KR100696289B1 - Dieless Incremental Sheet Forming Method for Dys-Forming Material - Google Patents

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이영선
이정환
권용남
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Abstract

A dieless incremental sheet forming method for dys-forming material is provided to mold a metal plate after heating the metal plate to a molding temperature by using a heating device moving with a molding tool to be applied to the dys-forming materials. A dieless incremental sheet forming method for dys-forming material includes the steps of: fixing the edges of a metal plate to prevent the movement of the metal plate; coupling a molding tool with a heating device; lowering the molding tool so that the end of the molding tool comes into contact with the metal plate; partly heating the metal plate to a predetermined molding temperature; moving the molding tool along a three-dimensional track to mold the metal plate simultaneously with heating the metal plate with the heating device; and ejecting a molded product by elevating the molding tool when the molding is finished. The molding tool moves in the front-to-rear direction, in the lateral direction, and in the vertical direction to mold the metal plate, and moves along a contour. The molding tool moves only in the vertical direction and an X-Y plate fixing the metal plate moves in the front-to-rear direction and in the lateral direction to make the traveling track of the molding tool become a contour track.

Description

난성형 소재의 무금형 점진 판재 성형방법{Dieless Incremental Sheet Forming Method for Dys-Forming Material}Die-free Incremental Sheet Forming Method for Dys-Forming Material

도 1은, 일반적인 무금형 점진 판재 성형 기술의 개념도.1 is a conceptual diagram of a general moldless progressive plate forming technology.

도 2는, 무금형 점진 판재 성형 기술을 이용한 성형품의 예시도.2 is an exemplary view of a molded article using a moldless progressive plate forming technique.

도 3은, 무금형 CNC 성형 기술의 개념도.3 is a conceptual diagram of a moldless CNC molding technique.

도 4는, 종래의 무금형 점진 판재 성형 과정이 도시된 공정도.Figure 4 is a process diagram showing a conventional moldless progressive plate forming process.

도 5는, 본 발명에 의한 난성형 소재의 무금형 점진 판재 성형방법이 도시된 순서도.Figure 5 is a flow chart illustrating a moldless progressive plate forming method of a refractory material according to the present invention.

도 6은, 본 발명의 성형방법에 적용된 성형용 공구 및 가열장치의 단면도.6 is a cross-sectional view of a molding tool and a heating apparatus applied to the molding method of the present invention.

도 7은 본 발명의 요부구성인 성형용 공구의 이동속도 계산을 위한 참고도Figure 7 is a reference diagram for calculating the moving speed of the molding tool, the main component of the present invention

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10: 가열장치10: heating device

20: 성형용 공구20: molding tool

40: 금속 판재40: metal sheet

본 발명은 상온 성형성이 불리한 난성형 소재에 대한 무금형 점진 판재 성형이 가능하도록 함과 아울러 가열장치에 의한 열 효과를 상승시킬 수 있는 난성형 소재의 무금형 점진 판재 성형방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for forming a moldless progressive plate of a refractory material which can be made of a mold-free progressive plate molding for a difficult-forming material having a low moldability at room temperature and can increase the thermal effect by a heating apparatus.

일반적인 판재의 성형방법으로는 암수 한 쌍의 금형을 이용하여 금형 사이에 판재를 넣고 프레스로 금형을 누름으로써 금형의 형상대로 성형이 되도록 하는 매칭 다이 성형법이 널리 사용되고 있다. 특히, 난성형 소재의 경우에는 성형성을 향상시키기 위하여 온간 성형을 하게 되는데, 가열로에서 예열된 소재를 사용하여 성형하거나 금형으로의 열전달에 의한 소재의 냉각을 방지하기 위하여 금형에 히터를 장착하는 방법을 사용하고 있다.As a general method of forming a plate, a matching die forming method that uses a pair of male and female molds to insert a plate between the molds and presses the mold with a press to form the die in the shape of the mold is widely used. Particularly, in the case of a hard-forming material, warm molding is performed to improve moldability. The heater is mounted on the mold to prevent the cooling of the material by the heat transfer to the mold or by using the preheated material in the heating furnace. I'm using the method.

그러나, 상기한 매칭 다이 성형 구조는 코너부에서 국부적인 변형 증가율을 초래하여 성형 한계를 높이기 어려운 제약이 있다. 따라서, 소재 전체에 정수압 응력을 부과한 상태에서 판재를 성형하는 유체의 압력을 이용한 판재의 성형방법이 개발되었으며, 이 방법을 이용할 경우 성형품 전체가 비교적 균일한 두께 분포를 갖도록 할 수 있다.However, the matching die forming structure has a constraint that it is difficult to raise the forming limit by causing a local increase rate of deformation at the corner portion. Therefore, a method of forming a plate using a pressure of a fluid for forming a plate in a state in which hydrostatic pressure is applied to the entire material has been developed, and when using this method, the entire molded article can have a relatively uniform thickness distribution.

상기한 판재 성형방법은 금형을 사용함에 따라 대량 생산에 적합하나, 성형품의 구조가 복잡한 경우에는 적용이 곤란하고 성형품마다 금형을 다시 제작하여야 하는 단점이 있다.The plate forming method is suitable for mass production by using a mold, but when the structure of the molded article is complicated, it is difficult to apply and there is a disadvantage in that the mold must be manufactured for each molded article.

이에 따라 최근 추세에 맞는 소량 다품종 생산에 적합하고 성형품의 구조에 관계없이 판재 성형이 가능한 무금형 판재 성형 기술이 개발되었다. 무금형 점진 판재 성형 기술이란 통상적인 판재 성형과는 달리 금형을 이용하지 않고 3차원 형 상의 제품을 성형할 수 있도록 하는 성형 기술이다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 성형 대상 소재(50)의 가장자리 부분을 지지부재(51)로 고정한 상태에서 성형용 공구(55)가 등고선 형태의 궤적을 따라 이동하면서 도 2에 도시된 것과 같은 3차원 형상의 성형품을 제조하는 기술이다.Accordingly, a moldless plate forming technology has been developed that is suitable for the production of small quantities of various types in accordance with the recent trend and that can be formed without regard to the structure of the molded article. The die-free progressive plate forming technology is a molding technique that enables to form a three-dimensional product without using a mold, unlike a conventional plate forming. That is, as shown in FIG. 1, the molding tool 55 moves along a trajectory in the shape of a contour in the state where the edge portion of the forming target material 50 is fixed by the support member 51. It is a technique of manufacturing molded articles of the same three-dimensional shape.

상기한 무금형 점진 판재 성형 기술은 금형을 사용하지 않기 때문에 제품 개발 및 원가 측면에서 탁월한 장점이 있고, 금형으로는 생산이 곤란한 형상까지도 성형이 가능하여 고객의 취향에 따라 그 중요도가 증대되고 있는 다품종 소량 생산 체제에서 최적의 성형 기술에 해당된다.The above-mentioned die-less gradual sheet metal forming technology has excellent advantages in terms of product development and cost because it does not use a mold, and it is possible to mold even a shape that is difficult to produce with a mold. This is the optimum molding technique for small production runs.

특히, 무금형 점진 판재 성형 기술은 컴퓨터 수치 제어(Computer Numerical Control; CNC) 장치를 이용하여 자동화할 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 컴퓨터의 3D CAD/CAM 정보로부터 점진 성형에 필요한 공구 궤적에 관한 NC 데이터를 생성시킨 후, 컨트롤 유닛을 이용하여 성형장치(70)의 성형용 공구(75)를 제어함으로써 판재(80)에 대한 무금형 점진 판재 성형을 실시할 수 있다.In particular, moldless progressive plate forming technology can be automated using a Computer Numerical Control (CNC) device. That is, as shown in FIG. 3, after generating NC data about a tool trajectory required for progressive molding from 3D CAD / CAM information of a computer, the molding tool 75 of the molding apparatus 70 is formed by using a control unit. By controlling, the moldless progressive plate molding with respect to the board | plate material 80 can be performed.

상기 성형장치(70)는 전후좌우로 움직임이 가능한 X-Y 테이블(71)과, 상기 X-Y 테이블(71)에 설치된 가이드 포스트(72)에 승강 가능하게 설치되어 금속 판재(40)의 가장자리를 지지하는 클램핑 부재(73)를 포함하고 있으며, 상기 성형용 공구(20)는 상하방향, 즉 상하방향(Z축 방향)으로만 움직인다.The molding apparatus 70 is mounted on the XY table 71 that can move back, forth, left, and right, and the guide post 72 provided on the XY table 71 so as to support the edge of the metal plate 40. The member 73 is included, and the forming tool 20 moves only in the vertical direction, that is, the vertical direction (Z-axis direction).

따라서, 스테인리스 합금(SUS) 또는 알루미늄(Al) 등의 블랭크 소재로 형성된 판재(80)가 클램핑 소재(73)에 의해 클램핑된 상태에서 Z축에 장착된 성형용 공구(75)가 점진적으로 판재(80)를 강압하면서 형을 만들어가게 된다. 이때, X-Y 테 이블(71)과 Z축(성형용 공구)의 이송제어는 CAD 형상으로부터 생성된 NC 데이터에 의해 수행된다.Accordingly, the molding tool 75 mounted on the Z-axis is gradually formed in the state in which the plate 80 formed of the blank material such as stainless alloy (SUS) or aluminum (Al) is clamped by the clamping material 73. He made a mold while forcing 80). At this time, the feed control of the X-Y table 71 and the Z-axis (molding tool) is performed by the NC data generated from the CAD shape.

만약, 도 2에 도시된 바와 같이 3차원 단순 형상의 성형품(원뿔형 또는 각뿔형)을 성형한다면 성형물의 상부를 지지할 수 있을 정도의 지지대(74)를 이용하여 성형물의 상부를 지지하는 것만으로도 충분하나, 자유곡면이 포함된 복잡한 형상의 경우에는 마스터 모델(Master Model)을 사용한다. 상기 성형용 공구(75)는 판재(80)에 대하여 등고선 모양의 공구궤적을 그리면서 일주 운동을 한 후, Z축 방향(아래쪽)으로 이동되면서 판재(80)를 성형하게 된다. 따라서, 상기 성형용 공구(75)는 도 4에 도시된 바와 같이 등고선을 그리듯이 성형품의 가장 높은 부분부터 낮은 부분으로 점진 성형을 수행하게 된다.If a molded article (conical or pyramidal) having a three-dimensional simple shape is formed as shown in FIG. 2, it is enough to support the upper part of the molding using a support 74 that can support the upper part of the molding. This is sufficient, but for complex shapes with freeform surfaces, use the Master Model. The molding tool 75 performs a circumferential movement while drawing a contour of the tool trace with respect to the plate 80, and then forms the plate 80 while being moved in the Z-axis direction (downward). Therefore, the molding tool 75 performs a gradual molding from the highest part to the lowest part of the molded article as shown in Fig. 4.

상기한 무금형 CNC 성형 기술은 금형의 제작비용 및 개발 시간을 단축시킬 수 있고, 복잡한 형상을 가진 성형품을 성형할 수 있도록 하며, 3D CAD 정보만 있으면 언제든지 제품 생산이 가능하므로 A/S 부품을 보유하지 않아도 되는 장점이 있다. 또한, 설계 변경에 대한 즉각적인 수용이 가능하여 개발단계의 디자인 검증 및 기계적 성질 테스트를 위한 시작품의 제작에 유용하고 다품종 소량 생산에 적합하다. 다만, 제품 한 개당 제작에 소요되는 시간이 크기 때문에 시제품과 같은 단품이나 소량 성형에 적합하고, 대량 생산에는 부적합하다.The above-mentioned moldless CNC molding technology can shorten the manufacturing cost and development time of the mold, enable the molding of the molded part with a complicated shape, and have the A / S parts because the product can be produced at any time with 3D CAD information. There is an advantage that does not have to. It also enables immediate acceptance of design changes, making it useful for the production of prototypes for design validation and mechanical property testing at the development stage, and for small quantity batch production. However, because the time required for manufacturing each product is large, it is suitable for single product or small quantity molding such as a prototype, and is not suitable for mass production.

상기한 무금형 점진 판재 성형 기술은 스테인리스 합금이나 알루미늄과 같이 성형성이 우수한 소재에서는 유용하나 상온에서의 성형성이 열악한 난성형 소재 또는 마그네슘(Mg)이나 Ti 합금과 같은 경량 고강 소재를 성형하는데에는 어려움이 있다.The above-mentioned die-less progressive plate forming technology is useful in molding materials such as stainless alloys and aluminum, but it is difficult to mold hard-forming materials having poor formability at room temperature or lightweight high-strength materials such as magnesium (Mg) and Ti alloys. There is difficulty.

일반적으로 난성형 소재를 성형하는 경우 소재를 가열하여 온간 성형을 실시하고 있는데, 금형을 사용하지 않을 경우 소재를 가열하기가 어려워 무금형 점진 판재 성형 기술을 적용하기 곤란하다. 즉, 무금형 점진 판재 성형 기술은 성형용 공구가 3차원 궤적을 따라 이동하면서 소재에 국부적인 변형을 유도하여 전체적인 형상을 만들게 되는데, 하부 금형을 사용하지 않고 사용한다 하더라도 나무와 같이 가공하기 용이한 비금속 재질을 사용하므로 금형 가열을 통한 소재로의 열전달이 불가능하다. In general, in the case of molding a refractory material, the material is heated and warm-molded. However, when the mold is not used, it is difficult to heat the material, and thus it is difficult to apply a moldless progressive plate forming technology. In other words, the moldless progressive plate forming technology moves the molding tool along the three-dimensional trajectory and induces local deformation to the material to make the overall shape, which is easy to process like wood even when used without a lower mold. Since non-metal materials are used, heat transfer to the material through mold heating is not possible.

따라서, 난성형 소재의 성형을 위한 온간 성형이 곤란하며, 성형용 공구와 소재의 접촉 면적이 10∼30㎜에 불과하여 성형용 공구의 가열을 통해 성형 부위로 열을 충분히 전달하기가 불가능하다. 게다가, 통상의 금형 가열 방식은 3차원으로 이동하는 성형용 공구의 이동 경로를 방해하는 경우가 대부분이어서 무금형 점진 판재 성형 기술에 적합하지 않다.Therefore, it is difficult to warm the molding for the molding of the refractory material, the contact area between the molding tool and the material is only 10 to 30mm, it is impossible to sufficiently transfer heat to the molding site through the heating of the molding tool. In addition, the conventional mold heating method often obstructs the movement path of the molding tool moving in three dimensions, and thus is not suitable for the die-less progressive plate forming technology.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 성형용 공구와 함께 움직이는 가열장치를 이용하여 판재의 가열과 동시에 성형이 이루어지도록 함으로써 난성형 소재에 대한 무금형 점진 판재 성형 기술을 적용할 수 있도록 하는 난성형 소재의 무금형 점진 판재 성형방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, by applying a mold-free progressive plate forming technology for the refractory material by forming the heating at the same time using the heating device moving with the molding tool to form a plate. It is an object of the present invention to provide a method for forming a moldless progressive plate of a refractory material.

또, 본 발명은 성형용 공구에 의해 실제 성형이 이루어질 부위 주변만을 가열하여 가열장치에 의한 가열효과를 증대시킬 수 있도록 한 난성형 소재의 무금형 점진 판재 성형방법을 제공하는데 목적이 있다In addition, an object of the present invention is to provide a method for forming a moldless progressive plate of a refractory material which can be heated by the molding tool to increase the heating effect by the heating device by heating only the periphery of the site where the actual molding is to be made.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 난성형 소재의 무금형 점진 판재 성형방법에 따르면, 금속 판재의 가장자리를 움직이지 않게 고정하는 단계와; 성형용 공구와 가열장치를 결합시키는 단계와; 상기 성형용 공구를 하강시켜 공구의 끝단이 상기 금속 판재에 접촉되도록 하는 단계와; 상기 성형용 공구에 의한 성형 부위 주변의 금속 판재를 국부적으로 미리 설정된 성형온도까지 가열하는 단계와; 상기 성형용 공구를 3차원 궤적을 따라 이동시키면서 금속 판재를 성형함과 동시에 상기 가열장치를 이용하여 금속 판재를 가열하는 단계와; 성형이 완료되면 성형용 공구를 상승시키고 제품을 취출하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.According to the moldless progressive plate forming method of the refractory material of the present invention for achieving the above object, the step of fixing the edge of the metal plate without moving; Coupling the forming tool and the heating device; Lowering the forming tool so that the end of the tool contacts the metal plate; Heating a metal plate around the forming site by the forming tool to a locally preset molding temperature; Simultaneously heating the metal sheet by using the heating apparatus while forming the metal sheet while moving the forming tool along a three-dimensional trajectory; When the molding is completed, it is characterized by consisting of the step of lifting the molding tool and taking out the product.

또, 본 발명의 난성형 소재의 무금형 점진 판재 성형방법에 따르면, 상기 성형용 공구는 전후방향과 좌우방향 및 상하방향으로 이동되면서 금속 판재를 성형하고, 등고선 궤적을 따라 이동되는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the method for forming a mold-free progressive plate of the refractory material of the present invention, the forming tool is characterized in that the metal sheet is formed while moving in the front and rear direction, left and right direction and up and down direction, and is moved along the contour trajectory. .

또한, 본 발명의 난성형 소재의 무금형 점진 판재 성형방법에 따르면, 상기 성형용 공구는 상하 방향으로만 움직이고 상기 금속판재가 고정된 X-Y 플레이트가 전후방향 및 좌우방향으로 이동되어, 상기 성형용 공구의 이동 궤적이 등고선 궤적이 되도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the method for forming a moldless progressive plate of the refractory material of the present invention, the forming tool is moved only in the up and down direction, the XY plate fixed to the metal plate is moved in the front and rear and left and right directions, The movement trajectory is characterized in that the contour trajectory.

또, 본 발명의 난성형 소재의 무금형 점진 판재 성형방법에 따르면, 상기 성형용 공구는 상기 가열장치의 반경을 상기 금속 판재의 승온시간으로 나눈 값 이하의 속도로 움직이고, 상기 승온시간은 상기 성형용 공구와 상기 금속 판재가 접촉 되는 성형 부위 주변을 성형온도까지 가열하는데 걸리는 시간인 것을 특징으로 한다.Further, according to the method of forming a moldless progressive plate of a refractory material of the present invention, the molding tool moves at a speed equal to or less than a value obtained by dividing the radius of the heating apparatus by the temperature raising time of the metal plate, and the temperature rising time is the molding. It is characterized in that the time it takes to heat to the molding temperature around the molding site in which the tool and the metal plate contact.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 난성형 소재의 무금형 점진 판재 성형방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings illustrating a moldless progressive plate forming method of a refractory material according to the present invention.

도 5는 본 발명에 의한 난성형 소재의 무금형 점진 판재 성형방법이 도시된 순서도이고, 도 6은 본 발명의 성형방법에 적용된 성형용 공구 및 가열장치의 단면도이며, 도 7은 본 발명의 요부구성인 성형용 공구의 이동속도 계산을 위한 참고도이다.5 is a flowchart illustrating a method of forming a moldless progressive plate of a refractory material according to the present invention, FIG. 6 is a cross-sectional view of a molding tool and a heating apparatus applied to the forming method of the present invention, and FIG. 7 is a main part of the present invention. It is a reference figure for the calculation of the moving speed of the forming tool which is a component.

본 발명의 난성형 소재의 무금형 점진 판재 성형방법은 금속 판재(40)의 가장자리를 움직이지 않게 고정하는 단계와; 성형용 공구(20)와 가열장치(10)를 결합시키는 단계와; 상기 성형용 공구(20)를 하강시켜 공구의 끝단이 상기 금속 판재(40)에 접촉되도록 하는 단계와; 상기 성형용 공구(20)에 의한 성형 부위 주변의 금속 판재(40)를 국부적으로 미리 설정된 성형온도까지 가열하는 단계와; 상기 성형용 공구(20)를 3차원 궤적을 따라 이동시키면서 금속 판재(40)를 성형함과 동시에 상기 가열장치(10)를 이용하여 금속 판재를 가열하는 단계와; 성형이 완료되면 성형용 공구를 상승시키고 제품을 취출하는 단계로 이루어진다.Moldless progressive plate forming method of the refractory material of the present invention comprises the steps of fixing the edge of the metal plate (40) without moving; Coupling the forming tool 20 and the heating device 10; Lowering the forming tool (20) so that the end of the tool contacts the metal plate (40); Heating the metal plate 40 around the forming site by the forming tool 20 to a locally preset molding temperature; Simultaneously forming the metal sheet 40 while moving the forming tool 20 along a three-dimensional trajectory, and simultaneously heating the metal sheet using the heating apparatus 10; When the molding is completed, the forming tool is raised and the product is taken out.

여기서, 상기 성형용 공구(20)는 등고선 궤적을 따라 이동하면서 상기 금속 판재(40)를 성형하게 되고, 등고선 궤적을 갖도록 하기 위해서는 성형용 공구(40)가 직접 3차원 궤적을 따라 움직이도록 하거나 상기 성형용 공구(20)와 금속 판재(40)가 동시에 움직이도록 할 수 있다. 즉, 상기 성형용 공구(20)가 전후방향(X 축방향)과 좌우방향(Y축방향) 및 상하방향(Z축방향)으로 이동되면서 금속 판재(40)를 성형하거나, 상기 성형용 공구(20)는 상하방향(Z축방향)으로만 움직이면서 상기 금속 판재(40)가 고정된 X-Y 플레이트가 전후방향(X축방향) 및 좌우방향(Y축방향)으로 이동되도록 하여 금속 판재(40)를 성형하는 것이다.Here, the molding tool 20 forms the metal plate 40 while moving along the contour trajectory, and in order to have the contour trajectory, the molding tool 40 moves directly along the 3D trajectory or the The molding tool 20 and the metal plate 40 may be moved at the same time. That is, while the molding tool 20 is moved in the front-rear direction (X-axis direction), left-right direction (Y-axis direction) and up-down direction (Z-axis direction), the metal plate 40 is molded or the molding tool ( 20) moves the metal plate 40 to move in the front and rear direction (X axis direction) and the left and right direction (Y axis direction) while moving only in the vertical direction (Z axis direction) while the XY plate on which the metal plate 40 is fixed is moved. It is molding.

여기서, 상기 성형용 공구(20)의 이동속도는 상기 가열장치(10)에 의한 금속 판재의 가열이 완료된 부분만을 성형하도록 설정하게 되는데, 그 값은 상기 가열장치(10)의 반경을 상기 금속 판재(40)의 승온시간으로 나눈 값(최대성형속도) 이하여야 한다. 이때, 상기 승온시간은 상기 성형용 공구(20)와 상기 금속 판재(40)가 접촉되는 성형 부위 주변을 성형온도까지 가열하는 시간이다.Here, the moving speed of the forming tool 20 is set to mold only the portion of the heating of the metal plate by the heating device 10 is completed, the value is the radius of the heating device 10 the metal plate It should be less than the value (maximum molding speed) divided by the temperature increase time of (40). In this case, the temperature increase time is a time for heating the molding site around the molding site in contact with the molding tool 20 and the metal plate 40 to a molding temperature.

상기와 같이 구성된 본 발명의 난성형 소재의 무금형 점진 판재 성형방법은 성형 부위를 가열하면서 성형하게 되므로 온간 성형이 요구되는 난성형 소재에 대한 무금형 점진 판재 성형이 가능하게 한다.The moldless progressive plate forming method of the refractory material of the present invention configured as described above is molded while heating the molding site, thereby enabling moldless progressive plate molding for the refractory material requiring warm molding.

먼저, 난성형 소재로 된 금속 판재(40)의 가장자리를 움직이지 않게 고정하고, 성형장치의 성형용 공구(20)와 가열장치(10)를 결합시킨다. 이어, 상기 성형용 공구(20)를 하강시켜 공구의 끝단이 상기 금속 판재(40)에 접촉되도록 하고, 상기 성형용 공구(20)에 의한 성형 부위 주변을 국부적으로 가열한다. 이때, 상기 금속 판재(40)는 가열 부위의 온도가 미리 설정된 성형온도가 될 때까지 가열되며, 상기 금속 판재(40)의 가열에 소요되는 시간을 승온시간이라 한다.First, the edge of the metal plate 40 made of a refractory material is fixed so as not to move, and the molding tool 20 and the heating device 10 of the molding apparatus are combined. Subsequently, the forming tool 20 is lowered so that the end of the tool is in contact with the metal plate 40, and locally around the forming part by the forming tool 20. At this time, the metal plate 40 is heated until the temperature of the heating site reaches a predetermined molding temperature, the time required for heating the metal plate 40 is called a temperature increase time.

이후, 상기 성형용 공구(20)를 3차원 궤적을 따라 이동시키면서 금속 판재(40)를 성형하는데, 성형용 공구(20)를 전후방향과 좌우방향 및 상하방향으로 직 접 이동시켜 금속 판재(40)를 성형하거나, 상기 성형용 공구(20)는 상하 방향으로만 이동시키고 상기 금속 판재(40)가 고정된 X-Y 플레이트를 전후방향 및 좌우방향으로 이동시켜 성형하게 된다. 따라서, 상기 성형용 공구(20)는 상기 금속 판재(40)에 등고선 궤적을 그리면서 움직이며, 성형품의 높은 부분으로부터 낮은 부분으로 점진 성형을 실시한다. 상기 금속 판재에 대한 성형이 완료되면 상기 성형용 공구를 금속 판재로부터 분리하여 상승시키고 성형이 완료된 제품을 취출한다.Subsequently, the metal sheet 40 is formed while the forming tool 20 is moved along a three-dimensional trajectory. The metal sheet 40 is formed by directly moving the forming tool 20 in the front-back direction, the left-right direction, and the vertical direction. ) Or the molding tool 20 is moved only in the up and down direction and is molded by moving the XY plate in which the metal plate 40 is fixed in the front and rear directions and the left and right directions. Thus, the forming tool 20 moves while drawing a contour trajectory on the metal plate 40, and performs progressive molding from a high portion to a low portion of the molded article. When the molding for the metal plate is completed, the forming tool is separated from the metal plate and raised, and the molded product is taken out.

여기서, 상기 성형용 공구(20)의 이동속도는 상기 가열장치(10)의 크기 및 용량에 비례한다. 다시 말해서 상기 가열장치(40)의 반경을 상기 금속 판재(40)의 승온시간으로 나눈 값, 즉 최대성형속도 이하여야 한다. 따라서, 상기 가열장치(10)에 의해 가열된 부분에서만 상기 성형용 공구(20)에 의한 성형이 이루어진다.Here, the moving speed of the forming tool 20 is proportional to the size and capacity of the heating device 10. In other words, the radius of the heating device 40 is divided by the temperature raising time of the metal plate 40, that is, the maximum forming speed should be less than or equal to. Therefore, the molding by the forming tool 20 is performed only at the portion heated by the heating device 10.

다시 말해서, 상기 금속 판재(40)는 3차원으로 이동하는 성형용 공구(20)에 장착된 가열장치(10)에 의해 국부적으로 가열되므로, 가열 속도에 비해 성형용 공구(20)의 이동속도가 빠를 경우 작업자가 원하는 온도까지 가열되기 전에 성형이 이루어져 성형성의 향상을 기재하기 어렵게 된다. 따라서, 상기 가열장치(10)의 크기 및 판재(40)의 승온시간에 따라 상기 성형용 공구(20)의 최대 이동속도를 설정하여야 한다. 본 발명에서는 가열장치(10)의 반경(R)이 성형 전 초기 가열 후 가열된 최대 가열영역이 되므로, 작업자가 원하는 성형온도까지의 승온시간(Δt)를 측정하여 상기 가열장치(10)의 반경을 승온시간으로 나누면 상기 성형용 공구(20)가 이동할 수 있는 최대 속도가 계산된다. 이렇게 계산된 최대성형속도의 범위 내에서 상기 성형용 공구(20)가 이동될 때 성형 온도범위 내에 있는 국부적인 성형 영역에 대한 성형이 가능하게 된다.In other words, since the metal plate 40 is locally heated by the heating device 10 mounted on the molding tool 20 moving in three dimensions, the moving speed of the molding tool 20 is higher than the heating speed. In the early stages, molding occurs before the operator is heated to the desired temperature, making it difficult to describe the improvement of formability. Therefore, the maximum moving speed of the forming tool 20 should be set according to the size of the heating device 10 and the temperature increase time of the plate 40. In the present invention, since the radius R of the heating apparatus 10 becomes the maximum heating region heated after initial heating before molding, the radius of the heating apparatus 10 is measured by measuring a temperature rising time Δt to a desired molding temperature. By dividing by the rise time, the maximum speed at which the forming tool 20 can move is calculated. When the molding tool 20 is moved within the range of the maximum molding speed thus calculated, it is possible to mold to the local molding area within the molding temperature range.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to such specific embodiments, and those of ordinary skill in the art are appropriately within the scope described in the claims of the present invention. Changes will be possible.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 난성형 소재의 무금형 점진 판재 성형방법에 따르면, 성형용 공구와 함께 이동되는 가열장치를 이용하여 금속 판재를 성형온도까지 가열한 후 성형하게 되므로 무금형 점진 판재 성형 기술을 상온 성형성이 열악한 난성형 소재에까지 적용할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the moldless progressive plate forming method of the refractory material of the present invention, the metal plate is heated to a molding temperature by using a heating device that is moved together with the molding tool, and then molded. The technology can be applied to difficult-forming materials having poor room temperature moldability.

또, 본 발명의 난성형 소재의 무금형 점진 판재 성형방법에 따르면, 성형용 공구에 의해 성형되는 부위 근처만을 가열하게 되므로 가열장치에 의한 가열효과를 증대시킬 수 있고, 가열장치가 성형용 공구의 이동을 방해하지 않게 되어 금속 판재에 대한 온간 성형이 용이해지는 다른 효과가 있다.In addition, according to the method of forming a moldless progressive plate of a refractory material of the present invention, since only a portion near a part to be formed is heated by the molding tool, the heating effect by the heating device can be increased, and the heating device can There is another effect that the warm forming to the metal plate is not easily impeded to the movement.

또한, 본 발명의 난성형 소재의 무금형 점진 판재 성형방법에 따르면, 금속 판재의 온도가 성형온도에 도달한 부위에서만 성형용 공구에 의한 성형이 이루어지게 되므로 상온 성형성이 낮은 난성형 소재에 대한 온간 성형을 통해 3차원 성형을 수행할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the method for forming a mold-free progressive plate of the refractory material of the present invention, since the molding is performed only by the forming tool only at the site where the temperature of the metal plate reaches the molding temperature, There is an effect that can be performed three-dimensional molding through the warm molding.

Claims (5)

금속 판재(40)의 가장자리를 움직이지 않게 고정하는 단계와; Fixing the edges of the metal sheet 40 without moving; 성형용 공구(20)와 가열장치(10)를 결합시키는 단계와; Coupling the forming tool 20 and the heating device 10; 상기 성형용 공구(20)를 하강시켜 공구의 끝단이 상기 금속 판재(40)에 접촉되도록 하는 단계와; Lowering the forming tool (20) so that the end of the tool contacts the metal plate (40); 상기 성형용 공구(20)에 의한 성형 부위 주변의 금속 판재(40)를 국부적으로 미리 설정된 성형온도까지 가열하는 단계와; Heating the metal plate 40 around the forming site by the forming tool 20 to a locally preset molding temperature; 상기 성형용 공구(20)를 3차원 궤적을 따라 이동시키면서 금속 판재(40)를 성형함과 동시에 상기 가열장치(10)를 이용하여 금속 판재(40)를 가열하는 단계와; Simultaneously molding the metal sheet 40 while moving the forming tool 20 along a three-dimensional trajectory, and simultaneously heating the metal sheet 40 using the heating apparatus 10; 성형이 완료되면 성형용 공구(20)를 상승시키고 제품을 취출하는 단계; Raising the forming tool 20 and taking out the product when the molding is completed; 로 이루어진 것을 특징으로 하는 난성형 소재의 무금형 점진 판재 성형방법.Moldless progressive plate forming method of a refractory material, characterized in that consisting of. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 성형용 공구(20)는 전후방향과 좌우방향 및 상하방향으로 이동되면서 금속 판재(40)를 성형하고, 등고선 궤적을 따라 이동되는 것을 특징으로 하는 난성형 소재의 무금형 점진 판재 성형방법.The molding tool 20 is formed in the metal plate 40 while moving in the front and rear, left and right directions, and up and down directions, and the die-less progressive plate forming method of the refractory material, characterized in that it is moved along the contour trajectory. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 성형용 공구(20)는 상하 방향으로만 움직이고 상기 금속판재(40)가 고 정된 X-Y 플레이트가 전후방향 및 좌우방향으로 이동되어, 상기 성형용 공구(20)의 이동 궤적이 등고선 궤적이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 난성형 소재의 무금형 점진 판재 성형방법.The forming tool 20 moves only in the up and down direction and the XY plate on which the metal plate 40 is fixed moves in the front and rear directions and the left and right directions so that the movement trajectory of the forming tool 20 is a contour trajectory. Moldless progressive plate forming method of a refractory material, characterized in that. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 성형용 공구(20)는, 상기 가열장치(10)의 반경을 상기 금속 판재(40)의 승온시간으로 나눈 값 이하의 속도로 움직이는 것을 특징으로 난성형 소재의 무금형 점진 판재 성형방법.The molding tool (20), the method of forming a mold-free progressive plate material of a refractory material, characterized in that the movement of the heating device 10 at a speed equal to or less than the value divided by the heating time of the metal plate (40). 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 승온시간은, 상기 성형용 공구(20)와 상기 금속 판재(40)가 접촉되는 성형 부위 주변을 성형온도까지 가열하는데 걸리는 시간인 것을 특징으로 하는 난성형 소재의 무금형 점진 판재 성형방법.The temperature rising time is a time required for heating the molding site around the molding site in contact with the molding tool 20 and the metal plate 40 to a molding temperature, the moldless progressive plate forming method of the refractory material.
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