特表 2022-524657 鋳造方案設計方法及びそのシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-05-09

(54)【発明の名称】鋳造方案設計方法及びそのシステム

(51)【国際特許分類】

   G06F 30/12 20200101AFI20220426BHJP

   G06F 30/10 20200101ALI20220426BHJP

   G06F 30/20 20200101ALI20220426BHJP

   B22D 46/00 20060101ALI20220426BHJP

   G06F 113/22 20200101ALN20220426BHJP

【ＦＩ】

G06F30/12

G06F30/10 100

G06F30/20

B22D46/00

G06F113:22

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021563715

(86)(22)【出願日】2019-08-22

(85)【翻訳文提出日】2021-12-22

(86)【国際出願番号】 KR2019010722

(87)【国際公開番号】W WO2020218682

(87)【国際公開日】2020-10-29

(31)【優先権主張番号】10-2019-0047697

(32)【優先日】2019-04-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521467962

【氏名又は名称】エニーキャスティング ソフトウェア カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】キム、ソンピン

(72)【発明者】

【氏名】ロ、トンフン

【テーマコード（参考）】

5B146

【Ｆターム（参考）】

5B146AA17

5B146BA04

5B146DC03

5B146DC05

5B146DE12

5B146DJ11

5B146DL08

5B146EC04

5B146EC08

(57)【要約】

鋳造方案の設計方法が開示される。鋳造方案の設計方法は、鋳造品の形状関連エンティティ（ｅｎｔｉｔｙ）を入力する段階と、入力された形状関連エンティティ及び既保存の知識基盤の設計基礎情報に基づいて鋳造方案の各構成要素別エンティティを生成する段階と、生成されたエンティティに基づいて設計された鋳造方案の３Ｄグラフィック形状を生成する段階と、生成された３Ｄグラフィック形状に対応する２Ｄグラフィック形状が表示されたグラフィック使用者インターフェース（ＧＵＩ）上で入力された編集命令に従って、前記鋳造方案の設計を編集し、前記編集に対応するように前記２Ｄグラフィック形状を動的に変形して表示する段階とを含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鋳造方案の設計方法であって、
鋳造品の形状関連エンティティ（ｅｎｔｉｔｙ）を入力する段階と、
前記入力された形状関連エンティティ及び既保存の知識基盤の設計基礎情報に基づいて鋳造方案の各構成要素別エンティティを生成する段階と、
前記生成されたエンティティに基づいて設計された鋳造方案の３Ｄグラフィック形状を生成する段階と、
前記生成された３Ｄグラフィック形状に対応する２Ｄグラフィック形状が表示されたグラフィック使用者インターフェース（ＧＵＩ）上で入力された編集命令に従って、前記鋳造方案の設計を編集し、前記編集に対応するように前記２Ｄグラフィック形状を動的に変形して表示する段階と、を含む、鋳造方案設計方法。

【請求項2】

前記各構成要素別エンティティを生成する段階は、
前記鋳造方案のポーアリングパス、パスライン、インゲート、ジョイント及びブランチを含む第１パートに対するエンティティ、及びライザー及びベントを含む第２パートに対するエンティティを生成する、請求項１に記載の鋳造方案設計方法。

【請求項3】

前記各構成要素別エンティティを生成する段階は、
前記鋳造品の厚さに基づいて前記ライザーの位置を判断し、前記判断されたライザーの位置を前記ライザーのエンティティに反映する、請求項２に記載の鋳造方案設計方法。

【請求項4】

前記表示する段階は、
前記編集命令に従って変更されたインゲートの位置によって、流路形状における前記インゲートの高さを自動的に調整して前記鋳造方案の設計を編集する、請求項１に記載の鋳造方案設計方法。

【請求項5】

使用者命令に従って、前記設計された鋳造方案の溶湯注入による健全性をチェックするためのシミュレーションを遂行する段階をさらに含む、請求項１に記載の鋳造方案設計方法。

【請求項6】

鋳造方案の設計システムであって、
知識基盤の設計基礎情報を保存するデータベースと、
鋳造品の形状関連エンティティ（ｅｎｔｉｔｙ）が入力されるエンティティ入力モジュールと、
前記データベースに既に保存された知識基盤の設計基礎情報及び前記入力された形状関連エンティティに基づいて、鋳造方案の各構成要素別エンティティを生成するエンティティ生成モジュールと、
前記生成されたエンティティに基づいて設計された鋳造方案の３Ｄグラフィック形状を生成する３Ｄ形状生成モジュールと、
前記生成された３Ｄグラフィック形状に対応する２Ｄグラフィック形状が表示されたグラフィック使用者インターフェース（ＧＵＩ）上で入力された編集命令に従って、前記鋳造方案の設計を編集し、前記編集に対応するように前記２Ｄグラフィック形状を動的に変形して表示するグラフィック使用者インターフェース（ＧＵＩ）モジュールと、を含む、鋳造方案設計システム。

【請求項7】

前記エンティティ生成モジュールは、
前記鋳造方案のポーアリングパス、パスライン、インゲート、ジョイント及びブランチを含む第１パートに対するエンティティ、及びライザー及びベントを含む第２パートに対するエンティティを生成する、請求項６に記載の鋳造方案設計システム。

【請求項8】

前記エンティティ生成モジュールは、
前記鋳造品の厚さに基づいて前記ライザーの位置を判断し、前記判断されたライザーの位置を前記ライザーのエンティティに反映する、請求項７に記載の鋳造方案設計システム。

【請求項9】

前記グラフィック使用者インターフェースモジュールは、
前記編集命令に従って変更されたインゲートの位置によって、流路形状における前記インゲートの高さを自動的に調整して前記鋳造方案の設計を編集する、請求項６に記載の鋳造方案設計システム。

【請求項10】

使用者命令に従って、前記設計された鋳造方案の溶湯注入による健全性をチェックするためのシミュレーションを遂行するシミュレーションモジュールをさらに含む、請求項６に記載の鋳造方案設計システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は鋳造方案設計方法及びそのシステムに関し、より詳しくはモデリングツールを用いて最適の鋳造方案を設計することができる鋳造方案設計方法及びそのシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

鋳造（ｃａｓｔｉｎｇ）とは、変形抵抗の大きい固状の金属を溶解して変形抵抗の小さい液状にし、製造しようとする形状の鋳型に注入して凝固させることにより、目的とする鋳造品を製造する過程を言う。一般に、鋳造品の品質は鋳造方案（ｇａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）の設計をどのようにするかによって大きく左右される。

【0003】

具体的に、鋳造過程では、鋳造品の品質を低下させる要素、すなわち気体の混入、凝固の際の収縮（ｓｈｒｉｎｋａｇｅ）などを最小化するための設計が必要であり、このような設計は溶湯が鋳型にどのように流入し、凝固するかに対する熟考による鋳造方案のモデリング技法に関連する。

【0004】

従来、エンジニアがＣＡＤを用いて鋳造方案を設計してはいるが、鋳造方案の設計が主にエンジニアの経験に依存しているので、鋳型の多様な形状による最適の鋳造方案を容易に設計することができないという問題があった。

【0005】

このような問題点を解決するための特許として、韓国登録特許第１０－０６４５５６９号に“最適鋳造方案設定装置及び方法”、韓国登録特許第１０－０８７７５１０号に“ＣＡＤプログラムを用いた３次元金型自動設計システム及び方法”が開示され、米国登録特許第７７６１２６３号に“鋳造設計最適化システム（Ｃａｓｔｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ （ＣＤＯＳ） ｆｏｒ ｓｈａｐｅ ｃａｓｔｉｎｇｓ）”が開示されている。

【0006】

しかし、前記のような先行技術は、いずれもデータベースに形状自体を保存し、その中で類似した形状を検索し、反復的なシミュレーションによって変更することにより鋳造方案設計を遂行しているが、このように反復的なシミュレーションを遂行すれば時間が長くかかるという問題がある。

【0007】

したがって、本出願人は、前記のような問題点を解決するために、韓国登録特許第１０－１３５２９１６号に“知識基盤の鋳造方案モデル自動生成システム”、韓国登録特許第１０－１４０１４２０号に“知識基盤の鋳造方案モデル自動生成方法”、韓国登録特許第１０－１８４６９８３号に“鋳造方案モデル自動生成システム及び鋳造方案自動生成方法”を開示したことがある。

【0008】

本発明は、前記のような鋳造方案モデル自動生成システムにおいて、内部体積の差による収縮欠陷を解決するためのライザーの概念を導入し、使用者がより便利に鋳造方案を編集することができるように改良したものである。

【0009】

例えば、鋳型は、形状によって相対的に内部体積（鋳造品の厚さ）の大きい部位と内部体積の小さい部位とが存在し、内部体積の大きい部位は溶湯が多く流入するから、内部体積の小さい部位に比べて相対的に溶湯の凝固速度が遅くなるしかない。よって、内部体積の大きい部位には収縮欠陥などの問題が発生しやすいので、鋳型の部位による内部体積の差を正常に補わない場合、鋳造品の不良率が高くなる。

【0010】

また、溶湯の注入を最適化するために、鋳型に溶湯が流入する流入口であるインゲートの高さをインゲートごとに違うようにすることができる。既存には、このような高差を便利に反映するモデリング技法が存在しなかったので、鋳造方案設計に不便が存在した。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明は上述した問題点を解決するためのものであり、鋳型の内部での溶湯の凝固速度の差による欠陷を補い、インゲートの高差を便利に反映して鋳造方案を設計することができる鋳造方案設計方法及びそのシステムに関するものである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上述した目的を達成するための本発明の一実施例による鋳造方案の設計方法は、鋳造品の形状関連エンティティ（ｅｎｔｉｔｙ）を入力する段階と、前記入力された形状関連エンティティ及び既保存の知識基盤の設計基礎情報に基づいて鋳造方案の各構成要素別エンティティを生成する段階と、前記生成されたエンティティに基づいて設計された鋳造方案の３Ｄグラフィック形状を生成する段階と、前記生成された３Ｄグラフィック形状に対応する２Ｄグラフィック形状が表示されたグラフィック使用者インターフェース（ＧＵＩ）上で入力された編集命令に従って、前記鋳造方案の設計を編集し、前記編集に対応するように前記２Ｄグラフィック形状を動的に変形して表示する段階とを含む。

【0013】

ここで、前記各構成要素別エンティティを生成する段階は、前記鋳造方案のポーアリングパス、パスライン、インゲート、ジョイント及びブランチを含む第１パートに対するエンティティ、及びライザー及びベントを含む第２パートに対するエンティティを生成することができる。

【0014】

また、前記各構成要素別エンティティを生成する段階は、前記鋳造品の厚さに基づいて前記ライザーの位置を判断し、前記判断されたライザーの位置を前記ライザーのエンティティに反映することができる。

【0015】

そして、前記表示する段階は、前記編集命令に従って変更されたインゲートの位置によって、流路形状における前記インゲートの高さを自動的に調整して前記鋳造方案の設計を編集することができる。

【0016】

また、前記鋳造方案の設計方法は、使用者命令に従って、前記設計された鋳造方案の溶湯注入による健全性をチェックするためのシミュレーションをさらに遂行することができる。

【0017】

一方、本発明の一実施例による鋳造方案の設計システムは、知識基盤の設計基礎情報を保存するデータベースと、鋳造品の形状関連エンティティ（ｅｎｔｉｔｙ）が入力されるエンティティ入力モジュールと、前記データベースに既に保存された知識基盤の設計基礎情報及び前記入力された形状関連エンティティに基づいて、鋳造方案の各構成要素別エンティティを生成するエンティティ生成モジュールと、前記生成されたエンティティに基づいて設計された鋳造方案の３Ｄグラフィック形状を生成する３Ｄ形状生成モジュールと、前記生成された３Ｄグラフィック形状に対応する２Ｄグラフィック形状が表示されたグラフィック使用者インターフェース（ＧＵＩ）上で入力された編集命令に従って、前記鋳造方案の設計を編集し、前記編集に対応するように前記２Ｄグラフィック形状を動的に変形して表示するグラフィック使用者インターフェース（ＧＵＩ）モジュールとを含む。

【0018】

ここで、前記エンティティ生成モジュールは、前記鋳造方案のポーアリングパス、パスライン、インゲート、ジョイント及びブランチを含む第１パートに対するエンティティ、及びライザー及びベントを含む第２パートに対するエンティティを生成することができる。

【0019】

また、前記エンティティ生成モジュールは、前記鋳造品の厚さに基づいて前記ライザーの位置を判断し、前記判断されたライザーの位置を前記ライザーのエンティティに反映することができる。

【0020】

そして、前記グラフィック使用者インターフェースモジュールは、前記編集命令に従って変更されたインゲートの位置によって、流路形状における前記インゲートの高さを自動的に調整して前記鋳造方案の設計を編集することができる。

【0021】

また、前記鋳造方案の設計システムは、使用者命令に従って、前記設計された鋳造方案の溶湯注入による健全性をチェックするためのシミュレーションを遂行するシミュレーションモジュールをさらに含むことができる。

【発明の効果】

【0022】

以上のような本発明の多様な実施例によれば、使用者が最適の鋳造方案を直観的に手軽く作って編集することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の一実施例による鋳造方案設計システムを簡略に示すブロック図である。

【図2】本発明の一実施例による鋳造方案の設計過程を概略的に示す図である。

【図3】本発明の一実施例による鋳造方案の各構成要素別エンティティを説明するための図である。

【図4】本発明の一実施例による鋳型の形状関連エンティティを説明するための図である。

【図5】本発明の一実施例による鋳造方案のランナーパートを成す各構成要素のエンティティを説明するための図である。

【図6】本発明の一実施例による鋳造方案のランナーパートを成す各構成要素のエンティティを説明するための図である。

【図7】本発明の一実施例による鋳造方案のライザー／ベントパートを成す各構成要素のエンティティを説明するための図である。

【図8】本発明の一実施例による鋳造方案の健全性チェック及び分析方法を説明するための図である。

【図9】本発明の一実施例による鋳造方案の健全性チェック及び分析方法を説明するための図である。

【図10】本発明の多様な実施例による鋳造方案のシミュレーションを説明するための図である。

【図11】本発明の多様な実施例による鋳造方案のシミュレーションを説明するための図である。

【図12】本発明の多様な実施例による鋳造方案のシミュレーションを説明するための図である。

【図13】本発明の一実施例によるＧＵＩ上で２次元形態の鋳造方案を３次元形態にモデリングする過程を示す図である。

【図14】本発明の一実施例によるインゲートの高さを調整して鋳造方案を設計する例を説明するための図である。

【図15】本発明の一実施例による鋳造方案の設計方法を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、添付図面に基づいて本発明をより具体的に説明する。

【0025】

図１は本発明の一実施例による鋳造方案設計システムを簡略に示すブロック図である。

【0026】

図１に示すように、本発明の鋳造方案設計システム１００は、データベース１１０、エンティティ入力モジュール１２０、エンティティ生成モジュール１３０、３Ｄ形状生成モジュール１４０、及びグラフィックユーザーインターフェース（ＧＵＩ）モジュール１５０を含む。

【0027】

データベース１１０は知識基盤の設計基礎情報を保存する構成である。知識基盤の設計基礎情報は、溶湯の安全性、鋳型の形状による溶湯の収縮（ｓｈｒｉｎｋａｇｅ）及び気体の混入可能性などの多くの因子に基づき、溶湯が鋳型にどのように流入して凝固するかについて蓄積されたデータと言える。

【0028】

すなわち、このような蓄積データは最適の鋳造方案設計のための専門家の経験式を規則化した知識基盤（ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ｂａｓｅ）になることができる。このような知識基盤は、鋳造方案設計専門家の幾多の経験によって累積された最適の鋳造方案設計ノウハウとそれから設計された多数の最適の鋳造方案設計資料から最適の鋳造方案設計のための経験式を抽出して規則化したものである。

【0029】

このようなデータは、鋳造解釈アルゴリズム及びこれによる解釈結果、そして鋳造専門家知識を統合した知識ベースであり、鋳造方案設計システムの核心機能である自動設計ライブラリを提供する。

【0030】

また、データベース１１０は、作業者が入力した設計変数の数値変更、数値変更による設計変数の形状がデータ化してあり得る。

【0031】

知識基盤の設計基礎情報は、使おうとする鋳造装備についての情報、すなわち溶湯が排出される排出口の位置、排出口を成すスリーブ（ｓｌｅｅｖｅ）の形状及びサイズなどの情報を含むこともできる。

【0032】

ここで、スリーブとは溶湯が排出される排出口を形成する構成で、鋳造装備内の溶湯が鋳造方案に流入する前に最終的に保存される部位である。このようなスリーブの形状及びサイズは鋳造装備ごとに違うので、最適の鋳造方案設計のためにはその形状及びサイズについての情報も必要である。

【0033】

エンティティ入力モジュール１２０は鋳造品の形状関連エンティティ（ｅｎｔｉｔｙ）を受ける構成である。ここで、形状関連エンティティ（ｅｎｔｉｔｙ）は、鋳型のサイズ、形状、コア（ｃｏｒｅ）、冷金（ｃｈｉｌｌ）などについてのデータを意味する。

【0034】

エンティティ入力モジュール１２０は、ＣＤ、ＤＶＤなどの保存媒体などから形状データを読み取るドライブ、インターネットＬＡＮなどと連結可能なネットワークインターフェース及びキーボード、マウスなどのような入力インターフェースを含む。

【0035】

ここで、入力される鋳型の形状関連エンティティは３次元の形状データであり、ＣＡＤ、ＣＡＭまたはその他のグラフィックツールによって生成されたデータであるグラフィックデータの形態として提供されることもできる。

【0036】

また、エンティティ入力モジュール１２０を介して、溶湯の材料、溶湯の注入圧力または注入速度、溶湯の温度などに対する作業条件が作業者から入力されることができ、データベース１１０に保存された鋳造装備の情報のいずれか一つの鋳造装備の情報に対する選択が入力されることもできる。

【0037】

このような作業条件、鋳造装備に対する選択は既設定のテンプレート上で一つのテンプレートを選択する方式で遂行されることもでき、作業者が作業条件及び鋳造装備についての情報を同時に入力することができるテンプレートが提供されることもできる。

【0038】

また、エンティティ入力モジュール１２０を介して、インゲートについての情報、例えばインゲートの個数、インゲートのそれぞれの位置、インゲートのそれぞれの形状、幅、厚さなどについての情報が入力されることもできる。ここで、作業者は鋳造しようとする製品の形状によってインゲートを設定して入力することができる。

【0039】

エンティティ生成モジュール１３０は、データベース１１０に既に保存された知識基盤の設計基礎情報及び入力された形状関連エンティティに基づいて鋳造方案の各構成要素別エンティティを生成する構成である。

【0040】

エンティティ生成モジュール１３０は自主的に、または連結されたシミュレーションモジュール（図示せず）を介して鋳造工程シミュレーションを実行して鋳造方案に対する設計を解釈し、シミュレーション結果が既設定の基準に合うかを判断して最適の鋳造方案を確定する。ここで、作業者の編集命令に従って変更された設計に対する鋳造方案を繰り返し解釈することができる。

【0041】

ここで、鋳造方案の各構成要素別エンティティは、ポーアリングパス（ｐｏｕｒｉｎｇ ｐａｔｈ）、パスライン（ｐａｔｈ－ｌｉｎｅ）、インゲート（ｉｎｇａｔｅ）、ジョイント（ｊｏｉｎｔ）、ブランチ（ｂｒａｎｃｈ）、ライザー（ｒｉｓｅｒ）及びベント（ｖｅｎｔ）に対するエンティティを含む。各エンティティについての具体的な内容は図３～図７に基づいて後述する。

【0042】

３Ｄ形状生成モジュール１４０は、生成された鋳造方案の各構成要素別エンティティを用いて鋳造方案モデルの２Ｄまたは３Ｄ形状を生成する。

【0043】

ＧＵＩモジュール１５０は、使用者の命令を入力され、エンティティ生成モジュール１３０及び３Ｄ形状生成モジュール１４０で算出された結果を画面に表示することができる。

【0044】

すなわち、ＧＵＩモジュールは、使用者の命令に従ってエンティティ生成モジュール１３０が鋳造方案の各構成要素別エンティティを生成するようにし、エンティティ生成モジュール１３０によって生成されたエンティティに基づいてモデリングされた２Ｄ形状または３Ｄ形状の鋳造方案をグラフィックで表示するようにすることができる。

【0045】

また、ＧＵＩモジュール１５０は、画面上に表示された鋳造方案の各エンティティの形状、位置及びサイズなどのデータ変更内容を入力され、エンティティ生成モジュール１３０が変更内容によって各エンティティを再設定するようにし、再設定されたエンティティに基づいて鋳造方案の各エンティティの形状、位置及びサイズなどを変更して表示することができる。

【0046】

図２は本発明の一実施例による鋳造方案の設計過程を概略的に示す図である。

【0047】

使用者が鋳造品２００に対する３次元の形状データとして、ＣＡＤ、ＣＡＭまたはその他のグラフィックツールによって生成されたデータを鋳造方案設計システム１００に入力すれば、入力された形状データに含まれた鋳造品の形状関連エンティティ及びデータベース１１０に保存された知識基盤の設計基礎情報に基づき、鋳造方案の各構成要素別エンティティが生成される。

【0048】

ここで、システム１００は、生成された鋳造方案の各構成要素別エンティティに基づいて鋳造方案を設計し、設計された鋳造方案を２Ｄグラフィックで表示して使用者が検証／編集することができるようにする。

【0049】

図２に示すように、システム１００は、最適の鋳造方案を設計し、ＧＵＩモジュール１５０を介して当該鋳造方案での鋳造品２００－１、２００－２の個数、配置方法を２Ｄグラフィック形状１０で自動的に示すようにする。

【0050】

また、設計された鋳造方案の編集／検証が完了すれば、鋳造方案１０の３Ｄグラフィック形状２０を表示することができる。

【0051】

図３は本発明の一実施例による鋳造方案の各構成要素別エンティティを説明するための図である。

【0052】

鋳造方案１０を構成するエンティティは、大別して鋳造方案のランナー（ｒｕｎｎｅｒ）パート及びライザー／ベントパートに分類される。

【0053】

ランナーパートを構成するエンティティは、ポーアリングパス１１、パスライン１２ａ、１２ｂ、インゲート１３、ブランチ１４及びジョイント１５などがある。

【0054】

ライザー／ベントパートを構成するエンティティは、ライザー１６、ライザーネック１７、トップライザー１８及びベント１９などがある。

【0055】

以下、図４～図７では図３に示した鋳造品の形状関連エンティティ及び鋳造方案の各構成要素別エンティティについて具体的に説明する。

【0056】

図４は鋳型の形状関連エンティティがＣＡＤによって生成されたデータであるグラフィックデータの形態として提供された例を示し、形状関連エンティティは鋳造品２００に対するエンティティ、冷金２１０に対するエンティティ及びコア２２０に対するエンティティを含む。

【0057】

エンティティ生成モジュール１２０は、入力されたＣＡＤデータから上述したエンティティを抽出し、抽出されたエンティティに基づいて鋳造方案の構成要素別エンティティを生成する。

【0058】

図５及び図６は本発明の一実施例による鋳造方案のランナーパートを成す各構成要素のエンティティを説明するための図である。

【0059】

ランナーは鋳造方案に流入した溶湯が製品の形状を有する鋳型に流入するようにするための流路（ｐａｔｈ）を成す構成であることができる。

【0060】

ここで、ランナーは、図５に示すように、鋳型に溶湯が流入するポーアリングパス（ｐｏｕｒｉｎｇ ｐａｔｈ）１１、パスライン（ｐａｔｈ ｌｉｎｅ）１２－１、１２－２、及び鋳型に溶湯が流入する流入口であるインゲート１３を含む。ここで、パスライン１２－１、１２－２は分割線（ｐａｒｔｉｎｇ ｌｉｎｅ）によって分割された上型（ｄｒａｇ）パート１２－１及び下型（ｃｏｐｅ）パート１２－２を含む。

【0061】

このような鋳造方案のランナーパートを成す各構成要素のエンティティはポーアリングパス、パスラインの３Ｄ形状を生成するための情報として用いられ、ポーアリングパス、パスラインの一端及び他端の幅、長さ、高さ、インゲートの高さ、インゲートの長さ、抜き勾配、曲率についての情報などを含む。

【0062】

また、ランナーは、図６に示すように、薄い鋳物に溶湯を早く注入するためのブランチ（ｂｒａｎｃｈ）１４、及び溶湯の移動経路が折れるか分岐される地点であるジョイント（ｊｏｉｎｔ）１５を含む。

【0063】

このような鋳造方案のランナーパートを成す各構成要素のエンティティはジョイント１５などの３Ｄ形状を生成するための情報として用いられ、ジョイントに連結されたパスラインの個数、幅、連結角度による曲率についての情報などを含む。

【0064】

図７は本発明の一実施例による鋳造方案のライザー／ベントパートを成す各構成要素のエンティティを説明するための図である。

【0065】

図７に示すように、ライザーは、鋳型空洞のそばに水平に配置されるサイドライザー１６及び鋳物の上部に形成されるトップライザー１８を含むことができる。

【0066】

一般に、鋳型内で溶湯が冷却されるとき、凝固収縮によって溶湯の体積が減少する。ライザー１６、１８の主要機能は鋳物が凝固する最後まで溶湯を供給して、凝固収縮による溶湯不足を補うことにある。

【0067】

ライザー１６、１８は収縮によって不足になった溶湯を供給して前記のような目的を達成するための別途の溶湯貯蔵部と見なされ、よって適切な位置に設計されなければならない。

【0068】

凝固収縮による溶湯不足は鋳型に凝固が相対的に遅い厚肉部（ｈｏｔ ｓｐｏｔ）で発生する可能性が高い。よって、ライザーは厚肉部に近くに配置されなければならない。

【0069】

したがって、エンティティ生成モジュール１３０は、データベース１１０に既に保存された知識基盤の設計基礎情報及びエンティティ入力モジュール１２０を介して入力された形状関連エンティティに基づき、既設定の基準による鋳造品の厚肉部を判断し、判断された厚肉部に近くにライザー１６、１８を配置させることができる。

【0070】

例えば、エンティティ生成モジュール１３０は、鋳造品の厚さについての情報に基づき、鋳造品の厚さが最も大きいと予想される順に３個の厚肉部を判断し、判断された厚肉部の中間地点にライザーを配置することができる。すなわち、鋳造品の厚さに基づいて判断されたライザーの位置がライザーのエンティティに反映されることができる。

【0071】

もしくは、２Ｄまたは３Ｄでシミュレーションされて表示されたグラフィック形状で、作業者がライザーを配置させる位置を判断し、ＧＵＩ上にライザーを直接配置させることもできる。

【0072】

このような鋳造方案の各構成要素を含む知識基盤の設計基礎情報及び鋳造設計に必要な最適化アルゴリズムはデータベース１１０に保存され、エンティティ生成モジュール１３０は保存された設計基礎情報及び最適化アルゴリズムに基づいて鋳造方案の各構成要素別エンティティを生成する。

【0073】

図８及び図９は本発明の一実施例による鋳造方案の健全性チェック及び分析方法を説明するための図である。

【0074】

図８に示すように、３Ｄ形状生成モジュール１４０は、エンティティ生成モジュール１３０によって生成されたエンティティに基づいて設計された鋳造方案の３Ｄグラフィック形状を生成し、これを表示することができる。

【0075】

特に、図９に示すように、システム１００に含まれるかまたは連結されたシミュレーションモジュールを介して、使用者の入力によって溶湯の注入による鋳造過程を仮想でシミュレーションすることができる。

【0076】

これにより、作業者は製品または中子の抜き勾配（ｄｒａｆｔ ａｎｇｌｅ）、厚肉部分析などの１０種以上の健全性チェックを便利に遂行することができ、遂行結果も直ちに確認することができる。

【0077】

図１０～図１２は本発明の多様な実施例による鋳造方案のシミュレーションを説明するための図である。

【0078】

図１０～図１２の（ａ）は鋳造品の形態によって分析されて生成された鋳造方案の各構成要素別エンティティに基づいて２Ｄグラフィック形状に設計された鋳造方案を示すものである。このような画面で作業者は鋳造方案の設計を編集することができる。

【0079】

図１０～図１２の（ｂ）は最終的に鋳造方案の３Ｄグラフィック形状が生成されて表示された画面を示すものである。このような画面で作業者は鋳造シミュレーション及び健全性チェックを遂行することができる。

【0080】

図１３は本発明の一実施例によるＧＵＩ上で２次元形態の鋳造方案を３次元形態にモデリングする過程を示す図である。

【0081】

鋳造品の形状に関連したエンティティ、例えばＣＡＤデータが入力されれば、入力されたＣＡＤデータに基づいてエンティティ生成モジュール１３０が鋳造方案を設計する。鋳造方案は２Ｄグラフィックで図１３の（ａ）のように表示されることができる。

【0082】

ここで、２Ｄ形態で表示される鋳造方案は３Ｄ形態の鋳造方案を断面で示したものと同一である。

【0083】

また、図１３の（ｂ）に示すように、ＣＡＤデータとして入力された鋳造品の形状も２Ｄグラフィックで表示されることもできる。この際、鋳造品の形状または設計された鋳造方案が３Ｄグラフィックで表示される場合より鋳造方案設計の最適化可否をより直観的に把握することができる。

【0084】

例えば、ＧＵＩ上では鋳造方案の断面図が表示されるので、作業者が鋳造品の形態、厚肉部などを判断するか、またはインゲートの位置、形状、サイズ及び配置形態などを判断することがより容易になる。

【0085】

一方、図１３の（ｃ）に示すように、作業者の鋳造方案設計に対する編集が完了すれば、３Ｄ形状生成モジュール１４０によって鋳造方案の３Ｄグラフィック形状を生成して表示することができる。この際、作業者はシミュレーションを介して溶湯の流入、凝固及び抜き勾配などを分析及び確認することができる。

【0086】

図１４は本発明の一実施例による、インゲートの高さを調整して鋳造方案を設計する例を説明するための図である。

【0087】

図１４に示すように、鋳造方案のインゲート１３ａ、１３ｂが一律的に同一平面上に存在するものではなく、鋳造品の形状による最適位置によって互いに異なる高さを有することができる。既存には作業者がインゲートの高さを決定するか調整することが難しかった。

【0088】

本発明の一実施例によれば、作業者がＧＵＩ上で２Ｄで表示された鋳造方案設計においてインゲートをクリック、ドラグ／ドロップする方式でインゲートに対する編集命令を入力すれば、インゲートが移動した位置に対応する鋳型の高さに合うようにインゲートの高さも自動的に変更されることができる。

【0089】

これにより、作業者は、インゲートの高さをいちいち調整する必要なしに、インゲートの３次元上の位置を便利に調整し、シミュレーションすることが可能である。

【0090】

図１５は本発明の一実施例による鋳造方案の設計方法を説明するためのフローチャートである。

【0091】

まず、鋳造品の形状関連エンティティを入力される（Ｓ１２１０）。

【0092】

その後、入力された形状関連エンティティ及び既保存の知識基盤の設計基礎情報に基づいて鋳造方案の各構成要素別エンティティを生成する（Ｓ１２２０）。この際、鋳造方案のポーアリングパス、パスライン、インゲート、ジョイント及びブランチを含む第１パートに対するエンティティ、及びライザー及びベントを含む第２パートに対するエンティティを生成することができる。また、ライザーは既設定の体積以上の内部空間を有する空洞部であり、鋳型の形状に基づいて鋳造方案の流路内の位置及び個数を決定することができる。

【0093】

その後、生成されたエンティティに基づいて設計された鋳造方案の３Ｄグラフィック形状を生成する（Ｓ１２３０）。

【0094】

その後、生成された３Ｄグラフィック形状に対応する２Ｄグラフィック形状が表示されたＧＵＩ上で入力された編集命令に従って鋳造方案の設計を編集し、編集に対応するように２Ｄグラフィック形状を動的に変形して表示する（Ｓ１２４０）。この際、編集命令に従って変更されたインゲートの位置によって、流路形状におけるインゲートの高さを自動的に調整して鋳造方案の設計を編集することができる。

【0095】

上述したような本発明の一実施例による設計方法またはシステムの制御方法はプログラミングされて各種の保存媒体に保存されることができる。これにより、保存媒体を実行する多様な類型のプロセッサで上述した多様な実施例による方法を具現することができる。

【0096】

また、上述したような設計方法はプロセッサで実行可能なアルゴリズムを含むプログラムによって具現されることができ、前記プログラムは非一時的コンピュータ可読媒体（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）に保存されて提供されることができる。

【0097】

非一時的コンピュータ可読媒体とは、レジスター、キャッシュ、メモリなどのように短時間の間にデータを保存する媒体ではなく半永久的にデータを保存し、機器によって判読可能な（ｒｅａｄａｂｌｅ）媒体を意味する。具体的には、上述した多様なアプリケーションまたはプログラムは、ＣＤ、ＤＶＤ、ハードディスク、ブルーレイディスク、ＵＳＢ、メモリカード、ＲＯＭなどのような非一時的コンピュータ可読媒体に保存されて提供されることができる。

【0098】

前述した本発明の説明は例示のためのものであり、本発明が属する技術分野の通常の知識を有する者は本発明の技術的思想や必須の特徴を変更せずに他の具体的な形態に容易に変形することができるということが理解可能であろう。したがって、以上で記述した実施例はすべての面で例示的なものであり、限定的ではないものに理解されなければならない。例えば、単一型として説明された各構成要素は分散されて実施されることもでき、同様に分散されたものとして説明された構成要素も結合された形態に実施されることができる。

【0099】

本発明の範囲は前記詳細な説明よりは後述する特許請求の範囲によって決定され、特許請求の範囲の意味及び範囲そしてその均等概念から導出されるすべての変更または変形の形態が本発明の範囲に含まれるものに解釈されなければならない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【手続補正書】

【提出日】2021-12-22

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鋳造方案設計システムであって、
知識基盤の設計基礎情報を保存するデータベースと、
鋳造方案を設計しようとする鋳造品の形状関連エンティティ（ｅｎｔｉｔｙ）を入力されるエンティティ入力モジュールと、
前記データベースに既に保存された知識基盤の設計基礎情報及び前記入力された形状関連エンティティに基づいて、鋳造方案の各構成要素別エンティティを生成するエンティティ生成モジュールと、
前記入力された鋳造品の形状関連エンティティと前記生成された鋳造方案の各構成要素別エンティティに基づいて設計された鋳造方案の３Ｄグラフィック形状を生成する３Ｄ形状生成モジュールと、
前記生成された３Ｄグラフィック形状に対応する２Ｄグラフィック形状が表示されたグラフィック使用者インターフェース（ＧＵＩ）上で入力された編集命令に従って、前記鋳造方案の設計を編集し、前記編集に対応するように前記２Ｄグラフィック形状を動的に変形して表示するグラフィック使用者インターフェース（ＧＵＩ）モジュールと、を含み、
前記鋳造品の形状関連エンティティは、鋳造品の形状及びサイズ、コア及び冷金（ｃｈｉｌｌ）を含み、
前記鋳造方案の各構成要素別エンティティは、ポーアリングパス、パスライン、インゲート、ジョイント及びブランチを含む第１パートエンティティと、ライザー及びベントを含む第２パートエンティティとを含む、鋳造方案設計システム。

【請求項2】

前記第２パートエンティティのライザーに対するサイドライザー、トップライザー及びライザーネックを含む、請求項１に記載の鋳造方案設計システム。

【請求項3】

前記エンティティ生成モジュールは、
前記鋳造品の厚さに基づいて前記ライザーの位置を判断し、前記判断されたライザーの位置を前記ライザーのエンティティに反映する、請求項１に記載の鋳造方案設計システム。

【請求項4】

前記グラフィック使用者インターフェースモジュールは、
前記生成された３Ｄグラフィック形状に対応する２Ｄグラフィック形状が表示されたグラフィック使用者インターフェース（ＧＵＩ）上でインゲートの位置を編集するために、インゲートをクリック、ドラグ／ドロップする編集命令に従って、流路形状における前記インゲートの高さを自動で調整して表示する、請求項２に記載の鋳造方案設計システム。

【請求項5】

使用者命令に従って、前記設計された鋳造方案の溶湯注入による健全性をチェックするためのシミュレーションを遂行するシミュレーションモジュールをさらに含む、請求項１に記載の鋳造方案設計システム。

【国際調査報告】