KR100260139B1 - 사출금형장치및사출물제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사이간격의 밀도가 높은 다수개의 홀을 갖는 사출물을 성형하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 종래에는 사출 성형작업이 어려울 뿐만 아니라 사출물 표면에 생긴 흐름자국으로 인한 강도저하 및 미성형 형상 등에 의한 기계적 강도의 저하를 초래하는 문제점이 있었다. 따라서 본 발명은 고정금형과 가동금형 사이에 형성되는 공간부에 코어핀을 진입시키지 않은 상태에서 용융수지를 주입하여 표피 부분에 응고층이 형성되었을 때 가열된 코어핀에 의하여 응고층을 녹이면서 홀을 천공함으로써 종래와 같은 미성형 불량 및 사출물 표면의 흐름자국 등이 발생되지 않을 뿐만 아니라 강도가 보다 증대되는 효과가 있다.

Description

사출금형장치 및 사출물 제조방법{INJECTION MOLD APPARATUS AND INJECTION THING METHOD}

본 발명은 사이간격의 밀도가 높은 다수개의 홀을 갖는 사출물을 제조하기 위한 사출금형장치 및 사출사출물 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 사출금형장치는 도 1a 내지 도 1e에 도시된 바와 같이 금형부(1)와, 상기 금형부(1)에 용융수지를 주입하기 위한 인젝터부(5)로 구성되어 있다. 상기 금형부(1)는 중앙에 게이트(2A)를 갖는 고정금형(2)과, 상기 고정금형(2)과 결합되어 내부에 공간부(2B)를 형성하는 가동금형(3)과, 상기 고정금형(2)과 가동금형(3) 사이의 공간부(2B)에 용융수지가 충진되어 성형된 사출물(100B)을 취출시키는 취출장치(4)가 구비되어 있다. 또한 상기 인젝터부(5)는 상기 고정금형(2)의 게이트(2A)와 접촉된 실린더(6)와, 상기 실린더(6) 내부와 통할 수 있도록 상기 실린더(6) 상부측에 설치되어 상기 실린더(6) 내부로 성형재료(100)를 투입시킬 수 있도록 하는 호퍼(7)와, 상기 실린더(6) 외측면에 설치되어 상기 호퍼(7)를 통해 상기 실린더(6) 내부로 투입된 성형재료(100)를 가열에 의해서 유동성의 용융수지로 만드는 히터(8)와, 상기 실린더(6) 내부에 구비되어 회전에 의한 전진이송으로 상기 히터(8)의 가열에 의해서 유동성의 용융수지로 된 성형재료(100)를 상기 실린더(6)의 선단부 노즐(6A) 측으로 밀어 이송시키는 이송스크류(9)와, 상기 이송스크류(9)의 후방측에 설치되어 상기 이송스크류(9)를 정.역회전 및 전.후진시키는 구동장치(9A)가 구비되어 있다. 이와 같이 구성된 종래의 사출금형장치는 먼저, 상기 호퍼(7)에 성형재료(100)를 투입하게 되고, 투입된 성형재료(100)는 실린더(6) 내부로 유입되면서 상기 실린더(6) 외측면에 설치된 히터(8)의 가열에 의해서 유동성을 갖는 용융수지(100A)로 변하게 된다. 또한 이렇게 유동성을 갖는 용융수지(100A)는 실린더(6) 내부에 구비된 이송스크류(9)의 회전 및 전진 이송에 의해서 상기 실린더(6)의 선단부 노즐(6A) 측으로 밀려 이송되고, 상기 노즐(6A) 측으로 이송된 용융수지는 고압으로 상기 노즐(6A)을 통과하여 상기 금형부(1)에 용융수지를 주입하도록 되어 있다. 그리고 상기 금형부(1) 측으로 주입된 용융수지(100A)는 고정금형(2)의 중간부에 형성된 게이트(2A)를 통해 상기 고정금형(2)과 가동금형(3)의 결합에 의해서 형성된 상기 금형부(1) 내부의 공간부(2B)로 용융수지(100A)가 충진되고, 이렇게 충진이 완료되면 상기 실린더(6) 내의 이송스크류(9)는 더이상 전진하지 않고 멈추면서 일정한 압력을 유지하도록 되어 있다. 그런 다음 일정시간 냉가된 후 상기 금형부(1)의 취출장치(4)에 의해서 취출하도록 되어 있다. 즉, 상기 사출금형장치의 성형과정은 고정금형(2)과 가동금형(3)을 상호 결합시켜 내부에 공간부(2B)를 형성하는 단계와; 상기 공간부(2B)로 용융된 수지(100A)를 주입하는 사출단계와; 상기 공간부(2B)로 용융수지(100A)의 충진이 완료되면 상기 실린더(6) 선단부 노즐(6A) 측으로 용융수지(100A)를 전진 이송시키는 이송스크류(9)의 작동을 멈춰 일정압력이 유지되도록 하는 보압단계와; 상기 공간부(2B) 내의 용융수지(100A)를 냉각시키는 냉각단계와; 상기 용융수지(100A)가 냉각 고화되어 성형된 사출물(100B)을 취출시키는 단계로 이루어져 있다. 한편, 수지물은 통상적으로 고온에서 저온으로 냉각시 약 10~15% 정도의 체적수축을 하게 되는 것으로, 상기 보압단계는 냉각단계에서 체적수축된 만큼의 용융수지(100A)를 일정한 압력유지로 보충하기 위한 단계이다.

그러나 이러한 종래의 사출금형장치 및 사출물 제조방법은 텔레비젼 수상기의 스피커와 같이 사이간격의 밀도가 높은 다수개의 홀을 갖는 사출물의 제조시 사출물의 표면에 수지의 흐름자국이 발생할 뿐만 아니라 상기 흐름자국으로 인해 기계적 강도가 저하되는 문제점이 있었다. 또한 미성형 현상 등에 의한 불량이 빈번하게 발생되는데, 이때 제품의 외관에 페인트를 스프레이하더라도 그 정도가 심하여 그 표시가 쉽게 식별될 뿐만 아니라 개발단계에서 행해지는 낙하시험시에는 제품의 파손되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 사이간격의 밀도가 높은 다수개의 홀을 갖는 사출물을 보다 간편하면서도 견고하게 제조할 수 있도록 하는데 있다.

도 1a,도 1b,도 1c,도 1d,도 1e는 종래의 사출금형장치의 구성 및 성형과정을 보인 것으로,

도 1a는 금형닫힘단계를 도시한 단면도.

도 1b는 사출단계를 도시한 단면도.

도 1c는 보압단계를 도시한 단면도.

도 1d는 냉각단계를 도시한 단면도.

도 1e는 취출단계를 도시한 단면도.

도 2는 본 발명의 금형구조를 보인 분리사시도.

도 3은 도 2의 결합된 상태의 내부 단면도.

도 4a,도 4b,도 4c,도 4d는 본 발명에 의한 성형과정을 보인 것으로,

도 4a는 사출단계를 도시한 단면도.

도 4b는 보압단계를 도시한 단면도.

도 4c는 냉각단계를 도시한 단면도.

도 4d는 취출단계를 도시한 단면도.

도 5a, 도 5b, 도 5c, 도 5d는 각각 도 4a, 도 4b, 도 4c, 도 4d의 부분 확대도.

도 6은 본 발명의 성형과정을 단순도시한 순서도.

도 7은 본 발명에 의한 코어핀 주위에서의 용융수지의 유동상태를 도시한 평단면도.

도 8은 본 발명의 공간부로 충진된 용융수지의 유동상태를 도시한 종단면도.

도 9는 본 발명의 금형 내부의 압력곡선을 나타낸 그래프.

**도면의주요부분에대한부호의설명**

10:금형부 20:고정금형

21:게이트 22:공간부

23:압력감지센서 24:사출성형면

30:가동금형 40:코어핀금형

41:코어핀플레이트 42:발열체

43:코어핀 50:코어핀가동금형

51:연결핀 52:스프링

53:가동플레이트 60:사출물이젝트금형

61:이젝트플레이트 62:이젝트핀

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 고정금형과; 상기 고정금형에 공간부가 형성되도록 결합되는 가동금형과; 상기 고정금형의 내부 사출성형면까지 이동하여 상기 공간부에 주입된 용융수지의 고정금형측과 가동금형측 표피측에 형성된 응고층을 열로 녹여서 사이간격의 밀도가 높은 다수개의 홀을 천공하는 코어핀금형과; 상기 코어핀금형이 상기 고정금형의 내부 사출성형면까지 이동시키는 코어핀가동금형과; 상기 코어핀가동금형에 의해서 사이간격의 밀도가 높은 다수개의 홀이 형성된 상기 공간부 내부의 사출물을 취출하는 사출물이젝트금형으로 구성된 것을 특징으로 한 사출금형장치가 제공된다.

상기 코어핀금형은 코어핀플레이트와 다수의 코어핀으로 구성된다.

상기 코어플레이트의 소정위치에 상기 코어핀을 가열시키는 발열체가 구비된다.

상기 코어핀가동금형은 상기 코어핀 플레이트의 하부측에서 승강되는 가동플레이트와, 상기 코어핀 플레이트와 가동플레이트를 연결하는 연결핀과, 상기 가동플레이트의 상승시에는 압축되고 자체 팽창력에 의해서 상기 가동플레이트를 하강시키는 스프링으로 구성된다.

또한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 고정금형에 가동금형을 결합하여 형성된 공간부에 용융수지를 주입하는 사출공정을 수행하는 단계와; 상기 사출공정에서 형성되는 사출물의 고정금형 및 가동금형측 표피측에 응고층이 형성되고 그 사이에는 유동층이 형성된 상태에서 상기 고정금형 하부측 가동플레이트를 스프링의 탄성력을 극복하면서 상승시켜 상기 가동플레이트와 연동되는 코어핀금형을 고정금형의 내부 사출성형면까지 이동시켜 상기 공간부 내의 사출물에 홀을 형성하는 단계와; 상기 코어핀금형을 스프링의 복원력에 의해서 하강시킨 뒤 냉각시키는 단계와; 상기 고정금형 하부측 이젝트플레이트를 상승시켜 상기 이젝트플레이트의 이젝트핀에 의한 취출이 이루어지도록 하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한 사출금형장치의 사출물 제조방법이 제공된다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 구성을 실시예에 따라 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 금형구조를 보인 분리사시도이고, 도 3은 도 2의 결합된 상태의 내부 단면도이다. 또한 도 4a,도 4b,도 4c,도 4d는 본 발명에 의한 성형과정을 보인 것이고, 도 5a, 도 5b, 도 5c, 도 5d는 각각 도 4a, 도 4b, 도 4c, 도 4d의 부분 확대도이며, 도 6은 본 발명의 성형과정을 단순 도시한 순서도, 도 7은 본 발명에 의한 코어핀 주위에서의 용융수지의 유동상태를 도시한 평단면도, 도 8은 본 발명의 공간부로 충진된 용융수지의 유동상태를 도시한 종단면도, 도 9는 본 발명의 금형 내부의 압력곡선을 나타낸 그래프이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명은 금형부(10)와 인젝터부(5)로 구성된다.

상기 인젝터부(5)는 종래와 동일구성을 가지며, 상기 금형부(10)는 도 2에 도시된 바와 같다.

즉, 상기 금형부(10)는 게이트(21)를 갖는 고정금형(20)과, 상기 고정금형(20)과 결합되어 내부에 공간부(22), 즉 주입된 수지가 원하는 형태로 만들어지도록 형성되어진 빈 공간이 형성되도록 하는 가동금형(30)이 구비된다.

또한 상기 고정금형(20)에는 상기 고정금형(20)과 가동금형(30)의 결합에 의해서 형성된 공간부(22) 내의 압력을 감지할 수 있도록 하는 압력감지센서(23)가 장착된다.

그리고 상기 가동금형(30) 내부에는 상기 고정금형(20)의 내부 사출성형면(24)까지 이동되는 코어핀금형(40)이 구비된다.

상기 코어핀금형(40)은 코어핀플레이트(41)의 상면에 사출물의 국부에 사이간격의 밀도가 높은 다수개의 홀을 형성하기 위한 다수개의 코어핀(43)이 설치된 구조로 형성되고, 상기 코어핀플레이트(41)에는 히터와 같은 발열체(42)가 구비되어 상기 코어핀(43)을 가열할 수 있도록 구성된다.

이와 함께 상기 코어핀금형(40)의 하부측에는 상기 고정금형(20)에 장착된 압력감지센서(23)의 감지신호에 의한 작동으로 상승되는 코어핀가동금형(50)이 구비된다.

상기 코어핀가동금형(50)은 가동플레이트(53)와 코어핀금형(40) 사이는 수직선상으로 서로 평행하게 연결하는 한 쌍의 연결핀(51)과, 상기 가동플레이트(53)를 상시 하향으로 탄력 지지토록 상기 연결핀(51)에 스프링(52)을 설치한다. 그리고 상기 가동플레이트(53)의 하부측에는 성형완료된 상태로 상기 고정금형(20)과 가동금형(30) 사이의 공간부(22)에 위치한 사출물을 취출시키기 위해 사출물이젝트금형(60)이 구비되고, 상기 사출물이젝트금형(60)은 이젝트플레이트(61)의 일측상면에 가동금형(30)을 관통하는 이젝트핀(62)이 수직방향으로 세워 설치된 구조를 갖는다.

다음은 상기에서와 같이 구성된 본 발명의 성형과정 및 작용을 설명한다.

먼저, 가동금형(30)을 상승시켜 도 4a 및 도 5a에 도시한 바와 같이, 고정금형(20)와의 사이에 공간부(22)가 형성되도록 하고, 이 상태에서 게이트(21)를 통해 상기 공간부(22)에 용융수지(100A)를 주입한다. 이때, 상기 코어핀금형(40)은 하강된 상태를 그대로 유지되고, 코어핀(43)은 공간부(22)의 바깥쪽에 위치하게 된다.

이 상태에서 코어핀(43)은 발열체(42)에 의하여 가열된 상태로 유지된다.

상기 공간부(22)에 용융수지(100A)를 주입하였을 때 상기 공간부(22) 내부압력은 도 9에 도시된 바와 같은 내부압력곡선과 같이 급격히 증가하게 되고, 이의 압력변화를 상기 고정금형(20)에 장착된 압력감지센서(23)에 의해서 감지되어 상기 가동금형(30)의 하부측 가동플레이트(53)를 스프링(52)의 탄성력을 극복하면서 상승시키게 된다.

이에 따라 상기 가동플레이트(53)와 연결핀(51)으로 연결된 코어핀금형(40)의 코어핀(43)이 도 4b 및 도 5b에 도시한 바와 같이 상기 고정금형(20) 내부의 사출성형면(24)까지 이동되며 사출물의 국부에 사이간격의 밀도가 높은 다수개의 홀을 천공하게 된다.

이때, 상기 고정금형(20)과 가동금형(30) 사이의 공간부(22)에 충진된 용융수지(100A)는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 금형(20)(30)의 내부접촉면(20A)(30A)과 접하는 표피측에 소정 두께의 응고층(110A)(110B)이 형성되고, 상기 응고층(110A)(110B) 사이는 유동가능한 유동층(110C)이 형성되어 있는 상태이며, 발열체(42)로 가열된 상기 코어핀(43)이 상기 응고층(110A)(110B)을 열로 녹여 뚫어 홀(H)(도 5c, 도 5d 참조)을 형성하게 되는 것이다.

이와 같이 녹은 량은 용융수지가 보압과정중 냉각에 의해 체적이 수축되므로 이를 보충해주게 되는 것이다. 이러한 상태로 수초간의 시간이 경과된 후에는 상기 가동플레이트(53)의 상승력이 해제됨과 동시에 압축된 스프링(52)의 탄성력에 의해서 연결핀(51)으로 서로 연결된 상기 코어핀금형(40)과 가동플레이트(53)는 도 4c 및 도 5c에 도시한 바와 같이 다시 하강하여 원위치로 복귀되고, 냉각과정으로 들어가게 된다.

그리고 상기 냉각과정을 거쳐 냉각 고화된 사출물은 도 4d 및 도 5d에 도시한 바와 같이 가동금형(30)이 하강하여 금형 열림이 이루어지게 됨과 함께 상기 가동금형(30)의 하부측에 구비된 사출물이젝트금형(60)의 이젝트플레이트(61) 및 이젝트핀(62)의 상승에 의해서 사출물을 취출시키게 되는 것이다.

이같이 본 발명은 코어핀이 없는 상태에서 사출과정이 이루어진 후 표피측에 응고층이 형성된 사출물을 가열된 상기 코어핀의 녹여서 뚫는 것이므로 사이간격의 밀도가 높은 다수개의 홀을 형성함으로써 기존에서와 같은 미성형 불량 및 사출물 표면의 흐름자국 등이 발생되지 않을 뿐만 아니라 강도를 보다 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 고정금형과;

   상기 고정금형에 공간부가 형성되도록 결합되는 가동금형과;

   상기 고정금형의 내부 사출성형면까지 이동하여 상기 공간부에 주입된 용융수지의 고정금형측과 가동금형측 표피측에 형성된 응고층을 열로 녹여서 사이간격의 밀도가 높은 다수개의 홀을 천공하는 코어핀금형과;

   상기 코어핀금형이 상기 고정금형의 내부 사출성형면까지 이동시키는 코어핀가동금형과;

   상기 코어핀가동금형에 의해서 사이간격의 밀도가 높은 다수개의 홀이 형성된 상기 공간부 내부의 사출물을 취출하는 사출물이젝트금형으로 구성된 것을 특징으로 한 사출금형장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 코어핀금형은 코어핀플레이트와 다수의 코어핀으로 구성된 것을 특징으로 한 사출금형장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 코어플레이트의 소정위치에 상기 코어핀을 가열시키는 발열체가 구비된 것을 특징으로 한 사출금형장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 코어핀가동금형은 상기 코어핀 플레이트의 하부측에서 승강되는 가동플레이트와, 상기 코어핀 플레이트와 가동플레이트를 연결하는 연결핀과, 상기 가동플레이트의 상승시에는 압축되고 자체 팽창력에 의해서 상기 가동플레이트를 하강시키는 스프링으로 구성하여서 된 것을 특징으로 한 사출금형장치.
5. 고정금형에 가동금형을 결합하여 형성된 공간부에 용융수지를 주입하는 사출공정을 수행하는 단계와;

   상기 사출공정에서 형성되는 사출물의 고정금형 및 가동금형측 표피측에 응고층이 형성되고 그 사이에는 유동층이 형성된 상태에서 상기 고정금형 하부측 가동플레이트를 스프링의 탄성력을 극복하면서 상승시켜 상기 가동플레이트와 연동되는 코어핀금형을 고정금형의 내부 사출성형면까지 이동시켜 상기 공간부 내의 사출물에 홀을 형성하는 단계와;

   상기 코어핀금형을 스프링의 복원력에 의해서 하강시킨 뒤 냉각시키는 단계와;

   상기 고정금형 하부측 이젝트플레이트를 상승시켜 상기 이젝트플레이트의 이젝트핀에 의한 취출이 이루어지도록 하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한 사출금형장치의 사출물 제조방법.