KR20220116606A - Equal cooling insert mold and manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

Provided is an uniform cooling insert mold comprising: an insert body which includes a base member coupled to a fixed mold or a moving mold and an uniform cooling member extended from one side of the base member; and a cooling flow path which includes an inflow path penetrating the base member in a direction parallel to a center axis of the insert body, an outflow path located apart from the inflow path at a predetermined interval, and an uniform cooling path formed in a zigzag shape inside the uniform cooling member and connecting one end of the inflow path and one end of the outflow path with each other. The uniform cooling insert mold improves cooling performance to prevent a defect of a casting product.

Description

등냉각 인서트 금형 및 그 제조방법{Equal cooling insert mold and manufacturing method of the same}Equal cooling insert mold and manufacturing method of the same

본 발명은 등냉각 인서트 금형 및 그 제조방법에 대한 것으로, 인서트 금형에 스파이럴 형태의 등냉각 구조를 적용하여 냉각성능을 향상시킬 수 있으며 냉각온도 균질화로 주조품의 결함 발생을 방지할 수 있는 등냉각 인서트 금형 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an isocooling insert mold and a manufacturing method thereof, which can improve cooling performance by applying a spiral type isocooling structure to the insert mold, and an isocooled insert that can prevent defects in the casting by homogenizing the cooling temperature It relates to a mold and a method for manufacturing the same.

정밀 금속부품을 제조하기 위해 알루미늄, 마그네슘, 아연, 구리, 주석 등의 성분을 함유하는 합금을 용탕으로 하는 다이캐스팅 주조 방식이 일반적으로 상용되고 있다. 다이캐스팅 주조 방식은 고정밀도 생산과 대량생산이 가능하며 공정의 자동화율이 높으므로, 자동차의 정밀부품에 사용되고 있으며, 점차 전자부품, 광학부품, 계측기 부품 등의 제조에도 점차 사용이 확대되고 있다.In order to manufacture precision metal parts, a die-casting casting method using an alloy containing components such as aluminum, magnesium, zinc, copper, and tin as a molten metal is commonly used. The die-casting casting method enables high-precision production and mass production, and the automation rate of the process is high, so it is used for precision parts of automobiles, and its use is gradually expanding in the manufacture of electronic parts, optical parts, measuring instrument parts, etc.

다이캐스팅 주조 방식으로 주조품을 제조하는 경우, 금형에 별도의 인서트를 장착한 후 용탕을 금형의 캐비티에 주입하여 주조를 수행할 수 있는데, 일반적으로 주조품의 냉각을 위해 인서트 내부에는 직선 형태의 냉각라인이 위치한다. 그러나 인서트가 위치하는 주조품의 내측은 도 1과 같이 국부적인 냉각으로 인해 핫스팟과 같은 내부결함(A, B)이 발생할 수 있다. 따라서 주조품의 품질 개선 및 수율 향상을 위하여 인서트의 냉각방식에 대한 기술 개발이 필요하다.In the case of manufacturing a casting by the die-casting casting method, casting can be performed by mounting a separate insert in the mold and then pouring molten metal into the cavity of the mold. Located. However, internal defects (A, B) such as hot spots may occur on the inside of the casting where the insert is located due to local cooling as shown in FIG. 1 . Therefore, in order to improve the quality and yield of the casting, it is necessary to develop a technology for the cooling method of the insert.

한국등록특허 제 10-2200641호(등록일: 2021. 01. 05)Korean Patent Registration No. 10-2200641 (Registration Date: 2021. 01. 05) 일본등록특허 제 3448475호(등록일: 2003. 07. 04)Japanese Patent No. 3448475 (Registration Date: 2003. 07. 04)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 인서트 금형에 스파이럴 형태의 등냉각 구조를 적용하여 냉각성능을 향상시킴으로써, 냉각온도 균질화로 주조품의 결함 발생을 방지할 수 있는 등냉각 인서트 금형 및 그 제조방법을 제공하는 것에 목적이 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to improve the cooling performance by applying a spiral isocooling structure to the insert mold, thereby preventing the occurrence of defects in the casting by homogenizing the cooling temperature To provide an isocooling insert mold and a manufacturing method thereof purpose is to

또한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 3D 프린팅을 이용하여 복잡한 형태의 냉각유로를 용이하게 형성할 수 있는 등냉각 인서트 금형 및 그 제조방법을 제공하는 것에 목적이 있다. Another object of the present invention is to provide an isocooling insert mold capable of easily forming a cooling flow passage of a complex shape using 3D printing, and a method for manufacturing the same.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the object mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description.

상기의 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 고정금형 또는 가동금형에 결합되는 베이스부재와, 상기 베이스부재의 일측에 연장되어 형성되는 등냉각 부재를 포함하는 인서트 몸체; 및 상기 인서트 몸체의 중심축과 평행한 방향으로 베이스부재를 관통하는 유입로와, 상기 유입로와 소정의 간격으로 이격되어 위치하는 유출로와, 상기 등냉각 부재 내부에 지그재그형으로 형성되되 상기 유입로와 유출로의 일단부 사이를 연결하는 등냉각로를 포함하는 냉각유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 등냉각 인서트 금형을 제공할 수 있다.In order to solve the above problem, the present invention provides an insert body including a base member coupled to a fixed or movable mold, and an isocooling member extending to one side of the base member; and an inflow path passing through the base member in a direction parallel to the central axis of the insert body, an outlet path spaced apart from the inflow path by a predetermined distance, and a zigzag shape inside the isocooling member, the inflow It is possible to provide an isocooling insert mold comprising a; a cooling passage including an isocooling furnace connecting between the furnace and one end of the outlet passage.

상기 인서트 몸체는, 상기 유입로 또는 유출로와 평행하여 형성되되, 고정금형 또는 가동금형과 결합되는 금형체결 홀과, 밀핀이 관통하며 이동하는 밀핀이동 홀과, 온도센서가 장착되는 온도측정용 홀을 포함하는 것일 수 있다. The insert body is formed parallel to the inflow or outflow path, a mold fastening hole coupled to a fixed or movable mold, a push pin moving hole through which the push pin moves, and a temperature measuring hole in which a temperature sensor is mounted may include.

상기 등냉각로는 상기 인서트 몸체의 외주면 또는 내주면의 곡면에 대응하여 곡률을 가지는 수평냉각부와, 수평냉각부 사이를 수직으로 연결하는 수직냉각부를 포함하는 ㄹ형으로 형성된 것일 수 있다.The isocooling furnace may be formed in a D-shape including a horizontal cooling unit having a curvature corresponding to the curved surface of the outer circumferential surface or the inner circumferential surface of the insert body, and a vertical cooling unit vertically connecting between the horizontal cooling units.

상기 등냉각로의 수평냉각부는 가로 직경보다 세로 직경이 더 큰 수직단면을 구비하되, 상기 수직단면은 중심으로부터 하향으로 폭이 좁아지는 형태인 것일 수 있다.The horizontal cooling unit of the isocooling furnace may have a vertical cross-section having a vertical diameter greater than a horizontal diameter, and the vertical cross-section may be of a form in which the width is narrowed downward from the center.

상기 냉각유로는 상기 인서트 몸체의 중심축을 기준으로 하여 등각으로 분할되는 영역에 복수 개가 배치되는 것일 수 있다.A plurality of the cooling passages may be arranged in an area divided at an equal angle with respect to the central axis of the insert body.

또한, 상기의 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 베이스 부재를 형성하되, 베이스 부재의 중심축과 평행한 방향으로 냉각유로의 유입로와 상기 유입로와 소정의 간격으로 이격되어 위치하는 유출로를 형성하는 1차 가공으로 베이스 부재를 형성하는 단계; 상기 베이스 부재의 일측으로부터 연장되도록 3D 프린팅을 이용하여 등냉각 부재를 형성하되, 지그재그형으로 형성되는 등냉각로가 상기 유입로와 유출로의 일단부 사이를 연결하며 형성하는 단계; 상기 베이스 부재와 등냉각 부재를 포함하는 인서트 몸체를 열처리하는 단계; 및 상기 유입로와 유출로의 직경이 상기 등냉각로의 직경과 대응하도록 2차 가공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 등냉각 인서트 금형의 제조방법을 제공할 수 있다.In addition, in order to solve the above problem, the present invention forms a base member, but forms an inflow path of the cooling flow path in a direction parallel to the central axis of the base member and an outlet path spaced apart from the inflow path by a predetermined distance forming a base member by primary processing; forming an isocooling member using 3D printing so as to extend from one side of the base member, and forming an isocooling path formed in a zigzag shape while connecting one end of the inflow path and the outlet path; heat-treating the insert body including the base member and the isocooling member; and secondary processing so that the diameters of the inflow and outflow paths correspond to the diameters of the isocooling furnace.

상기 1차 가공을 하는 것은, 밀핀이 관통하며 이동하는 밀핀이동 홀과, 온도센서가 장착되는 온도측정용 홀을 상기 유입로 또는 유출로와 평행하도록 형성하는 것을 포함하는 것일 수 있다. The primary processing may include forming a mill pin movement hole through which the mill pin moves and a temperature measurement hole in which the temperature sensor is mounted to be parallel to the inflow or outflow path.

상기 2차 가공을 하는 것은, 상기 인서트 몸체에 고정금형 또는 가동금형과 결합되는 금형체결 홀을 형성하거나, 상기 밀핀이동 홀 또는 온도측정용 홀을 상기 등냉각 부재의 내부까지 연장 형성하는 것을 더욱 포함하는 것일 수 있다.The secondary processing further includes forming a mold fastening hole coupled to a fixed mold or a movable mold in the insert body, or extending the push pin movement hole or a temperature measurement hole to the inside of the isocooling member may be doing

상기 등냉각 부재를 형성하는 것은, 상기 인서트 몸체의 외주면 또는 내주면의 곡면에 대응하여 곡률을 가지는 수평냉각부와, 수평냉각부 사이를 수직으로 연결하는 수직냉각부를 포함하는 ㄹ형으로 등냉각로를 형성하는 것일 수 있다.Forming the iso-cooling member, a horizontal cooling unit having a curvature corresponding to the curved surface of the outer circumferential surface or the inner circumferential surface of the insert body, and a vertical cooling unit vertically connecting between the horizontal cooling unit to form an isocooling furnace may be doing

상기 등냉각 부재를 형성하는 것은, 가로 직경보다 세로 직경이 더 큰 수직단면을 구비하도록 상기 수평냉각부를 형성하되, 상기 수직단면은 중심으로부터 하향으로 폭이 좁아지는 형태로 형성하는 것일 수 있다.Forming the isocooling member, but forming the horizontal cooling unit to have a vertical cross-section having a vertical diameter greater than a horizontal diameter, the vertical cross-section may be formed in a form in which the width is narrowed downward from the center.

상기 2차 가공을 하는 것은, 상기 냉각유로의 유입로와 유출로의 직경을 상기 등냉각로의 직경보다 크게 형성하는 것일 수 있다.In the secondary processing, diameters of the inflow and outflow paths of the cooling flow path may be formed to be larger than the diameters of the isocooling path.

본 발명의 실시예에 따른 등냉각 인서트 금형 및 그 제조방법은 인서트 금형에 스파이럴 형태의 등냉각 구조를 적용하여 냉각성능을 향상시킴으로써, 냉각온도 균질화로 주조품의 결함 발생을 방지할 수 있는 장점이 있다. 또한, 3D 프린팅을 이용하여 복잡한 형태의 냉각유로를 용이하게 형성할 수 있는 효과가 있다.The isocooling insert mold and its manufacturing method according to an embodiment of the present invention improve cooling performance by applying a spiral type isocooling structure to the insert mold, thereby preventing the occurrence of defects in the casting by homogenizing the cooling temperature. . In addition, there is an effect that it is possible to easily form a cooling flow path having a complex shape using 3D printing.

도 1은 종래의 냉각으로 인한 주조품의 결함 발생을 나타낸 사진,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 등냉각 인서트 금형을 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 등냉각 인서트 금형을 나타낸 분해사시도,
도 4a는 도 2의 I-I'에 따른 단면도,
도 4b는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ'에 따른 단면도,
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 실시예에 따른 등냉각 인서트 금형의 제조과정을 나타낸 도면,
도 6은 종래의 인서트 금형과 주조품의 온도분포를 나타낸 온도분포도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 등냉각 인서트 금형과 주조품의 온도분포를 나타낸 온도분포도이다.1 is a photograph showing the occurrence of defects in the casting due to conventional cooling;
2 is a perspective view showing an isocooling insert mold according to an embodiment of the present invention;
3 is an exploded perspective view showing an isocooling insert mold according to an embodiment of the present invention;
Fig. 4a is a cross-sectional view taken along line II' in Fig. 2;
Figure 4b is a cross-sectional view taken along II-II' of Figure 3;
5a to 5f are views showing a manufacturing process of an isocooling insert mold according to an embodiment of the present invention;
6 is a temperature distribution diagram showing the temperature distribution of the conventional insert mold and casting;
7 is a temperature distribution diagram showing the temperature distribution of the isocooling insert mold and the casting according to the embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 층 및 영역의 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments introduced below are provided as examples so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. And, in the drawings, the length, thickness, etc. of layers and regions may be exaggerated for convenience. Like reference numerals refer to like elements throughout.

도 1은 종래의 냉각으로 인한 주조품의 결함 발생을 나타낸 사진, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 등냉각 인서트 금형을 나타낸 사시도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 등냉각 인서트 금형을 나타낸 분해사시도, 도 4a는 도 2의 I-I'에 따른 단면도, 도 4b는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ'에 따른 단면도, 도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 실시예에 따른 등냉각 인서트 금형의 제조과정을 나타낸 도면, 도 6은 종래의 인서트 금형과 주조품의 온도분포를 나타낸 온도분포도, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 등냉각 인서트 금형과 주조품의 온도분포를 나타낸 온도분포도이다.1 is a photograph showing the occurrence of defects in the casting due to conventional cooling, FIG. 2 is a perspective view showing an isocooled insert mold according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an isocooled insert mold according to an embodiment of the present invention An exploded perspective view, Fig. 4a is a cross-sectional view taken along II-I' of Fig. 2, Fig. 4b is a cross-sectional view taken along II-II' of Fig. 3, and Figs. 6 is a temperature distribution diagram showing the temperature distribution of the conventional insert mold and the casting, FIG. 7 is a temperature distribution diagram showing the temperature distribution of the isocooling insert mold and the casting according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 등냉각 인서트 금형(10)은 고정금형 또는 가동금형에 결합되는 베이스부재(110)와, 상기 베이스부재(110)의 일측에 연장되어 형성되는 등냉각 부재(120)를 포함하는 인서트 몸체(100); 및 상기 인서트 몸체(100)의 중심축과 평행한 방향으로 베이스부재(110)를 관통하는 유입로(210)와, 상기 유입로(210)와 소정의 간격으로 이격되어 위치하는 유출로(220)와, 상기 등냉각 부재(120) 내부에 지그재그형으로 형성되되 상기 유입로(210)와 유출로(220)의 일단부 사이를 연결하는 등냉각로(230)를 포함하는 냉각유로(200);를 포함할 수 있다.1 to 4b, the isocooling insert mold 10 according to an embodiment of the present invention includes a base member 110 coupled to a stationary mold or a movable mold, and extending to one side of the base member 110. Insert body 100 including a cooling member 120 is formed iso; and an inflow path 210 passing through the base member 110 in a direction parallel to the central axis of the insert body 100, and an outlet path 220 spaced apart from the inflow path 210 by a predetermined interval. And, a cooling passage 200 including an isocooling path 230 formed in a zigzag shape inside the isocooling member 120 and connecting one end of the inflow path 210 and the outlet path 220; may include.

상세히 설명하면, 인서트 몸체(100)는 중심 영역에 중공부를 가지는 회전체형으로 구비될 수 있으며 도 2에 도시된 바와 같이 원통형으로 마련될 수 있다. 예로써 고정금형 또는 가동금형에 결합되는 베이스부재(110)는 건드릴의 성형이 가능한 SKD61과 같은 소재로 구비될 수 있으며, 상기 베이스부재(110)의 일측에 연장되어 형성되는 등냉각 부재(120)는 3D 프린팅에 적용할 수 있는 소재로 구비될 수 있다. 예로써, 등냉각 부재(120)는 PBF(Powder Bed Fusion) 공법이 가능한 소재로써 시효 경화처리 마르텐자이트강인 머레이징강(Maraging Steel)으로 구비될 수 있다. 머레이징강은 Ni 17 내지 19wt%, Co 8.5 내지 9.5w%, Mo 4.5 내지 5.2wt%, Ti 0.6 내지 0.8wt%, Al 0.05 내지 0.15wt%, Cr 0.5wt% 이하, Cu 0.5wt% 이하, C 0.03wt% 이하, Mn 0.1wt% 이하, Si 0.1wt% 이하, P 0.01 wt% 이하, S 0.01 wt% 이하, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. In detail, the insert body 100 may be provided in a rotating body shape having a hollow portion in the central region, and may be provided in a cylindrical shape as shown in FIG. 2 . For example, the base member 110 coupled to the stationary mold or the movable mold may be made of a material such as SKD61 that can be molded with a gun drill, and the cooling member 120 is formed extending from one side of the base member 110 . may be provided as a material applicable to 3D printing. For example, the isocooling member 120 may be provided as a material capable of a PBF (Powder Bed Fusion) method, and may be made of maraging steel, which is an aging-hardened martensitic steel. Maraging steel is Ni 17 to 19wt%, Co 8.5 to 9.5w%, Mo 4.5 to 5.2wt%, Ti 0.6 to 0.8wt%, Al 0.05 to 0.15wt%, Cr 0.5wt% or less, Cu 0.5wt% or less, C 0.03 wt% or less, Mn 0.1 wt% or less, Si 0.1 wt% or less, P 0.01 wt% or less, S 0.01 wt% or less, the remainder may include Fe and unavoidable impurities.

PBF(Powder Bed Fusion) 공법은 금속분말을 소재로 하는 3D 프린팅법 중 하나로, 금속분말을 평평히 깔고 고밀도 에너지를 가진 레이저 또는 전자빔을 지정된 영역에 조사하여 파우더를 소결시키거나 용융시켜 한 층씩 적층하는 방법이다. 따라서 등냉각 부재(120)를 3D 프린팅으로 제조함으로써 등냉각 부재(120) 내부의 냉각유로(200)는 도 3과 같은 형상을 구비할 수 있다. 예로써 상기 금속분말은 머레이징강을 포함할 수 있으며, 입자크기는 10 내지 50㎛, 입도 분포는 10 내지 200㎛를 가진 것일 수 있다.The PBF (Powder Bed Fusion) method is one of the 3D printing methods using metal powder as a material. It lays the metal powder flat and irradiates a laser or electron beam with high-density energy to a designated area to sinter or melt the powder and laminate it layer by layer. way. Therefore, by manufacturing the isocooling member 120 by 3D printing, the cooling flow path 200 inside the isocooling member 120 may have a shape as shown in FIG. 3 . For example, the metal powder may include maraging steel, a particle size of 10 to 50 μm, and a particle size distribution of 10 to 200 μm.

상기 인서트 몸체(100)는 상기 유입로(210) 또는 유출로(220)와 평행하여 형성되되, 고정금형 또는 가동금형과 체결구로 결합되는 금형체결 홀(112)과, 밀핀이 관통하며 이동하는 밀핀이동 홀(114)과, 인서트 몸체(100) 내부 또는 냉각유로(200) 주변의 온도를 감지하는 온도센서가 장착되는 온도측정용 홀(116)을 포함하는 것일 수 있다. The insert body 100 is formed in parallel with the inflow path 210 or the outflow path 220, a mold fastening hole 112 coupled to a fixed or movable mold and a fastener, and a push pin through which the push pin moves. It may include a moving hole 114 and a temperature measuring hole 116 in which a temperature sensor for sensing a temperature inside the insert body 100 or around the cooling passage 200 is mounted.

상기 냉각유로(200)는 상기 인서트 몸체(100)의 중심축과 평행한 방향으로 베이스부재(110)를 관통하는 유입로(210)와, 상기 유입로(210)와 소정의 간격으로 이격되어 위치하는 유출로(220)와, 상기 등냉각 부재(120) 내부에 지그재그형으로 형성되되 상기 유입로(210)와 유출로(220)의 일단부 사이를 연결하는 등냉각로(230)를 포함할 수 있다. 예로써 유입로(210) 및 유출로(220)는 건드릴과 같은 방식으로 형성할 수 있으며, 등냉각로(230)는 상기에 설명한 바와 같이 PBF(Powder Bed Fusion) 공법과 같은 3D 프린팅을 이용하여 형성될 수 있다.The cooling flow path 200 is spaced apart from the inflow path 210 through the base member 110 in a direction parallel to the central axis of the insert body 100 and the inflow path 210 at a predetermined distance. and an isocooling path 230 that is formed in a zigzag shape inside the isocooling member 120 and connects one end of the inflow path 210 and the outlet path 220 to the isocooling path 230 can For example, the inflow path 210 and the outflow path 220 may be formed in the same manner as a gun drill, and the isocooling furnace 230 may be formed using 3D printing such as a PBF (Powder Bed Fusion) method as described above. can be formed.

상기 등냉각로(230)는 상기 인서트 몸체(100)의 외주면 또는 내주면의 곡면에 대응하여 곡률을 가지는 수평냉각부(232)와, 수평냉각부(232) 사이를 수직으로 연결하는 수직냉각부(234)를 포함하는 ㄹ형으로 형성된 것일 수 있다. 따라서 유입로(210)를 통하여 유입된 냉각유체는 수평냉각부(232)와 수직냉각부(234)를 지나가며 인서트 몸체(110)를 냉각하고, 냉각으로 인해 가열된 냉각유체는 유출로(220)를 통하여 외부로 이동할 수 있다. The cooling furnace 230 includes a horizontal cooling unit 232 having a curvature corresponding to the curved surface of the outer circumferential surface or the inner circumferential surface of the insert body 100, and a vertical cooling unit vertically connecting between the horizontal cooling unit 232 ( 234) may be formed in a D-shape including. Accordingly, the cooling fluid introduced through the inflow path 210 passes through the horizontal cooling unit 232 and the vertical cooling unit 234 to cool the insert body 110, and the cooling fluid heated due to cooling is discharged through the outlet path 220 ) can be moved to the outside.

상기 냉각유로(200)는 상기 인서트 몸체(110)의 중심축을 기준으로 하여 등각으로 분할되는 영역에 복수 개가 배치되는 것일 수 있다. 예로써 도 2 및 도 3과 같이 유입로(210)와 유출로(220)가 각 3개소가 위치함으로써, 등냉각로(230)가 집합된 형태는 인서트 몸체(110)의 형상을 따라 스파이럴한 구조를 이룰 수 있다. 따라서, 수직 직선의 냉각유로를 구비한 종래와 달리, 인서트 몸체(110)를 따라 스파이럴한 형태로 등냉각이 이루어짐으로써 종래의 국부적 냉각으로 인한 내부결함 형성을 방지할 수 있다. A plurality of the cooling passages 200 may be arranged in an area divided at an equal angle with respect to the central axis of the insert body 110 . For example, as shown in FIGS. 2 and 3 , the inflow path 210 and the outlet path 220 are located in three places, so that the form in which the cooling path 230 is assembled is spiral along the shape of the insert body 110 . structure can be achieved. Therefore, unlike the prior art having a vertical straight cooling flow path, isocooling is performed in a spiral shape along the insert body 110, thereby preventing the formation of internal defects due to the conventional local cooling.

상기 등냉각로(230)의 수평냉각부(232)는, 가로 직경보다 세로 직경이 더 큰 수직단면을 구비하되, 상기 수직단면은 중심으로부터 하향으로 폭이 좁아지는 형태인 것일 수 있다. 이 경우 수평냉각부(232)는 도4a와 같이 하향의 폭이 좁은 물방울의 형태를 취할 수 있으며, 수직냉각부(234)는 도4b와 같이 원형의 단면을 취할 수 있다. The horizontal cooling unit 232 of the isocooling furnace 230 may have a vertical cross-section having a vertical diameter greater than a horizontal diameter, and the vertical cross-section may be of a form in which the width is narrowed downward from the center. In this case, the horizontal cooling unit 232 may take the form of a water droplet having a narrow downward width as shown in FIG. 4A , and the vertical cooling unit 234 may have a circular cross section as shown in FIG. 4B .

이는 3D 프린트를 이용한 적층으로 등냉각 부재(120)와 등냉각로(230)를 형성하는 경우, 도 5c와 같이 베이스부재(110)의 일측에 등냉각 부재(230)를 연장 형성하는데, 수평냉각부(232)를 형성할 때 일반적인 원형 단면의 냉각라인은 응결이 덜 된 금속분말에 의해 무너짐이 발생할 수 있으며, 이는 누수가 발생할 위험이 있다. 따라서 이를 방지하기 위해 하중 설계가 필요하며 수평냉각부(232)의 하측에 상측보다 폭이 좁은 금형 살을 주는 설계를 할 수 있다. 즉, 수평냉각부(232) 상측의 아치형태의 라인을 버틸 수 있도록 상기와 같은 단면구조를 가지는 수평냉각부(232)를 구비하여 자중에 의한 무너짐을 방지하고 냉각유로의 단면적 증가에 의한 냉각효율 증가의 효과도 가질 수 있다.This is when the isocooling member 120 and the isocooling furnace 230 are formed by lamination using 3D printing, the isocooling member 230 is extended to one side of the base member 110 as shown in FIG. 5c, and horizontal cooling When the portion 232 is formed, the cooling line of a general circular cross section may collapse due to less condensed metal powder, which may cause a risk of leakage. Therefore, it is necessary to design a load to prevent this, and it is possible to design the lower side of the horizontal cooling unit 232 to provide a mold with a narrower width than the upper side. That is, the horizontal cooling unit 232 is provided with the horizontal cooling unit 232 having the cross-sectional structure as described above to withstand the arc-shaped line on the upper side of the horizontal cooling unit 232 to prevent collapse due to its own weight and cooling efficiency by increasing the cross-sectional area of the cooling passage. It may also have the effect of increasing.

예로써 상기 수평냉각부(232)는, 도4a와 같이 중심이 동일 선상에 위치하되 큰 원의 지름(R1)은 작은 원의 지름(R2)보다 2배의 크기를 가지는 두 개의 원과, 상기 두 개의 원의 원호를 접하며 연결하는 직선으로 형성되는 물방울 형태의 수직단면을 구비할 수 있으며, 원의 중심 사이의 거리(H)는 큰 원의 지름(R1)에 대하여 H/R1은 0.6 내지 0.75의 비율을 가지는 것일 수 있다. H/R1이 0.6 미만인 경우 원형의 단면에 가까워지므로 하중 설계의 의미가 없으며, H/R1이 0.75를 초과하는 경우 3D 프린팅 소재와 작업 과정의 허용 분포하중을 초과하여 하측의 금형살 부분 형성에 불량이 발생할 수 있으므로 상기의 비율을 가지는 것이 바람직하다.As an example, the horizontal cooling unit 232 includes two circles having a center located on the same line as in FIG. 4A , but having a larger circle diameter (R1) twice as large as a smaller circle diameter (R2), and the It may have a vertical cross section in the form of a droplet formed by a straight line connecting and touching the arc of two circles, and the distance (H) between the centers of the circles is the diameter (R1) of the large circle, and H/R1 is 0.6 to 0.75. may have a ratio of If H/R1 is less than 0.6, the load design is meaningless because it is close to a circular cross-section. This may occur, so it is preferable to have the above ratio.

도 5a 내지 도 5f를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 등냉각 인서트 금형의 제조방법은 베이스 부재(110)를 형성하되, 베이스 부재(110)의 중심축과 평행한 방향으로 냉각유로(200)의 유입로(210)와 상기 유입로(210)와 소정의 간격으로 이격되어 위치하는 유출로(220)를 형성하는 1차 가공으로 베이스 부재(110)를 형성하는 단계; 상기 베이스 부재(110)의 일측으로부터 연장되도록 3D 프린팅을 이용하여 등냉각 부재(120)를 형성하되, 지그재그형으로 형성되는 등냉각로(230)가 상기 유입로(210)와 유출로(220)의 일단부 사이를 연결하며 형성하는 단계; 상기 베이스 부재(110)와 등냉각 부재(120)를 포함하는 인서트 몸체(100)를 열처리하는 단계; 및 상기 유입로(210)와 유출로(220)의 직경이 상기 등냉각로(230)의 직경과 대응하도록 2차 가공하는 단계;를 포함할 수 있다.5A to 5F , in the method of manufacturing an isocooling insert mold according to an embodiment of the present invention, the base member 110 is formed, and a cooling flow path 200 in a direction parallel to the central axis of the base member 110 is provided. ) forming the base member 110 by primary processing to form an inflow path 210 and an outlet path 220 spaced apart from the inflow path 210 at a predetermined interval; The isocooling member 120 is formed using 3D printing so as to extend from one side of the base member 110 , and the isocooling path 230 formed in a zigzag shape is the inflow path 210 and the outlet path 220 . Connecting between one end of the forming step; heat-treating the insert body 100 including the base member 110 and the isocooling member 120 ; and secondary processing so that the diameters of the inflow path 210 and the outlet path 220 correspond to the diameter of the isocooling path 230 .

상세히 설명하면, 도 5a와 같이 먼저 베이스 부재(110)를 형성할 수 있다. 예로써 베이스 부재(110)는 SKD61의 소재를 이용할 수 있으며, 내측에 중공을 가지는 도넛 형태로 형성될 수 있다. 또한, 베이스 부재(110)의 중심축과 평행한 방향으로 냉각유로(200)의 유입로(210)와 상기 유입로(210)와 소정의 간격으로 이격되어 위치하는 유출로(220)를 형성하는 1차 가공을 수행하여 베이스 부재(110)를 형성할 수 있다. 예를 들어 유입로(210)와 유출로(220)의 형성은 1차 건드릴 가공(1)을 통하여 형성될 수 있다. In detail, as shown in FIG. 5A , the base member 110 may be formed first. For example, the base member 110 may use a material of SKD61, and may be formed in a donut shape having a hollow inside. In addition, in a direction parallel to the central axis of the base member 110 to form an inflow path 210 of the cooling flow path 200 and an outlet path 220 spaced apart from the inflow path 210 by a predetermined interval. Primary processing may be performed to form the base member 110 . For example, the inflow path 210 and the outflow path 220 may be formed through the primary gun drilling process 1 .

나아가서, 상기 1차 가공을 하는 것은, 밀핀이 관통하며 이동하는 밀핀이동 홀(114)과, 온도센서가 장착되는 온도측정용 홀(116)을 상기 유입로(210) 또는 유출로(220)와 평행하도록 형성하는 것을 포함할 수 있다.Furthermore, to perform the primary processing, the mill pin movement hole 114 through which the mill pin moves and the temperature measurement hole 116 in which the temperature sensor is mounted are connected to the inflow path 210 or the outflow path 220 and It may include forming to be parallel.

다음으로 상기 등냉각 인서트 금형(10)의 제조방법은, 도 5b와 같이 상기 베이스 부재(110)의 형성 후 황삭가공(3)을 하는 단계를 더 포함할 수 있다.Next, the manufacturing method of the isocooling insert mold 10 may further include the step of roughing (3) after the formation of the base member 110, as shown in FIG. 5b.

그리고, 도 5c와 같이 등냉각 부재(120)를 형성할 수 있다. 이는 상기 베이스 부재(110)의 일측으로부터 연장되도록 3D 프린팅(5)을 이용하여 등냉각 부재(120)를 형성할 수 있으며, 지그재그형으로 형성되는 등냉각로(230)가 상기 유입로(210)와 유출로(220)의 일단부 사이를 연결하며 형성할 수 있다. In addition, the isocooling member 120 may be formed as shown in FIG. 5C . It is possible to form the isocooling member 120 using 3D printing 5 so as to extend from one side of the base member 110, and the isocooling furnace 230 formed in a zigzag shape is the inflow path 210. and one end of the outlet passage 220 may be connected and formed.

예로써 상기 3D 프린팅은 PBF 공법이 적용된 것일 수 있다. 먼저, 베이스 부재(110)의 상측면을 3D 프린터의 베드에 맞닿도록 위치시킬 수 있다. 다음으로, 분말 공급기(S)의 이동으로 금속분말(P)을 베이스 부재(110)의 일측면 상부로 제공하며 금속분말(P)을 평탄화시킬 수 있다. 예로써 상기 금속분말(P)은 시효 경화처리 마르텐자이트 강과 같은 머레이징강을 포함한 것일 수 있다.For example, the 3D printing may be a PBF method applied. First, the upper surface of the base member 110 may be positioned so as to contact the bed of the 3D printer. Next, the movement of the powder feeder (S) provides the metal powder (P) to the upper portion of one side of the base member 110, it is possible to planarize the metal powder (P). For example, the metal powder (P) may include maraging steel such as martensitic steel with age hardening.

예로써, 상기 머레이징강은 Ni 17 내지 19wt%, Co 8.5 내지 9.5w%, Mo 4.5 내지 5.2wt%, Ti 0.6 내지 0.8wt%, Al 0.05 내지 0.15wt%, Cr 0.5wt% 이하, Cu 0.5wt% 이하, C 0.03wt% 이하, Mn 0.1wt% 이하, Si 0.1wt% 이하, P 0.01 wt% 이하, S 0.01 wt% 이하, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 또한, 금속분말의 입자크기는 10 내지 50㎛, 입도 분포는 10 내지 200㎛를 가진 것일 수 있다.For example, the maraging steel may be 17 to 19wt% Ni, 8.5 to 9.5wt% Co, 4.5 to 5.2wt% Mo, 0.6 to 0.8wt% Ti, 0.05 to 0.15wt% Al, 0.5wt% or less Cr, 0.5wt% Cu % or less, C 0.03 wt% or less, Mn 0.1 wt% or less, Si 0.1 wt% or less, P 0.01 wt% or less, S 0.01 wt% or less, the remainder may include Fe and unavoidable impurities. In addition, the metal powder may have a particle size of 10 to 50 μm, and a particle size distribution of 10 to 200 μm.

다음으로 레이저(L)를 조사함으로써 용융/소결되어 적층시킴으로써 등냉각로(230)를 내부에 구비하는 등냉각 부재(120)를 형성할 수 있다. 예로써 적층두께 35 내지 45㎛, 레이저 빔의 에너지 밀도 65 내지 80J/mm3, 레이저 파워 260 내지 315W, 스캔속도 800 내지 1000m/s의 조건으로 PBF 공법을 이용하여 등냉각로(230)를 형성할 수 있다.Next, by irradiating the laser (L) by melting / sintering and stacking, it is possible to form the isocooling member 120 having the isocooling furnace 230 therein. For example, an isocooling furnace 230 is formed using the PBF method under the conditions of a stacking thickness of 35 to 45 μm, an energy density of a laser beam of 65 to 80 J/mm 3 , a laser power of 260 to 315 W, and a scan speed of 800 to 1000 m/s. can do.

상기 등냉각 부재(120)를 형성하는 것은, 상기 인서트 몸체(100)의 외주면 또는 내주면의 곡면에 대응하여 곡률을 가지는 수평냉각부(232)와, 수평냉각부(232) 사이를 수직으로 연결하는 수직냉각부(234)를 포함하는 ㄹ형으로 등냉각로(230)를 형성하는 것일 수 있다. Forming the isocooling member 120 is to vertically connect between the horizontal cooling unit 232 having a curvature corresponding to the curved surface of the outer circumferential surface or the inner circumferential surface of the insert body 100, and the horizontal cooling unit 232 It may be to form the isocooling furnace 230 in a D-shape including the vertical cooling unit 234 .

나아가서 상기 등냉각로(230)를 포함한 냉각유로(200)가 형성되는 것은 상기 인서트 몸체(110)의 중심축을 기준으로 하여 등각으로 분할되는 영역에 복수 개가 배치되도록 형성하는 것일 수 있다. 즉, 도 2 및 도 3과 같이 유입로(210)와 유출로(220)가 복수개의 개소에 위치함으로써, 등냉각로(230)가 집합된 형태는 인서트 몸체(110)의 형상을 따라 스파이럴한 구조를 이룰 수 있도록 형성할 수 있다. 따라서, 수직 직선의 냉각유로를 구비한 종래와 달리, 인서트 몸체(110)를 따라 스파이럴한 형태로 등냉각로(230)가 형성됨으로써 인서트 몸체(110)를 고르게 냉각하여 종래의 국부적 냉각으로 인한 내부결함 형성을 방지할 수 있다. Furthermore, the cooling flow path 200 including the isocooling path 230 may be formed such that a plurality of them are disposed in an area divided into equal angles with respect to the central axis of the insert body 110 . That is, as shown in FIGS. 2 and 3 , the inflow path 210 and the outlet path 220 are located at a plurality of locations, so that the form in which the cooling path 230 is assembled is spiral along the shape of the insert body 110 . structure can be formed. Therefore, unlike the prior art having a vertical and straight cooling flow path, the isocooling path 230 is formed in a spiral shape along the insert body 110 to evenly cool the insert body 110 and internal due to the conventional local cooling. Defect formation can be prevented.

상기 등냉각로(230)를 형성하는 것은, 가로 직경보다 세로 직경이 더 큰 수직단면을 구비하도록 수평냉각부(232)를 형성하되, 상기 수직단면은 중심으로부터 하향으로 폭이 좁아지는 물방울의 형태인 것일 수 있다. 나아가서, 상기 수직단면은 중심이 동일 선상에 위치하되 큰 원의 지름(R1)은 작은 원의 지름(R2)보다 2배의 크기를 가지는 두 개의 원과, 상기 두 개의 원의 원호를 접하며 연결하는 직선으로 형성되는 물방울 형태를 취할 수 있다. 즉, 베이스 부재(110)의 상측면을 3D 프린터(5)의 베드에 맞닿도록 위치시킨 후 적층의 과정으로 베이스부재(110)의 일측에 등냉각 부재(230)를 적층하며 연장 형성하는 동안, 일반적인 원형 단면의 냉각라인은 응결이 덜 된 금속분말에 의해 무너짐이 발생할 수 있으며, 이는 향후 누수가 발생할 위험이 있다. 따라서 이를 방지하기 위해 등냉각로(230)의 하중 설계가 필요할 수 있는데, 수평냉각부(232)의 하측, 즉 적층의 방향이 상측으로 갈수록 폭이 좁아지는 금형 살을 주는 설계를 할 수 있다. 즉, 직선의 구간과 작은 원호(R2의 원호부분) 형성 시 적용되는 금속분말의 무게 및 모멘트는 큰 원 형성 시 발생하는 것보다 낮으므로, 수평냉각부(232) 상측의 아치형태(R1의 원호부분)의 라인은 버틸 수 있다. 이와 같은 과정으로 상기와 같은 단면구조를 가지는 등냉각로(230)를 구비할 수 있다. Forming the isocooling path 230 is to form a horizontal cooling unit 232 to have a vertical section having a vertical diameter larger than a horizontal diameter, the vertical section is in the form of a water droplet whose width is narrowed downward from the center. may be Furthermore, the vertical section has two circles with the center located on the same line, but the diameter of the large circle (R1) is twice the size of the diameter (R2) of the small circle, and the arcs of the two circles are in contact with each other. It may take the form of a droplet formed in a straight line. That is, after positioning the upper surface of the base member 110 so as to abut against the bed of the 3D printer 5, the isocooling member 230 is laminated on one side of the base member 110 in the process of lamination and extended. A cooling line with a general circular cross section may collapse due to less condensed metal powder, which may cause future leakage. Therefore, it may be necessary to design the load of the cooling furnace 230 to prevent this, the lower side of the horizontal cooling unit 232, that is, the direction of the stacking can be designed to give a mold that becomes narrower as it goes up. That is, since the weight and moment of the metal powder applied when forming a straight section and a small arc (arc portion of R2) are lower than those that occur when forming a large circle, the arc of the upper side of the horizontal cooling unit 232 (arc of R1) The line of part) can withstand. Through this process, the isocooling furnace 230 having the cross-sectional structure as described above may be provided.

예로써, 입자크기는 10 내지 50㎛, 입도 분포는 10 내지 200㎛를 가진 머레이징강으로 구성된 금속분말을 이용하고, 적층두께 40㎛, 레이저 빔의 에너지 밀도 약 72J/mm3, 레이저 파워 285W, 스캔속도 900m/s의 조건으로 PBF 공법을 이용하여 등냉각로(230)를 형성하였다. 하기의 표 1은 상기의 조건으로 등냉각로 형성 후 수평냉각부(232) 수직단면의 원의 중심사이의 거리(H)와 큰 원의 지름(R1)에 있어서 H/R1의 크기에 따른 가공불량 정도를 나타낸 것이다.For example, a metal powder composed of maraging steel having a particle size of 10 to 50 μm and a particle size distribution of 10 to 200 μm is used, a laminate thickness of 40 μm, an energy density of a laser beam of about 72 J/mm 3 , a laser power of 285 W, An isocooling furnace 230 was formed using the PBF method under the condition of a scan speed of 900 m/s. The following Table 1 shows the processing according to the size of H/R1 in the distance (H) between the centers of the circles of the vertical section of the horizontal cooling unit 232 and the diameter (R1) of the large circles after the isocooling furnace is formed under the above conditions. It indicates the degree of failure.

수평냉각부의 H/R1H/R1 of horizontal cooling part 수평냉각부 가공 불량 정도Degree of machining defect in the horizontal cooling part 0.500.50 불량(금속분말 응고불량)Poor (metal powder solidification failure) 0.550.55 일부 영역 불량 some areas are defective 0.600.60 양호Good 0.750.75 양호Good 0.800.80 금형살 형성 불량 나타남Poor mold flesh formation

상기와 같이 수평냉각부(232)는, 수직단면의 원의 중심사이의 거리(H)와 큰 원의 지름(R1)에 대한 비율(H/R1)에 있어서, H/R1이 0.6 미만인 경우 원형의 단면에 가까워지므로 하중 설계의 의미가 없으며 금속분말의 응고 불량이 나타났고, H/R1이 0.75를 초과하는 경우 3D 프린팅 소재와 작업 과정의 허용 분포하중을 초과하여 하측의 금형살 부분 형성에 불량이 발생하였으므로 상기의 비율을 가지는 것이 바람직하다.As described above, the horizontal cooling unit 232 is circular when H/R1 is less than 0.6 in the ratio (H/R1) to the distance (H) between the centers of the circles of the vertical section and the diameter (R1) of the large circle. As it approaches the cross section of the cross section, there is no meaning in the design of the load, and the solidification of the metal powder is defective. Since this occurs, it is preferable to have the above ratio.

다음으로, 도 5d와 같이 일정한 열을 가할 수 있는 챔버(7)에 상기 베이스 부재(110)와 등냉각 부재(120)를 포함하는 인서트 몸체(100)를 위치시킨 후 소정의 시간동안 열처리할 수 있다. 예를 들어, 490℃ 6시간 열처리 후 등냉각부재(120)의 Rockwell 경도는 50 내지 57HRC일 수 있다.Next, after placing the insert body 100 including the base member 110 and the isocooling member 120 in the chamber 7 to which constant heat can be applied as shown in FIG. 5D , heat treatment can be performed for a predetermined time have. For example, the Rockwell hardness of the isocooling member 120 after heat treatment at 490° C. for 6 hours may be 50 to 57 HRC.

이후, 상기 등냉각 인서트 금형의 제조방법은, 상기 열처리 후 도 5e와 같이 정삭가공(9)을 하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.Thereafter, the manufacturing method of the isocooling insert mold may further include the step of performing a finishing process (9) as shown in FIG. 5E after the heat treatment.

다음으로, 상기 유입로(210)와 유출로(220)의 직경이 상기 등냉각로(230)의 직경과 대응하도록 도 5f와 같이 2차 가공할 수 있다. 상기 2차 가공을 하는 것은 상기 냉각유로(200)의 유입로(210)와 유출로(220)의 직경을 상기 등냉각로(230)의 직경보다 크게 형성하는 것일 수 있다. 예로써 상기 2차 가공은 건드릴 가공(1)을 이용하여 수행될 수 있다. Next, secondary processing may be performed as shown in FIG. 5f so that the diameters of the inflow path 210 and the outflow path 220 correspond to the diameter of the isocooling path 230 . The secondary processing may be to form the diameters of the inflow path 210 and the outflow path 220 of the cooling path 200 larger than the diameter of the isocooling path 230 . For example, the secondary processing may be performed using the gun drill processing (1).

베이스 부재(110)와 등냉각 부재(120)는 서로 다른 소재로 형성됨으로써 서로 다른 열변형율을 가진다. 따라서 열처리 후 베이스 부재(110)의 유입로(210)와 유출로(220) 및 등냉각 부재(120)의 등냉각로(230)는 서로 다른 열변형율로 인해 단면의 공차가 발생할 수 있으므로, 2차 가공을 통하여 유입로(210)와 등냉각로(230), 유출로(220)와 등냉각로(230)가 연결된 영역을 재가공하는 것이 바람직하다. 나아가서, 냉각유체의 유량을 고려하여 상기 냉각유로(200)의 유입로(210)와 유출로(220)의 직경을 상기 등냉각로(230)의 직경보다 크게 형성할 수 있다. The base member 110 and the isocooling member 120 have different thermal strain rates by being formed of different materials. Therefore, after the heat treatment, the inflow path 210 and the outlet path 220 of the base member 110 and the isocooling path 230 of the isocooling member 120 may have cross-sectional tolerances due to different thermal strain rates, 2 It is preferable to reprocess the region in which the inflow path 210 and the isocooling furnace 230, the outlet path 220 and the isocooling furnace 230 are connected through the car processing. Furthermore, in consideration of the flow rate of the cooling fluid, the diameters of the inflow path 210 and the outflow path 220 of the cooling flow path 200 may be formed to be larger than the diameters of the isocooling path 230 .

나아가서, 상기 2차 가공을 하는 것은, 상기 인서트 몸체(100)에 고정금형 또는 가동금형과 결합구로 결합되는 금형체결 홀(112)을 형성하거나, 상기 밀핀이동 홀(114) 또는 온도측정용 홀(116)을 상기 등냉각 부재(120)의 내부까지 연장 형성하는 것을 더욱 포함하는 것일 수 있다.Further, performing the secondary processing is to form a mold fastening hole 112 coupled to a fixed mold or a movable mold and a coupling hole in the insert body 100, or the push pin moving hole 114 or a temperature measurement hole ( 116) may be further included to extend to the inside of the cooling member 120, such as.

도 6은 종래의 인서트 금형과 주조품의 온도분포를 나타낸 온도분포도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 등냉각 인서트 금형과 주조품의 온도분포를 나타낸 온도분포도이며, 하기의 표 2는 도 6의 각 지점의 온도를 측정한 결과이고, 표 3은 도 7의 도 6과 동일한 지점의 온도를 측정한 결과이다. 6 is a temperature distribution diagram showing the temperature distribution of the conventional insert mold and the casting, FIG. 7 is a temperature distribution diagram showing the temperature distribution of the isocooling insert mold and the casting according to the embodiment of the present invention, Table 2 below is FIG. is the result of measuring the temperature of each point of , and Table 3 shows the result of measuring the temperature of the same point as that of FIG. 6 of FIG. 7 .

1One 22 33 44 55 66 77 88 99 322322 291291 323323 474474 466466 472472 525525 507507 524524

1One 22 33 44 55 66 77 88 99 270270 182182 273273 315315 206206 317317 365365 356356 367367

상기의 표 2 및 표 3과 도 6 및 도 7을 비교하여 알 수 있듯이, 상부금형(20)과 인서트금형(10) 및 하부금형(30) 사이에 주조된 주조품(40)은 종래의 인서트 금형(10')보다 본 발명의 실시예에 따른 등냉각 인서트 금형(10)에서의 온도분포가 더 균일한 것으로 나타났으며, 국부적인 냉각이 방지되고 균질한 냉각성능이 더 향상된 것을 알 수 있다. As can be seen by comparing Tables 2 and 3 with FIGS. 6 and 7 above, the casting 40 cast between the upper mold 20 and the insert mold 10 and the lower mold 30 is a conventional insert mold. It can be seen that the temperature distribution in the isocooling insert mold 10 according to the embodiment of the present invention is more uniform than (10'), and the local cooling is prevented and the homogeneous cooling performance is further improved.

본 발명의 실시예에 따른 등냉각 인서트 금형 및 그 제조방법은 인서트 금형에 스파이럴 형태의 등냉각 구조를 적용하여 냉각성능을 향상시킴으로써, 냉각온도 균질화로 주조품의 결함 발생을 방지할 수 있는 장점이 있다. 또한, 3D 프린팅을 이용하여 복잡한 형태의 냉각유로를 용이하게 형성할 수 있는 효과가 있다.The isocooling insert mold and its manufacturing method according to an embodiment of the present invention improve cooling performance by applying a spiral type isocooling structure to the insert mold, thereby preventing the occurrence of defects in the casting by homogenizing the cooling temperature. . In addition, there is an effect that it is possible to easily form a cooling flow path having a complex shape using 3D printing.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention within the scope without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that it can be done.

10; 등냉각 인서트 금형
20; 상부금형
30; 하부금형
40; 주조품
100; 인서트 몸체
110; 베이스 부재
120; 등냉각 부재
200; 냉각유로
210; 유입로
220; 유출로
230; 등냉각로10; Isocooling insert mold
20; upper mold
30; lower mold
40; casting
100; insert body
110; base member
120; isocooling member
200; cooling path
210; funnel
220; spillway
230; isocooling furnace

Claims (11)

고정금형 또는 가동금형에 결합되는 베이스부재와, 상기 베이스부재의 일측에 연장되어 형성되는 등냉각 부재를 포함하는 인서트 몸체; 및
상기 인서트 몸체의 중심축과 평행한 방향으로 베이스부재를 관통하는 유입로와, 상기 유입로와 소정의 간격으로 이격되어 위치하는 유출로와, 상기 등냉각 부재 내부에 지그재그형으로 형성되되 상기 유입로와 유출로의 일단부 사이를 연결하는 등냉각로를 포함하는 냉각유로;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 등냉각 인서트 금형.
an insert body including a base member coupled to a stationary mold or a movable mold, and an isocooling member extending to one side of the base member; and
An inflow path passing through the base member in a direction parallel to the central axis of the insert body, an outlet path spaced apart from the inflow path by a predetermined interval, and a zigzag shape formed inside the isocooling member, the inflow path and a cooling passage including an isocooling passage connecting one end of the outlet passage;
Isocooling insert mold comprising a.
 제 1 항에 있어서,
상기 인서트 몸체는, 상기 유입로 또는 유출로와 평행하여 형성되되,
고정금형 또는 가동금형과 결합되는 금형체결 홀과, 밀핀이 관통하며 이동하는 밀핀이동 홀과, 온도센서가 장착되는 온도측정용 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 등냉각 인서트 금형.
The method of claim 1,
The insert body is formed parallel to the inlet or outlet path,
An isocooling insert mold comprising a mold fastening hole coupled to a fixed mold or a movable mold, a mill pin moving hole through which the mill pin moves, and a temperature measuring hole in which a temperature sensor is mounted.
 제 1 항에 있어서,
상기 등냉각로는 상기 인서트 몸체의 외주면 또는 내주면의 곡면에 대응하여 곡률을 가지는 수평냉각부와, 수평냉각부 사이를 수직으로 연결하는 수직냉각부를 포함하는 ㄹ형으로 형성된 것을 특징으로 하는 등냉각 인서트 금형.
The method of claim 1,
The isocooling furnace is an isocooling insert mold, characterized in that it is formed in a D-shape including a horizontal cooling part having a curvature corresponding to the curved surface of the outer circumferential surface or the inner circumferential surface of the insert body, and a vertical cooling part vertically connecting between the horizontal cooling parts. .
 제 3 항에 있어서,
상기 등냉각로의 수평냉각부는 가로 직경보다 세로 직경이 더 큰 수직단면을 구비하되, 상기 수직단면은 중심으로부터 하향으로 폭이 좁아지는 형태인 것을 특징으로 하는 등냉각 인서트 금형.
4. The method of claim 3,
The isocooling insert mold, characterized in that the horizontal cooling portion of the isocooling furnace has a vertical cross-section having a larger vertical diameter than a horizontal diameter, wherein the vertical cross-section is narrow in width downward from the center.
 제 1 항에 있어서,
상기 냉각유로는 상기 인서트 몸체의 중심축을 기준으로 하여 등각으로 분할되는 형태로 복수 개가 배치되는 것을 특징으로 하는 등냉각 인서트 금형.
The method of claim 1,
The isocooling insert mold, characterized in that the plurality of cooling flow passages are arranged in a form equally divided with respect to the central axis of the insert body.
 베이스 부재를 형성하되, 베이스 부재의 중심축과 평행한 방향으로 냉각유로의 유입로와 상기 유입로와 소정의 간격으로 이격되어 위치하는 유출로를 형성하는 1차 가공으로 베이스 부재를 형성하는 단계;
상기 베이스 부재의 일측으로부터 연장되도록 3D 프린팅을 이용하여 등냉각 부재를 형성하되, 지그재그형으로 형성되는 등냉각로가 상기 유입로와 유출로의 일단부 사이를 연결하며 형성하는 단계;
상기 베이스 부재와 등냉각 부재를 포함하는 인서트 몸체를 열처리하는 단계; 및
상기 유입로와 유출로의 직경이 상기 등냉각로의 직경과 대응하도록 2차 가공하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 등냉각 인서트 금형의 제조방법.
Forming the base member, but forming the base member by primary processing of forming an inflow path of a cooling flow path in a direction parallel to the central axis of the base member and an outlet path spaced apart from the inflow path by a predetermined interval;
forming an isocooling member using 3D printing so as to extend from one side of the base member, and forming an isocooling path formed in a zigzag shape while connecting one end of the inflow path and the outlet path;
heat-treating the insert body including the base member and the isocooling member; and
secondary processing so that the diameters of the inflow and outflow paths correspond to the diameters of the isocooling furnace;
A method of manufacturing an isocooling insert mold, characterized in that it comprises a.
 제 6 항에 있어서,
상기 1차 가공을 하는 것은, 밀핀이 관통하며 이동하는 밀핀이동 홀과, 온도센서가 장착되는 온도측정용 홀을 상기 유입로 또는 유출로와 평행하도록 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 등냉각 인서트 금형의 제조방법.
7. The method of claim 6,
The primary processing includes forming a mill pin movement hole through which a mill pin moves and a hole for temperature measurement in which a temperature sensor is mounted to be parallel to the inflow or outflow path. Mold manufacturing method.
 제 7 항에 있어서,
상기 2차 가공을 하는 것은, 상기 인서트 몸체에 고정금형 또는 가동금형과 결합되는 금형체결 홀을 형성하거나, 상기 밀핀이동 홀 또는 온도측정용 홀을 상기 등냉각 부재의 내부까지 연장 형성하는 것을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 등냉각 인서트 금형의 제조방법.
8. The method of claim 7,
The secondary processing further includes forming a mold fastening hole coupled to a fixed mold or a movable mold in the insert body, or extending the push pin movement hole or a temperature measurement hole to the inside of the isocooling member A method of manufacturing an isocooling insert mold, characterized in that.
 제 6 항에 있어서,
상기 등냉각 부재를 형성하는 것은, 상기 인서트 몸체의 외주면 또는 내주면의 곡면에 대응하여 곡률을 가지는 수평냉각부와, 수평냉각부 사이를 수직으로 연결하는 수직냉각부를 포함하는 ㄹ형으로 등냉각로를 형성하는 것을 특징으로 하는 등냉각 인서트 금형의 제조방법.
7. The method of claim 6,
Forming the iso-cooling member, a horizontal cooling unit having a curvature corresponding to the curved surface of the outer circumferential surface or the inner circumferential surface of the insert body, and a vertical cooling unit vertically connecting between the horizontal cooling unit to form an isocooling furnace A method of manufacturing an isocooling insert mold, characterized in that.
 제 9 항에 있어서,
상기 등냉각 부재를 형성하는 것은, 가로 직경보다 세로 직경이 더 큰 수직단면을 구비하도록 상기 수평냉각부를 형성하되, 상기 수직단면은 중심으로부터 하향으로 폭이 좁아지는 형태로 형성하는 것을 특징으로 하는 등냉각 인서트 금형의 제조방법.
10. The method of claim 9,
Forming the iso-cooling member, but forming the horizontal cooling unit to have a vertical cross-section having a vertical diameter greater than a horizontal diameter, the vertical cross-section is characterized in that it is formed in a form in which the width is narrowed downward from the center, etc. A method for manufacturing a cooling insert mold.
 제 6 항에 있어서,
상기 2차 가공을 하는 것은, 상기 냉각유로의 유입로와 유출로의 직경을 상기 등냉각로의 직경보다 크게 형성하는 것을 특징으로 하는 등냉각 인서트 금형의 제조방법.

7. The method of claim 6,
The secondary processing is a method of manufacturing an isocooling insert mold, characterized in that the diameter of the inflow path and the outlet path of the cooling flow path is larger than the diameter of the isocooling path.
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