KR102491053B1 - Shell For Mold, Method For Manufacturing The Shell For Mold, Mold, Manufacturing Method For The Mold And Method For Manufacturing Casting By using The Mold - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 3D 프린팅을 통한 고품질의 금형을 제작하여 제조시간 및 제조비용을 감축시키는 금형용 쉘, 금형용 쉘 제조방법, 금형, 금형 제조방법 및 금형을 이용한 주물 제조방법을 제공한다.The present invention provides a shell for a mold, a method for manufacturing a shell for a mold, a mold, a mold manufacturing method, and a casting manufacturing method using a mold that reduce manufacturing time and manufacturing cost by manufacturing a high-quality mold through 3D printing.
Description
본 발명은 금형용 쉘, 금형용 쉘 제조방법, 금형, 금형 제조방법 및 금형을 이용한 주물 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 3D 프린팅 기술을 이용한 금형용 쉘, 금형용 쉘 제조방법, 금형, 금형 제조방법 및 금형을 이용한 주물 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a shell for a mold, a method for manufacturing a shell for a mold, a mold, a mold manufacturing method, and a casting manufacturing method using a mold, and more particularly, to a shell for a mold using 3D printing technology, a method for manufacturing a shell for a mold, a mold, a mold manufacturing method, and It relates to a casting manufacturing method using a mold.
금형은 정확한 형태 및 동일 사이즈의 부품, 제품의 대량 생산을 위한 금속재료 및 이를 제작하는 기술을 의미하며, 국가 주력 산업에 필수적인 제조공정으로 단위 부품과 제품을 성형하고 생산하는 기반 공정기술이다.Mold refers to metal materials and manufacturing technology for mass production of parts and products of the same size and exact shape.
종래에는, 금형을 제작하기 위해 주로 기계 가공을 이용하였는데 이러한 절삭가공 방식으로 금형을 제작하는 경우, 제작하려는 금형보다 큰 소재를 가공방향에 따라 위치를 변경하며 기계가공을 해야 하기 때문에, 금형 크기가 대형이거나 형상이 복잡한 경우 금형 가공에 필요한 가공 시간과 비용이 지나치게 많이 소요될 뿐만 아니라, 부분적으로 수작업이 필요한 경우에는 작업자의 숙련도에 따라 금형의 정밀도와 완성도가 달라지는 문제점이 있었다.Conventionally, machining was mainly used to manufacture molds, but when manufacturing molds by this cutting process, the size of the mold is In the case of a large or complex shape, not only the processing time and cost required for mold processing are excessively high, but also, when manual work is partially required, the precision and completeness of the mold vary depending on the skill level of the operator.
이러한 절삭 가공으로 금형을 제작하는 방식은 제작에 소요되는 시간과 비용이 과도할 뿐만 아니라, 모형 가공에도 수작업이 필요하여 균일한 품질의 금형을 제작할 수 없는 문제점이 있었다.The method of manufacturing a mold by cutting process has a problem in that it is not possible to manufacture a mold of uniform quality because not only the time and cost required for manufacturing are excessive, but also manual work is required for model processing.
3D 프린팅(Printing)은 액체 또는 분말과 같은 원료를 쌓아 올려 3차원 모양의 고체 형상을 자유롭게 만드는 첨삭가공 공정 기술로서, 3D 설계 프로그램으로 대상 물체에 대한 3D 데이터를 생성한 다음 3D 프린터를 통해 대상 물체의 형상대로 얇은 층을 반복하여 쌓아 만드는 기술이다. 최근 3D 프린팅 기술은 기존 절삭가공 공정의 일부를 대체하거나 보완하여 제조업 공정기술 혁신을 가져올 핵심 기술로 기대되고 있다.3D printing is an additive manufacturing process technology that freely creates a three-dimensional solid shape by stacking raw materials such as liquid or powder. After creating 3D data for a target object with a 3D design program, It is a technique of repeatedly stacking thin layers in the shape of Recently, 3D printing technology is expected to be a key technology that will bring innovation in manufacturing process technology by replacing or supplementing some of the existing cutting processes.
특히, 3D 프린팅을 이용한 금형 제작기술은 종래의 방법보다 소재의 낭비를 줄일 수 있고 친환경적인 방법으로 주목을 받고 있다. 나아가, 3D 프린팅을 이용한 다양한 구조를 가지는 금형을 개발하는데 많은 연구가 진행되고 있다.In particular, mold manufacturing technology using 3D printing is attracting attention as an environmentally friendly method that can reduce waste of materials compared to conventional methods. Furthermore, many studies are being conducted to develop molds having various structures using 3D printing.
상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 3D 프린팅을 통해 주물의 균일한 냉각이 가능하도록 주물의 형상에 대응하는 냉각채널, 금형의 열변형방지부 등을 포함하는 고품질의 금형용 쉘 및 금형을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the problems of the prior art described above, the present invention is a high-quality mold shell and mold including a cooling channel corresponding to the shape of the casting and a thermal deformation prevention unit of the mold to enable uniform cooling of the casting through 3D printing is intended to provide
또한, 3D 프린팅을 통해 금형용 쉘 및 금형의 제조시간 및 제조비용을 감축시키는 금형용 쉘 제조방법, 및 금형 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a shell for a mold and a method for manufacturing a mold that reduces the manufacturing time and manufacturing cost of the mold shell and mold through 3D printing.
또한, 3D 프린팅을 통해 제조된 금형용 쉘 및 금형을 이용하여, 주물의 생산시간 및 제조비용을 감축시키는 금형을 이용한 주물 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, it is an object of the present invention to provide a casting manufacturing method using a mold that reduces production time and manufacturing cost of a casting by using a mold shell and a mold manufactured through 3D printing.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 금형용 쉘은, 주물의 형상에 대응되도록 구비되어 상기 주물의 재료와 접촉면을 가지는 접촉부; 상기 접촉부의 가장자리를 따라 형성되어 하부로 연장되는 측벽부; 상기 측벽부의 하단에 구비되어 밑면을 형성하는 바닥부; 상기 바닥부로부터 상기 접촉부까지 연장되어 형성되는 복수의 지지부; 및 상기 접촉부에 인접하게 형성되어 상기 주물의 재료를 균일하게 냉각시키기 위한 냉각채널;을 포함한다.In order to achieve the above object, a shell for a mold according to the present invention includes a contact portion provided to correspond to the shape of a casting and having a contact surface with the material of the casting; a side wall portion formed along an edge of the contact portion and extending downward; a bottom portion provided at a lower end of the side wall portion to form a lower surface; a plurality of support parts extending from the bottom part to the contact part; and a cooling channel formed adjacent to the contact portion to uniformly cool the material of the casting.
또한, 금형용 쉘은 상기 접촉부의 내측면에 위치하고, 상기 금속부를 형성하는 용융 금속에 의한 변형을 방지하는 열변형방지부를 더 포함한다.In addition, the mold shell further includes a thermal deformation preventing portion located on an inner surface of the contact portion and preventing deformation due to molten metal forming the metal portion.
또한, 상기 열변형방지부는, 상호간 일 모서리를 공유하여 반복적으로 형성되는 복수의 다각부를 포함하고, 상기 다각부는 상기 접촉부의 내측면으로부터 돌출된 형상으로 이루어진다.In addition, the thermal deformation prevention unit includes a plurality of polygonal portions that are repeatedly formed by sharing one corner with each other, and the polygonal portion has a shape protruding from an inner surface of the contact portion.
또한, 상기 냉각채널의 횡단면은, 하부는 하반원 형상으로 이루어지고 상부는 삿갓 형상으로 이루어진다.In addition, the cross section of the cooling channel has a lower half-circle shape and an upper portion of a hat shape.
또한, 상기 냉각채널은, 상기 냉각채널의 내측면에 길이 방향으로 형성된 복수의 홈을 포함한다.In addition, the cooling channel includes a plurality of grooves formed in a longitudinal direction on an inner surface of the cooling channel.
또한, 상기 바닥부는, 용융 금속을 주입하거나, 라이저를 연결할 수 있는 적어도 하나 이상의 관통공을 포함한다.In addition, the bottom portion includes at least one through hole through which molten metal can be injected or a riser can be connected.
한편, 본 발명에 따른 금형은, 금형에 있어서, 상기 금형의 프레임을 구성하는 쉘; 및 상기 쉘에 의해 형성된 내부공간에 위치하는 금속부;를 포함하고, 상기 쉘은, 주물의 형상에 대응되도록 구비되어 상기 주물의 재료와 접촉면을 가지는 접촉부, 상기 접촉부의 가장자리를 따라 형성되어 하부로 연장되는 측벽부, 상기 측벽부의 하단에 구비되어 밑면을 형성하는 바닥부, 상기 바닥부로부터 상기 접촉부까지 연장되어 형성되는 복수의 지지부; 및 상기 접촉부에 인접하게 형성되어 상기 주물의 재료를 균일하게 냉각시키기 위한 냉각채널;을 포함한다.On the other hand, the mold according to the present invention, in the mold, the shell constituting the frame of the mold; and a metal part positioned in the inner space formed by the shell, wherein the shell is provided to correspond to the shape of the casting and has a contact portion having a contact surface with the material of the casting, and is formed along the edge of the contact portion to the lower part. an extending side wall portion, a bottom portion provided at a lower end of the side wall portion to form a bottom surface, and a plurality of support portions extending from the bottom portion to the contact portion; and a cooling channel formed adjacent to the contact portion to uniformly cool the material of the casting.
또한, 상기 쉘은, 상기 접촉부의 내측면에 위치하여, 상기 금속부를 형성하는 용융 금속에 의한 변형을 방지하는 열변형방지부;를 더 포함한다.In addition, the shell, located on the inner surface of the contact portion, to prevent deformation due to the molten metal forming the metal portion; further includes.
한편, 본 발명에 따른 금형용 쉘 제조방법은, 금형의 프레임을 구성하는 금형용 쉘 제조방법에 있어서, 상기 쉘의 구조 정보가 담긴 3D 프린팅 데이터를 준비하는 과정; 상기 쉘의 재료로 사용되는 금속 분말을 준비하는 과정; 및 상기 금속 분말을 용융 및 경화하는 과정을 포함하고, 상기 쉘은, 주물의 형상에 대응되도록 구비되어 상기 주물의 재료와 접촉면을 가지는 접촉부, 상기 접촉부의 가장자리를 따라 형성되어 하부로 연장되는 측벽부, 상기 측벽부의 하단에 구비되어 밑면을 형성하는 바닥부, 상기 바닥부로부터 상기 접촉부까지 연장되어 형성되는 복수의 지지부 및 상기 접촉부에 인접하게 형성되어 상기 주물의 재료를 균일하게 냉각시키기 위한 냉각채널을 포함하며, 상기 3D 프린팅 데이터에 따라, 상기 금속 분말을 준비하는 과정 및 상기 금속 분말을 용융 및 경화하는 과정을 반복적으로 수행한다.On the other hand, in the method for manufacturing a shell for a mold according to the present invention, in the method for manufacturing a shell for a mold constituting a frame of a mold, preparing 3D printing data containing structural information of the shell; preparing metal powder used as a material for the shell; and melting and hardening the metal powder, wherein the shell is provided to correspond to the shape of the casting and has a contact portion having a contact surface with the material of the casting, and a side wall portion formed along an edge of the contact portion and extending downward. , A bottom portion provided at the lower end of the side wall portion to form a bottom, a plurality of support portions extending from the bottom portion to the contact portion, and a cooling channel formed adjacent to the contact portion to uniformly cool the material of the casting. and, according to the 3D printing data, a process of preparing the metal powder and a process of melting and curing the metal powder are repeatedly performed.
또한, 상기 쉘은, 상기 접촉부의 내측면에 위치하여, 상기 금속부를 형성하는 용융 금속에 의한 변형을 방지하는 열변형방지부;를 더 포함한다.In addition, the shell, located on the inner surface of the contact portion, to prevent deformation due to the molten metal forming the metal portion; further includes.
또한, 상기 냉각채널의 횡단면은, 하부는 하반원 형상으로 이루어지고 상부는 삿갓 형상으로 이루어진다.In addition, the cross section of the cooling channel has a lower half-circle shape and an upper portion of a hat shape.
한편, 본 발명에 따른 금형 제조방법은, 청구항 1에 따른 금형용 쉘을 가지는 금형 제조방법에 있어서, 상기 쉘을 준비하는 과정; 상기 쉘에 의해 형성된 내부공간에 용융 금속을 주입하는 과정; 및 상기 내부공간에 주입된 상기 용융 금속을 냉각하는 과정;을 포함한다.On the other hand, in the mold manufacturing method according to the present invention, in the mold manufacturing method having a mold shell according to
한편, 본 발명에 따른 금형을 이용한 주물 제조방법은, 주물의 일측 형상에 대응되는 접촉부를 가지는 제1금형을 준비하는 과정; 상기 주물의 타측 형상에 대응되는 접촉부를 가지는 제2금형을 준비하는 과정; 상기 제1금형 및 상기 제2금형을 서로 접촉시켜 캐비티를 형성하는 과정; 상기 캐비티에 상기 주물의 재료를 주입하는 과정; 상기 주물의 재료를 냉각시키는 과정; 및 상기 냉각시키는 과정에서 얻어진 상기 주물을 상기 제1금형 및 상기 제2금형으로부터 분리시키는 과정;을 포함하되, 상기 제1금형 및 제2금형은 청구항 7 또는 청구항 8 중 어느 한 항에 따른 금형인 것을 특징으로 한다.On the other hand, the method of manufacturing a casting using a mold according to the present invention, the step of preparing a first mold having a contact portion corresponding to the shape of one side of the casting; Preparing a second mold having a contact portion corresponding to the shape of the other side of the casting; forming a cavity by bringing the first mold and the second mold into contact with each other; injecting the casting material into the cavity; cooling the material of the casting; And separating the casting obtained in the cooling process from the first mold and the second mold; including, but the first mold and the second mold are molds according to any one of claims 7 or 8 characterized by
또한, 상기 냉각시키는 과정은, 냉각채널에 냉각수를 통과시켜 상기 주물의 재료의 온도를 낮추는 것이다.In addition, in the cooling process, the temperature of the material of the casting is lowered by passing cooling water through the cooling channel.
본 발명은 3D 프린팅을 통한 금형용 쉘을 제작하여, 금형의 제조비용, 제조시간 등을 단축시킬 수 있다.The present invention can reduce the manufacturing cost, manufacturing time, etc. of a mold by manufacturing a shell for a mold through 3D printing.
본 발명은 3D 프린팅을 통한 금형용 쉘을 제작하여, 접촉부를 단순 3D 데이터의 설계만으로 쉽게 변형할 수 있다.In the present invention, by manufacturing a shell for a mold through 3D printing, the contact portion can be easily deformed only by designing simple 3D data.
본 발명은 바닥부로부터 접촉부까지 연장되어 복수의 지지부를 형성시킴으로써, 쉘 내부공간에 용융 금속을 채울 때, 쉘의 열변형을 최소화할 수 있다.The present invention can minimize thermal deformation of the shell when the molten metal is filled in the inner space of the shell by forming a plurality of support portions extending from the bottom portion to the contact portion.
본 발명은 형상적응형 냉각채널을 형성하여, 주물의 형상에 따라 변하는 접촉부의 내측면을 따라 냉각채널을 구비할 수 있다.According to the present invention, a shape-adaptive cooling channel may be formed, and the cooling channel may be provided along the inner surface of the contact portion that changes according to the shape of the casting.
본 발명은 접촉부의 내측면에 열변형방지부를 구비함으로써, 쉘 내부공간에 용융 금속을 채울 때, 쉘의 열변형을 최소화할 수 있다.According to the present invention, thermal deformation of the shell can be minimized when the molten metal is filled in the inner space of the shell by providing the thermal deformation preventing portion on the inner surface of the contact portion.
본 발명의 열변형방지부는 복수의 다각부를 포함하여 더 견고하게 접촉부를 지지함으로써, 쉘 내부공간에 용융 금속을 채울 때, 쉘의 열변형을 최소화할 수 있다.The thermal deformation preventing unit of the present invention includes a plurality of polygonal portions to more firmly support the contact portion, thereby minimizing thermal deformation of the shell when filling the inner space of the shell with molten metal.
본 발명은 냉각채널의 횡단면의 하부를 하반원 형상으로, 상부를 삿갓 형상으로 한 물방을 모양을 채택함으로써, 3D 프린팅에 의한 적층방식임에도 형상의 무너짐 없이 견고하고 많은 양의 냉각수가 흐를 수 있도록 공간이 넒은 냉각채널을 형성할 수 있다.In the present invention, by adopting the shape of a water droplet with a lower half circle shape at the cross section of the cooling channel and a hatchet shape at the upper part of the cross section of the cooling channel, a space for a solid and large amount of cooling water to flow without collapsing the shape even though it is a layered method by 3D printing. This wide cooling channel can be formed.
본 발명은 3D 프린팅을 통해 제작된 제1금형 및 제2금형을 이용하여 주물을 제조함으로써, 주물의 제조시간 및 제조비용을 절약할 수 있다.The present invention can save casting time and manufacturing cost by manufacturing a casting using a first mold and a second mold manufactured through 3D printing.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 금형의 단면을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열변형방지부를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 금형용 쉘의 전체적인 형상을 나타낸 것이다.
도 4는 냉각채널 제조시 단면을 원과 물방울 형상으로 하는 경우를 비교한 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 냉각채널의 종단면을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 금형용 쉘 제조방법의 순서를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 쉘 제조방법을 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 금형 제조방법의 순서를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 금형 제조방법을 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 금형을 이용한 주물 제조방법의 순서를 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 캐비티가 형성된 상태를 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 주물이 금형으로부터 분리된 상태를 나타낸 것이다.1 shows a cross section of a mold according to an embodiment of the present invention.
2 shows a thermal deformation prevention unit according to an embodiment of the present invention.
3 shows the overall shape of a shell for a mold according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 compares the case where the cross section is formed in the shape of a circle and a water droplet when manufacturing a cooling channel.
5 shows a longitudinal section of a cooling channel according to an embodiment of the present invention.
6 shows a sequence of a method for manufacturing a shell for a mold according to an embodiment of the present invention.
7 shows a shell manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
8 shows a sequence of a mold manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
9 shows a mold manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
10 shows a sequence of a casting manufacturing method using a mold according to an embodiment of the present invention.
11 shows a state in which a cavity is formed according to an embodiment of the present invention.
12 shows a state in which a casting is separated from a mold according to an embodiment of the present invention.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments according to the concept of the present invention disclosed in this specification are only illustrated for the purpose of explaining the embodiments according to the concept of the present invention, and the embodiments according to the concept of the present invention It can be embodied in various forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Embodiments according to the concept of the present invention can apply various changes and have various forms, so the embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in this specification. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to specific disclosure forms, and includes all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
여기서 사용되는 모든 용어들은 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 명세서에 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the technology disclosed in this specification belongs, unless otherwise specifically defined herein. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in this specification, it should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. Should not be.
이하에서, 본 발명의 실시예에 따른 금형용 쉘, 금형, 금형용 쉘 제조방법, 금형 제조방법 및 금형을 이용한 주물 제조방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a mold shell, a mold, a mold shell manufacturing method, a mold manufacturing method, and a casting manufacturing method using a mold according to an embodiment of the present invention will be described.
가장 먼저, 본 발명의 실시예에 따른 가장 기본적인 금형용 쉘에 대하여 살펴본다.First, a look at the most basic shell for a mold according to an embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 금형의 단면을 나타낸 것이다.1 shows a cross section of a mold according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 금형용 쉘은 주물(40)의 형상에 대응되도록 구비되어 상기 주물(40)의 재료와 접촉면을 가지는 접촉부(100); 상기 접촉부(100)의 가장자리를 따라 형성되어 하부로 연장되는 측벽부(200); 상기 측벽부(200)의 하단에 구비되어 밑면을 형성하는 바닥부(300); 상기 바닥부(300)로부터 상기 접촉부(100)까지 연장되어 형성되는 복수의 지지부(400); 및 상기 접촉부(100)에 인접하게 형성되어 상기 주물(40)의 재료를 균일하게 냉각시키기 위한 냉각채널(500);을 포함할 수 있다.Referring to Figure 1, the mold shell according to an embodiment of the present invention is provided to correspond to the shape of the
본 발명의 실시예에 따른 금형용 쉘은 접촉부(100)를 포함할 수 있다. 접촉부(100)는 주물(40)의 형상에 대응되도록 구비될 수 있다. 또한, 주물(40)의 재료와 접촉면을 가질 수 있다.A shell for a mold according to an embodiment of the present invention may include a
접촉부(100)는 주물(40)에 따라 다양한 형상으로 구비될 수 있다. 접촉부(100)는 3D 프린팅 데이터에 의해 형상이 정해질 수 있다. 접촉부(100)는 다양한 형상으로 굴곡지게 형성됨으로써, 생산하고자 하는 주물(40)의 형상을 결정할 수 있다.The
최종적으로, 본 발명에 따른 금형은 2 이상의 금형을 통해 주물(40)을 제조할 수 있다. 주물(40)의 일측에 대응하는 제1금형(10)이 제조될 수 있고, 주물(40)의 타측에 대응하는 제2금형(20)이 제조될 수 있다. 제1금형(10) 및 제2금형(20)의 접촉부(100)는 주물(40)의 형상에 대응되도록 구비될 수 있다.Finally, the mold according to the present invention can manufacture the casting 40 through two or more molds. The
접촉부(100)는 캐비티(30)를 형성할 수 있다. 캐비티(30)는 주물(40)의 형상이 형성되는 부분으로 침강 형태인 부분을 의미한다. 또한, 접촉부(100)는 코어를 형성할 수 있다. 접촉부(100)는 형상에 따라 캐비티(30)를 형성할 수 있고, 코어를 형성할 수 있다.The
본 발명의 실시예에 따른 금형용 쉘은 측벽부(200)를 포함할 수 있다. 측벽부(200)는 접촉부(100)의 가장자리를 따라 형성되어 하부로 연장될 수 있다. 측벽부(200)는 측면을 형성하여 최종적으로 제조되는 쉘 및 금형의 측면 골격을 이룰 수 있다.A shell for a mold according to an embodiment of the present invention may include a
본 발명의 실시예에 따른 금형용 쉘은 바닥부(300)를 포함할 수 있다. 바닥부(300)는 측벽부(200)의 하단에 구비되어 밑면을 형성할 수 있다. 바닥부(300)는 접촉부(100)와 대향하도록 위치할 수 있다. 바닥부(300)는 바닥면을 형성하여 최종적으로 제조되는 금형용 쉘 및 금형의 바닥면 골격을 이룰 수 있다.A shell for a mold according to an embodiment of the present invention may include a
접촉부(100), 측벽부(200) 및 바닥부(300)는 금형용 쉘의 외관을 형성하고, 형성된 금형용 쉘에는 용융 금속(70)을 주입할 수 있다.The
본 발명의 실시예에 따른 금형용 쉘은 지지부(400)를 포함할 수 있다. 지지부(400)는 바닥부(300)로부터 접촉부(100)까지 연장되어 형성될 수 있다. 지지부(400)는 복수로 구비될 수 있다.A shell for a mold according to an embodiment of the present invention may include a
도 1에 따라 설명하면, 금형용 쉘 하부에 바닥부(300)가 위치하고, 상부에 접촉부(100)가 위치할 수 있다. 지지부(400)는 바닥부(300)로부터 접촉부(100)까지 연장되어 형성되어, 내부에서 금형용 쉘을 지지할 수 있다. 구체적으로 복수의 지지부(400) 중 일부는 접촉면을 직접 지지할 수 있다. 또한, 복수의 지지부(400) 중 일부는 냉각채널을 지지할 수 있다. 또한, 복수의 지지부(400) 중 일부는 냉각채널로부터 시작되어 접촉면을 지지할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the
지지부(400)는 얇은 기둥 형상을 가질 수 있다. 지지부(400)는 복수로 구비되어 금형용 쉘의 골격을 형성할 수 있다. 따라서, 내부 골격이 형성된 금형용 쉘에 용융 금속(70)을 주입할 수 있다.The
또한, 지지부(400)는 용융 금속(70)이 금형용 쉘에 주입된 경우 금형용 쉘의 열변형을 최소화할 수 있다. 재료는 가열에 의해 팽창하고 냉각되면 수축한다. 이때, 재료의 온도가 균일하지 않은 경우 변형이 생길 수 있다.In addition, the
용융 금속(70)은 온도가 높으므로 금형용 쉘에 열을 전달할 수 있다. 용융 금속(70)이 금형용 쉘에 주입되는 경우, 금형용 쉘은 가열되어 각 부위마다 온도 차가 발생할 수 있으며 열에 의한 변형이 생길 수 있다. 특히 접촉부(100)는 주물(40)의 형상과 관련된 것으로 열변형에 가장 민감한 부분이다. 이때, 지지부(400)는 바닥부(300)로부터 생성되어 접촉부(100)까지 연장되어 형성됨으로써, 용융 금속(70)에 의한 열변형을 최소화할 수 있다.Since the
본 발명의 실시예에 따른 금형용 쉘은 냉각채널(500)을 포함할 수 있다. 냉각채널(500)은 접촉부(100)에 인접하게 형성될 수 있다. 냉각채널(500)은 주물(40)의 재료를 식힐 수 있다.A shell for a mold according to an embodiment of the present invention may include a
금형을 통한 주조 기술에서 냉각채널(500)은 주물(40)의 치수 정밀도와 변형에 가장 큰 영향을 주며, 주조 공정에서 가장 큰 시간을 소비하게 된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 금형용 쉘은 기존의 절삭가공공정 방식과 달리 한층씩 적층하여 제품을 제작하는 적층가공공정에 의한 것으로 형상적응형 냉각채널(500)을 구비할 수 있다.In casting technology through a mold, the cooling
냉각채널(500)을 형상적응형으로 구비하는 경우, 냉각채널(500)의 복잡도를 높여 주물(40)의 외형에 더욱 밀착되도록 설계할 수 있다. 이것은 3D 프린팅을 통한 적층가공방식을 따름으로써 가능한 것이고, 주물의 생산 속도를 높일 수 있다.When the cooling
냉각채널(500)은 주물(40)의 외형, 즉 접촉부(100)에 밀착되도록 설계되어, 접촉부(100) 전체를 균일하게 냉각시킬 수 있다. 이로써, 주물(40)의 외형은 균일하게 냉각될 수 있고, 주물(40)은 각 부위를 균일한 온도로 유지하여 냉각시간 단축 및 제품의 품질 개선에 큰 영향을 줄 수 있다.The cooling
기존의 냉각채널(500)은 복잡도를 높여 접촉부(100)를 따라 형성하기 힘들기 때문에, 주물(40)은 각 부위를 균일한 온도로 유지할 수 없다. 그 결과, 주물의 각 부위는 냉각시간을 달리하게 되어, 전체적인 냉각시간을 증가시키고 열변형을 일으켜 제품의 품질에 악영향을 줄 수 있다.Since the existing
이와 같은 구조는 3D 프린팅에 의하여 금형용 쉘을 제작하는 경우 얻어질 수 있다. 3D 프린팅 데이터에 주물(40)의 형상에 대응하는 접촉부(100)의 형상을 도입할 수 있고, 접촉부(100)의 형상을 따라 접촉부(100)와 인접하도록 냉각채널(500)의 위치 및 형상을 도입할 수 있다.Such a structure can be obtained when manufacturing a shell for a mold by 3D printing. The shape of the
본 발명의 실시예에 따른 금형용 쉘은 3D 프린팅을 통해 제조될 수 있다. 3D 프린팅 데이터의 설계만으로 쉽게 주물(40)의 형상에 대응되도록 접촉부(100)를 형성할 수 있다. 또한, 접촉부(100)를 따라 접촉부(100)와 인접하게 냉각채널(500)을 형성할 수 있다. 결과적으로, 제조시간 및 제조비용을 단축할 수 있다.A shell for a mold according to an embodiment of the present invention may be manufactured through 3D printing. The
다음으로, 금형용 쉘에 포함되는 열변형방지부(600)에 대하여 살펴본다.Next, look at the thermal
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열변형방지부(600)를 나타낸 것이다.2 shows a thermal
도 2를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 금형용 쉘은, 상기 접촉부(100)의 내측면에 위치하고, 상기 금속부(700)를 형성하는 용융 금속(70)에 의한 변형을 방지하는 열변형방지부(600)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the mold shell according to the embodiment of the present invention is located on the inner surface of the
금형용 쉘은 열변형방지부(600)를 포함할 수 있다. 열변형방지부(600)는 상기 접촉부(100)의 내측면에 위치할 수 있다. 열변형방지부(600)는 용융 금속(70)에 의한 변형을 방지할 수 있다.The mold shell may include a thermal
접촉부(100)는 주물(40)의 형상에 대응되도록 구비될 수 있고, 열변형방지부(600)는 주물(40)의 형상에 대응되는 접촉부(100)의 형상에 따라 구비될 수 있다. 열변형방지부(600)는 접촉부(100)의 굴곡을 따라서 형성될 수 있다.The
열변형방지부(600)는 용융 금속(70)에 의한 금형용 쉘의 열변형을 최소화할 수 있다. 용융 금속(70)은 온도가 높으므로 금형용 쉘의 열변형을 일으킬 수 있고 금형용 쉘 중 접촉부(100)의 열변형을 일으킬 수 있다.The thermal
접촉부(100)는 주물(40)의 형상과 관련된 것으로 열변형에 가장 민감한 구성에 해당한다. 특히, 열변형방지부(600)는 접촉부(100)의 열변형을 최소화할 수 있다. 열변형방지부(600)는 판 형상으로 구비되는 것이 아니라, 접촉부(100)로부터 돌출된 형태로 이루어진다. 이에 대한 구체적인 구조는 다음에서 설명한다.The
다음으로, 열변형방지부(600)의 구체적인 형상에 대하여 살펴본다.Next, look at the specific shape of the thermal
도 2를 계속 참조하여, 본 발명의 실시예에 따르면 상기 열변형방지부(600)는,With continued reference to FIG. 2, according to an embodiment of the present invention, the thermal
상호간 일 모서리를 공유하여 반복적으로 형성되는 복수의 다각부(610)를 포함하고, 상기 다각부(610)는 상기 접촉부(100)의 내측면으로부터 돌출된 형상으로 이루어질 수 있다.It includes a plurality of
열변형방지부(600)는 복수의 다각부(610)를 포함할 수 있다. 복수의 다각부(610)는 상호간 일 모서리를 공유하여 반복적으로 형성될 수 있다. 다각부(610)는 접촉부(100)의 내측면으로부터 돌출된 형상으로 이루어질 수 있다.The thermal
각각의 다각부(610)는 밑면이 개방된 다각기둥 형상으로 이루어질 수 있다. 도 1을 기준으로 설명하면, 다각부(610)의 상단은 접촉부(100)와 연결되어 폐쇄될 수 있고, 다각부(610)의 하단은 개방될 수 있으며, 다각부(610)의 옆면은 접촉부(100)로부터 돌출되어 형성될 수 있다.Each
도 2에 따라 접촉부(100)의 내측면을 정면에서 바라볼 때, 다각부(610)는 육각형으로 이루어질 수 있다. 이것은 하나의 실시예에 불과할 뿐, 다각부(610)는 사각형, 삼각형 등의 다각형으로 이루어질 수 있다.When viewing the inner surface of the
복수의 다각부(610)는 상호간 일 모서리를 공유할 수 있다. 열변형방지부(600)는 용융 금속(70)에 의한 접촉부(100)의 열변형을 최소화할 수 있다. 이때, 열변형방지부(600)는 일 모서리를 공유하는 복수의 다각부(610)를 포함함으로써, 복수의 다각부(610)는 더 안정적이고 견고하게 접촉부(100)에 결합할 수 있고, 상호간 연결되어 열변형을 최소화할 수 있다.The plurality of
한편, 다각부(610)는 반드시 다각형으로 이루어지는 것은 아니고, 원으로 이루어질 수 있다. 이때, 복수의 다각부(610)는 상호간 원주의 한 점을 공유하여 형성될 수 있다.On the other hand, the
또한, 다각부(610)는 다양한 형태를 가질 수 있으나, 특히 다각부(610)의 육각형 구조(벌집 구조)는 외부의 물리적 환경변화(힘, 열)가 있음에도 불구하고 안정적인 구조로 유지될 수 있다. 다각부(610)는 금속 분말(90)의 소비를 줄이면서도, 더 견고하게 접촉부(100)를 지지할 수 있으며, 접촉부(100)의 열변형을 최소화할 수 있다.In addition, the
이와 같이, 다각부(610)는 부피를 최소화하는 구조로 이루어짐으로써 다각부(610) 자체의 열변형을 최소화할 수 있고, 접촉부를 보다 더 견고하게 지지할 수 있다.As described above, since the
다음으로, 냉각채널(500)과 지지부(400)의 관계에 대하여 살펴본다.Next, the relationship between the cooling
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 금형용 쉘의 전체적인 형상을 나타낸 것이다. 도 4는 냉각채널(500) 제조시 단면을 원과 물방울 형상으로 하는 경우를 비교한 것이다.3 shows the overall shape of a shell for a mold according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 compares the case where the cooling
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉각채널(500)은 금형용 쉘 내부에 위치할 수 있다. 냉각채널(500)은 접촉부(100)에 인접하도록 관 형상으로 이루어질 수 있다. 이때, 복수의 지지부(400)는 냉각채널(500)을 떠받들어 지지할 수 있다. 냉각채널(500)은 하나 이상의 지지부(400) 상에 형성될 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 3 , the cooling
다음으로, 지지부(400) 상에 형성되는 냉각채널(500)의 횡단면에 대하여 살펴본다.Next, a cross section of the
도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 냉각채널(500)의 횡단면은, 하부는 하반원 형상으로 이루어지고 상부는 삿갓 형상으로 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 4 , according to an embodiment of the present invention, the cross section of the
냉각채널(500)의 횡단면은, 냉각채널(500)의 하부는 하반원 형상일 수 있다. 또한, 냉각채널(500)의 상부는 삿갓 형상일 수 있다. 이하, 편의상 '물방울 형상'이라 칭한다.A cross section of the
3D 프린팅에 의해 냉각채널(500)은 적층방식으로 형성될 수 있다. 냉각채널(500)의 단면 기준으로 하부는 하반원 형상이므로, 적층 과정에서 어려움이 없다. 반면, 상부를 상반원 형상으로 하는 경우, 즉 냉각채널(500)의 단면 전체를 원형으로 하는 경우에는, 다음과 같은 문제점이 발생할 수 있다.The cooling
설명을 쉽게 하기 위해 3D 프린팅에 의해 연속적으로 적층되는 재료를 임의로 세분화하여 설명한다. 이미 적층된 재료를 제1재료라 하고, 새로 적층되는 재료를 제2재료라 한다. 냉각채널(500)은 3D 프린팅에 의해 제1재료상에 제2재료를 적층하는 방식으로 제조될 수 있다. 제2재료를 쌓기 위해서는 제2재료를 떠받드는 제1재료는 견고하게 유지되어야 하고, 제2재료의 무게중심이 제1재료상에 위치하여야 한다.For ease of explanation, materials continuously stacked by 3D printing are arbitrarily subdivided and described. The already laminated material is referred to as the first material, and the newly laminated material is referred to as the second material. The cooling
냉각채널(500)의 단면을 일정 직경 이상 큰 원형으로 형성하는 경우, 금속 분말(90)을 용융하여 적층하는 냉각채널(500)을 형성할 때 냉각채널(500)의 상부를 적층하는 과정에서 제2재료가 제1재료 위에 적층되지 못하고 무너져 내릴 수 있다. 반면, 냉각채널(500)의 단면을 물방울 형상으로 형성하는 경우, 냉각채널(500)의 상부를 적층하는 과정에서 제2재료가 제1재료 위해 적층되기 쉽다.When forming the cross section of the
구체적으로 살펴보면, 도 4(a)의 경우 제2재료 적층과정에서 제2재료의 무게중심은 제1재료상에 위치하지 않으므로, 제2재료는 냉각채널(500)의 내부 방향으로 흘러내릴 수 있다. 즉, 냉각채널(500)의 단면을 일정 직경 이상 큰 원형으로 형성하는 경우에 제2재료가 냉각채널(500)의 내부 방향으로 무너져 내릴 수 있다.Specifically, in the case of FIG. 4(a), since the center of gravity of the second material is not located on the first material during the stacking process of the second material, the second material may flow down toward the inside of the
반면, 도 4(b)의 경우 제2재료 적층과정에서 제2재료의 무게중심은 제1재료상에 위치하므로, 제2재료는 제1재료상에 적층될 수 있다. 따라서, 냉각채널(500)의 단면을 물방울 형상으로 형성하는 경우에 물방울 형상의 단면 크기와 상관없이 안정적으로 냉각채널(500)의 형상을 유지할 수 있다.On the other hand, in the case of FIG. 4(b), since the center of gravity of the second material is located on the first material in the process of stacking the second material, the second material can be stacked on the first material. Therefore, when the cross section of the
상기한 이유로, 냉각채널(500)의 단면을 물방울 형상으로 형성하는 경우 3D 프린팅을 이용한 냉각채널(500)을 제작할 때 보다 견고하며 안정적으로 냉각채널(500)을 형성할 수 있다.For the above reasons, when the cross section of the
또한, 냉각채널(500)의 횡단면이 물방울 형상인 경우, 냉각채널(500)을 크게 형성할 때 재료가 무너지는 문제가 발생하지 않는다. 반면, 냉각채널(500)의 횡단면이 원 형상인 경우, 원의 직경을 크게 형성할 때 재료가 무너지는 문제가 발생할 수 있다.In addition, when the cross section of the
그럼에도 불구하고 냉각채널(500) 단면의 형상이 물방울 형상으로 한정되는 것은 아니다. 냉각채널(500)의 단면은 원형, 다각형 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.Nevertheless, the shape of the cross section of the
다음으로, 냉각채널(500)의 내측면의 형상에 대하여 살펴본다.Next, the shape of the inner surface of the
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 냉각채널(500)의 종단면을 나타낸 것이다.5 shows a longitudinal cross-section of a
도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 냉각채널(500)은, 상기 냉각채널(500)의 내측면에 길이 방향으로 형성된 복수의 홈을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , according to an embodiment of the present invention, the cooling
냉각채널(500)은, 상기 냉각채널(500)의 내측면에 길이 방향으로 형성된 복수의 홈을 포함함으로써, 냉각채널(500)은 냉각수와의 단면적을 넓힐 수 있다. 따라서, 냉각채널(500)은 주물 제조시 더 큰 냉각 효과를 제공할 수 있다. 또한, 냉각채널(500)의 복수의 홈은 냉각수가 원활히 흐르도록 경로를 제공할 수 있다.The cooling
복수의 홈을 포함하는 냉각채널(500)은 더 많은 열을 주물(40)로부터 가져올 수 있기 때문에, 제조시간 및 제조비용을 감축할 수 있다.Since the
다음으로는, 관통공(310)을 포함하는 바닥부(300)에 대하여 살펴본다.Next, look at the
도 3을 다시 참조하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 바닥부(300)는, 용융 금속(70)을 주입하거나, 라이저를 연결할 수 있는 적어도 하나 이상의 관통공(310)을 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 3 , according to an embodiment of the present invention, the
바닥부(300)는 하나 이상의 관통공(310)을 포함할 수 있다. 관통공(310)은 용융 금속(70)을 주입할 수 있고, 라이저를 연결할 수 있다.The
본 발명의 실시예에 따른 금형용 쉘의 바닥부(300)에 관통공(310)을 형성하여 내부에 용융 금속(70)을 주입할 수 있고, 용융 금속(70)을 냉각하여 최종적으로 금형을 제조할 수 있다.A through
라이저는 금형용 쉘 내부에 용융 금속(70)을 주입할 때, 금형용 쉘 내부의 공기를 외부에 방출시킬 수 있다. 또한, 라이저는 용융 금속(70)의 일부를 넘치게 하여 용융 금속(70)이 냉각되면서 발생하는 수축 결함을 방지할 수 있다. 관통공(310)은 라이저를 연결할 수 있고, 용융 금속(70)의 주입부 역할을 수행할 수 있다.When the
바닥부(300)에 2 이상의 관통공(310)이 형성되는 경우, 하나의 관통공(310)을 통해 용융 금속(70)을 주입하고, 다른 관통공(310)에 라이저를 연결할 수 있다.When two or more through
다음으로, 금형에 대하여 살펴본다.Next, look at the mold.
도 1을 다시 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 금형은, 금형에 있어서,Referring back to Figure 1, the mold according to the embodiment of the present invention, in the mold,
상기 금형의 프레임을 구성하는 쉘; 및 상기 쉘에 의해 형성된 내부공간에 위치하는 금속부(700);를 포함하고, 상기 쉘은, 주물(40)의 형상에 대응되도록 구비되어 상기 주물(40)의 재료와 접촉면을 가지는 접촉부(100), 상기 접촉부(100)의 가장자리를 따라 형성되어 하부로 연장되는 측벽부(200), 상기 측벽부(200)의 하단에 구비되어 밑면을 형성하는 바닥부(300), 상기 바닥부(300)로부터 상기 접촉부(100)까지 연장되어 형성되는 복수의 지지부(400); 및 상기 접촉부(100)에 인접하게 형성되어 상기 주물(40)의 재료를 균일하게 냉각시키기 위한 냉각채널(500);을 포함할 수 있다.a shell constituting a frame of the mold; And a
본 발명의 실시예에 따른 금형은 쉘을 포함할 수 있다. 쉘은 상술한 바와 같이 금형용 쉘을 의미한다. 쉘은 금속부(700), 접촉부(100), 측벽부(200), 바닥부(300), 복수의 지지부(400) 및 냉각채널(500)을 포함할 수 있다. 금속부(700), 접촉부(100), 측벽부(200), 바닥부(300), 복수의 지지부(400) 및 냉각채널(500)의 구조 및 효과는 상술한 것과 동일하므로 생략하기로 한다.A mold according to an embodiment of the present invention may include a shell. As described above, the shell means a shell for a mold. The shell may include a
본 발명의 실시예에 따른 금형은 금속부(700)를 포함할 수 있다. 금형에서 쉘은 골격 역할을 할 수 있다. 금속부(700)는 쉘의 내부공간에 위치함으로써 금형이 제조될 수 있다.A mold according to an embodiment of the present invention may include a
3D 프린팅을 통해 금형의 모든 부분을 제조하는 경우 프린팅 재료인 금속 분말(90)의 비용 문제가 발생할 수 있다. 본 발명의 목적에 따라 제조시간 및 제조비용을 낮추기 위해, 3D 프린팅에 의해 골격 구조인 쉘을 제조하고, 용융 금속(70)을 쉘의 내부공간에 주입 및 냉각하여 최종적인 금형을 제조할 수 있다.In the case of manufacturing all parts of the mold through 3D printing, a cost problem of the
금속부(700)는 완성된 쉘에 용융 금속(70)을 주입하여 형성할 수 있다. 바닥부(300)의 관통공(310)을 통해 용융 금속(70)을 주입한 후 용융 금속(70)을 냉각시킴으로써, 금속부(700)는 쉘 내부에 형성될 수 있다.The
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 쉘은, 상기 접촉부(100)의 내측면에 위치하여, 상기 금속부(700)를 형성하는 용융 금속(70)에 의한 변형을 방지하는 열변형방지부(600);를 더 포함할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the shell is located on the inner surface of the
금형은 쉘을 포함할 수 있고, 쉘은 열변형방지부(600)를 포함할 수 있다. 쉘은 상술한 금형용 쉘과 동일하고, 열변형방지부(600) 또한 상술하였으므로 생략하기로 한다.The mold may include a shell, and the shell may include the thermal
본 발명의 실시예에 따르면 금형은, 주물(40)의 형상에 대응되도록 구비되어 상기 주물(40)의 재료와 접촉면을 가지는 접촉부(100); 상기 접촉부(100)의 가장자리를 따라 형성되어 하부로 연장되는 측벽부(200); 상기 측벽부(200)의 하단에 구비되어 밑면을 형성하는 바닥부(300); 상기 바닥부(300)로부터 상기 접촉부(100)까지 연장되어 형성되는 복수의 지지부(400); 및 상기 접촉부(100)에 인접하게 형성되어 상기 주물(40)의 재료를 균일하게 냉각시키기 위한 냉각채널(500);을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the mold is provided to correspond to the shape of the casting 40, the
또한, 금형은 열변형방지부(600)를 포함할 수 있고, 상기 열변형방지부(600)는, 상호간 일 모서리를 공유하여 반복적으로 형성되는 복수의 다각부(610)를 포함하고, 상기 다각부(610)는 상기 접촉부(100)의 내측면으로부터 돌출된 형상으로 이루어질 수 있다.In addition, the mold may include a thermal
또한, 상기 냉각채널(500)의 횡단면은, 하부는 하반원 형상으로 이루어지고 상부는 삿갓 형상으로 이루어질 수 있다.In addition, the cross section of the
또한, 상기 냉각채널(500)은, 상기 냉각채널(500)의 내측면에 길이 방향으로 형성된 복수의 홈을 포함할 수 있다.In addition, the cooling
또한, 상기 바닥부(300)는, 용융 금속(70)을 주입하거나, 라이저를 연결할 수 있는 적어도 하나 이상의 관통공(310)을 포함할 수 있다.In addition, the
다음으로, 금형용 쉘 제조방법에 대하여 살펴본다.Next, a method for manufacturing a shell for a mold will be described.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 금형용 쉘 제조방법의 순서를 나타낸 것이다.6 shows a sequence of a method for manufacturing a shell for a mold according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 금형용 쉘 제조방법은, 금형의 프레임을 구성하는 금형용 쉘 제조방법에 있어서, 상기 쉘의 구조 정보가 담긴 3D 프린팅 데이터를 준비하는 과정(S100); 상기 쉘의 재료로 사용되는 금속 분말을 준비하는 과정(S200); 및 상기 금속 분말을 용융 및 경화하는 과정(S300)을 포함하고, 상기 쉘은, 주물(40)의 형상에 대응되도록 구비되어 상기 주물(40)의 재료와 접촉면을 가지는 접촉부(100), 상기 접촉부(100)의 가장자리를 따라 형성되어 하부로 연장되는 측벽부(200), 상기 측벽부(200)의 하단에 구비되어 밑면을 형성하는 바닥부(300), 상기 바닥부(300)로부터 상기 접촉부(100)까지 연장되어 형성되는 복수의 지지부(400) 및 상기 접촉부(100)에 인접하게 형성되어 상기 주물(40)의 재료를 균일하게 냉각시키기 위한 냉각채널(500)을 포함하며, 상기 3D 프린팅 데이터에 따라, 상기 금속 분말을 준비하는 과정(S200) 및 상기 금속 분말을 용융 및 경화하는 과정(S300)을 반복적으로 수행할 수 있다.Referring to FIG. 6, in the method for manufacturing a shell for a mold according to an embodiment of the present invention, in the method for manufacturing a shell for a mold constituting a frame of a mold, preparing 3D printing data containing structural information of the shell (S100); Preparing metal powder used as a material for the shell (S200); And a step of melting and curing the metal powder (S300), wherein the shell is provided to correspond to the shape of the casting 40 and has a contact surface with the material of the casting 40, the
본 발명의 실시예에 따른 금형용 쉘 제조방법은, 먼저 3D 프린팅 데이터를 준비하는 과정(S100)이 진행될 수 있다.In the method for manufacturing a shell for a mold according to an embodiment of the present invention, a process of preparing 3D printing data (S100) may be performed first.
3D 프린팅 데이터는 쉘의 구조 정보가 담길 수 있다. 3D 프린팅 데이터는 파일(File)로 이루어질 수 있고, 파일의 형태로 다양한 매체에 기록될 수 있다. 매체는 CD-ROM, USB 등 다양한 저장장치일 수 있다. 3D 프린팅 데이터를 준비하는 과정은 3D 프린팅 데이터의 생산, 가공, 양수, 대여, 복사 및 온라인 전송 등으로 진행될 수 있다.The 3D printing data may contain structural information of the shell. 3D printing data may be composed of files, and may be recorded in various media in the form of files. The medium may be various storage devices such as CD-ROM and USB. The process of preparing 3D printing data may be carried out through production, processing, transfer, rental, copying, and online transmission of 3D printing data.
쉘의 구조 정보는 3D 프린팅 데이터로서 활용될 수 있다. 쉘의 구조를 데이터로서 활용하기 때문에, 생산할 주물(40)의 형상에 대응되도록 접촉부(100)를 쉽게 설계할 수 있다. 또한, 접촉부(100)에 인접하도록 냉각채널(500)의 위치 및 형상을 설계할 수 있다.The structural information of the shell can be utilized as 3D printing data. Since the structure of the shell is used as data, the
3D 프린팅 데이터를 활용함으로써, 주물(40)을 소량 생산하는 경우에도 제조비용을 절약할 수 있고, 제조시간을 감축할 수 있다. 또한, 설계상의 흠결이 있는 경우에도 3D 프린팅 데이터를 수정하는 것만으로, 쉽게 대응할 수 있다.By utilizing 3D printing data, manufacturing cost can be saved and manufacturing time can be reduced even when the casting 40 is produced in small quantities. In addition, even if there is a flaw in the design, it can be easily responded by simply modifying the 3D printing data.
본 발명의 실시예에 따른 금형용 쉘 제조방법은, 이어서 쉘의 재료로 사용되는 금속 분말을 준비하는 과정(S200)이 진행될 수 있다.In the method for manufacturing a shell for a mold according to an embodiment of the present invention, a process of preparing metal powder used as a material for the shell (S200) may proceed.
3D 프린팅 방식은 재료의 공급 방식, 재료의 결합 방식 및 공급하는 에너지의 종류와 세기에 따라 다음과 같이 분류할 수 있다. 3D 프린팅 방식은 광중합 방식(Photo Polymerization, PP), 재료 압출 방식(Material Extrusion, ME), 접착제 분사 방식(Binder Jetting, BJ), 재료 분사 방식(Material Jetting, MJ), 고에너지 직접 조사 방식(Direct Energy Deposition, DED), 분말 적층 용융 방식(Power Bed Fusion, PBF), 시트 적층 방식(Sheet Lamination, SL) 등으로 분류될 수 있다.3D printing methods can be classified as follows according to the material supply method, material combination method, and the type and intensity of energy supplied. 3D printing methods include photo polymerization (PP), material extrusion (ME), binder jetting (BJ), material jetting (MJ), and high-energy direct irradiation (Direct Energy Deposition (DED), Power Bed Fusion (PBF), and Sheet Lamination (SL).
본 발명의 바람직한 실시예는, 분말 적층 용융 방식(PBF) 중에서 선택적 레이저 소결 방식(Selective Laser Sintering, SLS)으로써 다음과 같이 수행될 수 있다.A preferred embodiment of the present invention may be performed as follows as a selective laser sintering (SLS) method among powder layer melting method (PBF).
SLS 방식은 분말을 블레이드와 롤러 등을 이용하여 분말 베드에 평평하게 깔고, 얇게 깔린 분말에 레이저를 선택적으로 조사하고, 다시 이 위에 분말을 얇게 깔고 평탄화를 하여 얇게 깔린 분말에 레이저를 선택적으로 조사하는 방식에 의한다.The SLS method spreads powder flat on a powder bed using blades and rollers, selectively irradiates the laser on the thinly spread powder, and then spreads the powder thinly on it, flattens it, and selectively irradiates the laser on the thinly spread powder. according to the method
본 발명의 실시예에 따른 금속 분말을 준비하는 과정(S200)은, 상술한 방식과 같이 금속 분말(90)을 블레이드, 롤러 등을 이용하여 분말 베드에 얇고 평평하게 하는 것이다. 이때, 금속 분말(90)은 금형용 쉘의 소재에 해당한다. 금속 분말(90)은 쉘 내부에 주입되는 용융 금속(70)보다 녹는점이 높을 수 있다. 이 경우, 용융 금속(70)의 주입에 의해 금형용 쉘이 녹는 것을 방지할 수 있다.In the process of preparing the metal powder according to an embodiment of the present invention (S200), the
본 발명의 실시예에 따른 금형용 쉘 제조방법은, 이어서 상기 금속 분말을 용융 및 경화하는 과정(S300)이 진행될 수 있다.In the method for manufacturing a shell for a mold according to an embodiment of the present invention, a process of melting and curing the metal powder (S300) may proceed.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 쉘 제조방법을 나타낸 것이다.7 shows a shell manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 금속 분말(90)을 용융시킬 때, 고에너지원(60)을 사용할 수 있다. 주로 레이저를 사용할 수 있고, 전자빔 등의 에너지원을 사용할 수 있다. 한 예로 레이저를 들어 설명하면, 레이저는 용융하고자 하는 금속 분말(90)을 선택적으로 조사할 수 있고, 선택된 금속 분말(90)은 용융된 후 경화될 수 있다. 먼저 경화된 재료상에 새로운 금속 분말(90)이 용융 후 경화되면서, 새로 경화되는 금속 분말(90)은 먼저 경화된 재료와 결합될 수 있다.Referring to FIG. 7 , when melting the
이와 같이 금속 분말(90)을 용융 및 경화하는 과정은 챔버 내에서 이루어질 수 있다. 금속 분말(90) 및 고에너지원(60)을 사용하여 금속 산화 문제가 있을 수 있으므로, 금속의 산화 방지 및 분발의 비산 방지를 위해 챔버 구조를 채택할 수 있다. 챔버는 안정적인 불활성 기체로 채워질 수 있다.The process of melting and hardening the
본 발명의 실시예에 따른 금형용 쉘 제조방법에서 제조되는 쉘은, 주물(40)의 형상에 대응되도록 구비되어 상기 주물(40)의 재료와 접촉면을 가지는 접촉부(100), 상기 접촉부(100)의 가장자리를 따라 형성되어 하부로 연장되는 측벽부(200), 상기 측벽부(200)의 하단에 구비되어 밑면을 형성하는 바닥부(300), 상기 바닥부(300)로부터 상기 접촉부(100)까지 연장되어 형성되는 복수의 지지부(400) 및 상기 접촉부(100)에 인접하게 형성되어 상기 주물(40)의 재료를 균일하게 냉각시키기 위한 냉각채널(500)을 포함할 수 있다.The shell manufactured in the shell manufacturing method for a mold according to an embodiment of the present invention is provided to correspond to the shape of the casting 40 and has a
또한, 쉘은, 상기 접촉부(100)의 내측면에 위치하여, 상기 금속부(700)를 형성하는 용융 금속(70)에 의한 변형을 방지하는 열변형방지부(600);를 더 포함할 수 있다.In addition, the shell may further include a thermal
또한, 상기 열변형방지부(600)는, 상호간 일 모서리를 공유하여 반복적으로 형성되는 복수의 다각부(610)를 포함하고, 상기 다각부(610)는 상기 접촉부(100)의 내측면으로부터 돌출된 형상으로 이루어질 수 있다.In addition, the thermal
또한, 상기 냉각채널(500)의 횡단면은, 하부는 하반원 형상으로 이루어지고 상부는 삿갓 형상으로 이루어질 수 있다.In addition, the cross section of the
또한, 상기 냉각채널(500)은, 상기 냉각채널(500)의 내측면에 길이 방향으로 형성된 복수의 홈을 포함할 수 있다.In addition, the cooling
또한, 상기 바닥부(300)는, 용융 금속(70)을 주입하거나, 라이저를 연결할 수 있는 적어도 하나 이상의 관통공(310)을 포함할 수 있다.In addition, the
상술한 구성 및 구성에 의한 효과는 앞서 설명한 것과 같으므로 생략하기로 한다.Since the above-described configuration and effects of the configuration are the same as those described above, they will be omitted.
이어서, 3D 프린팅 데이터에 따라, 상기 금속 분말을 준비하는 과정(S200) 및 상기 금속 분말을 용융 및 경화하는 과정(S300)을 반복적으로 수행할 수 있다.Subsequently, the process of preparing the metal powder (S200) and the process of melting and curing the metal powder (S300) may be repeatedly performed according to the 3D printing data.
금속 분말을 준비하는 과정(S200) 및 금속 분말을 용융 및 경화하는 과정(S300)이 수행되는 경우, 쉘의 한층이 형성될 수 있다. 이를 반복적으로 수행함으로써 쉘의 적층 구조가 형성될 수 있고, 최종적으로 쉘이 완성될 수 있다.When the process of preparing the metal powder (S200) and the process of melting and hardening the metal powder (S300) are performed, one layer of the shell may be formed. By repeatedly performing this process, a laminated structure of the shell may be formed, and the shell may be finally completed.
구체적으로 설명하면, 금속 분말(90)을 블레이드나 롤러를 이용하여 분말 베드에 평평하게 깔고, 얇게 깔린 금속 분말(90)에 레이저를 선택적으로 조사한다. 다시 이 위에 금속 분말(90)을 얇게 깔고 평탄화를 하여, 얇게 깔린 분말에 레이저를 선택적으로 조사하는 과정을 반복한다.Specifically, the
다음으로, 금형 제조방법에 대하여 살펴본다.Next, look at the mold manufacturing method.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 금형 제조방법의 순서를 나타낸 것이다.8 shows a sequence of a mold manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 금형 제조방법은, 청구항 1에 따른 금형용 쉘을 가지는 금형 제조방법에 있어서, 상기 쉘을 준비하는 과정(S400); 상기 쉘에 의해 형성된 내부공간에 용융 금속을 주입하는 과정(S500); 및 상기 내부공간에 주입된 상기 용융 금속을 냉각하는 과정(S600);을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8 , a mold manufacturing method according to an embodiment of the present invention includes a mold manufacturing method having a mold shell according to
본 발명의 실시예에 따른 금형 제조방법은, 먼저 상기 쉘을 준비하는 과정(S400)이 진행될 수 있다. 쉘은 앞서 설명한 금형용 쉘과 동일하며, 쉘은 본 발명의 모든 실시예에 따른 금형용 쉘에 해당할 수 있다. 구체적인 설명은 생략하기로 한다.In the mold manufacturing method according to an embodiment of the present invention, the process of preparing the shell (S400) may proceed first. The shell is the same as the shell for the mold described above, and the shell may correspond to the shell for the mold according to all embodiments of the present invention. A detailed description will be omitted.
본 발명의 실시예에 따른 금형 제조방법은, 이어서 쉘에 의해 형성된 내부공간에 용융 금속을 주입하는 과정(S500)이 진행될 수 있다. In the mold manufacturing method according to an embodiment of the present invention, a process of injecting molten metal into the inner space formed by the shell (S500) may proceed.
도 9를 참조하면, 바닥부(300)는 상부에 위치하고 접촉부(100)는 하부에 위치할 수 있다. 바닥부(300)의 관통공(310)은 2 이상으로도 구비될 수 있다. 하나의 관통공(310)에는 금속 주입부가 연결되고, 다른 관통공(310)에는 라이저가 연결될 수 있다.Referring to FIG. 9 , the
먼저 쉘은 내부공간을 포함할 수 있으며, 금속부(700)를 용융시킨 용융 금속(70)은 쉘의 내부공간에 주입될 수 있다. 금속부(700)의 녹는점은 쉘의 재료인 금속 분말(90)의 녹는점보다 낮을 수 있다. 이것은 용융 금속(70)에 의해 쉘이 녹지 않게 하기 위함이다.First, the shell may include an inner space, and the
또한, 라이저는 다른 관통공(310)에 연결되어 용융 금속(70)이 냉각되면서 발생하는 수축 결함을 방지할 수 있고, 쉘 내부의 공기를 외부로 방출시킬 수 있다.In addition, the riser is connected to the other through
본 발명의 실시예에 따른 금형 제조방법은, 이어서 상기 내부공간에 주입된 상기 용융 금속을 냉각하는 과정(S600)이 진행될 수 있다.In the mold manufacturing method according to an embodiment of the present invention, a process of cooling the molten metal injected into the inner space (S600) may proceed.
금형의 제조를 완성하기 위하여, 용융 금속(70)을 냉각하는 과정이 진행되어야 한다. 용융 금속(70)은 쉘 내부에 주입되어 냉각될 수 있고, 용융 금속(70)은 냉각되어 금속부(700)를 이룰 수 있다. 이때, 쉘은 금형의 골격을 이루고 골격 주위에 금속부(700)가 형성됨으로써, 본 발명의 실시예에 따른 금형이 제조될 수 있다.In order to complete the manufacture of the mold, a process of cooling the
다음으로, 금형을 이용한 주물 제조방법에 대하여 살펴본다.Next, a casting manufacturing method using a mold will be described.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 금형을 이용한 주물 제조방법의 순서를 나타낸 것이다.10 shows a sequence of a casting manufacturing method using a mold according to an embodiment of the present invention.
도 10을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 금형을 이용한 주물 제조방법은, 주물의 일측 형상에 대응되는 접촉부를 가지는 제1금형을 준비하는 과정(S1100); 상기 주물의 타측 형상에 대응되는 접촉부를 가지는 제2금형을 준비하는 과정(S1200); 상기 제1금형 및 상기 제2금형을 서로 접촉시켜 캐비티를 형성하는 과정(S1300); 상기 캐비티에 상기 주물의 재료를 주입하는 과정(S1400); 상기 주물의 재료를 냉각시키는 과정(S1500); 및 상기 냉각시키는 과정에서 얻어진 상기 주물을 상기 제1금형 및 상기 제2금형으로부터 분리시키는 과정(S1600);을 포함하되, 상기 제1금형(10) 및 제2금형(20)은 청구항 7 또는 청구항 8 중 어느 한 항에 따른 금형일 수 있다.Referring to Figure 10, the casting manufacturing method using a mold according to an embodiment of the present invention, the step of preparing a first mold having a contact portion corresponding to the shape of one side of the casting (S1100); Preparing a second mold having a contact portion corresponding to the shape of the other side of the casting (S1200); forming a cavity by bringing the first mold and the second mold into contact with each other (S1300); Injecting the material of the casting into the cavity (S1400); Cooling the material of the casting (S1500); And separating the casting obtained in the cooling process from the first mold and the second mold (S1600); including, but the
본 발명의 실시예에 따른 금형을 이용한 주물 제조방법은, 먼저 주물의 일측 형상에 대응되는 접촉부를 가지는 제1금형을 준비하는 과정이 진행될 수 있다.(S1100) 동시 또는 이시(異時)에, 주물의 타측 형상에 대응되는 접촉부를 가지는 제2금형을 준비하는 과정(S1200)이 진행될 수 있다.In the casting manufacturing method using a mold according to an embodiment of the present invention, a process of preparing a first mold having a contact portion corresponding to the shape of one side of the casting may be performed (S1100) at the same time or at different times, A process of preparing a second mold having a contact portion corresponding to the shape of the other side of the casting (S1200) may proceed.
제1금형(10) 및 제2금형(20)은 청구항 7 또는 8 중 어느 한 항에 따른 금형일 수 있다. 단, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 제1금형(10) 및 제2금형(20) 은 앞서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 모든 금형일 수 있다. 제1금형(10)은 주물(40)의 일측 형상에 대응되는 접촉부(100)를 가질 수 있다. 또한, 제2금형(20)은 주물(40)의 타측 형상에 대응되는 접촉부(100)를 가질 수 있다.The
주물(40)의 좌우가 대칭구조일 수 있고 대칭구조가 아닐 수도 있으므로, 제1금형(10)의 접촉부(100) 및 제2금형(20)의 접촉부(100)는 서로 대칭구조일 수 있고, 대칭구조가 아닐 수 있다. 이때, 제1금형(10)의 냉각채널(500) 및 제2금형(20)의 냉각채널(500)의 위치 및 형상 또한 주물(40)의 형상에 따라 달라질 수 있다.Since the left and right sides of the casting 40 may or may not have a symmetrical structure, the
본 발명의 실시예에 따른 금형을 이용한 주물 제조방법은, 이어서 상기 제1금형 및 상기 제2금형을 서로 접촉시켜 캐비티를 형성하는 과정(S1300)이 진행될 수 있다.In the casting manufacturing method using a mold according to an embodiment of the present invention, a process of forming a cavity by contacting the first mold and the second mold with each other (S1300) may proceed.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 캐비티(30)가 형성된 상태를 나타낸 것이다.11 shows a state in which the
도 11을 참조하면, 제1금형(10) 및 제2금형(20)은 서로 접촉함으로써, 접촉부(100)에 의해 주물(40)의 형상에 대응하는 공간을 형성할 수 있다. 이때 주물(40)의 형상에 대응하는 공간을 캐비티(30)라 할 수 있다. 제1금형(10)의 접촉부(100) 및 제2금형(20)의 접촉부(100)는 주물(40)의 외형을 형성하여 양 접촉부(100)에 대응하는 주물(40)을 생산할 수 있다.Referring to FIG. 11 , the
본 발명의 실시예에 따른 금형을 이용한 주물 제조방법은, 이어서 상기 캐비티에 상기 주물의 재료를 주입하는 과정(S1400)이 진행된 후, 상기 주물의 재료를 냉각시키는 과정(S1500)이 진행될 수 있다. In the casting manufacturing method using a mold according to an embodiment of the present invention, after the process of injecting the casting material into the cavity (S1400) is performed, the process of cooling the casting material (S1500) may proceed.
주물(40)의 재료는 플라스틱일 수 있고, 금속일 수 있다. 주물(40)의 재료가 되는 플라스틱 또는 금속을 녹여서 캐비티(30)에 주입할 수 있다. 그 후, 주물(40)의 재료를 냉각시킴으로써, 주물(40)을 형상이 완성될 수 있다. 구체적으로는 다음에 설명하기로 한다.The material of the casting 40 may be plastic or metal. Plastic or metal, which is a material of the casting 40, may be melted and injected into the
본 발명의 실시예에 따른 금형을 이용한 주물 제조방법은, 이어서 냉각시키는 과정에서 얻어진 주물을 제1금형 및 제2금형으로부터 분리시키는 과정(S1600)이 진행될 수 있다.In the casting manufacturing method using a mold according to an embodiment of the present invention, a process of separating the casting obtained in the subsequent cooling process from the first mold and the second mold (S1600) may proceed.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 주물(40)이 금형으로부터 분리된 상태를 나타낸 것이다.12 shows a state in which the casting 40 is separated from the mold according to an embodiment of the present invention.
도 12를 참조하면, 주물(40)의 재료가 냉각되어 형상이 완성되면 제1금형(10) 및 제2금형(20)으로부터 분리되어야 한다. 이때, 이젝터는 주물(40)을 금형 밖으로 밀어냄으로써, 주물(40)은 금형으로부터 완전히 분리될 수 있고, 주물(40)은 완성될 수 있다.Referring to FIG. 12 , when the material of the casting 40 is cooled and the shape is completed, it must be separated from the
다음으로, 냉각과정에 대하여 조금 더 살펴본다.Next, we look at the cooling process a little more.
본 발명의 실시예에 따라, 상기 냉각시키는 과정은, 냉각채널(500)에 냉각수를 통과시켜 상기 주물(40)의 재료의 온도를 낮출 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the cooling process may lower the temperature of the material of the casting 40 by passing cooling water through the cooling
3D 프린팅 방식이 아닌 기존의 기계 가공 방식의 경우 냉각채널(500)을 주물(40)의 형상에 따라 냉각채널(500)의 위치 및 형상을 결정하기 어려운 문제가 있어, 주물(40)의 부위에 따라 냉각 속도가 달라 제조시간이 증가하고, 주물(40)이 열변형을 일으킬 수 있다.In the case of the conventional machining method other than the 3D printing method, it is difficult to determine the location and shape of the
상술한 것처럼, 본 발명은 주물(40)의 형상에 따라 접촉면이 결정되고, 접촉면의 형상에 따라 냉각채널(500)의 위치 및 형상이 결정될 수 있다. 접촉면을 따라 인접하게 형성되는 냉각채널(500)은 주물(40)의 외형 전체를 균일하게 냉각시킬 수 있어, 제조시간의 단축 및 주물(40)의 열변형 최소화하는 효과를 얻을 수 있다.As described above, in the present invention, the contact surface is determined according to the shape of the casting 40, and the location and shape of the
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 기술자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.As described above, although it has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. Or it can be carried out by modifying.
10 : 제1금형 20 : 제2금형
30 : 캐비티 40 : 주물
60 : 고에너지원 70 : 용융 금속
90 : 금속 분말 100 : 접촉부
200 : 측벽부 300 : 바닥부
310 : 관통공 400 : 지지부
500 : 냉각채널 550 : 홈
600 : 열변형방지부 610 : 다각부
700 : 금속부10: first mold 20: second mold
30: cavity 40: casting
60: high energy source 70: molten metal
90: metal powder 100: contact
200: side wall part 300: bottom part
310: through hole 400: support
500: cooling channel 550: home
600: thermal deformation prevention part 610: polygonal part
700: metal part
Claims (14)
상기 접촉부의 가장자리를 따라 형성되어 하부로 연장되는 측벽부;
상기 측벽부의 하단에 구비되어 밑면을 형성하는 바닥부;
상기 바닥부로부터 상기 접촉부까지 연장되어 형성되는 복수의 지지부;
상기 접촉부에 인접하게 형성되어 상기 주물의 재료를 균일하게 냉각시키기 위한 냉각채널; 및
용융 금속에 의한 변형을 방지하는, 복수의 다각부를 구비한 열변형방지부를 포함하고,
상기 복수의 다각부는 상단이 상기 접촉부와 연결되어 폐쇄되고, 하단이 개방된, 금형용 쉘.
A contact portion provided to correspond to the shape of the casting and having a contact surface with the material of the casting;
a side wall portion formed along an edge of the contact portion and extending downward;
a bottom portion provided at a lower end of the side wall portion to form a lower surface;
a plurality of support parts extending from the bottom part to the contact part;
a cooling channel formed adjacent to the contact portion to uniformly cool the material of the casting; and
Including a thermal deformation prevention portion having a plurality of polygonal portions to prevent deformation by molten metal,
The plurality of polygonal parts are closed by being connected to the contact part at the upper end, and the lower end is open.
상기 냉각채널의 횡단면은, 하부는 하반원 형상으로 이루어지고 상부는 삿갓 형상으로 이루어진, 금형용 쉘.
The method of claim 1,
The cross section of the cooling channel, the lower portion is made of a lower semicircular shape and the upper portion is made of a hat shape, the shell for the mold.
상기 냉각채널은, 상기 냉각채널의 내측면에 길이 방향으로 형성된 복수의 홈을 포함하는, 금형용 쉘.
The method of claim 1,
The cooling channel includes a plurality of grooves formed in a longitudinal direction on an inner surface of the cooling channel, a shell for a mold.
상기 바닥부는,
용융 금속을 주입하거나, 라이저를 연결할 수 있는 적어도 하나 이상의 관통공을 포함하는, 금형용 쉘.
The method of claim 1,
the bottom part,
A shell for a mold including at least one through hole through which molten metal can be injected or a riser can be connected.
상기 금형의 프레임을 구성하는 쉘; 및
상기 쉘에 의해 형성된 내부공간에 위치하는 금속부;를 포함하고,
상기 쉘은,
주물의 형상에 대응되도록 구비되어 상기 주물의 재료와 접촉면을 가지는 접촉부,
상기 접촉부의 가장자리를 따라 형성되어 하부로 연장되는 측벽부,
상기 측벽부의 하단에 구비되어 밑면을 형성하는 바닥부,
상기 바닥부로부터 상기 접촉부까지 연장되어 형성되는 복수의 지지부,
상기 접촉부에 인접하게 형성되어 상기 주물의 재료를 균일하게 냉각시키기 위한 냉각채널, 및
용융 금속에 의한 변형을 방지하는, 복수의 다각부를 구비한 열변형방지부를 포함하고,
상기 복수의 다각부는 상단이 상기 접촉부와 연결되어 폐쇄되고, 하단이 개방된, 금형.
In the mold,
a shell constituting a frame of the mold; and
Including; a metal part located in the inner space formed by the shell,
the shell,
A contact portion provided to correspond to the shape of the casting and having a contact surface with the material of the casting;
A side wall portion formed along an edge of the contact portion and extending downward;
A bottom portion provided at a lower end of the side wall portion to form a bottom surface;
A plurality of support portions extending from the bottom portion to the contact portion;
A cooling channel formed adjacent to the contact portion to uniformly cool the material of the casting, and
Including a thermal deformation prevention portion having a plurality of polygonal portions to prevent deformation by molten metal,
The plurality of polygonal parts are closed by being connected to the contact part at the upper end, and the lower end is open.
상기 쉘의 구조 정보가 담긴 3D 프린팅 데이터를 준비하는 과정;
상기 쉘의 재료로 사용되는 금속 분말을 준비하는 과정; 및
상기 금속 분말을 용융 및 경화하는 과정을 포함하고,
상기 쉘은,
주물의 형상에 대응되도록 구비되어 상기 주물의 재료와 접촉면을 가지는 접촉부, 상기 접촉부의 가장자리를 따라 형성되어 하부로 연장되는 측벽부, 상기 측벽부의 하단에 구비되어 밑면을 형성하는 바닥부, 상기 바닥부로부터 상기 접촉부까지 연장되어 형성되는 복수의 지지부, 상기 접촉부에 인접하게 형성되어 상기 주물의 재료를 균일하게 냉각시키기 위한 냉각채널, 및 상단이 상기 접촉부와 연결되어 폐쇄되고 하단이 개방된 복수의 다각부를 구비한 열변형방지부를 포함하며,
상기 3D 프린팅 데이터에 따라, 상기 금속 분말을 준비하는 과정 및 상기 금속 분말을 용융 및 경화하는 과정을 반복적으로 수행하는, 금형용 쉘 제조방법.
In the method for manufacturing a shell for a mold constituting a frame of a mold,
preparing 3D printing data containing structural information of the shell;
preparing metal powder used as a material for the shell; and
Including the process of melting and hardening the metal powder,
the shell,
A contact portion provided to correspond to the shape of the casting and having a contact surface with the material of the casting, a side wall portion formed along the edge of the contact portion and extending downward, a bottom portion provided at the lower end of the side wall portion to form a bottom, and the bottom portion A plurality of support parts formed extending from the contact part to the contact part, a cooling channel formed adjacent to the contact part to uniformly cool the material of the casting, and a plurality of polygons having an upper end connected to the contact part and closed and a lower end open. Including a thermal deformation prevention unit provided,
According to the 3D printing data, the process of preparing the metal powder and the process of melting and curing the metal powder are repeatedly performed, a method for manufacturing a shell for a mold.
상기 냉각채널의 횡단면은, 하부는 하반원 형상으로 이루어지고 상부는 삿갓 형상으로 이루어진, 금형용 쉘 제조방법.
The method of claim 9,
The cross section of the cooling channel, the lower portion is made of a lower semicircular shape and the upper portion is made of a hat shape, the shell manufacturing method for the mold.
상기 쉘을 준비하는 과정;
상기 쉘에 의해 형성된 내부공간에 용융 금속을 주입하는 과정; 및
상기 내부공간에 주입된 상기 용융 금속을 냉각하는 과정;을 포함하는, 금형 제조방법.
In the mold manufacturing method having a mold shell according to claim 1,
preparing the shell;
injecting molten metal into the inner space formed by the shell; and
Including, the mold manufacturing method; the step of cooling the molten metal injected into the inner space.
상기 주물의 타측 형상에 대응되는 접촉부를 가지는 제2금형을 준비하는 과정;
상기 제1금형 및 상기 제2금형을 서로 접촉시켜 캐비티를 형성하는 과정;
상기 캐비티에 상기 주물의 재료를 주입하는 과정;
상기 주물의 재료를 냉각시키는 과정; 및
상기 냉각시키는 과정에서 얻어진 상기 주물을 상기 제1금형 및 상기 제2금형으로부터 분리시키는 과정;을 포함하되,
상기 제1금형 및 제2금형은 청구항 7에 따른 금형인, 금형을 이용한 주물 제조방법.
Preparing a first mold having a contact portion corresponding to the shape of one side of the casting;
Preparing a second mold having a contact portion corresponding to the shape of the other side of the casting;
forming a cavity by bringing the first mold and the second mold into contact with each other;
injecting the casting material into the cavity;
cooling the material of the casting; and
Including; separating the casting obtained in the cooling process from the first mold and the second mold,
The first mold and the second mold are molds according to claim 7, casting manufacturing method using a mold.
상기 냉각시키는 과정은, 냉각채널에 냉각수를 통과시켜 상기 주물의 재료의 온도를 낮추는 것인, 금형을 이용한 주물 제조방법.
The method of claim 13,
The cooling process is to pass cooling water through a cooling channel to lower the temperature of the material of the casting, casting manufacturing method using a mold.
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