다이캐스팅금형{ MOLD}
본 발명은 고정 및 가동금형의 형합 및 형분리력에 의해 성형공간인 캐비티 내에 진공압과 성형제품의 취출압력을 제공할 수 있도록 한 다이캐스팅금형에 관한 것이다.
일반적으로 다이캐스팅금형은 고정금형과 가동금형이 상호 형합되어 성형하고자 하는 제품의 형상과 동일한 캐비티가 형성되도록 하고, 이 캐비티에 용융된 금속 원료를 고압으로 주입하여 제품을 성형하게 된다. 이 과정에서 성형하고자 하는 제품의 형상이 복잡하여 언더컷이 있는 부분을 성형할 경우에는 슬라이드 코어를 설치하여 고정금형과 가동금형이 분리되도록 하여 성형하고 있다. 예컨데, 아연이나 알루미늄 등의 주물 성형에 있어서는, 금형장치 내에 형성된 제품형태의 캐비티 내에 용융된 금속 원료를 충전하고, 이것을 냉각시켜 고체화함으로써 제품을 성형하도록 하고 있다. 한편, 기존에는 버킷 등의 원료투입부재를 이용하여 슬리브에 원료를 투입할 때 금형장치의 벽면에 간섭을 받음으로써 정확한 양의 원료를 투입하는 것이 용이하지 않다. 또한, 금형장치 내의 캐비티의 용적은 일정하므로, 그 결과 캐비티 내에 충전되는 원료의 압력이나 양은 기본적으로 성형기측의 제어에 의하여 결정된다. 이 때문에, 성형기 측의 제어에 오차가 있으면 그 상태로 캐비티 내에 충전된 원료의 압력이나 양에 오차가 발생하게 된다. 이 오차를 해소함에는, 성형기의 스크류 등의 제어를 정밀하게 하는 것이 고려되지만, 오차의 발생요인은 온도, 원료 자체의 성질의 변화 등 다양하다. 예컨데, 원료가 금형으로 투입되는 슬리브로부터 캐비티까지는 긴 원료통로가 있지만, 이 원료통로에 있어서 발생하는 오차가 있으면 캐비티 내에 충전된 원료의 압력이나 양에 오차를 발생시키게 된다. 그 결과, 성형되는 제품에 불량이 발생하게 된다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 과제는 슬리브에 원료를 투입하는 것을 용이하게 하여 슬리브로부터 캐비티까지의 원료통로를 통해 공급되는 원료의 공급 과정을 안정적으로 진행할 수 있도록 하는 다이캐스팅금형을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 상호 형합되어 캐비티 내에 원료를 주물 성형하는 고정금형과 가동금형을 구비한 다이캐스팅금형에 있어서, 상기 고정금형 또는 가동금형 중 어느 일측에 원료를 투입하기 위한 슬리브가 연결되고, 상기 슬리브가 연결된 고정금형 또는 가동금형의 외측벽에는 내측으로 함몰지게 홈이 형성되는 다이캐스팅금형이 제공된다.
본 발명에 의하면, 130mm 이하의 길이를 갖는 슬리브를 적용시키고, 슬리브가 장착된 금형의 외벽체에는 그 내측 방향으로 원료투입부재가 금형에 접촉하지 않을 정도의 적당한 깊이로 홈을 형성함으로써, 슬리브의 내부에 주입되는 원료는 피스톤의 작동에 의해 캐비티 측으로 원활하게 유입되어 사출 성형된다.
이하에서는, 본 발명의 다이캐스팅금형에 대한 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참고하여 설명한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다이캐스팅금형은 소정 형상의 캐비티(30)를 형성하도록 고정금형(10) 및 가동금형(20)이 상호 형합 또는 분리 가능하게 구성된다. 그리고, 고정 및 가동금형(20)의 적어도 일측에 형성된 가스 취출부와, 가스 취출부와 연결수단에 의해 연결되며 고정금형(10)과 가동금형(20)의 형합 및 형분리시 이들의 이송력을 이용하여 진공압과 대기압에 비하여 상대적으로 높은 제품취출 압력을 발생시키는 진공발생수단(도시 생략)을 포함할 수 있다. 또한, 고정금형(10)과 가동금형(20)은 형합되어 성형하고자 하는 제품의 형상과 동일한 캐비티(30)를 형성하는 과정에서 별도의 고정, 가동금형(20)을 안내하는 가이드부재 또는 형합되는 위치를 한정하는 결합부재(도시 생략)가 더 구비될 수 있다. 더불어, 가동금형(20)에는 캐비티(30)의 일부를 이루며 승강수단(미도시)에 의해 승강되어 성형된 제품을 취출하는 적어도 하나의 이젝터(도시 생략)가 설치될 수 있다. 이젝터는 필요에 따라 다양한 형태로 변형 설계가 가능하며, 이러한 이젝터는 이미 다수 공지되어 있으므로 자세한 설명은 생략한다. 한편, 고정금형(10) 또는 가동금형(20)의 일측에는 원료(R)를 주입하기 위한 슬리브(40)가 결합된다. 이때, 슬리브(40)는 도 2에 도시된 바와 같이, 대략 원통 형의 중공체로 이루어지고, 그 일측면에는 원료투입부재(60)를 이용하여 원료를 슬리브(40) 내로 주입하기 위한 주입구가 형성된다. 또한, 슬리브(40)의 일측에는 슬리브(40) 내로 투입된 원료를 캐비티(30) 측으로 공급하도록 압력을 가하는 피스톤이 설치된다. 기존에는 150mm 이상의 비교적 긴 길이를 갖는 슬리브를 금형에 장착하였으나, 이 경우 슬리브 내에 투입된 원료를 피스톤에 의해 캐비티 측으로 이송시킬 때 슬리브의 길이만큼 원료의 이송시간이 증가하여 사출 성형의 전체적인 공정시간이 늘어나게 되며, 더불어 슬리브의 내부에 투입되는 원료의 양과 비교하여 그 내부에 잔존하는 가스나 공기의 양이 비교적 많아지기 때문에 사출 성형의 정밀한 작업을 저해할 수도 있게 된다. 따라서, 본 실시예에서는 130mm 이하의 길이를 갖는 슬리브(40)를 적용시킴으로써 그 내부에 주입되는 금속 용액을 피스톤(50)을 이용하여 캐비티(30) 측으로 이송시 원료의 유입이 원활하게 이루어질 수 있도록 한 것이다. 이때, 슬리브(40)의 길이를 기존보다 현저히 감소시킴으로 인해 원료투입부재를 슬리브(40)의 주입구(41)에 대응 위치시킬 때 원료투입부재(60)가 금형의 외벽체에 간섭될 수 있다. 따라서, 슬리브(40)가 장착된 금형의 외벽체에는 그 내측 방향으로 원료투입부재(60)가 금형에 접촉하지 않을 정도의 적당한 깊이로 원료 투입 안내홈(11)이 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성된 다이캐스팅금형에 있어서, 고정금형(10)과 가동금형(20)의 형합 및 형분리는 유압실린더 등과 같은 액튜에이터에 의해 이루어질 수 있다. 이 상태에서 고정금형(10)과 가동금형(20)의 형합이 완료되면, 캐비티(30) 내의 가스나 공기가 취출부를 통하여 배출되도록 하여 캐비티(30)의 내부를 진공상태로 유지한다. 다음으로 원료투입부재를 슬리브(40)의 주입구(41)에 밀착시킨 후 용융된 원료를 슬리브(40) 내에 주입한다. 이와 같이 슬리브(40)에 투입된 원료는 피스톤의 작동에 의해 진공상태인 캐비티(30) 내부로의 주입이 원활하게 이루어지며, 정밀한 주물 성형이 가능하게 된다. 한편, 본 실시예에서는 금속 용액을 주물 성형하는 다이캐스팅에 적용된 상태를 일예로 설명하였으나, 이러한 실시예는 용융 수지를 사출 성형하는 사출금형에도 충분히 적용될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 다이캐스팅금형의 일 실시예를 도시한 개략도. 도 2는 도 1에 따른 다이캐스팅금형의 요부를 도시한 확대도. 도 3은 도 1에 따른 슬리브를 도시한 사시도. < 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 > 10 ; 고정금형 11 ; 원료 투입 안내홈 20 ; 가동금형 30 ; 캐비티 40 ; 슬리브 41 ; 주입구 50 ; 피스톤 60 ; 원료투입부재 |
