KR20180063996A - 이종 금속간 성형효율이 향상된 다이캐스팅 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이종 금속간 성형효율이 향상된 다이캐스팅 장치에 관한 것으로서, 상면 일측에 프리폼(F)이 안착되고, 상기 프리폼(F)의 일측 중 성형물을 성형하고자 하는 일측과 대응되는 위치에 용탕주입로가 형성되는 하부다이와, 상기 하부다이의 상부에 상하방향으로 이동가능하게 설치되고, 하방으로 이동되는 경우 상기 프리폼(F)을 가압하는 상부다이를 포함하되, 상기 상부다이는 상기 하부다이의 상부에 상하방향으로 이동가능하게 설치되고, 상기 프리폼(F)의 일측 중 적어도 절곡된 영역과 대응되는 일측에 통과공이 형성되며, 하방으로 이동되는 경우 상기 프리폼(F)의 일측을 가압플레이트와, 상기 가압플레이트의 상면에 고정설치되는 지지플레이트 및 상기 지지플레이트의 일측 중 상기 가압플레이트의 통과공과 대응되는 일측에 상하방향으로 이동가능하게 설치되고, 하방으로 이동되는 경우 상기 프리폼(F)의 일측 중 적어도 절곡된 영역을 가압하는 캠부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종 금속간 성형효율이 향상된 다이캐스팅 장치를 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 다이캐스팅 공정시 캠부재를 통해 프리폼(F)의 절곡부위를 가압고정함과 아울러 성형품 인출시 프리폼(F)의 일측을 지지함으로써 프리폼(F)의 들뜸현상을 억제함과 아울러 성형품 인출시 열수축에 의한 비틀림 변형을 미연에 방지하여 생산품의 불량률을 저감할 수 있고, 이에 따라 생산품의 품질을 현저하게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

이종 금속간 성형효율이 향상된 다이캐스팅 장치{Diecasting apparatus with improved molding efficiency between dissimilar metals}

본 발명은 이종 금속간 성형효율이 향상된 다이캐스팅 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다이캐스팅 공정시 프리폼의 들뜸현상을 억제하고, 성형품 인출시 열수축에 의한 비틀림 변형을 미연에 방지함으로써 생산품의 불량률이 저감되도록 함과 아울러 생산품의 품질을 현저하게 향상시킬 수 있는 이종 금속간 성형효율이 향상된 다이캐스팅 장치에 관한 것이다.

다이캐스팅은 필요한 주조 형상에 완전히 일치하도록 정확하게 기계 가공된 강제의 금형에 용융금속을 주입하여 금형과 똑같은 주조물을 얻을 수 있도록 하는 주조법으로서, 가동금형을 고정금형에 밀착시켜서 주조물의 성형 공간이 되는 캐비티를 형성하고, 상기 캐비티 내로 용탕을 주입하여 충전시킨 후, 냉각을 통해 주조물을 형성한다.

특히, 상기한 다이캐스팅 공법은 자동차에 사용되는 알미늄제 프런트필러(front filler)나 쇼크업소버 케이스(shock absober case) 등과 같이 높은 인장강도, 항복강도 및 연신률 등을 요구하는 주조물을 제조하는 경우에 주로 사용되고 있다.

한편, 최근에는 자동차 산업분야에서 차체의 강성을 유지하면서도 경량으로 형성될 수 있도록 차체의 뼈대를 스틸로 형성하면서 그외 부분은 알루미늄으로 형성하기 위해 다이캐스팅 제조시 프레스 가공된 스틸모재를 금형 내부에 인입한 후 스틸모재의 일측에 경량소재인 알루미늄을 성형하는 방식이 사용되고 있다.

도1은 종래의 다이캐스팅 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도1에서 보는 바와 같이 종래의 다이캐스팅 장치(100)는 상면 일측에 프리폼(F)이 안착되고 프리폼(F) 일측 중 성형하고자 하는 일측에 연결되는 용탕주입로(111)가 형성된 하부다이(110)와, 하부다이(110)의 상부에 상하방향으로 이동가능하게 설치되고 하방으로 이동되는 경우 프리폼(F)의 일측을 가압고정하는 상부다이(120)로 구성된다.

이러한 종래의 다이캐스팅 장치(100)는 하부다이(110) 상면에 형성된 펀치부에 프리폼(F)이 안착되면, 상부다이(120)가 하방으로 이동되어 프리폼(F)의 일측을 가압고정하며, 프리폼(F)이 고정된 상태에서 용탕주입로(111)를 통해 프리폼(F)과 다른 재질의 용탕이 주입되면서 프리폼(F) 일측에 성형물(미도시)이 형성된다.

그러나, 종래의 다이캐스팅 장치(100)는 프레스가공을 통해 성형된 프리폼(F)을 펀치부에 안착하는 경우 프레스 가공오차(±0.5mm) 및 이종 금속간 성형효율이 향상된 다이캐스팅 장치(100)의 금형 오차(±0.02mm)로 인해 프리폼(F)의 일측, 특히 프리폼(F)의 절곡부위가 펀치부로부터 들뜨는 문제점이 발생됨에 따라 프리폼(F) 일측에 성형되는 성형물의 불량률이 크게 증대되면서 성형효율이 현저하게 저하되는 문제점이 발생되었다.

또한, 종래의 다이캐스팅 장치(100)는 프리폼(F)에 성형물을 성형한 후 이를 인출하는 과정에서 프리폼(F)과, 이와 다른 재질의 성형물(미도시)의 열수축이 발생되는데, 상호 다른 수축률을 가지면서 프리폼(F) 또는 성형물(미도시)의 비틀림이 발생되어 성형불량의 원인이 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다이캐스팅 공정시 프리폼의 들뜸현상을 억제하고, 성형품 인출시 열수축에 의한 비틀림 변형을 미연에 방지함으로써 생산품의 불량률이 저감되도록 함과 아울러 생산품의 품질을 현저하게 향상시킬 수 있는 이종 금속간 성형효율이 향상된 다이캐스팅 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 상면 일측에 금속재질의 프리폼이 안착되고, 상기 프리폼의 일측 중 성형물을 성형하고자 하는 일측과 대응되는 위치에 상기 프리폼과 다른 금속소재의 용탕이 주입되는 용탕주입로가 형성되는 하부다이와, 상기 하부다이의 상부에 상하방향으로 이동가능하게 설치되고, 하방으로 이동되는 경우 상기 프리폼을 가압하는 상부다이를 포함하되, 상기 상부다이는 상기 하부다이의 상부에 상하방향으로 이동가능하게 설치되고, 상기 프리폼의 일측 중 적어도 절곡된 영역과 대응되는 일측에 통과공이 형성되며, 하방으로 이동되는 경우 상기 프리폼의 일측을 가압플레이트와, 상기 가압플레이트의 상면에 고정설치되는 지지플레이트 및 상기 지지플레이트의 일측 중 상기 가압플레이트의 통과공과 대응되는 일측에 상하방향으로 이동가능하게 설치되고, 하방으로 이동되는 경우 상기 프리폼의 일측 중 적어도 절곡된 영역을 가압하는 캠부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종 금속간 성형효율이 향상된 다이캐스팅 장치를 제공한다.

그리고, 상기 프리폼은 상기 용탕주입로와 대응되는 일측에 적어도 하나의 관통공이 형성되고, 상기 캠부재는 상기 관통공과 대응되는 일측에 홈부가 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 다이캐스팅 공정시 캠부재를 통해 프리폼의 절곡부위를 가압고정함과 아울러 성형품 인출시 프리폼의 일측을 지지함으로써 프리폼의 들뜸현상을 억제함과 아울러 성형품 인출시 열수축에 의한 비틀림 변형을 미연에 방지하여 생산품의 불량률을 저감할 수 있고, 이에 따라 생산품의 품질을 현저하게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도1은 종래의 이종 금속간 성형효율이 향상된 다이캐스팅 장치를 개략적으로 도시한 도면,
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 이종 금속간 성형효율이 향상된 다이캐스팅 장치를 이용하여 가공되는 제품을 도시한 사시도,
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 이종 금속간 성형효율이 향상된 다이캐스팅 장치를 개략적으로 도시한 도면,
도4a 및 도4b는 본 발명의 일실시예에 따른 이종 금속간 성형효율이 향상된 다이캐스팅 장치의 동작을 도시한 도면,
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 캠부재의 홈에 용탕이 주입된 상태를 도시한 도면.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명하도록 한다.

설명에 앞서 본 발명의 일실시예에 따른 이종 금속간 성형효율이 향상된 다이캐스팅 장치를 이용하여 가공되는 제품은 도2에서 보는 바와 같이 대략 'ㄷ'자 형상의 프리폼(F)와, 스틸베이스(S)의 저면에 대략 '+'형상으로 형성되는 성형물(S)에 형성되는 것으로 설명하나, 이러한 제품의 형상은 설명의 이해를 돕기 위한 것으로서, 그 제품의 형상을 얼마든지 변경하여 적용이 가능하다.

도3은 본 발명의 일실시예에 따른 이종 금속간 성형효율이 향상된 다이캐스팅 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도3에서 보는 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 이종 금속간 성형효율이 향상된 다이캐스팅 장치(1)는 하부다이(10)와, 하부다이(10)의 상부에 상하방향으로 이동가능하게 설치되는 상부다이(20)를 포함하여 구성된다.

하부다이(10)는 대략 직육면체의 플레이트 형상으로 형성되고, 설치대상영역에 고정설치된다.

그리고, 하부다이(10)는 상면 일측에 프리폼(F)이 안착지지되는 펀치부(11)가 형성되고, 프리폼(F)의 일측 중 용탕이 주입되는 일측에 외부와 연결된 용탕주입로(12)가 형성됨과 아울러 펀치부(11)의 내부 일측에 용탕주입로(12)와 연통되는 성형공간(13)이 형성되며, 용탕주입로(12)를 통해 외부로부터 용탕이 주입된다.

이러한 하부다이(10)는 프리폼(F)의 저면 일측을 지지하고, 성형물(S)을 성형하고자 하는 프리폼(F)의 일측과 대응되는 일측에 성형공간(13)을 제공함과 아울러 프리폼(F)과 다른 소재의 용탕이 주입되는 용탕주입로(12)를 제공함으로써 프리폼(F)의 일측에 다른 소재의 성형물(S)이 형성되도록 하는 역할을 한다.

상부다이(20)는 하부다이(10)의 상부에 상하방향으로 이동가능하게 설치되는 가압플레이트(21)와, 가압플레이트(21)의 상부에 고정설치되는 지지플레이트(22) 및 지지플레이트(22)의 일측 중 후술하는 가압플레이트(21)의 통과공(21a)과 대응되는 일측에 상하방향으로 이동가능하게 설치되는 캠부재(23)를 포함하여 구성되며, 프리폼(F)의 일측을 가압하여 고정하는 역할을 한다.

가압플레이트(21)는 대략 직육면체의 플레이트 형상으로 형성되고, 프리폼(F)의 일측 중 적어도 절곡된 영역과 대응되는 일측에 통과공(21a)이 형성되며, 앞서 설명한 바와 같이 하부다이(10)의 상부에 상하방향으로 이동가능하게 설치된다.

이러한 가압플레이트(21)는 하방으로 이동되는 경우 프리폼(F)의 일측을 가압하여 지지하는 역할을 하는데, 프리폼(F)의 일측 중 평면영역 일측을 지지하는 역할을 한다.

지지플레이트(22)는 대략 직육면체의 플레이트 형상으로 형성되고, 가압플레이트(21)의 상부에 고정설치되며, 일측 중 가압플레이트(21)의 통과공(21a)과 대응되는 일측에 배치공(22a)이 형성되는데, 이러한 지지플레이트(22)는 앞서 설명한 배치공(22a)을 통해 캠부재(23)의 배치영역을 제공함과 아울러 캠부재(23)의 일측을 지지함으로써 가압플레이트(21)의 통과공(21a)과 대응된 위치에 설치되는 캠부재(23)의 위치가 변위되는 것을 방지하는 역할을 한다.

캠부재(23)는 지지플레이트(22)의 일측 중 가압플레이트(21)의 통과공(21a)과 대응되는 일측, 배치공(22a) 내에 상하방향으로 이동가능하게 설치되고, 저면이 프리폼(F)과 대응되는 형상으로 형성되어 하방으로 이동되는 경우 프리폼(F)의 절곡영역을 가압지지하여 프리폼(F)의 일측이 펀치부(11)로부터 들뜨는 들뜸현상을 방지하는 역할을 한다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 프리폼(F) 일측에는 용탕주입로(12)와 대응되는 일측에 관통공이 형성되는데, 캠부재(23)는 프리폼(F)의 관통공과 대응되는 일측에 홈부(23a)가 형성될 수 있다.

이와 같이 캠부재(23)의 일측에 홈부(23a)를 형성하는 이유는 용탕주입로(12)를 따라 주입된 용탕이 관통공을 통과하여 홈부(23a)에 유입되도록 함으로써 프리폼(F)과 성형물(S)간 결합력이 증대되도록 하기 위함이다.

도4a 및 도4b는 본 발명의 일실시예에 따른 이종 금속간 성형효율이 향상된 다이캐스팅 장치의 동작을 도시한 도면이고, 도5는 본 발명의 일실시예에 따른 캠부재의 홈부에 용탕이 유입된 상태를 도시한 도면이다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 이종 금속간 성형효율이 향상된 다이캐스팅 장치(1)의 동작을 첨부된 도4 및 도5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 일측에 관통공이 형성된 금속재질의 프리폼(F)을 펀치부(11)의 일측에 안착지지되면, 가압플레이트(21)가 하방으로 이동되어 프리폼(F)의 일측 중 평면영역과 대응되는 일측을 가압지지한다.

이때, 프리폼(F)의 스프링백 현상에 의해 프리폼(F)의 일측, 특히 절곡된 일측이 펀치부(11)로부터 들뜨는 들뜸형상이 발생될 수 있는데, 이후 캠부재(23)가 하방으로 이동되어 캠부재(23)의 저면이 프리폼(F)의 절곡영역을 가압고정함으로써 프리폼(F)의 들뜸현상이 방지된다.

이후 프리폼(F)과 다른 소재의 용탕이 하부다이(10)의 용탕주입로(12)를 통해 펀치부(11)의 성형공간(13)에 유입되는데, 성형공간(13)으로 유입된 용탕이 프리폼(F)의 관통공을 통해 캠부의 홈부(23a)로 유입된다.

이와 같이 성형공간(13) 및 홈부(23a) 내에 용탕의 주입이 완료되면, 주입된 용탕이 경화되면서 프리폼(F)의 일측에 프리폼(F)과 다른 금속소재의 성형물(S)이 성형된다.

이때, 성형물(S)이 형성된 프리폼(F)을 인출하는 과정에서 프리폼(F)과 성형물(S)이 상호 다른 수축률을 가지면서 프리폼(F) 또는 성형물(S)의 비틀림이 발생될 수 있는데, 본 실시예에서는 비틀림 발생영역인 프리폼(F)의 절곡영역을 캠부재(23)가 견고하게 지지함으로써 프리폼(F)의 비틀림 현상을 억제함에 따라 인출시 열수축에 의한 성형불량을 방지할 수 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

10 : 하부다이 11 : 펀치부
12 : 용탕주입로 13 : 성형공간
20 : 상부다이 21 : 가압플레이트
21a : 통과공 22 : 지지플레이트
22a : 배치공 23 : 캠부재
23a : 홈부

Claims (2)

1. 상면 일측에 금속재질의 프리폼이 안착되고, 상기 프리폼의 일측 중 성형물을 성형하고자 하는 일측과 대응되는 위치에 상기 프리폼과 다른 금속소재의 용탕이 주입되는 용탕주입로가 형성되는 하부다이; 및
   상기 하부다이의 상부에 상하방향으로 이동가능하게 설치되고, 하방으로 이동되는 경우 상기 프리폼을 가압하는 상부다이를 포함하되,
   상기 상부다이는
   상기 하부다이의 상부에 상하방향으로 이동가능하게 설치되고, 상기 프리폼의 일측 중 적어도 절곡된 영역과 대응되는 일측에 통과공이 형성되며, 하방으로 이동되는 경우 상기 프리폼의 일측을 가압플레이트와;
   상기 가압플레이트의 상면에 고정설치되는 지지플레이트; 및
   상기 지지플레이트의 일측 중 상기 가압플레이트의 통과공과 대응되는 일측에 상하방향으로 이동가능하게 설치되고, 하방으로 이동되는 경우 상기 프리폼의 일측 중 적어도 절곡된 영역을 가압하는 캠부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종 금속간 성형효율이 향상된 다이캐스팅 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 프리폼은 용탕주입로와 대응되는 일측에 적어도 하나의 관통공이 형성되고,
   상기 캠부재는 상기 관통공과 대응되는 일측에 홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는 이종 금속간 성형효율이 향상된 다이캐스팅 장치.

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