KR101659233B1

KR101659233B1 - 시편 제조 장치

Info

Publication number: KR101659233B1
Application number: KR1020150103507A
Authority: KR
Inventors: 나상집; 한상빈
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2015-07-22
Filing date: 2015-07-22
Publication date: 2016-09-23

Abstract

본 발명에 의한 시편 제조 장치는, 일측에 시료를 적재하여 용융시키는 복수 개의 가열홈이 형성된 가열블록; 상기 가열블록과 밀착되거나 서로 분리토록 이동 가능하게 제공되고, 상기 가열블록의 가열홈과 대응되는 위치에 형성되어 상기 가열홈에서 용융된 시료를 전달받고 냉각시켜 시편을 제조하는 복수 개의 냉각홈이 형성된 냉각블록; 상기 가열홈에 상기 시료를 인입시키고, 상기 냉각블록의 냉각홈에서 인출되는 시편을 전달받도록 상기 가열블록과 상기 냉각블록 사이 공간으로 진입되는 인서터; 및 상기 가열블록과 상기 냉각블록을 일체로 회전시켜 상하 반전시키는 반전모터;를 포함한다.

Description

시편 제조 장치{APPARATUS OF PRODUCING SPECIMEN}

본 발명은 시편 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시료를 용융시키고 냉각시켜 시편을 제조하는 시편 제조 장치에 관한 것이다.

금속 시료의 성분을 정밀하게 분석하기 위해서는, 시료를 일단 용융시켜 성분을 보다 균일하게 분산시킨 후 냉각시켜 시편을 제조할 필요가 있다. 이렇게 시편을 제조하면 성분들의 정성, 정량적 분석이 보다 원활해질 수 있다.

따라서, 고체 형태의 시료를 가열로에 넣어 가열하여 용융시킨 후, 분석이 가능한 특정 형태의 틀에 넣어 냉각시키고, 이렇게 제조된 시편을 분석 장비를 이용하여 분석하는 것이다.

이러한 시편 제조 과정에 문제가 있을 경우, 시편의 측정 데이터에 편차가 커지게 되므로, 보다 균일한 시편을 제조하는 것이 중요하다.

도 1에 종래의 시편 제조 과정이 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래에는 하부금형(11)과 상부금형(12)으로 구성된 몰드(10)에 시료통(20)을 삽입하고, 이 시료통(20)에 지그(30)를 이용하여 시료(1)를 투입하고, 몰드(10)를 폐쇄하고 가열하여 시료(1)를 용융시료(2)로 용융시키며, 용융이 종료되면 이를 냉각시켜 시편(3)으로 제조한다. 이후 몰드(10)에서 시료통(20)을 꺼내고, 이를 뒤집고 망치 등으로 타격하여 시료통(20)에서 시편(3)을 분리시키게 된다.

이때 용융시료(2)가 시편(3)으로 냉각되기까지 많은 시간이 소모되며, 망치로 시료통(20)에서 시편(3)을 분리시킬 때 시료통(20)과 시편(3)이 파손될 수 있다.

또한 위와 같은 제조 공정상 제조 시간이 과도하게 소모되기 때문에 원하는 시기에 분석 데이터를 획득하기 어렵고, 작업자의 시편 제조 실력에 따라 데이터가 상이하게 나오는 등의 문제가 발생하게 된다.

종래에 "합금철 정량분석용 몰드형 시료의 제조방법 (대한민국 공개특허 10-2003-0026385 (2003.04.03))" 및 "성분 분석용 시료 인출 장치 (대한민국 공개실용신안 20-1999-0026240 (1999.07.15))"에 시편의 제조 방법 및 장치가 공지되어 있다.

상기 합금철 정량분석용 몰드형 시료의 제조방법은, 합금철 시료를 몰드 형태로 제조함에 있어서, 고주파 유도 용해로를 이용하여 고온에서 용해시키고, 이를 원심주조하여 짧은 시간내에 균질한 상태의 몰드형 시편을 만들 수 있다.

또한 상기 성분 분석용 시료 인출 장치는, 주입공간에 바닥면에 설치된 정반이 승강되면서 시편을 인출할 수 있는 장치이다.

그러나 상기 발명들에는 모두 가열 형틀 내부에서 냉각이 이루어지기 때문에 시편의 빠른 냉각이 어렵고, 완성된 시편의 인출과 새로운 시료의 투입 사이에 시간차가 발생하여 공정 시간이 증가되는 문제가 여전히 상존하였다.

따라서, 보다 단축된 공정 시간 내에 균일한 시편을 제조할 수 있는 새로운 장치가 요구되고 있는 실정이다.

대한민국 공개특허 10-2003-0026385 (2003.04.03) 대한민국 공개실용신안 20-1999-0026240 (1999.07.15)ㅈ

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 일정한 품질의 시편을 제조하면서 공정 속도를 향상시킬 수 있는 시편 제조 장치를 제공하는 데 있다.

위 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 제조 장치는, 일측에 시료를 적재하여 용융시키는 복수 개의 가열홈이 형성된 가열블록; 상기 가열블록과 밀착되거나 서로 분리토록 이동 가능하게 제공되고, 상기 가열블록의 가열홈과 대응되는 위치에 형성되어 상기 가열홈에서 용융된 시료를 전달받고 냉각시켜 시편을 제조하는 복수 개의 냉각홈이 형성된 냉각블록; 상기 가열홈에 상기 시료를 인입시키고, 상기 냉각블록의 냉각홈에서 인출되는 시편을 전달받도록 상기 가열블록과 상기 냉각블록 사이 공간으로 진입되는 인서터; 및 상기 가열블록과 상기 냉각블록을 일체로 회전시켜 상하 반전시키는 반전모터;를 포함한다.

상기 가열블록 및 상기 냉각블록을 지지하는 프레임과, 상기 프레임과 상기 냉각블록을 연결하도록 설치되어 상기 냉각블록을 승강시키는 승강실린더를 더 포함하고, 상기 반전모터는, 상기 프레임에 연결되고, 상기 프레임을 회전시켜 상하반전시키는 것을 특징으로 한다.

각각의 상기 냉각홈의 평면으로부터 돌출되어 상기 시편을 상기 냉각홈으로부터 분리시켜 돌출시키고, 상기 냉각홈 내부에 분리액을 분사하는 이젝터 파이프를 더 포함한다.

상기 프레임에 고정 설치된 이젝터 실린더와, 상기 이젝터 파이프에 분리액을 공급하는 호스를 더 포함하고, 상기 이젝터 실린더는, 상기 이젝터 파이프와 연결되어 상기 이젝터 파이프를 승강시키며, 상기 냉각블록의 내부에는 상기 이젝터 파이프가 삽입되어 승강될 수 있는 작동공간이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 이젝터 파이프에는, 내부에 분리액이 유동할 수 있는 공간이 형성되고, 상기 냉각홈의 평면에 위치되는 상기 이젝터 파이프의 단부에는, 상기 이젝터 파이프에 삽입되어 상기 이젝터 파이프의 단부를 개폐시키는 이젝터 커버와, 상기 이젝터 파이프의 내부에 설치되어 상기 이젝터 커버를 상기 이젝터 파이프의 내부 방향으로 가압시키는 제1스프링과, 상기 이젝터 파이프를 둘러싸도록 설치되어 상기 이젝터 파이프를 상기 냉각홈에 돌출되는 반대 방향으로 가압시키는 제2스프링이 설치되고, 상기 이젝터 파이프에 분리액이 공급되면 그 압력으로 상기 이젝터 커버가 상기 이젝터 파이프로부터 돌출되어 상기 냉각홈의 내면에 분리액이 분사되며, 상기 이젝터 실린더가 신장되면 상기 이젝터 파이프가 상기 냉각홈에서 돌출되는 것을 특징으로 한다.

상기 이젝터 커버는, H자 형상으로 형성되어 그 일단이 상기 이젝터 파이프의 단부를 폐쇄하고, 그 중앙부에 상기 제1스프링이 삽입되어 그 타단 내측면을 상기 이젝터 파이프의 내부 방향으로 가압시키는 것을 특징으로 한다.

상기 인서터는, 상기 가열블록과 상기 냉각블록 사이로 진입하되 일면에 오목하게 시료공간이 형성되고 타면에 시편받이홈이 형성된 인서터 베이스와, 상기 인서터 베이스의 일측에 설치된 커버 모터와, 상기 커버 모터에 연결되어 회전되는 커버 회전축과, 상기 시료공간을 개폐시키도록 상기 커버 회전축에 연결되어 상기 커버 회전축과 일체로 회동되는 커버와, 상기 인서터 베이스에 연결되어 상기 인서터 베이스를 상하반전시키는 인서터 모터를 포함하고, 상기 커버를 개방하여 상기 시료공간에 적재된 시료를 상기 가열홈에 적재시킬 때, 상기 냉각홈에서 인출되는 상기 시편이 상기 시편받이홈으로 낙하되는 것을 특징으로 한다.

상기 인서터 모터는, 승강대에 승강 가능하게 설치되고, 상기 승강대에는, 상기 인서터 모터와 연결되어 승강되는 승강체와, 상기 승강체를 수직 관통하여 회전되는 승강축과, 상기 승강축의 단부에 결합되어 상기 승강축을 회전시키는 승강모터가 설치되며, 상기 승강대를 수평이동시키는 승강대 실린더를 더 포함한다.

상기 프레임을 지지하는 한 쌍의 기둥과, 상기 기둥을 지지하는 이동판을 더 포함하고, 상기 반전모터는, 상기 프레임의 양단에 돌출 형성되어 상기 기둥에 삽입되는 한 쌍의 회전축 중 하나에 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 이동판을 지지하되 상기 이동판이 그 위에서 이동 가능한 베이스와, 상기 베이스에 설치되어 상기 이동판을 수평이동시키는 이동판 실린더를 더 포함한다.

본 발명에 의한 시편 제조 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 시편의 제조 공정을 자동화하여 작업자의 숙련도와 무관하게 일정한 품질의 시편을 제조할 수 있다.

둘째, 시편의 냉각 이후 틀에서 분리할 때 충격을 최소화함으로써 시편의 파손을 방지할 수 있다.

셋째, 시료의 투입과 시편의 회수를 동시에 수행할 수 있기 때문에 시편 제조 공정 시간이 단축된다.

넷째, 시료 용융시 진동을 가해 균일한 시편을 제조할 수 있다.

도 1은 종래의 시료 제조 과정을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 제조 장치를 나타낸 정면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시편 제조 장치를 나타낸 측면도,
도 4는 냉각 블록의 확대 단면도,
도 5는 이젝터 파이프의 폐쇄 상태를 나타낸 냉각 블록의 부분 확대도,
도 6은 이젝터 파이프의 개방 상태를 나타낸 냉각 블록의 부분 확대도,
도 7은 이젝터 파이프의 돌출 상태를 나타낸 냉각 블록의 부분 확대도,
도 8은 인서터의 모습을 나타낸 사시도,
도 9는 인서터에 시료가 적재된 모습을 나타낸 도면,
도 10은 인서터에서 가열홈으로 시료를 적재하고, 냉각홈에서 인출된 시편이 적재된 모습을 나타낸 도면이다.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 시편 제조 장치에 대하여 설명하기로 한다.

도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 시료를 용융시키는 가열홈(210)이 형성된 가열블록(200)과, 용융된 시료를 전달받고 냉각시켜 시편으로 제조하는 냉각홈(330)이 형성된 냉각블록(300)이 서로 대면되게 상하로 배치되고, 이 가열블록(200)과 냉각블록(300)을 반전시켜 상하관계를 바꾸도록 반전모터(141)가 설치된다.

냉각블록(300)은 가열블록(200)에 대해 가까워지거나 멀어지는 방향으로 승강 가능하게 설치되는데, 냉각블록(300)과 가열블록(200)이 서로 떨어져 있을 때 그 사이로 삽입되어 가열블록(200)에 시료를 공급하면서 냉각블록(300)에서 완성된 시편을 전달받는 인서터(400)가 추가로 설치된다.

이하에서는 냉각블록(300)이 위쪽에, 가열블록(200)이 아래쪽에 위치한 상태를 편의상 기본 상태로 지칭하고, 냉각블록(300)이 아래쪽에, 가열블록(200)이 위쪽에 위치한 상태를 역전 상태로 지칭하도록 한다.

가열블록(200)과 냉각블록(300)은 프레임(140)에 의해 지지되는데, 프레임(140)에는 승강실린더(340)가 고정 설치되고, 승강실린더(340)의 로드는 냉각블록(300)에 연결되어 냉각블록(300)을 승강시키게 된다.

프레임(140)의 형상은 특별히 한정하지 않지만, 사각 틀 형상으로 형성되어 가열블록(200)과 냉각블록(300)이 그 중앙 공간에 배치되는 것이 바람직하다. 이때 가열블록(200)은 프레임(140)에 직접적으로 고정되고, 냉각블록(300)은 승강실린더(340)를 매개로 하여 프레임(140)에 연결되는 것이다.

프레임(140)의 양측면에는 한 쌍의 회전축이 각각 돌출 형성되는데, 이 회전축은 각각 한 쌍의 기둥(130)에 삽입되어 프레임(140)을 지지하게 된다. 한 쌍의 회전축 중에 하나의 단부에는 반전모터(141)가 연결되는데, 이 반전모터(141)는 기둥(130)에 고정 설치되어 프레임(140)을 전체적으로 회전시켜 가열블록(200)과 냉각블록(300)을 반전시킬 수 있다.

또한 기둥(130)은 이동판(110) 위에 설치되어 있는데, 이동판(110)은 베이스(100)상에서 수평으로 이동 가능하게 설치된다. 또한 이동판(110)을 수평 방향으로 진동시키도록 베이스(100)에 설치된 이동판 실린더(120)가 더 설치될 수 있다. 이러한 이동판 실린더(120)가 이동판(110)을 진동시킴으로써, 가열블록(200)과 냉각블록(300) 내부에서 용융된 시료가 보다 균일하게 혼합될 수 있는 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 냉각블록(300)의 내부에는 이젝터 파이프(310)가 삽입되어 승강 가능하게 설치되어 있다. 이젝터 파이프(310)는 각각의 냉각홈(330)의 내부 평면마다 돌출될 수 있는 단부가 형성되고, 그 내부에는 분리액이 유동할 수 있도록 중공이 형성되어 있다. 프레임(140)에 설치된 이젝터 실린더(311)가 이젝터 파이프(310)에 연결되는데, 이젝터 실린더(311)의 작동에 의해 이젝터 파이프(310)가 승강하게 되는 것이다.

이젝터 파이프(310)의 각 단부에는 분리액을 분사할 수 있는 구성이 설치된다. 이러한 구성이 도 5 내지 7에 구체적으로 도시되어 있다.

도 5 내지 7에 도시된 바와 같이, 이젝터 파이프(310)의 단부에는 이젝터 커버(315)가 승강 가능하게 설치되어 이젝터 파이프(310)를 개폐시키고, 이젝터 커버(315)가 폐쇄 상태를 유지하도록, 더 정확히는 이젝터 커버(315)를 이젝터 파이프(310) 내부 방향으로 당겨 이젝터 파이프(310) 내부로 삽입되면서 그 단부를 폐쇄시키도록 당기는 제2스프링(314)이 설치된다. 이젝터 파이프(310) 내부에 분리액이 공급되면, 분리액의 압력에 의해 제2스프링(314)이 압축되고, 이젝터 커버(315)가 이젝터 파이프(310)의 단부로부터 돌출되면서 분리액이 외부로 분사될 수 있다

이젝터 커버(315)는 H자를 90도 회전시킨 형상으로 형성된다. 그 아래 방향으로 이젝터 파이프(310)의 단부를 폐쇄한다고 가정할 경우, 제2스프링(314)은 중앙 수직선을 감싸도록 배치되고, 이러한 제2스프링(314)은 이젝터 커버(315)의 내측 윗부분을 가압하여 이젝터 커버(315)를 이젝터 파이프(310)의 내부 방향으로 가압시키는 것이다.

작동 관계에 관해 더 자세한 내용은 후술하겠지만, 분리액이 분사되는 시점은 시편(3)이 냉각홈(330)으로부터 인출되는 시점과 냉각블록(300)이 가열블록(200)과 맞닿는 시점 사이인 것이 바람직하다.

또한, 이젝터 파이프(310) 자체가 냉각홈(330)으로부터 돌출되어 냉각홈(330) 내부에서 응고된 시편(3)을 인출시킬 수 있다. 이때 이젝터 파이프(310)를 냉각홈(330)으로부터 돌출시키는 구동력을 이젝터 실린더(311)가 제공하게 된다. 또한 이젝터 파이프(310)를 냉각블록(300) 내부 방향으로 복귀시키는 힘을 가하는 제2스프링(313)이 이젝터 파이프(310) 단부의 외경을 감싸도록 설치될 수 있다.

이젝터 파이프(310)에는 이젝터 실린더(311) 외에도 호스(320)가 연결되는데, 이 호스(320)를 통해 분리액을 이젝터 파이프(310) 내부로 공급하게 되는 것이다. 호스(320)는 이젝터 파이프(310)에 연결되고 냉각블록(300)을 관통하여 외부로 연장된다.

도 3 및 도 8 내지 10에 도시된 바와 같이, 기본 상태의 가열블록(200)과 냉각블록(300)이 서로 이격되어 있을 때, 인서터(400)가 그 사이로 진입될 수 있다.

인서터(400)는 인서터 베이스(450)를 기본으로 하는데, 인서터 베이스(450)에는 가열홈(210)으로 공급될 시료를 적재할 수 있는 시료공간(453)이 오목하게 형성되고, 그 반대편에는 시편(3)을 적재할 수 있는 시편받이홈(454)이 형성된다.

시료공간(453)은 커버(451)에 의해 개폐되는데, 커버(451)는 커버 회전축(455)과 일체로 회전하면서 시료공간(453)을 개폐시키게 된다. 커버 회전축(455)은 인서터 베이스(450)에 설치되고, 일측 단부에는 커버 모터(452)가 설치되어 회전축을 회전시킨다. 커버 모터(452)는 인서터 베이스(450)에 고정 설치되며, 커버 회전축(455)은 인서터 베이스(450)로부터 소정 간격 이격되어 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 인서터(400) 자체를 회전시켜 상하를 반전시키는 인서터 모터(440)가 추가로 설치되는 것이 바람직한데, 시료를 시료공간(453)에 적재할 때에는 시료공간(453)이 상방향을 향해 개방되도록 위치되어야 하고, 시료공간(453)에서 가열홈(210)으로 시료를 낙하시킬 때에는 시료공간(453)이 하방향을 향해 개방되어야 하기 때문이다.

이에 더해서, 베이스(100)상에서 수평이동가능하게 설치된 승강대(410)와, 승강대(410)를 따라 위아래로 이동 가능하게 설치된 승강체(430)와, 승강체(430)를 관통하여 설치된 승강축(421)과, 승강축(421)의 상단에 설치되어 승강축(421)을 회전시키는 승강모터(420)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

승강체(430)의 작동 방법은 특별히 한정되지 않지만, 일례를 들면 승강모터(420)가 승강축(421)을 회전시키면, 승강체(430) 내부에 형성된 나사산 형상과 승강축(421)의 스크류가 맞물리면서 승강체(430)가 승강될 수 있다.

인서터 모터(440)는 승강체(430)에 설치되어 승강체(430)와 함께 승강되고, 베이스(100)에 설치되어 승강대(410)를 수평이동시키는 승강대 실린더(411)가 더 설치되어야 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 작동 관계를 설명한다.

우선 가열블록(200)과 냉각블록(300)이 기본 상태로 서로 이격되어 배치되어 있고, 인서터(400)는 시료공간(453)이 상방을 향해 개방되도록 위치되며, 승강대 실린더(411)가 수축하여 인서터(400)가 가열블록(200)과 냉각블록(300)으로부터 이격되어 위치한 준비 위치에 각 구성이 위치하고 있다.

이때 커버 모터(452)를 회전시켜 시료공간(453)을 개방시키고, 시료공간(453)에 시료를 투입한다. 시료의 투입이 완료되면 커버 모터(452)를 회전시켜 시료공간(453)을 페쇄시키고, 인서터 모터(440)를 회전시켜 시료공간(453)이 하방을 향하도록 한다. 그리고 승강대 실린더(411)를 전진시켜 인서터(400)를 가열블록(200)과 냉각블록(300) 사이로 진입시킨다.

인서터(400)가 가열블록(200)의 상부에 위치하면, 커버 모터(452)를 회전시켜 시료공간(453)을 개방시키고, 시료를 가열홈(210)으로 투입시킨다. 만약 첫 번째 작동이라면 시료 투입만을 수행하고, 두 번째 이후의 작동이라면 이와 동시에 시편을 수령하게 된다.

가열홈(210)에 시료의 투입이 완료되면, 승강대 실린더(411)를 후퇴시켜 인서터(400)를 후퇴시키고, 승강실린더(340)를 작동시켜 냉각블록(300)을 가열블록(200)에 밀착시킨다.

이후 가열블록(200)을 작동시켜 가열홈(210)에 적재된 시료를 용융시키는데, 이 과정에서 이동판 실린더(120)가 전후진하면서 용융된 시료를 균일하게 혼합시키게 된다.

시료의 용융이 완료되면 반전모터(141)를 작동시켜 가열블록(200)과 냉각블록(300)을 반전시킨다. 이에 따라 가열홈(210)에 적재되어 있는 용융 시료는 냉각홈(330)으로 옮겨가게 된다. 이후 냉각홈(330)을 냉각시켜 용융 시료를 응고시키고 시편을 제조하게 된다. 냉각블록의 냉각 방법을 특별히 한정하지는 않지만, 바람직하게는 냉각블록(300)의 일측에 냉매 공급 파이프(350)를 연결하고, 냉각블록(300) 내부에 형성된 유로를 통해 이를 유동시켜 냉각블록(300) 전체를 냉각시키는 것이 바람직할 것이다.

냉각홈(330) 내부에 적재된 용융시료가 완전히 응고되어 시편(3)이 제조되면, 반전모터(141)를 작동시켜 가열블록(200)과 냉각블록(300)을 다시 기본 상태로 복귀시킨다. 그리고 승강실린더(340)를 작동시켜 냉각블록(300)을 가열블록(200)으로부터 이격시키게 된다.

이후 다시 시료공간(453)에 시료가 적재된 인서터(400)가 전진하여 가열블록(200)과 냉각블록(300) 사이로 진입하게 되고, 가열홈(210)에 시료를 적재하게 된다.

두 번째 이후의 작동일 경우, 냉각홈(330)에 시편(3)이 고정되어 있는 상태인데, 이때 이젝터 실린더(311)가 작동하여 이젝터 파이프(310)를 냉각홈(330)으로부터 돌출시킴으로써 시편(3)이 냉각홈(330)으로부터 분리되어 낙하하게 된다. 낙하하는 시편(3)은 인서터(400)에 형성된 시편받이홈(454)에 적재되고, 인서터(400)가 후퇴하면 시편받이홈(454)에 적재된 시편(3)을 회수할 수 있다.

시편(3)이 분리되면 이젝터 실린더(311)가 후퇴하여 이젝터 파이프(310)가 냉각홈(330)의 내부로 복귀하게 된다. 이 과정에서 제2스프링(313)이 이젝터 파이프(310)의 복귀를 보조한다.

이젝터 파이프(310)가 복귀된 후, 호스(320)를 통해 분리액이 공급된다. 분리액은 형틀과 주조물 사이의 분리를 돕기 위한 물질로서, 냉각홈(330)에서 시편(3)의 분리를 용이하게 하기 위한 물질이다.

호스(320)를 통해 이젝터 파이프(310) 내부로 분리액이 공급되면, 분리액의 압력에 의해 이젝터 커버(315)가 이젝터 파이프(310)의 단부로 돌출되게 된다. 이렇게 이젝터 커버(315)가 돌출되면 틈새가 형성되어 분리액이 냉각홈(330)의 벽면으로 분사되고, 이후 용융 시료를 전달받아 응고시켜 시편을 제조할 때 분리를 용이하게 할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 시료 2: 용융시료
3: 시편 10: 몰드
11: 하부금형 12: 상부금형
20: 시료통 30: 지그
100: 베이스 110: 이동판
120: 이동판 실린더 130: 기둥
140: 프레임 141: 반전모터
200: 가열블록 210: 가열홈
300: 냉각블록 310: 이젝터 파이프
311: 이젝터 실린더 312: 이젝터 로드
313: 제2스프링 314: 제1스프링
315: 이젝터 커버 320: 호스
330: 냉각홈 340: 승강실린더
350: 공급 파이프 400: 인서터
410: 승강대 411: 승강대 실린더
420: 승강모터 421: 승강축
430: 승강체 440: 인서터 모터
450: 인서터 베이스 451: 커버
452: 커버 모터 453: 시료공간
454: 시편받이홈

Claims

일측에 시료를 적재하여 용융시키는 복수 개의 가열홈이 형성된 가열블록;
상기 가열블록과 밀착되거나 서로 분리토록 이동 가능하게 제공되고, 상기 가열블록의 가열홈과 대응되는 위치에 형성되어 상기 가열홈에서 용융된 시료를 전달받고 냉각시켜 시편을 제조하는 복수 개의 냉각홈이 형성된 냉각블록;
상기 가열홈에 상기 시료를 인입시키고, 상기 냉각블록의 냉각홈에서 인출되는 시편을 전달받도록 상기 가열블록과 상기 냉각블록 사이 공간으로 진입되는 인서터; 및
상기 가열블록과 상기 냉각블록을 일체로 회전시켜 상하 반전시키는 반전모터;를 포함하는, 시편 제조 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가열블록 및 상기 냉각블록을 지지하는 프레임과, 상기 프레임과 상기 냉각블록을 연결하도록 설치되어 상기 냉각블록을 승강시키는 승강실린더를 더 포함하고,
상기 반전모터는, 상기 프레임에 연결되고, 상기 프레임을 회전시켜 상하반전시키는 것을 특징으로 하는, 시편 제조 장치.
청구항 2에 있어서,
각각의 상기 냉각홈의 평면으로부터 돌출되어 상기 시편을 상기 냉각홈으로부터 분리시켜 인출시키고, 상기 냉각홈 내부에 분리액을 분사하는 이젝터 파이프;를 더 포함하는, 시편 제조 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 프레임에 고정 설치된 이젝터 실린더와, 상기 이젝터 파이프에 분리액을 공급하는 호스를 더 포함하고,
상기 이젝터 실린더는, 상기 이젝터 파이프와 연결되어 상기 이젝터 파이프를 승강시키며,
상기 냉각블록의 내부에는 상기 이젝터 파이프가 삽입되어 승강될 수 있는 작동공간이 형성되는 것을 특징으로 하는, 시편 제조 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 이젝터 파이프에는, 내부에 분리액이 유동할 수 있는 공간이 형성되고,
상기 냉각홈의 평면에 위치되는 상기 이젝터 파이프의 단부에는, 상기 이젝터 파이프에 삽입되어 상기 이젝터 파이프의 단부를 개폐시키는 이젝터 커버와, 상기 이젝터 파이프의 내부에 설치되어 상기 이젝터 커버를 상기 이젝터 파이프의 내부 방향으로 가압시키는 제1스프링과, 상기 이젝터 파이프를 둘러싸도록 설치되어 상기 이젝터 파이프를 상기 냉각홈에 돌출되는 반대 방향으로 가압시키는 제2스프링이 설치되고,
상기 이젝터 파이프에 분리액이 공급되면 그 압력으로 상기 이젝터 커버가 상기 이젝터 파이프로부터 돌출되어 상기 냉각홈의 내면에 분리액이 분사되며,
상기 이젝터 실린더가 신장되면 상기 이젝터 파이프가 상기 냉각홈에서 돌출되는 것을 특징으로 하는, 시편 제조 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 이젝터 커버는, H자 형상으로 형성되어 그 일단이 상기 이젝터 파이프의 단부를 폐쇄하고, 그 중앙부에 상기 제1스프링이 삽입되어 그 타단 내측면을 상기 이젝터 파이프의 내부 방향으로 가압시키는 것을 특징으로 하는, 시편 제조 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 인서터는, 상기 가열블록과 상기 냉각블록 사이로 진입하되 일면에 오목하게 시료공간이 형성되고 타면에 시편받이홈이 형성된 인서터 베이스와, 상기 인서터 베이스의 일측에 설치된 커버 모터와, 상기 커버 모터에 연결되어 회전되는 커버 회전축과, 상기 시료공간을 개폐시키도록 상기 커버 회전축에 연결되어 상기 커버 회전축과 일체로 회동되는 커버와, 상기 인서터 베이스에 연결되어 상기 인서터 베이스를 상하반전시키는 인서터 모터를 포함하고,
상기 커버를 개방하여 상기 시료공간에 적재된 시료를 상기 가열홈에 적재시킬 때, 상기 냉각홈에서 인출되는 상기 시편이 상기 시편받이홈으로 낙하되는 것을 특징으로 하는, 시편 제조 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 인서터 모터는, 승강대에 승강 가능하게 설치되고,
상기 승강대에는, 상기 인서터 모터와 연결되어 승강되는 승강체와, 상기 승강체를 수직 관통하여 회전되는 승강축과, 상기 승강축의 단부에 결합되어 상기 승강축을 회전시키는 승강모터가 설치되며,
상기 승강대를 수평이동시키는 승강대 실린더를 더 포함하는, 시편 제조 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 프레임을 지지하는 한 쌍의 기둥과, 상기 기둥을 지지하는 이동판을 더 포함하고,
상기 반전모터는, 상기 프레임의 양단에 돌출 형성되어 상기 기둥에 삽입되는 한 쌍의 회전축 중 하나에 연결되는 것을 특징으로 하는, 시편 제조 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 이동판을 지지하되 상기 이동판이 그 위에서 이동 가능한 베이스와, 상기 베이스에 설치되어 상기 이동판을 수평이동시키는 이동판 실린더를 더 포함하는, 시편 제조 장치.