KR20190103526A - Mold with heat insulation function - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 보온 기능이 구비된 주형에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주형 본체의 내측에 빈 공간인 보온부가 형성되어 주조시 상기 보온부에 유입되어 수용되는 용탕의 열에 의해 보온부 주변의 용탕의 응고 속도를 감소시킴으로써 스스로 보온 기능을 수행할 수 있는, 보온 기능이 구비된 주형에 관한 것이다.The present invention relates to a mold having a heat insulating function, and more particularly, a heat insulating part having an empty space is formed inside the main body of the mold to solidify the molten metal around the heat insulating part by the heat of the molten metal which is introduced into and received in the heat insulating part during casting. The present invention relates to a mold having a warming function, which can perform a warming function by itself by reducing a speed.
주조라 함은 융해된 금속 즉, 용탕을 주형(鑄型) 속에 넣고 냉각, 응고시켜서 원하는 모양의 제품(주물)로 제조하는 일 또는 그 제품을 가리킨다. 주형의 재료는 모래, 금속 등으로 이루어지고, 이러한 주형에 중력, 압력, 원심력 등의 방식으로 용탕을 주입하여 제조한다.Casting refers to a work or a product in which a molten metal, that is, a molten metal is put in a mold, cooled, and solidified into a desired shape (cast). The material of the mold is made of sand, metal and the like, and is produced by injecting molten metal into the mold by gravity, pressure, centrifugal force, or the like.
주조 과정에서 주형에 주입된 용탕은 용탕의 표면 및 주형과의 계면에서부터 응고하기 시작하여 응고가 진행됨에 따라 체적이 감소하기 때문에, 가장 늦게 응고되는 부위에는 금속의 응고로 인한 수축공이 생성될 수 있다.Since the molten metal injected into the mold during the casting process starts to solidify from the surface of the molten metal and the interface with the mold, and the volume decreases as the solidification proceeds, shrinkage holes due to the solidification of the metal may be generated at the last solidified part. .
이러한 수축공은 주조된 제품의 결함으로 작용할 수 있으므로 이를 방지하기 위해 통상적으로 수축부위에 여분의 용탕을 제공할 수 있는 압탕을 형성한다. 수축공 부위로 용탕이 흘러 들어갈 수 있어야 하기 때문에 압탕의 용탕은 최종적으로 응고되어야 하며, 따라서 압탕의 용탕이 용융된 상태를 유지할 수 있도록 주위에 보온재나 발열 보온재가 제공되기도 한다.These shrinkage holes can act as a defect in the cast product, so to prevent this, typically forms a hot water that can provide an extra melt at the shrinking site. Since the molten metal must be able to flow into the shrinkage hole, the molten metal of the molten metal must be finally solidified, and thus, a thermal insulating material or a thermal insulating material may be provided around the molten metal to maintain the molten state.
또한, 압탕에서 멀리 떨어진 곳을 빠르게 응고시키도록 냉금을 함께 설치하여 압탕의 용탕이 최종적으로 응고되도록 한다.In addition, cold metal is installed together to rapidly solidify the place far from the hot water so that the hot water of the hot water finally solidifies.
그러나, 주물의 형상이 복잡하여 냉금 또는 압탕을 적용하는 것이 어려운 경우가 있고, 냉금 또는 압탕을 이용한다 하더라도 주물(또는 주형)의 구조상 응고 고립에 의한 주물에서의 수축 결함을 완전히 제거할 수 없는 문제점이 여전히 남아 있는 실정이다.However, there is a problem in that it is difficult to apply cold or hot water due to the complicated shape of the casting, and even if cold or hot water is used, shrinkage defects in the casting due to solidification isolation of the casting (or mold) cannot be completely eliminated. It still remains.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 주형 본체 내에 용탕이 유입될 수 있는 빈 공간인 보온부를 형성하고, 상기 보온부에 용탕을 유입시킴으로써 보온부에 유입되는 용탕의 자체적인 열에 의해 보온부 주변의 주물을 형성하는 용탕의 응고 속도를 감소시키는 보온 기능이 구비된 주형을 제공하는 것에 있다.The present invention has been made in order to solve the above problems, an object of the present invention is to form a heat insulating portion that is an empty space into which the molten metal can be introduced into the mold body, the heat is introduced into the warming portion by introducing the molten portion to the warming portion It is to provide a mold with a heat retaining function for reducing the solidification rate of the melt forming the casting around the heat retaining portion by its own heat.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 보온 기능이 구비된 주형은, 제조하고자 하는 주물과 대응되는 형태로 형성되며 용탕이 주입되는 주조 공간을 갖는 주형 본체; 및 상기 주형 본체의 내측에 형성된 빈 공간으로서, 상기 주조 공간과 연통되어 상기 주조 공간에 주입되는 용탕이 유입되는 보온부;를 포함하고, 상기 보온부에 유입되는 용탕의 열에 의해 상기 보온부 주변의 상기 주조 공간에 주입된 용탕의 응고 속도가 감소될 수 있다.In order to achieve the above object, the mold with a thermal insulation function according to the present invention is formed in a form corresponding to the casting to be manufactured, the mold body having a casting space in which molten metal is injected; And an insulating portion formed inside the mold body, the insulating portion being in communication with the casting space and into which the molten metal injected into the casting space flows. The solidification rate of the molten metal injected into the casting space can be reduced.
여기서, 상기 보온부는 상기 주형 본체의 적어도 하나 이상의 기설정된 영역에 형성될 수 있다.Here, the heat insulating part may be formed in at least one predetermined area of the mold body.
여기서, 상기 보온부는, 상기 용탕이 유입되어 수용되는 주 공간인 공간부; 및 상기 주조 공간과 상기 공간부를 연통시키는 연통부;로 이루어질 수 있다.Here, the thermal insulation portion, the space portion which is the main space in which the molten metal is introduced; And a communicating part communicating the casting space with the space part.
여기서, 상기 연통부는, 주조시 상기 주조 공간 내 용탕이 고온부로 형성되는 영역과 연통되도록 형성될 수 있다.Here, the communicating part may be formed to communicate with a region in which the molten metal in the casting space is formed as a high temperature part during casting.
여기서, 상기 주조 공간이 후육부 공간과 박육부 공간을 포함하여 형성되는 경우, 상기 보온부는 상기 박육부 공간과 근접한 위치에 형성될 수 있다.Here, when the casting space is formed to include the thick portion space and the thin portion space, the insulation portion may be formed in a position close to the thin portion space.
여기서, 상기 보온부는, 상기 박육부 공간과 근접한 위치에 다수개 형성되거나, 상기 박육부 공간을 둘레방향으로 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다.Here, the insulating part may be formed in plural in a position close to the thin portion space, or may be formed in a form surrounding the thin portion space in the circumferential direction.
여기서, 상기 보온부는 일측에서 타측으로 갈수록 두께가 점진적으로 증가하는 형태로 형성될 수 있다.Here, the insulating portion may be formed in a form in which the thickness gradually increases from one side to the other side.
여기서, 상기 보온부는, 상기 주물에 수축 결함이 일어나도 무방한 영역에 해당하는 주조 공간의 근접한 위치에 형성될 수 있다.Here, the heat insulating part may be formed at a position close to the casting space corresponding to a region where shrinkage defects may occur in the casting.
여기서, 주조시 압탕 및/또는 냉금이 더 구비될 수 있다.Here, in the casting may be further provided with hot water and / or cold.
여기서, 상기 주형은 3차원 인쇄물일 수 있다.Here, the mold may be a three-dimensional printed matter.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 판독 가능 기록 매체는, 3차원 프린팅 장치의 메모리에 로딩될 수 있으며, 3차원 프린팅 장치에서 실행될 경우, 3차원 프린팅에 의해 상술한 주형이 인쇄물로 제조될 수 있다.On the other hand, the computer-readable recording medium according to an embodiment of the present invention can be loaded into the memory of the three-dimensional printing apparatus, and when executed in the three-dimensional printing apparatus, the above-described mold may be manufactured as printed matter by three-dimensional printing. Can be.
본 발명의 일 실시예에 따른 보온 기능이 구비된 주형은, 보온부에 용탕이 유입 및 수용되어 용탕의 열에 의해 보온부 주변의 주조 공간 내 용탕의 응고 속도를 감소시킴으로써, 주형 스스로 보온 기능을 수행할 수 있는 효과가 있다.Mold having a heat insulation function according to an embodiment of the present invention, the molten metal is introduced into and received in the heat retaining portion to reduce the solidification rate of the molten metal in the casting space around the heat retaining portion by the heat of the molten metal, thereby performing the self-heating function of the mold It can work.
이에 따라, 주물 내에서 원하는 방향으로 응고가 일어나도록 할 수 있게 되어 주물 내에서 응고 고립 등에 의한 수축 결함을 제거할 수 있게 됨으로써, 주물의 품질 및 신뢰도를 향상시킬 수 있다.Accordingly, it is possible to cause solidification to occur in a desired direction in the casting, so that shrinkage defects due to solidification isolation and the like in the casting can be removed, thereby improving the quality and reliability of the casting.
또한, 본 발명은 용탕의 응고 속도를 늦추기 위해 별도의 보온재나 발열 보온재 등을 필요로 하지 않고 단지 주물의 재료가 되는 용탕을 이용함에 따라, 주조 공정 비용을 절감시키고 주조 공정 단계를 간소화 할 수 있다는 장점이 있다.In addition, the present invention does not require a separate thermal insulation material or a heating insulation material to slow down the solidification rate of the molten metal, and by using the molten metal that is merely a casting material, it is possible to reduce the casting process cost and simplify the casting process step. There is an advantage.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보온 기능이 구비된 주형의 단면을 나타내는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 보온 기능이 구비된 주형의 일 단면을 나타내는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 보온 기능이 구비된 주형의 일 단면을 나타내는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 보온 기능이 구비된 주형의 일 단면을 나타내는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 보온 기능이 구비된 주형의 일 구현예를 나타내는 예시도이다. 1 is an exemplary view showing a cross section of a mold having a heat insulation function according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary view showing a cross section of a mold having a heat insulation function according to a first embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view showing a cross section of a mold having a heat insulation function according to a second embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view showing a cross section of a mold having a heat insulation function according to a third embodiment of the present invention.
Figure 5 is an exemplary view showing an embodiment of a mold with a thermal insulation function of the present invention.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 보온 기능이 구비된 주형을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a mold with a thermal insulation function according to the present invention. The drawings introduced below are provided by way of example so that the spirit of the invention to those skilled in the art can fully convey. Accordingly, the present invention is not limited to the drawings presented below and may be embodied in other forms, and the drawings presented below may be exaggerated to clarify the spirit of the present invention. At this time, if there is no other definition in the technical terms and scientific terms used, it has a meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, the gist of the present invention in the following description and the accompanying drawings Descriptions of well-known functions and configurations that may be unnecessarily blurred are omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보온 기능이 구비된 주형의 단면을 나타내는 예시도로서, 도시된 바와 같이 본 발명의 주형(10)은 크게 주형 본체(100) 및 보온부(200)를 포함하여 형성될 수 있다.1 is an exemplary view showing a cross-section of a mold having a heat insulating function according to an embodiment of the present invention, as shown, the
주형 본체(100)는 제조하고자 하는 주물과 대응되는 형태의 주조 공간(110)이 내부에 형성된 형틀로서, 위 주조 공간(110)에 용탕이 주입되어 응고됨으로써 주물이 제조된다.The mold
본 발명의 주형(10)은 보온부(200)를 포함하며, 여기서 보온부(200)는 주조 공간(110)과 연통되어 용탕이 유입되어 수용될 수 있는 공간을 제공한다. 즉, 보온부(200)는 주형 본체(100)의 내측에 형성되는 빈 공간으로서, 주조 공간(110)으로부터 용탕이 유입되어 수용될 수 있도록 내면이 폐쇄된 형태로 형성될 수 있다.The
본 발명에 의하면, 주조시 주형 본체(100)의 주조 공간(110)에 용탕이 주입되는 경우, 용탕의 일부가 보온부(200)로 유입되어 수용되고, 보온부(200)에 유입되어 수용된 용탕의 열에 의해 보온부(200) 주변의 주조 공간(110) 내의 용탕의 응고 속도가 감소될 수 있다.According to the present invention, when molten metal is injected into the
즉, 용탕은 용융 상태의 금속으로서 높은 열에너지를 가지고 있고, 이러한 용탕이 보온부(200) 내에 수용됨으로써 보온부(200) 주변으로 열을 지속적으로 방출하는 보온 효과가 발생하고, 이에 따라 보온부(200) 주변의 주조 공간(110) 내의 용탕의 응고 속도가 감소될 수 있는 것이다.That is, the molten metal has high thermal energy as a molten metal, and the molten metal is accommodated in the
본 발명에 있어서, 보온부(200)는 주형 본체(100)의 기설정된 영역에 형성되고, 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.In the present invention, the
주형(10)은 다양하고 복잡한 형태의 주물을 제작하도록 형성될 수 있는데, 이때 주물은 살두께가 상대적으로 두꺼운 후육부(厚肉部)와 살두께가 상대적으로 얇은 박육부(薄肉部)로 이루어질 수 있고, 이에 대응되는 형태로 주형 본체(100)의 주조 공간(110) 또한 후육부 공간과 박육부 공간으로 이루어질 수 있다.The
일반적으로, 박육부 공간에 비해 후육부 공간에 많은 용탕이 모이게 되어 고온부를 형성하게 되고, 이에 따라 후육부 공간의 용탕이 박육부 공간의 용탕에 비해 응고 속도가 느리게 진행된다. In general, more molten metal is gathered in the thicker space than the thinned space to form a high temperature part, so that the molten metal in the thickened space proceeds at a slower solidification rate than the molten metal in the thinned space.
이때, 상술한 바와 같이 주조시 압탕에서 최종적으로 응고가 일어나도록 하여 압탕 내로 수축 결함을 유도함으로써 주물 내에서의 수축 결함을 방지할 수 있는데, 박육부 공간이 양측 후육부 공간 사이에 위치하여 양측 후육부 공간을 연결하는 통로로 형성되는 경우, 박육부 공간의 용탕이 한 쪽 후육부 공간(예를 들어, 압탕과의 거리가 보다 먼 후육부 공간)의 용탕보다 빠르게 응고됨으로써 한 쪽 후육부 공간의 용탕이 고립되고, 이에 따라 고립된 후육부 공간의 용탕이 압탕내의 용탕보다 먼저 응고되어 주물 내에서 수축 결함이 발생할 수 있다.At this time, as described above, during casting, solidification may finally occur in the molten metal to induce shrinkage defects in the molten metal to prevent shrinkage defects in the casting, and the thinner space is located between the two thicker spaces. When formed as a passageway connecting the meat spaces, the molten metal of the thinner space solidifies faster than the molten metal of one thicker space (e.g., the thicker space with a greater distance from the melt). The molten metal is isolated, and thus the molten metal in the isolated thickened space may solidify before the molten metal in the molten metal so that shrinkage defects may occur in the casting.
따라서, 본 발명은 이러한 점을 고려한 기설정된 위치에 보온부(200)를 형성하여 보온부(200) 주변의 주조 공간(110) 내 용탕의 응고 속도를 감소시킴으로써, 주물 내에서 수축 결함이 발생하는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.Accordingly, the present invention reduces the solidification rate of the molten metal in the
또한, 주조시 주조 공간(110) 내에 주입되는 용탕에 있어서, 국부적으로 용탕의 응고 속도의 억제를 필요로 하는 다수의 부분에 대응되도록 보온부(200)가 다수개가 형성될 수도 있다.In addition, in the molten metal injected into the
본 발명에 있어 보온부(200)에 대해 보다 구체적으로 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 용탕이 유입되어 수용되는 주(主) 공간인 공간부(210)와, 주조 공간(110)과 공간부(210)를 연통시키는 연통부(220)로 이루어질 수 있다.Looking in more detail with respect to the
연통부(220)는 공간부(210)와 주조 공간(110)을 연통시켜, 주조시 주조 공간(110) 내로 주입되는 용탕을 공간부(210)로 유입시키는 통로의 기능을 수행하며, 공간부(210)는 보온부(200)로 유입되는 용탕의 대부분이 수용되는 빈 공간으로, 주물을 형성하는 용탕의 응고 양상 등을 고려하여 그 형태, 크기, 위치 및 개수 등이 다양하게 변형 실시될 수 있다.The
여기서, 보온부(200)는 주물에 결함이 생성되는 것을 방지하기 위한 것으로 주조가 완료된 후 제거되어야 하는데, 보온부(200)를 용이하게 제거하기 위해서는 공간부(210)와 주조 공간(110) 간 연결부위, 즉, 주조 공간(110) 내 용탕을 공간부(210)로 유입시키는 연통부(220)가 좁고 가늘게 형성되는 것이 유리하다. Here, the
연통부(220)의 형상, 크기 등은 다양하게 변경하여 실시할 수 있고, 공간부(210)의 크기 및/또는 형상 등을 고려하여 하나의 공간부(210)에 하나 이상의 연통부(220)가 형성될 수도 있다.The shape, size, and the like of the
한편, 주조시 주조 공간(100)으로 용탕이 주입되는 경우, 주조 공간(100) 내 용탕의 온도 분포는 그 위치에 따라 다르게 형성되어 상대적으로 고온부 영역과 저온부 영역으로 형성될 수 있다.On the other hand, when the molten metal is injected into the
이때, 연통부(220)가 주조 공간(100)과 연통되는 부분에서의 주조 공간(100) 내 용탕의 온도에 따라 연통부(220)를 통해 공간부(210)에 유입되는 용탕의 온도가 달라지게 되므로, 보온부(200)의 효과를 극대화하기 위해서는 연통부(220)가 주조 공간(100) 내 용탕이 고온부로 형성되는 영역과 연통되도록 형성되는 것이 바람직하다.In this case, the temperature of the molten metal flowing into the
이하에서는, 본 발명에 따른 주형(10)의 다양한 실시예에 대하여 살펴보기로 한다.Hereinafter, various embodiments of the
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 보온 기능이 구비된 주형의 일 단면을 나타내는 예시도로서, 도시된 바와 같이 주조 공간(110)이 후육부 공간(T)과 박육부 공간(S)을 포함하여 형성되는 경우, 보온부(200)는 박육부 공간(S)과 근접한 위치에 형성될 수 있다.2 is an exemplary view showing a cross section of a mold having a heat insulation function according to a first embodiment of the present invention. As shown, the casting
여기서, 근접한 위치에 형성된다 함은 보온부(200)에 용탕이 유입되는 경우, 보온부(200) 내 용탕의 열이 충분히 주조 공간(110)의 용탕에 미칠 수 있을 정도로 가까운 위치에 형성되는 것을 의미하며, 단 주형 본체(100)의 내구성 등을 함께 고려하여 적절히 가까운 위치에 형성되는 것을 의미한다.Here, when the molten metal is introduced into the
본 발명의 제1 실시예와 같이 보온부(200)가 박육부 공간(S)과 근접하게 형성됨에 따라, 보온부(200)에 수용되는 용탕의 열에 의한 보온 효과에 의해 박육부 공간(S) 내 용탕의 응고 속도를 늦출 수 있게 되어, 박육부 공간(S)의 응고 고립에 의한 주조 결함을 방지할 수 있다.As the
여기서, 박육부(S)와 근접한 위치에 독립적인 보온부(200) 다수개가 형성되거나, 또는 보온부(200)가 박육부 공간(S)을 박육부 공간의 둘레방향으로 둘러싸는 형태로 형성되어, 보온부(200)에 의한 박육부 공간(S) 내 용탕으로의 보온 효과를 더욱 증대시킬 수 있다.Here, a plurality of independent
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 보온 기능이 구비된 주형의 일 단면을 나타내는 예시도로서, 도시된 바와 같이 보온부(200)는 일측에서 타측으로 갈수록 두께가 점진적으로 증가하는 형태로 형성될 수 있다.3 is an exemplary view showing a cross section of a mold having a heat insulation function according to a second embodiment of the present invention, as shown in the
즉, 일측에서 타측으로 갈수록 일측에서 타측으로의 방향과 수직한 단면적이 점진적으로 증가하는 형태로 형성될 수 있고, 이에 따라 보온부(200) 내에 수용되는 용탕의 양 또한 일측에서 타측으로 갈수록 점진적으로 증가하게 된다.That is, the cross-sectional area perpendicular to the direction from one side to the other side gradually increases from one side to the other side, so that the amount of the molten metal accommodated in the
따라서, 주조시 주조 공간(110) 내 용탕의 주입이 완료된 이후 응고 단계에 있어서, 보온부(200)의 두께가 얇은 일측은 두께가 두꺼운 타측에 비해 빠르게 응고되고, 이에 따라 보온부(200)와 근접하여 대응되는 주조 공간(110) 내의 용탕 또한 일측에서 타측으로 응고가 일어나게 되어, 주물에 방향성 응고(directional solidification)를 발생시킬 수 있다. 즉, 보온부(200)의 형태를 이용하여 주물을 형성하는 용탕이 방향성을 갖고 응고되도록 할 수 있다.Therefore, in the solidification step after the injection of the molten metal in the
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 보온 기능이 구비된 주형의 일 단면을 나타내는 예시도이다. 일반적으로 주조시 주물의 형태가 복잡하여 그 구조상 주물 내에서 수축 결함이 일어나는 것을 완전하게 제거하기 어려운 경우가 있다. 이러한 경우에는 차라리 주물 내에서 상대적으로 결함이 발생하여도 무방한 곳에서 수축 결함이 일어나는 것이 바람직하며, 이같은 곳으로 수축 결함을 유도하기 위해 해당 주조 공간(110)의 근접한 위치에 보온부(200)를 형성할 수 있다.4 is an exemplary view showing a cross section of a mold having a heat insulation function according to a third embodiment of the present invention. In general, the casting is complicated in shape, it is difficult to completely eliminate the occurrence of shrinkage defects in the casting due to its structure. In such a case, it is preferable that shrinkage defects occur in a place where a defect may occur relatively in a casting, and the
이에 따라, 보온부(200)에 수용되는 용탕의 열에 의해 보온부(200)에 근접한 주조 공간(110) 내의 용탕이 느리게 응고됨으로써 주물 내의 원하는 부위에서 수축 결함이 일어나도록 할 수 있게 된다. 여기서, 주물 내에서 결함이 발생하여도 무방한 곳이란, 예를 들어 주조 완료 후 주물 가공 과정에서 비가공면에 해당하는 곳이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Accordingly, the molten metal in the
도 5는 본 발명의 보온 기능이 구비된 주형의 일 구현예를 나타내는 예시도로서, 본 발명의 주형(10)은 주조시 압탕(20) 및/또는 냉금(30)이 더 구비되어 압탕 및/또는 냉금과 결합될 수 있다.Figure 5 is an exemplary view showing an embodiment of a mold with a thermal insulation function of the present invention, the
상술한 바와 같이, 주조시 압탕을 설치하여 압탕 내에서 수축 결함이 일어나도록 유도하여 주물 내에서의 수축 결함을 방지하는 것이 일반적이다.As described above, it is common to install a hot dip during casting to induce a shrinkage defect in the hot dip to prevent shrinkage defects in the casting.
압탕 내에서 수축 결함이 일어나기 위해서는 압탕 내에서 용탕이 최종적으로 응고되어야 하며(즉, 응고 방향성이 형성되어 하며), 이를 위해 압탕에서 멀리 떨어진 곳부터 용탕을 응고시키기 위해 냉금을 함께 설치하기도 한다.In order for shrinkage defects to occur in the molten metal, the molten metal must finally solidify (ie, solidification direction is formed), and for this purpose, cold metals may be installed together to solidify the molten metal from a distance from the molten metal.
그러나, 주조를 통해 제조되는 주물은 그 형태에 제한이 없고, 이에 따라 도시된 바와 같이 주물의 형태가 복잡하게 형성되는 경우 그에 대응되어 주조 공간(110) 또한 복잡하게 형성된다.However, the casting manufactured through casting is not limited in shape, and thus, when the casting is formed in a complicated shape as illustrated, the casting
이 경우, 냉금을 이용한다 하더라도 복잡한 형상의 주조 공간(110) 내부에까지 냉각 효과를 미치는 것에는 한계가 있고, 또한 냉금을 적용하는 것이 곤란한 경우가 존재하기도 한다.In this case, even if cold metal is used, there is a limit to the cooling effect even inside the casting
이때, 본 발명은 주형 본체(100)에 보온부(200)를 형성함으로써, 주조 공간(110) 내 냉금의 효과가 미치지 않는 곳을 보완할 수 있다.At this time, the present invention can form a
즉, 냉금의 원리는 원하는 특정 부분에서의 용탕의 응고 속도를 증가시키는 것이고 최종적인 목표는 압탕에서 응고가 최종적으로 일어나도록 하는 것이므로, 본 발명은 냉금과 압탕 사이에 보온부(200)를 형성하여 보온부(200) 주변의 용탕의 응고 속도를 감소시킴으로써 냉금으로부터 압탕 방향으로 용탕이 방향성을 갖고 응고하도록 할 수 있는 것이다.That is, the principle of cold metal is to increase the solidification rate of the molten metal in the desired specific part and the final goal is to cause the solidification finally occurs in the molten metal, the present invention is to form a
여기서, 보온부(200)의 위치, 형상, 크기 등은 앞서 상술한 제1 내지 제3 실시예와 같이 형성될 수 있으며, 이에 한정되지 않고 다양한 방식으로 적절하게 변형 실시 가능함은 자명하다.Here, the position, shape, size, etc. of the
이와 같이, 본 발명에 의하면 냉금, 압탕과 함께 보온부(200)를 적절히 조합하여 압탕에서 최종적으로 응고가 일어나도록 할 수 있고, 이에 따라 주조 공간(110) 내에서 발생하는 응고 고립에 의한 주물의 결함을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.As described above, according to the present invention, solidification may finally occur in the hot water by appropriately combining the
또한, 냉금과 보온부(200)의 원리는 주조시 용탕의 응고 방향성을 형성하기 위한 것으로 상호보완되는 관계라는 점에서, 다수의 냉금을 이용하지 않고, 냉금의 개수를 줄이고 주형 본체(100)에 보온부(200)를 형성함으로써 다수의 냉금을 이용하는 것과 동일한 작용효과를 기대할 수 있으므로, 냉금의 개수를 감소시킬 수 있게 되어 경제적으로도 유리한 효과가 있다.In addition, the principle of the cold metal and the
본 발명의 일 실시예에 따른 주형(10)은 3차원 인쇄물일 수 있다.The
본 발명은 3차원 프린팅 장치의 메모리에 로딩될 수 있으며, 3차원 프린팅 장치에서 실행될 경우, 3차원 프린팅에 의해 상술한 주형(10)이 인쇄물로 제조되는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체를 포함한다. 즉, 본 발명은 3차원 프린팅에 의해 상술한 주형(10)이 인쇄물로 제조되는 3차원 데이터가 저장된 컴퓨터 판독 가능 기록 매체를 포함한다. The present invention includes a computer readable recording medium which can be loaded into a memory of a three-dimensional printing apparatus and, when executed in a three-dimensional printing apparatus, the above-described
주형(10)의 3차원 데이터는 캐드등과 같은 3차원 도면 툴, 3차원 모델링 소프트웨어 또는 3차원 스캐너등을 통해 생성될 수 있다. The three-dimensional data of the
본 발명은 상술한 3차원 데이터가 저장된 컴퓨터 판독 가능 기록 매체를 포함하는 3차원 프린팅 장치를 포함한다. The present invention includes a three-dimensional printing apparatus including a computer-readable recording medium in which the three-dimensional data described above is stored.
본 발명은 3차원 프린팅을 이용하여 상술한 주형(10)인 3차원 인쇄물을 제조하는 방법을 포함한다.The present invention includes a method for producing a three-dimensional printed matter, which is the above-described
상술한 3차원 인쇄물은 3차원 샌드 인쇄물, 3차원 세라믹 인쇄물, 3차원 왁스 인쇄물, 3차원 금속 인쇄물 등을 포함할 수 있다. 상술한 3차원 프린팅 장치는 3차원 샌드 프린팅 장치, 3차원 세라믹 프린팅 장치, 3차원 왁스 프린팅 장치, 3차원 금속 프린팅 장치 등을 포함할 수 있다.The above-mentioned three-dimensional printed matter may include a three-dimensional sand printed matter, a three-dimensional ceramic printed matter, a three-dimensional wax printed matter, a three-dimensional metal printed matter, and the like. The above-described three-dimensional printing apparatus may include a three-dimensional sand printing apparatus, a three-dimensional ceramic printing apparatus, a three-dimensional wax printing apparatus, a three-dimensional metal printing apparatus, and the like.
상술한 3차원 인쇄물의 제조방법에서, 3차원 샌드 프린팅은, 알려진 바와 같이, 상술한 3차원 데이터에 따라, 물질(입자상의 물질 포함)을 층대층(layer by layer)으로 적층 및 결착시켜 수행될 수 있다. 3차원 샌드 프린팅을 기준한 일 예로, 3차원 샌드 프린팅은, 샌드 층의 생성 및 바인더 젯팅이 반복적으로 이루어진 후, 바인더 젯팅되지 않은 샌드들을 제거함으로써 수행될 수 있다.In the above-described method for producing a three-dimensional printed matter, three-dimensional sand printing, as known, can be performed by laminating and binding a substance (including particulate matter) into a layer by layer according to the three-dimensional data described above. Can be. As an example based on three-dimensional sand printing, three-dimensional sand printing may be performed by removing sand that is not binder jetted after the sand layer generation and the binder jetting are repeatedly performed.
보다 구체적으로, 3차원 샌드 프린팅은 주형 샌드를 결착시키는 점결제를 혼합한 주형 재료에 바인더 젯팅 헤드로 결합제 용액을 이용하여 한층씩 적층, 경화시키는 것으로서, 주물의 원형이 되는 목형이나 금형을 따로 제조하지 않고 직접적으로 주형을 제조할 수 있게 되어 주물의 제조 기간 단축 및 비용 절감 효과가 있으며, 종래 목형 또는 금형을 이용한 주형 제조에 비해 치수 정밀도가 높은 주형을 형성할 수 있고, 나아가 빼기구배를 형성할 필요가 없게 되어 주형의 형상을 자유로이 형성할 수 있다.More specifically, the three-dimensional sand printing is to laminate and cure one by one using a binder solution as a binder jetting head to a mold material mixed with a binder which binds the mold sand, and to separately manufacture a wooden mold or a mold that becomes a circle of the casting. It is possible to manufacture the mold directly without reducing the production time and cost reduction effect of the casting, it is possible to form a mold with a higher dimensional accuracy than the mold manufacturing using a conventional mold or mold, and further to form a draft There is no need, and the shape of the mold can be freely formed.
이와 같이, 본 발명의 주형(10)은 3차원 샌드 프린팅 장치에 의해 인쇄되는 인쇄물로서, 주형 본체(100) 상에 보온부(200)의 크기, 위치 및 개수 등의 제한 없이 보온부(200)를 형성할 수 있다.As such, the
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 주형(10)이 보온부(200)를 포함함으로써, 보온부(200)와 근접한 영역의 주조 공간(110) 내의 용탕의 응고 속도를 감소시킬 수 있고, 이를 이용하여 결과적으로 주조 공간(110) 내의 용탕의 응고 방향성을 제어할 수 있게 되어, 주물 내에서 응고 결함을 제거하거나, 주물 내에서 응고 결함이 일어나는 위치를 주물 내에서 수축 결함이 일어나도 상대적으로 무방한 곳으로 유도할 수 있게 되는 것이다.As described above, the present invention can reduce the solidification rate of the molten metal in the
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.In the present invention as described above has been described by specific embodiments and limited embodiments and drawings, but this is only provided to help a more general understanding of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments, the present invention Those skilled in the art can make various modifications and variations from this description.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, but all of the claims that follow, as well as equivalent or equivalent modifications, will fall within the scope of the present invention.
10 : 본 발명의 주형
100 : 주형 본체
110 : 주조 공간
200 : 보온부
210 : 공간부
220 : 연통부10: mold of the present invention
100: mold body 110: casting space
200: heat insulation portion 210: space portion
220: communication part
Claims (11)
상기 주형 본체의 내측에 형성된 빈 공간으로서, 상기 주조 공간과 연통되어 상기 주조 공간에 주입되는 용탕이 유입되는 보온부;를 포함하고,
상기 보온부에 유입되는 용탕의 열에 의해 상기 보온부 주변의 상기 주조 공간에 주입된 용탕의 응고 속도가 감소되는, 보온 기능이 구비된 주형.
A mold body formed in a shape corresponding to the casting to be manufactured and having a casting space in which molten metal is injected; And
An empty space formed inside the mold body, the heat insulating part communicating with the casting space and into which the molten metal injected into the casting space flows;
And a solidification rate of the molten metal injected into the casting space around the thermal insulation part by the heat of the molten metal flowing into the thermal insulation part.
상기 보온부는 상기 주형 본체의 적어도 하나 이상의 기설정된 영역에 형성되는, 보온 기능이 구비된 주형.
The method of claim 1,
The heat insulating part is formed with at least one predetermined area of the mold body, the mold with a heat insulating function.
상기 보온부는,
상기 용탕이 유입되어 수용되는 주 공간인 공간부; 및
상기 주조 공간과 상기 공간부를 연통시키는 연통부;로 이루어지는, 보온 기능이 구비된 주형.
The method of claim 1,
The thermal insulation unit,
A space part which is a main space into which the molten metal is introduced and accommodated; And
A mold having a heat insulating function, comprising: a communicating portion communicating the casting space with the space portion.
상기 연통부는,
주조시 상기 주조 공간 내 용탕이 고온부로 형성되는 영역과 연통되도록 형성되는, 보온 기능이 구비된 주형.
The method of claim 3,
The communicating portion,
A mold having a thermal insulation function, which is formed to be in communication with a region in which the molten metal in the casting space is formed at a high temperature portion during casting.
상기 주조 공간이 후육부 공간과 박육부 공간을 포함하여 형성되는 경우,
상기 보온부는 상기 박육부 공간과 근접한 위치에 형성되는, 보온 기능이 구비된 주형.
The method of claim 1,
When the casting space is formed including the thick portion space and the thin portion space,
The thermal insulation portion is formed in a position close to the thin portion space, the mold with a thermal insulation function.
상기 보온부는,
상기 박육부 공간과 근접한 위치에 다수개 형성되거나, 상기 박육부 공간을 둘레방향으로 둘러싸는 형태로 형성되는, 보온 기능이 구비된 주형.
The method of claim 5,
The thermal insulation unit,
A mold having a thermal insulation function, which is formed in plural in a position close to the thin portion space or surrounds the thin portion space in a circumferential direction.
상기 보온부는 일측에서 타측으로 갈수록 두께가 점진적으로 증가하는 형태로 형성되는, 보온 기능이 구비된 주형.
The method of claim 1,
The insulation portion is formed in a form that gradually increases in thickness from one side to the other side, the mold with a heat insulation function.
상기 보온부는,
상기 주물에 수축 결함이 일어나도 무방한 영역에 해당하는 주조 공간의 근접한 위치에 형성되는, 보온 기능이 구비된 주형.
The method of claim 1,
The thermal insulation unit,
A mold having a thermal insulation function, which is formed at a position close to the casting space corresponding to a region where shrinkage defects may occur in the casting.
주조시 압탕 및/또는 냉금이 더 구비되는, 보온 기능이 구비된 주형.
The method of claim 1,
Mold with heat retention function, which is further provided with hot water and / or cold metal during casting.
상기 주형은 3차원 인쇄물인, 보온 기능이 구비된 주형.
The method according to any one of claims 1 to 9,
The mold is a three-dimensional print, the mold with a heat insulation function.
A computer-readable recording medium which can be loaded into a memory of a three-dimensional printing apparatus and, when executed in the three-dimensional printing apparatus, the mold according to claim 10 is manufactured into printed matter by three-dimensional printing.
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