KR20200087217A - 부품을 제조하기 위한 몰드 조립체 및 몰드 조립체의 제조 방법 - Google Patents

부품을 제조하기 위한 몰드 조립체 및 몰드 조립체의 제조 방법 Download PDF

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케빈 마이클 홀더
브라이언 스콧 자너
알렉산더 스톡턴
엘리사 마리나 테이펠
블레이크 라이랜드 테이펠
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에센티움, 인크.
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Abstract

부품을 제조하는데 사용하기 위한 몰드 조립체는 제1 및 제2 몰드 반부 및 몰드 온도 제어 시스템을 포함한다. 제1 몰드 반부는 적어도 제1 몰드 캐비티 및 제1 냉각제 통로를 포함한다. 제2 몰드 반부는 적어도 제2 몰드 캐비티 및 제2 냉각제 통로를 포함한다. 몰드 온도 제어 시스템은 제1 및 제2 몰드 반부의 제1 및 제2 냉각제 통로와 유체 연통한다. 몰드 온도 제어 시스템은 유체, 유체의 온도를 제어하기 위한 수단, 및 상기 몰드 온도 제어 시스템 및 상기 제1 및 제2 냉각제 통로를 통해 상기 유체를 순환시키기 위한 펌프를 포함한다.

Description

부품을 제조하기 위한 몰드 조립체 및 몰드 조립체의 제조 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2017년 11월 27일자로 출원된 미국 가출원 62/591,015호의 이익을 주장하며, 이는 본 명세서에 전체적으로 참조로서 포함된다.
본 개시내용은 부품의 제조를 위한 몰딩에 관한 것으로, 보다 상세하게 다양한 공정을 사용하여 부품을 제조하기 위한 몰드 조립체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 섹션에서의 진술은 단지 본 개시내용에 관련된 배경 정보를 제공하며, 이는 종래기술을 구성하거나 구성하지 않을 수 있다.
장비 제조사는 제품 사이클 시간을 개선하기 위한 새로운 방법을 찾아 제품 설계 공정을 단축시키고 있다. 수천 개의 부품을 갖는 복잡한 조립체를 위해 최고 품질의 제품을 제공할 때에는, 프로토타입(prototype) 또는 프리프로덕션 빌드(preproduction builds)의 다수의 반복이 요구된다.
금속 스탬핑 또는 사출성형된 플라스틱 부품과 같은 생산 레벨 부품을 제조하는데 있어서, 제조 레벨 몰딩 및 몰드는 고가이며 매우 긴 빌드 시간을 갖는다. 따라서, 제품 레벨 몰딩 및 몰드는 프로토타입 또는 프리프로덕션 레벨 부품을 제조할 때 실행가능한 선택사항이 아니다. 따라서, 프리프로덕션 몰딩은 거의 동일한 기능을 갖는 제한된 수의 부품을 제조하는데 유리하다. 그러나, 프리프로덕션 몰딩은 여전히 프리프로덕션 공정의 가속을 더욱 방지하는 긴 리드 타임을 갖는다. 더욱이, 제조 몰딩보다 덜 비싸지만, 프리프로덕션 몰딩은 여전히 비용이 많이 들어 장비 제조 공정의 비용을 감소시키는 능력에 압박을 더욱 가한다.
현재의 프리프로덕션 몰딩 및 몰드는 다양한 용도 및 성능 능력을 갖지만, 이들은 부품 제조 효율, 비용 및 제품 유용성을 더 개선시키지 못한다. 따라서, 현재의 몰딩, 몰드 및 공정이 그 의도된 목적에 유용하지만, 당해 분야에 개선된 몰딩, 몰드, 및 개선된 투자 비용, 빌드 시간, 설계 유연성 및 품질을 제공하는 여지가 남아 있다.
본 개시내용은 고성능 플라스틱 필라멘트로 첨가제 제조를 이용하여 몰드의 제조를 가능하게 하는 본 발명을 기술한다. 몰드(mold)는 CAD(Computer-aided design)를 이용하여 생성되고, 필요한 경우, 냉각 채널은 단편의 모델 및 인쇄 배향에 따라 전략적으로 설계된다. 몰드는 열가소성 재료로부터 FDM(Fused Deposition Modeling)을 이용하여 3D 인쇄된다. 그 후, 3D 인쇄된 몰드는 본 출원에 따른 GD&T(Geometric Dimensioning and Tolerance: 기하학적 치수설정 및 공차) 표준을 달성하기 위해 필요할 때 CNC 기계가공과 같은 후처리를 포함할 수 있다. 냉각 채널이 구비된다면, 고압에서 액체 밀봉제가 주입(infuse)되고 경화(cure)되어 상승된 압력에서 액밀성 냉각 채널을 보장한다. 본 발명은 스탬핑, 발포, 사출 성형, 압축 성형, 수지 이송 성형(및 진공 보조), 열성형, 진공 성형, 인베스트먼트 주조, 스핀 주조, 및 블로우 성형을 포함하는 다양한 제조 분야에 사용될 수 있다. 제조 및 설계 변경의 특성은 종래의 방법에 비해 본 발명에 의해 제공되는 신속한 반복으로부터 이익을 얻을 것이다.
본 발명은 종래의 금속 몰딩보다 훨씬 더 낮은 비용으로 1-2주 동안 생성되는 높은 턴-어라운드 비율을 갖는다. 또한, 본 발명은 스탬핑, 발포, 사출 성형, 압축 성형, 특히 열경화성 수지 및 충전 예비성형품을 위한 수지 이송 성형/진공 보조식 수지 이송 성형을 포함하는 대부분의 성형/성형 방법을 지지함으로써 다양한 제조 산업에 관련되고, 몰드가 고온, 열성형/진공 성형, (예비성형품 희생층으로서) 인베스트먼트 주조, 스핀 주조, 및 블로우 성형이 되기 때문에, 고형물의 이송 성형은 작용하지 않을 것이다.
본 발명은 높은 설계 유연성을 허용하고, (필요한 경우) 첨가 및 감산 제조(subtractive manufacturing)를 조합함으로써, 몰드는 종래의 금속 몰드 제조 공정을 사용하는 것보다 더 빠르고 저렴하게 생산될 것이며, 이는 적은 부품 양, 설계 반복, 프로토타이핑 및 제품 진화 및 혁신에 대한 새로운 모델의 생성을 위한 적절한 몰드를 초래한다.
본 발명은 DFM(제조방법에 대한 설계; Design for Manufacturing) 방법에 기초하며, 이는 사출 성형기, 또는 다른 몰드 성형기에 합체하기 위해 몰드의 일부를 형성하는 하드웨어로와 용이하게 조립할뿐만 아니라, 첨가 제조와의 전체 호환성을 보장한다.
본 발명은 임의의 상업적 성형 기계 하드웨어와 매칭하도록 조정될 수 있다.
본 발명은 가압된 냉각제 시스템과 호환될 수 있으며, 산업용 기계에 사용되기에 적합하다.
본 발명은 첨가 제조를 사용하여 고온 열가소성 복합 재료로부터 제조된다. 이는 열가소성 물질이 금속보다 가공하기 쉽고 저렴하기 때문에 본 발명에 대한 중요한 이점이다. 이는 또한 용이한 복제를 허용한다.
본 발명은 우선 모델을 생성하기 위해 CAD(computer aided design) 소프트웨어에서 설계된다. 이러한 모델은 성형 목적에 따라 냉각 채널을 갖거나 갖지 않고 설계될 수 있다.
일단 모델이 완료되면, 인쇄 온도, 인쇄 속도, 인쇄 압출, 층 높이 및 폭을 포함하는, 재료에 따른 특정한 인쇄 설정을 갖는 FDM 인쇄 경로를 생성하는데 사용되는 슬라이싱 소프트웨어에 입력된다. 이는 부품의 체적을 인쇄할 수 있는 프린터로 전달되는 G-코드로 지칭된다. 사용되는 재료에 따라서, 프린터는 가열된 베드 및 가열된 빌드 체적을 가져야 한다.
완료 시에, 인쇄는 프린터로부터 제거된다. 후처리 단계는 본 발명을 완성하기 위해 포함된다. 희생(지지/베이스/브림/스커트/래프트) 재료는 우선 컴퓨터 수치 제어(CNC) 기계에 의해 제거된다. 임의의 냉각 채널이 몰드로 설계된다면, 입구 및 출구 포트는 냉각제 커넥터 및 호싱(hosing)의 스레딩(threading)을 허용하도록 세정되고 탭핑된다. 중합체 압출 3D 인쇄는 많은 층으로 이루어지고, 일반적으로 내습성이 아니며, 층이 수분을 흡수할 수 있기 때문에, 층과 누출 냉각제 사이에 공극을 형성하므로, 과열로부터 몰드 결함을 초래한다. 본 발명자는 3D 인쇄된 부분 내로 주입하고 누설 없이 가압된 냉각제를 견딜 수 있는 몰드를 생성하는 공정을 개발하였다.
몰드를 주입하는 공정은 냉각제 채널을 충진할 수 있는 유동성 재료를 필요로 한다. 일단 충진되면, 유체는 적어도 60초 동안 60-100psi로 몰드 내부에서 가압된다. 이러한 주입 단계 후에, 잔류 유체에 의해 포트가 막히지 않도록 몰드 채널을 통해 공기를 송풍함으로써 임의의 잔류 유체가 몰드로부터 제거된다. 유동성 재료는 경화 공정에 의해 설정된다. 냉각 채널이 필요하지 않은 경우, 본 발명은 몰드의 측면에서 전체적으로 탭핑하고, 추가된 지지 및 기능을 위해 유동성 재료로 충진할 것이다.
몰드를 밀봉하기 위한 추가적인 선택사항은 전기도금 및 연마이다. 이는 전기도금 양립성 열가소성 재료를 사용함으로써 또는 외측 몰드 표면의 전기도금을 허용하는 다단계 공정을 사용함으로써 완료될 수 있다. 이러한 단계는 표면 및 추가적인 버핑(buffing) 단계에 있을 수 있으며, 이는 성취되는 A 등급 마무리를 도울 수 있다. 이는 자동차 및 다른 산업에 필요한 A 등급 표면뿐만 아니라 기계적 특성 향상을 제공할 것이다.
일단 밀봉 공정이 완료되면, 몰드는 사용을 위해 준비된다. 주입/밀봉 공정을 위해 사용될 수 있는 재료는 높은 유동, 고온 안정성의 2-부분 에폭시, 세라믹(유동성), 및 전기도금을 포함한다.
본 개시내용은 부품을 제조하는데 사용하기 위한 몰드 조립체를 제공한다. 몰드 조립체는 제1 및 제2 몰드 반부 및 몰드 온도 제어 시스템을 구비한다. 제1 몰드 반부는 적어도 제1 몰드 캐비티 및 제1 냉각제 통로를 포함한다. 제2 몰드 반부는 적어도 제2 몰드 캐비티 및 제2 냉각제 통로를 포함한다. 몰드 온도 제어 시스템은 제1 및 제2 몰드 반부의 제1 및 제2 냉각제 통로와 유체 연통한다. 몰드 온도 제어 시스템은 유체, 유체의 온도를 제어하기 위한 수단, 및 몰드 온도 제어 시스템 및 상기 제1 및 제2 냉각제 통로를 통해 유체를 순환시키기 위한 펌프를 포함한다.
본 개시내용의 일 예에서, 몰드 조립체는 제1 몰드 캐비티의 제1 표면 및 제2 몰드 캐비티의 제2 표면 상에 주입 및 경화된 밀봉제를 더 포함한다.
본 개시내용의 다른 예에서, 몰드 조립체는 제1 냉각제 통로의 제3 표면 및 제2 냉각제 통로의 제4 표면 상에 주입 및 경화되는 밀봉제를 더 포함한다.
본 개시내용의 또 다른 예에서, 제1 및 제2 냉각제 통로는 각각 제1 단면 및 제2 단면을 포함하고, 상기 제1 단면은 상기 제2 단면과 상이한 치수 및 형상을 갖는다.
본 개시내용의 또 다른 예에서, 밀봉제는 2-부분의 고온 에폭시 및 유동성 세라믹 중 하나를 포함한다.
본 개시내용의 또 다른 예에서, 제1 몰드 캐비티의 제1 표면 및 제2 몰드 캐비티의 제2 표면은 증착된 금속을 포함한다.
또한, 본 개시내용은 몰드 조립체를 제조하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 몰드 조립체의 표면의 제1 CAD(computer aided design) 모델을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 표면은 성형 제품의 최종 형상을 포함한다. 몰드 조립체의 제2 CAD 모델을 생성하기 위해 표면의 제1 CAD 모델에 특징부가 추가된다. 제2 CAD 모델은 3차원 프린터에 의한 사용을 위해 인쇄 경로 파일로 변환된다. 인쇄 경로 파일은 제2 CAD 모델의 고형 모델을 인쇄하는데 사용된다.
본 개시내용의 일 예에서, 상기 방법은 고형 모델로부터 과잉 재료를 제거하는 단계를 더 포함한다.
본 개시내용의 다른 예에서, 상기 방법은 제2 CAD 모델을 툴 절단 경로로 변환하는 단계와, 고형 모델을 기계가공하는 단계를 더 포함한다.
본 개시내용의 또 다른 예에서, 상기 방법은 고형 모델의 기계가공된 표면에 밀봉제를 주입하는 단계를 더 포함한다.
본 개시내용의 또 다른 예에서, 제1 CAD 모델의 특징부는 분리면, 냉각제 통로, 배출 핀 홀, 벤트 홀, 및 주입 통로 중 적어도 하나를 포함한다.
본 개시내용의 또 다른 예에서, 고형 모델의 기계가공된 표면에 밀봉제를 주입하는 단계는 기계가공된 표면 및 냉각제 통로에 밀봉제를 주입하는 단계와, 30초 동안 약 60 PSI 내지 100 PSI로 냉각제 통로를 가압하는 단계를 더 포함한다.
본 개시내용의 또 다른 예에서, 고형 모델의 기계가공된 표면에 밀봉제를 주입하는 단계는, 기계 가공된 표면 및 냉각제 통로에 높은 유동의, 고온의 2-부분 에폭시 및 유동성 세라믹 중 하나를 포함하는 밀봉제를 주입하는 단계와, 30초 동안 약 60 PSI 내지 100 PSI로 냉각제 통로를 가압하는 단계를 더 포함한다.
본 개시내용의 또 다른 예에서, 상기 방법은 몰드 조립체의 표면을 전기도금, 연마 및 기계가공하는 단계 중 하나를 더 포함한다.
또한, 본 개시내용은 몰드 조립체를 제조하는 다른 방법을 제공한다. 상기 방법은 몰드 조립체의 표면의 제1 CAD 모델을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 표면은 성형 제품의 최종 형상을 포함한다. 몰드 조립체의 제2 CAD 모델을 생성하기 위해 표면의 제1 CAD 모델에 특징부가 추가된다. 상기 특징부는 분리면(parting surface), 냉각제 통로, 배출 핀 홀, 벤트 홀, 및 주입 통로 중 하나를 구비한다. 제2 CAD 모델은 3차원 프린터에 의한 사용을 위해 인쇄 경로 파일로 변환된다. 인쇄 경로 파일은 제2 CAD 모델의 고형 모델을 인쇄하는데 사용된다.
본 개시내용의 일 예에서, 상기 방법은 고형 모델로부터 과잉 재료를 제거하는 단계를 더 포함한다.
본 개시내용의의 다른 예에서, 상기 방법은 제2 CAD 모델을 툴 절단 경로로 변환하는 단계와, 상기 고형 모델을 기계가공하는 단계를 더 포함한다.
본 개시내용의 또 다른 예에서, 상기 방법은 고형 모델의 기계가공된 표면에 밀봉제를 주입하는 단계를 더 포함한다.
본 개시내용의 또 다른 예에서, 고형 모델의 기계가공된 표면에 밀봉제를 주입하는 단계는, 기계가공된 표면 및 냉각제 통로에 밀봉제를 주입하는 단계와, 30초 동안 약 60 PSI 내지 100 PSI로 냉각제 통로를 가압하는 단계를 더 포함한다.
본 개시내용의 또 다른 예에서, 고형 모델의 기계가공된 표면에 밀봉제를 주입하는 단계는, 기계 가공된 표면 및 냉각제 통로에 높은 유동의, 고온의 2-부분 에폭시 및 유동성 세라믹 중 하나를 포함하는 밀봉제를 주입하는 단계와, 30초 동안 약 60 PSI 내지 100 PSI로 냉각제 통로를 가압하는 단계를 더 포함한다.
본 개시내용의 또 다른 예에서, 상기 방법은 몰드 조립체의 표면을 전기도금, 연마 및 기계가공하는 단계 중 하나를 더 포함한다.
본 명세서에 제공된 설명으로부터 또 다른 적용가능성의 영역이 명백해질 것이다. 특정한 실시예는 단지 예시의 목적으로 의도된 것이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다는 것을 이해해야 한다.
본 명세서에 기술된 도면은 단지 예시 목적만을 위한 것이며, 어떠한 방식으로도 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
도 1은 본 발명의 원리에 따른 몰드 조립체를 제조하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 원리에 따른 플라스틱 사출 성형 공정을 이용하여 물품을 제조하기 위한 몰드 조립체 반부의 도면이다.
도 3은 본 발명의 원리에 따른 플라스틱 사출 성형 공정을 이용하여 물품을 제조하기 위한 몰드 조립체의 단부도이다.
도 4는 본 발명의 원리에 따른 도 3으로부터의 몰드 조립체의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 원리에 따른 도 2로부터의 몰드 조립체의 단면도이다.
하기의 설명은 사실상 단지 예시적인 것이며, 본 개시내용, 적용 또는 용도를 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
도 2 및 3을 참조하면, 블로우 몰딩 공정에 사용하기 위한 몰드 또는 몰드 조립체(10)가 도시되어 있으며, 이제 설명될 것이다. 몰드 조립체(10) 또는 유사한 몰드 또는 몰드 조립체는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 다른 형태의 제조 공정에 대안적으로 사용될 수 있다. 몰드 조립체(10)는 제1 또는 상측 반부(12), 제2 또는 하측 반부(14), 및 몰드 온도 제어 시스템(16)을 구비한다. 특히, 몰드 조립체의 상측 및 하측 반부(12, 14)는 몰드 온도 제어 시스템(16)과 연통하는 적어도 하나의 부품 캐비티(18) 및 복수의 냉각제 통로(20)를 구비한다. 냉각제 통로(20)는 몰드 조립체(10)에서 가장 일관된 작동 온도를 제공하도록 배치된다. 예를 들어, 냉각제 통로(20)가 3D 프린터에 의해 인쇄되기 때문에, 구축될 수 있는 냉각제 통로(20)의 다양한 형상, 크기 및 단면은 종래의 기계가공된 몰드 내의 냉각제 통로보다 훨씬 크다. 냉각제 통로를 통한 냉각제의 유속은 특정한 냉각제 통로(20)의 단면을 변경함으로써 변화될 수 있다. 냉각제 통로(20)는 종래의 몰드 조립 방법에서 가능하지 않은 열전달 효과를 생성하도록 인쇄될 수도 있다.
이제 도 4를 참조하면, 도 3에 도시된 몰드 조립체로부터 냉각제 통로(20)의 표면(22)의 단면이 도시되어 있고, 이제 설명될 것이다. 몰드 조립체는 3D 인쇄 또는 첨가 공정을 사용하여 구축되고, 몰드 조립체는 완전히 함께 융합되지 않을 수 있는 층(24)들 사이에 일부 공극 또는 공백(26)을 생성하는 층(24)에 의해 주로 생성된다. 표면(22)은 층(24)들 사이에서 연장되고 표면(22)을 코팅하는 가압 및 경화된 밀봉제(28)를 더 구비하여, 항복 없이 높은 압력 및 온도에 견딜 수 있는 통로를 제공한다. 본 예에서, 밀봉제는 2-부분 고온 경화된 에폭시이다. 그러나, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 다른 타입의 밀봉제가 몰드 조립체(10)에 통합될 수 있다.
이제 도 5를 참조하면, 도 2에 도시된 몰드 조립체로부터 부품 캐비티(18)의 표면(30)의 단면이 도시되어 있고, 이제 설명될 것이다. 몰드 조립체는 3D 인쇄 또는 첨가 공정을 이용하여 구축되고, 몰드 조립체는 완전히 함께 융합되지 않을 수 있는 층(24)들 사이에 일부 공극 또는 공백(26)을 생성하는 층(24)에 의해 주로 생성된다. 또한, 층(24)의 두께에 따라, 요구되는 형상 및 공차를 성취하기 위해 일부 적용은 추가적인 기계가공을 필요로 할 수 있다. 예를 들어, 표면(30)은 몰드 캐비티(18)의 특정 형상을 성취하도록 CNC 기계가공된 것으로 도시되어 있다. 표면(30)은 층(24)들 사이에서 연장되는 가압 및 경화된 밀봉제(28)를 더 구비한다. 또한, 일부 적용에서, 일단 표면(30)이 밀봉되면, 증착된 금속(32)의 층이 개선된 내마모성, 충격 강도 및 표면 마무리를 제공하기 위해 구비될 수 있다.
도 1을 참조하면, 방법(100)은 다양한 제조 공정을 사용하여 부품의 제조에 사용하기 위한 몰드 또는 몰드 조립체를 생성하는 것으로 도시되어 있다. 본 명세서에 기술된 방법(100)은 플라스틱 사출 성형 공정에서 사용하기 위한 몰드 조립체를 생성하기 위한 것이다. 그러나, 많은 다른 제조 공정에서 사용하기 위한 많은 다른 형태의 몰드 조립체가 본 명세서에 기술된 방법(100)을 이용하여 구축될 수 있다. 예를 들어, 몰드 또는 몰드 조립체는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 금속 스탬핑, 발포, 사출 연신 블로우 성형, 압축 성형, 금속 주조 샌드 코어 제조, 수지 이송 성형, 열성형, 인베스트먼트 주조, 스핀 주조, 및 블로우 성형을 위해 구축될 수 있다.
방법(100)은 몰드 조립체의 표면의 CAD 모델을 제조하는 제1 단계(102)를 구비한다. CAD 모델은 고형 마스터 부품 모델의 표면을 디지털 표면 데이터로 변환하기 위해 레이저 측정 장치를 이용하는 표면 스캐닝 몰드를 사용함으로써 생성될 수 있다. 마찬가지로, CAD 모델은 부품의 CAD 모델로부터 부분적으로 생성될 수 있다. 일단 몰드의 표면의 CAD 모델이 생성되면, 제2 단계(104)는 이에 한정되지 않는 분리면, 냉각제 통로, 배출 핀 홀, 벤트 홀 및 주입 통로와 같은 몰드 설계 특징부를 포함하는 표면 데이터에 특징부를 추가하여, 몰드 조립체의 CAD 모델을 생성한다.
다음으로, 제3 단계(106)는 변환 또는 슬라이싱 소프트웨어를 사용하며, 몰드 조립체의 CAD 모델의 인쇄 경로를 생성하고 인쇄 경로를 3D 프린터에 전송한다. 제4 단계(108)는 3D 프린터를 사용하여 몰드 조립체의 고형 모델을 인쇄한다. 일부 적용에서, 3D 인쇄 공정은 고응력 및 고온 제조 공정을 수행할 수 있는 고강도 인쇄 부품을 제조하는 고온, 고성능 열가소성 필라멘트를 이용하는 단계를 구비한다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 몰드 조립체의 고형 모델의 강도 및 내구성을 증가시키기 위한 다른 3D 인쇄 재료 및 공정이 사용될 수 있다.
제5 단계(110)는 CNC 기계 또는 다른 정밀 기계 가공 방법을 사용하여 몰드 조립체의 고형 모델로부터 과잉 재료를 제거한다. 제6 단계(112)는 몰드 표면 상에 정확한 치수 및 표면 마무리 사양을 성취하도록 몰드 표면의 마무리 가공을 위해 몰드 조립체의 CAD 모델로부터 몰드 경로를 생성한다. 냉각제 통로 연결부를 구비하는 특징부를 생성하거나 개선하기 위해 추가적인 기계가공이 수행된다. 제7 단계(114)는 몰드에 가압 밀봉제를 주입함으로써 몰드를 밀봉한다. 특히, 냉각제 통로는 밀봉제로 충진되고, 30초 동안, 보다 바람직하게 적어도 60초 동안 약 60 psi 내지 100 psi로 가압된다. 잔류 밀봉제가 냉각제 통로로부터 제거된 후, 냉각제 통로 벽의 공극에 주입된 나머지 밀봉제가 소정 위치에서 경화된다. 바람직한 밀봉제는 높은 유동의 고온 2-부분 에폭시 및 유동성 세라믹 중 하나이다. 그러나, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 다른 유동성 경화성 밀봉제가 사용될 수 있다. 몰드의 표면을 밀봉하는 제7 단계(114)는 냉각제 통로의 표면 상에 금속을 전기 증착 또는 전기도금하는 단계를 구비할 수 있다. 제8 단계(116)는 특정 부품 사양에 요구되는 바와 같이 몰드 표면의 표면 마무리를 향상시킨다. 예를 들어, 몰드 표면은 마무리된 부품의 치수 사양이 요구될 수 있음에 따라 전기도금으로 도금된 후에 연마 또는 기계가공될 수 있다. 이러한 방식으로, 후속적인 에칭 또는 도금된 몰드 표면의 다른 처리에 의해 몰드의 표면 마무리에 특정한 텍스쳐가 통합될 수도 있다.
본 발명의 설명은 단지 예시적인 것이며, 본 발명의 요지로부터 벗어나지 않는 변형은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 이러한 변형은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나는 것으로 간주되어서는 안된다.

Claims (20)

  1. 부품을 제조하는데 사용하기 위한 몰드 조립체에 있어서,
    제1 몰드 반부 및 제2 몰드 반부로서, 상기 제1 몰드 반부는 적어도 제1 몰드 캐비티 및 제1 냉각제 통로를 포함하고, 상기 제2 몰드 반부는 적어도 제2 몰드 캐비티 및 제2 냉각제 통로를 포함하는, 상기 제1 몰드 반부 및 제2 몰드 반부; 및
    상기 제1 및 제2 몰드 반부의 제1 및 제2 냉각제 통로와 유체 연통하는 몰드 온도 제어 시스템
    을 포함하고,
    상기 몰드 온도 제어 시스템은 유체, 상기 유체의 온도를 제어하기 위한 수단, 및 상기 몰드 온도 제어 시스템 및 상기 제1 및 제2 냉각제 통로를 통해 상기 유체를 순환시키기 위한 펌프를 포함하는,
    몰드 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 몰드 캐비티의 제1 표면 및 상기 제2 몰드 캐비티의 제2 표면 상에 주입 및 경화된 밀봉제를 더 포함하는,
    몰드 조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 냉각제 통로의 제3 표면 및 상기 제2 냉각제 통로의 제4 표면 상에 주입 및 경화된 밀봉제를 더 포함하는,
    몰드 조립체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 냉각제 통로는 각각 제1 단면 및 제2 단면을 포함하고, 상기 제1 단면은 상기 제2 단면과 상이한 치수 및 형상을 갖는,
    몰드 조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 밀봉제는 2-부분 고온 에폭시 및 유동성 세라믹 중 하나를 포함하는,
    몰드 조립체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 몰드 캐비티의 제1 표면 및 상기 제2 몰드 캐비티의 제2 표면은 증착된 금속을 포함하는,
    몰드 조립체.
  7. 몰드 조립체를 제조하는 방법에 있어서,
    몰드 조립체의 표면의 제1 CAD(computer aided design) 모델을 생성하는 단계로서, 상기 표면은 몰딩된 제품의 최종 형상을 포함하는, 상기 제1 CAD 모델 생성 단계;
    상기 표면의 제1 CAD 모델에 특징부를 추가하여 상기 몰드 조립체의 제2 CAD 모델을 생성하는 단계;
    상기 제2 CAD 모델을 3차원 프린터에 의해 사용하기 위한 인쇄 경로 파일로 변환하는 단계; 및
    상기 인쇄 경로 파일을 이용하여 상기 제2 CAD 모델의 고형 모델(solid model)을 인쇄하는 단계를 포함하는,
    방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 고형 모델로부터 과잉 재료를 제거하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 CAD 모델을 툴 절단 경로로 변환하고 상기 고형 모델을 기계가공하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 고형 모델의 기계가공된 표면에 밀봉제를 주입하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 CAD 모델의 특징부는 분리면, 냉각제 통로, 배출 핀 홀, 벤트 홀 및 주입 통로 중 적어도 하나를 포함하는,
    방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 고형 모델의 기계가공된 표면에 밀봉제를 주입하는 단계는, 상기 기계가공된 표면 및 상기 냉각제 통로에 상기 밀봉제를 주입하는 단계와, 30초 동안 약 60 PSI 내지 100 PSI로 상기 냉각제 통로를 가압하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 고형 모델의 기계가공된 표면에 밀봉제를 주입하는 단계는, 상기 기계 가공된 표면 및 상기 냉각제 통로에 높은 유동의, 고온의 2-부분 에폭시 및 유동성 세라믹 중 하나를 포함하는 상기 밀봉제를 주입하는 단계와, 30초 동안 약 60 PSI 내지 100 PSI로 상기 냉각제 통로를 가압하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 몰드 조립체의 표면을 전기도금, 연마 및 기계가공하는 단계 중 하나를 더 포함하는,
    방법.
  15. 몰드 조립체를 제조하는 방법에 있어서,
    몰드 조립체의 표면의 제1 CAD 모델을 생성하는 단계로서, 상기 표면은 몰딩된 제품의 최종 형상을 포함하는, 상기 제1 CAD 모델 생성 단계;
    상기 표면의 상기 제1 CAD 모델에 특징부를 추가하여 상기 몰드 조립체의 제2 CAD 모델을 생성하는 단계로서, 상기 특징부는 분리면, 냉각제 통로, 배출 핀 홀, 벤트 홀 및 주입 통로 중 하나를 포함하는, 상기 제2 CAD 모델 생성 단계;
    상기 제2 CAD 모델을 3차원 프린터에 의해 사용하기 위한 인쇄 경로 파일로 변환하는 단계; 및
    상기 인쇄 경로 파일을 이용하여 상기 제2 CAD 모델의 고형 모델을 인쇄하는 단계를 포함하는,
    방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 고형 모델로부터 과잉 재료를 제거하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2 CAD 모델을 툴 절단 경로로 변환하고 상기 고형 모델을 기계가공하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 고형 모델의 기계가공된 표면에 밀봉제를 주입하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 고형 모델의 기계가공된 표면에 밀봉제를 주입하는 단계는, 상기 기계 가공된 표면 및 상기 냉각제 통로에 높은 유동의, 고온의 2-부분 에폭시 및 유동성 세라믹 중 하나를 포함하는 상기 밀봉제를 주입하는 단계와, 30초 동안 약 60 PSI 내지 100 PSI로 상기 냉각제 통로를 가압하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 몰드 조립체의 표면을 전기도금, 연마 및 기계가공하는 단계 중 하나를 더 포함하는,
    방법.
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