KR100575135B1 - 결합된 물체의 몰딩을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 결합 물체의 연속적인 몰딩 방법 및 상기 방법을 수행하기 위한 장치를 제공한다. 적어도 둘 이상의 연속적인 몰딩에 놓이는 물체는 부동의 전방부(1), 이동 가능한 후방부(2), 및 적어도 하나의 회전 가능한 중앙부(3)를 구비하는 몰드 내에서 몰딩된다. 물체(5)의 제1부분의 몰딩 후, 그리고 다음 물체(10)의 몰딩이 시작되기 전, 상기 중앙부(3)는 적어도 한 번, 상기 전방부 및 상기 후방부의 상대 이동 방향에 수직인 축(4)을 중심으로 180도 회전한다. 이러한 방식으로 물체의 제1부분은 전방부(1)로부터 중앙부(3)를 거쳐 다음 몰딩이 진행될 후방부(2)로 이송된다. 인젝션 및 냉각은 동시에 전방부와 후방부에서 수행되어 시간을 절약할 수 있다. 특별하게는, 중앙부(3)에 단열(11)이 제공되어 전방부(1)와 중앙부(3) 사이가 중앙부(3)와 후방부(2) 사이보다 더 높은 온도를 유지할 수 있다. 상기 방법을 통해, 열 가소성 재료, 고무재, 실리콘, 또는 금속 그리고 플라스틱 등의 서로 다른 재료들이 함께 몰딩될 수 있다.

몰딩, 회전 중앙부, 금속, 열 가소성 재료

Description

결합된 물체의 몰딩을 위한 방법 및 장치 {PROCEDURE AND MACHINERY FOR THE MOULDING OF AN ASSEMBLED OBJECT}

본 발명은 적어도 세 몰드부(mould parts)로 구성되는 몰드(mould)에 있어서 적어도 두 연속적인 주조로 몰딩되는 물체를 몰딩하는 방법 및 그를 위한 장치에 관한 것이다.

하나의 물체를 둘 또는 그 이상의 연속적인 주형에서 몰딩하는 기술은 공지된 기술이다. 예를 들면, 플라스틱으로 두 가지 다른 색상을 갖는 사출 성형물은 연속적으로 주조된다. 이는, 일 색상을 갖는 물질을 이러한 목적으로 배치된 주형의 일부에서 먼저 몰딩함으로써 이루어진다. 예를 들면, 키보드 내의 하나의 키의 문자와 같은 것이다. 상기 물질을 냉각하고 몰드의 중앙 부분을 제거한 후에, 다른 색상의 물질은 상기 주조된 문자를 둘러싸도록 주조된다. 이때, 상기 문자는 그 자체가 같은 몰드 내에서 마지막 키를 위한 하나의 몰드의 부분으로서 제공된다. 이러한 작업들은 두 개의 분사 유닛을 갖는 사출 성형기를 필요로 한다.

전방부 및 후방부 등의 적어도 두 몰드부로 구성된 사출 몰드가 알려져 있다. 예를 들면, 소위 샌드위치 몰드라는 것은 상기 두 몰드부 사이에 이동 가능한 중앙부를 구비한다. 상기와 같은 주형의 목적은 물체를 둘 이상의 연속적인 주형에 서 주조하는 것이 아니라, 여러 개의 물체를 주형 내의 두 폐쇄된 공간에서 동시에 주조하기 위한 것이다.

사출 금형 중, 적어도 하나의 전방부 및 후방부를 구비하는 것은 세 플레이트 도구(three plate tools)로 알려져 있다. 상기 전방부 및 후방부 사이에 제3플레이트가 주형의 일부로써 위치한다. 주형의 유입 채널이 최전방측의 두 주조부에 위치하고, 최후방측의 두 주조부에서 물체를 얻을 수 있기 때문에 상기 주형이 개방될 때 상기 입구와 물체가 찢겨져 서로 분리되어 분사된다. 여기에서의 장점은 상기 입구와 상기 주조물이 더욱 용이하게 분리된 상태를 유지하는 것이다.

전방부와 후방부가, 주형이 개방되는 동안 선회 가능한 인서션(insertion)을 갖는 주형들이 알려져 있다. 지금까지 알려진 방식에서는, 상기 인서션은 전방부 및 후방부 사이의 상호 이동 방향에 평행한 축을 중심으로 선회한다. 따라서, 회전 테이블과 같은 효과를 얻을 수 있다. 상기와 같은 회전 이동의 목적은 몰딩 사이클 동안 추가의 스텝을 얻어 주형 내에 주물을 분사하는 동시에 주형을 냉각시켜 사이클 타임을 감소시키기 위함이다.

본 발명에 따른 방법 및 장치의 목적은 다수의 요소 물체들을 주조함으로써 한정된 주형 내에서 단위시간당 증가된 수의 물체를 얻을 수 있도록 하는 것이다. 또한, 더욱 작은 주조기로써 동일한 수의 물체를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 방법은, 물체의 제1부분을 몰딩한 후, 바람직하게는 정지된 전방부 및 이동 가능한 후방부 사이에 위치한 적어도 하나의 중앙부가, 물체의 다음 부분의 몰딩 전에 전방부 및 후방부 사이의 이동 방향에 바람직하게는 수직인 축에 대해 바람직하게는 한 번에 180도 회전하는 데에 그 특징이 있다.

물체의 제1부위가 몰딩된 후 중앙부가 전방부 및 후방부 사이의 이동 방향에 대해 평행이 아닌 수직한 축에 대해 180도 회전하기 때문에, 지금까지의 주형 설계에서는 성취할 수 없었던 여러 가지의 흥미로운 가능성들이 성취된다.

상기 방법의 원리를 설명하기 위한 것으로서, 간단한 예를 들 수 있는데, 각 사이클은 중앙부의 전면과 후면이 같은 두 개의 부위를 갖는 하나의 물체를 주조한다. 상기 물체의 제1부위의 몰딩은 전방부 및 중앙부 사이의 캐비티 내에서 이루어진다. 상기 물체를 적절히 냉각한 후, 주형이 개방되어 상기 중앙부가 수직축을 중심으로 180도 회전될 수 있도록 한다. 상기 작업 중, 상기 물체의 제1부위는 몰딩 중 전방부와 대면하는 중앙부 측에 그 위치가 유지된다.

중앙부를 180도 회전시킨 후, 주형은 다시 닫힌다. 이제는 제1몰드 부위가 후방부를 바라보며 주형의 일체부를 형성하며 새로운 캐비티를 성취한다. 상기 중앙부와 상기 후방부 사이에서, 다른 몰딩 유닛으로부터 다음 주물을 상기 부분적으로 몰딩된 물체에 가할 수 있다. 상기 제1물체에 대한 이러한 마지막 몰딩을 함과 동시에 적절히 상기 전방부와 상기 중앙부 사이에 캐비티가 새로 형성되어 다음 물체에 대해 제1몰딩이 수행될 수 있다.

각 몰딩 파트에서의 각 물체의 적절한 냉각과 경화가 이루어진 후, 같은 사이클 시간을 사용한 후, 주형이 개방되고 완성된 제1물체가 후방으로부터 배출된다. 동시에, 중앙부가, 부분적으로 몰딩된 다음 물체가 다른 동일한 면상에 위치한 채로, 180도 다시 회전하며 그 원위치로 복원된다. 그 후, 주형이 다시 닫히고, 두 개의 사출 유닛으로부터 각각의 주물이 배출된다. 다음 물체의 제1부위가 몰딩되는 전방부와 중앙부 사이의 몰드 캐비티, 및 제2물체가 몰딩되는 중앙부와 후방부 사이의 제2캐비티 내로 동시에 주물이 사출된다. 그 후, 전술된 과정들이 반복되며 완성된 물체들을 연속적으로 주조한다.

전술된 사이클은 각 시간마다 몰드로부터 배출되는 하나의 결합된 물체에 관련된다. 그러나, 원칙적으로 몰드부 당 더 많은 수의 캐비티가 있는 경우도 마찬가지다. 상기 예에서, 결합된 물체는 오직 두 부위로 분리되기 때문에 하나의 회전 가능한 중앙부만이 필요하다.

만약 결합된 물체가 더 많은 부위들을 포함한다고 해도, 상기 방법은 원칙적으로 동일하게 적용된다. 이로 인해 더 많은 스테이션들이 필요하고, 추가의 회전 가능한 중앙부 또는 그 이상이 추가된다.

상기 중앙부가 상기 전방부와 상기 후방부 사이의 공간 외부에서 회전 이동을 하는 것이 바람직할 것이다. 이는 소정 카세트 시스템의 도입으로 가능한데, 동작중인 사이클에서의 중앙 플레이트는 대응하는 미들 플레이트로 교체되고 전방부와 후방부 사이의 실제적인 몰딩 영역 외부의 하나의 몰딩 사이에서 회전될 수 있다.

본 발명에 따른 방법은 상기와 같이, 둘 이상의 결합된 물체들의 몰딩을 전술한 바와 같이 처리함으로써 시간 및 비용을 절감할 수 있다.

전술된 예들에서와는 다른 몰딩될 물체가 대칭이라면, 회전 가능한 중앙부의 전후면이 서로에 대해 대칭임으로 하여 같은 효과를 볼 수 있다. 상기 중앙부의 전 후면은 다른 식으로 대응될 수도 있다.

몰딩 장치를 설계함으로써, 제1몰딩 후 몰드가 개방될 때, 물체 또는 물체들의 집합은 정지 상태의 몰드부로부터 빠져나와 중앙부에 위치하며 따라서, 중앙부와 다른 몰드부 사이의 공간으로 이동된다. 이러한 이동은 전방부에서보다는 중앙부에서의 억제(hold-down)에 의해, 또한, 중앙부에서보다는 후방부에서의 억제로 인해 가장 간단하게 성취될 수 있다.

주물의 제1부위가 사출되는 상기 전방부로부터 중앙부를 거쳐 상기 주물의 마지막 부위가 사출되며 또한 완성된 결합 물체의 배출이 일어나는 후방으로의 물체의 제거는 다른 방식으로 실현될 수도 있다. 이는, 예를 들면, 상기 중앙부에 배치되는 이젝터, 코어 풀(core pull-) 또는 조(jaw-) 시스템에 의해 실현될 수 있다. 상기 이젝터 시스템은, 예를 들면, 상기 중앙부를 위해 특별히 개발된 것이 될 수 있는데, 상기 이젝터는 상기 중앙부 내의 대향하는 캐비티 간의 직접 연결을 갖는다. 상기 이젝터는, 상기 미들 플레이트 내의 상기 이젝터의 중앙 부위에 위치한 볼 스크류 시스템을 통해 상기 후방부를 바라보는 미들 플레이트의 부분 내에서 전후로 이동할 수 있다. 상기 이젝터가 상기 미들 플레이트 내의 상기 대향하는 캐비티 또는 코어의 직접 연결을 갖지만, 몰드의 많은 공간을 사용하지 않고 그들은 코어 또는 다른 방식으로 중앙부에 위치한다.

본 발명에 따른 방법의 수행을 위한 장치의 특별한 설계에 있어서, 회전 가능한 중앙부의 적어도 하나는 중앙부의 전후면 사이의 단열 플레이트로써 단열된다. 전방부와 중앙부 사이의 캐비티 내에는 중앙부와 후방부 사이의 캐비티 내보다 아주 높은 온도가 형성된다. 이는, 기본적으로, 이동 가능한 플레이트의 일부가 대향부에 대해 단열되는 종래 기술에 따른 인덱스 몰드/턴 몰드를 통해 실현될 수 있다.

단열된 중앙부의 최적 실현을 위해, 전술된 방법에 있어서의 다음과 같은 작은 변화들이 추천된다. 전방부와 중앙부 사이의 고온 영역으로부터 부분적으로 몰딩된 물체 또는 물체들이 이동 가능한 중앙부 및 후방부 사이의 저온 영역으로 이동할 때, 물체/물체들이 이송되어 후방부에 위치하자마자 중앙부는 회전되고 다시 180도 회전된다. 여기서, 중앙 플레이트의 가장 뜨거운 부위는 항상 뜨거운 전방부에 대해 푸쉬되며, 후방부에서보다 전방부에서 고온을 유지하는 것이 용이하게 된다.

상기 언급된 구역들 간에 일정하고 높은 온도차를 유지하는 것의 장점은 두 개의 다른 재료를 주조할 수 있다는 것에 있다. 이는, 종래 방법에 의해서는 불가능하다. 이 조합은, 열 가소성 재료와 고무, 열 가소성 재료와 실리콘 플라스틱, 실리콘과 메탈 등이다.

몰드 내의 두 구역 간에 상당한 온도차를 유지하기 위한 방법은 본 발명에 따라 열 가소성 재료를 금속과 몰딩하거나 서로 다른 두 개의 메탈을 몰딩할 때에는 거의 필요치 않다. 이는, 두 금속 및 열 가소성 재료를 저온 상태에서 사출하기 때문이다. 본 발명에 따른 방법을 사용하면, 알루미늄과 같은 금속을 전방부에, 폴리올레핀(polyolefine)을 후방부에 몰딩할 수 있다. 여기에서, 금속 주위에 플라스틱을 몰딩할 때, 상기 플라스틱 재료는 금속의 몰딩시 나타나는 거친 엣지를 커버 할 수 있다. 이러한 거친 엣지는 금속을 몰딩할 때 나타나며, 따라서 제거할 필요가 없고, 반대로 그들은 플라스틱과 금속의 결합에 이바지할 수 있다. 이는, 플라스틱과 금속을 몰딩할 수 있는 장치를 개발할 수 있는 가능성을 준다. 그러나, 상기와 같은 플라스틱-금속 몰딩 장치는 기존의 몰딩 구조로도 실현할 수 있다.

도 1은 닫힌 몰드와 물체의 제1부위의 몰드의 설계를 보여준다.

도 2는 열린 상태를 보여준다.

도 3은 열린 상태에서 중앙부가 90도 회전된 상태를 보여준다.

도 4는 닫는 과정을 보여준다.

도 5는 완전히 닫힌 상태를 보여준다.

도 6은 중앙부의 양측에서의 몰딩이 끝난 후의 상태를 보여준다.

도 7은 개방 후에 완료된 제1물체가 배출된 상태를 보여준다.

도 8은 상기 중앙부에 단열이 된 디자인을 보여준다.

도 9는 중앙부가 분리되어 작동되는 디자인을 보여준다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명하도록 한다.

도 1에는 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 닫혀진 몰드의 단면도가 도시된다. 몰드는 정지 상태인 전방부(1), 이동 가능한 후방부(2), 이동 가능하며 수직축(4)을 중심으로 회전 가능한 중앙부(3)를 포함한다. 도시된 바와 마찬가지로, 물체의 제1부위(5)는 스크류 캡으로서, 그와 계합되며 약병의 커버 역할을 할 튜브 넥과 함께 몰딩된다. 전방부(1)에는 인젝션 유닛(미도시)이 제공된다. 전방부(1)에는 나사부가 형성된 코어(6)가 도시되고, 후방부(2)에는, 결합될 물체의 가장 마지막 주조 부위로써 나사가 형성된 튜브 넥의 다음 몰딩을 허용하기 위해 상기 나사부가 형성된 코어(6)보다 직경이 작은 코어(7)가 도시된다. 중앙부(3)에는 그 양단에 동일하게 설계된 캐비티(8)가 보여진다.

도 2는 몰드가 개방된 상태를 도시한다. 후방측(2)은 중앙부(3)의 이동 속도의 두 배로 좌측으로 이동한다. 중앙부(3)는 캐비티(8)에 위치한 물체(5)의 제1몰드부를 이송시킨다.

도 3에는 몰드가 완전히 개방되고 중앙부(3)가 축(4)을 중심으로 그의 반회전인 90도를 회전한 상태가 도시되어 있다.

도 4에는 상기 몰드가 닫혀지는 과정이며, 중앙부(3)가 180도 완전히 회전하여 제1주조 부위(5)가 이제 후방측을 바라보는 상태가 도시되어 있다.

도 5에는 몰드가 닫혀 물체의 제1주조 부위(5)는--여기서는 냉각된 스크류 캡임-- 후방부(2)의 코어(7)와 함께 몰드의 한 부분으로서 제공되는 상태가 도시된다. 코어(7)는 전방부(1)의 코어(6)보다 직경이 작아 캐비티(9)를 형성한다.

도 6에는 결합된 물체(10)의 제2부위, 나사가 형성된 튜브 넥이 후방부(2) 내의 캐비티(9)에서 지금 주조되는 상태가 도시된다. 동시에, 다음 물체의 제1부분이 전방부(1)에서 주조된다. 중앙부(3) 양면의 인젝션 및 냉각은 시간을 절약하기 위해 동시에 일어난다.

도 7에는 제1사이클의 완료가 도시된다. 몰드는 개방되며 냉각되고, 결합된 물체(5, 10)는 지금 도시 안 된 인젝터에 의해 후방부(2)로부터 배출된다. 물체(10)에의 마지막 몰드 부위가 --여기서는 나사가 형성된 튜브 넥임-- 내측으로 몰딩된다. 그들은 스크류 캡에 대해 조금 수축되어 상기 두 부분이 나중에 수동으로 용이하게 분리되고 재결합되도록 한다. 중앙부(3)의 우측으로는 다음 물체의 제1부분이 전방부(1)로부터 이탈되어, 다음 180도 회전된 후에 후방부(2)에 위치된다. 따라서, 다음 사이클이 진행되며 몰딩 작업이 계속된다.

도 8에는 회전 가능한 중앙부(3)의 가운데에 단열 플레이트(11)가 제공된 상태가 도시된다. 전방부(1) 측의 몰딩 부위의 온도가 후방부(2)보다 높다. 이는, 중앙부(3)가 후방부(2)로 물체의 제1주조 부위를 옮긴 후에 다시 원상 복귀하는 경우에 성취된다.

도 9에는 중앙부(3)가 실용적으로 두 개 이상의 가늘고 서로 동일하게 수직 방향으로 배치된 부분들로 분리된 디자인이 도시된다. 여기에서는, 두 부분(3', 3")이 도시되며, 각각은 수직축(4', 4")을 중심으로 회전 가능하다. 상기 부분들이 더욱 작은 회전 반경을 갖고 있기 때문에, 몰드의 개방시 전방부(1) 및 후방부(2) 간의 필요한 거리는 대폭 줄어든다.

첨부된 도면에 도시된 본 발명에 따른 장치들은 단순히 가능한 예들의 일부일 뿐이다. 그러나, 그들은 본 발명의 기본 원리를 보여줄 수 있어야 한다.

도시된 것 외에, 중앙부(3)에는 특별한 이젝터가 도시될 수 있는데, 상기 이젝터는 상기 중앙부 양측의 캐비티 또는 코어를 잇는다. 이젝터 가운데에 전후진 가능한 볼 스크류 또는 다른 메커니즘을 이용하여 결합된 물체를 배출할 수 있다. 따라서, 물체가 마지막 몰딩 후 중앙부(3)로부터 배출되어야 할 때 상기 결합된 물체의 배출을 위해 사용될 수 있다.

상기 방법을 통해, 열 가소성 재료, 고무재, 실리콘, 또는 금속 그리고 플라스틱 등의 서로 다른 재료들이 함께 몰딩될 수 있다.

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.

Claims (10)

1. 적어도 두 개의 연속적인 주조에서 몰딩되는 물체 하나를 생산하기 위한 몰드장치(mould)로서, 적어도 세 개의 몰드부(mould parts)로 구성되며, 적어도 한 개의 중앙부(3)는 부동(stationary)의 전방부(1) 및 이동 가능한 후방부(2) 사이에 위치하며, 상기 중앙부(3)는 상기 전방부(1)와 상기 후방부(2) 사이의 이동 방향에 대해 수직인 축(4)에 관하여 회전 가능하게 배치되어 상기 물체의 처음 부분(5)과 다음 부분(6)의 몰딩 과정 사이에 상기 중앙부(3)가 적어도 한 번의 180도 회전을 할 수 있도록 해주는 몰드 장치에 있어서,

   상기 중앙부(3)는 여러 부분(sections)(3'과 3")으로 나누어지고 각 부분들은 축(4'와 4") 주위로 각각 회전할 수 있는 구조로 된 것을 특징으로 하는 몰드 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 중앙부(3)의 여러 부분들은 서로 닮은 형상인 것을 특징으로 하는 몰드 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 중앙부의 부분들(3'과 3")은 각각 수직축(4'와 4")에 대하여 회전 가능한 것을 특징으로 하는 몰드 장치.
4. 제 1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 하나의 상기 회전 가능한 중앙부(3)의 부분들은 상기 중앙부(3)의 상기 부분의 두 표면 사이에 배치된 단열 플레이트(11)로 단열되어 있는 것을 특징으로 하는 몰드 장치.
5. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 중앙부의 부분들의 전면(the front)은 후면(the back)과 동일한 것을 특징으로 하는 몰드 장치.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 중앙부(3)가 배출되어져야 할 물체들을 포함하고 있는 경우, 상기 중앙부(3) 내의 이젝터들은 상기 중앙부(3)의 부분들의 전후면에 각각 위치하는 서로 대응하는 캐비티들 그리고/또는 코어들(cores) 간을 직접 연결하도록 설계되며, 동시에, 상기 몰드 장치는 특별히 제작된 볼 스크류 또는 이에 상응하는 메커니즘이 제공되어 상기 이젝터가 그들의 목적에 달성하도록 해주고 양방향으로 이동 가능하게 한 것을 특징으로 하는 몰드 장치.
7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 후속하는 몰딩 과정에서 상기 물체를 몰드에 유지시키는 억제(hold-down)는 선행 몰딩 과정에서의 억제보다 더 강력하며, 이에 의해, 몰드된 물체(5)의 상기 제1부분을 몰드 장치의 상기 전방부(1)로부터 상기 중앙부(3)를 경유하여 몰드 장치의 상기 후방부(2)로 이동시키는 것이 가능하여 몰드의 마지막 위치에 있는 물체가 상기 몰드로부터 배출될 상태에 있기 전까지는 상기 이젝터가 필요하지 않은 것을 특징으로 하는 몰드 장치.
8. 제 3항에 있어서, 적어도 하나의 상기 회전 가능한 중앙부(3)의 부분들은 상기 중앙부(3)의 상기 부분의 두 표면 사이에 배치된 단열 플레이트(11)로 단열되어 있는 것을 특징으로 하는 몰드 장치.
9. 제 3항에 있어서, 상기 중앙부(3)가 배출되어져야 할 물체들을 포함하고 있는 경우, 상기 중앙부(3) 내의 이젝터들은 상기 중앙부(3)의 부분들의 전후면에 각각 위치하는 서로 대응하는 캐비티들 그리고/또는 코어들(cores) 간을 직접 연결하도록 설계되며, 동시에, 상기 몰드 장치는 특별히 제작된 볼 스크류 또는 이에 상응하는 메커니즘이 제공되어 상기 이젝터가 그들의 목적에 달성하도록 해주고 양방향으로 이동 가능하게 한 것을 특징으로 하는 몰드 장치.
10. 제 3항에 있어서, 후속하는 몰딩 과정에서 상기 물체를 몰드에 유지시키는 억제(hold-down)는 선행 몰딩 과정에서의 억제보다 더 강력하며, 이에 의해, 몰드된 물체(5)의 상기 제1부분을 몰드 장치의 상기 전방부(1)로부터 상기 중앙부(3)를 경유하여 몰드 장치의 상기 후방부(2)로 이동시키는 것이 가능하여 몰드의 마지막 위치에 있는 물체가 상기 몰드로부터 배출될 상태에 있기 전까지는 상기 이젝터가 필요하지 않은 것을 특징으로 하는 몰드 장치.

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