KR100802481B1 - 사출성형 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 사출성형 장치에 관한 것으로,
개폐작동하는 금형유니트내에 사출수단이 적량 계량되어 용융된 수지를 가압 사출시키고, 사출된 수지를 냉각시킨 후 성형품을 취출하게 된 사출성형방법에 있어서, 상기 금형유니트는 그 내부에 성형공간을 갖는 코어를 교환할 수 있도록 한 카세트형 금형으로 단위금형유니트를 구성하고, 상기 단위금형유니트가 수평방향으로 개폐되어 성형품이 자유낙하 되도록 복수개를 적정간격으로 배열 설치하여 제어 수단에 의해 각각 형체공정, 사출공정, 냉각공정, 취출공정을 순차적으로 수행하도록 하며, 상기 사출수단은 상기 제어수단에 입력한 설정주기 및 시간에 맞추어 상기 단위금형유니트의 상부에서 순차적으로구간이동 및 승강하며 형체공정을 수행한 단위금형유니트의 코어와 접촉하여 용융수지를 사출시켜 성형품을 얻을 수 있도록 함으로써,
다양한 형태의 핸드폰용 키패드를 최소공간에서 최저비용으로 대량생산할 수 있어 생산성 극대화와 원가절감을 구현할 수 있고, 제작과 유지관리의 용이함 및 공간효율 향상을 도모할 수 있음은 물론, 수율향상과 성형품의 외곽을 규격화할 수 있어 사출성형 이후에 진행되는 후공정의 자동화도 이룰 수 있게 한것이다.
프레임, 단위금형유니트, 이송기구, 사출수단, 고정측형판, 가동,고정측코어, 성형공간, 노즐접촉부, 홀더, 이송나사축, 노즐
Description
도 1은 본 발명 사출성형장치의 측면 개략 구성도,
도 2는 본 발명 사출성형장치의 정면 개략 구성도,
도 3은 본 발명 사출성형장치의 평면 개략 구성도,
도 4는 본 발명을 구성하는 단위 금형 유니트의 개략구성 평면도,
도 5는 본 발명을 구성하는 단위 금형 유니트에 조립된 코어의 정면 구성 예시도.
-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-
1 : 프레임 2 : 단위금형유니트
3 : 이송기구 4 : 사출수단
5 : 제어수단 25 : 가동측형판
26 : 고정측형판 27a,27b : 가동, 고정측코어
27c : 청형공간 27d : 노즐접촉부
33 : 홀더 34 : 이송나사축
35 : 모터 41 : 노즐
43 : 승강실린더 46 : 용융부
본 발명은 사출성형 장치에 관한 것으로, 특히 핸드폰용 키패드를 최소공간에서 최저비용으로 대량생산할 수 있도록 함으로써 생산성 향상과 공수 및 원가절감을 구현하고, 제작과 유지관리의 용이함 및 공간효율향상을 도모하게 된 사출성형장치에 관한 것이다.
일반적으로 핸드폰용 키패드를 제조할 경우에는 폴리카보네이트재를 금형에 의해 사출성형하여 필요 형태의 키패드를 얻고, 이를 세정, 정렬, 건조, 스프레이 분사에 의해 필요색상으로 도장, 건조, 레이저가공에 의해 문자 또는 숫자의 양각 또는 음각, 세척, 정렬, UV코팅, 타발, 검사 등의 여러 공정을 통해 완성된 키패드를 제조하게 된다.
상기한 키패드를 사출성형하기 위한 사출 성형장치는 다양한 기구적구성, 형태의 것들이 제시 사용되고 있음을 주지와 같으며, 통상 2~3단 금형을 사용하여 키패드를 대량으로 사출성형시키고 있다.
상기한 종래 사출성형장치에 의한 사출성형공정은, 금형을 닫는 형체공정과, 사출유니트를 금형의 수지 주입구에 접촉연결시키는 노즐텃치공정과, 용융된 수지를 설정압력으로 금형에 사출시키는 사출공정과, 금형내의 용융수지가 경화될 때까지 사출압력을 유지시키는 보압공정과, 금형 내의 수지를 냉각시킴과 동시에 사출유니트에 적량의 사출대상수지를 도입, 용융시키는 냉각 계량공정과, 금형을 열어 코어에 부착된 성형품을 취출하는 형개 취출공정 등으로 이루어진다.
그런데, 이러한 종래기술에서는 여러가지 문제점들이 유발되고 있는바, 이를 열거하면,
1. 통상 2~3단 금형을 사용하게 되므로, 과대한 금형제작비와 금형보관에 넓은 공간이 요구되고, 금형교체에 많은 시간이 소요됨은 물론, 사출 싸이클 타임이 길어 생산성이 저하된다는 점.
2. 재활용을 못하는 스프루 발생이 원자재의 80%정도를 차지하므로 원가상승의 주요인을 제공하고, 취출의 용이함을 위해 2~3공정마다 한번씩 이형제를 사용해야 한다는 점.
3. 취출로보트, 온유기, 냉각기 등 주변설비가 요구되어 시설비가 증가 되고 설치면적이 넓어져 공간활용율이 저하된다는 점.
4. 전체적인 사출성형장치의 규격이 커져 이에 비례하는 동력이 요구되므로 전력소모량의 증가로 인해 원가상승이 더욱 가중된다는 점 등이다.
이외에도 키패드를 둘러싼 외곽형태를 사출대상 키패드의 형태와 규격에 맞추어야 하므로 사출 이후에 진행하는 후공정의 규격화와 자동화가 불가능 하다는 문제점도 지적된다.
본 발명은 상기한 문제점들을 적극적으로 해소시킬 수 있는 사출성형장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 사출성형장치는, 프레임과, 상기 프레임 상에 수형방향으로 개폐되도록 설치되고 그 내부에는 성형품에 따라 코어를 교환할 수 있도록 한 복수개의 단위금형유니트와, 상기 단위금형유니트들의 상부에서 이송기구에 의해 구간이동 및 승강 하도록 설치되어 상기 단위금형유니트의 코어와 접촉하여 용융수지를 사출하도록 구성된 사출수단과, 상기 단위금형유니트와 이송기구 및 사출수단의 작동순서, 주기 및 시간을 제어하는 제어수단으로 구성된다.
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이하에서 상기 본 발명을 첨부도면에 의해 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명 사출성형장치(M)의 측면 개략구성도로서, 도 2와 도 3에서는 정면과 평면을 개략적으로 도시하였다.
본 발명 사출성형장치(M)는, 프레임(1)과, 상기 프레임(1)상에 배열설치된 복수개의 단위금형유니트(2)들과, 상기 단위금형유니트(2)들의 상부에서 이송기구(3)에 의해 구간이동 및 승강하도록 설치되어 상기 단위금형유니트(2)들과 순차적으로 접촉하여 용융수지를 사출하는 사출수단(4)과, 상기 단위금형유니트(2)와 이송기구(3) 및 사출수단(4)의 작동순서 주기 및 시간을 제어하는 제어수단(5)으로 구성된다.
상기 프레임(1)은 적정높이 및 너비를 갖는 사각틀체로 구성되며, 설치판(11)의 하부에는 후술하는 단위금형유니트(2)들로 부터 취출되는 성형품들의 낙하를 안내, 수거하는 슈트(도시되지않음)를 구비함이 바람직하다.
상기 단위금형유니트(2)는 프레임(1)의 전,후에 대향 설치된 고정블럭(21a,21b)에 각각의 실린더(22)에 의해 수평으로 개폐작동 되도록 설치되는바, 도 4에는 상기 단위금형유니트(2)의 구성평면도를 개략적으로 도시하였고, 도 5에서는 상기 단위금형유니트(2)를 구성하는 코어(23)의 정면구성도를 나타내었다.
상기 단위금형유니트(2)는, 고정블럭(2a,21b) 사이에 고정된 가이드바(22)를 따라 미끄럼이동 하도록 설치된 스페이서블럭(23)과, 상기 고정블럭(21b) 후방에 설치되고 상기 스페이서블럭(23)을 전,후진 시키는 실린더 로드(24')를 구비한 실린더(24)와, 상기 스페이서블럭(23)의 전방에 고정 설치된 가동측형판(25)과, 상기 가동측형판(25)에 대응하도록 고정블럭(21a)에 고정설치된 고정측형판(26)과, 상기 가동측형판(25)과 고정측형판(26)에 서로 대응접촉하여 성형공간(27c)을 형성시키도록 고정설치된 가동, 고정측 코어(27a,27b)와, 상기 가동측 코어(27a)의 전방에 선택적으로 출몰하도록 스페이서블럭(23)의 내부에 설치되어 성형물을 취출시키는 복수개의 이젝트핀(28)과, 상기 이젝트핀(28)을 복귀시키도록 구비된 리턴핀(29)으로 구성되며,
상기 가동, 고정측 코어(27a,27b)의 상부에는 후술하는 사출수단(4)의 노즐(41)이 접촉하는 노즐접촉부(27d)가 형성되고, 상기 노즐접촉부(27d)와 연통된 게이트(27e)는 런너(27f)와 연통되어 용융수지를 성형공간(27c)으로 공급시키도록 구성된다.
상기 사출수단(4)을 단위금형유니트(2)들의 상부에서 좌우로 구간이동 시키는 이송기구(3)는, 상기 프레임(1)상에 대향구비된 지지블럭(31a,31b)과, 상기 지지블럭(31a,31b)의 전후에 구비된 슬라이드바(32a,32b)와, 상기 슬라이드바(32a,32b)를 따라 미끄럼이동 하도록 설치된 홀더(33)와, 상기 지지블럭(31a,31b)사이에 홀더(33)를 관통하도록 설치된 이송나사축(34)과, 상기 이송나사축(34)을 정,역구동시키는 모터(35)로 구성된다.
상기 사출수단(4)은, 상기 홀더(33)에 수직으로 고정설치된 가이드바(42)와, 상기 가이드바(42)를 따라 승강하도록 미끄럼설치된 승강실린더(43)와, 상기 승강실린더(43)의 상부에 고정설치되어 수지원료를 계량 및 가압시키는 모터(44)와, 상기 모터(44)의 구동에 의해 일정량의 수지원료를 호퍼(6)로부터 도입하는 도입부(45)와, 도입된 수지원료를 용융시키는 용융부(46)와, 용융된 수지를 상기 모터(44)의 가압력에 의해 사출시키는 노즐(41)로 구성된다.
상기 제어수단(5)은 상기 단위금형유니트(2)들과 이송기구(3) 및 사출수단 (4)들이 작동순서, 작동시기, 작동시간 등을 제어하도록 전기,회로적으로 연결설치되며, 프레임(1)의 일측에 구비된다.
도면중 미설명부호(7)은 유압회로를 구성하는 유압유니트이다.
이와 같은 구성의 본 발명 사출성형장치(M)는 호퍼(6)에 다량의 원료수지를 투입하고 사출수단(4)의 용융부(46)가 충분히 가열된 상태에서 사출을 개시하게 되는데, 형체공정, 사출공정, 냉각공정, 취출공정으로 순환하는 사출사이클에 의해 사출공정을 수행하게 됨은 종래와 동일하다.
그러나, 본 발명에서는 복수개(도면에서는 4개)의 단위금형유니트(2)가 일열로 배열설치되어 있고, 사출수단(4)이 이송기구(3)에 의해 순차적으로 구간이동하며 사출을 진행하게 된다.
이를 좀더 상세히 설명하면, 첫번째 단위금형유니트(2)가 사출공정을 진행할 경우, 두번째 단위금형유니트(2)는 형체공정을, 세번째 단위금형유니트(2)는 취출공정을, 네번째 단위금형유니트(2)는 냉각공정을 수행하게 된다.
상기 사출공정은, 첫번째 단위금형유니트(2)의 상부에 위치하고 있던 사출수단(4)의 승강실린더(43)가 하강하여 노즐(41)이 상기 가동, 고정측코어(27a,27b)의 노즐접촉부(27d)와 긴밀히 접촉됨과 동시에 용융수지를 사출시키고, 사출과 보압이 완료됨과 동시에 승강실린더(43)는 상승하여 모터(44)와 도입부(45), 용융부(46)및 노즐(41)전체를 가동, 고정측코어(27a,27b)의 노즐접촉부(27d)로부터 분리시키게 된다.
계속해서, 이송기구(3)의 모터(35)가 이송나사축(34)을 구동시켜 사출수단(4)을 두번째 단위금형유니트(2)의 상부로 구간이동시키게 되면, 첫번째 단위금형유니트(2)는 냉각공정을 수행하고 두번째 단위금형유니트(2)는 사출공정을, 세번째 단위금형유니트(2)는 형체공정을, 네번째 단위금형유니트(2)는 취출공정을 수행하게 된다.
이와 같이 각 단위금형유니트(2)들이 배열순서에 맞추어 사출, 형체, 취출, 냉각공정을 차례로 수행하고, 사출수단(4)은 사출완료 후 형체공정을 수행한 다음번 단위금형유니트(2)로 이동하여 사출을 진행하여 결국 공정대기 시간을 단축시키게 되므로 1공정싸이클 소요시간의 감축에 의해 생산성은 극대화된다.
다음에, 단위금형유니트(2)들의 성형품 사출성형 과정을 설명한다.
우선, 형체공정에서 실린더(24)의 실린더로드(24)가 신장되어 스페이서블럭(23)과 가동측형판(25)을 전진시켜 고정측형판(26)과 접촉시키게 되면, 가동, 고정측형판(25, 26)에 대향구비된 가동, 고정측 코어(27a,27b) 사이에는 성형공간(27)이 형성된다.
이러한 형체상태에서 사출수단(4)의 노즐(41)이 하강하여 노즐접촉부(27d)와 긴밀히 접촉한 후 용융수지를 사출시키게 되면, 사출된 용융수지는 게이트(27e)와 런너(27f)를 통해 성형공간(27c) 내부로 주입되며, 이어서 보압과 냉각과정을 완료한 상태에서 취출공정이 진행된다.
상기 취출공정은, 실린더(24)의 실린더로드(24)가 인입되어 가동측형판(25)을 고정측형판(26)으로부터 분리시키고, 이어서 이젝트로드(29a)가 이젝트핀(28)들을 전진시켜 성형공간(27c)에 냉각된 성형품을 취출시키게 되며, 취출된 성형품이 프레임(1)의 하부로 낙하하게 됨과 동시에 이젝트핀(27c)들은 리턴핀(29)에 의해 원위치로 복귀된다.
여기에서, 본 발명 사출성형장치(M)에서와 같이 가동, 고정측 형판(25,26)에 가동, 고정측 코어(27a,27b)를 조립하는 소위 카세트형 금형을 사용할 경우, 금형제작비를 최소화할 수 있음은 물론, 금형교체와 보관의 용이함을 도모할 수 있고, 키패드를 둘러싼 외곽형태를 규격화할 수 있으므로, 사출 이후 진행하는 후공정의 자동화도 구현할 수 있게 된다.
또한, 하나의 가동, 고정측 코어(27a,27b)에 하나의 성형공간(27c)만을 형성하게 되므로, 최소동력으로도 사출을 진행할 수 있을 뿐 아니라, 종래와 같이 하나의 금형에 복수개의 성형공간을 형성시킬때 발생하는 사출품의 품질차이를 극복할 수 있으므로 수율 극대화를 구현할 수 있게 되며,
특히, 스프루 발생이 최소화되므로 생산원가를 최소화할 수 있게 된다.
이상의 설명에서와 같이 본 발명에 의한 사출성형 장치는 다양한 형태의 핸드폰용 키패드를 최소공간에서 최저비용으로 대량생산할 수 있어 생산성 극대화와 원가절감을 구현할 수 있고, 제작과 유지관리의 용이함 및 공간효율 향상을 도모할 수 있음은 물론, 수율향상과 성형품의 외곽을 규격화할 수 있어 사출성형 이후에 진행되는 후공정의 자동화도 이룰 수 있는 등의 광범위한 효과가 있다.
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- 프레임(1)과, 상기 프레임(1)상에 배열설치된 복수개의 단위금형유니트(2)들과, 상기 단위금형유니트(2)들의 상부에서 이송기구(3)에 의해 구간이동 및 승강하도록 설치되어 상기 단위금형유니트(2)들과 순차적으로 접촉하여 용융수지를 사출하는 사출수단(4)과, 상기 단위금형유니트(2)와 이송기구(3) 및 사출수단(4)의 작동순서 주기 및 시간을 제어하는 제어수단(5)으로 구성된 것을 특징으로 하는 사출성형장치에 있어서,상기 단위금형유니트(2)들을 구성하는 가동측형판(25)과 고정측형판(26)에 서로 대응접촉하여 성형공간(27c)을 형성시키도록 가동, 고정측 코어(27a,27b)를 착탈 가능하게 설치하고, 상기 가동, 고정측 코어(27a,27b)의 상부에는 사출수단(4)의 노즐(41)이 접촉하는 노즐접촉부(27d)를 형성하며, 상기 노즐접촉부(27d)와 연통된 게이트(27e)는 런너(27f)와 연통되어 용융수지를 성형공간(27c)으로 공급시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 사출성형장치.
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