KR102041073B1 - 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주조 몰드 시스템에 관한 것으로서, 상면이 개방되어, 개방된 상면을 통해 주물용 샌드를 수용하며, 주물용 샌드를 통해 몰드 제품의 형틀의 하부를 형성시키는 베이스 프레임부; 및 베이스 프레임부의 상부에 배치되고, 주물용 샌드를 수용하며, 몰드 제품의 형틀의 상부를 형성하는 커버 프레임부를 포함하는 기술적 사상을 개시한다.

Description

가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템{Casting mold system for discharging gas}

본 발명은 주조 몰드 시스템에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 몰드 내에 주조되는 제품의 자연냉각 과정에서 발생되는 가스를 용이하게 배출함은 물론, 발생된 가스의 열을 일정부분 재순화 및 재활용하도록 하여 제품의 품질의 각 부위마다 조직의 균일성을 보장하도록 하기 위한, 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템에 관한 기술분야이다.

주조 기술의 경우, 석기시대 다음으로 청동기 시대가 시작되면서부터 청동 주물의 등장과 함께 인류의 역사와 함께해온 뿌리산업의 근간이다.

주조 기술의 경우, 생산업체마다 가지는 저마다의 노하우와 독특한 공정을 제외하고는 일반적으로 Pattern Creation, Mold Creation, Mold Assembly, Pouring, Cooling, Casting Removal, Machining, Inspection 등의 공정을 거쳐, 최종 제품을 생산하게 된다.

이러한 주조 기술의 경우, 최근의 3D 프린터의 등장으로 그 기술의 영역을 일부 내주고는 있으나, 고정밀을 요구하는 제품이거나, 복잡성 및 조직의 치밀성을 요구하는 제품의 영역에서는 아직까지는 3D 프린터가 넘보지 못할 부분이 존재한다.

주조 기술과 관련된 기술개발의 속도는 다른 산업 분야, 예컨대, IT분야나 생명 바이오 분야의 혁신의 속도에 비하여 다소 느린 것은 현실이지만, 제품의 정밀성 등의 주조 제품의 품질 향상을 위한 노력은 부단히 지속되고 있다.

관련된 선행 특허문헌으로는 "주조 몰드용 고효율 냉각플레이트 제조방법(공개번호 제10-2018-0120440호, 이하 특허문헌1이라 한다.)"이 존재한다.

특허문헌1에 따른 선행 문헌은 주조 몰드용 고효율 냉각플레이트의 제조방법에 관한 것으로서, 원형의 냉각홀을 타원형으로 변화시켜 냉각수 유통시 냉각성능이 향상되는 긴 길이의 냉각홀을 가지는 것을 특징으로 하며 이때의 타원홀 형상은 가로 길이와 세로길이의 비로서 결정되며 10.b ≥ a ≥ 2.b로 나타난다.

특허문헌1에 따른 제조방법은 열전도성이 우수한 인탈산동 또는 CuAgP 또는 CuCrZr 과 같은 동 합금을 고온에서 용해, 주조하여 판상형태의 주괴를 준비하는 주괴준비과정과; 준비된 주괴에 주조몰드 성형시 길이방향으로 냉각홀을 형성하는 냉각홀 형성과정과; 냉각홀에 목적한 형상으로의 변형을 유도하면서 냉각홀이 목적한 형상 이외의 형상으로 변형되거나 불규칙적인 형상 또는 구멍이나 디봇이 형성되어 손상되는 것을 방지할 수 있도록 변형재를 채워넣어 마감하는 변형재 충진과정과; 냉각플레이트를 가압하여 변형시켜 목적하는 길이와 폭을 가지도록 변형시키는 변형과정과; 변형이 완료된 냉각플레이트의 냉각홀에 채워진 변형재를 제거하는 변형재 제거과정으로 이루어지는 것이 특징이다.

또한, "주편의 변형에 대응하는 경사이동 가능한 몰드(등록번호 제10-0782724호, 이하 특허문헌2라 한다.)"가 존재한다.

특허문헌2에 따른 발명은 연속주조공정에서 용강의 응고가 이루어지는 몰드에 관한 것으로, 주편의 휨현상에 의해서 주조방향이 자연스럽게 이동됨으로써 주편내부의 내부 크랙등과 같은 품질 결함을 방지할 수 있도록 개선된 주편의 변형에 대응하는 경사이동 가능한 몰드에 관한 것이다.

특허문헌2에 따른 발명은, 본체의 내부에 냉각수가 통입되고, 그 외측으로는 진동기 프레임에 연결되어 진동이 가해지며, 내부에 담긴 용강을 응고시켜 주편으로 생성하는 연속주조용 몰드에서, 상기 본체는 전, 후 외측면에 회전축이 각각 형성되고, 상기 본체의 회전축은 상기 진동기 프레임상에 전, 후 및 좌, 우 방향의 경사회동이 자유롭도록 된 지지프레임부를 통하여 장착됨으로써 본체 하부의 벤더측으로 인발되는 주편의 인발중심에 일치하도록 경사회동되어 주편의 변형을 방지하도록 구성되는 경사이동 가능한 몰드를 제공한다.

또한, "동일한 턴디쉬에서의 2강종 이상의 연연주 방법(등록번호 제10-1012836호, 이하 특허문헌 3이라 한다.)"이 존재한다.

특허문헌3에 따른 발명은 턴디쉬의 교환작업 없이 2강종 슬라브를 생산할 수 있도록 한 동일한 턴디쉬에서의 2강종 이상의 연연주 방법에 관한 것으로, 그 구성은 레들로부터 턴디쉬로 공급되고 있는 레들의 강종과 그 이후에 연이어서 턴디쉬로 공급되어야 하는 대기중인 레들의 강종이 서로 상이할 때에 상기 레들로부터 공급된 턴디쉬의 용강이 2/3이상 연주기의 몰드로 공급되면 그 몰드의 주조속도를 감속시킴과 동시에 상기 턴디쉬의 용강 출구를 턴디쉬 용강 출구 개폐수단에 의해 막고 그로 불활성가스를 공급하면서 믹스드밴드를 몰드의 용강상면에 투입하여 그 믹스드 밴드가 몰드의 용강상면을 덮도록 하며, 그와 연이어서 턴디쉬를 상부로 상승시킨 다음, 상기 대기중인 레들의 용강을 턴디쉬에 공급하면서 불활성가스의 공급을 정지하고 상기 막고 있던 턴디쉬의 용강 출구를 열어주어 턴디쉬의 용강이 몰드로 공급되어 주조가 이루어지게 함과 동시에 상승된 턴디쉬를 원위치시켜 된 것이다.

또한, "알루미늄-아연 합금 잉곳의 연속 주조방법(등록번호 제10-1220439호, 이하 특허문헌4라 한다.)"이 존재한다.

특허문헌4에 따른 발명은 Al-Zn 합금 잉곳의 연속 주조장치 및 Al-Zn 합금 잉곳의 연속 주조방법에 관한 것으로, a) Al 잉곳을 680℃ 내지 770℃인 용해로에 투입하여 Al 용탕을 얻는 단계; b) 상기 Al 용탕 온도를 600℃ 이하 의 온도로 유지하면서 Zn 잉곳을 투입하여 Al-Zn 합금 용탕을 얻는 단계; c) 상기 Al-Zn 합금 용탕을 출탕하는 단계; d) 출탕된 상기 Al-Zn 합금 용탕을 외부탈가스조에서 탈가스하는 단계; e) 탈가스된 상기 Al-Zn 합금 용탕을 잉곳몰드에서 주조하는 단계; f) 상기 Al-Zn 합금 용탕이 20~50% 출탕되었을 때 출탕을 종료하고 상기 가열로의 온도를 680℃ 내지 770℃로 올려 Al 잉곳을 투입하는 단계; g) 상기 b) ~ f) 과정을 반복하는 단계로 이루어진 것을 기술적 요지로 한다. 이에 따라 연속적으로 Al-Zn 합금 잉곳을 주조하여 업무의 효율성이 향상되는 효과를 볼 수 있다.

또한, "풀 몰드 주조방법(등록번호 제 10-1735399호, 이하 특허문헌5라 한다.)"이 존재한다.

특허문헌 5에 따른 발명은 풀 몰드 주조방법에 관한 것으로, 특히 주물의 일부분에 대한 강도를 향상시킬 수 있는 풀 몰드 주조 방법을 제공하고자 한다.

특허문헌5에 따른 발명의 풀 몰드 주조방법은 발포 폴리스티렌으로 이루어지는 모형의 일부분에 삽입홈을 형성하고, 상기 삽입홈에 미리 제작된 주강의 일부 또는 전부를 삽입한 다음, 통상의 풀 몰드 주조방법으로 주물을 주조하는 것을 특징으로 한다.

기존의 선행 특허문헌들의 경우, 다양한 재료 물성적이거나, 기계 설계적인 부분에서 기술적인 개선의 시도가 있어왔으나, IT 기술과의 접목을 통해, 주조 몰드의 3차원적인 균일 냉각에 따른 조직의 치밀성을 갖추도록 하는 기술적인 시도는 존재하지 않고 있다.

공개번호 제10-2018-0120440호 등록번호 제10-0782724호 등록번호 제10-1012836호 등록번호 제10-1220439호 등록번호 제 10-1735399호

본 발명에 따른 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템은 상기한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다음과 같은 해결하고자 하는 과제를 제시한다.

첫째, 주조 몰드 제품의 각 부위별로 기계적인 성질과 재료 물성적인 균일성을 구축할 수 있도록 한다.

둘째, 주조 몰드 제품의 위치마다 균일한 자연냉각을 위하여 별도로 투입되는 추가 에너지를 최소화 하고자 한다.

셋째, 주조 몰드의 제품의 각 위치마다 인위적인 온도조절시, 특정 위치의 에너지 쏠림 현상을 방지하고자 한다.

본 발명의 해결 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템은 상기의 해결하고자 하는 과제를 위하여 다음과 같은 과제 해결 수단을 가진다.

본 발명에 따른 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템은 상면이 개방되어, 개방된 상기 상면을 통해 주물용 샌드(sand)를 수용하며, 주물용 샌드를 통해 몰드 제품의 형틀의 하부를 형성시키는 베이스 프레임부; 및 상기 베이스 프레임부의 상부에 배치되고, 주물용 샌드를 수용하며, 상기 몰드 제품의 형틀의 상부를 형성하는 커버 프레임부를 포함하되, 상기 커버 프레임부는, 상기 커버 프레임부의 보디를 형성하며, 수용하는 주물용 샌드의 측면을 폐쇄하여 상기 주물용 샌드의 유실을 방지하는 사이드 프레임; 상기 사이드 프레임의 외측면에 돌출 형성되어, 상기 사이드 프레임에 인가되는 열이 방출되도록 하는 복수 개의 홀딩 바아; 상기 사이드 프레임에 관통되도록 형성되어, 상기 형틀에 주입되는 용융물로부터 발생되는 가스를 배출시키도록 하는 복수 개의 가스 배출홀; 및 상기 홀딩 바아의 길이 방향으로 내부 관통로를 각각 형성하며, 상기 홀딩 바아가 상기 사이드 프레임에 부착된 위치에 상기 사이드 프레임을 관통하여 상기 형틀에 주입되는 용융물로부터 발생되는 가스를 배출시키도록 하는 가스 관통관을 포함하며, 상기 베이스 프레임은, 상기 베이스 프레임의 장방향 몸체를 형성하며, 측벽을 형성하여 상기 주물용 샌드의 측면 방향의 유실을 방지하는 한 쌍의 사이드 바아; 상기 한 쌍의 사이드 바아의 일측과 타측을 각각 상호 연결하며, 상기 베이스 프레임의 단방향 몸체를 형성하며, 측벽을 형성하여 상기 주물용 샌드의 측면 방향의 유실을 방지하는 한 쌍의 브릿지 바아; 및 상기 한 쌍의 사이드 바아 또는 상기 한 쌍의 브릿지 바아의 하부에 돌출 형성되어 상기 한 쌍의 사이드 바아 및 상기 브릿지 바아를 지면으로부터 이격되도록 하는 서포팅 바아를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템은, 상기 주물용 샌드에 제공되고, 상기 형틀의 외면으로부터 이격되어 배치되어, 상기 형틀 내에 유입되는 용융물로부터 발생되는 가스를 수용하고, 수용한 상기 가스를 상기 형틀의 외면을 순환하도록 하여, 상기 형틀 내에 수용된 용융물의 열 에너지를 상기 형틀의 외면을 따라 순환시키도록 하는 히팅 프레임부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템의 상기 히팅 프레임부는, 상기 형틀의 외면으로부터 이격되어 배치되며, 상기 형틀에 주입되는 용융물로부터 발생되는 가스를 수용하는 복수 개의 가스 유입홀이 형성된 가스 유동 튜브를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템의 상기 히팅 프레임부는, 상기 가스 유동 튜브의 길이 방향을 따라 상기 가스 유동 튜브의 외주면에 접촉 형성되며, 전류를 흘려 보내면 열을 발생시키도록 하여 상기 가스 유동 튜브를 가열하도록 하는 복수 개의 히팅 와이어를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템은, 상기 복수 개의 히팅 와이어 각각에 전기적으로 연결되어, 상기 복수 개의 히팅 와이어 각각에 선택적으로 전류를 공급하는 HCU(heating control unit)부를 더 포함하되, 상기 HCU부는, 상기 히팅 와이어에 연결되어 상기 히팅 와이어에 전류를 공급하는 전력 공급부; 상기 형틀을 둘러싸고 있는 상기 복수 개의 히팅 와이어 각각에 개별적인 어드레스 넘버(address number)를 부여하는 주소 할당부; 및 상기 주소 할당부가 부여한 상기 어드레스 넘버를 선택적으로 지정하여, 선택된 상기 어드레스 넘버에 해당하는 히팅 와이어만 선택적으로 전류가 공급되도록 하는 선택 지정부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 형틀 내의 용융물로부터 발생되는 가스를 적절히 배출시켜, 가스 과잉 축적에 따른 몰드 제품의 품질이 저하되는 현상을 방지한다.

둘째, 형틀로부터 이격되어 형틀의 외부를 휘감는 히팅 프레임부가 용융물로부터 발생되는 가스를 인입하고, 인입한 가스를 형틀의 외부를 순환하도록 하여, 형틀의 외부가 균일한 온도로 냉각될 수 있도록 한다.

셋째, HCU가 히팅 와이어를 선택적으로 가열하도록 하여, 형틀의 균일한 냉각을 돕는다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템의 전체적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템 중 주물용 샌드가 일부 제거된 것을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템의 주물용 형틀로부터 이격되어 배치되는 히팅 프레임부(300)를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템 중 히팅 프레임부의 가스 유동 튜브 및 히팅 와이어를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템의 히팅 와이어와 HCU부가 전기적으로 연결된 것을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템의 HCU부의 블록도이다.

본 발명에 따른 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템의 전체적인 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템 중 주물용 샌드가 일부 제거된 것을 도시한 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템의 주물용 형틀로부터 이격되어 배치되는 히팅 프레임부(300)를 도시한 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템 중 히팅 프레임부의 가스 유동 튜브 및 히팅 와이어를 도시한 것이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템의 히팅 와이어와 HCU부가 전기적으로 연결된 것을 도시한 것이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템의 HCU부의 블록도이다.

본 발명에 따른, 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템의 경우, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 융융물을 주조 몰드 내의 형틀에 부어넣은 후, 용융물이 냉각되어 경화가 되면, 샌드(2)를 제거하여 몰드 제품(1)을 획득하는 기술 분야이다.

먼저, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 베이스 프레임부(200) 및 커버 프레임부(100)를 포함하게 된다.

베이스 프레임부(200)의 경우, 본 발명에 따른 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템의 하부 기저 프레임을 형성하는 것으로서, 그 상면은 개방되어 있으며, 개방된 상면을 통하여 주물용 샌드(sand, 2)를 수용하고, 이러한 주물용 샌드(2)를 통해 몰드 제품(1)의 형틀의 하부를 형성시키도록 하는 것이다.

베이스 프레임부(200)의 상부는 커버 프레임부(100)가 배치된다.

커버 프레임부(100)는 주물용 샌드(2)를 수용하는데, 몰드 제품(1)의 형틀의 상부를 형성하게 된다.

커버 프레임부(100)가 형성하는 형틀의 상부와 베이스 프레임부(200)가 형성하는 형틀의 하부가 각각 50%를 차지하는 것은 아니다. 몰드 제품에 따른 형틀의 형상과 용융물의 부피 및 질량, 샌드(2)의 성질에 따라 그 비율을 달리할 수 있다.

커버 프레임부(100)의 경우, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 사이드 프레임(110), 복수 개의 홀딩 바아(120), 복수 개의 가스 배출홀(111) 및 가스 관통관(121)을 포함할 수 있다.

먼저, 사이드 프레임(110)의 경우, 커버 프레임(100)의 보디(body)를 형성하며, 수용하는 주물용 샌드(2)의 측면을 폐쇄하여 주물용 샌드(2)의 임의 유실을 방지하게 된다.

복수 개의 홀딩 바아(120)의 경우, 사이드 프레임(110)의 외측면에 돌출 형성되어, 사이드 프레임(110)에 인가되는 열이 방출되도록 하는 기능을 구비한다.

작업자 등과 같이, 본 발명에 따른 커버 프레임부(100)를 베이스 프레임부(200)의 상면으로부터 탈거시키는 경우, 복수 개의 홀딩 바아(120)를 손으로 잡고 커버 프레임부(100)를 탈거시킬 수도 있다고 할 것이다.

복수 개의 가스 배출홀(111)의 경우, 사이드 프레임(110)에 관통되도록 하여 형성되는 복수 개의 개구(hole)에 해당한다.

복수 개의 가스 배출홀(111)의 경우, 형틀에 주입되는 용융물이 냉각되는 과정에서 발생되는 가스를 샌드(2)를 구성하는 입자들 사이로 빠져나와 배출될 수 있도록 한다.

가스 관통관(121)의 경우, 복수 개의 홀딩 바아(120)의 길이 방향으로 내부 관통로를 각각 형성하는 것인데, 홀딩 바아(120)가 사이드 프레임(110)에 부착된 위치에 사이드 프레임(110)을 관통하여 형틀에 주입되는 용융물로부터 발생되는 가스를 배출시키도록 하는 구성이다.

또한, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 베이스 프레임부(200)의 경우, 한 쌍의 사이드 바아(210), 한 쌍의 브릿지 바아(220) 및 서포팅 바아(230)를 포함할 수 있다.

한 쌍의 사이드 바아(210)의 경우, 베이스 프레임부(220)의 장방향의 몸체를 형성하는 구성인데, 한 쌍의 사이드 바아(210)는 베이스 프레임부(200)의 장방향 측벽을 형성하여 주물용 샌드(2)의 측면 방향의 유실을 방지하는 구성이다.

한 쌍의 브릿지 바아(220)의 경우, 한 쌍의 사이드 바아(210)의 일측과 타측을 각각 상호 연결하며, 베이스 프레임부(200)의 단방향의 몸체를 형성하는 구성이다.

한 쌍의 브릿지 바아(220)의 경우, 베이스 프레임부(200)의 단방향의 측벽을 형성하여 주물용 샌드(20)의 단방향 유실을 방지하는 구성이다.

서포팅 바아(230)의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 사이드 바아(210) 및/또는 한 쌍의 브릿지 바아(220)의 하부에 돌출형성되어 한 쌍의 사이드 바아(210) 및 브릿지 바아(220)를 지면으로부터 이격되도록 하여, 베이스 프레임부(200)가 지면을 과도하게 달구는 것을 방지함과 동시에, 베이스 프레임부(200)의 하면이 지면으로부터 이격되도록 하여, 베이스 프레임부(200)의 냉각을 돕도록 하는 구성이다.

본 발명에 따른 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템의 경우, 히팅 브레임부(300)를 더 포함할 수 있다.

먼저, 히팅 프레임부(300)의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 주물용 샌드(2)에 제공되고, 주물용 샌드(2) 내에 수용되는 구성이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 히팅 프레임부(300)의 경우, 주물 제품(1)의 형틀의 외면으로부터 이격되어, 주물 제품(1)의 형틀과 닮아있는 구성이다.

히팅 프레임부(300)의 경우, 망사와 같은 형상을 가지고 있으되, 그 망사를 구성하는 한가닥 한가닥은 모두 내부에 관로가 형성되어 있는 관(pipe) 또는 튜브(tube)와 같은 것에 해당한다.

도 1의 주입관(130)이 있는 경우, 도 3에 도시된 바와 같은 히팅 프레임부(300)의 윗부분은 다소 수정되어야 할 것이다. 즉, 주입관(130)을 통해 쇳물이 관통할 수 있는 관통로가 히팅 프레임(300)의 상부에 형성되어야 함은 물론이다.

히팅 프레임부(300)는 관 또는 튜브 등과 같은 구성들로 이루어지되, 이러한 관 또는 튜브들에는 수 많은 개구(hole)(가스 유동 튜브의 가스 유입홀(311)을 의미함)가 형성되어, 이러한 개구를 통해, 용융물로부터 발생되는 가스가 유입되고, 유입된 가스는 히팅 프레임부(300)의 곳곳으로 유동되어, 히팅 프레임부(300)의 전체는 온도가 균일하게 분포되고, 이는 곧 바로 용융물의 각 부위가 균일하게 냉각되도록 돕는 역할을 한다.

즉, 히팅 프레임부(300)는 용융물로부터 나오는 가스의 열 에너지를 형틀의 외부로부터 이격된 공간에서 순환되도록 하면서, 용융물이 특정 부위만 빠르게 냉각되는 현상을 방지하여, 몰드 제품(1)으로 하여금 각 부위마다 물성적 특성이나 기계적 강도가 균일할 수 있도록 한다.

본 발명에 따른 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템의 히팅 프레임부(300)의 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 가스 유동 튜브(310)를 포함할 수 있다.

가스 유동 튜브(310)의 경우, 형틀의 외면으로부터 이격되어 배치되며, 형틀에 주입되는 용융물로부터 발생되는 가스를 수용하는 복수 개의 가스 유입홀(311)을 형성하는 것이다.

가스 유동 튜브(310)는 복잡 다단하게 3차원적으로 형성되고, 이러한 3차원적인 형상은 형틀의 외면으로부터 이격된 상태로 형틀을 둘러싼다. 물론, 가스 유동 튜브(310)와 형틀 사이에는 샌드(2)가 채워진다. 즉, 형틀도 샌드(2) 내에 존재하고, 가스 유동 튜브(310) 역시 샌드(2) 내에 형성되며 적절한 각자의 위치에 배치되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 히팅 프레임부(300)의 경우, 복수 개의 히팅 와이어(321, 322)를 더 포함할 수 있다.

히팅 와이어(321, 322)는 가스 유동 튜브(310)의 길이 방향을 따라 가스 유동 튜브의 외주면에 접촉 형성되며, 전류가 흐르면 자체적인 전기적 저항에 의하여 열이 고열이 발생되도록 하는 것이다. 이러한 전기적 저항에 따른 열 에너지를 통하여 가스 유동 튜브(310)를 가열하며, 이러한 기작을 통해 궁극적으로는 형틀 내의 용융물의 균일한 냉각이 이루어지도록 한다.

본 발명에 따른 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템의 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, HCU(heating control unit)부(400)를 더 포함할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, HCU부(400)의 경우, 복수 개? 히팅 와이어(321, 322) 각각에 전기적으로 연결되어 복수 개의 히팅 와이어(321, 322) 각각에 선택적으로 전류를 공급하도록 하는 것이다.

전력 공급부(410)의 경우, 복수 개의 히팅 와이어(321, 322)에 각각 연결되어 복수 개의 히팅 와이어 각각에 전류를 공급하는 기능을 가진다.

주소 할당부(430)는 히팅 와이어(321, 322) 각각을 위치로 나누어 개별적으로, 혹은, 나뉘어진 위치별로 히팅 와이어(321, 322) 각각에 혹은 히팅 와이어(321, 322)의 (위치별로 나뉘어진) 소집단에 개별적인 어드레스 넘버(address number)를 부여하는 구성이다.

보다 자세하게는, 형틀의 상부에 배치된 히팅 와이어(321, 322)의 집단은 ade1243라는 주소를, 형틀의 전면부에 배치된 히팅 와이어(321, 322)의 집단은 ade1543라는 주소를, 형틀의 후면부에 배치된 히팅 와이어(321, 322)의 집단은 ade1545라는 주소를, 형틀의 우측면부에 배치된 히팅 와이어(321, 322)의 집단은 adv1743라는 주소를, 형틀의 좌측면부에 배치된 히팅 와이어(321, 322)의 집단은 ade1524라는 주소를, 형틀의 하부에 배치된 히팅 와이어(321, 322)의 집단은 ade5443라는 주소를 부여할 수 있다.

선택 지정부(440)의 경우, 주소 할당부(430)가 부여하고 할당한 어드레스 넘버를 선택적으로 지정하여, 선택된 어드레스 넘버에 해당하는 히팅 와이어(321, 322)에만 선택적으로 전류가 공급되도록 한다.

예컨대, 형틀의 상부가 다른 위치보다 과냉각이 이루어지는 환경이라면, ade1243라는 주소에 해당하는 히팅 와이어(321, 322)에만 선택적으로 전류를 흘려보내, 이들만 온도가 조금 올라가고 이에 따라 다른 부위와 냉각의 밸런스를 맞추도록 한다.

본 발명에 따른 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템의 HCU부(400)의 경우 교차 공급부(420)를 더 포함할 수 있다.

상술한 바와 같은 예에서, 과냉각이 발생되는 영역이 복수 개의 영역인 경우, 예컨대, 형틀의 우측면부 및 형틀의 좌측면부가 과냉각이 일어나면, 선택지정부(440)는 adv1743, ade1524의 주소를 지정하고, 이후 교차 공급부(420)는 이들 adv1743, ade1524 주소에 해당하는 우측면부의 히팅 와이어(321, 322) 및 좌측면부의 히팅 와이어를 교차하면서 전류를 흘려보내, 좌우측면부의 온도 밸런싱을 맞추도록 한다.

본 발명의 권리 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 결정되며, 특허 청구범위에 사용된 괄호는 선택적 한정을 위해 기재된 것이 아니라, 명확한 구성요소를 위해 사용되었으며, 괄호 내의 기재도 필수적 구성요소로 해석되어야 한다.

1: 몰드 제품 2: 샌드(sand)
100: 커버 프레임부 110: 사이드 프레임
111: 가스 배출홀 120: 홀딩 바아
121: 가스 관통관 130: 주입관
200: 베이스 프레임부
210: 사이드 바아 211: 돌출 바아
220: 브릿지 바아 230: 서포팅 바아
300: 히팅 프레임부 310: 가스 유동 튜브
311: 가스 유입홀 321: 제1 히팅 와이어
322: 제2 히팅 와이어
400: HCU(Heating Control Unit)부
401, 402: 전선 가닥 410: 전력 공급부
420: 교차 공급부 430: 주소 할당부
440: 선택 지정부

Claims (5)

1. 상면이 개방되어, 개방된 상기 상면을 통해 주물용 샌드(sand)를 수용하며, 주물용 샌드를 통해 몰드 제품의 형틀의 하부를 형성시키는 베이스 프레임부;
   상기 베이스 프레임부의 상부에 배치되고, 주물용 샌드를 수용하며, 상기 몰드 제품의 형틀의 상부를 형성하는 커버 프레임부; 및
   상기 주물용 샌드에 제공되고, 상기 형틀의 외면으로부터 이격되어 배치되어, 상기 형틀 내에 유입되는 용융물로부터 발생되는 가스를 수용하고, 수용한 상기 가스를 상기 형틀의 외면을 순환하도록 하여, 상기 형틀 내에 수용된 용융물의 열 에너지를 상기 형틀의 외면을 따라 순환시키도록 하는 히팅 프레임부를 포함하되,
   상기 커버 프레임부는,
   상기 커버 프레임부의 보디를 형성하며, 수용하는 주물용 샌드의 측면을 폐쇄하여 상기 주물용 샌드의 유실을 방지하는 사이드 프레임;
   상기 사이드 프레임의 외측면에 돌출 형성되어, 상기 사이드 프레임에 인가되는 열이 방출되도록 하는 복수 개의 홀딩 바아;
   상기 사이드 프레임에 관통되도록 형성되어, 상기 형틀에 주입되는 용융물로부터 발생되는 가스를 배출시키도록 하는 복수 개의 가스 배출홀; 및
   상기 복수 개의 홀딩 바아 각각의 길이 방향으로 내부 관통로를 형성하며, 상기 홀딩 바아가 상기 사이드 프레임에 부착된 위치에 상기 사이드 프레임을 관통하여 상기 형틀에 주입되는 용융물로부터 발생되는 가스를 배출시키도록 하는 가스 관통관을 포함하며,
   상기 베이스 프레임부는,
   상기 베이스 프레임부의 장방향 몸체를 형성하며, 측벽을 형성하여 상기 주물용 샌드의 측면 방향의 유실을 방지하는 한 쌍의 사이드 바아;
   상기 한 쌍의 사이드 바아의 일측과 타측을 각각 상호 연결하며, 상기 베이스 프레임부의 단방향 몸체를 형성하며, 측벽을 형성하여 상기 주물용 샌드의 측면 방향의 유실을 방지하는 한 쌍의 브릿지 바아; 및
   상기 한 쌍의 사이드 바아 또는 상기 한 쌍의 브릿지 바아의 하부에 돌출 형성되어 상기 한 쌍의 사이드 바아 및 상기 한 쌍의 브릿지 바아를 지면으로부터 이격되도록 하는 서포팅 바아를 포함하며,
   상기 히팅 프레임부는,
   상기 형틀의 외면으로부터 이격되어 배치되며, 상기 형틀에 주입되는 용융물로부터 발생되는 가스를 수용하는 복수 개의 가스 유입홀이 형성된 가스 유동 튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 히팅 프레임부는,
   상기 가스 유동 튜브의 길이 방향을 따라 상기 가스 유동 튜브의 외주면에 접촉 형성되며, 전류를 흘려 보내면 열을 발생시키도록 하여 상기 가스 유동 튜브를 가열하도록 하는 복수 개의 히팅 와이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 시스템은,
   상기 복수 개의 히팅 와이어 각각에 전기적으로 연결되어, 상기 복수 개의 히팅 와이어 각각에 선택적으로 전류를 공급하는 HCU(heating control unit)부를 더 포함하되,
   상기 HCU부는,
   상기 복수 개의 히팅 와이어에 각각 연결되어 상기 복수 개의 히팅 와이어 각각에 전류를 공급하는 전력 공급부;
   상기 형틀을 둘러싸고 있는 상기 복수 개의 히팅 와이어 각각에 개별적인 어드레스 넘버(address number)를 부여하는 주소 할당부; 및
   상기 주소 할당부가 부여한 상기 어드레스 넘버를 선택적으로 지정하여, 선택된 상기 어드레스 넘버에 해당하는 히팅 와이어에만 선택적으로 전류가 공급되도록 하는 선택 지정부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가스 배출기능을 구비하는 주조 몰드 시스템.
   
   

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