KR102464566B1 - 리액터 제작 공법 개선 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은 리액터 제작 공법 개선 시스템을 제공하고자 하는 것으로, 본 발명의 구성은 리액터(10) 제조를 위한 왁스를 주입하여 왁스 트리(112)를 형성하는 왁스 패턴 인젝션 유닛; 상기 왁스 패턴 인젝션 장치에 의해 성형된 왁스 트리(112)의 외표면을 감싸도록 쉘(122)을 형성하기 위한 쉘 주조사가 주입되는 쉘빌딩 유닛; 상기 쉘빌딩 유닛에 의해 성형된 쉘(122) 내부의 왁스 트리(112)를 가열하여 멜팅시켜서 제거하는 디왁스 유닛; 상기 디왁스 유닛에 의해 내부에 왁스 트리(112)가 제거된 쉘(122)의 내부 공간에 액상 메탈(LM)(135)을 주입하는 주입 유닛; 상기 주입 유닛에 의해 상기 쉘(122)에 주입된 액상 메탈(LM)(135)이 경화되어 형성된 리액터 트리(145)의 외표면에서 쉘(122)을 제거하는 쉘 녹오프 유닛; 상기 리액터 트리(145)에서 리액터(10)를 분리해내서 개별 리액터(10)를 형성하는 컷오프 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 리액터 제작 공법 개선 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정밀주조공법(Lost Wax 공법)을 이용하여 리액터를 제작함으로써 원소재의 절감 및 가공시간을 단축할 수 있는 리액터 제작 공법 개선 시스템에 관한 것이다.
다양한 분야에 리액터가 사용되는데, 그중에서 Reactor는 이산화탄소와 메탄을 수소와 일산화탄소(합성가스)로 변환하는 장치(Emission Blade)에 주요 핵심 부품으로 사용된다.
기존에는 원소재를 직접 CNC로 가공을 진행하여서 원소재가 많이 소요되고 가공시간이 많이 늘어나는 문제가 있다. CNC로 원소재를 직접 가공하여 리액터를 제조하게 되면 원소재 낭비가 초래될 수밖에 없고, CNC 가공 시간 지연으로 인하여 작업 시간이 많이 소요될 수밖에 없다.
한편, Reactor는 재질이 Hastelloy X로 재료의 취급성과 가공성이 상당히 난해하여 가공량을 최소로 해서 여러 번에 걸쳐 가공해야 하므로, 가공시간이 오래 걸리고 그에 따른 공구 마모가 심하여 잦은 공구교체가 필요하였다.
본 발명의 목적은 기존에 원소재를 직접 CNC로 가공을 진행하여서 원소재가 많이 소요되고 가공시간이 많이 늘어나는 문제를 해결하고자 정밀주조공법(Lost Wax 공법)을 이용하여 리액터를 제작함으로써 원소재의 절감 및 가공시간을 단축할 수 있는 리액터 제작 공법 개선 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 의하면, 리액터(10) 제조를 위한 왁스를 주입하여 왁스 트리(112)를 형성하는 왁스 패턴 인젝션 유닛; 상기 왁스 패턴 인젝션 장치에 의해 성형된 왁스 트리(112)의 외표면을 감싸도록 쉘(122)을 형성하기 위한 쉘 주조사가 주입되는 쉘빌딩 유닛; 상기 쉘빌딩 유닛에 의해 성형된 쉘(122) 내부의 왁스 트리(112)를 가열하여 멜팅시켜서 제거하는 디왁스 유닛; 상기 디왁스 유닛에 의해 내부에 왁스 트리(112)가 제거된 쉘(122)의 내부 공간에 액상 메탈(LM)(135)을 주입하는 주입 유닛; 상기 주입 유닛에 의해 상기 쉘(122)에 주입된 액상 메탈(LM)(135)이 경화되어 형성된 리액터 트리(145)의 외표면에서 쉘(122)을 제거하는 쉘 녹오프 유닛; 상기 리액터 트리(145)에서 리액터(10)를 분리해내서 개별 리액터(10)를 형성하는 컷오프 유닛;을 포함하는 리액터 제작 공법 개선 시스템이 제공된다.
상기 왁스 패턴 인젝션 유닛은, 왁스 트리(112)를 형성하기 위한 왁스 트리 성형 챔버(WTC)를 구비한 왁스 인젝션 박스(110); 상기 왁스 인젝션 박스(110) 내부의 왁스 트리 성형 챔버(WTC)에 액상의 왁스를 주입하는 왁스 주입 장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 왁스 인젝션 박스는, 내부에 안쪽면으로 관통된 제1반절 챔버 포밍홈(1114)을 구비한 제1분할 인젝션 박스체(1112)와, 내부에 안쪽면으로 관통된 제2반절 챔버 포밍홈(1124)을 구비한 제2분할 인젝션 박스체(1122)와, 상기 제1분할 인젝션 박스의 상단부에서 제1반절 챔버 포밍홈(1114)으로 연통된 제1반절 주입홀 포밍홈(1116)과, 상기 제2분할 인젝션 박스의 상단부에서 제2반절 챔버 포밍홈(1124)으로 연통된 제2반절 주입홀 포밍홈(1126)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 왁스 인젝션 박스를 형성하는 제1분할 인젝션 박스체(1112)의 내부와 제2분할 인젝션 박스체(1122)의 내부에는 냉각수 순환 통로(CWP)가 구비되고, 냉각수 순환 통로(CWP)에는 호스와 같은 연결관을 매개로 외부의 냉각수 공급 순환장치에 연결되어, 왁스 인젝션 박스 내부의 왁스 트리 챔버로 주입된 왁스를 제1분할 인젝션 박스체(1112)의 내부와 제2분할 인젝션 박스체(1122)의 내부로 순환하는 냉각수에 의해 고온의 액상 왁스를 냉각시켜서 경화시
상기 제1분할 인젝션 박스체(1112)의 바깥면과 제2분할 인젝션 박스체(1122)의 바깥면에는 각각 제1박스 포밍 실린더(1132)의 실린더 로드와 제2박스 포밍 실린더(1142)의 실린더 로드가 연결되어, 상기 제1박스 포밍 실린더(1132)의 실린더 로드와 제2박스 포밍 실린더(1142)의 실린더 로드가 전진하면, 제1분할 인젝션 박스체(1112)와 제2인젝션 박스체가 서로 마주하는 방향으로 전진하여 안쪽면끼리 가압 밀착되어 왁스 인젝션 박스를 형성하고, 상기 왁스 인젝션 박스의 내부에는 상기 제1반절 챔버 포밍홈(1114)과 제2반절 챔버 포밍홈(1124)이 만나서 왁스 인젝션 박스 내부에 왁스 트리 성형 챔버(WTC)를 형성하고, 상기 제1반절 주입홀 포밍홈(1116)과, 제2반절 챔버 포밍홈(1124)이 만나서 왁스 트리 챔버와 연통된 왁스 주입홀(WIH)을 형성한다.
상기 쉘빌딩 유닛은, 제1쉘빌딩 분할 바디(1222); 상기 제1쉘빌딩 분할 바디(1222)와 마주하는 위치에 배치된 제2쉘빌딩 분할 바디(1224); 상기 제1쉘빌딩 분할 바디(1222)와 상기 제2쉘빌딩 분할 바디(1224) 사이의 쉘빌딩 챔버(1220SBC)의 내부에 주물사를 주입하는 주물사 주입 장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1쉘빌딩 분할 바디(1222)와 제2쉘빌딩 분할 바디(1224)는 서로 마주하는 위치에 배치되며, 제1쉘빌딩 분할 바디(1222)의 안쪽면에는 제1반절 쉘빌딩홈(1222HG)이 구비되고, 제2쉘빌딩 분할 바디(1224)의 안쪽면에는 제2반절 쉘빌딩홈(1224HG)이 구비된다.
상기 제1쉘빌딩 분할 바디(1222)의 상단부에서 제1반절 쉘빌딩홈(1222HG)으로 연통된 제1반절 주물사 주입홈과, 상기 제2쉘빌딩 분할 바디(1224)의 상단부에서 제2반절 쉘빌딩홈(1224HG)으로 연통된 제2반절 주물사 주입홈(1224SIG)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1쉘빌딩 분할 바디(1222)와 제2인젝션 박스체가 서로 마주하는 방향으로 전진하여 안쪽면끼리 가압 밀착되어 쉘빌딩 형틀(1220)을 형성하고, 상기 쉘빌딩 형틀(1220)의 내부에는 상기 제1반절 쉘빌딩홈(1222HG)과 제2반절 쉘빌딩홈(1224HG)이 만나서 쉘빌딩 형틀(1220) 내부에 쉘빌딩 챔버(1220SBC)를 형성하고, 상기 제1반절 주물사 주입홈과, 제2반절 쉘빌딩홈(1224HG)이 만나서 쉘빌딩 챔버(1220SBC)와 연통된 주물사 주입홀을 형성한다.
상기 쉘빌딩 형틀(1220)을 형성하는 제1쉘빌딩 분할 바디(1222)의 내부와 제2쉘빌딩 분할 바디(1224)의 내부에는 에어 순환 통로(AIP)가 구비되고, 에어 순환 통로(AIP)에는 호스와 같은 연결관을 매개로 외부의 쿨링 에어 순환장치에 연결되어, 쉘빌딩 형틀(1220) 내부의 쉘빌딩 챔버(1220SBC)로 주입된 주물사를 제1쉘빌딩 분할 바디(1222)의 내부와 제2쉘빌딩 분할 바디(1224)의 내부로 순환하는 쿨링 에어에 의해 주물사가 바인더에 의해 빠르게 결착되어 굳어지도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 디왁스 유닛은, 쉘의 내부에 왁스 트리(112)가 들어 있는 왁스 트리 쉘 조립체(WTSA)를 수용하는 가열로(1232); 상기 가열로(1232)의 내부에 열을 가하여 상기 쉘의 내부의 들어있는 왁스 트리를 고온으로 멜팅시켜 제거하고 동시에 주물사가 결착되어 이루어진 쉘을 가열하여 주물사의 고착 상태를 유지하는 가열 장치(1234);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 쉘 녹오프 유닛은, 상기 쉘(122) 내부의 리액터 트리 성형 공간(RTC)에 주입된 액상 메탈(LM)(135)이 경화되어 형성된 리액터 트리(145)의 외표면에서 쉘(122)을 제거하기 위한 진동장치 또는 쉘 탈피 장치로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 쉘 탈피 장치는 리액터 트리 쉘 조립체를 내부에 수용하는 워터 분사 박스(1242)와, 상기 워터 분사 박스(1242)에 설치된 복수개의 워터 노즐(1244)을 포함하고, 워터 노즐(1244)에는 분사홀(1244EH)이 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 컷오프 유닛은, 상기 리액터 트리를 그립하는 그립퍼부; 상기 리액터 트리에서 리액터를 절단하여 개별 리액터를 만드는 컷터부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 그립퍼부는, 그립퍼 프레임에 서로 마주하는 위치에 배치된 한 쌍의 그립퍼(1252); 상기 그립퍼(1252)에 각각 실린더 로드가 연결된 한 쌍의 그립 작동 실린더(1254);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 컷터부는 그립퍼 프레임에 지지된 컷터 프레임(1262); 상기 컷터 프레임(1262)에 장착된 컷터 구동모터의 모터축의 회전에 의해 고속 회전하는 컷터(1264); 상기 컷터 프레임(1262)에서 컷터 구동모터와 컷터(1264)를 리액터 트리 쪽으로 전진시키는 컷터 이동 장치(1266)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 컷터 이동 장치(1266)는 실린더 로드가 컷터 구동모터에 브라켓과 볼트와 같은 연결수단을 매개로 연결된 컷터 이동 실린더로 구성된다.
본 발명은 정밀 주조 공법(Lost Wax 공법)으로 주조된 리액터를 제조하는데, 정밀 주조 공법으로 제조된 제품은 가공후의 제품을 기준하여 1mm이내로 주조 되기 때문에 재료비와 가공시간을 획기적으로 줄일 수 있고, 공구 마모의 횟수도 줄일 수 있다. 또한 동일한 제품을 대량생산하고 동일한 품질을 보증하는데 중요한 역할을 할 수 있으며 그에 따른 큰 폭의 원간절감도 실현하는 효과가 있다.
도 1은 기존의 CNC 가공에 의해 형성된 리액터의 실물 사진,
도 2는 본 발명의 리액터 제작 공법 개선 시스템에 의해 정밀 주조된 리액터의 실물 사진,
도 3은 본 발명의 리액터 제작 공법 개선 시스템에 의해 리액터를 정밀 주조하는 과정을 개략적으로 보여주는 도면,
도 4는 본 발명의 주요부인 왁스 인젝션 박스의 구조를 보여주는 측면도,
도 5는 도 4의 왁스 인젝션 박스를 형성하도록 제1분할 인젝션 박스체와 제2분할 인젝션 박스가 밀착된 상태를 보여주는 측면도,
도 6은 도 5의 왁스 인젝션 박스에 의해 성형된 왁스 트리의 측면도,
도 7은 본 발명에 의해 쉘빌딩 형틀을 형성하기 위한 제1쉘빌딩 분할 바디와 제2쉘빌딩 분할 바디의 구조를 보여주는 측면도,
도 8은 도 7에 도시된 제1쉘빌딩 분할 바디와 제2쉘빌딩 분할 바디가 밀착되어 쉘빌딩 형틀을 형성한 상태를 보여주는 측면도,
도 9는 도 8에 도시된 쉘빌딩 형틀 내부에 주물사를 호퍼와 댐퍼에 의해 공급하는 과정을 개략적으로 보여주는 측면도,
도 10은 도 9의 쉘빌딩 형틀에 의해 성형된 왁스 트리 쉘 조립체의 측면도,
도 11은 도 10의 왁스 트리 쉘 조립체를 가열로에 투입하여 왁스를 제거하는 과정을 보여주는 측면도,
도 12는 도 11의 왁스 트리 쉘 조립체에서 왁스가 제거된 상태에서 액상 메탈을 주입 경화시켜서 리액터 트리를 형성한 상태를 보여주는 측면도,
도 13은 도 12에서 형성된 리액터 트리를 주물사 외형틀이 감싸고 있는 상태를 보여주는 측면도,
도 14는 도 13의 리액터 트리와 주물사 외형틀을 워터 분사 박스에 투입하여 워터 노즐에 의해 물을 분사하여 리액터 트리를 감싸고 있는 주물사 외형틀을 제거하는 과정을 개략적으로 보여주는 측면도,
도 15는 본 발명에 의해 성형된 리액터 트리의 측면도,
도 16은 도 15의 리액터 트리에서 리액터를 컷터로 절단하기 이전의 상태를 개략적으로 보여주는 측면도,
도 17은 도 15의 리액터 트리에서 리액터를 컷터로 절단하여 리액터를 개별화시키는 과정을 개략적으로 보여주는 측면도이다.
도 2는 본 발명의 리액터 제작 공법 개선 시스템에 의해 정밀 주조된 리액터의 실물 사진,
도 3은 본 발명의 리액터 제작 공법 개선 시스템에 의해 리액터를 정밀 주조하는 과정을 개략적으로 보여주는 도면,
도 4는 본 발명의 주요부인 왁스 인젝션 박스의 구조를 보여주는 측면도,
도 5는 도 4의 왁스 인젝션 박스를 형성하도록 제1분할 인젝션 박스체와 제2분할 인젝션 박스가 밀착된 상태를 보여주는 측면도,
도 6은 도 5의 왁스 인젝션 박스에 의해 성형된 왁스 트리의 측면도,
도 7은 본 발명에 의해 쉘빌딩 형틀을 형성하기 위한 제1쉘빌딩 분할 바디와 제2쉘빌딩 분할 바디의 구조를 보여주는 측면도,
도 8은 도 7에 도시된 제1쉘빌딩 분할 바디와 제2쉘빌딩 분할 바디가 밀착되어 쉘빌딩 형틀을 형성한 상태를 보여주는 측면도,
도 9는 도 8에 도시된 쉘빌딩 형틀 내부에 주물사를 호퍼와 댐퍼에 의해 공급하는 과정을 개략적으로 보여주는 측면도,
도 10은 도 9의 쉘빌딩 형틀에 의해 성형된 왁스 트리 쉘 조립체의 측면도,
도 11은 도 10의 왁스 트리 쉘 조립체를 가열로에 투입하여 왁스를 제거하는 과정을 보여주는 측면도,
도 12는 도 11의 왁스 트리 쉘 조립체에서 왁스가 제거된 상태에서 액상 메탈을 주입 경화시켜서 리액터 트리를 형성한 상태를 보여주는 측면도,
도 13은 도 12에서 형성된 리액터 트리를 주물사 외형틀이 감싸고 있는 상태를 보여주는 측면도,
도 14는 도 13의 리액터 트리와 주물사 외형틀을 워터 분사 박스에 투입하여 워터 노즐에 의해 물을 분사하여 리액터 트리를 감싸고 있는 주물사 외형틀을 제거하는 과정을 개략적으로 보여주는 측면도,
도 15는 본 발명에 의해 성형된 리액터 트리의 측면도,
도 16은 도 15의 리액터 트리에서 리액터를 컷터로 절단하기 이전의 상태를 개략적으로 보여주는 측면도,
도 17은 도 15의 리액터 트리에서 리액터를 컷터로 절단하여 리액터를 개별화시키는 과정을 개략적으로 보여주는 측면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되고나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 발명에서 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
도 2는 본 발명의 리액터 제작 공법 개선 시스템에 의해 정밀 주조된 리액터의 실물 사진, 도 3은 본 발명의 리액터 제작 공법 개선 시스템에 의해 리액터를 정밀 주조하는 과정을 개략적으로 보여주는 도면, 도 4는 본 발명의 주요부인 왁스 인젝션 박스의 구조를 보여주는 측면도, 도 5는 도 4의 왁스 인젝션 박스를 형성하도록 제1분할 인젝션 박스체와 제2분할 인젝션 박스가 밀착된 상태를 보여주는 측면도, 도 6은 도 5의 왁스 인젝션 박스에 의해 성형된 왁스 트리의 측면도, 도 7은 본 발명에 의해 쉘빌딩 형틀을 형성하기 위한 제1쉘빌딩 분할 바디와 제2쉘빌딩 분할 바디의 구조를 보여주는 측면도, 도 8은 도 7에 도시된 제1쉘빌딩 분할 바디와 제2쉘빌딩 분할 바디가 밀착되어 쉘빌딩 형틀을 형성한 상태를 보여주는 측면도, 도 9는 도 8에 도시된 쉘빌딩 형틀 내부에 주물사를 호퍼와 댐퍼에 의해 공급하는 과정을 개략적으로 보여주는 측면도, 도 10은 도 9의 쉘빌딩 형틀에 의해 성형된 왁스 트리 쉘 조립체의 측면도, 도 11은 도 10의 왁스 트리 쉘 조립체를 가열로에 투입하여 왁스를 제거하는 과정을 보여주는 측면도, 도 12는 도 11의 왁스 트리 쉘 조립체에서 왁스가 제거된 상태에서 액상 메탈을 주입 경화시켜서 리액터 트리를 형성한 상태를 보여주는 측면도, 도 13은 도 12에서 형성된 리액터 트리를 주물사 외형틀이 감싸고 있는 상태를 보여주는 측면도, 도 14는 도 13의 리액터 트리와 주물사 외형틀을 워터 분사 박스에 투입하여 워터 노즐에 의해 물을 분사하여 리액터 트리를 감싸고 있는 주물사 외형틀을 제거하는 과정을 개략적으로 보여주는 측면도, 도 15는 본 발명에 의해 성형된 리액터 트리의 측면도, 도 16은 도 15의 리액터 트리에서 리액터를 컷터로 절단하기 이전의 상태를 개략적으로 보여주는 측면도, 도 17은 도 15의 리액터 트리에서 리액터를 컷터로 절단하여 리액터를 개별화시키는 과정을 개략적으로 보여주는 측면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 의한 리액터 제작 공법 개선 시스템은 리액터(10) 제조를 위한 왁스(WAX)를 주입하여 왁스 트리(112)를 형성하는 왁스 패턴 인젝션 유닛; 상기 왁스 패턴 인젝션 장치에 의해 성형된 왁스 트리(112)의 외표면을 감싸도록 쉘(122)을 형성하기 위한 쉘 주조사가 주입되는 쉘빌딩 유닛; 상기 쉘빌딩 유닛에 의해 성형된 쉘(122) 내부의 왁스 트리(112)를 가열하여 멜팅시켜서 제거하는 디왁스 유닛; 상기 디왁스 유닛에 의해 내부에 왁스 트리(112)가 제거된 쉘(122)의 내부 공간인 리액터 트리 성형 공간(RTC)에 액상 메탈(LM)(135)을 주입하는 주입 유닛; 상기 주입 유닛에 의해 상기 쉘(122)에 주입된 액상 메탈(LM)(135)이 경화되어 형성된 리액터 트리(145)의 외표면에서 쉘(122)을 제거하는 쉘 녹오프 유닛; 상기 리액터 트리(145)에서 리액터(10)를 분리해내서 개별 리액터(10)를 형성하는 컷오프 유닛;을 포함한다.
상기 왁스 패턴 인젝션 유닛은 내부에 왁스 트리(112)를 형성하기 위한 왁스 트리 성형 챔버(WTC)를 구비한 왁스 인젝션 박스(110)와, 상기 왁스 인젝션 박스(110) 내부의 왁스 트리 성형 챔버(WTC)에 액상의 왁스를 주입하는 왁스 주입 장치를 포함한다.
상기 왁스 주입 장치와 왁스 인젝션 박스(110) 내부의 왁스 트리 성형 챔버(WTC)는 왁스 공급 연결관을 매개로 서로 연통되도록 구성되고, 왁스 공급 연결관 상에 액상의 왁스가 충전되어 있는 왁스 공급 탱크가 배치되어, 상기 왁스 주입 장치의 가동에 의해 일정 압력으로 왁스 공급 탱크에서 왁스 공급 연결관을 통해서 왁스 인젝션 박스(110) 내부의 왁스 트리 성형 챔버(WTC)로 주입되어 왁스가 채워지게 된다.
상기 쉘빌딩 유닛은 왁스 인젝션 박스(110) 내부의 왁스 트리 성형 챔버(WTC)에서 성형된 왁스 트리(112)가 수용되는 쉘빌딩 부스를 포함하며, 상기 쉘빌딩 부스 내에서 주조사를 왁스 트리(112)의 외표면에 공급하여 경화시킴으로써 왁스 트리(112)의 외표면을 주조 외형틀인 쉘(122)을 형성하도록 구성된다.
상기 디왁스 유닛은 쉘빌딩 유닛에 의해 성형된 쉘(122) 내부의 왁스 트리(112)를 가열하여 멜팅시켜서 제거하기 위한 유닛이다. 디왁스 유닛은 왁스 트리(112)를 감싸고 있는 쉘(122)을 외부에서 가열하는 가열 장치(1234)를 포함한다. 상기 가열 장치(1234)에 의해 쉘(122)을 외부에서 가열하면, 쉘(122)에서부터 왁스 트리(112)에 열이 전달되어, 열에 의해 왁스 트리(112)가 녹게 되는데, 상기 쉘(122)의 하부에는 왁스 드레인홀이 구비되어, 쉘(122)의 내부에서 녹는 왁스가 쉘(122) 저면의 왁스 드레인홀로부터 드레인되어 제거될 수 있게 된다. 이렇게 되면, 쉘(122)의 내부에 리액터 트리(145)를 형성하기 위한 리액터 트리 성형 공간(RTC)이 확보된다.
상기 주입 유닛은 디왁스 유닛에 의해 내부에 왁스 트리(112)가 제거된 쉘(122)의 내부 공간, 다시 말해, 리액터 트리 성형 공간(RTC)에 고온의 액상 메탈(LM)(135)을 주입하는 장치이다. 주입 유닛은 쉘(122)의 내부 왁스 트리 성형 공간에 고온의 액상 메탈(LM)(135)을 주입하기 위한 주입 용광로(132)와, 상기 주입 용광로(132)를 프레임에서 회동시켜서 주입 용광로(132) 상단부의 공급 개방부로부터 고온의 액상 메탈(LM)(135)이 쉘(122) 내부의 리액터 트리 성형 공간(RTC)으로 주입되도록 하는 주입 용광로 회동 장치를 포함한다.
이때, 주입 용광로(132)는 서포트 프레임에 힌지를 매개로 회동 가능하게 결합되며, 상기 주입 용광로 회동 장치는 서포트 프레임과 주입 용광로를 연결하는 상기 힌지의 힌지축에 모터축이 커넥터와 같은 연결수단을 매개로 연결된 회동 구동모터로 구성될 수 있다.
상기 주입 용광로에 고온의 액상 메탈(LM)이 채워져 있는 상태에서 회동 구동모터의 모터축이 시계 방향으로 회전하면, 상기 힌지를 구성하는 힌지축이 시계 방향으로 회전하면서 상기 서포트 프레임을 기준으로 주입 용광로의 상단 개방부가 쉘의 상단부로 개방된 리액터 트리 성형 공간으로 기울어지도록 회동하여 주입 용광로에서 고온의 액상 메탈(LM)(리액터 트리를 성형하기 위한 액상 메탈(LM))이 주입되도록 할 수 있고, 회동 구동모터의 모터축이 반시계 방향으로 회전하면, 상기 힌지를 구성하는 힌지축이 반시계 방향으로 회전하면서 상기 서포트 프레임을 기준으로 주입 용광로의 상단 개방부가 쉘의 상단부로 개방된 리액터 트리 성형 공간으로 기울어진 상태에서 다시 세워지도록 회동하면서 주입 용광로에서 고온의 액상 메탈(LM)의 주입을 중지하게 된다.
상기 쉘 녹오프 유닛은 주입 유닛에 의해 상기 쉘(122)에 주입된 액상 메탈(LM)(135)이 경화되어 리액터 트리(145)가 형성된 상태에서 리액터 트리(145)의 외표면을 감싸고 있는 쉘(122)을 제거하는 장치이다. 쉘(122)은 주물사(141)가 경화되어 형성된 것이어서, 상기 쉘(122)을 별도의 진동장치나 탈피장치에 의해 리액터 트리(145)에서 벗겨지도록 함으로써 쉘(122)이 제거된 리액터 트리(145)를 드러낼 수 있도록 한다.
상기 컷오프 유닛은 리액터 트리(145)에서 리액터(10)를 분리해내서 개별 리액터(10)를 형성하기 위한 장치이다. 컷오프 유닛은 고속회전하는 원형 컷터(1264)를 장착한 컷팅 장치를 포함할 수 있으며, 컷팅 장치의 구동에 의해 고속회전하는 원형 컷터(1264)에 의해 리액터 트리(145)에서 개별적으로 리액터(10)들을 절단함으로써 개별 리액터(10)를 만들 수 있게 된다. 바람직하게, 절단된 리액터(10)들의 절단면을 연마기에 의해 연마하고 리액터(10)의 표면도 리액터(10)에 의해 연마함으로써 리액터(10)의 정밀도를 높이도록 한다.
상기한 구성의 본 발명에 의해 리액터(10)를 정밀 주조 방식으로 성형하는 과정을 설명하면, 왁스 주입 과정(Wax injection), 왁스 트리(112) 어셈블리 성형 과정, 외형틀인 쉘(122)빌딩 과정, 쉘(122)의 내부에서 왁스를 제거하는 디왁스/번아웃 과정, 액상 메탈(LM)(135) 주입 과정(Metal pouring), 액상 메탈(LM)(135) 경화 이후 쉘 제거 과정(Shell knokc-off), 리액터 트리(145)에서 리액터(10)를 절단하여 개별 리액터(10)를 형성하는 과정(Cut-off)을 거치게 된다.
상기 왁스 패턴 인젝션 유닛은, 왁스 트리(112)를 형성하기 위한 왁스 트리 성형 챔버(WTC)를 구비한 왁스 인젝션 박스(110); 상기 왁스 인젝션 박스(110) 내부의 왁스 트리 성형 챔버(WTC)에 액상의 왁스를 주입하는 왁스 주입 장치;를 포함한다.
상기 왁스 인젝션 박스는, 내부에 안쪽면으로 관통된 제1반절 챔버 포밍홈(1114)을 구비한 제1분할 인젝션 박스체(1112)와, 내부에 안쪽면으로 관통된 제2반절 챔버 포밍홈(1124)을 구비한 제2분할 인젝션 박스체(1122)와, 상기 제1분할 인젝션 박스의 상단부에서 제1반절 챔버 포밍홈(1114)으로 연통된 제1반절 주입홀 포밍홈(1116)과, 상기 제2분할 인젝션 박스의 상단부에서 제2반절 챔버 포밍홈(1124)으로 연통된 제2반절 주입홀 포밍홈(1126)을 포함한다.
상기 제1분할 인젝션 박스체(1112)의 바깥면과 제2분할 인젝션 박스체(1122)의 바깥면에는 각각 제1박스 포밍 실린더(1132)의 실린더 로드와 제2박스 포밍 실린더(1142)의 실린더 로드가 연결되어, 상기 제1박스 포밍 실린더(1132)의 실린더 로드와 제2박스 포밍 실린더(1142)의 실린더 로드가 전진하면, 제1분할 인젝션 박스체(1112)와 제2인젝션 박스체가 서로 마주하는 방향으로 전진하여 안쪽면끼리 가압 밀착되어 왁스 인젝션 박스를 형성하고, 상기 왁스 인젝션 박스의 내부에는 상기 제1반절 챔버 포밍홈(1114)과 제2반절 챔버 포밍홈(1124)이 만나서 왁스 인젝션 박스 내부에 왁스 트리 성형 챔버(WTC)를 형성하고, 상기 제1반절 주입홀 포밍홈(1116)과, 제2반절 챔버 포밍홈(1124)이 만나서 왁스 트리 챔버와 연통된 왁스 주입홀(WIH)을 형성한다.
상기 왁스 인젝션 박스가 형성된 상태에서 왁스 주입홀(WIH)을 통해서 왁스 인젝션 박스 내부의 왁스 트리 챔버로 왁스를 주입한다. 이때, 왁스는 일정 온도가 있는 액상의 왁스로서 왁스 주입기를 통하여 고온의 액상의 왁스를 왁스 인젝션 박스 내부의 왁스 트리 챔버로 주입하게 된다.
이때, 왁스 주입 장치가 사용된다. 왁스 주입 장치는 왁스 주입관을 매개로 왁스 인젝션 박스의 왁스 주입홀(WIH)과 연결되어 있고, 상기 왁스 주입관에는 콤프레서와 같이 일정 압력으로 왁스를 끌어서 왁스 주입홀(WIH)에 주입할 수 있는 왁스 주입 장치가 연결되어 있어서, 상기 왁스 주입 장치의 가동에 의해 고온의 액상의 왁스가 왁스 주입관을 통해서 왁스 인젝션 박스의 왁스 주입홀(WIH)을 통과하여 상기 왁스 인젝션 박스 내부의 왁스 트리 챔버로 주입될 수 있다. 물론, 왁스 주입 장치는 미도시된 왁스 공급 연결관을 통해서 왁스 저수 탱크에 연결되어, 왁스 저수 탱크에 채워져 있는 고온 액상의 왁스를 끌어서 상기 왁스 인젝션 박스 내부의 왁스 트리 챔버로 주입되도록 할 수 있다.
상기 왁스 인젝션 박스 내부의 왁스 트리 챔버로 주입된 왁스가 경화되어 고체 형상의 왁스 트리가 형성된다. 이때, 왁스 인젝션 박스를 형성하는 제1분할 인젝션 박스체(1112)의 내부와 제2분할 인젝션 박스체(1122)의 내부에는 냉각수 순환 통로(CWP)가 구비되고, 냉각수 순환 통로(CWP)에는 호스와 같은 연결관을 매개로 외부의 냉각수 공급 순환장치에 연결되어, 왁스 인젝션 박스 내부의 왁스 트리 챔버로 주입된 왁스를 제1분할 인젝션 박스체(1112)의 내부와 제2분할 인젝션 박스체(1122)의 내부로 순환하는 냉각수에 의해 고온의 액상 왁스를 냉각시켜서 경화시킨다.
이처럼, 왁스 인젝션 박스 내부의 왁스 트리 챔버로 주입된 왁스를 제1분할 인젝션 박스체(1112)의 내부와 제2분할 인젝션 박스체(1122)의 내부로 순환하는 냉각수에 의해 고온의 액상 왁스를 냉각시켜서 경화시키는 경우에는 왁스 인젝션 박스 내부의 왁스 트리 챔버로 주입된 고온의 액상 왁스의 경화시간이 빨라지므로, 리액터 전체 제조 공정시간을 단축시킬 수 있고, 나아가 리액터의 생산성이 높아지는 효과가 있다.
한편, 상기 왁스 인젝션 박스 내부의 왁스 트리 챔버에서 경화된 고체 형상의 왁스 트리가 성형 완료된 다음에 상기 제1박스 포밍 실린더(1132)의 실린더 로드와 제2박스 포밍 실린더(1142)의 실린더 로드가 후진하면, 제1분할 인젝션 박스체(1112)와 제2인젝션 박스체가 서로 멀어지는 방향으로 후진하며, 이러한 상태에서 고체 형상의 왁스 트리를 왁스 인젝션 박스에서 탈거할 수 있게 된다.
상기 왁스 인젝션 박스 내부의 왁스 트리 챔버에서 고체 형상의 왁스 트리가 만들어진 상태에서 제1박스 포밍 실린더(1132)의 실린더 로드와 제2박스 포밍 실린더(1142)의 실린더 로드가 후진시키기만 하면 되므로, 왁스 트리를 왁스 인젝션 박스에서 손쉽고 빠르게 탈거할 수 있는 효과가 있다.
상기 쉘빌딩 유닛은, 제1쉘빌딩 분할 바디(1222); 상기 제1쉘빌딩 분할 바디(1222)와 마주하는 위치에 배치된 제2쉘빌딩 분할 바디(1224); 상기 제1쉘빌딩 분할 바디(1222)와 상기 제2쉘빌딩 분할 바디(1224) 사이의 쉘빌딩 챔버(1220SBC)의 내부에 주물사를 주입하는 주물사 주입 장치;를 포함한다.
본 발명에서 제1쉘빌딩 분할 바디(1222)와 제2쉘빌딩 분할 바디(1224)는 서로 마주하는 위치에 배치되며, 제1쉘빌딩 분할 바디(1222)의 안쪽면에는 제1반절 쉘빌딩홈(1222HG)이 구비되고, 제2쉘빌딩 분할 바디(1224)의 안쪽면에는 제2반절 쉘빌딩홈(1224HG)이 구비된다.
또한, 본 발명은 제1쉘빌딩 분할 바디(1222)의 상단부에서 제1반절 쉘빌딩홈(1222HG)으로 연통된 제1반절 주물사 주입홈과, 상기 제2쉘빌딩 분할 바디(1224)의 상단부에서 제2반절 쉘빌딩홈(1224HG)으로 연통된 제2반절 주물사 주입홈(1224SIG)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
제1쉘빌딩 분할 바디(1222)와 제2인젝션 박스체가 서로 마주하는 방향으로 전진하여 안쪽면끼리 가압 밀착되어 쉘빌딩 형틀(1220)을 형성하고, 상기 쉘빌딩 형틀(1220)의 내부에는 상기 제1반절 쉘빌딩홈(1222HG)과 제2반절 쉘빌딩홈(1224HG)이 만나서 쉘빌딩 형틀(1220) 내부에 쉘빌딩 챔버(1220SBC)를 형성하고, 상기 제1반절 주물사 주입홈과, 제2반절 쉘빌딩홈(1224HG)이 만나서 쉘빌딩 챔버(1220SBC)와 연통된 주물사 주입홀을 형성한다.
상기 쉘빌딩 형틀(1220)이 형성된 상태에서 주물사 주입홀을 통해서 쉘빌딩 형틀(1220) 내부의 쉘빌딩 챔버(1220SBC)로 주물사를 주입한다. 이때, 주물사 주입기를 통하여 주물사를 쉘빌딩 형틀(1220) 내부의 쉘빌딩 챔버(1220SBC)로 주입하게 된다.
이때, 주물사 주입 장치가 사용된다. 상기 쉘빌딩 형틀(1220)의 위쪽에는 주물사 공급 호퍼(HOP)가 배치되고, 상기 주물사 공급 호퍼(HOP)의 공급 슬리브에는 댐퍼(DP)가 설치되어, 상기 댐퍼(DP)를 개방시키면, 상기 주물사 공급 호퍼(HOP)의 공급 슬리브로부터 주물사가 낙하하여 상기 쉘빌딩 형틀(1220)의 주물사 주입홀을 통과하여 상기 쉘빌딩 형틀(1220) 내부의 쉘빌딩 챔버(1220SBC)의 내부로 주물사가 충전된다.
상기 쉘빌딩 형틀(1220) 내부의 쉘빌딩 챔버(1220SBC)로 주입된 주물사가 굳어져서 고체 형상의 주물사 외형틀인 쉘이 형성된다. 주물사는 바인더에 의해 고착되어 상기 주물사가 굳어진 쉘이 형성될 수 있다.
이때, 쉘빌딩 형틀(1220)을 형성하는 제1쉘빌딩 분할 바디(1222)의 내부와 제2쉘빌딩 분할 바디(1224)의 내부에는 에어 순환 통로(AIP)가 구비되고, 에어 순환 통로(AIP)에는 호스와 같은 연결관을 매개로 외부의 쿨링 에어 순환장치에 연결되어, 쉘빌딩 형틀(1220) 내부의 쉘빌딩 챔버(1220SBC)로 주입된 주물사를 제1쉘빌딩 분할 바디(1222)의 내부와 제2쉘빌딩 분할 바디(1224)의 내부로 순환하는 쿨링 에어에 의해 주물사가 바인더에 의해 빠르게 결착되어 굳어지도록 한다.
이처럼, 쉘빌딩 형틀(1220) 내부의 쉘빌딩 챔버(1220SBC)로 주입된 주물사를 제1쉘빌딩 분할 바디(1222)의 내부와 제2쉘빌딩 분할 바디(1224)의 내부로 순환하는 쿨링 에어에 의해 쿨링시켜서 빨리 주물사가 바인더로 결차된 상태로 굳어지게 하는 경우에는 쉘빌딩 형틀(1220) 내부의 쉘빌딩 챔버(1220SBC)로 주입된 주물사의 경화시간이 빨라지므로, 리액터 전체 제조 공정시간을 단축시킬 수 있고, 나아가 리액터의 생산성이 높아지는 효과가 있다.
한편, 상기 쉘빌딩 형틀(1220) 내부의 쉘빌딩 챔버(1220SBC)에서 굳어진 외형틀인 쉘이 성형 완료된 다음에 상기 제1쉘빌딩 실린더의 실린더 로드와 제2쉘빙딩 실린더의 실린더 로드가 후진하면, 제1쉘빌딩 분할 바디(1222)와 제2쉘빌딩 분할 바디(1224)가 서로 멀어지는 방향으로 후진하며, 이러한 상태에서 고체 형상의 외형틀인 쉘을 쉘빌딩 형틀(1220)에서 탈거할 수 있게 된다.
상기 쉘빌딩 형틀(1220) 내부의 쉘빌딩 챔버(1220SBC)에서 주물사가 굳어진 쉘이 만들어진 상태에서 제1쉘빌딩 실린더의 실린더 로드와 제2쉘빌딩 실린더의 실린더 로드가 후진시키기만 하면 되므로, 쉘빌딩 형틀(1220)에서 쉘을 보다 손쉽고 빠르게 탈거할 수 있는 효과가 있다.
상기 디왁스 유닛은, 쉘의 내부에 왁스 트리(112)가 들어 있는 왁스 트리 쉘 조립체(WTSA)를 수용하는 가열로(1232); 상기 가열로(1232)의 내부에 열을 가하여 상기 쉘의 내부의 들어있는 왁스 트리를 고온으로 멜팅시켜 제거하고 동시에 주물사가 결착되어 이루어진 쉘을 가열하여 주물사의 고착 상태를 유지하는 가열 장치(1234);를 포함한다.
가열 장치(1234)는 가열로(1232)의 벽체 자체에 내장된 히터 또는 가열로(1232)의 내부에 배치된 버너로 구성될 수 있다. 본 발명에서는 가열로(1232)의 내부에 버너가 배치된 실시예가 도시되어 있다.
상기 가열로(1232)에 투입된 왁스 트리 쉘 조립체(WTSA)(즉, 쉘의 내부에 왁스 트리가 들어 있는 것)를 가열 장치(1234)에 의해 고온으로 가열하면, 상기 왁스 트리 쉘 조립체(WTSA)에서 쉘 내부의 왁스는 고온 가열에 의해 멜팅되어서 쉘의 내부에서 바깥으로 빠지면서 제거되며, 쉘의 내부에 리액터 트리 성형 공간(RTC)이 남게 된다.
상기 쉘 녹오프 유닛은, 상기 쉘(122) 내부의 리액터 트리 성형 공간(RTC)에 주입된 액상 메탈(LM)(135)이 경화되어 형성된 리액터 트리(145)의 외표면에서 쉘(122)을 제거하기 위한 진동장치 또는 쉘 탈피 장치로 구성된다.
상기 쉘 내부의 리액터 트리 성형 공간에서 성형됨으로써 리액터 트리의 외표면을 주물사 쉘이 감싸고 있게 되는데, 상기 리액터 트리를 주물사 쉘이 감싼 것을 리액터 트리 쉘 조립체라 할 수 있으며, 상기 진동장치는 그립퍼(1252)에 의해 리액터 트리 쉘 조립체를 그립하는 진동 프레임과, 상기 진동 프레임에 진동을 가하는 진동 발생장치를 포함할 수 있다.
또는, 쉘 탈피 장치는 리액터 트리 쉘 조립체를 내부에 수용하는 워터 분사 박스(1242)와, 상기 워터 분사 박스(1242)에 설치된 복수개의 워터 노즐(1244)을 포함한다.
상기 워터 노즐(1244)에는 호스와 같은 연결관을 매개로 외부의 워터 디스펜서에 연결되어, 상기 워터 디스펜서에서 일정 압력으로 공급되는 물이 복수개의 워터 노즐(1244)을 통해 리액터 트리 쉘 조립체의 쉘 외표면으로 분사되면서 물에 의해 쉘을 형성하고 있는 주물사가 바인더에 의해 고착된 상태를 풀어서 주물사가 리액터 트리에서 흘러내리도록 함으로써 리액터 트리 쉘 조립체에서 리액터 트리만 남아 있도록 할 수 있다. 워터 노즐(1244)에는 분사홀(1244EH)이 구비되어, 분사홀(1244EH)을 통해서 일정 압력의 물이 분사되도록 구성된다.
본 발명에서는 리액터 트리의 외표면에서 쉘을 제거하기 위하여 쉘 탈피 장치를 채용한 실시예가 도시되어 있으며, 쉘 탈피 장치에 의해 리액터 트리의 외표면에서 쉘을 흘러내리도록 하여 제거하면, 주물사가 리액터 트리의 외표면에서 말끔하게 제거되므로, 리액터 트리를 쉽게 추줄하면서도 추후의 리액터 분리 작업에 있어서도 능률을 더 높이는 효과를 기대할 수 있다.
상기 컷오프 유닛은,ㅌ상기 리액터 트리를 그립하는 그립퍼부;ㅌ상기 리액터 트리에서 리액터를 절단하여 개별 리액터를 만드는 컷터부;를 포함한다.
상기 그립퍼부는,ㅊ그립퍼 프레임에 서로 마주하는 위치에 배치된 한 쌍의 그립퍼(1252);ㅊ상기 그립퍼(1252)에 각각 실린더 로드가 연결된 한 쌍의 그립 작동 실린더(1254);를 포함한다.
상기 그립퍼 프레임에 리액터 트리가 배치된 상태에서 한 쌍의 그립 작동 실린더(1254)의 실린더 로드가 전진하면, 한 쌍의 그립퍼(1252)가 리액터 트리를 그립하여 안정적으로 고정한다.
상기 컷터부는 그립퍼 프레임에 지지된 컷터 프레임(1262); 상기 컷터 프레임(1262)에 장착된 컷터 구동모터; 상기 컷터 구동모터의 모터축의 회전에 의해 고속 회전하는 컷터(1264); 상기 컷터 프레임(1262)에서 컷터 구동모터와 컷터(1264)를 리액터 트리 쪽으로 전진시키는 컷터 이동 장치(1266)를 포함한다.
상기 컷터(1264)는 컷터 구동모터의 모터축에 회전력 전달수단을 매개로 연결되어 상기 컷터 프레임(1262)에서 고속회전한다. 이때, 상기 컷터(1264)는 띠형 컷터(1264)로 구성되고, 회전력 전달수단은 컷터 구동모터의 모터축에 동축적으로 결합된 구동풀리와, 상기 컷터 프레임(1262)에 회전 가능하게 결합된 종동풀리를 포함하며, 상기 띠형 컷터(1264)가 구동풀리와 종동풀리의 외주면을 경유하는 폐루프 띠형 컷터(1264)로 구성될 수 있다.
상기 띠형 컷터(1264)가 고속회전하는 상태에서 컷터 이동 장치(1266)에 의해 컷터 프레임(1262)에서 컷터 구동모터와 컷터(1264)를 트리쪽으로 이동시켜서 고속회전하는 컷터(1264)에 의해 리액터 트리에서 개별 리액터를 절단해내도록 한다. 이때, 상기 띠형 컷터(1264)를 고속회전시키는 구성은 공지의 구성이므로, 이에 대한 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이때, 컷터(1264)가 원형 컷터(1264)로 구성된 경우에는 컷터 구동모터의 모터축에 컷터(1264)의 중심부가 동축적으로 결합되고, 상기 컷터 구동모터는 컷팅 이동 프레임에 장착되고, 컷팅 이동 프레임은 서포트 프레임에 컷팅 이동수단에 의해 전후진 가능하도록 결합되고, 상기 컷팅 이송수단은 컷팅 이동 프레임에 실린더 로드가 연결된 컷팅 이동 실린더로 구성될 수도 있다. 이러한 경우에는 컷터 구동모터의 모터축의 회전에 의해 원형 컷터(1264)가 고속회전하는 상태에서 이동 실린더의 실린더 로드가 전진하여 고속회전하는 원형 컷터(1264)에 의해 리액터 트리에서 리액터를 절단할 수 있게 된다.
한편, 상기 컷터 이동 장치(1266)는 실린더 로드가 컷터 구동모터에 브라켓과 볼트와 같은 연결수단을 매개로 연결된 컷터 이동 실린더로 구성된다.
상기 컷터 이동 실린더의 실린더 로드가 전진하면, 컷터 프레임(1262)에서 컷터 구동모터와 컷터(1264)를 리액터 트리 쪽으로 전진시켜서 고속 회전하는 컷터(1264)에 의해 리액터 트리에서 복수개의 리액터를 절단해내서 개별 리액터를 형성하게 된다.
따라서, 리액터 트리에서 고속 회전하는 컷터(1264)에 의해 다수개의 리액터를 자동으로 분리해 낼 수 있으므로, 리액터를 제조하는 과정이 자동화된 공정으로 진행되는 경우가 되어서 리액터의 생산성을 높여주는 효과가 있다.
따라서, 본 발명은 정밀 주조 공법(Lost Wax 공법)으로 주조된 리액터(10)를 제조하는 것으로서, 정밀 주조 공법으로 제조된 제품은 가공후의 제품을 기준하여 1mm이내로 주조 되기 때문에 재료비와 가공시간을 획기적으로 줄일 수 있고, 공구 마모의 횟수도 줄일 수 있다. 또한 동일한 제품을 대량생산하고 동일한 품질을 보증하는데 중요한 역할을 할 수 있으며 그에 따른 큰 폭의 원간절감도 실현하는 효과가 있다.
정밀주조공법(Lost Wax 공법)는 왁스 등으로 모형을 만들고 이것을 주조방안 토대로 조립을 하게 되는데 이것을 트리라고 한다. 이 트리를 내화제 및 모래로 코팅을 하게 되고 수차례 반복 후에 압력용기에 넣어 고운고압으로 왁스를 녹여내면 안쪽에 공간이 생겨 주형으로 사용하여 주조하는 방법이다.
정밀주조의 대표적인 방법이며 특수내열합금에서 알류미늄합금까지 모든 재료에 적용할 수 있다. 아주 작은 제품부터 수십kg까지 항공기, 원자로, 기계, 자동차 복잡한 형상제품에 적합하고 대량생산 및 자동화에 의한 원가절감이 가능하다.
본 발명은 부품의 외관의 불필요한 가공은 최소한으로 하고 내부의 정밀 가공부분을 중점으로 가공하여 가공시간을 단축하고, 원재료인 Hastelloy X의 사용량도 줄일 수 있다.
기존의 원재료인 환봉자재를 이용하여 가공하는 공법에서 정밀 주조공법이 가능하도록 설계를 변경하고 Lost Wax용 주조금형을 개발하면 황삭-중삭-정삭 가공 중 외각의 황삭가공을 하지 않아도 되기에 가공시간과 절삭공구 사용을 줄일 수 있게 된다.
도 1에서와 같이 원소재를 직버 NC가공을 통하여 진행하던 공법을 도 2에서와 같이 정밀주조를 통하여 외각가공을 생략할 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
10. 리액터 110. 왁스 인젝션 박스
112. 왁스 트리 122. 쉘
132. 주입 용기 142. 리액터 트리
1112. 제1분할 인젝션 박스체 1114. 제1반절 챔버 포밍홈
1116. 제1반절 주입홀 포밍홈 1122. 제2분할 인젝션 박스체
1124. 제2반절 챔버 포밍홈 1126. 제2반절 주입홀 포밍홈
1132. 제1박스 포밍 실린더 1142. 제2박스 포밍 실린더
WTC. 왁스 트리 성형 챔버 WIH. 왁스 주입홀
CWP. 냉각수 순환 통로 RTC. 리액터 트리 성형 공간
1220. 쉘빌딩 형틀 1220SBC. 쉘빌딩 챔버
1222. 제1쉘빌딩 분할 바디 1222HG. 제1반절 쉘빌딩홈
1222SIG. 제1반절 주물사 주입홈 1224. 제2쉘빌딩 분할 바디
1224HG. 제2반절 쉘빌딩홈 1224SIG. 제2반절 주물사 주입홈
AIP. 에어 순환 통로 WTSA. 왁스 트리 쉘 조립체
1232. 가열로 1234. 가열 장치
1242. 워터 분사 박스 1244. 워터 노즐
1244EH. 분사홀 1252. 그립퍼
1254. 그립 작동 실린더 1262. 컷터 프레임
1264. 컷터 1266. 컷터 이동장치
112. 왁스 트리 122. 쉘
132. 주입 용기 142. 리액터 트리
1112. 제1분할 인젝션 박스체 1114. 제1반절 챔버 포밍홈
1116. 제1반절 주입홀 포밍홈 1122. 제2분할 인젝션 박스체
1124. 제2반절 챔버 포밍홈 1126. 제2반절 주입홀 포밍홈
1132. 제1박스 포밍 실린더 1142. 제2박스 포밍 실린더
WTC. 왁스 트리 성형 챔버 WIH. 왁스 주입홀
CWP. 냉각수 순환 통로 RTC. 리액터 트리 성형 공간
1220. 쉘빌딩 형틀 1220SBC. 쉘빌딩 챔버
1222. 제1쉘빌딩 분할 바디 1222HG. 제1반절 쉘빌딩홈
1222SIG. 제1반절 주물사 주입홈 1224. 제2쉘빌딩 분할 바디
1224HG. 제2반절 쉘빌딩홈 1224SIG. 제2반절 주물사 주입홈
AIP. 에어 순환 통로 WTSA. 왁스 트리 쉘 조립체
1232. 가열로 1234. 가열 장치
1242. 워터 분사 박스 1244. 워터 노즐
1244EH. 분사홀 1252. 그립퍼
1254. 그립 작동 실린더 1262. 컷터 프레임
1264. 컷터 1266. 컷터 이동장치
Claims (6)
- 리액터(10) 제조를 위한 왁스를 주입하여 왁스 트리(112)를 형성하는 왁스 패턴 인젝션 유닛;
상기 왁스 패턴 인젝션 장치에 의해 성형된 왁스 트리(112)의 외표면을 감싸도록 쉘(122)을 형성하기 위한 쉘 주조사가 주입되는 쉘빌딩 유닛;
상기 쉘빌딩 유닛에 의해 성형된 쉘(122) 내부의 왁스 트리(112)를 가열하여 멜팅시켜서 제거하는 디왁스 유닛;
상기 디왁스 유닛에 의해 내부에 왁스 트리(112)가 제거된 쉘(122)의 내부 공간인 리액터 트리 성형 공간(RCT)에 액상 메탈(LM)(135)을 주입하는 주입 유닛;
상기 주입 유닛에 의해 상기 쉘(122)에 주입된 액상 메탈(LM)(135)이 경화되어 형성된 리액터 트리(145)의 외표면에서 쉘(122)을 제거하는 쉘 녹오프 유닛;
상기 리액터 트리(145)에서 상기 리액터(10)를 분리해내서 개별 리액터(10)를 형성하는 컷오프 유닛;을 포함하고,
상기 왁스 패턴 인젝션 유닛은,
왁스 트리(112)를 형성하기 위한 왁스 트리 성형 챔버(WTC)를 구비한 왁스 인젝션 박스(110);
상기 왁스 인젝션 박스(110) 내부의 왁스 트리 성형 챔버(WTC)에 액상의 왁스를 주입하는 왁스 주입 장치;를 포함하고,
상기 쉘빌딩 유닛은,
제1쉘빌딩 분할 바디(1222);
상기 제1쉘빌딩 분할 바디(1222)와 마주하는 위치에 배치된 제2쉘빌딩 분할 바디(1224);
상기 제1쉘빌딩 분할 바디(1222)와 상기 제2쉘빌딩 분할 바디(1224) 사이의 쉘빌딩 챔버(1220SBC)의 내부에 주물사를 주입하는 주물사 주입 장치;를 포함하고,
상기 디왁스 유닛은, 쉘의 내부에 왁스 트리(112)가 들어 있는 왁스 트리 쉘 조립체(WTSA)를 수용하는 가열로(1232);
상기 가열로(1232)의 내부에 열을 가하여 상기 쉘의 내부의 들어있는 왁스 트리를 고온으로 멜팅시켜 제거하고 동시에 주물사가 결착되어 이루어진 쉘을 가열하여 주물사의 고착 상태를 유지하는 가열 장치(1234);를 포함하고,
상기 쉘빌딩 유닛은, 제1쉘빌딩 분할 바디(1222); 상기 제1쉘빌딩 분할 바디(1222)와 마주하는 위치에 배치된 제2쉘빌딩 분할 바디(1224); 상기 제1쉘빌딩 분할 바디(1222)와 상기 제2쉘빌딩 분할 바디(1224) 사이의 쉘빌딩 챔버(1220SBC)의 내부에 주물사를 주입하는 주물사 주입 장치;를 포함하고,
상기 제1쉘빌딩 분할 바디(1222)와 제2쉘빌딩 분할 바디(1224)는 서로 마주하는 위치에 배치되며, 제1쉘빌딩 분할 바디(1222)의 안쪽면에는 제1반절 쉘빌딩홈(1222HG)이 구비되고, 제2쉘빌딩 분할 바디(1224)의 안쪽면에는 제2반절 쉘빌딩홈(1224HG)이 구비되고,
상기 제1쉘빌딩 분할 바디(1222)의 상단부에서 제1반절 쉘빌딩홈(1222HG)으로 연통된 제1반절 주물사 주입홈과, 상기 제2쉘빌딩 분할 바디(1224)의 상단부에서 제2반절 쉘빌딩홈(1224HG)으로 연통된 제2반절 주물사 주입홈(1224SIG)을 포함하고,
상기 제1쉘빌딩 분할 바디(1222)와 제2인젝션 박스체가 서로 마주하는 방향으로 전진하여 안쪽면끼리 가압 밀착되어 쉘빌딩 형틀(1220)을 형성하고, 상기 쉘빌딩 형틀(1220)의 내부에는 상기 제1반절 쉘빌딩홈(1222HG)과 제2반절 쉘빌딩홈(1224HG)이 만나서 쉘빌딩 형틀(1220) 내부에 쉘빌딩 챔버(1220SBC)를 형성하고, 상기 제1반절 주물사 주입홈과, 제2반절 쉘빌딩홈(1224HG)이 만나서 쉘빌딩 챔버(1220SBC)와 연통된 주물사 주입홀을 형성하고,
상기 쉘빌딩 형틀(1220)을 형성하는 제1쉘빌딩 분할 바디(1222)의 내부와 제2쉘빌딩 분할 바디(1224)의 내부에는 에어 순환 통로(AIP)가 구비되고, 에어 순환 통로(AIP)에는 호스와 같은 연결관을 매개로 외부의 쿨링 에어 순환장치에 연결되어, 쉘빌딩 형틀(1220) 내부의 쉘빌딩 챔버(1220SBC)로 주입된 주물사를 제1쉘빌딩 분할 바디(1222)의 내부와 제2쉘빌딩 분할 바디(1224)의 내부로 순환하는 쿨링 에어에 의해 주물사가 바인더에 의해 빠르게 결착되어 굳어지도록 하며,
상기 디왁스 유닛은, 쉘의 내부에 왁스 트리(112)가 들어 있는 왁스 트리 쉘 조립체(WTSA)를 수용하는 가열로(1232); 상기 가열로(1232)의 내부에 열을 가하여 상기 쉘의 내부의 들어있는 왁스 트리를 고온으로 멜팅시켜 제거하고 동시에 주물사가 결착되어 이루어진 쉘을 가열하여 주물사의 고착 상태를 유지하는 가열 장치(1234);를 포함하고,
상기 쉘 녹오프 유닛은, 상기 쉘(122) 내부의 리액터 트리 성형 공간(RTC)에 주입된 액상 메탈(LM)(135)이 경화되어 형성된 리액터 트리(145)의 외표면에서 쉘(122)을 제거하기 위한 쉘 탈피 장치로 구성되고,
상기 쉘 탈피 장치는 리액터 트리 쉘 조립체를 내부에 수용하는 워터 분사 박스(1242)와, 상기 워터 분사 박스(1242)에 설치된 복수개의 워터 노즐(1244)을 포함하고, 워터 노즐(1244)에는 분사홀(1244EH)이 구비된 것을 특징으로 하는 리액터 제작 공법 개선 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 컷오프 유닛은,
상기 리액터 트리를 그립하는 그립퍼부;
상기 리액터 트리에서 리액터를 절단하여 개별 리액터를 만드는 컷터부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 리액터 제작 공법 개선 시스템.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220095736A KR102464566B1 (ko) | 2022-08-01 | 2022-08-01 | 리액터 제작 공법 개선 시스템 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220095736A KR102464566B1 (ko) | 2022-08-01 | 2022-08-01 | 리액터 제작 공법 개선 시스템 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102464566B1 true KR102464566B1 (ko) | 2022-11-09 |
| KR102464566B9 KR102464566B9 (ko) | 2023-03-23 |
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ID=84040285
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220095736A Active KR102464566B1 (ko) | 2022-08-01 | 2022-08-01 | 리액터 제작 공법 개선 시스템 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117983778A (zh) * | 2024-02-19 | 2024-05-07 | 蓬莱金创精密铸造有限公司 | 一种泵体铸造工艺 |
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| KR970705157A (ko) | 1995-06-09 | 1997-09-06 | 모리시타 요이찌 | 리액터 및 그 제조방법(reactor and method of making the same) |
| KR20000070419A (ko) | 1997-02-03 | 2000-11-25 | 에이비비 에이비 | 변압기/리액터의 제조방법 및 제조장치 |
| CN111069531A (zh) * | 2020-01-06 | 2020-04-28 | 山东森宇精工科技有限公司 | 一种蜡模树制作方法 |
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2022
- 2022-08-01 KR KR1020220095736A patent/KR102464566B1/ko active Active
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| CN117983778A (zh) * | 2024-02-19 | 2024-05-07 | 蓬莱金创精密铸造有限公司 | 一种泵体铸造工艺 |
| CN117983778B (zh) * | 2024-02-19 | 2024-09-06 | 蓬莱金创精密铸造有限公司 | 一种泵体铸造工艺 |
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| KR102464566B9 (ko) | 2023-03-23 |
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20220919 Patent event code: PE09021S01D |
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| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20221006 |
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| GRNT | Written decision to grant | ||
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Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20221103 Patent event code: PR07011E01D |
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Payment date: 20221103 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
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Patent event code: PG17011E01I Patent event date: 20230320 Comment text: Request for Publication of Correction Publication date: 20230323 |