KR101019303B1 - 연속 진공성형 장치 - Google Patents

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KR101019303B1
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김준범
강명순
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Abstract

본 발명은 액상의 원료수지를 진공상태에서 성형하기 위한 몰드를 진공탱크에 쉽게 삽입하고, 작업대에 영향을 받지 않고 진공탱크의 도어를 개방 또는 차단할 수 있는 진공성형장치에 관한 발명으로서, 본 발명은 진공성형장치의 진공탱크에 있어서, 상기 진공탱크의 바닥판은 평면으로 형성되고, 진공탱크의 전면에는 상하로 슬라이딩 작동하는 슬라이딩도어부가 구비되어 구현 가능하다.
따라서, 본 발명은 진공탱크 전면에 설치된 작업대에 영향을 받지 않고 진공탱크의 도어를 개폐할 수 있으므로 작업 속도가 향상되며, 진공형성장치의 진공탱크 내부 공간에 몰드가 삽입되면 여유공간이 최소화되어 진공효율이 향상되는 효과가 있다.

Description

연속 진공성형 장치{VACCUM FORMING APPARATUS}
본 발명은 연속 진공성형 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공성형과 경화공정을 별도의 장치에 의해 진행함으로써 연속작업이 가능하고, 작업능률이 향상되는 진공성형 장치에 관한 발명이다.
일반적으로 플라스틱제품을 성형 가공하는 방법으로 액상의 열경화성수지를 열경화시키는 액상수지 사출 성형법(LI600 : Liquid Injection 600olding)이 사용되고 있다.
이는 용융된 액상의 원료수지를 고온의 금형에 주입하고 가열하여 경화시키는 것으로서, 특히, 경화되는 원료수지에 기포가 발생되는 것을 억제시키기 위해 진공탱크에 몰드를 넣고 입구를 차단하여 진공상태에서 경화시키는 진공성형장치가 제공되고 있다.
이러한 종래 진공성형장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 원형으로 되는 진공탱크(10)가 구비되고, 진공탱크의 전면에는 진공탱크(10) 내부를 차단하기 위한 도어(20)가 힌지(21) 결합되어 있다.
진공탱크(10)의 바닥에는 수평으로 되는 바닥판(11)이 구비되고, 진공탱크(10)의 내부 측면에는 가열부(30)가 구비되고, 몰드(40)의 측면을 가압하기 위한 가압대(50)가 구비된다.
그리고, 진공탱크(10)의 외측에는 바닥판(11)의 높이와 일치하는 작업대(L)가 설치되고, 작업대(L) 위에 올려진 하나 또는 복수개의 몰드(40)를 밀어 진공탱크(10) 내부의 바닥판(11) 위로 옮겨 위치시킨다. 몰드(40)가 삽입된 진공탱크(10)는 도어(20)가 힌지(21)를 축으로 차단된 후 진공상태에서 성형작업이 진행된다.
이때, 진공탱크(10)에 삽입되기 전 몰드(40)에는 별도의 액상 원료수지 주입장치(도면에는 도시되지 않음)를 이용하여 별도의 장소에서 액상 원료수지를 주입한 상태로 삽입된다.
또한, 진공탱크(10)에 삽입된 몰드(40)의 측면은 가압대(50)에 의해 가압되고, 가열부(30)의 가열에 의해 발생하는 열이 몰드(40)에 전달되어 몰드(40) 내부의 액상 원료수지가 경화되는 것이다.
그러나, 상기와 같은 종래 진공성형장치는 원형으로 이루어짐에 따라, 바닥판(11)의 높이가 진공탱크(10)의 저면보다 높게 설치되고, 마찬가지로 작업대(L)의 높이도 바닥판(11)의 높이와 일치시킴에 따라 진공탱크(10)의 저면보다 높게 설치가 된다. 따라서, 진공탱크(10)의 도어(20)를 개방 또는 차단 시 작업대(L)에 의해 방해를 받게 되어 도어(20)를 개방 또는 차단시에는 작업대(L)의 위치를 옮기고, 몰드(40)를 진공탱크(10)로 삽입하는 때에는 다시 작업대(L)를 설치하여야 하므로 매우 불편하였다.
또한, 원형의 진공탱크(10) 내부에 몰드(40)가 차지하는 공간은 중앙 일부만 차지함에 따라 몰드(40)의 양측면 및 상부는 활용을 하지 못하면서도 진공탱크(10)의 크기만 크게 되고, 진공에 소요되는 시간도 낭비되는 등 비효율적인 단점이 있다.
아울러, 종래 진공성형장치는 진공성형과 경화작업을 하나의 장치에서 진행함에 따라 작업효율이 떨어지고 많은 시간이 소요되어 제품생산이 효율적이지 못한 문제점이 있다.
본 발명은 종래와 같은 여러 문제점을 해결하고자 안출된 발명으로서, 특히, 진공탱크에서는 진공성형 작업만 하고 경화작업은 별도의 경화장치에 의해 진행함으로써 연속 진공성형이 가능하도록 하는데 그 해결의 과제가 있다.
또한, 본 발명은 설치된 작업대에 영향을 받지 않고 진공탱크의 도어를 개폐할 수 있도록 하는데 그 해결의 과제가 있다.
또한, 본 발명은 진공형성장치의 진공탱크 내부 공간에 몰드가 삽입된 후 여유공간을 최소화하여 진공효율이 향상되도록 하는데 다른 해결의 과제가 있다.
또한, 본 발명은 몰드에 주입되는 액상 원료수지를 별도의 장소에서 주입하지 않고, 진공형성장치의 진공탱크 내에 삽입된 상태에서 주입이 가능하도록 하는데 다른 해결의 과제가 있다.
또한, 본 발명은 몰드의 이동이 용이하도록 하는데 다른 해결의 과제가 있다.
또한, 본 발명은 연속작업이 가능하도록 함에 다른 해결의 과제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 몰딩 내부에 주입된 액상 원료수지를 진공성형시키는 진공성형장치; 상기 진공성형장치의 전면에 설치되어 몰드 내부의 성형물을 탈형하는 작업대; 상기 작업대의 일측에 설치되어, 탈형된 성형물을 경화시키는 경화장치; 상기 경화장치를 거친 성형물을 건조시키는 건조장치; 및, 상기 건조장치를 거친 성형물을 냉각시키는 냉각장치; 상기 성형물을 탈형한 상태의 몰드를 예열하기 위한 예열장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 진공성형장치는, 바닥판이 평면으로 형성되고, 측면은 수직으로 형성되며, 상부는 상측으로 갈수록 중앙부가 점차 높아지도록 경사져 전체적인 형상이 5각형을 이루는 진공탱크; 및, 상기 진공탱크의 전면에 구비되어 상하로 슬라이딩 작동하는 슬라이딩도어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 슬라이딩도어부는, 상기 진공탱크의 전면 상부에 구비된 실린더부가 도어와 결합되고, 상기 도어는 진공탱크 양측에 형성된 가이드홈에 체결되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 실린더부와 진공탱크는 힌지에 의해 결합되며, 실린더부의 피스톤로드와 도어도 힌지 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 진공탱크의 상부에는 진공탱크 내부로 액상 원료수지를 주입하기 위한 원료수지주입부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 원료수지주입부에는 정량의 액상 원료수지를 주입하기 위하여 정량제어부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 몰드의 각 면에는 볼베어링이 돌출형성되어 작업대 위에서 쉽게 이송이 가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 경화장치 내부에는 히터, 상기 히터를 경화장치 내부에서 이동시키는 이동부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이동부재는 레일과 이동축 및 걸고리를 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명은 진공탱크에서는 진공성형 작업만 하고 경화작업은 별도의 경화장치에 의해 진행함으로써 연속 진공성형이 가능하여 작업능률이 향상되는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 진공탱크 전면에 설치된 작업대에 영향을 받지 않고 진공탱크의 도어를 개폐할 수 있으며 안정적인 건조 및 송풍 작업이 이루어진다.
또한, 본 발명은 진공형성장치의 진공탱크 내부 공간에 다수의 몰드가 삽입되면 여유공간이 최소화되어 진공효율이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 몰드에 주입되는 액상 원료수지를 별도의 장소에서 주입하지 않고, 진공형성장치의 진공탱크 내에 삽입된 상태에서 주입을 하게 되므로 작업효율이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 몰드에 볼베어링이 적용됨으로써 세우거나 눕힌 상태에서도 쉽게 이동이 가능한 장점이 있다.
도 1은 종래 진공성형장치의 개념도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공성형장치의 개략적인 개념도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공성형장치에서 진공성형장치의 도어가 개방된 상태의 개념도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공성형장치에서 진공성형장치에 몰드가 삽입되고 도어가 차단된 상태의 개념도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공성형장치에서 경화장치의 전면 개념도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공성형장치에서 경화장치 내부의 이동부재 일부 확대도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공성형장치에서 건조장치와 냉각장치를 도시한 예시도
이하, 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공성형장치의 개략적인 개념도이다.
본 발명은 액상 원료수지를 성형하기 위한 진공성형장치(100)가 설치되고, 진공성형장치(100)의 전면에는 작업대(200)가 설치되며, 작업대(200)의 일측에는 성형물을 경화시키는 경화장치(300)가 설치된다.
그리고, 경화장치(300)에서 경화된 성형물을 건조시키는 건조장치(400)와 건조된 성형물을 냉각시키는 냉각장치(500)가 설치되어 구성된다.
또한, 진공성형장치(100)에서 액상 원료수지를 성형하고 난 후 탈형된 몰드(600)를 다시 진공성형장치(100)에 삽입하기 전 소정의 온도로 가열을 하는 예열장치(700)가 설치된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공성형장치에서 진공성형장치의 도어가 개방된 상태의 개념도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공성형장치에서 진공성형장치에 몰드가 삽입되고 도어가 차단된 상태의 개념도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 진공성형장치(100)는 진공탱크(110)의 전면에 도어(120)가 구비되고, 도어(120)를 개폐하는 슬라이딩도어부(130) 및 액상 원료수지주입부(140)가 진공탱크(110)의 상부에 구비되어 진공탱크(110) 내부에 삽입되는 다수의 몰드(600)에 액상 원료수지를 주입하도록 구성된다.
진공탱크(110)는 진공탱크(110)의 전면에 설치되는 작업대(200)와 수평을 이루도록 바닥판(111)이 평면으로 형성되고, 양측면은 수직으로 형성되다가 상측으로 갈수록 점차 중앙부 측으로 경사지며 높아지게 형성되어 전체적으로 5각형 형태를 이룬다.
진공탱크(110)의 전면은 개방된 상태이고, 전면의 측면에는 가이드홈(112)이 형성되며, 이 가이드홈(112)의 상측에서 도어(120)가 결합되고, 도어(120)가 차단된 상태에서 진공탱크(110) 내부를 진공상태로 만들고 몰드(600)에 주입된 액상 원료수지를 가열부(도면에는 도시되지 않음)에 의해 가열 성형하게 된다.
슬라이딩도어부(130)는 진공탱크(110)의 전면 상부에 구비되는 실린더부(131), 진공탱크(110)의 도어(120)와 결합되는 실린더부(131)의 피스톤로드(132)로 구성된다. 실린더부(131)는 진공탱크(110)의 상면에 힌지(133) 결합되고, 피스톤로드(132)도 도어(120)와 힌지(121) 결합된다. 따라서, 실린더부(131)의 작동에 의해 피스톤로드(132)가 도어(120)를 상승시켜 개방하거나, 하강시켜 차단하게 된다.
원료수지주입부(140)는 진공탱크(110)의 내부와 연통되도록 진공탱크(110)의 상면에 복수개로 설치되며, 이는 진공탱크(110) 내부에 삽입되는 몰드(600)에 액상의 원료수지를 주입하게 된다. 또한, 정량의 액상 원료수지를 주입하기 위해 정량제어부(150)가 더 구비된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공성형장치에서 경화장치의 전면 개념도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공성형장치에서 경화장치 내부의 이동부재 일부 확대도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 경화장치(300) 내부에는 복수개로 구비되는 히터(310), 히터(310)를 경화장치(300) 내부에서 이동시키는 이동부재(320)가 포함되어 이루어진다.
이동부재(320)는 히터(310)를 경화장치(300) 내부에서 전후좌우 방향으로 이동시켜 다수의 성형물(800) 사이 및 양측에 밀착 또는 이격시키는 것으로, 레일(321)과 이동축(322) 및 걸고리(323)를 포함한다.
레일(321)은 경화장치(300) 내부 양측에 구비되는 프레임(324)에 길이방향을 따라 설치되며, 레일(321)의 양단부에 마련되는 고정브라켓(325)이 프레임(324)에 고정설치된다. 여기서, 고정브라켓(325)의 하부에는 경우에 따라 높이조절블록(326)이 마련되는데, 높이조절블록(326)의 개수를 조절하여 레일(321)의 높이를 조절한다.
이동축(322)은 레일(321)에 결합된 상태로 레일(321)을 따라 이동하는 부재이다.
걸고리(323)는 히터(310)를 이동축(322)에 연결하고, 히터(310)와 함께 이동축(322)을 따라 이동하는 것으로서, 걸고리(323)는 일측 하단이 전술한 히터(310)의 상단에 연결되며 타측이 이동축(322)에 끼워져서 결합된다.
따라서, 히터(310)는 걸고리(323)에 의해 이동축(322)을 따라 좌,우로 이동하는 동시에 이동축(322)에 의해 레일(321)을 따라 전,후로 이동한다.
한편, 이동부재(320)에는 프레스(327)가 마련되며, 전술한 걸고리(323)에 의해 이동축(322)에 걸려있는 히터(310)의 일측면을 가압하여 히터(310)를 이동축(322)을 따라 이동시킨다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공성형장치에서 건조장치와 냉각장치를 도시한 예시도이다.
건조장치(400)는 작업대(200)의 후단에 설치되며, 건조장치(400)의 내부에는 히터부(도면에는 도시되지 않음)가 형성된다. 그리고, 건조장치(400)의 바닥에는 작업대(200)의 높이와 동일한 높이의 이송컨베이어가 선단에서 후단측으로 이동되도록 설치된다.
냉각장치(500)는 건조장치(400)의 후단에 설치되며, 냉각장치(500)의 내부에는 송풍부(도면에는 도시되지 않음)가 형성되며, 냉각장치(500)의 바닥에는 건조장치(400)의 이송컨베이어의 높이와 동일한 높이의 이송컨베이어가 선단에서 후단측으로 이동되도록 설치된다.
몰드(600)는 일반적인 공지의 형상이나, 본 발명에서는 작업대(200) 위 및 진공탱크(110) 내부에서 쉽게 이동이 가능하도록 몰드(600)의 바닥판 및 4방의 측면에는 각각 볼베어링(610)이 돌출되도록 형성하는 것이 바람직하다.
예열장치(700)는 몰드(600)를 미리 예열하여 진공성형장치(100)에서의 작업시간을 단축하기 위한 것으로서, 히터부(도면에는 도시되지 않음)가 구비된다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공성형장치의 작용을 설명한다.
본 발명의 진공성형장치는 액상 원료수지를 진공 성형하기 위해 먼저 내부가 빈 상태인 몰드(600)를 작업대(200) 위에서 밀어 바로 진공성형장치(100)의 진공탱크(110) 내부로 삽입시킨다.
몰드(600)는 볼베어링(610)에 의해 적은 힘으로도 쉽게 이동이 가능하며, 작업대(200)와 동일 높이로 되는 진공탱크(110)의 바닥판(111) 위로 쉽게 삽입된다.
복수개의 몰드(600)가 진공탱크(100) 내부로 삽입되면 진공탱크(100) 내부는 여유공간이 종래보다 획기적으로 줄어들며 채워지게 되고, 진공탱크(100) 내부를 진공상태로 만들기 위해 먼저 슬라이딩도어부(200)를 작동시킨다.
슬라이딩도어부(200)의 피스톤로드(220)가 인출되면서 도어(130)가 일체로 하강하게 되고, 하강하는 도어(130)는 가이드홈(120)을 타고 바닥판(110)까지 하강하게 된다.
그리고, 진공탱크(100) 상부의 원료수지주입부(300)를 작동시켜 액상의 원료수지를 진공탱크(100) 내부에 설치된 몰드(600) 내부로 주입한다. 이때, 정량제어부(310)에 의해 미리 설정된 양만큼의 액상 원료수지가 주입된다.
액상 원료수지의 주입이 마무리되면 진공탱크(110) 내부는 가스나 공기와 같은 기체를 고압으로 충전하여 진공상태를 만들게 되며, 진공탱크(110) 벽면에 설치된 가열부에 의해 가열이 되면서 성형이 이루어진다.
소정의 시간동안 성형작업이 진행된 후에는 진공상태를 해제하고 진공탱크(110)의 슬라이딩도어부(130)를 작동하여 진공탱크(110) 내부의 몰드(600)를 꺼낸다. 이를 구체적으로 설명하면, 실린더부(131)의 피스톤로드(132)를 상승시키면, 힌지(121)에 의해 연결된 도어(120)가 동시에 상승하면서 진공탱크(110)가 개방된다.
그리고, 진공탱크(110) 내부의 몰드(600)를 밀어서 진공탱크(110)의 바닥판(111)과 동일 높이로 진공탱크(110)의 전면에 설치된 작업대(200) 위로 꺼낸다. 몰드(600)는 볼베어링(610)에 의해 쉽게 밀리면서 꺼낼 수 있게 된다.
진공탱크(110)로부터 꺼내어진 몰드(600)는 작업대(200) 위에서 탈형을 한 후 몰드(600)는 예열장치(700)로 삽입하여 예열작업을 진행하고, 성형물(800)은 작업대(200)에서 경화장치(300)로 삽입한다.
경화장치(300)로 삽입되는 성형물(800)은 복수개의 히터(310) 사이 사이에 삽입되며, 이를 위해 히터(310)는 이동부재(320)에 의해 전후좌우로 이동하면서 성형물(800)에 밀착시킨다.
이를 구체적으로 설명하면, 경화장치(300) 내부에 구비된 레일(321)을 따라 이동축(322)을 전후로 이동시키고, 다시 히터(310)의 상부에 형성된 걸고리(323)를 이동축(322)을 따라 좌우로 이동시켜 위치시킨다.
경화장치(300)에 의해 경화된 성형물은 다시 건조장치(400) 내부로 삽입한다. 건조장치(400)로 삽입된 성형물(800)은 이송컨베이어에 의해 서서히 이송되면서 히터부에 의해 서서히 건조가 이루어진다.
건조장치(400)에서 건조를 마치고 인출된 몰드(600)는 다시 냉각장치(500)로 삽입되어 이송컨베이어에 의해 서서히 이송되면서 송풍부에 의해 서서히 냉각된다.
따라서, 본 발명의 진공성형장치는 성형물을 진공 성형하는 것은 물론, 성형된 성형물을 경화작업 및 건조, 냉각시킬 수 있는 일체의 장치이다.
100 : 진공성형장치 110 : 진공탱크
111 : 바닥판 112 : 가이드홈
120 : 도어 130 : 슬라이딩도어부
131 : 실린더부 132 : 피스톤로드
140 : 원료수지주입부 150 : 정량제어부
200 : 작업대 300 : 경화장치
310 : 히터 320 : 이동부재
400 : 건조장치 500 : 냉각장치
600 : 몰드 610 : 볼베어링
700 : 예열장치

Claims (10)

  1. 몰딩 내부에 주입된 액상 원료수지를 진공성형시키는 진공성형장치;
    상기 진공성형장치의 전면에 설치되어 몰드 내부에서 성형되어 인출되는 성형물을 탈형하는 작업대;
    상기 작업대의 일측에 설치되어, 탈형된 성형물을 경화시키는 경화장치;
    상기 경화장치를 거친 성형물을 건조시키는 건조장치; 및,
    상기 건조장치를 거친 성형물을 냉각시키는 냉각장치;
    상기 성형물을 탈형한 상태의 몰드를 예열하기 위한 예열장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 진공성형 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 진공성형장치는,
    바닥판이 평면으로 형성되고, 측면은 수직으로 형성되며, 상부는 상측으로 갈수록 중앙부가 점차 높아지도록 경사져 전체적인 형상이 5각형을 이루는 진공탱크; 및,
    상기 진공탱크의 전면에 구비되어 상하로 슬라이딩 작동하는 슬라이딩도어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 진공성형 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 슬라이딩도어부는,
    상기 진공탱크의 전면 상부에 구비된 실린더부가 도어와 결합되고, 상기 도어는 진공탱크 양측에 형성된 가이드홈에 체결되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 연속 진공성형 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 실린더부와 진공탱크는 힌지에 의해 결합되며, 실린더부의 피스톤로드와 도어도 힌지 결합되는 것을 특징으로 하는 연속 진공성형 장치.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공탱크의 상부에는 진공탱크 내부로 액상 원료수지를 주입하기 위한 원료수지주입부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 연속 진공성형 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 원료수지주입부에는 정량의 액상 원료수지를 주입하기 위하여 정량제어부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 연속 진공성형 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 몰드의 각 면에는 볼베어링이 돌출 형성되어 작업대 위에서 쉽게 이송이 가능한 것을 특징으로 하는 연속 진공성형 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 경화장치 내부에는 히터, 상기 히터를 경화장치 내부에서 이동시키는 이동부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 진공성형 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 이동부재는 레일과 이동축 및 걸고리를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 진공성형 장치.
  10. 삭제
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