KR20210028867A - Method for manufacturing mold using 3d printer - Google Patents

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Abstract

A method for manufacturing a mold by using a 3D printer comprises the steps of: forming a first mold body with a metal material having a first hardness and melting at a first temperature; applying a first metal powder melting at the first temperature in a specified shape and at a specified thickness by using a 3D printer, emitting a laser beam at the first metal powder to melt the same to form a first metal film, and repeatedly stacking the first metal film to form a second mold body having a specified thickness and a specified shape in the 3D printer; heat-treating the second mold body to increase the hardness of the second mold body to the first hardness; applying a second metal powder, melting at a second temperature lower than the first temperature, to a part of the second mold body in a specified shape and at a specified thickness by using the 3D printer, emitting a laser beam at the second metal powder to melt the same to form a second metal film, and repeatedly forming the second metal film on the second mold body to form a connection metal member having a specified thickness and a specified shape and having a second hardness lower than the first hardness in the 3D printer; disposing the connection metal member formed on the second mold body at a designated position of the first mold body; and heating the connection metal member to a temperature above the second temperature and below the first temperature in a heating furnace to melt the connection metal member to connect the first mold body and the second mold body to each other by the connection metal member. Therefore, the method can produce a metal mold suitable for extruding aluminum by using the 3D printer.

Description

3D 프린터를 이용한 금형 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING MOLD USING 3D PRINTER}Mold manufacturing method using 3D printer {METHOD FOR MANUFACTURING MOLD USING 3D PRINTER}

본 발명은 3D 프린터를 이용한 금형 제조 방법에 관한 것으로, 특히 3D 프린터를 이용하여 알루미늄 압출 금형을 제조할 수 있는 3D 프린터를 이용한 금형 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a mold using a 3D printer, and more particularly, to a method for manufacturing a mold using a 3D printer capable of manufacturing an aluminum extrusion mold using a 3D printer.

최근 들어 3D 프린터의 기술 개발이 급속히 증가 되면서 3D 프린터를 이용한 다양한 제품이 활발하게 개발되고 있다.Recently, as the technology development of 3D printers has increased rapidly, various products using 3D printers are being actively developed.

일반적으로 알루미늄 압출 공정에 사용되는 금형을 제작하기 위해서는 블럭 형상을 갖는 금형 소재를 준비한 후 금형 소재를 선반 가공을 통해 표면의 녹 등을 제거한다.In general, in order to manufacture a mold used in an aluminum extrusion process, a mold material having a block shape is prepared, and then rust on the surface of the mold material is removed through lathe processing.

선반 가공된 금형 소재는 다시 선반 가공을 통해 대략적인 금형 형상으로 가공되고, 이어서 NC 머신 등을 이용하여 금형을 정밀 가공하고, NC 머신으로 다시 정밀 가공하여 최종적으로 금형을 완성한다.The lathe-processed mold material is again processed into an approximate mold shape through lathe processing, then the mold is precisely processed using an NC machine, etc., and the mold is finally completed by precision processing again with an NC machine.

이와 같이 복잡한 과정을 통해 제작된 금형을 이용하여 고온으로 가열된 알루미늄 압출 공정이 수행된다.An aluminum extrusion process heated to a high temperature is performed using a mold manufactured through such a complicated process.

그러나, 알루미늄 압출 공정에서는 금형에 큰 압력이 인가되기 때문에 알루미늄 압출 공정을 수행하는 도중 금형의 일부가 파손되거나 금형 전체가 빈번하게 손상된다.However, in the aluminum extrusion process, since a large pressure is applied to the mold, a part of the mold or the entire mold is frequently damaged during the aluminum extrusion process.

이와 같이 금형의 적어도 일부가 파손될 경우 금형의 수리가 어렵기 때문에 일반적으로 금형을 교체하고 이로 인해 제품 생산이 지연되고 정밀하게 가공된 금형 교체에 따른 비용이 추가적으로 발생되는 등 다양한 문제점이 발생되고 있다.When at least a part of the mold is damaged as described above, since it is difficult to repair the mold, various problems have arisen, such as replacing the mold in general, delaying product production, and additionally incurring the cost of replacing the precisely processed mold.

최근에는 3D 프린터를 이용한 금형 코어를 제작하는 기술이 개발되고 있으며, 등록특허 제1784371호, 3D 프린터를 이용한 금형 코어 제작 방법, (등록일 : 2017년 09월 27일)에는 3D 프린터를 이용한 금형을 제조하는 기술이 개발된 바 있다.Recently, a technology for manufacturing a mold core using a 3D printer has been developed, and Patent No. 1784371, a method for manufacturing a mold core using a 3D printer, (Registration date: September 27, 2017), a mold using a 3D printer. Technology has been developed.

그러나 상기 3D 프린터를 이용한 금형 코어 제작 방법은 합성수지 소재를 이용하여 금형을 제작하기 때문에 알루미늄 등과 같은 금속을 압출하는데 사용하기 매우 어렵고, 3D 프린터를 이용한 금형 코어 제작 방법은 여전히 부분적으로 금형이 손상되었을 때 단 시간 내에 손상된 금형을 수리하기 어려운 문제점을 갖는다.However, the method of manufacturing the mold core using the 3D printer is very difficult to use to extrude metals such as aluminum because the mold is manufactured using a synthetic resin material, and the method of manufacturing the mold core using a 3D printer is still partially damaged when the mold is partially damaged. It has a problem that it is difficult to repair a damaged mold within a short time.

등록특허 제1784371호, 3D 프린터를 이용한 금형 코어 제작 방법, (등록일 : 2017년 09월 27일)Registered Patent No. 1784371, Mold Core Manufacturing Method Using 3D Printer, (Registration Date: September 27, 2017)

본 발명은 3D 프린터를 이용하여 알루미늄을 압출하기에 적합한 금속 금형을 제작할 수 있고, 3D 프린터를 이용하여 제작된 금형의 일부가 파손되었을 때 신속하게 금형을 수리할 수 있는 3D 프린터를 이용한 금형 제조 방법을 제공한다.The present invention can produce a metal mold suitable for extruding aluminum using a 3D printer, and a mold manufacturing method using a 3D printer that can quickly repair the mold when a part of the mold made using a 3D printer is damaged Provides.

일실시예로서, 3D 프린터를 이용한 금형 제조 방법은 제1 경도를 갖고 제1 온도에서 용융되는 금속 소재로 제1 금형 몸체를 형성하는 단계; 3D 프린터를 이용하여 상기 제1 온도에서 용융되는 제1 금속분말을 지정된 형상 및 두께로 도포한 후 레이저빔을 주사하여 용융시켜 제1 금속막을 형성하고, 상기 제1 금속막을 반복하여 적층 형성하여 지정된 두께 및 지정된 형상을 갖는 제2 금형 몸체를 3D 프린터 내에서 형성하는 단계; 상기 제2 금형 몸체를 열처리하여 상기 제2 금형 몸체의 경도를 상기 제1 경도로 증가시키는 단계; 3D 프린터를 이용하여 상기 제2 금형 몸체의 일부에 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도에서 용융되는 제2 금속분말을 지정된 형상 및 두께로 도포한 후 레이저 빔을 주사하여 용융시켜 제2 금속막을 형성하고, 상기 제2 금속막을 상기 제2 금형 몸체에 반복하여 형성하여 지정된 두께 및 지정된 형상을 갖고 상기 제1 경도보다 낮은 제2 경도를 갖는 연결 금속 부재를 3D 프린터 내에서 형성하는 단계; 상기 제2 금형 몸체에 형성된 상기 연결 금속 부재를 상기 제1 금형 몸체의 지정된 위치에 배치하는 단계; 및 상기 연결 금속 부재를 가열로에서 상기 제2 온도 이상 상기 제1 온도 이하로 가열하여 상기 연결 금속 부재를 용융시켜 상기 연결 금속 부재를 매개로 상기 제1 금형 몸체 및 상기 제2 금형 몸체를 상호 연결하는 단계를 포함한다.As an embodiment, a method for manufacturing a mold using a 3D printer includes forming a first mold body from a metal material that has a first hardness and is melted at a first temperature; After applying the first metal powder melted at the first temperature to a specified shape and thickness using a 3D printer, a laser beam is scanned to melt it to form a first metal film, and the first metal film is repeatedly laminated to form a designated Forming a second mold body having a thickness and a designated shape in the 3D printer; Heat-treating the second mold body to increase the hardness of the second mold body to the first hardness; Using a 3D printer, a second metal powder that melts at a second temperature lower than the first temperature is applied to a part of the second mold body in a specified shape and thickness, and then melted by scanning a laser beam to form a second metal film. And forming the second metal film on the second mold body repeatedly to form a connecting metal member having a designated thickness and a designated shape and having a second hardness lower than the first hardness in the 3D printer; Disposing the connection metal member formed on the second mold body at a designated position on the first mold body; And heating the connection metal member to the second temperature or more and below the first temperature in a heating furnace to melt the connection metal member to interconnect the first mold body and the second mold body through the connection metal member. It includes the step of.

상기 제1 금형 몸체 및 상기 제2 금형 몸체를 상호 연결하는 단계 이전에, 상기 연결 금속 부재와 연결되는 상기 제1 금형 몸체의 표면에는 상기 연결 금속 부재와의 부착력을 증가시키기 위해 요철을 형성되는 단계를 더 포함한다.Prior to the step of interconnecting the first mold body and the second mold body, forming irregularities on the surface of the first mold body connected to the connection metal member to increase adhesion to the connection metal member It further includes.

상기 제1 및 제2 금형 몸체를 상호 연결하는 단계 이후, 상기 제2 금형 몸체의 표면에는 상기 제1 경도보다 높은 제2 경도를 갖는 초경 피막을 형성하는 단계를 더 포함한다.After the step of interconnecting the first and second mold bodies, forming a carbide film having a second hardness higher than the first hardness on the surface of the second mold body.

상기 제1 및 제2 금형 몸체를 상호 연결하는 단계 및 상기 제2 금형 몸체의 표면에는 상기 제1 경도보다 높은 제2 경도를 갖는 초경 피막을 형성하는 단계 사이에는, 상기 연결 금속 부재 중 상기 제1 금형 몸체 및 상기 제2 금형 몸체의 외부로 돌출된 상기 연결 금속 부재를 제거하는 단계를 더 포함한다.Between the step of interconnecting the first and second mold bodies and forming a carbide film having a second hardness higher than the first hardness on the surface of the second mold body, the first among the connecting metal members And removing the connecting metal member protruding to the outside of the mold body and the second mold body.

상기 제1 온도 및 상기 제2 온도는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 온도 이상이다.The first temperature and the second temperature are equal to or higher than the melting temperature of aluminum or aluminum alloy.

본 발명에 따른 3D 프린터를 이용한 금형 제조 방법은 3D 프린터를 이용하여 알루미늄을 압출하기에 적합한 금속 금형을 제작할 수 있고, 3D 프린터를 이용하여 제작된 금형의 일부가 파손되었을 때 신속하게 금형을 수리할 수 있다.The mold manufacturing method using a 3D printer according to the present invention can produce a metal mold suitable for extruding aluminum using a 3D printer, and when a part of the mold made using a 3D printer is damaged, the mold can be quickly repaired. I can.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3D 프린터를 이용한 금형 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 알루미늄 압출 금형의 제1 금형 몸체를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에서 제2 금형 몸체를 3D 프린터 내에서 형성하는 과정을 도시한 단면도이다.
도 4는 열처리 챔버를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 제2 금형 몸체에 연결 금속 부재가 형성되는 것을 도시한 단면도이다.
도 6은 제1 금형 몸체에 제2 금형 몸체를 연결하는 과정을 도시한 단면도이다.
도 7은 연결 금속 부재를 이용하여 제1 및 제2 금형 몸체를 상호 결합하는 것을 도시한 단면도이다.
도 8은 제2 금형 몸체의 표면에 초경 피막을 형성하는 과정을 도시한 단면도이다.1 is a flow chart showing a method of manufacturing a mold using a 3D printer according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a first mold body of an aluminum extrusion mold.
3 is a cross-sectional view showing a process of forming a second mold body in a 3D printer in an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view showing a heat treatment chamber.
5 is a cross-sectional view showing that a connection metal member is formed in a second mold body according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view illustrating a process of connecting a second mold body to a first mold body.
7 is a cross-sectional view illustrating the connection of the first and second mold bodies to each other using a connection metal member.
8 is a cross-sectional view illustrating a process of forming a carbide film on the surface of a second mold body.

이하 설명되는 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다.The present invention described below may apply various transformations and may have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance.

또한 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 구분하여 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In addition, terms such as first and second may be used to classify and describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.

또한, 본 출원에서 적어도 2개의 상이한 실시예들이 각각 기재되어 있을 경우, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 별다른 기재가 없더라도 각 실시예들은 구성요소의 전부 또는 일부를 상호 병합 및 혼용하여 사용할 수 있다.In addition, when at least two different embodiments are respectively described in the present application, all or part of the components may be merged and mixed with each other, even if there is no specific description within the scope of the present invention. have.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3D 프린터를 이용한 금형 제조 방법을 도시한 순서도이다. 도 2는 알루미늄 압출 금형의 제1 금형 몸체를 도시한 단면도이다.1 is a flow chart showing a method of manufacturing a mold using a 3D printer according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view showing a first mold body of an aluminum extrusion mold.

도 1 및 도 2를 참조하면, 3D 프린터를 이용한 금형 제조 방법에 의하여 알루미늄 압출에 적합한 금형을 제조하기 위해서는 먼저 제1 경도를 갖고 제1 온도에서 용융되는 금속 소재로 제1 금형 몸체(100)를 형성한다. (단계 S100)1 and 2, in order to manufacture a mold suitable for aluminum extrusion by a mold manufacturing method using a 3D printer, the first mold body 100 is first made of a metal material having a first hardness and melting at a first temperature. To form. (Step S100)

이때, 제1 금형 몸체(100)는 탄소강 또는 초경합금 등으로 형성된 금속을 선반 가공 및 NC 선반 가공 등으로 가공하여 제작될 수 있다.At this time, the first mold body 100 may be manufactured by processing a metal formed of carbon steel or cemented carbide through lathe processing and NC lathe processing.

제1 금형 몸체(100)의 제1 경도는 알루미늄 압출 공정에 사용되는 소재인 알루미늄, 알루미늄 합금의 경도보다 높은 경도로 형성된다.The first hardness of the first mold body 100 is formed to be higher than that of aluminum or aluminum alloy, which is a material used in an aluminum extrusion process.

또한 제1 금형 몸체(100)의 제1 온도는 알루미늄 압출 공정에 사용되는 소재인 알루미늄, 알루미늄 합금의 용융 온도보다 높은 온도이다.In addition, the first temperature of the first mold body 100 is higher than the melting temperature of aluminum or aluminum alloy, which is a material used in the aluminum extrusion process.

도 3은 본 발명의 일실시예에서 제2 금형 몸체를 3D 프린터 내에서 형성하는 과정을 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a process of forming a second mold body in a 3D printer in an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 3을 참조하면, 제1 금형 몸체(100)가 형성된 후 제2 금형 몸체(200)가 형성되는데, 반드시 제1 금형 몸체(100)를 형성한 후 제2 금형 몸체를 형성할 필요는 없으며, 제2 금형 몸체를 제작한 후 제1 금형 몸체(100)를 형성하여도 무방하다.1 and 3, the second mold body 200 is formed after the first mold body 100 is formed, and it is necessary to form the second mold body after the first mold body 100 is formed. There is no, and it is okay to form the first mold body 100 after manufacturing the second mold body.

제2 금형 몸체(200)는 3D 프린터(210)를 통해 제작되는데, 3D 프린터는 금속 소재를 이용하여 제품을 제작하는 메탈 3D 프린터일 수 있다.The second mold body 200 is manufactured by the 3D printer 210, and the 3D printer may be a metal 3D printer that manufactures a product using a metal material.

제2 금형 몸체(200)를 형성하기 위해서는 제1 금형 몸체의 용융 온도와 동일하게 제1 온도에서 용융되는 제1 금속 분말을 스프레더(220) 등을 통해 지지판(240)에 지정된 형상 및 지정된 두께로 도포한다.In order to form the second mold body 200, the first metal powder melted at the first temperature equal to the melting temperature of the first mold body is applied to the support plate 240 through a spreader 220 or the like to a specified shape and a specified thickness. Apply.

이어서, 스프레더(220)의 후방에 위치한 레이저빔 발생 장치(230)가 지정된 형상 및 지정된 두께로 도포된 제1 금속 분말에 주사되고 이로 인해 제1 금속 분말이 용융되면서 제1 금속막이 지지판(240) 상에 형성된다.Subsequently, the laser beam generating device 230 located at the rear of the spreader 220 is scanned into the first metal powder coated with a specified shape and a specified thickness, and thereby the first metal powder is melted, thereby forming the first metal film on the support plate 240. Is formed on the top.

이어서, 제1 금속막을 형성하는 과정이 반복되어 지지판(240) 상에는 지정된 두께 및 지정된 형상을 갖는 입체 형상을 갖는 제2 금형 몸체(200)가 3D 프린터 내에서 형성된다. (단계 S200)Subsequently, the process of forming the first metal film is repeated so that a second mold body 200 having a three-dimensional shape having a designated thickness and a designated shape is formed on the support plate 240 in the 3D printer. (Step S200)

제2 금형 몸체(200)가 3D 프린터 내부에서 제작되면, 제2 금형 몸체(200)는 3D 프린터(210)로부터 배출된다.When the second mold body 200 is manufactured inside the 3D printer, the second mold body 200 is discharged from the 3D printer 210.

도 4는 열처리 챔버를 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing a heat treatment chamber.

도 1 및 도 4를 참조하면, 제2 금형 몸체(200)는 적층 방식으로 형성되었기 때문에 제2 금형 몸체(200)의 경도는 제1 금형 몸체(200)의 제1 경도보다 낮기 때문에 제2 금형 몸체(200)는 열처리 챔버(260)의 내부에서 열처리된다. (단계 S300)1 and 4, since the second mold body 200 is formed in a lamination method, the hardness of the second mold body 200 is lower than the first hardness of the first mold body 200, so that the second mold The body 200 is heat treated in the heat treatment chamber 260. (Step S300)

열처리 챔버(260)의 내부에는 다수개의 히터(270)가 배치되어 열처리 챔버(260)의 내부는 지정된 온도를 유지하며, 이와 같이 가열된 열처리 챔버(260)의 내부에서 제2 금형 몸체(200)가 열처리 됨으로써 제2 금형 몸체(200)의 경도는 제1 금형 몸체(100)와 동일한 제1 경도로 증가 된다.A plurality of heaters 270 are disposed inside the heat treatment chamber 260 so that the inside of the heat treatment chamber 260 maintains a specified temperature, and the second mold body 200 is inside the heat treatment chamber 260 heated in this way. By the heat treatment, the hardness of the second mold body 200 is increased to the same first hardness as the first mold body 100.

제2 금형 몸체(200)의 제작 및 열처리가 종료되면 제2 금형 몸체(200)를 제1 금형 몸체(100)에 접합해야 하는데 제2 금형 몸체(200) 및 제1 금형 몸체(100)는 모두 높은 경도를 갖는 금속 소재로 제작되기 때문에 제2 금형 몸체(200) 및 제1 금형 몸체(100)를 직접 접합하기 어렵다.When the production and heat treatment of the second mold body 200 is finished, the second mold body 200 must be bonded to the first mold body 100, but both the second mold body 200 and the first mold body 100 are Since it is made of a metal material having a high hardness, it is difficult to directly bond the second mold body 200 and the first mold body 100.

특히 제2 금형 몸체(200)는 압출되는 대상과 직접 접촉되기 때문에 부분적인 파손이 빈번하게 발생되는 부분으로 본 발명의 일실시예에서는 제2 금형 몸체(200)의 일부분 또는 전부가 파손되었을 때 제1 금형 몸체(100)를 그대로 둔 상태에서 제2 금형 몸체(200)를 제1 금형 몸체(100)로부터 분리한 후 제2 금형 몸체(200)를 선택적으로 제1 금형 몸체(100)에 결합함으로써 금형의 수리 비용 및 수리 시간을 크게 절감한다.In particular, since the second mold body 200 is in direct contact with the object to be extruded, partial damage occurs frequently. In one embodiment of the present invention, when part or all of the second mold body 200 is damaged, 1 By separating the second mold body 200 from the first mold body 100 while leaving the mold body 100 intact, the second mold body 200 is selectively coupled to the first mold body 100. It greatly reduces the repair cost and repair time of the mold.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 제2 금형 몸체에 연결 금속 부재가 형성되는 것을 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing that a connection metal member is formed in a second mold body according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 5를 참조하면, 제2 금형 몸체(200)가 제작 및 열처리된 후, 제2 금형 몸체(200)는 다시 3D 프린터(210)의 지지판(240) 상에 배치된다.1 and 5, after the second mold body 200 is manufactured and heat treated, the second mold body 200 is again disposed on the support plate 240 of the 3D printer 210.

이어서, 스프레더(220)는 제2 금형 몸체(200)의 일부(또는 상면)에 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도에서 요융되는 제2 금속 분말을 지정된 형상 및 지정된 두께로 도포한다.Subsequently, the spreader 220 applies a second metal powder that is unmelted at a second temperature lower than the first temperature to a part (or upper surface) of the second mold body 200 in a designated shape and a designated thickness.

스프레더(220)가 제2 금속 분말을 막 형태로 도포한 후, 스프레더(220)의 후방에 위치한 레이저빔 발생 장치(230)는 제2 금속 분말을 용융하기에 적합한 세기를 갖는 레이저빔을 제2 금속 분말에 주사하여 제2 금속 분말을 용융시켜 제2 금형 몸체(200)에 제2 금속막을 형성한다.After the spreader 220 applies the second metal powder in the form of a film, the laser beam generator 230 located behind the spreader 220 generates a second laser beam having an intensity suitable for melting the second metal powder. A second metal film is formed on the second mold body 200 by injecting the metal powder to melt the second metal powder.

이어서, 제2 금형 몸체(200)에 제2 금속막을 형성하는 과정을 반복하여 제2 금형 몸체(200)에 지정된 두께 및 형상을 갖는 연결 금속 부재(300)를 형성한다. (단계 S400)Subsequently, the process of forming the second metal film on the second mold body 200 is repeated to form a connection metal member 300 having a specified thickness and shape on the second mold body 200. (Step S400)

이때, 연결 금속 부재(300)는 제2 금형 몸체(200) 및 제1 금형 몸체(100)의 용융 온도 보다 낮은 제2 온도에서 용융된다.At this time, the connection metal member 300 is melted at a second temperature lower than the melting temperature of the second mold body 200 and the first mold body 100.

따라서, 제2 금형 몸체(200)의 일부 또는 전부가 파손되었을 경우, 제1 금형 몸체(100) 및 제2 금형 몸체(200)를 제2 온도보다는 높고 제1 온도보다는 낮은 온도로 가열함으로써 제1 및 제2 금형 몸체(100,200)들은 용융되지 않는 상태에서 연결 금속 부재(300) 만이 용융됨으로써 제1 금형 몸체(100)로부터 제2 금형 몸체(200)를 분리할 수 있다.Therefore, when part or all of the second mold body 200 is damaged, the first mold body 100 and the second mold body 200 are heated to a temperature higher than the second temperature and lower than the first temperature, And the second mold body (100, 200) can be separated from the first mold body (100) by melting only the connection metal member (300) in a state in which they are not melted.

한편, 제1 및 제2 금형 몸체(100,200)를 상호 연결하는 연결 금속 부재(300)는 제1 경도보다 낮은 제2 경도로 형성된다.Meanwhile, the connection metal member 300 interconnecting the first and second mold bodies 100 and 200 is formed with a second hardness lower than the first hardness.

이와 같이 연결 금속 부재(300)를 제1 경도보다 낮은 제2 경도를 갖는 소재로 제작할 경우, 외부에서 강한 충격이 인가되었을 때 연결 금속 부재(300)가 충격을 일부 흡수함으로써 제2 금형 몸체(200) 또는 제1 금형 몸체(100)가 파손되는 것을 방지하는 쿠션 부재로서 역할을 할 수 있어, 제2 금형 몸체(200)의 파손을 방지할 수 있다.In this way, when the connection metal member 300 is made of a material having a second hardness lower than the first hardness, the connection metal member 300 partially absorbs the impact when a strong impact is applied from the outside, so that the second mold body 200 ) Or as a cushion member that prevents the first mold body 100 from being damaged, it is possible to prevent the second mold body 200 from being damaged.

비록 본 발명의 일실시예에서는 제2 금형 몸체(200)에 연결 금속 부재(300)를 형성하는 것이 도시 및 설명되고 있지만 이와 다르게 제1 금형 몸체(100)에 연결 금속 부재(300)를 형성하여도 무방하다.Although in one embodiment of the present invention, the formation of the connection metal member 300 on the second mold body 200 is illustrated and described, differently, by forming the connection metal member 300 on the first mold body 100, It is also okay.

도 6은 제1 금형 몸체에 제2 금형 몸체를 연결하는 과정을 도시한 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating a process of connecting a second mold body to a first mold body.

도 1 및 도 6을 참조하면, 제2 금형 몸체(200)에 연결 금속 부재(300)가 형성된 후, 제2 금형 몸체(200)의 연결 금속 부재(300)는 제1 금형 몸체(100)의 지정된 위치에 배치된다. (단계 S500)1 and 6, after the connection metal member 300 is formed on the second mold body 200, the connection metal member 300 of the second mold body 200 is It is placed in a designated location. (Step S500)

한편, 제2 금형 몸체(200)를 연결 금속 부재(300) 이용하여 제1 금형 몸체(100)에 결합하기 이전에 연결 금속 부재(300) 및 제1 금형 몸체(100)의 부착력(또는 결합력)을 증가시키기 위해 제1 금형 몸체(100)의 표면에는 요철(110)이 형성될 수 있다.On the other hand, before bonding the second mold body 200 to the first mold body 100 using the connection metal member 300, the adhesion (or bonding force) of the connection metal member 300 and the first mold body 100 In order to increase the unevenness 110 may be formed on the surface of the first mold body 100.

본 발명의 일실시에에서는 제1 금형 몸체(100)의 표면에 요철(110)이 형성되는 것이 도시 및 설명되고 있지만, 제2 금형 몸체(200)에 연결 금속 부재(300)를 형성하기 이전에 제2 금형 몸체(200)에도 요철을 형성할 수 있다. 이외에도 제1 금형 몸체(100)의 표면에는 요철(110) 대신 다수개의 홈(recess)을 형성하여도 무방하다.In one embodiment of the present invention, it is shown and described that the unevenness 110 is formed on the surface of the first mold body 100, but before forming the connection metal member 300 on the second mold body 200 Unevenness may also be formed in the second mold body 200. In addition, a plurality of recesses may be formed on the surface of the first mold body 100 instead of the irregularities 110.

도 7은 연결 금속 부재를 이용하여 제1 및 제2 금형 몸체를 상호 결합하는 것을 도시한 단면도이다.7 is a cross-sectional view illustrating the connection of the first and second mold bodies to each other using a connection metal member.

도 1 및 도 7을 참조하면, 제2 금형 몸체(200)에 형성된 연결 금속 부재(300)가 제1 금형 몸체(100)에 배치된 후 이들은 다시 히터(270)에 의하여 가열된 열처리 챔버(260)의 내부에 배치된다.1 and 7, after the connection metal member 300 formed in the second mold body 200 is disposed on the first mold body 100, the heat treatment chamber 260 heated by the heater 270 again. ) Is placed inside.

이때, 열처리 챔버(260)의 온도는 연결 금속 부재(300)가 용융되는 제2 온도보다는 높고 제1 및 제2 금형 몸체(100,200)의 용융 온도인 제1 온도 보다는 낮은 온도로 가열된다.At this time, the temperature of the heat treatment chamber 260 is higher than the second temperature at which the connection metal member 300 is melted and is heated to a temperature lower than the first temperature, which is the melting temperature of the first and second mold bodies 100 and 200.

이와 같이 가열된 열처리 챔버(260)에 배치된 연결 금속 부재(300)는 용융되고, 이로 인해 제1 및 제2 금형 몸체(100,200)는 연결 금속 부재(300)를 매개로 견고하게 결합된다. (단계 S600)The connection metal member 300 disposed in the heated heat treatment chamber 260 is melted, and thus the first and second mold bodies 100 and 200 are firmly coupled through the connection metal member 300. (Step S600)

한편, 연결 금속 부재(300)를 용융하여 제1 및 제2 금형 몸체(100,200)를 각각 결합할 경우, 연결 금속 부재(300)의 일부가 눌려 제1 및 제2 금형 몸체(100,200)의 외측으로 돌출된 돌출부가 형성될 수 있는데, 이와 같이 제1 및 제2 금형 몸체(100,200)로부터 돌출된 돌출부는 제품 불량을 발생시킬 수 있는 바, 이 돌출부는 그라인더 등을 이용하여 제거된다. (단계 S700)On the other hand, when the connection metal member 300 is melted to combine the first and second mold bodies 100 and 200, respectively, a part of the connection metal member 300 is pressed to the outside of the first and second mold bodies 100 and 200. Protruding protrusions may be formed, and the protrusions protruding from the first and second mold bodies 100 and 200 may cause product defects, and these protrusions are removed using a grinder or the like. (Step S700)

도 8은 제2 금형 몸체의 표면에 초경 피막을 형성하는 과정을 도시한 단면도이다.8 is a cross-sectional view illustrating a process of forming a carbide film on the surface of a second mold body.

도 8을 참조하면, 제1 경도로 경도가 증가된 제2 금형 몸체(200)는 알루미늄 압출 공정에 적합하지만 반복하여 알루미늄 압출 공정을 수행할 경우 제2 금형 몸체(200)에 파손이 발생될 수 있는 바, 이와 같은 제2 금형 몸체(200)의 파손을 방지하기 위하여 제1 및 제2 금형 몸체(100,200)가 결합되는 단계 이후, 제2 금형 몸체(200)의 표면에는 제1 경도보다 높은 제2 경도를 갖는 초경 피막(400)을 형성하여 알루미늄 압출 금형(500)이 제작된다. (단계 S800)Referring to FIG. 8, the second mold body 200 whose hardness is increased to the first hardness is suitable for the aluminum extrusion process, but if the aluminum extrusion process is repeatedly performed, damage may occur to the second mold body 200. Bar, in order to prevent such damage to the second mold body 200, after the step of combining the first and second mold bodies 100 and 200, the surface of the second mold body 200 has a hardness higher than the first hardness. 2 An aluminum extrusion mold 500 is manufactured by forming a carbide film 400 having hardness. (Step S800)

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 3D 프린터를 이용하여 알루미늄을 압출하기에 적합한 금속 금형을 제작할 수 있고, 3D 프린터를 이용하여 제작된 금형의 일부가 파손되었을 때 신속하게 금형을 수리할 수 있다.As described in detail above, a metal mold suitable for extruding aluminum can be manufactured using a 3D printer, and when a part of the mold manufactured using a 3D printer is damaged, the mold can be repaired quickly.

한편, 본 도면에 개시된 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments disclosed in the drawings are merely presented specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It is obvious to those of ordinary skill in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention may be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.

Claims (5)

제1 경도를 갖고 제1 온도에서 용융되는 금속 소재로 제1 금형 몸체를 형성하는 단계;
3D 프린터를 이용하여 상기 제1 온도에서 용융되는 제1 금속분말을 지정된 형상 및 두께로 도포한 후 레이저빔을 주사하여 용융시켜 제1 금속막을 형성하고, 상기 제1 금속막을 반복하여 적층 형성하여 지정된 두께 및 지정된 형상을 갖는 제2 금형 몸체를 3D 프린터 내에서 형성하는 단계;
상기 제2 금형 몸체를 열처리하여 상기 제2 금형 몸체의 경도를 상기 제1 경도로 증가시키는 단계;
3D 프린터를 이용하여 상기 제2 금형 몸체의 일부에 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도에서 용융되는 제2 금속분말을 지정된 형상 및 두께로 도포한 후 레이저 빔을 주사하여 용융시켜 제2 금속막을 형성하고, 상기 제2 금속막을 상기 제2 금형 몸체에 반복하여 형성하여 지정된 두께 및 지정된 형상을 갖고 상기 제1 경도보다 낮은 제2 경도를 갖는 연결 금속 부재를 3D 프린터 내에서 형성하는 단계;
상기 제2 금형 몸체에 형성된 상기 연결 금속 부재를 상기 제1 금형 몸체의 지정된 위치에 배치하는 단계; 및
상기 연결 금속 부재를 가열로에서 상기 제2 온도 이상 상기 제1 온도 이하로 가열하여 상기 연결 금속 부재를 용융시켜 상기 연결 금속 부재를 매개로 상기 제1 금형 몸체 및 상기 제2 금형 몸체를 상호 연결하는 단계를 포함하는 3D 프린터를 이용한 금형 제조 방법.Forming a first mold body from a metal material having a first hardness and melting at a first temperature;
After applying the first metal powder melted at the first temperature to a specified shape and thickness using a 3D printer, a laser beam is scanned and melted to form a first metal film, and the first metal film is repeatedly stacked and formed to be designated. Forming a second mold body having a thickness and a designated shape in the 3D printer;
Heat-treating the second mold body to increase the hardness of the second mold body to the first hardness;
Using a 3D printer, a second metal powder that melts at a second temperature lower than the first temperature is applied to a part of the second mold body in a specified shape and thickness, and then melted by scanning a laser beam to form a second metal film. And forming the second metal film on the second mold body repeatedly to form a connecting metal member having a designated thickness and a designated shape and having a second hardness lower than the first hardness in the 3D printer;
Disposing the connection metal member formed on the second mold body at a designated position on the first mold body; And
Heating the connection metal member to the second temperature or more and below the first temperature in a heating furnace to melt the connection metal member to interconnect the first mold body and the second mold body through the connection metal member. Mold manufacturing method using a 3D printer comprising the step. 제1항에 있어서,
상기 제1 금형 몸체 및 상기 제2 금형 몸체를 상호 연결하는 단계 이전에,
상기 연결 금속 부재와 연결되는 상기 제1 금형 몸체의 표면에는 상기 연결 금속 부재와의 부착력을 증가시키기 위해 요철을 형성되는 단계를 더 포함하는 3D 프린터를 이용한 금형 제조 방법.The method of claim 1,
Before the step of interconnecting the first mold body and the second mold body,
The method of manufacturing a mold using a 3D printer, further comprising forming irregularities on the surface of the first mold body connected to the connection metal member to increase adhesion to the connection metal member. 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 금형 몸체를 상호 연결하는 단계 이후,
상기 제2 금형 몸체의 표면에는 상기 제1 경도보다 높은 제2 경도를 갖는 초경 피막을 형성하는 단계를 더 포함하는 3D 프린터를 이용한 금형 제조 방법.The method of claim 1,
After the step of interconnecting the first and second mold bodies,
A method of manufacturing a mold using a 3D printer, further comprising forming a carbide film having a second hardness higher than the first hardness on the surface of the second mold body. 제3항에 있어서,
상기 제1 및 제2 금형 몸체를 상호 연결하는 단계 및 상기 제2 금형 몸체의 표면에는 상기 제1 경도보다 높은 제2 경도를 갖는 초경 피막을 형성하는 단계 사이에는,
상기 연결 금속 부재 중 상기 제1 금형 몸체 및 상기 제2 금형 몸체의 외부로 돌출된 상기 연결 금속 부재를 제거하는 단계를 더 포함하는 3D 프린터를 이용한 금형 제조 방법.The method of claim 3,
Between the step of interconnecting the first and second mold bodies and forming a carbide film having a second hardness higher than the first hardness on the surface of the second mold body,
The method of manufacturing a mold using a 3D printer, further comprising removing the connection metal member protruding from the first mold body and the second mold body from among the connection metal members. 제1항에 있어서,
상기 제1 온도 및 상기 제2 온도는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융 온도 이상인 3D 프린터를 이용한 금형 제조 방법.The method of claim 1,
A method of manufacturing a mold using a 3D printer in which the first temperature and the second temperature are higher than or equal to the melting temperature of aluminum or aluminum alloy.
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