KR20220029988A - Cold isostatic pressing apparatus capable of decompression control and cold isostatic pressing methode using the same - Google Patents

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KR20220029988A
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Abstract

In accordance with the present invention, a cold isostatic pressing molding apparatus includes: a pressure container filled with a pressure medium; a molding frame charged with material powder and then sealed to be inserted into the pressure container, while having flexibility so as to be transformable by pressure from a pressure medium supplied into the pressure container; a withdrawal line for withdrawing the pressure medium from the inside of the pressure container; a main opening/closing valve for opening and closing the withdrawal line; primary, secondary, tertiary and quaternary discharge lines branched from the withdrawal line; secondary, tertiary and quaternary opening/closing valves for opening and closing the secondary, tertiary and quaternary discharge lines respectively; and a supply tank storing the pressure medium discharged from the primary, secondary, tertiary and quaternary discharge lines. Therefore, the present invention is capable of preventing a product from being damaged by the contraction of the molding frame.

Description

감압제어가 가능한 냉간 등방압 성형장치 및 이를 이용한 냉간 등방압 성형방법{Cold isostatic pressing apparatus capable of decompression control and cold isostatic pressing methode using the same}Cold isostatic pressing apparatus capable of decompression control and cold isostatic pressing methode using the same

본 발명은 원료분말을 성형틀에 넣은 후 고압의 압력매체로 성형틀을 가압함으로써 제품을 성형하는 냉간 등방압 성형장치 및 이를 이용한 냉간 등방압 성형방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 성형틀을 가압하던 압력매체를 인출시키는 감압과정에서 압력매체의 감압이 일정한 비율로 이루어지도록 함으로써 성형틀 수축에 따른 제품의 손상을 방지할 수 있는 냉간 등방압 성형장치 및 이를 이용한 냉간 등방압 성형방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cold isostatic pressure forming apparatus for forming a product by putting a raw material powder into a forming die and then pressing the forming die with a high pressure medium, and a cold isostatic forming method using the same, and more particularly, to a cold isostatic forming method using the same. It relates to a cold isostatic pressure forming apparatus capable of preventing damage to a product due to shrinkage of a forming die by allowing the pressure medium to be decompressed at a constant rate in the depressurization process of drawing out a pressure medium, and a cold isostatic pressure forming method using the same.

냉간 등방압 성형장치는 주로 분말 상태인 세라믹이나 금속 등의 원료분말을 성형틀 내부에 장입한 후, 고압의 압력매체를 이용하여 상온에서 상기 성형틀에 압력을 가함으로써 상기 원료분말을 치밀한 구조의 성형체로 제조하도록 구성된다. 이때 상기 성형틀을 가압하는 압력매체는 물 또는 오일 등으로 사용되며, 1000bar 이상의 압력을 가하여 이론 밀도의 60~90%까지 얻을 수 있다.The cold isostatic pressure forming apparatus mainly charges the raw material powder, such as ceramic or metal, in a powder state, into the forming die, and then applies pressure to the forming die at room temperature using a high-pressure pressure medium to form a dense structure of the raw material powder. It is configured to produce a molded body. At this time, the pressure medium for pressing the molding die is water or oil, etc., and by applying a pressure of 1000 bar or more, up to 60 to 90% of the theoretical density can be obtained.

제작자는 분말상태의 원료를 고무와 같은 신축성이 좋은 재질로 이루어진 성형틀에 넣고 가압한 후 일정 시간 유지한 뒤 가압을 해제하고 제품을 성형틀에서 꺼내는 공정을 통해 치밀한 구조의 성형체을 얻을 수 있게 된다. The producer puts powdered raw materials into a mold made of a flexible material such as rubber, pressurizes it, holds it for a certain period of time, releases the pressurization, and takes the product out of the mold to obtain a compact structure.

세라믹 또는 금속 분말의 경우 낮은 압력을 가하고 있을 때는 일정한 형상을 유지하고 있지만, 압력을 해제하면 일정한 형상을 유지하기 힘들기 때문에 원료 배합 단계에서 바인더와 같은 유기물을 첨가하여 성형성을 높여주기도 한다. 그러나 유기물이 포함된 분말로 성형하여 소결하게 되면 제품 특성에 따라 불량 발생 및 제품의 질이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. In the case of ceramic or metal powder, although a constant shape is maintained when a low pressure is applied, it is difficult to maintain a constant shape when the pressure is released. However, if it is molded into a powder containing organic matter and sintered, defects may occur and product quality may deteriorate depending on product characteristics.

따라서 근래 들어서는 유기물이 첨가되지 않은 분말을 고무와 같이 신축성이 좋은 재질로 이루어진 성형틀에 넣고 냉간 등방압 성형장치를 이용하여 초고압(1000bar 이상)으로 가압하는 방법이 제안된 바 있다. 이와 같은 방식으로 원료분말을 가압하여 성형하면 유기물이 첨가되지 아니한 원료분말로도 제품을 성형할 수 있다는 장점이 있지만, 성형틀을 가압하던 압력매체의 압력을 낮추는 과정에서 제품의 모서리 부분이 떨어지거나 크랙이 발생하는 현상이 발생된다.Therefore, in recent years, there has been proposed a method of putting a powder to which organic matter is not added into a mold made of a material with good elasticity, such as rubber, and pressurizing it with an ultra-high pressure (1000 bar or more) using a cold isostatic pressure molding device. If the raw material powder is pressed and molded in this way, there is an advantage that the product can be molded even with the raw material powder to which organic substances are not added. A cracking phenomenon occurs.

크랙이 발생하는 원인으로 성형 시 압축되었던 성형틀이 감압 시 성형체를 잡아당기는 현상에 의해 발생된다. 이는 성형틀의 부분적인 경도의 차, 두께의 차 또는 분말 충진 시 불규칙 충진에 의해 발생할 수 있다. 성형틀을 가압하면 직경 방향뿐만 아니라 길이 방향에서도 수축이 일어나고 감압 과정에서 직경 방향의 복원보다도 길이 방향의 복원이 빨라서 성형틀이 성형체를 길이 방향으로 잡아당기는 결과로 이어져 성형체의 길이 방향으로 절단이나 크랙이 발생되기 쉽다. 성형 후 육안으로 확인되는 크랙이 발생되지 않더라도 성형틀에 의해 길이 방향으로 잡아당기는 힘으로 성형체 내부에 응력이 발생해 소결 시 크랙이 발생될 수 있다. Cracks are caused by the phenomenon that the mold that was compressed during molding pulls the molded body when the pressure is reduced. This may be caused by a difference in partial hardness of the mold, a difference in thickness, or irregular filling during powder filling. When the mold is pressed, contraction occurs not only in the radial direction but also in the longitudinal direction, and in the process of decompression, the restoration in the longitudinal direction is faster than the restoration in the radial direction. This is likely to occur. Even if cracks that can be seen with the naked eye do not occur after molding, stress may be generated inside the molded body due to the force pulling it in the longitudinal direction by the mold, and cracks may occur during sintering.

또한, 압력용기 내부의 압력매체가 하나의 유로를 통해 충수탱크로 배출되도록 구성되면, 압력매체 배출유로가 개방되는 시점에는 압력용기 내부의 압력 감소가 급격하게 이루어지지만, 압력매체가 어느 정도 배출된 이후에는 압력용기 내부의 압력 감소가 완만해지게 된다. 즉, 압력용기 내부의 감압 그래프는 지수함수 형태로 곡선을 띄게 되는바, 감압이 급격하게 일어나는 구간에서 성형체와 성형틀 간의 팽창 속도의 차이에 의해 성형체에 크랙이 발생하거나 성형체 내부에 응력이 발생하는 문제가 발생된다. 이러한 현상은 성형체의 두께 및 크기가 증가할수록 더욱 심하게 나타난다. In addition, if the pressure medium inside the pressure vessel is configured to be discharged to the filling tank through one flow path, the pressure inside the pressure vessel is rapidly reduced when the pressure medium discharge flow path is opened, but the pressure medium is discharged to some extent. After that, the pressure drop inside the pressure vessel becomes gradual. That is, the decompression graph inside the pressure vessel has a curve in the form of an exponential function. In the section where the pressure is rapidly reduced, cracks occur in the molded body or stress is generated inside the molded body due to the difference in the expansion rate between the molded body and the mold. A problem arises. This phenomenon appears more severe as the thickness and size of the molded body increase.

이에 따라 압력용기 내부의 감압 그래프가 지수함수 형태가 아닌 일차함수 형태로 나타날 수 있도록 즉, 압력용기 내부의 압력이 일정한 비율로 감압됨이 바람직한데, 현재까지는 압력용기 내부의 감압비율이 일정하게 유지되는 냉간 등방압 성형장치가 개발되고 있지 아니하는 실정이다.Accordingly, it is desirable that the pressure inside the pressure vessel is reduced at a constant rate so that the pressure reduction graph inside the pressure vessel can appear in the form of a linear function rather than in the form of an exponential function. A cold isostatic pressure forming apparatus has not been developed.

KR 10-1857336 B1KR 10-1857336 B1

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 성형틀을 가압하던 압력매체를 인출시키는 감압과정에서 압력매체의 감압이 일정한 비율로 이루어지도록 함으로써 성형틀 수축에 따른 제품의 손상을 방지할 수 있는 냉간 등방압 성형장치 및 이를 이용한 냉간 등방압 성형방법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and it is possible to prevent damage to the product due to the shrinkage of the molding die by making the pressure medium decompression at a constant rate during the decompression process of drawing out the pressure medium that was pressing the molding die. An object of the present invention is to provide a cold isostatic pressure forming apparatus and a cold isostatic pressure forming method using the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 냉간 등방압 성형장치는, 내부에 압력매체가 채워지는 압력용기; 내부에 원료분말이 장입된 후 밀폐되어 상기 압력용기의 내부에 인입되되, 상기 압력용기기 내측으로 공급되는 압력매체의 압력에 의해 변형 가능하도록 연성을 가지는 성형틀; 상기 압력용기 내부의 압력매체를 인출시키기 위한 인출라인; 상기 인출라인을 개폐시키는 메인 개폐밸브; 상기 인출라인으로부터 분기되는 1차 배출라인과 2차 배출라인과 3차 배출라인과 4차 배출라인; 상기 2차 배출라인과 3차 배출라인과 4차 배출라인을 각각 개폐시키는 2차 개폐밸브와 3차 개폐밸브와 4차 개폐밸브; 상기 1차 배출라인과 2차 배출라인과 3차 배출라인과 4차 배출라인으로부터 배출된 압력매체가 저장되는 충수탱크;를 포함하여 구성된다.A cold isostatic pressure forming apparatus according to the present invention for achieving the above object includes a pressure vessel filled with a pressure medium therein; a molding die having a ductility to be deformable by the pressure of the pressure medium supplied to the inside of the pressure vessel, which is sealed after the raw material powder is charged therein and is introduced into the pressure vessel; a withdrawal line for drawing out the pressure medium inside the pressure vessel; a main opening/closing valve for opening and closing the withdrawal line; a first discharge line, a second discharge line, a third discharge line, and a fourth discharge line branched from the withdrawal line; a second on/off valve, a third on/off valve, and a fourth on/off valve for opening and closing the second discharge line, the third discharge line, and the fourth discharge line, respectively; and a filling tank in which the pressure medium discharged from the first discharge line, the second discharge line, the third discharge line, and the fourth discharge line is stored.

상기 1차 배출라인과 2차 배출라인과 3차 배출라인과 4차 배출라인으로부터 배출되는 압력매체를 모아 충수탱크로 전달하는 통합라인을 더 포함하되, 상기 통합라인의 내부유로 단면적은, 상기 1차 배출라인의 단면적과 상기 2차 배출라인의 단면적과 상기 3차 배출라인의 단면적과 상기 4차 배출라인의 단면적을 합한 크기 이상으로 형성된다.Further comprising an integrated line that collects the pressure medium discharged from the first discharge line, the second discharge line, the third discharge line, and the fourth discharge line and delivers it to the filling tank, wherein the cross-sectional area of the internal flow path of the integrated line is 1 The cross-sectional area of the primary discharge line, the cross-sectional area of the secondary discharge line, the cross-sectional area of the tertiary discharge line, and the cross-sectional area of the fourth discharge line are formed to be greater than or equal to the sum.

1차 배출라인과 2차 배출라인과 3차 배출라인과 4차 배출라인 각각에는, 내부유로 단면적을 증감시키는 1차 유량제어밸브와 2차 유량제어밸브와 3차 유량제어밸브와 4차 유량제어밸브가 설치된다.In each of the 1st discharge line, the 2nd discharge line, the 3rd discharge line, and the 4th discharge line, the 1st flow control valve, 2nd flow control valve, 3rd flow control valve, and 4th flow control valve for increasing or decreasing the cross-sectional area of the internal flow path. The valve is installed.

상기 인출라인 중 상기 메인 개폐밸브가 장착된 지점의 전단과 상기 1차 배출라인을 연결하는 비상배출라인과, 상기 비상배출라인을 개폐시키는 비상배출밸브를 더 포함한다.It further includes an emergency discharge line connecting the front end of the point where the main opening/closing valve is mounted and the primary discharge line among the withdrawal lines, and an emergency discharge valve opening and closing the emergency discharge line.

상기 압력용기의 내부 압력이 3000bar에 이르러 원료분말의 성형이 완료되었을 때 상기 메인 개폐밸브가 개방되고, 상기 압력용기의 내부 압력이 1500bar로 감압되었을 때 상기 2차 개폐밸브가 추가로 개방되며, 상기 압력용기의 내부 압력이 900bar로 감압되었을 때 상기 3차 개폐밸브가 추가로 개방되고, 상기 압력용기의 내부 압력이 500bar로 감압되었을 때 상기 4차 개폐밸브가 추가로 개방되며, 상기 압력용기의 내부 압력이 200bar로 감압되었을 때 상기 3차 개폐밸브와 4차 개폐밸브가 폐쇄되고, 상기 압력용기의 내부 압력이 1bar로 감압되었을 때 상기 메인 개폐밸브와 2차 개폐밸브가 추가로 폐쇄된다.When the internal pressure of the pressure vessel reaches 3000 bar and the molding of the raw material powder is completed, the main on/off valve is opened, and when the internal pressure of the pressure vessel is reduced to 1500 bar, the secondary on/off valve is additionally opened, When the internal pressure of the pressure vessel is reduced to 900 bar, the third on/off valve is additionally opened, and when the internal pressure of the pressure vessel is reduced to 500 bar, the fourth on/off valve is additionally opened, and the inside of the pressure vessel When the pressure is reduced to 200 bar, the tertiary on-off valve and the fourth on-off valve are closed, and when the internal pressure of the pressure vessel is reduced to 1 bar, the main on-off valve and the secondary on-off valve are additionally closed.

본 발명에 의한 냉간 등방압 성형방법은 상기와 같이 구성되는 냉간 등방압 성형장치를 이용하여 원료분말을 성형하는 방법으로서, 원료분말이 장입된 성형틀을 상기 압력용기 내부에 인입시키는 제1 단계; 상기 압력용기의 내부 압력이 3000bar에 이르도록 상기 압력용기 내부에 압력매체를 공급하는 제2 단계; 상기 성형틀 내부에 장입된 원료분말의 성형이 완료되면, 상기 메인 개폐밸브를 개방하는 제3 단계; 상기 압력용기의 내부 압력이 1500bar로 감압되면, 상기 2차 개폐밸브를 추가로 개방하는 제4 단계; 상기 압력용기의 내부 압력이 900bar로 감압되면, 상기 3차 개폐밸브를 추가로 개방하는 제5 단계; 상기 압력용기의 내부 압력이 500bar로 감압되면, 상기 4차 개폐밸브를 추가로 개방하는 제6 단계;를 포함한다.A method for cold isostatic pressure forming according to the present invention is a method of forming a raw material powder using a cold isostatic pressure forming apparatus configured as described above, comprising: a first step of introducing a molding die loaded with raw material powder into the pressure vessel; a second step of supplying a pressure medium into the pressure vessel so that the internal pressure of the pressure vessel reaches 3000 bar; a third step of opening the main opening/closing valve when the molding of the raw material powder charged into the molding die is completed; a fourth step of additionally opening the secondary on-off valve when the internal pressure of the pressure vessel is reduced to 1500 bar; a fifth step of additionally opening the third on-off valve when the internal pressure of the pressure vessel is reduced to 900 bar; and a sixth step of additionally opening the fourth on-off valve when the internal pressure of the pressure vessel is reduced to 500 bar.

상기 압력용기의 내부 압력이 200bar로 감압되면, 상기 3차 개폐밸브와 4차 개폐밸브를 폐쇄시키는 제7 단계; 상기 압력용기의 내부 압력이 1bar로 감압되면, 상기 메인 개폐밸브와 2차 개폐밸브를 추가로 폐쇄시키는 제8 단계;를 더 포함한다.a seventh step of closing the third on-off valve and the fourth on-off valve when the internal pressure of the pressure vessel is reduced to 200 bar; When the internal pressure of the pressure vessel is reduced to 1 bar, an eighth step of further closing the main on-off valve and the secondary on-off valve.

본 발명에 의한 냉간 등방압 성형장치 및 이를 이용한 냉간 등방압 성형방법을 이용하면, 성형틀을 가압하던 압력매체를 인출시키는 감압과정에서 압력매체의 감압이 일정한 비율로 이루어지도록 함으로써 성형틀 수축에 따른 제품의 손상을 방지할 수 있다는 장점이 있다.By using the cold isostatic pressure forming apparatus and the cold isostatic forming method using the cold isostatic pressure forming apparatus according to the present invention, the pressure medium is reduced at a constant rate during the depressurization process of drawing out the pressure medium that has been pressurized by the forming die. It has the advantage of being able to prevent damage to the product.

도 1은 본 발명에 의한 냉간 등방압 성형장치의 개략도이다.
도 2 내지 도 6은 본 발명에 의한 냉간 등방압 성형장치의 사용상태도이다.
도 7은 본 발명에 의한 냉간 등압압 성형장치를 이용하였을 때 압력용기 내부의 압력변화를 도시하는 그래프이다.1 is a schematic diagram of a cold isostatic pressure forming apparatus according to the present invention.
2 to 6 are diagrams of the use of the cold isostatic pressure forming apparatus according to the present invention.
7 is a graph showing the pressure change inside the pressure vessel when the cold isostatic pressure forming apparatus according to the present invention is used.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 냉간 등방압 성형장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a cold isostatic pressure forming apparatus according to the present invention.

본 발명에 의한 냉간 등방압 성형장치는 세라믹 또는 금속 분말 등의 원료분말이 장입된 성형틀(110)을 압력용기(100)에 넣은 후, 상기 압력용기(100) 내부로 고압의 압력매체(10)를 공급함으로써 성형틀(110)의 외측면 각 부위를 동일한 압력으로 가압하여 제품을 성형하는 제조장치이다. 이때 본 발명에 의한 냉간 등방압 성형장치는, 제품 성형이 완료된 이후 압력용기(100) 내부의 압력매체(10)를 인출하는 과정에서 압력용기(100)의 내부의 압력이 급격하게 감소되는 현상을 방지함으로써 제품과 성형틀(110) 간의 마찰로 인해 제품의 손상을 방지할 수 있도록 구성된다는 점에 구성상의 가장 큰 특징이 있다.In the cold isostatic pressure forming apparatus according to the present invention, a mold 110 in which raw material powder such as ceramic or metal powder is charged is put into the pressure vessel 100 , and then a high-pressure pressure medium 10 is introduced into the pressure vessel 100 . ) is a manufacturing device for molding a product by pressing each part of the outer surface of the molding die 110 with the same pressure by supplying it. At this time, the cold isostatic pressure forming apparatus according to the present invention is a phenomenon in which the pressure inside the pressure vessel 100 is rapidly reduced in the process of withdrawing the pressure medium 10 from the inside of the pressure vessel 100 after product molding is completed. The biggest feature in the configuration is that it is configured to prevent damage to the product due to friction between the product and the mold 110 by preventing it.

즉, 본 발명에 의한 냉간 등방압 성형장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 압력매체(10)가 채워지는 압력용기(100)와, 내부에 원료분말이 장입된 후 밀폐되어 상기 압력용기(100)의 내부에 인입되되 상기 압력용기(100)기 내측으로 공급되는 압력매체(10)의 압력에 의해 변형 가능하도록 연성을 가지는 성형틀(110)과, 상기 압력용기(100) 내부의 압력매체(10)를 인출시키기 위한 인출라인(200)과, 상기 인출라인(200)을 개폐시키는 메인 개폐밸브(210)와, 상기 인출라인(200)으로부터 분기되는 복수 개의 배출라인(1차 배출라인(310)과 2차 배출라인(320)과 3차 배출라인(330)과 4차 배출라인(340))과, 상기 2차 배출라인(320)과 3차 배출라인(330)과 4차 배출라인(340)을 각각 개폐시키는 2차 개폐밸브(324)와 3차 개폐밸브(334)와 4차 개폐밸브(344)와, 상기 1차 배출라인(310)과 2차 배출라인(320)과 3차 배출라인(330)과 4차 배출라인(340)으로부터 배출된 압력매체(10)가 저장되는 충수탱크(500)를 포함하여 구성된다.That is, the cold isostatic pressure forming apparatus according to the present invention includes a pressure vessel 100 filled with a pressure medium 10 therein, as shown in FIG. Doedoe introduced into the interior of the pressure vessel 100, the mold 110 having a ductility to be deformable by the pressure of the pressure medium 10 supplied to the inside of the pressure vessel 100, and the pressure inside the pressure vessel 100 A withdrawal line 200 for withdrawing the medium 10, a main opening/closing valve 210 for opening and closing the withdrawal line 200, and a plurality of discharge lines branching from the withdrawal line 200 (primary discharge line) 310 and the secondary discharge line 320, the tertiary discharge line 330 and the fourth discharge line 340), and the second discharge line 320 and the third discharge line 330 and the fourth discharge The second on/off valve 324, the third on/off valve 334, and the fourth on/off valve 344 for opening and closing the line 340, respectively, the first discharge line 310 and the second discharge line 320, It is configured to include a filling tank 500 in which the pressure medium 10 discharged from the third discharge line 330 and the fourth discharge line 340 is stored.

상기 압력용기(100)와 성형틀(110)은 종래의 냉간 등방압 성형장치에도 동일하게 적용되고 있는바, 상기 압력용기(100)와 성형틀(110)에 대한 상세한 설명은 생략한다.Since the pressure vessel 100 and the forming die 110 are equally applied to the conventional cold isostatic pressure forming apparatus, a detailed description of the pressure vessel 100 and the forming die 110 will be omitted.

이때 본 발명에 의한 냉간 등방압 성형장치는 압력용기(100) 내부의 압력매체(10)를 충수탱크(500)로 전달하는 유로가 하나의 유로로 이루어지는 것이 아니라 4개의 배출라인으로 분기된 후 충수탱크(500)와 연결되도록 구성된다는 점에 가장 큰 특징이 있다. 이와 같이 압력매체(10)의 유로가 4개의 배출라인으로 분기되도록 구성되면, 사용자는 개방되는 배출라인의 개수를 증감시킴으로써 압력용기(100) 외부로 배출되는 압력매체(10)의 유량을 조절할 수 있고, 이에 따라 압력용기(100) 내부압력이 급격하게 감소하는 현상을 방지할 수 있다는 장점이 있다. 이와 같이 각 배출라인의 개폐여부를 조절함으로써 압력매체(10) 배출유량을 제어하는 과정에 대해서는 이하 도 2 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.At this time, in the cold isostatic pressure forming apparatus according to the present invention, the flow path for transferring the pressure medium 10 inside the pressure vessel 100 to the filling tank 500 does not consist of a single flow path, but is divided into four discharge lines. The biggest feature is that it is configured to be connected to the tank 500 . As such, when the flow path of the pressure medium 10 is configured to branch into four discharge lines, the user can adjust the flow rate of the pressure medium 10 discharged to the outside of the pressure vessel 100 by increasing or decreasing the number of open discharge lines. There is an advantage in that it is possible to prevent a sudden decrease in internal pressure of the pressure vessel 100 accordingly. The process of controlling the discharge flow rate of the pressure medium 10 by controlling whether each discharge line is opened or closed will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 6 below.

이때, 본 발명에 의한 냉간 등방압 성형장치는, 상기 4개의 배출라인 즉, 1차 배출라인(310)과 2차 배출라인(320)과 3차 배출라인(330)과 4차 배출라인(340)이 각각 개별적으로 충수탱크(500)와 연통되도록 구성될 수도 있고, 본 실시예에 도시된 바와 같이 상기 1차 배출라인(310)과 2차 배출라인(320)과 3차 배출라인(330)과 4차 배출라인(340)의 배출측이 하나의 통합라인(400)으로 모아진 후 충수탱크(500)와 연통되도록 구성될 수 있다. At this time, the cold isostatic pressure forming apparatus according to the present invention includes the four discharge lines, that is, the first discharge line 310 , the second discharge line 320 , the third discharge line 330 , and the fourth discharge line 340 . ) may be configured to communicate with the filling tank 500 individually, respectively, and as shown in this embodiment, the first discharge line 310 , the second discharge line 320 , and the third discharge line 330 ) and the discharge side of the fourth discharge line 340 may be configured to communicate with the filling tank 500 after being collected into one integrated line 400 .

상기 통합라인(400)은 1차 배출라인(310)과 2차 배출라인(320)과 3차 배출라인(330)과 4차 배출라인(340)으로부터 배출되는 압력매체(10)를 모아 충수탱크(500)로 전달하는 역할을 하게 되는데, 상기 통합라인(400)의 직경이 각 배출라인의 직경과 동일하게 제작되면 각 배출라인을 통해 배출되는 압력매체(10)가 상기 통합라인(400)을 빠르게 지나가지 못하게 되는 병목현상이 발생될 수 있다. 따라서 상기 통합라인(400)의 내부유로 단면적은, 상기 1차 배출라인(310)의 단면적과 상기 2차 배출라인(320)의 단면적과 상기 3차 배출라인(330)의 단면적과 상기 4차 배출라인(340)의 단면적을 합한 크기 이상으로 형성됨이 바람직하다.The integrated line 400 collects the pressure medium 10 discharged from the first discharge line 310 , the second discharge line 320 , the third discharge line 330 and the fourth discharge line 340 , and is a filling tank. It plays a role of delivering to 500 , and when the diameter of the integrated line 400 is manufactured to be the same as the diameter of each discharge line, the pressure medium 10 discharged through each discharge line is the integrated line 400 . A bottleneck can arise that prevents it from passing quickly. Accordingly, the cross-sectional area of the internal flow path of the integrated line 400 is the cross-sectional area of the first discharge line 310, the cross-sectional area of the secondary discharge line 320, the cross-sectional area of the third discharge line 330, and the fourth discharge It is preferable to have a size greater than or equal to the sum of the cross-sectional areas of the line 340 .

한편, 1차 배출라인(310)과 2차 배출라인(320)과 3차 배출라인(330)과 4차 배출라인(340)이 각각 개방되었을 때 각 배출라인을 통과하는 압력매체(10)의 단위시간당 유량이 일정하게 설정될 수 있도록, 상기 1차 배출라인(310)과 2차 배출라인(320)과 3차 배출라인(330)과 4차 배출라인(340) 각각에는 각 배출라인의 내부유로 단면적을 증감시키는 1차 유량제어밸브(312)와 2차 유량제어밸브(322)와 3차 유량제어밸브(332)와 4차 유량제어밸브(342)가 설치됨이 바람직하다.On the other hand, when the first discharge line 310, the second discharge line 320, the third discharge line 330, and the fourth discharge line 340 are opened, respectively, of the pressure medium 10 passing through each discharge line. Each of the first discharge line 310, the second discharge line 320, the third discharge line 330, and the fourth discharge line 340 has the inside of each discharge line so that the flow rate per unit time can be set constant. Preferably, the primary flow control valve 312 , the secondary flow control valve 322 , the tertiary flow control valve 332 , and the fourth flow control valve 342 for increasing or decreasing the flow passage cross-sectional area are installed.

상기 1차 유량제어밸브(312)와 2차 유량제어밸브(322)와 3차 유량제어밸브(332)와 4차 유량제어밸브(342)는 각각 1차 배출라인(310)과 2차 배출라인(320)과 3차 배출라인(330)과 4차 배출라인(340)의 내부유로 단면적 크기를 증감시킴으로써, 각 배출라인을 통해 배출되는 압력매체(10)의 유량을 설정할 수 있게 된다. 예를 들어 2차 유량제어밸브(322)가 2차 배출라인(320)의 내부유로 단면적을 감소시키는 경우, 2차 개폐밸브(324)가 2차 배출라인(320)을 개방시켰을 때 상기 2차 배출라인(320)을 통해 배출되는 압력매체(10)의 단위시간당 유량은 감소하게 된다. 반대로 2차 유량제어밸브(322)가 2차 배출라인(320)의 내부유로 단면적을 증가시키는 경우, 2차 개폐밸브(324)가 2차 배출라인(320)을 개방시켰을 때 상기 2차 배출라인(320)을 통해 배출되는 압력매체(10)의 단위시간당 유량은 증가하게 된다.The first flow control valve 312, the second flow control valve 322, the third flow control valve 332, and the fourth flow control valve 342 have a first discharge line 310 and a second discharge line, respectively. By increasing or decreasing the size of the cross-sectional area of the internal passage of the 320 and the third discharge line 330 and the fourth discharge line 340, the flow rate of the pressure medium 10 discharged through each discharge line can be set. For example, when the secondary flow control valve 322 reduces the cross-sectional area of the internal flow path of the secondary discharge line 320 , when the secondary on/off valve 324 opens the secondary discharge line 320 , the secondary The flow rate per unit time of the pressure medium 10 discharged through the discharge line 320 is reduced. Conversely, when the secondary flow control valve 322 increases the cross-sectional area of the internal flow path of the secondary discharge line 320 , when the secondary on-off valve 324 opens the secondary discharge line 320 , the secondary discharge line The flow rate per unit time of the pressure medium 10 discharged through the 320 is increased.

따라서 사용자는 압력매체(10)의 물성이나, 압력용기(100)의 규격, 단위시간당 배출하고자 하는 압력매체(10)의 유량 등 여러가지 조건에 따라 1차 유량제어밸브(312)와 2차 유량제어밸브(322)와 3차 유량제어밸브(332)와 4차 유량제어밸브(342)의 개도량을 각각 독립적으로 조절함으로써, 각 배출라인을 통해 배출되는 압력매체(10)의 유량을 적절하게 제어할 수 있게 된다는 장점이 있다.Therefore, the user can control the primary flow control valve 312 and the secondary flow rate according to various conditions such as the physical properties of the pressure medium 10, the specifications of the pressure vessel 100, and the flow rate of the pressure medium 10 to be discharged per unit time. By independently adjusting the opening degrees of the valve 322, the third flow control valve 332, and the fourth flow control valve 342, the flow rate of the pressure medium 10 discharged through each discharge line is appropriately controlled. It has the advantage of being able to do it.

이때, 1차 유량제어밸브(312)와 2차 유량제어밸브(322)와 3차 유량제어밸브(332)와 4차 유량제어밸브(342)의 개도량은 성형하고자 하는 제품의 종류 및 특성에 맞춰 냉간 등방압 성형장치를 세팅하는 초기에 결정될 뿐, 제품을 성형하는 과정에서 수시로 조작되지 아니한다. 따라서 상기 1차 유량제어밸브(312)와 2차 유량제어밸브(322)와 3차 유량제어밸브(332)와 4차 유량제어밸브(342)는 고가의 자동밸브 구조로 구성될 필요가 없고 작업자의 수작업에 의해 조작되는 수동밸브 구조로 구성됨이 바람직하다. 물론, 메인 개폐밸브(210)와 2차 개폐밸브(324)와 3차 개폐밸브(334)와 4차 개폐밸브(344)는 압력용기(100) 내부의 압력매체(10)가 배출되는 동안 수시로 개폐되어야 하는바, 자동밸브 구조로 구성되어야 할 것이다.At this time, the opening amount of the first flow control valve 312, the second flow control valve 322, the third flow control valve 332, and the fourth flow control valve 342 depends on the type and characteristics of the product to be molded. It is determined only at the initial stage of setting the cold isostatic pressure forming apparatus according to the requirements, and is not frequently manipulated in the process of forming the product. Therefore, the first flow control valve 312, the second flow control valve 322, the third flow control valve 332, and the fourth flow control valve 342 do not need to be configured with an expensive automatic valve structure, and the operator It is preferable that it is composed of a manual valve structure operated by the manual operation of Of course, the main on-off valve 210, the secondary on-off valve 324, the tertiary on-off valve 334, and the fourth on-off valve 344 frequently operate while the pressure medium 10 inside the pressure vessel 100 is discharged. It should be opened and closed, and it should be composed of an automatic valve structure.

한편, 상기 각 개폐밸브(210, 324, 334, 344)들은 압력용기(100) 내부압력 수치에 따라 개폐되는데, 이와 같은 각 개폐밸브(210, 324, 334, 344)들의 개폐시점에 대해서는 이하 도 2 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.On the other hand, each of the on-off valves 210, 324, 334, 344 is opened and closed according to the internal pressure value of the pressure vessel 100. 2 to 6 will be described in detail.

또한, 비상 시 압력용기(100) 내부의 압력매체(10)가 메인 개폐밸브(210)를 거치지 아니하고 곧바로 충수탱크(500)로 회수될 수 있도록, 상기 인출라인(200) 중 상기 메인 개폐밸브(210)가 장착된 지점의 전단과 상기 1차 배출라인(310) 중 상기 1차 유량제어밸브(312)가 장착된 지점의 후단을 연결하는 비상배출라인(600)이 추가로 구비될 수 있다. 상기 비상배출라인(600)에는 비상배출라인(600)을 개폐시키는 비상배출밸브(610)가 구비되는바, 작업자는 비상 시 비상배출밸브(610)를 조작함으로써 압력용기(100) 내부의 압력매체(10)를 신속하게 충수탱크(500)로 회송시킬 수 있게 된다.In addition, in an emergency, the main opening/closing valve ( An emergency discharge line 600 connecting the front end of the point at which the 210 is mounted and the rear end of the point at which the first flow control valve 312 is mounted among the first discharge lines 310 may be additionally provided. The emergency discharge line 600 is provided with an emergency discharge valve 610 for opening and closing the emergency discharge line 600, and the operator operates the emergency discharge valve 610 in an emergency to operate the pressure medium inside the pressure vessel 100. (10) can be quickly returned to the filling tank (500).

도 2 내지 도 6은 본 발명에 의한 냉간 등방압 성형장치의 사용상태도이고, 도 7은 본 발명에 의한 냉간 등압압 성형장치를 이용하였을 때 압력용기 내부의 압력변화를 도시하는 그래프이다.2 to 6 are diagrams of the use of the cold isostatic pressure forming apparatus according to the present invention, and FIG. 7 is a graph showing the pressure change inside the pressure vessel when the cold isostatic pressure forming apparatus according to the present invention is used.

상기와 같이 구성되는 냉간 등방압 성형장치를 이용하여 원료분말을 성형하고자 하는 경우에는, 먼저 원료분말이 장입된 성형틀(110)을 상기 압력용기(100) 내부에 인입시킨 후, 상기 압력용기(100)의 내부 압력이 3000bar에 이르도록 상기 압력용기(100) 내부에 압력매체(10)를 공급함으로써 상기 성형틀(110) 내부에 장입된 원료분말이 성형되도록 한다. 이와 같이 원료분말이 장입된 성형틀(110)을 압력용기(100)에 넣고 압력매체(10)를 주입함으로써 상기 원료분말을 특정 형상으로 성형하는 냉간 등방압 성형과정은 종래의 냉간 등방압 성형장치에서도 동일하게 구현되고 있는바, 제품이 성형되는 과정에 대한 상세한 설명은 생략한다.When the raw material powder is to be formed using the cold isostatic pressure forming apparatus configured as described above, first, the forming die 110 in which the raw material powder is charged is introduced into the pressure vessel 100, and then the pressure vessel ( By supplying the pressure medium 10 to the inside of the pressure vessel 100 so that the internal pressure of 100) reaches 3000 bar, the raw material powder charged into the molding die 110 is molded. As described above, the cold isostatic pressure forming process of forming the raw material powder into a specific shape by putting the forming mold 110 loaded with the raw material powder into the pressure vessel 100 and injecting the pressure medium 10 is a conventional cold isostatic pressure forming apparatus. Since the same is implemented in the bar, a detailed description of the process of forming the product will be omitted.

상기 성형틀(110) 내부에 장입된 원료분말의 성형이 완료되면 압력용기(100) 내부에 채워진 압력매체(10)를 배출시킨 후 성형틀(110)을 압력용기(100) 외부로 인출시켜야 한다. 이때, 압력용기(100) 내부에 채워진 압력매체(10)가 하나의 유로를 통해 배출되는 경우에는 도 7에 도시된 바와 같이 유로가 개방되는 시점에 압력용기(100) 내부의 압력 감소율이 구간별로 상이해 지는 현상 즉, 감압 그래프가 곡선 형태를 띠는 현상이 발생하므로, 성형체 내부와 외부의 팽창속도 차이에 의해 응력이 발생하고 이에 따라 성형체에 크랙이 발생하게 된다는 문제가 발생된다.When the molding of the raw material powder charged in the molding die 110 is completed, the pressure medium 10 filled in the pressure vessel 100 is discharged, and then the molding die 110 is drawn out of the pressure vessel 100 . . At this time, when the pressure medium 10 filled in the pressure vessel 100 is discharged through one flow path, as shown in FIG. 7 , the pressure reduction rate inside the pressure vessel 100 at the time the flow path is opened varies by section. Since a different phenomenon, that is, a phenomenon in which the decompression graph takes on a curved shape, occurs, stress is generated due to the difference in expansion rates between the inside and the outside of the molded body, and thus cracks occur in the molded body.

따라서 본 발명에 의한 냉간 등방압 성형장치를 이용하여 제품을 성형할 때에는, 압력매체(10)의 배출유로를 다수 개로 분기시켜 형성시키되, 압력용기(100) 내부의 감압비율이 일정하게 유지되도록 각 배출유로를 시차를 두어 개폐시킴으로써 감압 그래프를 최대한 직선 형태로 유지킨다는 점에 가장 큰 특징이 있다.Therefore, when molding a product using the cold isostatic pressure forming apparatus according to the present invention, a plurality of discharge paths of the pressure medium 10 are branched and formed, and each The biggest feature is that the decompression graph is maintained in a straight line as much as possible by opening and closing the discharge passage at a time difference.

예를 들어, 제품성형이 완료되어 압력용기(100) 내부의 압력매체(10)를 배출시키고자 하는 경우, 2차 개폐밸브(324)와 3차 개폐밸브(334)와 4차 개폐밸브(344)는 모두 폐쇄시켜둔 상태에서 상기 메인 개폐밸브(210)를 개방함으로써, 도 2에 도시된 바와 같이 압력용기(100) 내부의 압력매체(10)가 인출라인(200)과 1차 배출라인(310)을 통해 충수탱크(500)로 회수되도록 한다.For example, when product molding is completed and the pressure medium 10 inside the pressure vessel 100 is to be discharged, the secondary on-off valve 324 , the tertiary on-off valve 334 , and the fourth on-off valve 344 . ) by opening the main on/off valve 210 in a closed state, the pressure medium 10 inside the pressure vessel 100 as shown in FIG. 310) to be recovered to the filling tank 500.

이때, 상기 1차 배출라인(310)은 내부유로 단면적이 비교적 작게 제작되는바, 메인 개폐밸브(210)를 개방하는 즉시 압력용기(100) 내부의 압력이 급격하게 감소하지 아니하고, 도 7에 도시된 바와 같이 완만한 기울기로 감소하게 된다. 이와 같이 압력용기(100)의 내부압력이 완만하게 감소하면, 성형틀(110)의 급격한 팽창을 방지할 수 있으므로 성형틀(110)과 제품 간의 마찰에 의한 제품 손상을 방지할 수 있다는 장점이 있다.At this time, since the primary discharge line 310 has a relatively small internal flow passage cross-sectional area, the pressure inside the pressure vessel 100 does not rapidly decrease immediately after the main on-off valve 210 is opened, as shown in FIG. As shown, it decreases with a gentle slope. As such, when the internal pressure of the pressure vessel 100 is gently reduced, the rapid expansion of the molding die 110 can be prevented, thereby preventing product damage due to friction between the molding die 110 and the product. .

도 2에 도시된 바와 같이 1차 배출라인(310)을 통해서만 압력매체(10)가 배출되도록 하면, 상기 압력용기(100)의 내부압력이 감소함에 따라 압력매체(10)의 배출유량이 감소하게 되는바, 압력용기(100) 내부의 압력매체(10)를 모두 배출시키는데 많은 시간이 소요되는 문제가 발생된다.As shown in FIG. 2, if the pressure medium 10 is discharged only through the primary discharge line 310, the discharge flow rate of the pressure medium 10 decreases as the internal pressure of the pressure vessel 100 decreases. As a result, there is a problem that it takes a lot of time to discharge all the pressure medium 10 inside the pressure vessel 100 .

따라서 상기 압력용기(100)의 내부 압력이 1500bar로 감압되면, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 2차 개폐밸브(324)를 추가로 개방하여 인출라인(200)을 통해 인출된 압력매체(10)가 1차 배출라인(310)과 2차 배출라인(320)을 통해 충수탱크(500)로 회수되도록 한다. 이와 같이 압력용기(100) 내부의 압력매체(10)가 1차 배출라인(310)과 2차 배출라인(320)을 통해 배출되면, 압력매체(10)가 1차 배출라인(310)만을 통해 배출되는 경우에 비해 압력매체(10) 배출유량이 증가하게 되고, 이에 따라 압력용기(100) 내부압력 감소율이 증가하는 효과를 얻을 수 있게 된다.Therefore, when the internal pressure of the pressure vessel 100 is reduced to 1500 bar, as shown in FIG. 3 , the secondary on-off valve 324 is additionally opened to draw the pressure medium 10 drawn through the withdrawal line 200 . is recovered to the filling tank 500 through the first discharge line 310 and the second discharge line 320 . As such, when the pressure medium 10 inside the pressure vessel 100 is discharged through the first discharge line 310 and the second discharge line 320 , the pressure medium 10 is discharged through only the first discharge line 310 . Compared to the case of being discharged, the discharge flow rate of the pressure medium 10 is increased, and accordingly, it is possible to obtain an effect of increasing the rate of decrease of the internal pressure of the pressure vessel 100 .

마찬가지로, 도 3에 도시된 바와 같이 1차 배출라인(310)과 2차 배출라인(320)을 통해서만 압력매체(10)가 배출되는 경우에 있어서도, 시간이 경화함에 따라 상기 압력용기(100)의 내부압력이 감소하게 되고, 이에 따라 압력매체(10)의 배출유량 역시 감소하게 된다. 따라서 상기 압력용기(100)의 내부 압력이 900bar로 감압되는 시점에 이르게 되면 도 4에 도시된 바와 같이 상기 3차 개폐밸브(334)를 추가로 개방하여 압력매체(10) 유동경로의 유로단면적을 증가시키고, 상기 압력용기(100)의 내부 압력이 500bar로 감압되는 시점에 이르게 되었을 때에는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 4차 개폐밸브(344)까지 모두 개방함으로써 압력매체(10) 유동경로의 유로단면적을 최대로 증가시킨다.Similarly, even when the pressure medium 10 is discharged only through the primary discharge line 310 and the secondary discharge line 320 as shown in FIG. 3, as time hardens, the pressure vessel 100 The internal pressure is reduced, and accordingly, the discharge flow rate of the pressure medium 10 is also reduced. Therefore, when the internal pressure of the pressure vessel 100 reaches a point where the pressure is reduced to 900 bar, the tertiary on/off valve 334 is additionally opened as shown in FIG. 4 to determine the flow path cross-sectional area of the pressure medium 10 flow path When the internal pressure of the pressure vessel 100 reaches a point where the pressure is reduced to 500 bar, as shown in FIG. 5, all of the fourth on/off valve 344 is opened to flow path of the pressure medium 10 increase the cross-sectional area to the maximum.

이와 같이 압력용기(100)의 내부 압력의 크기에 따라 개방되는 배출라인의 개수를 순차적으로 증가시키면, 도 7에 도시된 그래프와 같이 압력용기(100) 내부압력의 감소비율을 거의 일정하게 유지할 수 있으므로, 성형틀(110)과 제품 간의 마찰에 의한 제품손상을 방지하면서도 최대한 빠른 시간 내에 압력용기(100) 내부의 압력매체(10)를 모두 배출할 수 있게 된다는 장점이 있다.As described above, if the number of open discharge lines is sequentially increased according to the size of the internal pressure of the pressure vessel 100, as shown in the graph shown in FIG. 7, the reduction ratio of the internal pressure of the pressure vessel 100 can be maintained almost constant. Therefore, there is an advantage that all the pressure medium 10 inside the pressure vessel 100 can be discharged as quickly as possible while preventing product damage due to friction between the mold 110 and the product.

한편, 압력용기(100)의 내부압력을 감소시키면, 성형틀(110)의 직경방향 팽창보다 길이방향 팽창이 빠르게 일어나게 되어 결과적으로 성형체를 길이방향으로 잡아당기게 되는 결과를 초래하게 되는데, 이와 같은 성형체의 길이방향 인장이 압력용기(100)의 내부 압력이 200bar에 이르게 된 이후에도 지속되면 성형체가 절단되거나 크랙이 발생하게 된다는 문제가 있다.On the other hand, when the internal pressure of the pressure vessel 100 is reduced, the longitudinal expansion occurs faster than the radial expansion of the mold 110 , resulting in pulling the molded body in the longitudinal direction as a result. If the longitudinal tension of the pressure vessel 100 continues even after the internal pressure of the pressure vessel 100 reaches 200 bar, there is a problem that the molded body is cut or cracks occur.

따라서 압력용기(100) 내부의 압력매체(10)가 어느 정도 배출되어 상기 압력용기(100)의 내부 압력이 200bar에 이르게 된 이후에는, 압력용기(100)의 내부 압력이 보다 완만한 속도로 감속됨이 바람직하다. 즉, 압력용기(100)의 내부 압력이 200bar에 이르게 되면, 도 6에 도시된 바와 같이 3차 개폐밸브(334)와 4차 개폐밸브(344)를 폐쇄시켜 압력매체(10)가 1차 배출라인(310)과 2차 배출라인(320)을 통해서만 배출되도록 한다. 이와 같이 압력매체가 1차 배출라인(310)과 2차 배출라인(320)을 통해서만 배출되면 압력용기(100) 내부에 채워져 있던 압력매체(10)의 배출유량이 감소하게 되는바, 결과적으로 도 7에 도시된 바와 같이 압력용기(100) 내부의 감압이 서서히 이루어지게 되고, 이에 따라 성형체의 절단이나 크랙발생을 방지할 수 있게 된다.Therefore, after the pressure medium 10 inside the pressure vessel 100 is discharged to some extent and the internal pressure of the pressure vessel 100 reaches 200 bar, the internal pressure of the pressure vessel 100 decreases at a more gentle rate. It is preferable to be deceived. That is, when the internal pressure of the pressure vessel 100 reaches 200 bar, as shown in FIG. 6 , the third on/off valve 334 and the fourth on/off valve 344 are closed to discharge the pressure medium 10 first. It is to be discharged only through the line 310 and the secondary discharge line 320 . As such, when the pressure medium is discharged only through the first discharge line 310 and the second discharge line 320, the discharge flow rate of the pressure medium 10 filled in the pressure vessel 100 is reduced. As shown in 7, the pressure inside the pressure vessel 100 is gradually reduced, thereby preventing the molded body from being cut or cracked.

압력매체(10)가 모두 배출되어 상기 압력용기(100)의 내부 압력이 1bar로 감압되면, 상기 메인 개폐밸브(210)와 2차 개폐밸브(324)를 모두 폐쇄시켜 모든 공정을 완료한다.When the pressure medium 10 is all discharged and the internal pressure of the pressure vessel 100 is reduced to 1 bar, both the main on/off valve 210 and the secondary on/off valve 324 are closed to complete all processes.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As mentioned above, although the present invention has been described in detail using preferred embodiments, the scope of the present invention is not limited to specific embodiments, and should be interpreted by the appended claims. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

10 : 압력매체 100 : 압력용기
110 : 성형틀 200 : 인출라인
210 : 메인 개폐밸브 310 : 1차 배출라인
312 : 1차 유량제어밸브 320 : 2차 배출라인
322 : 2차 유량제어밸브 324 : 2차 개폐밸브
330 : 3차 배출라인 332 : 3차 유량제어밸브
334 : 3차 개폐밸브 340 : 4차 배출라인
342 : 4차 유량제어밸브 344 : 4차 개폐밸브
400 : 통합라인 500 : 충수탱크
600 : 비상배출라인 610 : 비상배출밸브10: pressure medium 100: pressure vessel
110: mold 200: draw-out line
210: main on/off valve 310: primary discharge line
312: primary flow control valve 320: secondary discharge line
322: secondary flow control valve 324: secondary on-off valve
330: 3rd discharge line 332: 3rd flow control valve
334: 3rd on-off valve 340: 4th discharge line
342: 4th flow control valve 344: 4th on-off valve
400: integrated line 500: filling tank
600: emergency discharge line 610: emergency discharge valve

Claims (7)

내부에 압력매체가 채워지는 압력용기;
내부에 원료분말이 장입된 후 밀폐되어 상기 압력용기의 내부에 인입되되, 상기 압력용기기 내측으로 공급되는 압력매체의 압력에 의해 변형 가능하도록 연성을 가지는 성형틀;
상기 압력용기 내부의 압력매체를 인출시키기 위한 인출라인;
상기 인출라인을 개폐시키는 메인 개폐밸브;
상기 인출라인으로부터 분기되는 1차 배출라인과 2차 배출라인과 3차 배출라인과 4차 배출라인;
상기 2차 배출라인과 3차 배출라인과 4차 배출라인을 각각 개폐시키는 2차 개폐밸브와 3차 개폐밸브와 4차 개폐밸브;
상기 1차 배출라인과 2차 배출라인과 3차 배출라인과 4차 배출라인으로부터 배출된 압력매체가 저장되는 충수탱크;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 냉간 등방압 성형장치.a pressure vessel filled with a pressure medium therein;
a molding die having a ductility to be deformable by the pressure of the pressure medium supplied to the inside of the pressure vessel, which is sealed after the raw material powder is charged therein and is introduced into the pressure vessel;
a withdrawal line for drawing out the pressure medium inside the pressure vessel;
a main opening/closing valve for opening and closing the withdrawal line;
a first discharge line, a second discharge line, a third discharge line, and a fourth discharge line branched from the withdrawal line;
a second on/off valve, a third on/off valve, and a fourth on/off valve for opening and closing the second discharge line, the third discharge line, and the fourth discharge line, respectively;
a filling tank in which the pressure medium discharged from the first discharge line, the second discharge line, the third discharge line, and the fourth discharge line is stored;
Cold isostatic pressure forming apparatus, characterized in that it comprises a. 청구항 1에 있어서,
상기 1차 배출라인과 2차 배출라인과 3차 배출라인과 4차 배출라인으로부터 배출되는 압력매체를 모아 충수탱크로 전달하는 통합라인을 더 포함하되,
상기 통합라인의 내부유로 단면적은, 상기 1차 배출라인의 단면적과 상기 2차 배출라인의 단면적과 상기 3차 배출라인의 단면적과 상기 4차 배출라인의 단면적을 합한 크기 이상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉간 등방압 성형장치.The method according to claim 1,
Further comprising an integrated line for collecting the pressure medium discharged from the first discharge line, the second discharge line, the third discharge line, and the fourth discharge line to the filling tank,
The cross-sectional area of the internal flow path of the integrated line is formed to be greater than or equal to the sum of the cross-sectional area of the first discharge line, the cross-sectional area of the second discharge line, the cross-sectional area of the tertiary discharge line, and the cross-sectional area of the fourth discharge line. Cold isostatic pressure forming equipment. 청구항 1에 있어서,
1차 배출라인과 2차 배출라인과 3차 배출라인과 4차 배출라인 각각에는, 내부유로 단면적을 증감시키는 1차 유량제어밸브와 2차 유량제어밸브와 3차 유량제어밸브와 4차 유량제어밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 냉간 등방압 성형장치.The method according to claim 1,
In each of the 1st discharge line, the 2nd discharge line, the 3rd discharge line, and the 4th discharge line, the 1st flow control valve, 2nd flow control valve, 3rd flow control valve, and 4th flow control valve for increasing or decreasing the cross-sectional area of the internal flow path. Cold isostatic pressure forming apparatus, characterized in that the valve is installed. 청구항 1에 있어서,
상기 인출라인 중 상기 메인 개폐밸브가 장착된 지점의 전단과 상기 1차 배출라인을 연결하는 비상배출라인과, 상기 비상배출라인을 개폐시키는 비상배출밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉간 등방압 성형장치.The method according to claim 1,
Cold isostatic molding, characterized in that it further comprises an emergency discharge line connecting the front end of the point where the main on/off valve is mounted and the primary discharge line among the withdrawal lines, and an emergency discharge valve for opening and closing the emergency discharge line. Device. 청구항 1에 있어서,
상기 압력용기의 내부 압력이 3000bar에 이르러 원료분말의 성형이 완료되었을 때 상기 메인 개폐밸브가 개방되고,
상기 압력용기의 내부 압력이 1500bar로 감압되었을 때 상기 2차 개폐밸브가 추가로 개방되며,
상기 압력용기의 내부 압력이 900bar로 감압되었을 때 상기 3차 개폐밸브가 추가로 개방되고,
상기 압력용기의 내부 압력이 500bar로 감압되었을 때 상기 4차 개폐밸브가 추가로 개방되며,
상기 압력용기의 내부 압력이 200bar로 감압되었을 때 상기 3차 개폐밸브와 4차 개폐밸브가 폐쇄되고,
상기 압력용기의 내부 압력이 1bar로 감압되었을 때 상기 메인 개폐밸브와 2차 개폐밸브가 추가로 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 냉간 등방압 성형장치.The method according to claim 1,
When the internal pressure of the pressure vessel reaches 3000 bar and the molding of the raw material powder is completed, the main on/off valve is opened,
When the internal pressure of the pressure vessel is reduced to 1500 bar, the secondary on-off valve is additionally opened,
When the internal pressure of the pressure vessel is reduced to 900 bar, the third on-off valve is additionally opened,
When the internal pressure of the pressure vessel is reduced to 500 bar, the fourth on/off valve is additionally opened,
When the internal pressure of the pressure vessel is reduced to 200 bar, the 3rd on/off valve and the 4th on/off valve are closed,
Cold isostatic pressure forming apparatus, characterized in that the main on-off valve and the secondary on-off valve are additionally closed when the internal pressure of the pressure vessel is reduced to 1 bar. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나의 청구항에 의한 냉간 등방압 성형장치를 이용하여 원료분말을 성형하는 방법으로서,
원료분말이 장입된 성형틀을 상기 압력용기 내부에 인입시키는 제1 단계;
상기 압력용기의 내부 압력이 3000bar에 이르도록 상기 압력용기 내부에 압력매체를 공급하는 제2 단계;
상기 성형틀 내부에 장입된 원료분말의 성형이 완료되면, 상기 메인 개폐밸브를 개방하는 제3 단계;
상기 압력용기의 내부 압력이 1500bar로 감압되면, 상기 2차 개폐밸브를 추가로 개방하는 제4 단계;
상기 압력용기의 내부 압력이 900bar로 감압되면, 상기 3차 개폐밸브를 추가로 개방하는 제5 단계;
상기 압력용기의 내부 압력이 500bar로 감압되면, 상기 4차 개폐밸브를 추가로 개방하는 제6 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉간 등방압 성형방법.A method of forming a raw material powder using the cold isostatic pressure forming apparatus according to any one of claims 1 to 5, comprising:
a first step of introducing a molding die loaded with raw material powder into the pressure vessel;
a second step of supplying a pressure medium into the pressure vessel so that the internal pressure of the pressure vessel reaches 3000 bar;
a third step of opening the main opening/closing valve when the molding of the raw material powder charged into the molding die is completed;
a fourth step of additionally opening the secondary on-off valve when the internal pressure of the pressure vessel is reduced to 1500 bar;
a fifth step of additionally opening the third on-off valve when the internal pressure of the pressure vessel is reduced to 900 bar;
a sixth step of additionally opening the fourth on-off valve when the internal pressure of the pressure vessel is reduced to 500 bar;
Cold isostatic pressure forming method comprising a. 청구항 6에 있어서,
상기 압력용기의 내부 압력이 200bar로 감압되면, 상기 3차 개폐밸브와 4차 개폐밸브를 폐쇄시키는 제7 단계;
상기 압력용기의 내부 압력이 1bar로 감압되면, 상기 메인 개폐밸브와 2차 개폐밸브를 추가로 폐쇄시키는 제8 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉간 등방압 성형방법.
7. The method of claim 6,
a seventh step of closing the third on-off valve and the fourth on-off valve when the internal pressure of the pressure vessel is reduced to 200 bar;
an eighth step of additionally closing the main on-off valve and the secondary on-off valve when the internal pressure of the pressure vessel is reduced to 1 bar;
Cold isostatic pressure forming method further comprising a.
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