WO2020085775A1 - 가동형 전자기제어 조직제어모듈을 구비하는 다이캐스팅 장치 - Google Patents

가동형 전자기제어 조직제어모듈을 구비하는 다이캐스팅 장치 Download PDF

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WO2020085775A1
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sleeve
electromagnetic
movable
mold
molten metal
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PCT/KR2019/013917
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Inventor
박태윤
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주식회사 퓨쳐캐스트
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
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    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/30—Accessories for supplying molten metal, e.g. in rations

Definitions

  • the present invention relates to a die-casting device, and more particularly, to a die-casting device having a movable electromagnetic control tissue control module that can be drawn out to be adjacent to the sleeve.
  • the die casting device is composed of a mold made of a movable mold and a fixed mold, and a sleeve connected to the inside of the mold to form an injection path of molten metal.
  • a molding space is formed, and a plunger pushes the molten metal in the sleeve into the molding space and presses it into the molding space, whereby a molded product can be manufactured.
  • the tissue control by the electromagnetic field is to refine the tissue by agitating the solid-state particles in the process of solid phase formation in the solid-liquid coexistence section of the alloy being injected, so that it is proposed in Korean Patent Registration No. 10-0554093, Korean Patent Registration No. 10-0436118 As described above, there is a limit to maximizing the effect of tissue control when the molten metal is in a completely liquid state above the liquid line.
  • the reason is that the effect of smooth tissue control can be obtained in the high-liquid coexistence section, but since the temperature of the molten metal is above the liquid line, the problem of having to control the tissue with a delay time for a certain time and the temperature of the molten metal after the tissue control is high Corresponding to the coexistence section, the temperature is low enough to have sufficient fluidity, and when this controlled molten metal is injected into the sleeve, the temperature of the molten metal is lowered due to the low sleeve temperature, so that the working temperature of the molten metal injected into the cavity cannot be satisfied. do.
  • Korean Patent Registration No. 10-1253605 In order to increase the intensity of tissue control as in Korean Patent Registration No. 10-1253605, limited space as in Korean Patent Registration No. 10-0662034 becomes a problem, and additionally, a space for installing the tissue control module on the fixed die plate is secured.
  • the present invention has been devised to solve the above-mentioned problems and drawbacks of the prior art, and an object of the present invention is to enable the installation of an electromagnetic stirrer for controlling the organization of molten molten metal by optimally utilizing the space of the die casting device.
  • an object of the present invention is to provide a die-casting device that brings about cooling effect around the sleeve as well as cooling of the stirring device itself during operation after installation of the electromagnetic stirring device.
  • the present invention includes a movable mold provided with a molding space and a lower fixed mold including a sleeve in which molten metal is injected while receiving molten metal in correspondence with the movable mold.
  • the lower fixed mold is in contact and the molten metal is cast into a molded product, it is made in a form penetrated through the lower fixed mold to the periphery of the sleeve to electromagnetically stir the molten metal injected through the sleeve, and an electromagnetic stirring device therein
  • It provides a die-casting device having a movable electromagnetic control tissue control module including at least one electromagnetic stirrer receiving portion is accommodated.
  • the lower fixed mold may include a fixed mold contacting the movable mold and a lower mold connected to the fixed mold.
  • it may further include an electromagnetic stirring device installed in the electromagnetic stirring device receiving portion.
  • the electromagnetic stirring device may include a coiled metal core, a coil surrounding the metal core, and a case for storing and sealing the metal core and coil.
  • the electromagnetic stirring device may be provided with a flow path in the metal core so that the refrigerant or cooling oil flows inside the electromagnetic stirring device.
  • the die-casting apparatus has an effect that the operator can adjust or replace the electromagnetic field by drawing the electromagnetic stirring device itself outward depending on the situation in order to adjust the electromagnetic field size of the electromagnetic stirring device. Accordingly, the size of the electromagnetic field can be adjusted.
  • the sleeve fixing structure can be increased.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a die casting apparatus according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a main portion showing a state in which an electromagnetic stirring device is applied;
  • FIG. 3 is a perspective view of a main portion showing a state in which the electromagnetic stirrer accommodating portion formed in a multilayer is applied;
  • FIG. 4 is a perspective view of a main portion showing a state in which a sleeve having a cooling flow path is applied;
  • FIG. 5 is a sectional view of a main portion of a lower fixed mold showing a state in which an electromagnetic stirring device is applied;
  • FIG. 6 is a perspective view of an electromagnetic stirring device
  • FIG. 7 is a perspective view of an electromagnetic stirring device equipped with a spiral cooling flow path
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a die casting device showing a state in which an electromagnetic stirring device accommodating part is applied to a fixed mold;
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a die casting device showing a state in which an electromagnetic stirrer accommodating portion is applied to a lower tank;
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a die-casting device showing a state in which an electromagnetic stirring device receiving portion is applied to a fixed mold and a lower tank, respectively;
  • FIG. 11 is a sectional view of a die casting apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of a die casting apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • the die casting device 100 includes a movable mold 110 and a lower fixed mold 120.
  • the movable mold 110 is provided with a separate movable member 111 on the upper portion to move the movable mold 110 up and down.
  • a molding space S in which the molding is processed is provided as a portion where the movable mold 110 and the lower fixed mold 120 come into contact with each other.
  • the lower fixed mold 120 is provided with a sleeve 150 that serves as a passage for the molten metal to move to the forming space (S).
  • the sleeve 150 is preferably made of a circular pipe having both ends open and inserted in a form that vertically penetrates the central portion of the lower fixed mold 120.
  • the lower side of the sleeve 150 is provided with a plunger 170 for moving the molten metal injected into the sleeve 150 to the forming space (S).
  • a molten metal inlet hole 155 is formed at one side of the sleeve 150.
  • a molten metal injection channel (not shown) is connected to the molten metal inlet hole 155, and after the molten metal injection channel has a predetermined amount of molten metal required for molding into the sleeve 150, A valve (not shown) is provided to block the molten metal injection flow path and prevent the molten metal from being excessively introduced into the sleeve 150. At the same time, the valve prevents the molten metal inside the sleeve 150 from flowing out along the flow path of the molten metal when the pressure inside the sleeve 150 rises due to the rise of the plunger.
  • the lower fixed mold 120 may be divided into a lower mold 121 and a fixed mold 122 installed above the lower mold 121.
  • a mold sleeve 152 is provided on the upper fixed mold 122 and a mechanical sleeve 151 is provided on the lower lower kitchen 121.
  • the mold sleeve 152 and the machine sleeve 151 are both made of a circular pipe with both ends open, and are inserted in communication with each other in a form that vertically penetrates the center of the fixed mold 122 and the center of the lower kitchen 121.
  • the molten metal inlet hole 155 may be formed on either side of the fixed mold 122 and the mechanical sleeve 151, and may be formed on both sides.
  • the lower fixed mold 120 is provided with an electromagnetic stirrer receiving portion 123.
  • the electromagnetic stirring device accommodating part 123 is a passage for moving the electromagnetic stirring device 200 to be described later, and is formed to contact the sleeve 150 from the outside of the lower fixing mold 120.
  • the electromagnetic stirring device accommodating portion 123 may be provided in a single or plural.
  • the electromagnetic stirring device accommodating part 123 is shown in Figure 1 and As shown in FIG. 9, it may be formed in the lower kitchen 121, or may be formed in the fixed mold 122 as shown in FIG. 8, and fixed with the lower kitchen 121 as shown in FIG. It may be formed on both sides of the mold 122.
  • the electromagnetic stirring device receiving portion 123 is preferably provided radially along the circumferential direction around the mechanical sleeve (151).
  • the electromagnetic stirrer accommodating part 123 is formed in an arbitrary number while forming an arbitrary circumferential angle radially from the center of the cross section of the mechanical sleeve 151 to meet the required characteristics of the product to be applied. Can be.
  • the circumferential angle of the adjacent electromagnetic stirring device accommodating portion 123 is preferably configured to have a uniform electromagnetic force along the circumferential direction of the mechanical sleeve 151.
  • the position of the plurality of electromagnetic stirrer accommodating portion 123 formed at a first cross-sectional position of the mechanical sleeve 151 to a position spaced apart from the other position of the mechanical sleeve 151 It is also possible to install the electromagnetic stirring device accommodating portion 123. That is, in addition to the electromagnetic stirrer accommodating portion 123 formed at the first sectional position of the mechanical sleeve 151, the electromagnetic stirrer accommodating portions 123 are added to the second sectional position or the third sectional position of the mechanical sleeve 151. It can also be applied as an installation.
  • the electromagnetic stirrer accommodating portion 123 When the electromagnetic stirrer accommodating portion 123 is formed at various machine sleeve 151 cross-sectional positions, the electromagnetic stirrer accommodating portion 123 is at the same location along the same outer circumferential surface while varying in height on the mechanical sleeve 151. It may be arranged in a regular manner, or may be arranged in a staggered manner by staggering between the electromagnetic stirrer accommodating portions 123.
  • the electromagnetic stirrer accommodating portion 123 when forming the electromagnetic stirrer accommodating portion 123 on the machine sleeve 151, it can be formed in a vertical direction with the central axis of the machine sleeve 151, in a diagonal direction inclined or raised below a certain angle Can form.
  • the electromagnetic stirrer accommodating portion 123 inclined downward in a certain angle is illustrated, for example.
  • the electromagnetic stirrer 200 containing the electromagnetic stirrer accommodating part 123 includes an inner metal core 232 in which a coil is wound, and a case 234 accommodating the metal core 232.
  • the metal core 232 may include at least one or more cooling passages 201 and 202 penetrating the inside along the longitudinal direction.
  • a refrigerant or a cooling oil that accommodates the temperature of the electromagnetic stirring device 200 in the fixed mold 122 is accommodated.
  • cooling passages 201 and 202 may be applied in various forms, rather than one, to facilitate the introduction and withdrawal of cooling oil.
  • the design of the cooling oil may be changed to circulate the metal core 232 through the cooling passages 201 and 202.
  • the electromagnetic stirring device 200 spirally circulates while circulating the outer surface of the metal core 232 or the outer surface of the case 234 so as to double the cooling efficiency.
  • the cooling flow path 203 may also be formed.
  • a spiral sleeve cooling passage 154 may be formed on the outer circumferential surface of the mechanical sleeve 151.
  • the sleeve cooling passage 154 is in communication with the cooling passages 201 and 202 of the electromagnetic stirrer 200 and becomes a movement passage of the cooling oil flowing through the cooling passages 201 and 202.
  • the cooling oil circulates along the outer peripheral surface of the mechanical sleeve 151, cooling efficiency around the sleeve can be maximized.
  • the sleeve cooling passage 154 may be provided in the mold sleeve 152, of course.
  • a separate extended fixed mold and an extended fixed sleeve through the center of the extended fixed mold may be provided between the fixed mold 122 and the lower kitchen 121, wherein The electromagnetic stirring device 200 may also be additionally installed adjacent to the expansion fixing sleeve.
  • the electromagnetic stirrer 200 configured as described above is connected to a power source to form an electromagnetic field to induce electromagnetic agitation in the vicinity to induce stirring of the molten metal, thereby controlling the structure of the molten metal.
  • the electromagnetic stirring device 200 may be respectively connected to a power source for forming an electromagnetic field.
  • the electromagnetic stirring device 200 may be inserted while moving toward the adjacent portion of the mechanical sleeve 151 through the electromagnetic stirring device accommodating portion 123, or may be drawn out of the lower kitchen 121.
  • the electromagnetic stirrer 200 when the electromagnetic stirrer 200 is heated due to the molten metal of high temperature or when the electromagnetic stirrer 200 is heated by heat generated by an electromagnetic field, the electromagnetic stirrer 200 is taken out to air-cool or circulate the cooling oil. It is also possible to improve the life of the electromagnetic stirring device 200 by cooling it. Through this process, the heat affected by the sleeve 150 may be reduced to maintain the integrity of the sleeve 150.
  • FIG 11 is a cross-sectional view of the die casting apparatus 100 according to the second embodiment of the present invention, wherein the lower kitchen 124 is centered on the fixed body portion 124a and the sleeve 150 on which the fixed mold 122 is installed. It may be divided into a rotating rotating portion (124b).
  • the rotating part 124b forms a circular block shape including the electromagnetic stirring device accommodating part 123 and is accommodated inside the fixed body part 124a.
  • the sleeve 150 is inserted into the center of the rotating portion (124b).
  • a motor 350 is installed in the fixed body portion 124a, and the first gear 310 and the second gear rotate in engagement with the outer circumferential surfaces of the rotating shaft 333 of the motor 350 and the rotating portion 124b.
  • 320 is installed.
  • the first gear 310 is installed on the outer circumferential surface of the rotating portion 124b, and the second gear 320 is installed to mesh with the first gear 310 on the rotating shaft 333 of the motor 350.
  • a bearing is provided between the fixed body portion 124a and the rotating portion 124b to help smooth rotation of the rotating portion 124b.
  • the motor 350 is operated and the rotational force of the motor 350 is transmitted to the rotating part 124b through the first gear 310 and the second gear 320. As it is transmitted, the rotating part 124b rotates around the sleeve 150.
  • the electromagnetic stirrer accommodating part 123 and the electromagnetic stirring device 200 provided in the rotating part 124b rotate together with respect to the sleeve 150, so that the entire outer circumferential surface of the sleeve 150 With respect to the induction of stirring effectively, a higher quality die-cast molding can be obtained.
  • the lower mold 122b may be applied to, or in this case, the electromagnetic stirring device accommodating portion 123 may be applied to the upper mold 122a or the lower tank 121.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 다이캐스팅 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부로 인출할 수 있는 가동형 전자기제어 조직제어모듈을 슬리브에 인접하도록 구비하는 다이캐스팅 장치에 관한 것이다. 본 발명은 성형공간(S)이 구비되는 가동금형(110) 및 상기 가동금형과 대응되어 용융금속을 수용하며 용융금속이 주입되는 슬리브(150)를 포함하는 하부고정금형(120)을 포함하고 상기 가동금형과 상기 하부고정금형이 접하여 용융금속이 성형물로 주조되는 다이캐스팅 장치(100)에 있어서; 상기 슬리브를 통하여 주입되는 용융금속을 전자기 교반하도록 상기 슬리브 주변까지 상기 하부고정금형에 관통된 형태로 이루어지며 내부에 전자기 교반장치가 수용되는 적어도 한 개 이상의 전자기 교반장치 수용부(123)를 포함하는 가동형 전자기제어 조직제어모듈(200)을 구비하는 다이캐스팅 장치를 제공한다.

Description

가동형 전자기제어 조직제어모듈을 구비하는 다이캐스팅 장치
본 발명은 다이캐스팅 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부로 인출할 수 있는 가동형 전자기제어 조직제어모듈을 슬리브에 인접하도록 구비하는 다이캐스팅 장치에 관한 것이다.
다이캐스팅 장치는 가동금형과 고정금형으로 이루어진 금형과, 금형 내부와 연결되어 용융금속의 주입로를 형성하는 슬리브로 구성된다. 가동금형과 고정금형이 서로 접하면 성형공간이 구성되고, 플런저가 슬리브 내의 용융금속을 성형공간 내로 밀어 성형공간에 압입함으로써 성형물을 제조할 수 있다.
이러한 다이캐스팅 장치에 있어서 전자기장을 이용한 조직제어를 하기 위한 방법으로는, 용탕을 슬리브 내로 주입하는 과정에서 조직을 제어하는 기술(한국등록특허 10-0554093, 한국등록특허 10-0436118), 용탕이 슬리브 내로 주입된 이후 플런저에 의해 이동되어 금형 캐비티 내부로 사출되기 전 조직제어를 하기 위한 금형 슬리브에서 조직을 제어하는 기술(한국등록특허 10-0662034) 및 조직제어의 공간을 확대하기 위하여 고정 다이플레이트에 추가로 조직제어 모듈을 설치하여 조직을 제어하는 기술(한국등록특허 10-1253605) 등이 있다.
한편, 전자기장에 의한 조직제어는 주입되는 합금의 고액공존구간에서 고상이 형성되는 과정에서 고상입자를 전자기장의 교반으로 조직을 미세화시키는 것이므로, 한국등록특허 10-0554093, 한국등록특허 10-0436118에 제시된 바와 같이 주입되는 용탕이 액상선 이상인 완전 액상 상태인 경우 조직제어 효과를 극대화하는 것에 한계가 있다. 그 이유는 고액공존구간에서는 원활한 조직제어의 효과를 얻을 수 있으나, 용탕의 온도가 액상선 이상이므로 일정시간 지연시간을 가지면서 조직제어를 해야하는 문제와, 조직제어가 된 이후에는 용탕의 온도가 고액공존구간에 해당되어 온도가 충분한 유동성을 갖기에는 낮은 상태가 되고, 이 제어된 용탕이 슬리브 내로 주입되면 낮은 슬리브온도로 인하여 용탕의 온도상태가 더 낮아져서 캐비티 내로 사출하는 용탕의 작업온도를 만족할 수 없게 된다.
또한, 한국등록특허 10-0662034에 제시된 기술과 같이 금형 내에 조직제어 모듈을 삽입하는 경우에는 조직제어 모듈의 위치를 확보하기 위하여 금형의 슬리브 고정 위치의 대부분을 제거하게 되므로 금형을 필요 이상으로 크게 만들어야 하고, 또한 전자기 교반기가 조방과 금형에 의해 모두 감싸지는 구조로 용융금속에서 발생하는 열을 그대로 받게 되어 전자기 교반기의 수명이 짧아지며, 전자기장의 세기가 한정되어 원하는 만큼의 전자기장을 인가하기가 어려울 수 있다.
또한 슬리브를 잡아주는 주위의 영역이 전자기 교반기를 삽입시키기 위해 제거됨으로써 슬리브 주변의 고정금형 또는 조방의 지지력이 감소됨으로 인해 슬리브의 형태 안정성과 수명에도 영향을 주는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 한국등록특허 10-1253605 기술과 같이 조직제어의 세기를 증대하기 위하여 한국등록특허 10-0662034와 같이 한정된 공간이 문제가 되어, 추가적으로 고정 다이플레이트에 조직제어 모듈을 설치하기 위한 공간을 확보하는 방법도 있으나, 한국등록특허 10-0662034의 경우와 마찬가지로 조직제어 모듈이 열을 많이 받는 장비의 내부에 설치되는 구조로 인하여 코일모듈의 온도 상승에 대한 문제점을 해결하여야 하는 단점이 있고, 조직제어 모듈의 세기를 증대시키는 것도 한정된 공간으로 인하여 한계가 있으며, 용탕 주입을 유도하는 슬리브의 확보에도 매우 취약한 문제를 갖고 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점 및 결점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 용융 용탕의 조직제어를 위한 전자기 교반장치의 설치가 다이캐스팅 장치의 공간을 최적 활용하며 이루어지도록 하는데 있다.
또한, 본 발명은 전자기 교반장치의 설치 후 작동 시 교반장치 자체의 냉각과 더불어 슬리브 주변 냉각 효과를 가져오도록 하는 다이캐스팅 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 성형공간이 구비되는 가동금형 및 상기 가동금형과 대응되어 용융금속을 수용하며 용융금속이 주입되는 슬리브를 포함하는 하부고정금형을 포함하고, 상기 가동금형과 상기 하부고정금형이 접하여 용융금속이 성형물로 주조되는 다이캐스팅 장치에 있어서, 상기 슬리브를 통하여 주입되는 용융금속을 전자기 교반하도록 상기 슬리브 주변까지 상기 하부고정금형에 관통된 형태로 이루어지며 내부에 전자기 교반장치가 수용되는 적어도 한 개 이상의 전자기 교반장치 수용부를 포함하는 가동형 전자기제어 조직제어모듈을 구비하는 다이캐스팅 장치를 제공한다.
여기서, 상기 하부고정금형은 상기 가동금형에 접하는 고정금형과 상기 고정금형과 연결되는 하부조방을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전자기 교반장치 수용부에 설치되는 전자기 교반장치를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 전자기 교반장치는 코일이 감겨진 금속심체와, 상기 금속심체를 감싸는 코일과, 상기 금속심체와 코일을 수납 및 밀봉하는 케이스를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전자기 교반장치는 상기 전자기 교반장치의 내부에 냉매 또는 냉각유가 유동하도록 상기 금속심체에 유로가 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다이캐스팅 장치는 전자기 교반장치의 전자기장 크기 조절을 위하여 작업자가 상황에 따라서 전자기 교반장치 자체를 외부로 인출시키어 전자기장을 조절하거나 또는 교체할 수 있는 효과를 가진다. 이에 따라서, 전자기장의 크기 조절이 가능하게 된다.
또한, 전자기 교반장치의 내부에 구비된 유로를 통해 다이캐스팅 장치의 슬리브 주변 온도 조절이 가능하게 되며, 이로 인해 슬리브의 수명과 형태 안정성이 향상될 수 있다.
나아가, 전자기 교반장치 자체의 온도 조절이 가능하게 됨으로써 교반장치의 수명 향상은 물론 조직제어 모듈의 온도상승 억제를 극대화할 수 있다.
또한, 인출방향으로 전자기장의 세기를 결정하는 코일 턴수 및 직경을 결정함으로 인하여 자기장의 세기를 증대시키면서 금속심체의 단면적을 줄임으로서 슬리브 주위의 전자기코일 고정부위 확보를 위한 하부조방 및 고정금형의 가공부를 최소화하여 슬리브 고정 구조를 증대시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다이캐스팅 장치의 단면도;
도 2는 전자기 교반장치가 적용되는 모습을 나타낸 요부 분해사시도;
도 3은 다층으로 형성된 전자기 교반장치 수용부가 적용된 모습을 나타낸 요부 사시도;
도 4는 냉각유로가 형성된 슬리브가 적용된 적용되는 모습을 나타낸 요부 사시도;
도 5는 전자기 교반장치가 적용된 상태를 나타내는 하부고정금형의 요부 단면도;
도 6은 전자기 교반장치의 사시도;
도 7은 나선냉각유로가 구비된 전자기 교반장치의 사시도;
도 8은 고정금형에 전자기 교반장치 수용부가 적용된 모습을 나타낸 다이캐스팅 장치의 단면도;
도 9는 하부조방에 전자기 교반장치 수용부가 적용된 모습을 나타낸 다이캐스팅 장치의 단면도;
도 10은 고정금형과 하부조방에 각각 전자기 교반장치 수용부가 적용된 모습을 나타낸 다이캐스팅 장치의 단면도;
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다이캐스팅 장치의 단면도; 및
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 다이캐스팅 장치의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 층 및 영역의 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다이캐스팅 장치의 단면도로서, 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 다이캐스팅 장치(100)는 가동금형(110)과 하부고정금형(120)을 포함한다.
여기서 상기 가동금형(110)은 상부에 별도의 상하이동부재(111)가 구비되어 가동금형(110)을 상하로 이동시키게 된다.
그리고, 상기 가동금형(110)과 하부고정금형(120)이 맞닿는 부위로는 성형물이 가공되는 성형공간(S)이 구비된다.
또한, 상기 하부고정금형(120)은 상기 성형공간(S)으로 용융금속이 이동하는 통로가 되는 슬리브(150)를 구비한다. 상기 슬리브(150)는 양단이 개방된 원형 파이프로 이루어져 상기 하부고정금형(120) 중앙부를 수직으로 관통하는 형태로 삽입됨이 바람직하다.
상기 슬리브(150)의 하측에는 상기 슬리브(150)로 주입된 용융금속을 상기 성형공간(S)으로 이동시키는 플런져(170)가 구비된다.
그리고, 상기 슬리브(150)의 일측에는 용융금속 유입공(155)이 형성된다. 도시하지는 않았으나, 상기 용융금속 유입공(155)에는 용융금속 주입유로(미도시)가 연결되며, 상기 용융금속 주입유로에는 성형에 요구되는 일정량의 용융금속이 슬리브(150)로 유입된 이후에 상기 용융금속 주입유로를 차단하여 슬리브(150) 내측으로 용융금속이 과유입되는 것을 차단하는 밸브(미도시)가 구비된다. 동시에 상기 밸브는 상기 플런저가 상승하여 슬리브(150) 내측 압력이 상승할 때 상기 슬리브(150) 내측의 용융금속이 용융금속 주입유로를 따라 유출되는 것을 방지한다.
한편, 상기 하부고정금형(120)은 하부조방(121)과 상기 하부조방(121) 상측에 설치되는 고정금형(122)으로 분할 구성될 수 있다. 이 경우, 상부의 고정금형(122)에는 금형슬리브(152)가 구비되고 하부의 하부조방(121)에는 기계슬리브(151)가 구비된다. 상기 금형슬리브(152)와 기계슬리브(151)는 모두 양단이 개방된 원형 파이프로 이루어져 상기 고정금형(122) 중앙부와 하부조방(121)의 중앙부를 수직으로 관통하는 형태로 상호 연통되게 삽입된다. 상기 용융금속 유입공(155)은 상기 고정금형(122)과 기계슬리브(151) 중 어느 일측에 형성될 수 있으며 양측 모두에 형성되어도 무방하다.
따라서, 상기 가동금형(110)이 고정금형(122)을 향해 이동하여 고정금형(122)에 접하게 되면 성형공간(S)이 형성되며, 고정금형(122) 내의 금형슬리브(152)와 하부조방(121)내의 기계슬리브(151)의 내측으로 용융금속이 공급되면, 상기 금형슬리브(152)와 기계슬리브(151)에 수용된 용융금속을 상기 플런저(230)가 상기 성형공간으로 이동시켜서 다이캐스팅 성형을 수행한다.
그리고 상기 하부고정금형(120)에는 전자기 교반장치 수용부(123)가 구비된다. 상기 전자기 교반장치 수용부(123)는 후술하는 전자기 교반장치(200)를 이동시키기 위한 통로로서, 하부고정금형(120)의 외측으로부터 상기 슬리브(150)에 접하도록 형성된다. 상기 전자기 교반장치 수용부(123)는 단일 또는 복수로 구비될 수 있다.
한편, 상기 하부고정금형(120)이 하부조방(121)과 상기 하부조방(121)의 상측에 설치되는 고정금형(122)으로 분할 형성된 경우, 상기 전자기 교반장치 수용부(123)는 도 1 및 도 9에 도시된 바와 같이 하부조방(121)에 형성될 수도 있고, 도 8에 도시된 바와 같이 고정금형(122)에 형성될 수도 있으며, 도 10에 도시된 바와 같이 하부조방(121)과 고정금형(122) 양쪽에 모두 형성될 수도 있다.
이하, 도 1 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 전자기 교반장치 수용부(123)가 하부조방(121)에 형성된 경우를 예로 들어 설명한다.
상기 전자기 교반장치 수용부(123)는 상기 기계슬리브(151)를 중심으로 원주방향을 따른 방사형으로 구비됨이 바람직하다.
이 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 전자기 교반장치 수용부(123)는 적용하고자 하는 제품 요구 특성에 맞도록 기계슬리브(151)의 단면 중심에서 방사상으로 임의의 원주각도를 이루면서 임의 개수로 형성될 수 있다.
아울러 상기 기계슬리브(151)의 원주방향을 따라 균일한 전자기력이 작용하도록 인접한 전자기 교반장치 수용부(123)의 원주각도는 동일하게 구성됨이 바람직하다.
여기서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 기계슬리브(151)의 제1 단면 위치에 형성된 복수의 전자기 교반장치 수용부(123) 그룹과 일정 거리가 떨어진 위치로 상기 기계슬리브(151)의 다른 위치에도 전자기 교반장치 수용부(123)를 설치할 수도 있다. 즉, 상기 기계슬리브(151)의 제1 단면 위치에 형성된 전자기 교반장치 수용부(123) 이외에도 기계슬리브(151)의 제2 단면 위치 또는 제3 단면 위치에 전자기 교반장치 수용부(123)들을 추가로 설치 적용할 수도 있다.
여러 곳의 기계슬리브(151) 단면 위치에서 전자기 교반장치 수용부(123)를 형성하는 경우에는 전자기 교반장치 수용부(123)는 기계슬리브(151) 상에서 높이를 달리하면서 동일 외주면을 따라 동일한 위치에서 정배열 할 수도 있고, 또한 전자기 교반장치 수용부(123)들의 사이에 엇갈려서 지그재그로 배열할 수 있다.
한편, 상기 기계슬리브(151)에 전자기 교반장치 수용부(123)를 형성할 때, 상기 기계슬리브(151)의 중심축과 수직방향으로 형성할 수 있고, 일정 각도 아래로 기울어지거나 올라간 사선방향으로 형성할 수 있다. 본 실시예에서는 일정 각도가 아래 방향으로 기울어진 전자기 교반장치 수용부(123)를 예를 들어 도시하였다.
상기 전자기 교반장치 수용부(123) 수납되는 전자기 교반장치(200)는 코일이 감겨진 내부 금속심체(232)와, 상기 금속심체(232)를 수납하는 케이스(234)로 이루어진다.
이 경우, 상기 금속심체(232)는 길이방향을 따라서 내부를 관통하는 적어도 한 개 이상의 냉각유로(201,202)를 구비할 수 있다. 상기 냉각유로(201,202)에는 고정금형(122)내의 전자기 교반장치(200)의 온도를 낮춰줄 수 있도록 하는 냉매 또는 냉각유가 수용된다.
아울러, 냉각유의 인입 및 인출이 유리하도록 상기 냉각유로(201,202)는 한 개가 아닌 두 개 이상이 다양한 형태로 적용될 수 있다.
또한, 상기 냉각유는 상기 냉각유로(201,202)를 통하여 상기 금속심체(232)를 순환하도록 설계 변경도 가능하다.
아울러, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 전자기 교반장치(200)는 냉각효율을 배가시킬 수 있도록 금속심체(232)의 외측면이나 상기 케이스(234)의 외측면을 나선형으로 감아돌면서 순환하는 나선냉각유로(203) 형태를 이룰 수도 있다.
그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 기계슬리브(151)의 외주면에 나선형태의 슬리브 냉각유로(154)가 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 슬리브 냉각유로(154)는 상기 전자기 교반장치(200)의 냉각유로(201,202)와 연통되어 상기 냉각유로(201,202)를 유동하는 냉각유의 이동 통로가 된다. 이 경우, 상기 냉각유가 기계슬리브(151)의 외주면을 따라 순환하게 되므로 슬리브 주변 냉각효율을 극대화시킬 수 있다.
도시하지는 않았으나, 상기 슬리브 냉각유로(154)는 금형슬리브(152)에도 구비될 수 있음은 물론이다.
아울러, 전자기 교반의 효과를 극대화시키기 위하여, 상기 고정금형(122)과 하부조방(121) 사이에 별도의 확장 고정금형과 상기 확장 고정금형의 중앙부를 관통하는 확장 고정슬리브가 구비될 수 있으며, 상기 전자기 교반장치(200) 또한 상기 확장 고정슬리브에 인접하게 추가로 설치될 수 있다.
이와 같이 구성된 상기 전자기 교반장치(200)는 전원과 연결되어 전자기장을 형성함으로써 주변에 전자기 교반을 유발하여 용융금속의 교반을 유도하게 되고, 이로 인해 용융금속의 조직을 제어할 수 있다. 상기 전자기 교반장치(200)는 전자기장 형성을 위한 전원과 각각 연결될 수 있다.
아울러, 상기 전자기 교반장치(200)는 전자기 교반장치 수용부(123)를 통하여 기계슬리브(151) 인접부위 쪽으로 이동시키면서 삽입할 수 있고, 하부조방(121)의 외부로 인출시킬 수도 있다.
따라서 고온의 용융금속으로 인해 전자기 교반장치(200)가 가열되거나 전자기장에 의하여 발생된 열에 의하여 전자기 교반장치(200)가 가열되면 전자기 교반장치(200)를 외부로 인출시켜 공냉시키거나 냉각유를 순환시켜 냉각시킴으로써 전자기 교반장치(200)의 수명을 향상시킬 수도 있다. 이러한 과정을 통해 슬리브(150)가 영향받게 되는 열을 감소시켜 슬리브(150)의 건전성도 유지시킬 수 있다.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 다이캐스팅 장치(100)의 단면도로서, 상기 하부조방(124)은 고정금형(122)이 설치되는 고정몸체부(124a)와 슬리브(150)를 중심으로 회전하는 회전부(124b)로 분할 구성될 수 있다.
상기 회전부(124b)는 전자기 교반장치 수용부(123)를 포함하는 원형블록 형태를 이루며 상기 고정몸체부(124a)의 내측에 수용된다. 상기 슬리브(150)는 회전부(124b)의 중앙으로 삽입된다.
아울러, 상기 고정몸체부(124a)에는 모터(350)가 설치되며, 상기 모터(350)의 회전축(333)과 상기 회전부(124b)의 외주면에는 맞물려 회전하는 제1기어(310)와 제2기어(320)가 설치된다. 상기 제1기어(310)는 회전부(124b)의 외주면에 설치되며 상기 제2기어(320는 상기 모터(350)의 회전축(333)에 상기 제1기어(310)와 맞물리도록 설치된다.
또한, 상기 고정몸체부(124a)와 회전부(124b) 사이에는 베어링이 구비되어 회전부(124b)의 원활한 회전을 돕는다.
따라서, 슬리부(150) 내부로 용융금속이 유입되면 상기 모터(350)가 동작되고 상기 모터(350)의 회전력이 제1기어(310)와 제2기어(320)를 통해 회전부(124b)로 전달되면서 상기 회전부(124b)가 슬리브(150)를 중심으로 회전하게 된다.
상기 회전부(124b)가 회전하면, 회전부(124b)에 구비된 전자기 교반장치 수용부(123) 및 전자기 교반장치(200)가 슬리브(150)를 중심으로 동반회전하게 되므로 슬리브(150)의 외주면 전구간에 대하여 교반 유도가 효과적으로 이루어지면서 보다 고품질의 다이캐스트 성형물을 얻을 수 있게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
예를 들어, 도 12에서와 같이, 상기 고정금형(122)이 상부금형(122a)과 하부조방(121) 상측에 고정 설치되는 하부금형(122b)으로 이루어지도록 한 후, 상기 하부금형(122b)에 상기 전자기 교반장치 수용부(123)가 적용되도록 하거나 이 경우에도 상기 상부금형(122a) 또는 하부조방(121)에 상기 전자기 교반장치 수용부(123)가 적용되도록 할 수도 있다.
<부호의 설명>
100; 다이캐스팅 장치 110; 가동금형
120; 하부고정금형 121; 하부조방
122; 고정금형 123; 전자기 교반장치 수용부
150; 슬리브 200; 전자기 교반장치
201,202; 냉각유로 232; 금속심체
234; 케이스

Claims (5)

  1. 성형공간이 구비되는 가동금형 및 상기 가동금형과 대응되어 용융금속을 수용하며 용융금속이 주입되는 슬리브를 포함하는 하부고정금형을 포함하고 상기 가동금형과 상기 하부고정금형이 접하여 용융금속이 성형물로 주조되는 다이캐스팅 장치에 있어서,
    상기 슬리브를 통하여 주입되는 용융금속을 전자기 교반하도록 상기 슬리브 주변까지 상기 하부고정금형에 관통된 형태로 이루어지며 내부에 전자기 교반장치가 수용되는 적어도 한 개 이상의 전자기 교반장치 수용부를 포함하는 가동형 전자기제어 조직제어모듈을 구비하는 다이캐스팅 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하부고정금형은,
    상기 가동금형에 접하는 고정금형과 상기 고정금형과 연결되는 하부조방을 포함하는 가동형 전자기제어 조직제어모듈을 구비하는 다이캐스팅 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전자기 교반장치 수용부에 설치되는 전자기 교반장치를 더 포함하는 가동형 전자기제어 조직제어모듈을 구비하는 다이캐스팅 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전자기 교반장치는,
    코일이 감겨진 금속심체와, 상기 금속심체를 수납 및 밀봉하는 케이스를 포함하는 가동형 전자기제어 조직제어모듈을 구비하는 다이캐스팅 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전자기 교반장치의 내부에는 냉매 또는 냉각유가 유동하는 유로가 구비되는 가동형 전자기제어 조직제어모듈을 구비하는 다이캐스팅 장치.
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