KR0149180B1

KR0149180B1 - 사출방법

Info

Publication number: KR0149180B1
Application number: KR1019910002921A
Authority: KR
Inventors: 히데토시 요코이; 도시카타 오쿠무라; 유키오 나카무라; 노리에이 요네오카; 슈이티 하치카와
Original assignee: 히데토시 요코이; 오와다 구니오; 가부시기가이샤 푸지코시; 나카고미 수지; 니수이 가코 코오포레이숀 리미티드
Priority date: 1990-02-23
Filing date: 1991-02-22
Publication date: 1998-10-15
Also published as: US5069833A; KR910021295A; DE4105687C2; JPH0712632B2; JPH03244520A; DE4105687A1

Abstract

사출성형된 플라스틱 제품에 구멍을 만들기 위한 사출방법(injection method)은 용융된 플라스틱(1)을 주형공동(21)에 충전시키는 단계와, 탕구시일을 하기 위해 주형(19,20)을 냉각하는 단계로 구성된다. 제1구멍가공펀치(2) 및 제2펀치(6)은 이동식절반부가 개폐되는 축방향에서 제품(23)에 제조될 구멍(22)와 부합하는 주형에 구비된 보어(31, 32)에 활주 삽입되고, 2개의 펀치(2,6)사이의 응고된 플라스틱을 연화시키기 위해 탕구시일이 완료된 후 고 진동수로 진동된다. 펀치(2,6)들은 플라스틱(1)이 연화될 때 구멍(22)을 만들기 위해 보어(31,32)에 대해 이동된다. 제2사출방법은 용융된 플라스틱을 주형에 충전한 후와 탕구시일이 실행되기 전에 드웰링과 드웰링의 완료에 후속한 냉각중에 편치(2,6)을 활주시키므로써 성형된 제품(23)에 구멍(22)을 제조하는 단계로 구성된다. 상기 펀치들(2, 6)이 높은 진동수 도는 낮은 왕복동으로 진동하는 동안에 펀치들의 측면은 성형된 제품(23)에 구멍(22)의 양호한 절삭면을 얻기 위해 구멍(22)내면에 대해 접촉하게 된다.

Description

사출방법

제1도는 본 발명에 따른 사출방법을 실행하는 주형의 주요부의 단면도.

제2도는 제1도의 선Ⅱ-Ⅱ를 따라 취한 단면도.

제3도는 제2도의 선Ⅲ-Ⅲ을 따라 취한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부초의 설명

1 : 용융된 플라스틱 2 : 제1구멍 가공펀치

3 : 제2펀치 4 : 이동식 끼움다이(movable insert die)

13 : 고정 끼움 다이 14,15,16 : 이젝터 핀

19 : 이동식 주형 절반부 20 : 고정 주형 절반부

22 : 구멍 23 : 제품

21 : 공동(cavity) 24 : 스프루(sprue)

25 : 러너(runner) 31,32 : 보어

33 : 탕구(gate)

본 발명은 플라스틱의 사출성형에 관한 것으로 특히, 완성된 제품과 러너(runner)를 따로따로 꺼내기 전에 제품을 성형하는 동안 주형에서 사출성형된 플라스틱 제품에 구멍을 내는 사출방법(injection method)에 관한 것이다.

플라스틱 제품의 사출성형에 있어서, 사출성형된 제품에 구멍을 내는 종래의 방법은 만들어질 구멍 내면에 대한 보족(complementary)외면의 형상을 갖는 핀을 사출성형전에 주형공동에 고정하거나 또는 제품을 주형에서 꺼낸 후 후속 보링(boring)단계에 의해 실행된다.

그러나, 핀을 주형공동에 고정시키는 상기 방법에서 공동내에서 용융된 플라스틱재는 핀둘레를 흘러서 서로 합류하여 선형마크(linear mark)또는 웰드 마크(weld mark)를 형성하게 된다. 지금까지 웰드마크를 완전히 제거한다는 것은 불가능하였으며, 더욱이 웰드마크는 외관이 나쁠 뿐 아니라 강도또한 낮은 결함이 있으므로 성형된 제품의 두께보강이 필요하였다.

한편, 상기의 후속 보링방법은 그러한 웰드마크를 피하기 위해 실행되었다. 구멍의 후속보링은 주형이 냉각된 후에 이루어지고 제품은 주형에서 꺼내지게 된다. 비록 이 방법이 웰드마크를 제거하는 확실한 방법으로 아주 통상적으로 사용되긴 하지만 이는 사출성형후에 추가적인 단계를 필요로 하고 더욱이 생산비용이 많이 들고 절단부 또는 크랙등이 있는 불량제품이 증가하므로 이상적인 방법이 되지 못한다.

본 발명의 목적은 상기 후속 보링 단계들을 필요로 하지 않고도 제품에서 웰드 마크를 제거한 사출성형된 플라스틱 제품에 구멍을 형성하기 위한 정확한 사출방법을 제공하는 것이다.

상기목적은 주형의 공동을 용융된 플라스틱으로 충전하는 단계와 탕구 시일(gate seal)을 위해 주형을 냉각하는 단계로 구성되는 구멍을 제조하는 사출방법에 의한 본 발명의제1방법에 따라 성취된다. 제품내에 형성될 구멍(hole)과 일치되는 주형내에 구비된 보어(bole)에 이동주형절반이 개폐되는 축방향으로 활주 가능하게 끼워지는 제1구멍제조 펀치 및 제2펀치는 탕구 시일이 완료된 후 고진동수로 진동하여 2개의 펀치사이의 응고된 플라스틱을 연하게 한다. 이후 펀치들은 플라스틱이 연하게 되어 구멍을 만들 수 있을 때 보어에 대하여 이동된다.

이 방법에서 적어도 하나의 펀치는 고 진동수로 진동하거나 주형이 개폐되는 축방향으로 왕복 운동하게 된다. 진동에너지는 2개의 펀치사이의 플라스틱을 연화시킨다. 이들이 머무르는(dwelling)동안에 또는 머무른 후에 구멍이 형성된다. 구멍 표면은 펀치와 접촉하여 마찰되고 이 결과로 후속 보링단계들 또는 추가비용을 필요로 하지 않고도 웰드 마크 또는 선형 흐름 마크가 없으며, 미적으로 뛰어나며 정밀한 제품을 얻을 수 있게 된다.

제2형 방법은 주형을 용융된 플라스틱으로 충전한 후와 탕구 시일이 실행되기 전에 드웰링과 드웰링의 완료에 후속한 냉각중에 펀치들을 활주시키므로써 용융된 제품내에 구멍을 제조하는 단계로 구성된다. 펀치들은 고 진동수로 진동을 하게 되거나 저 속의 왕복운동을 하게 되고 펀치의 측면들은 용융된 제품에 양호한 절삭면의 구멍을 내기 위하여 구멍내면과 접촉하게 된다. 이 방법은 제1방법과 거의 유사한 효과를 제공한다.

제1도에는 단일공동(cavity) 또는 코어(core)를 갖는 주형을 도시하였는데, 이 주형은 본 발명에 따라 사출성형 플라스틱 제품에 구멍을 내기 위한 사출방법을 수행하기 위해 사용된다. 주형은 이동식 주형절반부(19), 고정 주형 절반부(20), 고정 주형 절반부(20)에 제거 가능하게 장착된 이동식 끼움다이(12), 구멍(22), 스프루(sprue)(24), 탕구(33), 스프루(24)를 탕구(33)까지 연결하는 러너(25), 구멍가공펀치(2) 및 구멍가공 바이어스펀치(6)로 구성된다. 고정 주형 절반부(20)는 장치(도시하지 않음)에 장착되어 있고, 이동식 주형절반부(19)는 주형을 개방시키기 위해 고정 주형 절반부(20)으로 부터 이동될 수 있다. 도시한 상태에서 이동식 주형절반부(19)는 고정 주형 절반부(20)과 접촉한다. 수지 또는 플라스틱(1)이 제품(23)을 형성하기 위해 공동(21)속으로 사출된다. 구멍(22)에 위치하는 주형제품(23)의 일부는 참고번호(30)으로 표시하였다. 구멍 가공펀치(2)는 이동식 주형절반부(19)의 일부를 형성하는 이동식 끼움다이(12)에 형성된 보어(31)로 미끄러져 끼워진다. 보어(31)은 이동식 주형 절반부(19)가 개폐되는 축방향에서 구멍(22)과 일치하도록 형성된다.

보어(31)은 성형되는 제품의 일부(30)가 펀치(2)에 의해 절단 되도록 위치한다. 고정 끼움다이(13)은 이동식 끼움다이(12)와 연동하여 고정 주형 절반부의 표면에 공동(21)또는 코어를 형성한다. 고정 주형 절반부(20)의 일부를 형성하는 고정끼움다이(13)는 이동식 주형절반부(19)가 개폐하는 축방향으로 보어

(31)과 일치하고 구멍(22)와 부합하는 보어(32)를 구비한다. 바이어스 펀치(6)은 보어(32)에 활주 가능하게 끼워지므로 그 표면(26)은 2개의펀치(2,6)의 2표면 사이에 충전되는 수지(1)과 접촉 가능하다.

또한, 주형은 구멍가공펀치(2)와 구멍 가공 바이어스펀치(6)가 각각 고정되는 유압서보 실린더(18)과 유압 바이어스 실린더(7)을 포함한다. 펀치(2)가 고 진동수로 진동할 때 진동은 펀치(2)의 운동과 동시에 되는 방법으로 2개의 펀치(2,6)사이에 충전된 수지(1)를 거쳐 펀치(6)으로 전달되므로 펀치(2)가 고진동수로 진동할 때 바이어스펀치(6) 또한 구동된다. 바이어스펀치(6)은 고정끼움다이(13)에 관해 이동할수 있다.

또한, 제1도에는 이젝터 판(27), 탕구 위치에 배치되는 러너 이젝터 핀(14), 스프루 이젝터 핀(15), 성형 제품 이젝터 핀(16), 유압 서보 실린더 로드(3), 유압서보 실린더 조인트 어댑터(9) 및 서보밸브(8)가 도시되어 있다. 각 이젝터 핀(14,15,16)은 이동식 주형절반부(19) 또는 구멍가공펀치(2)를 통해 그리고 유압서보 실린더로드(3)을 통해 연장한다. 이젝터 핀들(14,15,16)의 위치는 제2도의 단면도에서 각각(14', 15', 16')으로 표시된다.

제3도는 유압서보 실린더(18)과 구멍가공펀치(2)의 연결을 도시한다. 펀치(2)는 유압서보실린더 조인트 어댑터(9)에 의해 유압서보실린더로드(3)과 연결된다. 실린더(18)은 이동식주형절반부(19)에 고정장착되고 장치(도시하지 않음) 및 서보밸브(8)에 의해 작동된다. 이렇게하여 조인트어댑터(9) 및 펀치(2)는 고진동수로 진동되거나 왕복운동될 수 있다.

유압 바이어스 실린더(7)는 장치(도시하지 않음)에 의해 작동되는 고정 주형 절반부(20)에 고정 장착된다. 구멍가공펀치(2)의 운동은 2개의 펀치사이의 사출된 수지(1)를 거쳐 구멍가공바이어스 펀치에 전달되므로 바이어스펀치(6)은 펀치(2)와 동일한 방식으로 움직이게 된다. 실린더(18, 7)은 각각 주형절반부(19,20)외측에 장착될 수 있다.

본 발명에 따른 사출성형된 플라스틱제품에 구멍을 만들기 위한 한가지 사출방법을 설명하고자한다. 수지가 사출성형머신(도시하지 않음)의 노즐의 전단으로부터 스프루(24)로 사출되기 시작할 때 수지(1)는 스프루(24), 러너(25), 탕구(33) 및 구멍(22)를 통해 흐르며, 그 후 공동(21)을 충전한다.

사출 또는 드웰링중에 구멍가공펀치(2) 및 구멍가공바이어스 펀치(6)은 각각 유압서보 실린더(18)과 유압바이어스 실린더(7)에 의하여 도시한 위치로 고정된다. 충전이 완료된 후 압력이 유지 또는 고정된채 냉각 단계가 실행된다. 이들이 냉각될 때 플라스틱은 수축하므로 추가의 수지가 드웰링 단계에 공급되어야 한다. 수지는 탕구(33)둘레에서 냉각되고 응고되어 탕구(33)의 실링이 완료된다. 탕구(33)의 단면이 공동(21)내측의 다른 어떤 지역보다 작으므로 탕구(33)에서의 수지는 제품을 형성하는 수지보다 더 빨리 냉각되며, 따라서 탕구(33)이 시일된 후 드웰링 효과는 상실된다. 결과적으로 성형된 제품(23)은 시일의 완료시에, 즉 드웰링단계와 후 속의 냉각단계중에 만일 수지에 구멍이 생긴다면 결코 영향을 받지 않는다. 탕구(33)가 완전하게 시일된 후에 서보 실린더(18)은 장치(도시하지 않음)에 의해 고진동수로 진동된다. 실린더(18)의 왕복운동은 유압서브 실린더 조인트 어댑터(9)와 구멍가공펀치(2)를 고 진동수로 진동시킨다. 진동에너지는 열을 발산하여 공동(21)과 구멍(22)사이의 경계와 2개의 펀치(2,6)사이의 경계에서 수지를 연화시킨다.

수지가 구멍(22)둘레의 상기 경계영역에서 연화될 때, 구멍 가공펀치(2,6)은 플라스틱 제품(23)에 구멍(22)을 만들기 위해 이동된다. 수지의 연화 및 절삭이 불과 몇초내에 종료되므로 이들 2단계는 성형된 제품의 냉각과 동시에 실행될 수 있다. 이렇게 하여 생산성은 종래 기술의 성형의 생산성보다 떨어지지 않게 된다.

디게이팅(degating) 및 냉각이 완료된후 이동식 주형절반부(19)와 이동식끼움다이(12)는 보통 사출성형에서와 동일한 방법으로 주형을 개방하기 위해 후퇴하게된다. 성형된 제품(23),탕구(33) 및 러너(25)를 꺼내게 된다. 이렇게해서 성형공정이 완료된다. 구멍가공펀치(2) 및 구멍가공바이어스펀치(6)은 다음주형과 결합(closing) 또는 클램핑하기 전에 장치(도시하지 않음)에 의해 원래위치로 복귀하며 이리하여 다음 성형에 대한 준비가 이루어진다.

또한, 구멍가공단계후와 주형절반부들의 개방 이전에 구멍가공펀치(2)는 단시간동안 유압서보 실린더조인트 어댑터(9)를 거쳐 서보실린더(18)에 의해 고진동수로 진동하므로 구멍(22)의 내면과 동일한 매끄러움을 얻기 위해 단시간동안 구멍 가공펀치(2)를 서서히 왕복동시키는 것도 가능하다.

이제, 본 발명에 따른 또다른 사출방법을 설명하고자 한다. 이 방법은 이미 설명한 방법과 동일한 방법으로 제1도내지 제3도에 도시한 주형을 사용한다. 용융된 수지가 사출성형머신(도시하지 않음)의 노즐의 전단으로부터 스프루(24)로 분사하기 시작될 때 용융된 수지(1)은 스프루(24)와 러너(25), 탕구(33), 및 구멍(22)를 통과하여 공동(21)을 충전시킨다. 충전이 완료될 때 수지는 압력을 유지하며, 냉각되기 시작한다. 탕구(33)이 시일되기 전에 수지가 탕구(33)에서 냉각 및 응고되기 시작할 때 수지의 점도는 탕구(33)에서 크게 증가한다. 이상태에서 드웰링에 의한 수축을 보정하기란 불가능하지만 수지는 절삭할 수 있을 정도로 충분히 연화된다.

특히, 드웰링의 완료에 후속하는 드웰링 단계 및 냉각 단계에서 수지는 보통 탕구(33)에서 가장 작은 단면을 가지며, 먼저 냉각 및 응고할 것이다. 따라서, 수지는 너무 단단하여 압력에 대해 공동(21)으로 사출될 수 없지만 드웰링 스텝의 시작으로부터 일정시간의 경과와 함께 출발하는 시간간격동안에 절삭하기에는 충분한 정도로 연하다. 이시간 간격동안에 구멍가공펀치(2)는 축방향으로 이동되고 여기서 이동식 주형 절반부(19)는 구멍(22)내의 수지를 제거하기 위해 유압서보실린더(18)에 의해 개폐된다. 구멍 가공펀치(2)가 이동된 후에 실린더(18)는 불과 단시간동안에 펀치(2)를 고 진동수로 진동시키기 위해 작동된다. 구멍(22)내의 수지가 제거될 때 제거된 표면은 여전히 연하고 구멍가공펀치(2, 6)의 측면은 성형된 수지 제품의 구멍 내면을 래핑(lapping)하기 위해 구멍(22)의 제거된 내면과 접촉하여 마찰된다. 구멍의 내면은 광택을 주기 위해 마무리된다. 절삭단계 및 후 속의 마찰단계는 불과 수초에 완료되므로 그 생산성은 종래 기술의 사출성형의 생산성 보다 못하지 않다. 왜냐하면 드웰링효과가 끝날 때 수지가 구멍을 형성하기 때문이고, 성형된 제품은 결코 악영향을 받지 않는다.

수지의 종류에 의존하여, 구멍제조단계 후의 마찰단계중에 펀치에 고진동수의 진동을 가하는 대신에 구멍 가공펀치(2)는 구멍(22)의 내면에 대해 구멍가공펀치(2)의 측면을 서서히 마찰시키도록 왕복동 될 수 있다. 또한 이경우에 광택이 잘된 구멍(22)의 내면을 얻게 된다. 구멍가공 및 마찰단계들 이후에 주형은 원래의 사출성형에서와 동일한 방식으로 개방된다. 용융된 제품, 탕구 및 러너는 공동(21)에서 꺼내지고 이렇게 해서 성형공정을 완료하게 된다. 구멍가공 펀치(2) 및 바이어스 펀치(6)은 다음 주형을 클램핑하기 전에 장치(도시하지 않음)에 의해 원래 위치로 복귀된다. 이방법에서 다음 성형을 위한 준비가 이루어진다.

Claims

사출성형된 플라스틱 제품(23)에 구멍을 형성하는 사출 방법에 있어서, 고정 주형 절반부(20), 이동식 주형 절반부(19) 및 탕구(33)을 구비한 주형의 공동(21)에 용융된 플라스틱(1)을 충전시키고 상기 주형 절반부는 이동식 주형 절반부가 개폐되는 축방향으로 제품(23)내에 형성할 구멍(22)과 부합하는 보어(31, 32)를 구비하며, 상기보어(31,32) 각각에 축방향으로 활주가능하게 삽입되는 제1구멍 가공펀치(2) 및 제2펀치(6)를 구비하며, 제1펀치(2)의 축방향 운동은 제1펀치(2)의 운동과 동일한 방식으로 2개의 펀치 사이에 충전된 플라스틱을 관통하여 제2펀치(6)에 전달되는 단계와 : 주형을 냉각하여 상기 탕구(33)를 시일하는 단계와 ; 탕구(33)를 봉한 후 또는 작업을 중지하고서 냉각하는 동안에 2개의 펀치(2, 6)중 하나를 높은 진동수로 진동시켜 진동 에너지에 의해 2개의 펀치(2, 6)사이의 플라스틱이 연화되고, 또한 제1펀치(2)의 진동을 2개의 펀치 사이의 사출된 플라스틱을 통해 제2펀치(6)로 전달하여, 2개의 펀치가 함께 이동하여 연화된 재료에 구멍(22)을 형성할 때 제2펀치가 제1펀치(2)와 동시에 이동하여 구멍을 형성할 플라스틱 재료(1)를 가열하여 연화시키는 단계 및 ; 플라스틱이 연화됐을 때 진동하는 펀치를 이동시켜 제품(23)에 구멍(22)를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출 방법.
제1항에 있어서, 2개의 펀치(2, 6)를 진동시키는 단계는 또한 2개의 펀치(2, 6)를 동시에 동일하게 진동시키는 단계를 포함하며, 또한 펀치를 이동시키는 단계는 펀치를 단시간 동안 높은 진동수로 진동시켜 펀치의 측면이 구멍(22)의 내면에 대해 접촉하여 마찰하게 하는 단계를 수반하는 것을 특징으로 하는 사출방법.
제1항에 있어서, 2개의 펀치(2, 6)를 진동시키는 단계는 또한 2개의 펀치(2, 6)를 동시에 동일하게 진동시키는 단계를 포함하며, 또한 펀치를 이동시키는 단계는 펀치를 서서히 왕복동시키면서 펀치의 측면이 단시간 동안 구멍(22)의 내면에 대해 접촉하게 되는 단계를 수반하는 것을 특징으로 하는 사출 방법.
사출 성형된 플라스틱 제품(23)에 구멍을 형성하는 사출 방법에 있어서, 고정 주형 절반부(20), 이동식 주형 절반부(19) 및 탕구(33)을 구비한 주형의 공동(21)에 용융된 플라스틱(1)을 충전시키고, 상기 주형 절반부는 이동식 주형 절반부(19)가 개폐되는 축방향으로 제품(23)냉 형성할 구멍(22)과 부합하는 보어(31, 32)를 구비하며 상기 보어(31, 32)는 2개의 펀치(2,6) 사이에 충전되는 플라스틱(1)을 관통하여 상기 보어(31, 32)각각에 축방향으로 활주 가능하게 삽입되는 제1구멍 가공 펀치(2) 및 제2펀치(6)을 구비하며, 제1펀치(2)의 축방향 운동은 제1펀치(2)의 2펀치운동과 동일한 방식으로 2개의 펀치 사이에 충전된 플라스틱을 관통하여 제2펀치(6)에 전달되는 단계와 ; 주형을 냉각하여 상기 탕구(33)을 시일하는 단계와 ; 작업을 중지하고 이어서 냉각하는 동안에 성형된 플라스틱 보어(31, 32)에 대해 축방향으로 펀치(2, 6)중 하나를 활주시켜 재료(1)에 구멍(22)을 형성하는 단계 및 ; 활주하는 펀치를 고진동수로 진동시키면서 활주하는 펀치의 측면을 단시간 동안 구멍(22)의 내면과 미끄럼 접촉시켜 구멍(22)의 내면을 다듬질 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출 방법.
사출 성형된 플라스틱 제품에 구멍을 형성하는 사출 방법에 있어서, 고정 주형 절반부(20), 이동식 주형 절반부(19) 및 탕구(33)을 구비한 주형의 공동(21)에 용융된 플라스틱(1)을 충전시키고, 상기 주형 절반부는 이동식 주형 절반부(19)가 개폐되는 축방향으로 제품(23)내에 형성될 구멍(22)과 부합하는 보어(31, 32)를 구비하며 상기 보어(31, 32)는 2개의 펀치(2, 6) 사이에 충전되는 플라스틱(1)을 관통하여 상기 보어(31, 32) 각각에 축방향으로 활주 가능하게 삽입되는 제1구멍 가공펀치(2) 및 제2펀치(6)을 구비하며, 제1펀치(2)의 축방향 운동은 제1펀치(2)의 운동과 동일한 방식으로 2개의 펀치 사이에 충전된 플라스틱을 관통하여 제2펀치(6)에 전달되는 단계와 ; 주형을 냉각하여 상기 탕구(33)를 시일하는 단계와 ; 작업을 중지하고 이어서 냉각하는 동안에 보어(31, 32)에 대해 축방향으로 펀치(2, 6)중 하나를 활주시켜 성형된 플라스틱 재료(1)에 구멍(22)을 형성하는 단계 및 ; 활주 펀치를 천천히 왕복 운동시키면서 활주 펀치의 측면을 단시간 동안 구멍(22)의 내면과 미끄럼 접촉시켜 구멍(22)의 내면을 다듬질하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출 방법.