의 작업 공간을 제공하는 부위로써, 상기 고정측 금형(110)의 배면에 접하도록 설치되어 상기 고정측 금형(110)의 후방에 상기 진공 상태의 작업 공간이 제공될 수 있도록 구성된다.

즉, 본 발명의 실시예에서는 잉곳을 용융시켜 상기 고정측 금형(110)의 사출 성형홈(111)으로 제공하는 작업이 상기 진공챔버(200) 내에서 진공 상태로 진행될 수 있도록 하여 상기 잉곳의 용융에 의해 생성되는 금속 용융물의 산화를 방지할 수 있도록 한 것이며, 이로써 본 발명의 수평형 금속 사출 성형장치는 리퀴드 메탈과 같은 비정질의 금속에 대한 사출 성형에 유리하다는 장점을 갖는다.

이때, 상기 진공챔버(200)의 내부 공간은 진공펌프(210)에 연결된 관로(211)와 연통되도록 이루어지면서 상기 진공펌프(210)의 동작에 의해 내부가 진공될 수 있도록 구성된다.

물론, 도시되지는 않았지만 상기 진공챔버(200)의 어느 한 벽면에 개폐도어를 설치하여 상기 진공챔버(200) 내부에 위치된 각종 부품들에 대한 유지 보수가 가능하도록 함이 더욱 바람직하다.

다음으로, 상기 주입관로(300)는 금속 용융물을 상기 고정측 금형(110)의 사출 성형홈(111) 내로 제공되도록 안내하는 유로로써, 상기 고정측 금형(110)의 배면을 관통하여 그 선단이 상기 사출 성형홈(111)과 연통되도록 이루어진다.

이와 같은 주입관로(300)는 상기 고정측 금형(110)에 직접 형성되는 관통홀로 형성할 수도 있지만, 본 발명의 실시예에서는 상기 고정측 금형(110)을 전후로 관통하도록 설치되는 관체로 구성됨을 제시하며, 이로써 해당 주입관로(300)에 대한 유지 보수가 용이하게 이루어질 수 있도록 한다.

또한, 상기 주입관로(300)의 후단측 상면에는 상기 주입관로(300) 내부와 연통되는 용탕주입구(310)가 형성되어, 상기 용탕주입구(310)를 통해 금속 용융물이 상기 주입관로(300) 내로 공급되도록 구성된다.

이와 함께, 본 발명의 실시예에서는 상기 고정측 금형(110)의 배면 중 상기 주입관로(300)가 관통되는 부위에는 삽입홈(112)이 요입 형성되고, 상기 주입관로(300)의 용탕주입구(310)는 상기 삽입홈(112) 내에 위치되도록 한다. 이러한 삽입홈(112)은 후술될 용융로(510,520)가 수용된 상태로 상기 주입관로(300)의 용탕주입구(310)로 금속 용융물을 공급하기 위한 공간으로 제공되도록 하면서 이러한 공간이 고정측 금형(110)에 형성되도록 하여 진공을 위한 공간의 크기가 최소화될 수 있도록 한 것이다.

다음으로, 상기 잉곳투입부(410,420)는 상기 진공챔버(200) 내로 잉곳(10)을 공급하는 부위이다.

이와 같은 잉곳투입부(410,420)는 첨부된 도 5에 도시된 바와 같이 잉곳이 투입되는 투입관(401)과, 상기 투입관(401)의 개폐를 위한 개폐게이트(402,403,404)로 이루어진다.

여기서, 상기 투입관(401)은 상기 진공챔버(200)의 상면을 수직하게 관통하여 상기 용융로(510,520)의 직상방에 위치되면서 내부가 빈 관체로 이루어진다.

또한, 상기 개폐게이트(402,403,404)는 상기 투입관(401) 내를 가로막도록 설치되면서 자동화된 동작 제어에 의해 상기 투입관(401)을 개폐할 수 있도록 구성된다.

특히, 본 발명의 실시예에서는 상기한 개폐게이트(402,403,404)가 둘 이상 복수로 제공되면서 상기 투입관(401) 내부에 상하 이격되게 위치되도록 설치되고, 순차적인 개폐 동작에 의해 해당 투입관(401) 내부를 순차적으로 개폐하도록 구성됨을 제시한다. 즉, 어느 한 개폐게이트(402)의 개방시 여타 개폐게이트(403,404)는 폐쇄된 상태를 유지할 수 있도록 함으로써 상기 투입관(401)과 연통되는 진공챔버(200) 내부의 공간에 대한 진공 해제가 방지될 수 있도록 한 것이다.

다음으로, 상기 용융로(510,520)는 상기 잉곳투입부(410,420)를 통해 공급된 잉곳(10)을 제공받아 용융한 후 상기 진공챔버(200) 내에 위치된 주입관로(300)의 용탕주입구(310)로 상기 용융된 금속 용융물을 공급하는 부위이다.

이와 같은 용융로(510,520)는 구동부에 의해 상기 진공챔버(200) 내에서 수평 이동 및 회전 가능하게 설치되며, 이때 상기 구동부는 도가니용 실린더(511,521) 및 회전모터(도시는 생략됨)를 포함하여 이루어진다.

특히, 본 발명의 실시예에서는 상기한 용융로(510,520)가 두 개로 제공되며, 상기 두 용융로(510,520)는 상기 진공챔버(200) 내의 후단 양측에서 주입관로(300)를 이루는 용탕주입구(310)의 직상방 위치를 향해 대각 방향으로 수평 이동되도록 구성됨을 제시한다.

이러한 구조는 용융로(510,520) 내로 공급된 잉곳(10)의 용융을 위한 시간이 오래 걸림을 감안하여 어느 한 용융로(510)에 의한 금속 용융물의 공급시 다른 한 용융로(520)에서는 공급받은 잉곳(10)이 용융되도록 하기 위함이다.

물론, 상기 용융로(510,520)가 두 개로 제공될 경우 잉곳투입부(410,420) 역시 두 개로 제공됨과 더불어 이러한 두 잉곳투입부(410,420) 중 어느 한 잉곳투입부(이하, “제1잉곳투입부”라 함)(410)는 두 용융로(510,520) 중 어느 한 용융로(이하, “제1용융로”라 함)(510)에 잉곳(10)을 공급하도록 해당 제1용융로(510)의 직상방측에 위치되고, 다른 한 잉곳투입부(이하, “제2잉곳투입부”라 함)(420)는 두 용융로(510,520) 중 다른 한 용융로(이하, “제2용융로”라 함)(520)에 잉곳(10)을 공급하도록 해당 제2용융로(520)의 직상방측에 위치된다.

다음으로, 상기 용융부(600)는 상기 각 용융로(510,520) 내로 공급된 잉곳(10)을 가열하여 용융시키는 구성으로써, 본 발명의 실시예에서는 상기한 용융부(600)가 상기 용융로(510,520)의 둘레면을 권취하도록 설치되는 고주파열선으로 이루어짐을 특징으로 제시한다.

즉, 상기 용융부(600)를 고주파열선으로 구성함으로써 잉곳(10)의 용융을 위한 작업 시간이 최대한 단축될 수 있도록 한 것이다.

다음으로, 상기 주입실린더(700)는 주입관로(300)의 용탕투입구(310)로 투입된 금속 용융물을 고정측 금형(110)의 사출 성형홈(111)이 형성된 부위로 제공하도록 구동되는 부위이다.

이와 같은 주입실린더(700)는 그의 플런저가 상기 진공챔버(200) 내를 전후 방향으로 관통하도록 설치됨과 더불어 상기 주입관로(300) 내를 따라 이동 가능하게 설치되도록 구성된다.

특히, 상기 주입실린더(700)는 각 금형(110,120)간의 사출 성형홈(111)이 개방된 상태에서는 상기 진공챔버(200) 내에서 주입관로(300)의 용탕주입구(310)를 폐쇄하도록 위치됨과 더불어 각 금형(110,120)간 사출 성형홈(111)이 폐쇄된 상태에서는 용탕주입구(310)를 개방하도록 위치되거나 혹은, 용탕주입구(310) 내로 주입된 용융 상태의 금속이 상기 사출 성형홈(111)으로 공급되도록 주입관로(300)를 관통하게 위치되도록 이루어짐을 제시한다. 이는 상기 사출 성형홈(111)이 외부로 개방된 상태에서는 상기 주입실린더(700)의 플런저(710)가 상기 용탕주입구(310)를 폐쇄할 수 있도록 함으로써 진공챔버(200) 내의 진공 해제가 이루어짐을 방지할 수 있도록 한 것이다.

하기에서는, 전술된 바와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 수평형 금속 사출 성형장치에 의한 금속 사출 성형 과정에 대하여 순서대로 설명하면 다음과 같다.

우선, 사출 성형을 위한 동작 제어가 이루어지면 이동측 금형(120)은 고정측 금형(110)과 맞닿은 상태로 폐로 상태를 이루면서 사출 성형홈(111)을 외부 환경으로부터 차단하게 된다. 이는, 첨부된 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같다.

이후, 진공펌프(210)의 구동이 이루어지면서 진공챔버(200) 내부를 진공 상태로 만들게 된다. 즉, 상기 진공펌프(210)는 상기 각 금형(110,120)이 위치된 공간까지 진공시키는 구조가 아니라 상기 진공챔버(200) 내부의 공간만 진공시키도록 함으로써 전체적인 진공 공간의 최소화를 통한 저용량의 진공펌프(210) 사용이 가능하게 되며, 이로 인해 수평형 금속 사출 성형장치의 전체적인 제조 단가를 절감시킬 수 있게 된다.

그리고, 상기와 같은 과정을 통해 진공챔버(200) 내부가 진공 상태를 이루게 되면 제1잉곳투입부(410)를 통한 잉곳(10)의 투입이 이루어진다. 이때, 상기 잉곳(10)의 투입시 상기 제1잉곳투입부(410)를 이루는 투입관(401) 내의 각 개폐게이트(402,403,404)는 순차적인 개폐 동작을 수행하면서 진공챔버(200) 내부의 진공이 해제되지 않도록 하면서 상기 잉곳(10)의 투입이 이루어질 수 있도록 하게 된다.

즉, 투입관(401) 내의 가장 상측에 위치된 개폐게이트(401)의 개방이 이루어질 때에는 그 하부에 위치된 적어도 어느 한 개폐게이트(402,403)는 폐쇄 상태를 이루고, 상기 투입관(401) 내의 가장 하측에 위치된 개폐게이트(403)의 개방이 이루어질 때에는 그 상부에 위치된 적어도 어느 한 개폐게이트(401,402)는 폐쇄 상태를 이룸으로써 진공챔버(200) 내부의 공간이 외부 환경으로 개방됨이 방지될 수 있도록 한 것이다.

그리고, 상기 제1잉곳투입부(410)의 각 개폐게이트(402,403,404)를 통과하여 투입관(401)으로부터 낙하되는 잉곳(10)은 상기 투입관(401)의 직하방에 위치되어 있는 제1용융로(510) 내로 제공되며, 계속해서 용융부(600)에 의한 초음파 가열이 이루어지면서 상기 제1용융로(510) 내의 잉곳(10)이 용융된다.

또한, 상기 잉곳(10)이 용융되면 첨부된 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제1용융로(510)는 전진 이동되면서 주입관로(300)의 용탕주입구(310) 직상방에 위치된 후 첨부된 도 8에 도시된 바와 같이 회전 동작에 의해 상기 제1용융로(510) 내의 금속 용융물을 상기 용탕주입구(310)에 공급하게 된다.

이와 함께, 상기 금속 용융물의 공급이 완료되면 첨부된 도 9 및 도 10과 같이 상기 제1용융로(510)는 최초의 상태로 회전 및 복귀 이동된다.

계속해서, 주입실린더(700)가 동작되면서 그의 플런저(710)를 전진 이동시켜 상기 주입관로(300) 내의 금속 용융물을 상기 고정측 금형(110)의 사출 성형홈(111) 내로 주입되도록 한다. 이는, 첨부된 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같다.

이로써, 상기 금속 용융물의 사출 성형이 이루어지게 되고, 이러한 사출 성형이 완료된 이후에는 첨부된 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 이동측 금형(120)이 후퇴 이동되면서 성형 완료된 금속 사출물을 배출(낙하)시키게 된다. 이때 상기 금속 사출물의 배출은 고정측 금형(110)에 구비된 도시되지 않은 이젝터에 의해 이루어진다.

또한, 상기 이동측 금형(120)의 후퇴 이동에 의해 고정측 금형(110)의 사출 성형홈(111)이 개방된 상태에서는 상기 주입실린더(700)의 플런저(710)가 주입관로(300)를 폐쇄하는 상태로 유지됨으로써 상기 주입관로(300)를 통한 진공챔버(200) 내로의 공기 유입이 이루어지지 않으며, 이로 인해 상기 진공챔버(200) 내부는 계속적으로 진공 상태를 유지할 수 있게 된다.

그리고, 상기한 사출 성형이 완료된 이후에는 상기 이동측 금형(120)이 다시금 전진 이동하면서 고정측 금형(110)과 맞물려 첨부된 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같은 폐로 상태를 이룬다.

이후, 상기한 금형부(100)의 폐로 상태에서 상기 주입실린더(700)의 동작에 의해 플런저(710)의 후퇴 이동이 이루어지면서 주입관로(300)의 용탕주입구(310)는 개방된 상태를 이루게 된다. 이는, 첨부된 도 3 및 도 4의 최초 상태와 같다.

한편, 전술된 각 과정이 진행되는 도중에는 제2잉곳투입부(420)를 통한 제2용융로(520) 내로의 잉곳(10) 투입이 이루어지며, 이렇게 제2용융로(520)에 투입된 잉곳(10)은 해당 제2용융로(520)를 권취하고 있는 용융부(600)에 의해 초음파 가열되면서 용융된다.

즉, 상기 진공챔버(200) 내부는 비록 사출 성형이 진행된다 하더라도 계속해서 진공 상태를 유지할 수 있음을 고려할 때 제1용융로(510)에 의한 금속 용융물의 공급과 그의 사출 성형이 진행되는 도중 제2용융로(520)는 연속적인 사출 성형을 위한 작업이 이루어질 수 있도록 준비하게 되는 것이다.

이로써, 잉곳(10)의 긴 용융 시간을 고려한 연속적인 작업이 가능하게 되고, 이를 통해 생산성의 향상을 이룰 수 있게 된다.

결국, 본 발명의 수평형 금속 사출 성형장치는 사출 성형을 위해 공급되는 잉곳(10)의 용융을 위한 작업 및 공급 과정이 모두 진공의 상태에서 진행되기 때문에 금속 산화에 따른 물성 변형을 방지할 수 있게 되며, 특히 리퀴드메탈과 같은 비정질 금속을 이용한 금속 사출에 가장 적합하다.

뿐만 아니라, 본 발명의 수평형 금속 사출 성형장치는 사출 성형이 통상의 수직형 방식이 아닌 수평형 방식으로 변경함으로써 장비 전체의 높이를 낮출 수 있도록 하면서도 전체적인 구조가 간단하고 정확한 사출 성형이 가능하게 된다.

10. 잉곳 100. 금형부
110. 고정측 금형 111. 사출 성형홈
112. 삽입홈 120. 이동측 금형
121. 가이드 122. 메인실린더
200. 진공챔버 210. 진공펌프
300. 주입관로 310. 용탕주입구
410,420. 잉곳투입부 401. 투입관
402,403,404. 개폐게이트 510,520. 용융로
511,521. 도가니용 실린더 600. 용융부
700. 주입실린더 710. 플런저

Claims

전면에 사출 성형홈이 요입 형성된 고정측 금형 및 상기 고정측 금형의 전방에서 상기 고정측 금형을 향해 수평이동 가능하게 구성된 이동측 금형으로 이루어진 금형부;
상기 금형부를 이루는 고정측 금형의 배면에 접하도록 설치되며, 외부 환경으로부터 차단된 진공 상태의 작업 공간을 제공하는 진공챔버;
상기 고정측 금형의 배면을 관통하여 상기 사출 성형홈에 연통되면서 금속 용융물을 사출 성형홈으로 안내하며, 상면에는 용탕주입구가 형성된 주입관로;
상기 진공챔버 내로 잉곳을 공급하는 잉곳투입부;
상기 진공챔버 내에 수평 이동 및 회전 가능하게 설치된 용융로;
상기 용융로 내로 투입된 잉곳을 가열하여 용융시키는 용융부;
상기 주입관로 내를 따라 이동 가능하게 설치된 플런저를 가지면서 상기 용탕주입구를 통해 제공된 금속 용융물을 사출 성형홈이 형성된 부위로 제공하는 주입실린더;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 수평형 금속 사출 성형장치.
제 1 항에 있어서,
상기 고정측 금형의 배면 중 상기 주입관로의 용탕주입구가 형성된 부위에는 상기 용융로가 인입될 수 있도록 삽입홈이 요입 형성되어 이루어짐을 특징으로 하는 수평형 금속 사출 성형장치.
제 1 항 또는, 제 2 항에 있어서,
상기 용융로는 두 개로 제공됨과 더불어 상기 진공챔버 내의 후단 양측에서 상기 고정측 금형의 용탕주입구의 직상방 위치를 향해 대각 방향으로 수평 이동되도록 구성되고,
상기 주입실린더는 각 금형간 사출 성형홈이 개방된 상태에서는 상기 진공챔버 내에서 고정측 금형의 용탕주입구를 폐쇄하도록 위치됨과 더불어 각 금형간 사출 성형홈이 폐쇄된 상태에서는 고정측 금형의 용탕주입구를 개방하도록 위치되거나 혹은, 용탕주입구 내로 주입된 용융 상태의 금속이 상기 사출 성형홈으로 공급되도록 위치됨을 특징으로 하는 수평형 금속 사출 성형장치.
제 1 항에 있어서,
상기 잉곳투입부는
상기 진공챔버의 상면을 수직하게 관통하여 상기 용융로의 직상방에 위치되면서 내부가 빈 관체로 이루어진 투입관과,
상기 투입관 내부에 상하 이격되게 위치되면서 해당 투입관 내부를 순차적으로 개폐하는 복수의 개폐게이트를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 수평형 금속 사출 성형장치.
제 1 항에 있어서,
상기 용융부는 상기 용융로의 둘레면을 권취하도록 설치되는 고주파열선으로 이루어짐을 특징으로 하는 수평형 금속 사출 성형장치.