KR20230100131A - System for optimizing the high vacuum die casting process - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다이캐스팅 공정을 최적화하는 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유량계, 압력센서 및 습도센서와 같은 측정수단을 이용하여 금형 내부의 분위기인 온도, 습도, 압력 등과 같은 변수를 파악할 수 있도록 데이터 베이스를 확보하고, 확보된 데이터를 이용하여 주조품의 미성형 또는 결함에 유추하여 실시간으로 다이캐스팅 공정 장비에 실시간으로 변수를 적용할 수 있는 고진공 다이캐스팅 공정 최적화 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a system for optimizing a die-casting process, and more particularly, to a database so that variables such as temperature, humidity, pressure, etc. It relates to a high-vacuum die-casting process optimization system that can apply variables to die-casting process equipment in real-time by inferring non-forms or defects of castings using the obtained data.
일반적으로 다이캐스팅은 필요한 주조형상에 완전히 일치하도록 정확하게 기계가공된 강제(鋼製)의 금형에 용해금속인 용탕을 주입하여 금형과 동일한 주물을 얻는 정밀주조법으로, 아연·알루미늄·구리·마그네슘 및 이들의 합금 등 기계부품주조에 다양하게 활용된다. In general, die casting is an precision casting method in which molten metal, a molten metal, is injected into a steel mold precisely machined to completely match the required casting shape to obtain a casting identical to that of the mold. It is widely used for casting machine parts such as alloys.
이러한 다이캐스팅은 금형틀의 형태에 따라 용탕이 주입되면서 금형틀과 동일하게 주조품을 생산하는 공정법으로, 다양한 소재들을 이용하여 수소 자동차, 전기자동차, 여러 기계부품 등을 주조공정법으로 생산한다. This die casting is a process method in which molten metal is injected according to the shape of the mold mold to produce a cast product in the same way as the mold mold.
다이캐스팅은 뿌리기술로써 생산에 대한 많은 노하우가 축적된 점이 있으나, 고품질 달성을 위한 새로운 해결방법들이 많이 제시되어 있지 않다는 단점이 있었다. Die-casting is a root technology and has accumulated a lot of production know-how, but it has a disadvantage that many new solutions to achieve high quality have not been presented.
즉, 다이캐스팅 공정으로 주조품 품질 향상을 위해 변수로는 용탕 충전율 온도와 시간, 용탕 응고 온도와 시간, 스트로크 길이와 시간 등이 있어 이에 대한 각 변수별로 최적화가 필요함에 따라, 최근에는 이러한 단점들을 극복하기 위해 산소치환공법, 금형 열전대 분석법, 시뮬레이션을 통한 용탕유동해석법 등을 이용하여 부품개발에 연구가 이루어지고 있다. In other words, variables such as molten metal filling rate temperature and time, molten metal solidification temperature and time, and stroke length and time are needed to improve the quality of castings in the die casting process. For this purpose, research is being conducted on parts development using the oxygen replacement method, the mold thermocouple analysis method, and the molten metal flow analysis method through simulation.
다이캐스팅 공정에서 주조시 주조부품의 품질에 영향을 미치는 주조공정 변수로 작용하는 조건으로는 일반적으로 용해온도, 주입온도, 사출압력 등이 있기 때문에 각 조건을 최적화하는 것이 필요하며, 또한 고진공 다이캐스팅에서는 주조후 물성향상을 위한 열처리를 수행할 수 있기 때문에 여러 열처리조건에서 열처리변형 및 신율향상을 위한 조건의 최적화가 필요하다.In the die casting process, conditions that act as casting process variables that affect the quality of cast parts during casting include melting temperature, injection temperature, and injection pressure, so it is necessary to optimize each condition. Also, in high vacuum die casting, casting Since it is possible to perform heat treatment to improve post-physical properties, it is necessary to optimize the conditions for heat treatment deformation and elongation improvement under various heat treatment conditions.
(특허문헌 1) KR10-2014-0122565 A (Patent Document 1) KR10-2014-0122565 A
특허문헌 1에는, 고진공 다이캐스팅 공정의 최적화를 위하여, 주조공정의 변수에 따른 영향을 비교 평가하고, 주조공정 후의 열처리공정에 따른 영향을 비교 평가하며, 평가 결과에 기초하여 최적의 공정조건을 결정하여 고진공 다이캐스팅 공정의 최적화 방법을 개시하고 있으나, 주조공정의 조건 변화에 따른 용탕의 유동 및 응고 상태를 비교 평가하고, 후처리공정을 미적용한 생주물과 열처리를 한 주물품에 대해 각각의 조직 특성 변화와 기계적 특성 변화를 비교 평가하는 실질적인 제품 생산시 금형의 특정 위치에 대한 온도 데이터를 단순히 미리 설정된 상한치 와 하한치와 대비하여 제품의 불량 여부를 판단하는 방식이기 때문에 온도 분포의 불균일에 따른 불량, 국소 지점의 미열 또는 과열에 의한 불량 및 양산 공정에서 금형의 연속 공정 시간에 따른 열량 누적의 변화에 따른 영향 등을 복합적으로 고려할 수 없어서 불량 검출의 정확도가 낮은 문제점이 있었다.In Patent Document 1, in order to optimize the high-vacuum die-casting process, the effects of the variables of the casting process are compared and evaluated, the effects of the heat treatment process after the casting process are compared and evaluated, and the optimal process conditions are determined based on the evaluation results. Although a method for optimizing the high-vacuum die-casting process is disclosed, the flow and solidification state of molten metal according to the change in casting process conditions are compared and evaluated, and the structural characteristics change for raw castings without post-processing and castings with heat treatment. In actual product production that compares and evaluates changes in mechanical properties, the temperature data for a specific location of the mold is simply compared with the preset upper and lower limits to determine whether the product is defective, so defects and local points due to uneven temperature distribution There was a problem in that the accuracy of detecting defects was low because it was not possible to comprehensively consider defects caused by slight heat or overheating and the effects of changes in heat quantity accumulation according to the continuous process time of the mold in the mass production process.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 온도센서, 유량계, 압력센서 및 습도센서와 같은 측정수단을 이용하여 금형 내부의 분위기인 온도, 습도, 압력 등과 같은 변수를 파악할 수 있도록 데이터 베이스를 확보하고, 확보된 데이터를 이용하여 주조품의 미성형 또는 결함에 유추하여 실시간으로 다이캐스팅 공정 장비에 실시간으로 변수를 적용할 수 있는 고진공 다이캐스팅 공정 최적화 시스템을 제공하고자 한다. The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to determine variables such as temperature, humidity, pressure, etc., which are the atmosphere inside the mold, by using measuring means such as a temperature sensor, a flow meter, a pressure sensor, and a humidity sensor. To provide a high-vacuum die-casting process optimization system that can apply variables to die-casting process equipment in real-time by inferring non-forms or defects of castings using the secured data.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.
본 발명의 일측면에 따르면, 가동금형을 갖는 가동블럭과 고정금형을 갖는 고정블럭을 갖추고, 상기 가동금형과 고정금형사이에 형성되는 캐비티에 주입되어 채워지는 용탕에 의해서 제조된 주조제품을 탈거하도록 상기 가동블럭에 구비되는 복수개의 밀핀을 포함하는 금형모듈 ; 상기 금형모듈의 캐비티와 연통연결되어 용탕이 공급구를 통하여 공급되어 채워지는 슬리브 ; 상기 슬리브를 따라 일방향으로 전후진 왕복이동되면서 상기 용탕을 캐비티로 주입하는 플런저; 및 상기 금형모듈의 캐비티와 진공흡입라인을 매개로 연결되어 상기 캐비티의 내부에 잔류하는 가스를 외부로 배기하여 제거하도록 상기 캐비티의 내부공기를 진공펌프의 펌핑력에 의해서 강제 흡입하여 상기 캐비티의 내부를 진공분위기로 유지시키는 진공탱크를 포함하고, 상기 가동금형의 온도를 측정하는 제1온도센서와, 상기 고정금형의 온도를 측정하는 제2온도센서를 갖추어 냉각수라인의 냉각수에 의해서 냉각되는 가동금형의 온도와 고정금형의 온도를 실시간으로 측정하는 금형온도 측정부 ; 상기 진공흡입라인의 길이중간에 구비되어 상기 진공펌프에 의해서 상기 진공흡입라인을 통하여 상기 진공탱크로 강제흡입되는 공기의 유량을 측정하는 유량계 ; 상기 진공흡입라인을 통하여 상기 진공탱크로 강제흡입되는 공기에 함유된 습도를 측정하는 습도센서 ; 및 상기 진공탱크에 구비되어 상기 진공탱크의 내부 진공압력을 측정하는 압력센서 ;를 포함하는, 고진공 다이캐스팅 공정 최적화 시스템을 제공한다.According to one aspect of the present invention, a movable block having a movable mold and a fixed block having a fixed mold are provided, and a cast product manufactured by pouring and filling a cavity formed between the movable mold and the fixed mold is removed. A mold module including a plurality of push pins provided in the movable block; a sleeve connected in communication with the cavity of the mold module and filled with molten metal supplied through the supply port; a plunger that injects the molten metal into the cavity while reciprocating back and forth in one direction along the sleeve; and the vacuum suction line is connected to the cavity of the mold module, and the air inside the cavity is forcibly sucked by the pumping force of the vacuum pump to remove the gas remaining inside the cavity to the outside. A movable mold cooled by cooling water in a cooling water line, including a vacuum tank for maintaining a vacuum atmosphere, and having a first temperature sensor for measuring the temperature of the movable mold and a second temperature sensor for measuring the temperature of the fixed mold. A mold temperature measuring unit for measuring the temperature of the mold and the temperature of the fixed mold in real time; a flow meter provided in the middle of the vacuum suction line to measure a flow rate of air forcefully sucked into the vacuum tank through the vacuum suction line by the vacuum pump; a humidity sensor for measuring the humidity contained in the air forcedly sucked into the vacuum tank through the vacuum suction line; And a pressure sensor provided in the vacuum tank to measure the internal vacuum pressure of the vacuum tank; it provides a high vacuum die-casting process optimization system comprising a.
이때, 상기 밀핀은 상기 캐비티에 채워지는 용탕과 접해지는 단부를 통하여 전도되는 용탕의 온도를 실시간으로 측정하도록 핀지지판에 고정되는 타단에 제3온도센서를 포함할 수 있다.In this case, the push pin may include a third temperature sensor at the other end fixed to the pin support plate to measure in real time the temperature of the molten metal conducted through the end contacting the molten metal filled in the cavity.
상기의 구성에 따라, 본 발명에 따른 고진공 다이캐스팅 공정 최적화 시스템은, 유량계, 압력센서 및 습도센서와 같은 측정수단을 이용하여 금형 내부의 분위기인 온도, 습도, 압력 등과 같은 변수를 파악할 수 있도록 데이터 베이스를 확보하고, 확보된 데이터를 이용하여 주조품의 미성형 또는 결함에 유추하여 실시간으로 다이캐스팅 공정 장비에 실시간으로 변수를 적용할 수 있기 때문에 고품질의 주조제품을 지속적으로 생산할 수 있고, 주조제품에 대한 기공 및 결함을 최소화하여 고품질 주조제품을 제조할 수 있는 효과가 얻어진다. According to the above configuration, the high-vacuum die-casting process optimization system according to the present invention uses a flow meter, a pressure sensor, and a humidity sensor to determine variables such as temperature, humidity, and pressure, which are the atmosphere inside the mold. Since it is possible to secure and apply variables to the die casting process equipment in real time by inferring non-forms or defects of the casting using the obtained data, it is possible to continuously produce high quality casting products, and And the effect of producing a high-quality cast product by minimizing defects is obtained.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be inferred from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.
도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 고진공 다이캐스팅 공정 최적화 시스템을 도시한 개략도이다.
도 2 는 본 발명의 실시 예에 따른 고진공 다이캐스팅 공정 최적화 시스템의 밀핀에 제3온도센서를 적용한 구성을 도시한 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a high vacuum die casting process optimization system according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram showing a configuration in which a third temperature sensor is applied to a mill pin of a high vacuum die-casting process optimization system according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. This invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted in the drawings, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 단어와 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않고, 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 발명자가 용어와 개념을 정의할 수 있는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Words and terms used in this specification and claims are not construed as limited in their ordinary or dictionary meanings, but in accordance with the principle that the inventors can define terms and concepts in order to best describe their inventions. It should be interpreted as a meaning and concept that corresponds to the technical idea.
그러므로 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 해당하고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로 해당 구성은 본 발명의 출원시점에서 이를 대체할 다양한 균등물과 변형예가 있을 수 있다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings correspond to a preferred embodiment of the present invention, and do not represent all the technical ideas of the present invention, so that the corresponding configurations are various to replace them at the time of filing of the present invention. There may be equivalents and variations.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 설명하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to describe the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 다른 구성 요소와 바로 접하여 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 배치되는 것뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 구성 요소가 배치되는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결"되어 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 서로 직접 연결되는 것뿐만 아니라 간접적으로 서로 연결되는 경우도 포함한다.A component being in the "front", "rear", "above" or "below" of another component means that it is in direct contact with another component, unless there are special circumstances, and is "in front", "rear", "above" or "below". It includes not only those disposed at the lower part, but also cases in which another component is disposed in the middle. In addition, the fact that certain components are “connected” to other components includes cases where they are not only directly connected to each other but also indirectly connected to each other unless there are special circumstances.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 고진공 다이캐스팅 공정 최적화 시스템을 설명한다. Hereinafter, a high vacuum die casting process optimization system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 고진공 다이캐스팅 공정 최적화 시스템을 도시한 개략도이고, 도 2 는 본 발명의 실시 예에 따른 고진공 다이캐스팅 공정 최적화 시스템의 밀핀에 제3온도센서를 적용한 구성을 도시한 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a high vacuum die-casting process optimization system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration in which a third temperature sensor is applied to a mill pin of the high vacuum die-casting process optimization system according to an embodiment of the present invention. am.
본 발명의 실시 예에 따른 고진공 다이캐스팅 공정 최적화 시스템(100)은 도 1 과 도 2 에 도시한 바와 같이, 금형모듈(30), 슬리브(40), 플런저(50) 및 진공탱크(70)를 포함하여 다이캐스팅 제품을 주조성형하는 공정에서 주조품의 미성형 또는 결함에 유추하여 실시간으로 다이캐스팅 공정 장비에 변수를 적용하기 위한 데이터베이스를 구축할 수 있도록 가동금형의 온도와 고정금형의 온도를 실시간으로 측정하는 금형온도 측정부, 유량계(61), 습도센서(62) 및 압력센서(72)를 포함할 수 있다. As shown in FIGS. 1 and 2, the high-vacuum die-casting
상기 금형모듈(30)은 용탕이 채워져 주조제품을 성형하는 빈공간인 캐비티(C)가 형성되는 것으로서, 합형시 서로 맞닿도록 한 쌍으로 이루어지는 가동금형(12)을 갖는 가동블럭(10)과, 이에 마주하는 고정금형(22)을 갖는 고정블럭(20)을 포함할 수 있다. The
상기 가동금형(12)에는 주조제품이 완성된 후에 제품의 분리를 편리하게 하기 위해서 핀지지판(17)에 배치되는 복수의 밀핀(15)을 포함하고, 상기 밀핀(15)은 상기 캐비티에서 성형이 완료된 주조제품 측으로 압력을 가함으로써 주조제품이 캐비티로부터 분리되는 탈거를 원활하게 유도할 수 있다.The
상기 금형온도 측정부는 상기 가동금형(12)의 온도를 실시간으로 측정하는 제1온도센서(13)와, 상기 고정금형(22)의 온도를 실시간으로 측정하는 제2온도센서(23)를 갖추어 다이캐스팅 공정시 미도시된 냉각수라인에 의해서 냉각되는 가동금형(12)의 온도와 고정금형(22)의 온도를 실시간으로 측정하는 것이다. The mold temperature measurement unit includes a
또한, 상기 밀핀(15)은 상기 캐비티(C)에 채워지는 용탕과 접해지는 단부를 통하여 전도되는 용탕의 온도를 실시간으로 측정하도록 상기 핀지지판에 고정되는 타단에 제3온도센서(16)를 포함하여, 다이캐스팅 성형공정시 캐비티의 내부로 주입되는 용탕의 온도를 실시간으로 측정하고, 측정값을 근거로 하여 고정금형과 가동금형을 각각 냉각하거나 가열하여 가동금형과 고정금형의 자체온도를 조절하게 된다.In addition, the
상기 슬리브(40)는 상기 금형모듈(30)에 형성되는 캐비티(C)와 연통하여 배치되는 일정길이의 중공부재로 이루어지며, 이러한 슬리브(40)의 일단에는 용탕이 주입되는 용탕공급구를 갖추어 용융된 알루미늄과 같은 용탕이 내부공간에 일정량 공급되어 채워지게 된다. The sleeve 40 is made of a hollow member of a certain length disposed in communication with the cavity C formed in the
상기 플런저(50)는 상기 슬리브(40) 내측에 형성된 공간을 따라 일방향으로 전후진 왕복이동하면서 상기 슬리브(40)의 내부로 공급된 용탕이 상기 금형모듈(30)의 캐비티로 전달시키는 역할을 수행할 수 있도록 미도시된 실린더부재의 로드선단과 연결되어 주조시 전후진 왕복작동되는 피스톤부재이다. The
이때, 상기 슬리브(40)에는 주조공정시 상기 용탕을 금형모듈의 캐비티로 주입하도록 전후진 왕복이동되는 플런저(50)의 위치를 실시간으로 확인하면서 전후진 왕복이동속도를 측정하는 플런저 속도측정센서(45)를 포함할 수 있다. At this time, the sleeve 40 has a plunger speed measurement sensor for measuring the forward and backward reciprocating speed while checking the position of the
상기 진공탱크(70)는 상기 금형모듈(30)에 형성되는 캐비티(C)와 일단이 연통연결되는 진공흡입라인(60)을 매개로 하여 연결되어 주조후 상기 캐비티(C)의 내부에 잔류하는 가스를 외부로 배기하여 제거하도록 상기 캐비티의 내부공기를 진공펌프(75)의 펌핑력에 의해서 강제 흡입하여 상기 캐비티의 내부를 진공분위기로 유지시키는 것이다. The
상기 진공흡입라인(60)의 길이중간에는 유량계(61)와 습도센서(62)를 포함하는바, 상기 유량계(61)는 다이캐스팅 주조시 작동되는 진공펌프(75)에 의해서 상기 진공흡입라인(60)을 통하여 상기 진공탱크(70)로 강제흡입되는 공기의 유량을 측정하는 수단이며, 상기 습도센서(62)는 상기 진공흡입라인을 통하여 상기 진공탱크로 강제흡입되는 공기에 함유된 습도를 측정하는 수단이다. In the middle of the length of the
또한, 상기 진공탱크(70)의 내부 진공압력을 측정하는 압력센서(72)를 포함하는바, 이러한 압력센서(72)는 진공펌프(75)를 통해 상기 캐비티의 진공이 형성될 때에 발생하는 진공탱크의 내부압력이 기설정된 범위를 유지하고 있는지를 판단하도록 진공탱크의 내부압력을 측정하여 센싱하는 것이다. In addition, it includes a
상기한 구성을 갖는 고진공 다이캐스팅 공정 최적화 시스템(100)에서 주조품을 제조하는 공정은, 먼저, 상기 가동블럭(10)이 고정블럭(20) 측으로 이동되면서 상기 가동금형(12)과 고정금형(22)이 합형하게 되면, 상기 가동금형과 고정금형의 각 접합면에 구비되는 실링부재에 의해서 접합부는 실링되면서 용탕이 채워져 주조되는 캐비티(C)를 형성하게 된다. In the process of manufacturing a cast product in the high-vacuum die-casting
상기 캐비티와 연통연결된 슬리브(40)의 내부에 용탕이 일정량 공급되어 채워진 다음, 상기 슬리브(40)의 내부에 배치된 플런저(50)가 미도시된 실린더부재에 의해서 전진작동되면서 상기 캐비티 내부로 용탕이 주입된다. A certain amount of molten metal is supplied and filled into the sleeve 40 connected to the cavity, and then the
상기 플런저(50)의 전진작동에 의해서 상기 캐비티(C)내로 용탕이 주입됨과 동시에 상기 진공펌프(75)가 작동되면, 상기 진공흡입라인을 통하여 상기 캐비티 및 이에 연통되는 슬리브 내부의 공기는 상기 캐비티의 내부에 잔류하는 가스와 더불어 강제흡입된다. When the molten metal is injected into the cavity (C) by the forward operation of the plunger (50) and the vacuum pump (75) is operated at the same time, the air inside the cavity and the sleeve communicating therewith is blown through the vacuum suction line to the cavity (C). is forcibly sucked along with the gas remaining inside the
이때 상기 진공흡입라인에 구비되는 유량계(61)와 습도센서(62)에 의해서 상기 진공탱크(70) 측으로 강제흡입되는 공기의 흡입량을 실시간으로 측정하고,강제흡입되는 공기에 함유된 수분을 실시간으로 측정한 다음, 측정된 흡입공기 흡입량과 습도값은 사전에 설정된 기준값과 비교하도록 제어부(80)에 전송되며, 디스플레이부(85)에 실시간으로 표시되어 모니터링된다. At this time, the amount of air forcibly sucked into the
그리고, 상기 진공탱크(70)에 구비되는 압력센서(72)에 의해서 진공탱크의 내부 진공압력을 실시간으로 측정하고, 측정된 압력값은 사전에 설정된 기준값과 비교하도록 상기 제어부(80)에 전송되며, 디스플레이부(85)에 실시간으로 표시되어 모니터링된다. In addition, the internal vacuum pressure of the vacuum tank is measured in real time by the
이러한 경우, 상기 유량계(61)에서 측정되는 공기의 흡입량이 사전에 설정된 기준값을 벗어난 것으로 확인되거나 상기 압력센서(72)에서 측정된 진공탱크의 내부 진공압력 범위가 기설정된 범위를 벗어난 것으로 확인되면, 상기 가동금형과 고정금형이 서로 합형되는 접합면에 대한 실링이 불량하여 외부공기가 유입되면서 공기의 흡입량이 증대되고, 내부압력이 증가하는 것으로 판단할 수 있기 때문에 상기 제어부(미도시)는 진공펌프(75)의 작동 및 플런저(50)의 전진작동을 일시 중단시킨다. In this case, if it is confirmed that the intake amount of air measured by the
또한, 상기 습도센서(62)에 의해서 상기 캐비티에서 강제배출되어 흡입되는 공기에 수분의 함유량이 사전에 설정된 기준값을 벗어난 것으로 확인되면, 상기 가동금형과 고정금형이 서로 합형되는 접합면에 대한 실링이 불량하여 외부공가 캐비티 내부로 유입되는 것으로 판단할 수 있기 때문에 상기 제어부(미도시)는 진공펌프(75)의 작동 및 플런저(50)의 전진작동을 일시 중단시킨다. In addition, when it is confirmed by the
그리고 상기 제어부는 경보기 또는 경광등과 같은 알람부를 구동시켜 알람을 발생시켜 관리자에게 통보하고, 상기 제어부는 무선통신 방식을 통하여 관리자에게 모바일 방식 또는 공장 내에 배치된 무선네크워크 방식으로 통하여 보다 신속하게 알람을 제공할 수 있다.In addition, the control unit drives an alarm unit such as an alarm or a warning light to generate an alarm and notify the manager, and the control unit provides an alarm to the manager more quickly through a wireless communication method through a mobile method or a wireless network method disposed in a factory. can do.
이에 따라, 용탕이 주입되어 성형되는 캐비티(C) 내부에 수분이 잔류하지 않도록 하여 잔류한 수분에 의해 주조품에 핀홀과 같은 품질불량이 발생되는 것을 사전에 방지하는 한편, 상기 가동금형(12)과 고정금형(22)이 서로 합형되어 실링되는 부위를 점검하여 후속조치를 수행할 수 있다. Accordingly, by preventing moisture from remaining inside the cavity (C) where molten metal is injected and molded, quality defects such as pinholes are prevented from occurring in the cast product due to the remaining moisture in advance, while the
한편, 상기 캐비티의 내부에 용탕이 채워지게 되면, 상기 가동금형에 복수개 구비되는 각 밀핀의 단부는 가동금형을 관통하여 캐비티에 노출되어 캐비티(C)에 주입되어 채워지는 용탕과 접해지기 때문에, 용탕의 열은 전도성이 높은 금속소재로 이루어지는 밀핀의 단부를 통하여 타단으로 전도되면서 상기 밀핀의 타단에 구비되는 제3온도센서(16)에 의해서 용탕의 온도가 측정된다. On the other hand, when the inside of the cavity is filled with molten metal, the ends of each push pin provided in plurality in the movable mold pass through the movable mold and are exposed to the cavity and come into contact with the molten metal injected into the cavity C to be filled. While the heat of is conducted to the other end through the end of the mill pin made of a highly conductive metal material, the temperature of the molten metal is measured by the
상기 제3온도센서(16)에서 측정되는 용탕의 온도가 사전에 설정된 기준값을 벗어난 것으로 확인되면, 상기 가동금형과 고정금형을 가열하거나 냉각하여 상기 가동금형과 고정금형의 자체온도를 조절하게 된다.When it is confirmed that the temperature of the molten metal measured by the
즉, 상기 캐비티에 주입되는 용융 소재인 용탕이 알루미늄과 같은 고온의 금속인 경우, 용융 금속인 용탕이 캐비티의 부분별로 각각 시간차를 두고 채워지는 과정에서, 고온의 용탕이 가지고 있는 열에 의해 캐비티의 각 부분별로 온도의 차이가 크게 발생할 수 있으며, 캐비티의 각 부분별로 채워지는 용탕의 온도가 불균일한 온도 분포를 가지게 되면, 성형시 제품에 미성형된 부분이 발생하거나 주조제품 성형 후 크랙 등과 같은 후변형이 발생하게 된다. That is, when the molten metal, which is a molten material, injected into the cavity is a high-temperature metal such as aluminum, the molten metal, which is the molten metal, fills each part of the cavity with a time difference. There can be a large difference in temperature for each part, and if the temperature of the molten metal filled in each part of the cavity has an uneven temperature distribution, unformed parts occur in the product during molding or post-deformation such as cracks after molding the cast product this will happen
이러한 경우, 상기 밀핀의 타단에 구비되는 제3온도센서에 의해서 캐비티에 주입되어 채워지는 용탕의 온도를 열전도 방식으로 실시간으로 측정하고, 측정된 온도값을 근거로 하여 고정금형과 가동금형의 전체적인 온도를 균일하게 유지함으로써, 구조가 복잡한 제품을 성형하거나 고온의 금속 소재를 사용하는 금형의 경우에도, 금형의 캐비티의 전 부분이 균일한 온도 분포를 가지도록 하여 사출성형시 제품에 미성형된 부분이 발생하거나 제품 성형 후 크랙 등의 후변형이 발생하는 등의 제품 불량을 효과적으로 방지할 수 있다.In this case, the temperature of the molten metal injected into the cavity and filled is measured in real time by the third temperature sensor provided at the other end of the push pin, and based on the measured temperature value, the overall temperature of the fixed mold and the movable mold By maintaining the uniformity, even in the case of a mold with a complex structure or a mold using a high-temperature metal material, the entire cavity of the mold has a uniform temperature distribution, so that unmolded parts of the product are not formed during injection molding. It is possible to effectively prevent product defects such as cracks or post-deformation after product molding.
[과제고유번호] HUKB2101 [Assignment identification number] HUKB2101
[부처명] 산업통상자원부[Name of Department] Ministry of Trade, Industry and Energy
[연구관리전문기관] 한국산업단지공단[Research management institution] Korea Industrial Complex Corporation
[연구사업명] 다년도 대형 R&BD 사업[Research project name] Multi-year large-scale R&BD project
[연구과제명] 전기차 배터리용 일체화 하우징 패키지 결함제어 부품 소재 기술개발[Research Project Name] Integrated housing package defect control component material technology development for electric vehicle batteries
[주관기관] 세아메카닉스 [Organizer] SeAH Mechanics
[기여율] 100% [Contribution rate] 100%
[연구기간] 2021.10.01 ~ 2022.09.30 [Research period] 2021.10.01 ~ 2022.09.30
본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 의해 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described, the spirit of the present invention is not limited by the embodiments presented herein, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention may add or change components within the scope of the same spirit. Other embodiments can be easily proposed by adding, deleting, adding, etc., but this will also be said to be within the scope of the present invention.
10 : 가동블럭
12 : 가동금형
13 : 제1온도센서
15 : 밀핀
16 : 제3온도센서
16 : 밀핀지지판
20 : 고정블럭
22 : 고정금형
23 : 제2온도센서
30 : 금형모듈
40 : 슬리브
50 : 플런저
60 : 진공흡입라인
61 : 유량계
62 : 습도계
70 : 진공탱크
75 : 진공펌프
C :캐비티
10: movable block 12: movable mold
13: first temperature sensor 15: push pin
16: third temperature sensor 16: push pin support plate
20: fixed block 22: fixed mold
23: second temperature sensor 30: mold module
40: sleeve 50: plunger
60: vacuum suction line 61: flow meter
62: hygrometer 70: vacuum tank
75: vacuum pump C: cavity
Claims (2)
상기 금형모듈의 캐비티와 연통연결되어 용탕이 공급구를 통하여 공급되어 채워지는 슬리브 ;
상기 슬리브를 따라 일방향으로 전후진 왕복이동되면서 상기 용탕을 캐비티로 주입하는 플런저; 및
상기 금형모듈의 캐비티와 진공흡입라인을 매개로 연결되어 상기 캐비티의 내부에 잔류하는 가스를 외부로 배기하여 제거하도록 상기 캐비티의 내부공기를 진공펌프의 펌핑력에 의해서 강제 흡입하여 상기 캐비티의 내부를 진공분위기로 유지시키는 진공탱크를 포함하고,
상기 가동금형의 온도를 측정하는 제1온도센서와, 상기 고정금형의 온도를 측정하는 제2온도센서를 갖추어 냉각수라인의 냉각수에 의해서 냉각되는 가동금형의 온도와 고정금형의 온도를 실시간으로 측정하는 금형온도 측정부 ;
상기 진공흡입라인의 길이중간에 구비되어 상기 진공펌프에 의해서 상기 진공흡입라인을 통하여 상기 진공탱크로 강제흡입되는 공기의 유량을 측정하는 유량계 ;
상기 진공흡입라인을 통하여 상기 진공탱크로 강제흡입되는 공기에 함유된 습도를 측정하는 습도센서 ; 및
상기 진공탱크에 구비되어 상기 진공탱크의 내부 진공압력을 측정하는 압력센서 ;를 포함하는, 고진공 다이캐스팅 공정 최적화 시스템.Equipped with a movable block having a movable mold and a fixed block having a fixed mold, a plurality of movable blocks provided in the movable block to remove the cast product manufactured by the molten metal injected and filled into the cavity formed between the movable mold and the fixed mold. A mold module including a push pin;
a sleeve connected in communication with the cavity of the mold module and filled with molten metal supplied through the supply port;
a plunger that injects the molten metal into the cavity while reciprocating back and forth in one direction along the sleeve; and
The inside of the cavity is forcibly sucked in by the pumping force of the vacuum pump so that the cavity of the mold module is connected via a vacuum suction line to exhaust and remove the gas remaining inside the cavity to the outside. Including a vacuum tank maintained in a vacuum atmosphere,
A first temperature sensor for measuring the temperature of the movable mold and a second temperature sensor for measuring the temperature of the fixed mold are provided to measure the temperature of the movable mold cooled by the cooling water in the cooling water line and the temperature of the fixed mold in real time mold temperature measurement unit;
a flow meter provided in the middle of the vacuum suction line to measure a flow rate of air forcefully sucked into the vacuum tank through the vacuum suction line by the vacuum pump;
a humidity sensor for measuring the humidity contained in the air forcedly sucked into the vacuum tank through the vacuum suction line; and
A high vacuum die casting process optimization system comprising a; pressure sensor provided in the vacuum tank to measure the vacuum pressure inside the vacuum tank.
상기 밀핀은 상기 캐비티에 채워지는 용탕과 접해지는 단부를 통하여 전도되는 용탕의 온도를 실시간으로 측정하도록 핀지지판에 고정되는 타단에 제3온도센서를 포함하는, 고진공 다이캐스팅 공정 최적화 시스템.According to claim 1,
The mill pin includes a third temperature sensor at the other end fixed to the pin support plate to measure the temperature of the molten metal conducted through the end in contact with the molten metal filled in the cavity in real time.
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| KR1020210189757A KR102686097B1 (en) | 2021-12-28 | 2021-12-28 | System for optimizing the high vacuum die casting process |
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| KR1020210189757A KR102686097B1 (en) | 2021-12-28 | 2021-12-28 | System for optimizing the high vacuum die casting process |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| KR20060049224A (en) * | 2004-06-17 | 2006-05-18 | 도시바 기카이 가부시키가이샤 | Vacuum control system of die casting machine and vacuum die casting method |
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2021
- 2021-12-28 KR KR1020210189757A patent/KR102686097B1/en active IP Right Grant
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|---|---|
| KR102686097B1 (en) | 2024-07-19 |
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