KR100950030B1 - 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치 - Google Patents

비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고온의 용융 수지 충진시 비접촉 고주파 유도 방식에 의한 전자기력에 의한 열을, 코어(core)내에 브레이징 결합된 열전도체를 매개로 해서 신속히 금형의 캐비티의 국부 영역으로 전달해서 급속 가열하고, 성형 후에는 냉각수에 의한 온도 하강이 상기 열전도체를 통해 전달되도록 하여 상기 급속 가열된 캐비티의 국부 영역이 급속히 냉각되도록 함으로써, 가열 및 냉각 시간을 대폭 단축할 수 있게 되며, 이로 인해 성형 품질이 제고되고 생산성이 대폭 향상되는 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치에 관한 것이다. 상기 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치는, 코어와 캐비티로 이루어진 사출성형 금형에 있어서, 상기 캐비티의 외측에 설치되는 적어도 하나의 유도 코일부와; 상기 유도 코일부에 고주파 전력을 공급하는 고주파 전력 공급부와; 상기 코어내에 브레이징(brazing) 결합되어 코어의 일부를 형성하며, 상기 캐비티의 국부 영역만을 급속 가열 또는 급속 냉각하기 위해 상기 유도 코일부의 전자기력에 의한 열을 신속히 상기 캐비티의 국부 영역으로 전달하는 열전도체로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
비접촉, 고주파 유도, 브레이징, 열전도체, 금형, 급속 가열, 급속 냉각

Description

비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치{NON-CONTACT HIGH-FREQUENCY INDUCTION HEATING APPARATUS FOR PLASTIC MOLD}
본 발명은 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고온의 용융 수지 충진시 비접촉 고주파 유도 방식에 의한 전자기력에 의한 열을, 코어(core)내에 브레이징 결합된 열전도성이 우수한 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 그 합금 등과 같은 열전도체를 매개로 해서 신속히 캐비티의 국부 영역으로 전달해서 급속 가열하고, 성형 후에는 냉각수에 의한 온도 하강이 상기 열전도체를 통해 전달되도록 하여 상기 캐비티의 국부 영역이 급속히 냉각되도록 함으로써, 가열 및 냉각 시간을 대폭 단축할 수 있게 되며, 이로 인해 성형 품질이 제고되고 생산성이 대폭 향상되는 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 플라스틱 성형 제품을 성형하기 위해서는 사출성형 금형내서 런너를 통하여 용융된 고온의 수지(플라스틱 원료)가 캐비티와 코어 사이에 충진해서 냉각의 과정을 거친 후에 코어로부터 분리해서 취출하여 제품을 완성하게 된다.
상기와 같은 종래의 사출성형 금형에는 플라스틱 제품의 성형시 상술한 바와 같이 냉각의 과정을 거쳐야 하기 때문에 성형 온도보다 낮은 냉각 장치가 주위에 위치하며, 이러한 냉각 장치는 사출되는 온도보다 항상 낮게 설정되어 진다.
그러나 캐비티와 코어 사이에 고온의 용융 수지가 충진되기 시작하면 이미 상대적으로 낮은 온도로 설정된 냉각 장치에 의해서 차가운 상태의 캐비티내에 고온의 용융 수지가 주입되기 때문에 고온의 수지가 차가운 캐비티 표면에 접촉하면서 급격하게 냉각되게 된다. 이에 의해 제품의 표면에 여러 가지 문제가 발생하는데 제품의 수축, 그리고 흐름성 저하로 인한 자국(웰딩 라인)등 표면 불량 및 칫수 불안정, 외형 불량 등 여러 가지 문제가 발생되고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 각종의 노력이 선행되어왔으나 기본적으로, 금형(캐비티, 코어)은 생산성 및 제품 고형화를 위해 항상 상대적으로 낮게 설정, 유지되어야 함으로 고온의 액체 상태의 프라스틱 원료가 사출되어 이 금형(캐비티, 코어)에 닿는 순간 흐름성 저하와 수축이 동시에 발생하기 때문에 여전히 한계점이 있었다.
즉, 사출 원료가 금형내에 닿은 순간에도 금형이 상대 저온 상태가 아닌 성형되는 온도와 유사한 온도를 유지하고 제품이 완전히 사출에 의해 충만 되어진 후에 주위의 냉각 설치에 의해 급속도로 냉각 및 고형화를 시키면 이런 흐름성 문제점 등을 해결할 수 있다는 점에서 착안하여 가열 방식을 일반적인 봉 히터(카트리지 히터) 등으로 시도하였으나, 이 경우에도 직접 가열 방식으로 원하는 성형 시간 및 휴지 시간내에서 냉각 상태의 금형 온도를 원하는 성형 온도로 급속도로 올리는 것이 시간이 오래 걸리고, 원하는 부위에 정확히 가열하기보다는 접촉되는 면 전체가 가열되어 금형 전체 온도 상승으로 인한 사이클 타임이 늦어져, 결국 생산성 저하로 이어져 사용상에 한계가 있을 수밖에 없다.
또한, 상기와 같은 금형 전체 면 가열 문제를 극복하기 위해 고온의 용융 수지 충진시 비접촉 고주파 유도 방식에 의해 캐비티의 국부 영역만을 급속 가열하는 기술이 제시되고 있으나, 이 역시 금형이라는 특수성 때문에 그 적용에는 한계가 있다. 즉, 플라스틱 성형 제품의 금형의 이용한 성형 시에는 급속 가열 그리고 성형 후에 급속 냉각이 이루어져야하지만, 금형은 그 구조상 단단한 재질의 철을 사용하여야 하며, 더 나아가 이를 열처리를 통해서 더욱더 단단하게 그 철의 조직 구조를 갖추어야 됨으로, 단위 면적을 가열하는데도 시간이 많이 걸리 뿐만 아니라 냉각에도 많은 에너지와 시간이 필요로 하기 때문에 실질적으로 비접촉 고주파 유도 방식을 적용하는 데는 한계가 있을 수밖에 없다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 제거하기 위한 것으로, 고온의 용융 수지 충진시 비접촉 고주파 유도 방식에 의한 전자기력에 의한 열을, 코어(core)내에 브레이징 결합된 열전도성이 우수한 열전도체를 매개로 해서 신속히 금형의 캐비티의 국부 영역으로 전달함으로써, 사출되기 직전까지 금형 온도를 (국부 혹은 전체) 성형 온도와 유사한 온도로 상승시켜 금형 온도와 사출 온도가 유사하게 된 상태에서 용융 수지가 금형(캐비티) 내부에 충진되도록 함으로써 내부 편차로 인한 수축, 웰드 라인(weld line), 미성형, 표면 얼룩 등의 문제를 해결할 수 있는 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 금형 냉각수단을 열전도성이 우수한 열전도체내에 적어도 하나 이상 설치하여, 성형후에 냉각수에 의한 온도 하강이 열전도체를 통해 신속히 상기 캐비티 국부영역으로 전달됨으로써 상기 급속가열된 캐비티 국부 영역을 급속히 냉각시킴으로써 종래의 열전도체를 사용하지 않는 것과 비교해서 하는 냉각 시간을 대폭 단축할 수 있게 되며, 이로 인해 전체 성형시간도 대폭 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 성형 품질이 제고되고 생산성이 높아지는 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 냉각수의 공급을 별도의 제어부에서 제어하도록 되어, 상기 냉각수가 수지의 충진 완료후 일정시간이 경과한 시점에서부터 소정의 경화시간동안 공급되고 제품 취출을 위하여 가동측금형이 분리되는 시점에서 공급이 중단되도록 자동적으로 조절될 수 있는 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치는, 코어와 캐비티로 이루어진 사출성형 금형에 있어서, 상기 캐비티의 외측에 설치되는 적어도 하나의 유도 코일부와, 상기 유도 코일부에 고주파 전력을 공급하는 고주파 전력 공급부와, 상기 코어내에 브레이징(brazing) 결합되어 코어의 일부를 형성하며, 상기 캐비티 영역만을 급속 가열하기 위해 상기 유도 코일부의 전자기력에 의한 열을 신속히 상기 캐비티 영역으로 전달하는 열전도체로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 유도 코일부는 상기 캐비티의 국부 영역의 외측에 설치되어 상기 캐비티의 국부 영역만을 급속가열하며, 상기 열전도체는 상기 캐비티의 국부 영역과 상기 유도 코일부 사이에서 상기 코어내에 브레이징 결합됨이 바람직하다.
또한, 상기 캐비티의 국부 영역은 상기 캐비티내로 주입된 용융수지가 여러경로로 이동하다가 합쳐지는 영역인 것이 바람직하다.
또한, 상기 코어에 브레이징 결합되는 상기 열전도체는 다수의 지지봉이 관통되어 상기 코어내에 지지될 수 있다.
또한, 상기 코어의 재질은 철, 스테인레스(SUS) 또는 탄소강이며, 상기 열전도체의 재질은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 그 합금으로 이루어진 우수한 열전도성(熱傳導性) 재질인 것이 바람직하다.
또한, 상기 열전도체내에는 냉각수 공급 방식을 이용하는 적어도 하나의 금형 냉각수단이 더 구비되어, 상기 열전도체를 통해 상기 캐비티의 국부 영역을 급속 냉각시킬 수 있다.
또한, 상기 냉각 수단에 공급되는 냉각수를 별도 제어하는 제어부가 더 구비되어, 상기 냉각수가 수지의 충진 완료후 일정시간이 경과한 시점에서부터 일정 경화시간동안 공급되고 성형 제품 취출을 위하여 가동측 금형이 분리되는 시점에서 공급이 중단되도록 자동적으로 조절됨이 바람직하다.
또한, 상기한 급속 가열 시점은 상기 제어부의 제어에 의해 고온의 용융 수지의 주입 전에 이루어짐이 바람직하다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치에 의하면, 고온의 용융 수지 충진시 비접촉 고주파 유도 방식에 의한 전자기력에 의한 열을, 코어(core)내에 브레이징 결합된 열전도율 우수한 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 또는 그 합금의 열전도체를 매개로 해서 신속히 금형의 캐비티의 국부 영역으로 전달함으로써, 사출되기 직전까지 금형 온도를 (국부 혹은 전체) 성형 온도와 유사한 온도로 상승시켜 금형 온도와 사출 온도가 유사하게 된 상태에서 용융 수지가 금형(캐비티) 내부에 충진되도록 함으로써 내부 편차로 인한 수축, 웰드 라인(weld line), 미성형, 표면 얼룩 등의 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.
또한, 금형 냉각수단을 열전도율 우수한 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 또는 그 합금의 열전도체내에 적어도 하나 이상 설치하여, 성형후에 냉각수에 의한 온도 하강이 상기 열전도체를 통해 신속히 상기 캐비티 영역으로 전달됨으로써 상기 캐비티가 급속히 냉각됨으로써 종래의 열전도체를 사용하지 않는 것과 비교해서 하는 냉각 시간을 대폭 단축할 수 있게 되며, 이로 인해 전체 성형시간도 대폭 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 성형 품질이 제고되고 생산성이 높아지는 효과가 있다.
또한, 상기 냉각수의 공급을 별도의 제어부에서 제어하도록 되어, 상기 냉각수가 수지의 충진 완료후 일정시간이 경과한 시점에서부터 소정의 경화시간동안 공급되고 제품 취출을 위하여 가동측금형이 분리되는 시점에서 공급이 중단되도록 자동적으로 조절됨으로써 완벽한 타이밍의 급속 가열 및 냉각으로 제품 생산성과 품질을 동시에 극대화할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
여기서, 본 발명에 따른 비접촉 고주파 유도는 석탄, 석유 등의 화석연료를 사용하는 종래의 설비에 비해 에너지 효율이 높고 조업의 정밀 관리가 가능하므로 균질의 고품질 제품을 생산할 수 있으며 공해를 유발하지 않는 등의 많은 장점으로 인해 여러 산업 분야에 다양하게 응용 사용되고 있다. 이러한 고주파 유도의 원리 는 전자 유도 작용을 이용하여 도너츠 형상의 코일에 고주파 전류를 흘려 고주파 자장이 발생하게 함으로서, 이 고주파 자장 내에 있는 가열물에 유도전류가 흐르도록 하는 것이다. 이 유도 전류는 물체 내에서 전류가 소용돌이치며 흐르는 와전류에 의해 생기는 손실과, 히스테리시스 손실에 의한 주울열이 발생하며 매우 단시간에 발열이 이루어진다. 이렇게 발생된 열로서 가열하는 것을 유도 가열이라하며 고주파전류를 이용한 것을 고주파 유도가열이라 한다. 주파수가 높은 고주파 전류를 사용하기 때문에 전류의 표피작용 및 근접 효과에 의해서 피가열물의 표면층에 자속 및 와전류가 집중하며 이때 발생하는 열손실(와전류손, 히스테리시스손)이 피가열물의 표면층을 가열하게 된다. 이러한 원리로서 피가열물의 필요한 부분에 에너지를 집중시켜 효율적인 급속가열이 가능하기 때문에 생산성, 작업성이 높은 장점이 발생하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치에 이용되는 사출성형 금형의 평면도이고, 도 2는 도 1의 코어의 확대 단면도로서 편의상 함께 설명하기로 한다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 사출성형 금형(100)은, 대략 평판상의 베이스(10) 상의 중앙부에 일부가 브레이징(brazing) 결합된 열전도체(50)를 갖는 코어(20)가 위치하고 있으며, 상기 코어(20)에는 플라스틱 사출물의 외형을 제조하기 위한 캐비티(30)가 위치되어 있다.
여기서, 도시되어 있지는 않지만, 사출성형 금형(100)은 고정측 금형과 가동측 금형으로 이루어져 제품의 취출시에 이동되어 분리할 수 있도록 되어 있다. 물 론, 본 발명에서는 휴대폰 케이스용 플라스틱 사출물을 중심으로 설명하고 있지만, 본 발명은 이를 한정하는 것은 아니며, 모든 사출물에 적용될 수 있다.
도시된 예에서는 코어(20)상에 1개의 캐비티(30)가 형성되어 중앙에서 런너 게이트 및 런너(60)를 통해 고온의 용융수지가 주입될 수 있도록 되어 있으나, 두 개 이상의 캐비티(30)가 형성될 수 있으며, 본 발명에서 그 캐비티의 개수를 한정하는 것은 아니다.
또한, 본 발명에 따른 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치(40)가 코어(20)의 브레이징 결합된 열전도체(50)의 외측에 형성되어 고온의 용융 수지의 주입 전(대략 1-5초전; 제품의 종류나 공급 전력 크기에 따라 변경될 수 있음)에 캐비티(30)의 국부 영역(후술하는 도 3b에서 "A" 또는 "B" 영역)을 급속 가열하도록 하여 캐비티의 상기 국부 영역과 고온의 용융 수지간의 온도차를 최소화하여 캐비티 표면 온도와 플라스틱 수지간의 큰 온도차로 인해 발생되는 성형 제품의 각종 외관 불량을 억제할 수 있게 된다.
본 발명은 급속 가열 지점을 캐비티(30)내의 국부적인 영역을 주로 설명하고 있으나, 케비티 전체 또는 금형 전체 영역을 가열할 수 있으며, 그 급속 가열 영역을 한정하는 것은 아니다. 아울러, 국부적인 급속 가열의 시점도 사출되기 전까지 금형 또는 캐비티의 온도를 성형 온도와 유사한 온도로 상승하면 됨으로, 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치(40)의 환경에 따라 그 시점을 조정할 수 있음은 물론이다.
이러한 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치(40)는 철(Fe) 재질의 본체(도면 번호 미부여)의 둘레를 따라 유도 코일부(41)가 감겨진 형태로 이루어지며, 고주파 전력(대략 20KHz)을 공급하는 고주파 전력 공급부(80; 도 3c 참조)에 전기적으로 연결되어 고주파 전력 공급을 제어하도록 되어 있다. 실제로 본 발명에 따른 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치(40)를 이용하여 국부 가열하는 경우, 대략 10-50KHz에서 대략 4kw의 출력이면 충분히 가열되며 그 가열 시간은 대략 몇 초 정도면 약 100도 이상 가열시킬 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 특징은, 상기 캐비티(30)의 국부 영역(후술하는 도 3b에서 "A" 또는 "B" 영역)에 인접한 상기 코어(20)내에 브레이징(brazing) 결합되어 코어(20)의 일부를 형성하며, 상기 캐비티(30)의 국부 영역만을 급속 가열 또는 냉각하기 위해 상기 유도 코일부(41)로 이루어진 금형 가열 장치(40)의 전자기력에 의한 열을 신속히 상기 캐비티(30)의 국부 영역으로 전달하는 열전도체(50)가 형성되어 진 것이다.
여기서, 상기 브레이징(Brazing)이란 접합하고자 하는 모재(예컨대, 이종 또는 동종의 2가지 이상의 다른 금속재)의 용융점보다 낮은 온도의 용융점을 갖는 합금을 모세관 현상에 의하여 접합부위 사이로 흘러 들어가게 함으로써 접합하는 방법이다. 통상, 브레이징(Brazing)은 납땜(Soldering) 및 용접(Welding)과는 구분되는데, 브레이징(Brazing)과 납땜(Soldering)은 용융된 재료를 젖음(Wetting)작용에 의해 접합한다는 점에서 같으나 작업온도가 430℃이상일 때 브레이징(Brazing)이라고 하며, 이때 용융된 재료를 충전금속(Filler Metal)이라 하고, 430℃ 이하일 때 납땜(Soldering)이라하며 이때 용융된 재료를 땜납(Solder)라 한다. 또한 용 접(Welding)은 모재가 접합하는 순간 용융된다는 점에서 브레이징(Brazing)과 구분된다.
또한, 통상 코어(20)는 그 구조상 단단한 재질의 철, 스테인레스(SUS) 또는 탄소강을 사용하여야 하며, 나아가 이를 열처리를 통해서 더욱더 단단하게 그 조직 구조를 갖추어야 하지만, 이러한 철 재질은 열전달 계수가 열전달율이 우수한 구리(Cu), 알루미늄(Al) 또는 은(Ag) 등에 비해 열등함으로 상기 유도 코일부(41)로 이루어진 금형 가열 장치(40)의 전자기력에 의한 열을 신속히 상기 캐비티(30)의 국부 영역으로 전달하는데는 한계가 있다. 그러나, 본 발명과 같이, 상기 코어(20)가 상기 브레이징에 의해 대부분은 기존의 강도를 그대로 유지하는 철 또는 탄소강 재질의 코어 본체부(21)를 형성하고, 상기 캐비티(30)의 상기 국부 영역에 인접한 외측에는 열전도율 우수한 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 또는 그 합금의 열전도체(50)를 형성함으로써, 금형 가열 장치(40)의 전자기력에 의한 열을 신속히 상기 캐비티(30)의 국부 영역으로 전달할 수 있게 된다. 즉, 상기 캐비티(30)의 국부 영역(후술하는 도 3b에서 "A" 또는 "B" 영역)에 인접한 상기 코어(20)의 일부를 브레이징 결합에 의해 국소(局所) 선택적인 열전도체(50)를 형성하여 케비티의 국부적인 영역만 급속 가열 및 냉각시킬 수 있게 된다. 특히, 본 발명에 따른 열전도체(50)는 도시된 예에서는 대략 사각형상이나 브레이징 기법에 의해 결합됨으로 케비티의 극소의 국부 영역을 가열하기 위해 다양한 형상(예를 들면 삼각형상)으로 코어에 결합할 수 있는 형상 가공이 가능한 장점이 있다.
여기서, 선택적으로, 상기 코어(20)의 코어 본체부(21)에 브레이징 결합되는 열전도율 우수한 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 또는 그 합금의 열전도체(50) 내부로 다수의 지지봉(70)이 관통하여 설치됨으로써 열전도체(50)가 더욱더 코어(20)에 단단히 고정되어 지지될 수 있도록 하고 있다.
또한, 상기 열전도체(50)를 포함하는 코어(20) 전체에는 냉각수 공급 방식을 이용하는 복수개의 금형 냉각수단(90)이 더 설치되며, 통상, 고정측금형의 캐비티 주위에 일정 간격을 유지하여 형성된 복수의 냉각홀(미도시)과, 상기 냉각홀을 따라 순환하는 냉각수를 공급하는 냉각수 공급원(미도시)으로 이루어지며 이러한 냉각수의 공급을 별도의 제어부에서 제어하도록 되어 있다. 이러한 별도의 제어부에 의해, 상기 냉각수가 수지의 충진 완료후 일정시간이 경과한 시점에서부터 소정의 경화시간동안 공급되고 제품 취출을 위하여 가동측금형이 분리되는 시점에서 공급이 중단되도록 자동적으로 조절되어 진다. 물론, 이러한 별도의 제어부는 상술한 바와 같은 고주파 전력 공급부(80; 도 3c 참조)의 제어도 함께 연계함으로써 케비티(30)의 국부 영역의 급속 가열 및 급속 냉각이 미리 설정된 프로그램에 의해 자동적으로 통합 제어가 가능하게 된다.
상기 금형 냉각수단(90)이 상기 열전도체(50)내에 적어도 하나 이상 설치되어 있음으로, 성형후에 냉각수에 의한 온도 하강이 상기 열전도체(50)를 통해 신속히 상기 캐비티(30)의 국부 영역으로 전달됨으로써 급속 가열된 캐비티(30)의 국부 영역이 급속히 냉각됨으로써 종래의 열전도체(50)를 사용하지 않는 것과 비교해서 하는 냉각 시간을 대폭 단축할 수 있게 되며, 이로 인해 전체 성형시간도 대폭 줄일 수 있게 된다.
도 3a는 캐비티 내에 고온의 용융수지가 충진되는 흐름을 나타내는 개략 평면도이고, 도 3b는 본 발명에 따른 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치에 의해 급속 가열되는 캐비티의 국부 영역을 나타내는 개략 평면도이고, 도 3c는 본 발명에 따른 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치에 의한 자기장 형성을 나타내는 개략 평면도이고, 도 3d는 본 발명에 따른 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치에 의한 급속 냉각 상태를 나타내는 개략 평면도로서, 도 1 및 도 2를 참조하여 함께 설명하기로 한다.
먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 캐비티(30) 내에 고온의 용융수지가 런너(60)를 통해 주입되면, 화살표 방향으로 두부분으로 나누어져 이동하게 된다. 이 경우, 종래에는 용융 수지가 다른 경로로 이동하다가 합쳐지는 두 하측 영역("A" 및 "B"; 도 3b 참조), 특히 "A" 영역에서 이동의 열손실로 인해 결합 자국 즉, 웰드 라인(weld line), 미성형, 표면 얼룩 등의 성형 불량이 발생했으나, 도 3b에서와 같이 본 발명에 따른 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치(40)에 의한 자기장 열이 코어(20)에 브레이징 기법에 의해 형성된 상기 열전도체(40)를 통해 신속히 캐비티(30) 영역으로 전달되어 급속 가열 영역(A)(B)이 형성됨으로서 종래와 같은 웰드 라인, 미성형, 표면 얼룩 등의 성형 불량은 전혀 발생하지 않게 된다.
즉, 도 3c에 도시된 바와 같이, 감겨진 형태의 복수개의 고주파 유도 코일부(41)에 고주파 전력 공급부(80)로부터의 고주파 전류를 통전하는 것에 의해 자장(도면 번호 미부여)이 발생되어 지고 그 자장에 의한 열이 코어(20)의 열전도율이 우수한 열전도체(40)를 통해 신속히 전달되어 캐비티(30)의 국부 영역이 급속 가열되어지게 된다.
이와 같이, 급속 가열에 의한 캐비티(30)의 국부 영역이 고온이 유지 되면서 수지의 충진 완료되어 성형이 완료된 후에는 성형 제품의 경화시간이 필요하고 이때, 급속 가열된 캐비티(30)의 국부 영역(A)(B)의 급속 냉각이 요구된다.
즉, 도 3d에 도시된 바와 같이, 열전도체(50)내에는 냉각수 공급 방식을 이용하는 복수개의 금형 냉각수단(90)이 더 설치되어 있음으로, 상기 성형 직후에는, 금형 냉각수단(90)에 의해 다수의 냉각홀(미도시)을 따라 냉각수가 열전도체(50)내를 순환하게 되고 이러한 순환되는 냉각수에 의한 냉기가 열전도체(50)에 의해 바로 캐비티(30)내로 전달됨으로써 캐비티의 국부 영역은 급속 냉각이 이루어지고 경화 시간이 단축될 뿐만 아니라 성형 품질이 제고되고 생산성이 높아지게 된다. 물론, 상술한 바와 같이, 이러한 냉각수의 공급을 별도의 제어부에서 제어하도록 되어, 상기 냉각수가 수지의 충진 완료후 일정시간이 경과한 시점에서부터 소정의 경화시간동안 공급되고 제품 취출을 위하여 가동측금형이 분리되는 시점에서 공급이 중단되도록 자동적으로 조절되어 진다.
지금까지 본 발명에 따른 바람직한 구체예를 들어 본 발명을 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 예증하기 위한 것일 뿐 본 발명을 제한하려는 것은 아니며, 당업자라면 본 발명의 영역으로부터 일탈하는 일 없이도 다양한 변화 및 수정이 가능함은 물론이나 이 또한 본 발명의 영역 내임을 유의하여야만 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치에 이용되는 사출성형 금형의 평면도이다.
도 2는 도 1의 코어의 확대 단면도이다.
도 3a는 캐비티 내에 고온의 용융수지가 충진되는 흐름을 나타내는 개략 평면도이다.
도 3b는 본 발명에 따른 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치에 의해 급속 가열되는 캐비티의 국부 영역을 나타내는 개략 평면도이다.
도 3c는 본 발명에 따른 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치에 의한 자기장 형성을 나타내는 개략 평면도이다.
도 3d는 본 발명에 따른 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치에 의한 급속 냉각 상태를 나타내는 개략 평면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100: 본 발명에 따른 사출성형 금형
10: 베이스 20: 코어
30: 캐비티 40: 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치
41: 고주파 유도 코일 50: 열전도체
60: 런너 70: 지지봉
80: 고주파 전력 공급부

Claims (8)

  1. 코어와 캐비티로 이루어진 사출성형 금형에 있어서,
    상기 캐비티의 외측에 설치되는 적어도 하나의 유도 코일부와,
    상기 유도 코일부에 고주파 전력을 공급하는 고주파 전력 공급부와,
    상기 코어내에 브레이징(brazing) 결합되어 코어의 일부를 형성하며, 상기 캐비티 영역만을 급속 가열하기 위해 상기 유도 코일부의 전자기력에 의한 열을 신속히 상기 캐비티 영역으로 전달하는 열전도체로 이루어지며,
    상기 유도 코일부는 상기 캐비티의 국부 영역의 외측에 설치되어 상기 캐비티의 국부 영역만을 급속가열하며, 상기 열전도체는 상기 캐비티의 국부 영역과 상기 유도 코일부 사이에서 상기 코어내에 브레이징 결합되는 것을 특징으로 하는 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐비티의 국부 영역은 상기 캐비티내로 주입된 용융수지가 여러경로로 이동하다가 합쳐지는 영역인 것을 특징으로 하는 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 코어에 브레이징 결합되는 상기 열전도체는 다수의 지지봉이 관통되어 상기 코어내에 지지되는 것을 특징으로 하는 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 코어의 재질은 철, 스테인레스(SUS) 또는 탄소강이며, 상기 열전도체의 재질은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 그 합금으로 이루어진 열전도성(熱傳導性) 재질인 것을 특징으로 하는 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전도체내에는 냉각수 공급 방식을 이용하는 적어도 하나의 금형 냉각수단이 더 구비되어, 상기 열전도체를 통해 상기 캐비티의 국부 영역을 급속 냉각시키는 것을 특징으로 하는 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 냉각 수단에 공급되는 냉각수를 별도 제어하는 제어부가 더 구비되어, 상기 냉각수가 수지의 충진 완료후 일정시간이 경과한 시점에서부터 일정 경화시간동안 공급되고 성형 제품 취출을 위하여 가동측 금형이 분리되는 시점에서 공급이 중단되도록 자동적으로 조절되어 지는 것을 특징으로 하는 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기한 급속 가열 시점은 고온의 용융 수지의 주입 전에 이루어지는 것을 특징으로 하는 비접촉 고주파 유도 금형 가열 장치.
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CN110303622A (zh) * 2018-03-20 2019-10-08 张艳琛 一种电磁能加热成型冷定型设备模具组
CN108687329A (zh) * 2018-08-13 2018-10-23 华南理工大学广州学院 具备控温型芯的铸造装置
CN116945460B (zh) * 2023-07-26 2024-03-08 青岛冠铭包装制品有限公司 一种eps发泡成型机余热循环利用装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005138366A (ja) * 2003-11-05 2005-06-02 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 精密成形金型
KR100734948B1 (ko) * 2006-03-03 2007-07-03 주식회사 몰드이노 비접촉 고주파 유도 플라스틱 금형 가열 장치 및 이를이용한 플라스틱 사출성형 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005138366A (ja) * 2003-11-05 2005-06-02 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 精密成形金型
KR100734948B1 (ko) * 2006-03-03 2007-07-03 주식회사 몰드이노 비접촉 고주파 유도 플라스틱 금형 가열 장치 및 이를이용한 플라스틱 사출성형 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150142294A (ko) 2014-06-11 2015-12-22 자원전자 주식회사 유도가열 금형장치
KR20150142293A (ko) 2014-06-11 2015-12-22 자원전자 주식회사 유도가열 금형장치의 유도가열코일 권취 방법

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