KR101280697B1

KR101280697B1 - 주조용 목형의 제조 방법 및 그 방법을 통해 얻어진 목형

Info

Publication number: KR101280697B1
Application number: KR1020130050519A
Authority: KR
Inventors: 심순식
Original assignee: 심순식
Priority date: 2013-05-06
Filing date: 2013-05-06
Publication date: 2013-07-01

Abstract

본 발명은 주조용 목형의 제조 방법 및 그 방법을 통해 얻어진 목형에 관한 것으로; 주조용 목형의 뼈대를 이루도록 하나 이상의 프레임을 조립하는 제1단계; 상기 프레임에 복수(複數)의 스티로폼 재질의 목형조각을 일체로 조립하는 제2단계; 상기 프레임에 목형조각을 조립한 상태에서 표면에 액상의 코팅액을 분사 또는 도포하여 라미네이트층을 형성하는 제3단계; 상기 라미네이트층 표면에 퍼티(putty)를 도포하여 퍼티층을 형성하거나, 유색 또는 무색의 도장처리를 통해 마감층을 형성하는 제4단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 주조용 목형의 제조 방법과, 그 방법을 통해 얻어진 목형을 제공한다. 이와 같은 본 발명에 따른 주조용 목형은 스티로폼 재질의 목형조각을 프레임에 조립하여 고정하고 그 표면에 라미네이트층을 형성한 후 퍼티를 도포하거나 도장을 수행하여 제작하므로 견고하여 주물사를 이용한 주형의 제작에 반복해서 오랜 기간 사용할 수 있고 목형의 표면이 매끄러워 주물 제품의 표면 역시 매끄럽게 성형할 수 있고, 목형이 스티로폼 재질로 이루어짐에 따라 습기의 영향을 받지 않아 목형의 변형이 없이 일정한 형태를 장시간 유지할 수 있어 균일한 주형 및 주물 제품을 장기간 제작할 수 있다.

Description

주조용 목형의 제조 방법 및 그 방법을 통해 얻어진 목형 {Manufacturing method of casting wooden pattern and the pattern obtaining the same method}

본 발명은 주조용 목형의 제조 방법 및 그 방법을 통해 얻어진 목형에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 스티로폼으로 목형을 제작하면서도 오랜 기간 사용할 수 있고 습기의 영향을 받지 않아 목형의 변형이 없어 일정한 형태를 장시간 유지할 수 있는 주조용 목형의 제조 방법 및 그 방법을 통해 얻어진 목형에 관한 것이다.

일반적으로, 주조는 용해한 금속을 모래형이나 금형 등의 주형(mould) 속에 부어 넣고 응고시켜 각종 형태의 주물 제품을 생산하는 금속 가공 기법이다.

이때, 주형의 제작에 사용되는 재료를 주물사라 하며 주금 또는 주물이라고도 한다.

이와 같은 주조는 오늘날 제품 제작에 널리 이용되고 있는 것으로, 주물사로는 석영, 장석, 운모, 점토 등이 주성분으로 사용되고 있으며 그 외 산화철이나 방해석 등이 불순물로 소량 포함된다.

이 경우 주물사는 주조의 품질을 좌우하는 요소로 선택할 때에는 몇 가지 구비조건을 고려해야 한다. 따라서 주형 제작이 용이하며, 고온의 용융금속에 결함이 없는 주탕이 되어야 한다. 이러한 조건을 만족하기 위하여 강도, 경도, 통기도, 점결력, 열팽창 및 성형성 등이 조정되어야 한다.

한편, 주조(casting)는 단조, 판금, 용접 등의 가공법보다 비교적 간단한 설비로 대량 생산할 수 있고 가공이 용이한 특징이 있다.

이러한 주조 제품을 얻기 위해서는 먼저, 주물 제품의 형체를 갖는 목형이 구비되어야 한다.

이와 같은 목형은 도 1에 도시된 바와 같이 나무 등의 목재질로 주물 제품의 형태로 가공하여 제작되는 반영구적인 목형(1)의 상태로 사용하거나 또는 스티로폼을 가공하여 일회용 목형으로 사용하고 있는 실정이다.

이때, 목재질의 목형(1)을 제작하는 경우 목재를 충분한 건조가 이루어진 것을 사용하지 않는 경우 습기로 인한 갈라짐이나 뒤틀림이 발생하여 주물사를 이용한 주형의 제작시 치수가 불안정한 문제점이 있다.

이에 따라 목재질의 목형(1)의 부재료로서 보통은 목형으로의 가공 후에 변형이 되는 것을 방지하기 위해 오랜 기간 건조과정을 거친 목재를 사용해야 하므로, 목형(1) 제작을 위한 부재료로 고가의 목재를 사용하거나 오랜 기간 자연건조된 목조주택의 기둥이나 보 등을 이용하고 있지만 이의 마련이 쉽지 않아 목형(1)의 제작 단가 상승은 물론 제작 기간이 길어지는 문제점도 있다. 또한, 대부분의 주물 제품의 경우 대형으로 제작되므로 대형 주물 제품의 제작을 위해 사이즈가 큰 목재를 구하는 것 역시 어렵다.

이에 비해 스티로폼을 가공하여 제작되는 목형의 경우에는 1회용으로서 주물사의 스티로폼 부위에 용해한 금속을 부어 주물 제품을 제작한다. 그런데 스티로폼 재질의 목형의 경우 표면 입자가 거칠어 그에 따라 주조되는 주물 제품의 표면이 매끄럽지 못한 문제점이 있다.

따라서 이와 같은 종래 목재질 또는 스티로폼 재질의 목형이 갖는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 스티로폼으로 목형을 제작하되 오랜 기간 사용할 수 있을 뿐만 아니라 주물 제품을 제작시에 표면을 매끄럽게 형성할 수 있는 주조용 목형의 제조 방법 및 그 방법을 통해 얻어진 목형을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 습기의 영향을 받지 않아 목형의 변형이 없어 일정한 형태를 장시간 유지할 수 있는 주조용 목형의 제조 방법 및 그 방법을 통해 얻어진 목형을 제공하는데에도 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 해결하기 위해 본 발명은;

주조용 목형의 뼈대를 이루도록 하나 이상의 프레임을 조립하는 제1단계; 상기 프레임에 스티로폼 재질의 목형조각을 일체로 조립하는 제2단계; 상기 프레임에 목형조각을 조립한 상태에서 표면에 액상의 코팅액을 분사 또는 도포하여 라미네이트층을 형성하는 제3단계; 상기 라미네이트층 표면에 퍼티(putty)를 도포하여 퍼티층을 형성하는 제4단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 주조용 목형의 제조 방법을 제공한다.

이때, 상기 제4단계 후, 상기 퍼티층 형성한 후에는 표면을 사포 등을 이용해 연마처리하여 표면을 매끄럽게 가공하는 제5단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 제4단계 후, 상기 퍼티층의 표면에 유색 또는 무색의 도장처리를 통해 마감층을 형성하는 제6단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 제3단계 이후 제4단계 이전에, 상기 라미네이트층을 그물망으로 감싸는 제7단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은;

주조용 목형의 뼈대를 이루도록 하나 이상의 프레임을 조립하는 제1단계; 상기 프레임에 스티로폼 재질의 목형조각을 일체로 조립하는 제2단계; 상기 프레임에 목형조각을 조립한 상태에서 표면에 액상의 코팅액을 분사 또는 도포하여 라미네이트층을 형성하는 제3단계; 상기 라미네이트층 표면에 유색 또는 무색의 도장처리를 통해 마감층을 형성하는 제4단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 주조용 목형의 제조 방법도 제공한다.

이때, 상기 제3단계 이후 제4단계 이전에, 상기 라미네이트층을 그물망으로 감싸는 제7단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 프레임은 베이스판의 상부에 하나 이상 일체로 고정된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 이상의 제조 방법에 의해 제조되는 주조용 목형도 제공한다.

본 발명에 따른 주조용 목형은 스티로폼 재질의 목형조각을 프레임에 조립하여 고정하고 그 표면에 라미네이트층을 형성한 후 퍼티를 도포하거나 도장을 수행하여 제작하므로 견고하여 주물사를 이용한 주형의 제작에 반복해서 오랜 기간 사용할 수 있다.

또한, 본 발명은 종래의 목재질의 목형에 비해 구입이 용이한 스티로폼을 사용하므로 저가로 목형을 제작할 수 있음은 물론 단기간 내에 목형을 제작할 수 있는 장점도 있다.

아울러, 본 발명에 따른 주조용 목형은 표면에 퍼티를 도포하거나 도장을 수행하므로 목형의 표면이 매끄러워 주물 제품의 표면 역시 매끄럽게 성형할 수 있고, 목형이 스티로폼 재질로 이루어짐에 따라 습기의 영향을 받지 않아 목형의 변형이 없이 일정한 형태를 장시간 유지할 수 있어 균일한 주형 및 주물 제품을 장기간 제작할 수 있다.

도 1은 종래 일반적인 목형의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 주조용 목형의 일 예를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 주조용 목형의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 주조용 목형의 제작 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 주조용 목형의 다른 제작 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 6은 도 2에 도시된 주조용 목형의 또 다른 제작 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 도 2에 도시된 주조용 목형을 이용한 하부 및 상부 주형의 제작 예를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 9 내지 도 10은 도 7 및 도 8에 도시된 하부 및 상부 주형에서 주조용 목형을 분리하는 예를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 11은 도 7 및 도 8에 도시된 하부 및 상부 주형의 밀착 예를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 12는 도 7 및 도 8에 도시된 하부 및 상부 주형을 이용한 주물 제품의 주조 예를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

이하 본 발명에 따른 주조용 목형의 제조 방법 및 그 방법을 통해 얻어진 목형을 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 기술되는 실시 예들에 의해 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 2 내지 도 4에 의하면, 본 발명에 따른 주조용 목형(100)은 뼈대를 이루도록 하나 이상 조립되는 프레임(110)과, 그 프레임(110)에 조립되는 복수(複數)의 스티로폼 재질의 목형조각(120)을 이용하여 제작된다.

이와 같이 복수(複數)의 스티로폼 재질의 목형조각(120)을 프레임(110)에 고정한 상태에서 그 표면에 액상의 코팅액을 분사 또는 도포하여 라미네이트층(130)을 형성한 후, 퍼티(putty)를 도포하거나 도장을 수행하여 제작된다.

이하, 본 발명에 따른 주조용 목형의 제작 과정을 상세히 설명한다.

먼저, 주물 제품을 제작하는데 스티로폼 재질의 목형(100)을 제작하기 위해서는 뼈대를 이루는 프레임(110)을 우선적으로 사용한다.

이와 같은 프레임(110)은 주물 제품의 크기에 따라 바닥을 이루는 베이스판(102)이 사용될 수 있으며, 그 베이스판(102)의 상부에 하나 이상의 프레임(110)을 일체로 고정하여 제작하고자 하는 주물 제품의 뼈대를 형성한다.

이때, 상기 베이스판(102)과 프레임(110)은 나무, 철재, 합성수지제(플라스틱) 등 강성을 갖는 다양한 재질의 재료를 사용할 수 있다.

특히 대단위의 주물 제품을 제작하기 위한 경우 사이즈가 커지므로 무게가 상당하므로 크레인 등을 이용해 옮겨야 하는데, 이동의 편의를 위해 고리(104)를 상기 베이스판(102)에 하나 이상 구비한다. 따라서, 고리(104)에 크레인의 후크(미도시됨)를 걸어 승·하강 및 수평으로 간단히 이송할 수 있다.

이와 같은 베이스판(102)과 프레임(110)을 이용해 뼈대를 형성한 후 그 프레임(110) 사이의 공간에 복수(複數)의 스티로폼 재질의 목형조각(120)을 주물 제품의 형상으로 조립한다. 이 경우 상기 스티로폼 재질의 목형조각(120)은 프레임(110)에 접착제 또는 나사 등을 이용해 일체로 부착한다.

한편, 도 4를 참고하면 상기 프레임(110)에 목형조각(120)을 조립한 상태에서 표면에 액상의 코팅액을 분사 또는 도포하여 라미네이트층(130)을 형성한다. 이와 같은 라미네이트층(130)은 점성을 갖고 있어 퍼티(putty)를 도포하거나 도장이 잘 이루어질 수 있게 된다.

이때, 상기 라미네이트층(130)은 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 폴리우레탄(PU), 폴리에스테르(PET) 등이 사용될 수 있다.

특히, 라미네이트층(130)을 형성하지 않고 스티로폼 재질의 목형조각(120) 표면에 퍼티(putty)를 도포하거나 도장처리를 하면 스티로폼이 녹아내리거나 표면 박리될 수 있고, 스티로폼 재질의 목형(100) 표면에 라미네이트층(130)을 형성하지 않고 직접 도장처리만 수행하는 경우 목형(100)의 표면이 거칠고 그로 인한 주물 제품 표면의 불규칙 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서 라미네이트층(130)을 필수적으로 형성하게 된다. 상기 라미네이트층(130)은 분사식으로 형성하는 경우 0.5cm, 붓 등을 이용한 도포시에는 1cm 정도를 형성함이 바람직하며, 이후 12 ~ 24시간 자연 건조한다.

이와 같은 프레임(110)에 목형조각(120)을 조립한 상태에서 전체적으로 라미네이트층(130)을 형성한 후 백악(미세한 분말로 된 탄산칼슘)과 끓인 아마유로 만든 접합제인 퍼티(putty)를 도포하여 퍼티층(140)을 형성한다. 이 경우 퍼티층(140)은 필요에 따라 다양한 두께(예를 들어 1 ~ 5cm)로 형성할 수 있으며, 두께에 따라 1 ~ 2시간 자연 건조한다.

상기 퍼티(putty)는 통상 '빠데'라고도 불리우는 것으로, 두들기거나 반죽해 일정한 굳기를 가진 반죽으로 만든 다음 창틀에 유리판을 고정하거나 목공품의 균열을 막거나 못질의 마무리 작업시 구멍을 채우는 데 널리 사용되는 것으로, 고품질의 백악 퍼티는 85~90％의 백악과 10~15％의 끓인 아마유를 섞어서 만들고, 연백 백악 퍼티에는 10％의 연백이 첨가된다.

그리고 상기 퍼티층(140)을 형성한 후에는 표면을 사포 등을 이용해 연마처리하여 표면을 매끄럽게 가공한다.

이후, 상기 퍼티층(140)의 표면에 유색 또는 무색의 도장처리를 통해 마감층(150)을 형성한다. 이와 같은 마감층(150)의 형성을 통해 표면을 더욱 매끄럽게 형성할 수 있다.

물론, 상기 퍼티층(140)을 형성한 후에 형성하게 되는 마감층(150)은 필요에 따라 선택 적용할 수 있다.

한편, 도 5는 본 발명에 따른 주조용 목형의 다른 제작 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다. 이에 의하면, 라미네이트층(130)을 형성한 후, 퍼티층(140)을 형성하는 대신 라미네이트층(130)의 표면에 유색 또는 무색의 도장처리를 통해 마감층(150)을 직접 형성할 수 있다.

따라서, 퍼티층(140)을 별도로 형성하지 않으므로 퍼티의 도포 및 건조 과정을 생략할 수 있어 좀 더 간단하게 주조용 목형을 제작할 수 있다.

또한, 도 6은 본 발명에 따른 주조용 목형의 또 다른 제작 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다. 이에 의하면, 라미네이트층(130)을 형성한 후 라미네이트층(130)을 그물망(160)으로 감싸게 된다. 이와 같은 그물망(160)을 감싸는 함침 공정을 수행하고 건조시키고 퍼티층(140)을 형성한다.

이 경우 상기 그물망(160)은 직물, 합성사, 금속망 등 다양한 재질을 사용할 수 있다.

이와 같은 그물망(160)을 이용하면 퍼티층(140)과의 결합력이 상승하고, 견고하고 내구성이 상승됨은 물론 변형이 잘 일어나지 않게 되는 장점이 있다.

이상의 다양한 방법에 의해 제조된 주조용 목형을 이용한 주형(mould)의 제작 및 그 주형(mould)을 이용한 주물 제품의 주조 예를 설명한다.

도 7에 도시된 바와 같이 형틀(200)에 주물사(202)를 채워 하부 주형(210)을 제작하고, 도 8에 도시된 바와 같이 형틀(201)에 주물사(203)를 채워 상부 주형(220)을 제작한다. 이때, 상부 주형(220)과 하부 주형(210)은 순서에 상관없이 제작할 수 있다.

이와 같이 제작되는 상부 주형(220)과 하부 주형(210)은 용해된 금속이 투입되는 공간부(221, 211)가 각각 형성된다. 이 경우 용해된 금속을 투입하기 위한 주입구(222)를 상부 주형(220)에 형성하게 된다. 그리고 상기 공간부(221, 211)를 형성하는데 사용하는 주조용 목형(100)을 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 분리한다.

이와 같이 상부 주형(220)과 하부 주형(210)을 제작하는데 사용한 주조용 목형(100)은 분리 후 다시 다른 상부 주형(220)과 하부 주형(210)을 제작하는데 사용할 수 있고, 이는 반복적으로 복수의 상부 주형(220)과 하부 주형(210)의 제작에 사용할 수 있다.

한편, 이와 같이 제작된 상부 주형(220)과 하부 주형(210)은 도 11에 도시된 바와 같이 주조용 목형(100)과 같은 형상으로 공간부(221, 211)를 형성하도록 밀착시키고, 도 12에 도시된 바와 같이 용해된 금속(301)을 상부 주형(220)의 주입구(222)를 통해 투입하여 공간부(221, 211)를 채워주고 냉각시켜 응고시키고, 상부 주형(220)과 하부 주형(210)을 분리하면 완성된 주물 제품(300)을 얻을 수 있다.

이상의 도 2 내지 도 12에 도시된 주조용 목형과 주형 및 주물 제품은 하나의 일 예를 설명하기 위해 도시한 도면으로, 다양한 형상이나 모양을 갖는 주조용 목형과 주형 및 주물 제품이 본 발명에 따른 제조 방법에 의해 다양하게 제조될 수 있고, 이들은 그 형상이나 모양에 상관없이 본 발명의 권리범위가 미친다.

100: 주조용 목형 102: 베이스판
110: 프레임 120: 목형조각
130: 라미네이트층 140: 퍼티층
150: 마감층 160: 그물망
200,201: 형틀 202,203: 주물사
210: 하부 주형 220: 상부 주형
300: 주물 제품

Claims

주조용 목형(100)의 뼈대를 이루도록 하나 이상의 프레임(110)을 조립하는 제1단계;
상기 프레임(110)에 스티로폼 재질의 목형조각(120)을 일체로 조립하는 제2단계;
상기 프레임(110)에 목형조각(120)을 조립한 상태에서 표면에 액상의 코팅액을 분사 또는 도포하여 라미네이트층(130)을 형성하는 제3단계;
상기 라미네이트층(130) 표면에 퍼티(putty)를 도포하여 퍼티층(140)을 형성하는 제4단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 주조용 목형의 제조 방법.
제 1항에 있어서,
상기 제4단계 후, 상기 퍼티층(140)을 형성한 후에는 표면을 사포 등을 이용해 연마처리하여 표면을 매끄럽게 가공하는 제5단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주조용 목형의 제조 방법.
제 1항에 있어서,
상기 제4단계 후, 상기 퍼티층(140)의 표면에 유색 또는 무색의 도장처리를 통해 마감층(150)을 형성하는 제6단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주조용 목형의 제조 방법.
제 1항에 있어서,
상기 제3단계 이후 제4단계 이전에, 상기 라미네이트층(130)을 그물망(160)으로 감싸는 제7단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주조용 목형의 제조 방법.
주조용 목형(100)의 뼈대를 이루도록 하나 이상의 프레임(110)을 조립하는 제1단계;
상기 프레임(110)에 스티로폼 재질의 목형조각(120)을 일체로 조립하는 제2단계;
상기 프레임(110)에 목형조각(120)을 조립한 상태에서 표면에 액상의 코팅액을 분사 또는 도포하여 라미네이트층(130)을 형성하는 제3단계;
상기 라미네이트층(130) 표면에 유색 또는 무색의 도장처리를 통해 마감층(150)을 형성하는 제4단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 주조용 목형의 제조 방법.
제 5항에 있어서,
상기 제3단계 이후 제4단계 이전에, 상기 라미네이트층(130)을 그물망(160)으로 감싸는 제7단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주조용 목형의 제조 방법.
제 5항에 있어서,
상기 프레임(110)은 베이스판(102)의 상부에 하나 이상 일체로 고정된 것을 특징으로 하는 주조용 목형의 제조 방법.
제 1항 내지 제 7항 중에 어느 한 항의 방법으로 얻어진 주조용 목형.