WO2016006828A1 - 고도의 진공환경에서 금속을 성형하는 금형장치 - Google Patents

고도의 진공환경에서 금속을 성형하는 금형장치 Download PDF

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    • B22D29/00—Removing castings from moulds, not restricted to casting processes covered by a single main group; Removing cores; Handling ingots

Definitions

  • the present invention relates to a mold apparatus for molding a metal, and more particularly, to a mold apparatus for molding a metal in a high vacuum environment to form a metal inside the cavity for forming a mold in a high vacuum state.
  • Metals are molded in various ways, typically casting and forging by a mold. Casting or forging is a suitable method for mass production because metals can be formed quickly and accurately.
  • a mold apparatus for casting or forging combines a movable mold with a fixed mold to form a cavity, a space in which a product is formed, and injects or fills a molten metal melt by heating the metal into the cavity (casting).
  • the movable mold is spaced apart from the stationary mold to demold the molded product.
  • the demoulding of the molded product is performed by removing the molded product from the movable mold by the ejector pin.
  • the molded product is attached to the movable mold.
  • the ejector pin is formed to have a length that passes through the movable mold to the cavity, and pushes the molded product while advancing toward the cavity by a cylinder. It is removed from the movable mold.
  • the present invention is to solve the above problems to effectively block the outside air flow into the cavity through the gap between the ejector pin and the hole through which the ejector pin penetrates to form a metal while maintaining the cavity at a high vacuum It is an object of the present invention to provide a mold apparatus that can be used.
  • the packing is installed in the gap between the ejector pin and the hole through which the ejector pin penetrates to prevent the outside air from flowing into the cavity when the inside of the cavity is vacuumed, thereby achieving the above object.
  • the metal can be molded in a state in which the space where the metal is formed is formed in a highly vacuum state, thereby preventing the molten metal from changing physical properties while being in contact with air.
  • the packing installed to prevent the outside air from flowing into the space for forming the metal can be minimized by heat damage, thereby enabling the use of low-cost packing, thereby enabling the economical mold apparatus.
  • FIG. 1 is an exemplary view showing a schematic configuration of a mold apparatus according to the present invention
  • FIG. 2 is an exploded view of portion A of FIG. 1; FIG.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view of FIG.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view of portion B of FIG.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the portion C of FIG.
  • FIG. 6 is an exemplary view showing a schematic configuration of a mold apparatus according to another embodiment of the ball invention.
  • FIG. 7 to 10 is an exemplary view showing a process of molding a metal product with a mold apparatus according to the present invention.
  • the cavity is formed at the point where the stationary mold and the movable mold meet, and an ejector pin penetrates the movable mold and reaches the cavity, and is formed by filling the molten metal with an exhaust device in a vacuum environment and forming the ejector. Push out the molded product by pin,
  • Packing is installed between the ejector pin and the hole through which the ejector pin penetrates to prevent external air from entering the cavity when creating a vacuum environment, while a blocking space is formed in front of the packing to block heat conducted to the packing.
  • FIG. 1 is an exemplary view showing a schematic configuration of a mold apparatus according to the present invention
  • Figure 2 is a partial exploded view of Figure 1
  • Figure 3 is a partial sectional view of Figure 1
  • Figure 4 is a partial sectional view of Figure 1
  • Figure 5 Is a partial cross-sectional view of FIG. 1.
  • the mold apparatus is provided with a stationary mold 110 and a movable mold 120, which are spaces formed by filling a molten metal at a point where the stationary mold 110 and the movable mold 120 abut each other.
  • Cavity 130 is formed.
  • An under pressure portion 132 is formed below the cavity 130 to heat the metal, and the under pressure plunger 170 is formed under the under pressure portion 132 to convert the molten metal generated in the under pressure portion 132 into the cavity 130. It is formed to push and fill.
  • the fixed mold 110 is a mold whose position is fixed, the movable mold 120 can be moved forward in the direction away from or closer to the stationary mold 110, the back when the cavity 130 is reversed Will be opened.
  • the movable mold 120 is provided with an ejector pin 140 for demolding the molded product in the cavity 130.
  • Ejector pin 140 has a rod shape, preferably in the form of a circular cross-section is provided with one or a plurality, and the end reaches the cavity 130 through the movable mold 120. The end is formed to move forward in the direction protruding into the cavity 130 or to reverse in the opposite direction to remove the molded product from the movable mold 120 as the end protrudes from the cavity 130.
  • the cavity 130 is formed in a vacuum environment.
  • the air is extracted from the cavity 130 through the exhaust device 190 that is separately provided to form a vacuum environment.
  • the exhaust device 190 extracts air through at least one exhaust pipe to create the cavity 130 in a vacuum environment.
  • the packing (P3) is installed along the outer angle of the cavity 130 at the point where the movable mold 120 and the stationary mold 110 abut. As shown in FIG. 5, through this, the cavity 130 blocks external air from entering the cavity 130 after being formed in a vacuum environment or after being formed in a vacuum environment.
  • the packing P1 is installed between the ejector pin 140 and the hole through which the ejector pin 140 passes. Therefore, it is possible to block the air that can be introduced through the hole through which the ejector pin 140 passes, thereby allowing the cavity 130 to be formed in a high vacuum environment.
  • the packing P1 may be formed at a hole inlet through which the ejector pin 140 passes.
  • a packing groove 122 in which the packing P1 is seated is formed at the inlet of the hole to accommodate the packing groove 122 in a state where the packing P1 is not exposed to the outside. It is installed.
  • the separation prevention ring 124 may be fitted to the inlet of the packing groove 122 in order to prevent the packing (P1) from the packing groove 122.
  • the packing groove 122 is formed such that the diameter is reduced in the form of a funnel toward the inside and toward the inside, the packing (P1) is seated in the portion formed to the same diameter from one point to form the same diameter.
  • the departure prevention ring 124 When the departure prevention ring 124 is provided it may be formed to be seated together up to the separation prevention ring (124). Through this configuration, the packing P1 can be installed in the packing groove 122 more easily.
  • the mold apparatus according to the present invention for molding the product by filling the molten metal in the cavity 130, a considerable heat is generated in the process of molding the product.
  • the movable mold 120 forms a product in a heated state at a high temperature of 200 to 300 ° C.
  • Such heat is installed in a hole through which the ejector pin 140 penetrates. This will affect the packing (P1) which will damage the packing (P1).
  • a blocking space 180 is formed to block heat from being transferred to the packing P1.
  • the blocking space 180 is formed between the packing P1 and the movable mold 120 so that heat of the movable mold 120 is not conducted to the packing P1.
  • Formation of the blocking space 180 may be achieved through the sealing plate 150.
  • the sealing plate 150 has a plate shape and is placed on the movable mold 120, and the blocking space 180 is formed between the movable mold 120 and the sealing plate 150. For example, when a concave space is formed at a point of contact with the movable mold 120 in the sealing plate 150, the blocking space 180 is naturally formed.
  • Blocking space 180 is formed as described above to be sealed by the packing (P2) is installed along the outer shell of the blocking space 180 between the sealing plate 150 and the movable mold 120 as shown in FIG. It is preferable.
  • the ejector pin 140 sequentially passes through the sealing plate 150, the blocking space 180, and the movable mold 120 to reach the cavity 130.
  • the packing P1 is installed at a hole inlet through which the ejector pin 140 penetrates from an upper surface of the sealing plate 150.
  • the packing groove 122 is formed at the point where the packing P1 is installed in the sealing plate 150, and the separation prevention ring 124 is fitted into the packing groove 122.
  • the exhaust device 190 simultaneously extracts air from the cavity 130 and the blocking space 180.
  • the blocking space 180 is an empty space so that heat generated from the movable mold 120 is not conducted to the packing P1. Therefore, the packing P1 is prevented from being damaged by heat, and furthermore, even if a low-cost product having a relatively low heat resistance is used, the sealing performance is not lowered, thereby achieving cost savings and economic benefits.
  • the support plate 160 may be formed on the upper portion of the sealing plate 150 formed as described above.
  • the supporting plate 160 is formed in a plate shape so as to be mounted on the sealing plate 150 and separated from the sealing plate 150 if necessary.
  • the support plate 160 is lifted upward while being separated from the sealing plate 150. In this state, the packing P1 may be installed or replaced.
  • the packing P1 is installed between the sealing plate 150 and the supporting plate 160 to be firmly supported while being pressed by the supporting plate 160, and as a result, the installation state of the packing P1 can be stably maintained. Will be.
  • FIG. 6 is an exemplary view showing a schematic configuration of a mold apparatus according to another embodiment of the ball invention.
  • the mold apparatus is provided with a sealing plate 150 which is placed in close contact with the upper portion of the movable mold 120 so that the blocking space 180 is the movable mold 120 and the sealing plate. Is formed between 150.
  • the ejector pin 140 passes through the sealing plate 150 and the movable mold 120 in sequence.
  • the support plate 160 (refer to FIG. 1) according to the above embodiment is excluded.
  • the packing P1 may be installed at a hole inlet through which the ejector pin 140 penetrates from the bottom surface of the sealing plate 150.
  • the round bar 126 is installed to prevent the packing P1 from being separated.
  • the round bar 126 is erected by supporting the packing (P1) in the blocking space 180, the upper end is supported by the movable mold 120. Therefore, the ejector pin 140 penetrates the round bar 126 and penetrates the movable mold 120.
  • the bar bar 126 prevents the packing P1 from being separated, but blocks the space 180 and the ejector pin 140. ) Will be executed at the same time.
  • the round bar 126 is preferably formed of a heat insulating material, but is not limited thereto.
  • 7 to 10 is an exemplary view showing a process of molding a metal product with a mold apparatus according to the present invention.
  • the movable mold 120 is raised, and the pressure unit 132 formed under the cavity 130 and the cavity 130 is cleaned. It is cleaned by spraying high pressure air. After cleaning, spray the release agent and lubricant.
  • the movable mold 120 When the cleaning is finished, the movable mold 120 is lowered while the metal is poured into the pressure unit 132 and heated. Accordingly, as shown in FIG. 8, when the movable mold 120 is coalesced with the stationary mold 110, the exhaust device 190 is operated to simultaneously extract air from the cavity 130 and the blocking space 180 to exhaust air. When pulled out, the valve is closed to create a high vacuum environment.
  • the pressure plunger 170 When the injected metal is sufficiently heated and dissolved, as shown in FIG. 9, the pressure plunger 170 is raised to fill the dissolved metal, that is, the molten metal, into the cavity 130. Then, it is left to cool for a predetermined time to allow the metal to be shaped in the shape of the cavity 130. In this process, the movable mold 120 is heated to a constant temperature, the heat generated from the movable mold 120 is blocked from being conducted by the blocking space 180.
  • the movable mold 120 is raised again as shown in FIG. 10.
  • the molded product is raised while being attached to the movable mold 120, and the ejector pin 140 is advanced to the molded product to remove the molded product from the movable mold 120 and demold.
  • the product is completed.
  • the above process can be repeated, and the metal can be continuously formed in a high vacuum environment.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 고도의 진공환경에서 금속을 성형하는 금형장치에 관한 것으로서, 고정금형(110)과 상기 고정금형(110) 상부에 맞닿아 캐비티(130)를 형성하는 가동금형(120) 및 상기 가동금형(120)을 관통하여 캐비티(130)에 이르게 형성되는 이젝터핀(140)을 구비하여, 배기장치(190)로 상기 캐비티(130)에서 공기를 뽑아내 진공환경으로 조성한 상태에서 금속용탕을 충진시켜 성형한 다음 상기 이젝터핀(140)으로 성형된 제품을 밀어 탈형하게 되되, 상기 가동금형(120) 상부에는 밀폐판(150)이 밀착되게 얹혀져 이젝터핀(140)이 상기 밀폐판(150)과 가동금형(120)을 차례로 관통하고, 상기 밀폐판(150)에서 이젝터핀(140)이 관통하는 구멍에는 패킹(P1)이 설치되어 외부 공기가 캐비티(130)로 유입되는 것이 방지되는 한편, 상기 가동금형(120)과 패킹(P1) 사이에는 차단공간(180)이 형성되어 패킹(P1)으로 열이 전도되는 것을 차단하게 되어, 금속이 성형되는 공간을 고도의 진공상태로 형성한 상태에서 금속을 성형할 수 있게 되어 금속용탕이 공기와 접촉하면서 물성이 변하는 것을 방지하여 줄 수 있게 되고, 외부 공기가 금속을 성형하는 공간으로 유입되는 것을 막아주기 위해 설치되는 패킹이 열에 의해 손상되는 것을 최소화하여 줄 수 있게 되는바, 저가의 패킹 사용이 가능해져 경제적인 고도의 진공환경에서 금속을 성형하는 금형장치에 관한 것이다.

Description

고도의 진공환경에서 금속을 성형하는 금형장치
본 발명은 금속을 성형하는 금형장치에 관한 것으로 특히 금형을 성형하는 캐비티 내부를 고도의 진공상태로 형성하여 금속을 성형할 수 있도록 하는 고도의 진공환경에서 금속을 성형하는 금형장치에 관한 것이다.
금속은 다양한 방법으로 성형되는데, 대표적으로 금형에 의한 주조 및 단조법이 있다. 주조나 단조는 금속을 빠르고 정확하게 성형할 수 있기 때문에 대량생산에 적합한 방식이다.
주조나 단조를 위한 금형장치는 일반적으로 가동금형을 고정금형과 합체하여 제품이 성형 되는 공간인 캐비티(cavity)를 형성하고, 그 캐비티 내로 금속을 가열하여 녹인 금속용탕을 주입하여 채우거나(주조) 또는 가압하여 응고(단조)시킨 후, 가동금형을 고정금형에서 이격시켜 성형된 제품을 탈형하게 된다.
여기서, 상기 성형된 제품의 탈형은 이젝터핀(ejector pin)으로 성형된 제품을 가동금형에서 떼어내는 방식으로 하게 된다. 고정금형에서 가동금형을 이격시키면 성형된 제품은 가동금형에 붙어 있는 상태가 되는데, 이젝터핀은 가동금형을 관통하여 캐비티에 이르는 길이를 가지게 형성되어 실린더에 의해 캐비티 쪽으로 전진하면서 상기 성형된 제품을 밀어 가동금형으로부터 떼어내는 것이다.
한편, 금속용탕을 성형하는 경우 금속용탕이 대기와 접촉하게 되면 급속히 산화됨과 아울러 금속용탕으로 불순물이 침입하여 드로스(Dross)가 생성된다. 드로스는 대기와 접촉을 방지해주는 약간의 효과가 있으나 금속이 녹는 과정에서 지속적인 교반을 방해하여 양질의 녹은 금속용탕을 연속적으로 공급하기 어렵게 된다. 이러한 문제를 해결하고자 진공환경에서 금속을 성형하는 금형장치가 제안된바 있다. 예를 들면 특허공개 제10-2004-0103251호(2004. 12. 8) "성형작업중 향상된 진공도를 제공하는 다이캐스팅 장치"가 있다.
그런데, 상기와 같이 진공환경에서 금속을 성형하는 금형장치에서 이젝터핀을 통해 성형된 제품을 탈형하도록 하는 장치에서는 캐비티를 고도의 진공상태로 형성하기가 어렵다는 단점이 있었다. 왜냐하면 이젝터핀이 가동금형을 관통하게 설치되어 왕복할 수 있도록 하기 위해서는 이젝터핀과 이젝터핀이 관통하는 구멍 사이에 미세한 틈이 형성될 수밖에 없었는데, 이 틈을 통해 외부 공기가 캐비티로 유입되기 때문이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서 이젝터핀과 이젝터핀이 관통하는 구멍 사이의 틈을 통해 외부 공기가 캐비티로 유입되는 것을 효과적으로 차단하여 캐비티를 고 진공으로 유지한 상태에서 금속을 성형할 수 있도록 하는 금형장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
본 발명에서는 이젝터핀과 이젝터핀이 관통하는 구멍 사이의 틈에 패킹을 설치하여 캐비티 내부를 진공으로 형성할 때 외부 공기가 캐비티로 유입되지 않도록 하여 상기의 목적을 달성한다.
본 발명에 따르면 금속이 성형되는 공간을 고도의 진공상태로 형성한 상태에서 금속을 성형할 수 있게 되어 금속용탕이 공기와 접촉하면서 물성이 변하는 것을 방지하여 줄 수 있게 된다. 또한 외부 공기가 금속을 성형하는 공간으로 유입되는 것을 막아주기 위해 설치되는 패킹이 열에 의해 손상되는 것을 최소화하여 줄 수 있게 되는바, 저가의 패킹 사용이 가능해져 경제적인 금형장치를 구현할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 의한 금형장치의 개략적인 구성을 보여주는 예시도,
도 2는 도 1의 A 부분 분해도,
도 3은 도 1의 A 부분 단면도,
도 4는 도 1의 B 부분 단면도,
도 5는 도 1의 C 부분 단면도,
도 6은 볼 발명의 다른 실시예에 의한 금형장치의 개략적인 구성을 보여주는 예시도,
도 7 내지 10은 본 발명에 의한 금형장치로 금속 제품을 성형하는 과정을 보여주는 예시도.
본 발명에서는 이젝터핀과 이젝터핀이 관통하는 구멍 사이의 틈을 통해 외부 공기가 캐비티로 유입되는 것을 효과적으로 차단하여 캐비티를 고 진공으로 유지한 상태에서 금속을 성형할 수 있도록 하는 금형장치를 제공하기 위해,
고정금형과 가동금형이 맞닿는 지점에 캐비티가 형성되고, 상기 가동금형을 관통하여 캐비티에 이르는 이젝터핀이 마련되며, 배기장치를 통해 상기 캐비티를 진공환경으로 조성한 상태에서 금속용탕을 충진시켜 성형하고 이젝터핀으로 성형된 제품을 밀어 탈형하게 되되,
상기 이젝터핀과 이젝터핀이 관통하는 구멍 사이에 패킹이 설치되어 진공환경을 조성할 때 외부 공기가 캐비티로 유입되지 않게 되는 한편, 상기 패킹 전방에는 차단공간이 형성되어 상기 패킹에 전도되는 열이 차단되는 고도의 진공환경에서 금속을 성형하는 금형장치를 제안한다.
이하 본 발명을 첨부된 도면 도 1 내지 도 10을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 금형장치의 개략적인 구성을 보여주는 예시도, 도 2는 도 1의 A 부분 분해도, 도 3은 도 1의 A 부분 단면도, 도 4는 도 1의 B 부분 단면도, 도 5는 도 1의 C 부분 단면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 의한 금형장치는 고정금형(110)과 가동금형(120)이 구비되어 고정금형(110)과 가동금형(120)이 서로 맞닿는 지점에 금속용탕이 충진되어 성형되는 공간인 캐비티(130)가 형성된다. 캐비티(130)의 아래쪽에는 금속을 가열하는 압탕부(132)가 형성되고, 압탕부(132)에는 가압플런저(170)가 형성되어 압탕부(132)에서 생성된 금속용탕을 캐비티(130)로 밀어 충진시키게 형성된다.
상기 고정금형(110)은 그 위치가 고정되는 금형이고, 가동금형(120)은 고정금형(110)과 멀어지는 방향으로 후진하거나 가까워지는 방향으로 전진을 할 수 있게 되어 후진을 하면 캐비티(130)가 개방되게 된다.
가동금형(120)에는 상기 캐비티(130)에서 성형된 제품을 탈형하는 이젝터핀(140)이 설치된다. 이젝터핀(140)은 봉 형태, 바람직하게는 단면 원형을 이루는 형태로 되어 하나 또는 다수 개가 구비되며, 상기 가동금형(120)을 관통하여 끝단이 캐비티(130)에 이르게 된다. 끝단이 캐비티(130)로 돌출되는 방향으로 전진을 하거나 그 반대 방향으로 후진할 수 있게 형성되어 캐비티(130)에서 끝단이 돌출되면서 성형된 제품을 가동금형(120)에서 떼어내게 된다.
캐비티(130)는 진공환경으로 조성된다. 별도로 마련되는 배기장치(190)를 통해 상기 캐비티(130)에서 공기를 뽑아내 진공환경으로 조성하게 된다. 배기장치(190)는 적어도 하나의 배기관을 통해 공기를 뽑아내 캐비티(130)를 진공환경으로 조성한다.
여기서, 가동금형(120)과 고정금형(110)이 맞닿는 지점에서 캐비티(130)의 외각을 따라 패킹(P3)이 설치된다. 도 5에 도시된 바와 같으며, 이를 통해 캐비티(130)는 진공환경으로 조성되는 과정 또는 진공환경으로 조성된 이후 외부 공기가 캐비티(130)로 유입되는 것을 차단한다.
상기에 더해 본 발명에서는 상기 이젝터핀(140)과 이젝터핀(140)이 관통하는 구멍 사이에 패킹(P1)이 설치된다. 따라서 이젝터핀(140)이 관통하는 구멍을 통해 유입될 수 있는 공기도 차단할 수 있게 되는바, 캐비티(130)를 고 진공 환경으로 조성할 수 있게 된다.
상기 패킹(P1)은 이젝터핀(140)이 관통하는 구멍 입구에 형성될 수 있다. 이 경우 도 2, 3에 도시된 바와 같이 패킹(P1)이 안착되는 패킹홈(122)이 상기 구멍의 입구에 형성되어 패킹(P1)이 외부로 드러나지 않은 상태로 상기 패킹홈(122)에 수용되게 설치된다. 더불어 패킹(P1)이 패킹홈(122)에서 빠지지 않도록 하기 위해 상기 패킹홈(122) 입구에 이탈방지링(124)이 끼워질 수 있다.
상기 패킹홈(122)은 입구가 넓고 안쪽으로 갈수록 깔때기 형태로 지름이 줄어들게 형성되다가 일 지점에서부터는 동일한 지름을 이루게 하여 상기 동일한 지름으로 형성되는 부분에 패킹(P1)이 안착된다. 이탈방지링(124)이 구비되는 경우 이탈방지링(124)까지 같이 안착 되게 형성될 수 있다. 이 구성을 통해 패킹(P1)을 보다 용이하게 패킹홈(122)에 끼워 설치할 수 있게 된다.
한편, 금속용탕을 캐비티(130)에 충진시켜 제품을 성형하는 본 발명에 의한 금형장치는 제품을 성형하는 과정에서 상당한 열이 발생하게 된다. 특히나 금속의 급격한 열 변형을 방지하기 위해 가동금형(120)은 200~300℃에 이르는 고온으로 가열된 상태에서 제품을 성형하게 되는데, 이와 같은 열이 이젝터핀(140)이 관통하는 구멍에 설치되어 있는 패킹(P1)에 영향을 끼쳐 패킹(P1)을 손상시키게 된다.
이를 방지하기 위해 본 발명에서는 열이 패킹(P1)으로 전달되는 것을 차단할 수 있도록 하는 차단공간(180)이 형성된다. 차단공간(180)은 패킹(P1)과 가동금형(120) 사이에 형성됨으로써 가동금형(120)의 열이 패킹(P1)으로 전도되지 않게 한다.
상기 차단공간(180)의 형성은 밀폐판(150)을 통해 달성될 수 있다. 밀폐판(150)은 판 형태로 되어 상기 가동금형(120) 상부에 얹혀지는바, 상기 차단공간(180)이 가동금형(120)과 밀폐판(150) 사이에 형성된다. 예를 들면 밀폐판(150)에서 가동금형(120)과 맞닿는 지점에 오목한 공간이 형성되면 차단공간(180)이 자연스럽게 형성되는 것이다.
상기와 같이 형성되는 차단공간(180)은 도 4에 도시된 바와 같이 밀폐판(150)과 가동금형(120) 사이에서 차단공간(180)의 외각을 따라 패킹(P2)이 설치됨으로써 밀폐되게 하는 것이 바람직하다.
밀폐판(150)이 형성되는 구성에서는 이젝터핀(140)이 밀폐판(150)과 차단공간(180) 및 가동금형(120)을 차례로 관통하여 캐비티(130)에 이르게 된다. 그리고 패킹(P1)은 밀폐판(150) 상면에서 이젝터핀(140)이 관통하는 구멍 입구에 설치된다. 이때 밀폐판(150)에서 상기 패킹(P1)이 설치되는 지점에는 패킹홈(122)이 형성되고, 패킹홈(122)에 이탈방지링(124)이 끼워지는 것이다.
배기장치(190)는 상기 캐비티(130)와 상기 차단공간(180)에서 동시에 공기를 뽑아내게 된다.
차단공간(180)은 내부가 비어 있는 공간으로서 가동금형(120)에서 발생되는 열이 패킹(P1)으로 전도되지 않도록 한다. 따라서 패킹(P1)이 열에 의해 손상되는 것이 방지되고, 나아가 비교적 열 저항력이 낮은 저가의 제품을 사용하더라도 밀폐성능이 저하되지 않게 되는바, 비용절감을 달성하여 경제적으로도 이익이 된다.
상기와 같이 형성되는 밀폐판(150)의 상부에는 받침판(160)이 얹혀지게 형성될 수 있다. 받침판(160)은 판 형태로 되어 밀폐판(150)에 맞닿게 얹혀지고 필요한 경우 밀폐판(150)과 분리할 수 있게 형성된다. 첨부된 도면에서는 위쪽으로 들어올리면 받침판(160)이 밀폐판(150)에서 분리되면서 상승하게 된다. 이 상태에서 상기 패킹(P1)을 설치하거나 교체하여 줄 수 있는 것이다.
상기에 따라 패킹(P1)이 밀폐판(150)과 받침판(160) 사이에 설치되어 받침판(160)에 의해 눌리면서 견고하게 지지 되고, 결과적으로 패킹(P1)의 설치상태가 안정적으로 유지될 수 있게 되는 것이다.
도 6은 볼 발명의 다른 실시예에 의한 금형장치의 개략적인 구성을 보여주는 예시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 금형장치는 상기 가동금형(120) 상부에 밀착되게 얹혀지는 밀폐판(150)이 구비되어 상기 차단공간(180)은 가동금형(120)과 밀폐판(150) 사이에 형성된다. 그리고 이젝터핀(140)이 밀폐판(150)과 가동금형(120)을 차례로 관통하게 된다. 앞서의 실시예에 따른 받침판(160)(도 1 참조)이 배제된 구성이다.
이 실시예에서는 상기 패킹(P1)이 밀폐판(150) 저면에서 이젝터핀(140)이 관통하는 구멍 입구에 설치될 수 있다. 이 경우 패킹(P1)의 이탈을 방지하기 위해 환봉(126)이 설치된다. 환봉(126)은 상기 차단공간(180)에서 상단은 패킹(P1)을 지지하여 압박하고 하단은 가동금형(120)에 지지 됨으로써 세워지게 된다. 따라서 이젝터핀(140)은 상기 환봉(126)을 관통하여 가동금형(120)을 관통하게 되는바, 환봉(126)은 패킹(P1)의 이탈을 방지하면서도 차단공간(180)과 이젝터핀(140)을 단절키는 기능을 동시에 수행하게 된다.
상기 환봉(126)은 단열성이 있는 재질로 형성하는 것이 바람직하나 그에 한정되지는 않는다.
도면 중 미설명 부호는 앞서의 실시예와 동일한 구성인바, 설명을 생략한다.
이하, 본 발명에 의한 금형장치로 금속용탕을 이용해 제품을 성형하는 과정을 설명한다. 도 7 내지 10은 본 발명에 의한 금형장치로 금속 제품을 성형하는 과정을 보여주는 예시도이다.
먼저 도 7에 도시된 바와 같이 가동금형(120)을 상승시키고 캐비티(130)와 캐비티(130)하부에 형성되는 압탕부(132)를 청소한다. 고압의 공기를 분사하여 청소하게 되는데, 청소 후 이형제와 윤활유를 분사하여 준다.
청소가 끝나면 금속을 압탕부(132) 내부에 투입하여 가열하면서 가동금형(120)을 하강시킨다. 이에 따라 도 8에 도시된 바와 같이 가동금형(120)이 고정금형(110)과 합체되면 배기장치(190)를 가동하여 캐비티(130)와 차단공간(180)에서 동시에 공기를 뽑아내고 공기를 다 뽑아내면 밸브를 잠가 고도의 진공환경을 조성한다.
상기 투입된 금속이 충분히 가열되어 용해되면 도 9에 도시된 바와 같이 가압플런저(170)를 상승시켜 용해된 금속, 즉 금속용탕을 캐비티(130) 내부로 충진시킨다. 그런 다음 일정한 시간 동안 방치하여 냉각함으로써 캐비티(130)의 형상대로 금속이 성형되게 한다. 이 과정에서 가동금형(120)은 일정한 온도로 가열된 상태인데, 가동금형(120)에서 발생 되는 열은 차단공간(180)에 의해 전도되는 것이 차단된다.
이후, 냉각이 완료되면 도 10에 도시된 바와 같이 가동금형(120)을 다시 상승시킨다. 이때 성형된 제품은 가동금형(120)에 붙은 채로 상승 되는바, 이젝터핀(140)을 성형된 제품쪽으로 전진시켜 성형된 제품을 가동금형(120)에서 떼어내 탈형한다.
마지막으로 탈형된 제품을 연마하고 도색하는 등의 후처리를 거쳐 제품을 완성하게 되는바, 상기의 과정을 반복하면서 고도의 진공환경에서 금속을 연속적으로 성형할 수 있게 된다.

Claims (5)

  1. 고정금형(110)과 상기 고정금형(110) 상부에 맞닿아 캐비티(130)를 형성하는 가동금형(120) 및 상기 가동금형(120)을 관통하여 캐비티(130)에 이르게 형성되는 이젝터핀(140)을 구비하여, 배기장치(190)로 상기 캐비티(130)에서 공기를 뽑아내 진공환경으로 조성한 상태에서 금속용탕을 충진시켜 성형한 다음 상기 이젝터핀(140)으로 성형된 제품을 밀어 탈형하게 되되,
    상기 가동금형(120) 상부에는 밀폐판(150)이 밀착되게 얹혀져 이젝터핀(140)이 상기 밀폐판(150)과 가동금형(120)을 차례로 관통하고, 상기 밀폐판(150)에서 이젝터핀(140)이 관통하는 구멍에는 패킹(P1)이 설치되어 외부 공기가 캐비티(130)로 유입되는 것이 방지되는 한편,
    상기 가동금형(120)과 패킹(P1) 사이에는 차단공간(180)이 형성되어 패킹(P1)으로 열이 전도되는 것을 차단하게 되는 고도의 진공환경에서 금속을 성형하는 금형장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 패킹(P1)은 밀폐판(150) 상면에서 이젝터핀(140)이 관통하는 구멍 입구에 설치되되, 상기 밀폐판(150) 상부에 얹혀지는 받침판(160)이 더 구비되어 상기 패킹(P1)이 받침판(160)에 의해 압박되는 고도의 진공환경에서 금속을 성형하는 금형장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 패킹(P1)은 밀폐판(150) 저면에서 이젝터핀(140)이 관통하는 구멍 입구에 설치되고, 상기 차단공간(180)에서 상단은 패킹(P1)을 지지하여 압박 하단은 가동금형(120)에 지지되는 환봉(126)이 마련되어 이젝터핀(140)이 상기 환봉(126)을 관통하게 되는 고도의 진공환경에서 금속을 성형하는 금형장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 이젝터핀(140)이 관통하는 구멍의 입구에 패킹홈(122)이 형성되어 패킹(P1)이 끼워지되, 상기 패킹홈(122) 입구에는 이탈방지링(124)이 끼워져 패킹(P1)의 이탈을 방지하는 고도의 진공환경에서 금속을 성형하는 금형장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 배기장치(190)는 상기 캐비티(130)와 상기 차단공간(180)에서 동시에 공기를 뽑아내게 되는 고도의 진공환경에서 금속을 성형하는 금형장치.
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