KR101096763B1 - 세라믹 성형물의 프레스 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하형과, 상기 하형의 상부에 배치되어 승강로드의 승강에 의해 승강하는 상형과, 상기 하형의 외측에 이격되게 형성되는 가이드와, 상기 하형과 가이드 사이에 배치되는 탈형핀을 포함하여 이루어진 성형공간을 형성하여 상기 성형공간에 세라믹 분말을 공급하여 승강로드의 구동에 의해 하강하는 상형이 성형공간에 공급된 세라믹 분말을 가압하여 소성 가공하여 세라믹 성형물을 제작하는 프레스 장치에 적용되는 것으로, 상기 하형의 상부면에는 저장공간이 형성된 몰드가 결합구성되고, 상기 몰드에는 저장공간과 탈형되는 세라믹 성형물의 공간 사이를 연통시키는 통기공이 형성되는 한편, 상기 통기공에는 통기성 필터가 설치되어서, 상기 탈형핀을 통한 세라믹 성형물의 탈형과정에서, 상기 몰드의 저장공간에 포함된 공기가 통기공를 통해 유출되어 세라믹 성형물의 하부 개방된 공간과 상기 몰드와 접하는 공간 사이의 진공 내지 감압상태로 인한 성형물의 파손을 예방하는 프레스 장치에 관한 것이다.

Description

세라믹 성형물의 프레스 장치{Ceramic molding press of the device}
본 발명은 하형과 상기 하형의 상부에 배치되어 승강하는 상형과 상기 하형의 외측에 이격되게 형성되는 가이드와 상기 하형과 가이드 사이에 배치되는 탈형핀 사이에 성형공간을 마련하여 상기 성형공간에 공급된 세라믹 분말을 상형으로 가압하는 성형과정을 마친 다음, 상기 탈형핀을 통해 성형공간에서 세라믹 성형물을 탈형하는 과정에서 하형과 세라믹 성형물의 공간 사이의 진공 내지 감압발생을 억제함으로써, 진공 내지 감압에 의한 세라믹 성형물의 파손이 예방되도록 구성한 세라믹 성형물의 프레스 장치에 관한 것이다.
일반적으로 세라믹은 고온에서 구워 만든 비금속 무기질 고체 재료로 유리, 도자기, 시멘트, 내화물 따위를 통틀어 지칭하며 이러한 재료를 소성 가공한 세라믹 성형물을 주로 사출성형으로 시행하고 있으나 제작에 따른 부대비용이 비싸고 생산성이 떨어지는 문제점 있었다.
그래서 현재에는 프레스 가공을 통해 세라믹 성형물을 제작하여 단시간 내에 다량의 세라믹 성형물을 생산할 수 있으나, 통상 세라믹 성형물을 소성 가공함에 있어 성형공간에서 세라믹 성형물을 탈형하는 과정에서 세라믹 성형물이 파손되는 경우가 빈번히 발생하였다.
이는 세라믹 성형물 재질의 점착성과 성형시의 온도 및 세라믹 성형물과 성형금형 사이의 진공 내지 감압발생에 따른 세라믹 성형물의 파손현상으로, 통상 성형공간에서 세라믹 성형물이 탈형될 때에는 탈형핀이 신장하여 세라믹 성형물이 성형공간에서 분리되는데, 이때 성형공간과 세라믹 성형물 사이에는 공기부족으로 인한 진공 내지 감압상태가 발생하고 그 진공 내지 감압상태의 압력에 의해 세라믹 성형물에는 크랙이 발생하고 이로 인해 세라믹 성형물이 파손되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 세라믹 성형물을 소성 가공 후 세라믹 성형물을 성형공간에서 탈형하는 과정에서 세라믹 성형물이 파손되는 현상을 방지하는 것으로, 공기 유입이 자유로운 몰드를 하형의 상부면에 결합구성하여 소성 가공을 마친 세라믹 성형물이 성형공간에서 탈형될 때, 세라믹 성형물의 공간 사이로 공기를 유입시켜 진공 내지 감압발생을 억제함으로써, 진공 내지 감압에 의한 세라믹 성형물의 파손이 예방되도록 구성한 프레스장치를 제공함에 있다.
이상의 과제를 해결하고자 본 발명에서는,
하형과, 상기 하형의 외측에 이격되게 형성되는 가이드, 및 상기 하형과 가이드 사이에 배치되는 탈형핀 사이에 성형공간을 형성하고 이 성형공간에 투입된 세라믹 분말을 하형의 상부에 설치된 상형이 가압하여, 베이스의 가장자리에 하향 돌출된 테두리가 형성되고 베이스의 저면과 테두리의 내벽 사이에 하부가 개방된 공간이 형성된 세라믹 성형물을 제작한 다음, 탈형핀이 세라믹 성형물의 테두리를 상향 지지하여 성형공간에서 탈형하도록 구성된 프레스 장치에 있어서,
상기 하형의 상부면에는, 저장공간이 형성된 몰드가 결합구성되고, 상기 몰드에는 저장공간과 탈형되는 세라믹 성형물의 공간 사이를 연통시키는 통기공이 형성되는 한편, 상기 통기공에는 통기성 필터가 설치되어서,
상형의 가압을 통한 세라믹 성형물의 성형과정 중에는, 성형공간에 잔류된 공기가 통기공을 통해 몰드의 저장공간에 저장되고, 상기 탈형핀을 통한 세라믹 성형물의 탈형과정에는, 저장공간에 저장된 공기가 통기공을 통해 세라믹 성형물의 공간으로 유입되어, 하형과 세라믹 성형물의 공간 사이의 진공 내지 감압발생이 억제되어 진공 내지 감압에 의한 세라믹 성형물의 파손이 예방되도록 구성한 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 몰드의 저장공간이 하향 개방되고, 하부 개방된 저장공간의 외주 하부면과 이와 대향하는 하형의 상부면 사이에는 패킹이 설치되어, 이 패킹의 기밀작용에 의해 저장공간의 공기가 외부로 누출되지 않도록 구성된다.
그리고, 상기 몰드는 하형에 볼트 체결을 통해 결합구성되는 것이다.
그리고, 상기 몰드는 저장공간과 외부공간을 연결하는 공기 유입관이 형성되어, 세라믹 성형물의 탈형과정 중에 공기 유입관을 통해 몰드의 저장공간으로 공기가 유입되도록 구성한다.
아울러, 상기 몰드에는 외부 공기를 저장공간으로 강제 주입시키는 공기 주입기가 연결되어, 상기 공기 주입기를 통해 저장공간에 주입된 공기는 통기공에 형성된 필터를 통과하면서 필터에 흡착된 세라믹 분말을 소제하도록 구성된다.
본 발명에서는 공기유입이 자유로운 몰드를 하형과 결합구성하여 세라믹 분말을 공급받아 소성가공하는 성형공간에서 세라믹 성형물을 분리하는 탈형과정에서 세라믹 성형물과 성형공간 사이의 진공 내지 감압발생으로 인한 세라믹 성형물의 파손을 예방되도록 구성한 프레스 장치를 제안하고 있다.
그리하여, 성형공간에 투입된 세라믹 분말을 상형이 가압하여 베이스의 가장자리에 하향 돌출된 테두리가 형성되고, 베이스의 저면과 테두리의 내벽 사이에 하부가 개방된 공간이 형성된 세라믹 성형물을 제작한 다음, 탈형핀이 세라믹 성형물의 테두리를 상향 지지하여 성형공간에서 탈형하도록 구성되어서, 세라믹 성형물의 하부 개방된 공간과 접하는 몰드의 공간 사이에 진공 내지 감압상태를 막을 수 있도록 저장공간과 탈형되는 세라믹 성형물의 공간 사이를 연통시키는 통기공이 형성되는 상기 몰드를 하형의 상부면에 결합구성함으로써 진공 내지 감압상태로 인한 세라믹 성형물의 파손을 줄일 수 있어 성형 생산되는 세라믹 성형물의 불량률을 낮춰 생산성을 향상시킬 수 있는 것이다.
도 1은 기존의 세라믹 성형물의 프레스 장치의 구성을 보여주는 것이며,
도 2는 본 발명이 제안하고 있는 바람직한 실시예의 세라믹 성형물의 프레스 장치의 구성을 보여주는 것이고,
도 3은 본 발명이 제안하고 있는 바람직한 실시예들의 몰드의 구성을 보여주는 것이며,
도 4는 본 발명이 제안하고 있는 몰드가 하형에 결합구성하는 바람직한 실시예들을 보여주는 것이고,
도 5는 본 발명이 제안하고 있는 몰드의 저장공간에 공기를 주입하기 위한 공기유입관과 이에 연결된 공기주입기를 보여주는 것이다.
이하 본 발명에서 제안하고 있는 세라믹 성형물(100)을 가공하기 위한 프레스 장치(1)의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 기존의 세라믹 성형물의 프레스 장치의 구성을 보여주는 것이며, 도 2는 본 발명이 제안하고 있는 바람직한 실시예의 세라믹 성형물의 프레스 장치의 구성을 보여주는 것이고, 도 3은 본 발명이 제안하고 있는 바람직한 실시예들의 몰드의 구성을 보여주는 것이며, 도 4는 본 발명이 제안하고 있는 몰드가 하형에 결합구성하는 바람직한 실시예들을 보여주는 것이고, 도 5는 본 발명이 제안하고 있는 몰드의 저장공간에 공기를 주입하기 위한 공기유입관과 이에 연결된 공기주입기를 보여주는 것이다.
본 발명에 따른 프레스 장치(1)는, 도 1에 도시된 바와 같이 하형(4)과 상기 하형(4)의 외측에 이격되게 형성되는 가이드(5)와 상기 하형(4)과 가이드(5) 사이에 배치되는 탈형핀(6) 사이에 성형공간(8)을 형성하고 이 성형공간(8)에 투입된 세라믹 분말을 하형(4)의 상부에 배치되어 승강하는 상형(3)이 가압하여, 베이스(200)의 가장자리에 하향 돌출된 테두리(300)가 형성되고 베이스(200)의 저면과 테두리(300)의 내벽 사이에 하부가 개방된 공간(S)이 형성된 세라믹 성형물(100)을 제작한 다음, 탈형핀(6)이 세라믹 성형물(100)의 테두리(300)를 상향 지지하여 성형공간(8)에서 탈형되도록 구성한 것이다.
위와 같이 구성된 프레스 장치(1)는, 성형공간(8)에 세라믹 분말을 투입시켜 상형(3)으로 가압하여 하부 개방된 공간(S)을 가지는 세라믹 성형물(100)을 소성 가공 후 성형공간(8)에서 탈형시키는 과정에서, 세라믹 성형물(100)의 하부 개방된 공간(S)과 이와 내접하는 하형(4) 사이에 진공 내지 감압상태가 형성되고, 이러한 진공 내지 감압에 의해 탈형핀(6)에 상향 지지되지 아니한 상태로 탈형되는 세라믹 성형물(100)의 베이스(200)가 균열 내지 파손될 수도 있다.
구체적으로 상기 탈형과정에서 세라믹 성형물(100)의 하부 개방된 공간(S)과 이와 내접하는 하형(4) 사이에 진공 내지 감압상태가 형성되면 세라믹 성형물(100)의 베이스(200)는 진공 내지 감압에 의해 휨이 발생되는데, 이러한 휨이 과다하게 발생되면 세라믹 성형물(100)의 베이스(200)는 전단 파괴에 의한 균열이나 파손이 발생되는 문제점이 발생될 수도 있다.
본 발명에서는 이러한 문제점을 해소하기 위해 도 2에서와 같이 공기 유입이 자유로운 몰드(2)를 하형(4)의 상부면(4a)에 결합 구성하여, 성형공간(8)에 공급된 세라믹 분말을 상형(3)이 가압하여 소성 가공된 세라믹 성형물(100)을 성형공간(8)에서 탈형하는 과정에, 몰드(2)에 저장된 공기가 세라믹 성형물(100)의 하부 개방된 공간(S)과 이와 내접하는 하형(4) 사이에 유입되어 진공 내지 감압에 의한 휨 없이 세라믹 성형물(100)이 수월하게 탈형되도록 하고 있다.
상기 몰드(2)는, 공기의 이동경로인 다수의 통기공(10)과 상기 통기공(10)과 연통되어 형성된 저장공간(9)인 형태로, 도 3의 (a)와 같이 각각의 통기공(10)과 연통되어 배설된 각각의 저장공간(9)으로 형성하여 구성할 수도 있고, 도 3의 (b)와 같이 각각의 통기공(10)과 연통되는 하나의 저장공간(9)이 형성된 형태로 구성할 수 있다.
그리고, 상기 몰드(2)에 형성된 각 통기공(10)에는 통기성 필터(11)가 설치되어, 이 통기성 필터(11)에 의해 성형공간(8)에 투입된 세라믹 분말이 통기공(10)을 통해 저장공간(9)으로 유입되는 것이 차폐되고, 공기만이 통기공(10)을 통해 통과하도록 하고 있다.
여기서, 상기 통기성 필터(11)는 통기성과 내구성을 갖는 다양한 형태의 필터가 채택될 수 있으며, 본 발명에서는 일예로 통기공(10)에 세라믹을 소결한 형태의 통기성 필터(11)를 설치하고 있다.
또한, 상기 몰드(2)는 저장공간(9)의 형성 위치에 따라 하부 개방된 형태로 구성할 수도 있고, 저장공간(9)이 몰드(2)의 내부에 형성된 형태로 구성할 수도 있다.
도 3의 (b)와 같이 몰드(2)의 저장공간(9)이 하부가 개방된 경우, 개방된 저장공간(9)의 외주 하부면(2a)에 패킹(12)을 설치하여 이 패킹(12)을 통해 개방된 저장공간(9)과 이와 마주보는 하형(4)의 상부면(4a) 사이에 기밀성을 확보함으로써, 저장공간(9)의 공기가 외부로 누출되지 않도록 구성하는 것이 바람직하다.
그리고, 본 실시예에서는 상기 몰드(2)와 하형(4)의 결합구조로 볼트(13) 체결 방식을 채택하고 있으며 이때 몰드(2)는, 도 4의 (a)와 같이 볼트공(2c)으로 진입되는 볼트(13)를 통해 하형(4)에 체결하여 결합될 수도 있고, 도 4의 (b)와 같이 몰드(2)의 하부에 일체로 형성된 볼트(13)를 통해 하형(4)에 체결하여 결합될 수도 있는데, 전자의 체결 결합구조는 하형(4)이 각형으로 이루어져 각형의 몰드(2)를 설치할 때 적합하고, 후자의 체결 결합구조는 하형(4)이 원형으로 이루어져 원형의 몰드(2)를 설치할 때 적합하다. *** 도면상의 미설명 부호 4c는 볼트(13)가 체결되는 체결공임.****
이와 같이 하형(4)의 상부면(4a)에 몰드(2)가 설치된 세라믹 성형물(100)의 프레스 장치(1)를 통한 세라믹 성형물(100)을 제작과정은, 세라믹 분말을 성형공간(8)에 공급하는 공급과정과, 상기 성형공간(8)에 공급된 세라믹 분말을 승강로드(7)를 통해 하강하는 상형(3)이 가압하여 성형하는 성형과정, 및 탈형핀(6)에 의한 상향 지지에 의해 성형을 마친 세라믹 성형물(100)이 성형공간(8)에서 분리되는 탈형과정으로 구분될 수 있다.
상기 공급과정에서는, 하형(4)과 결합 구성된 몰드(2)와, 상기 하형(4)에 외측에 이격되게 형성된 가이드(5)와, 상기 하형(4)과 가이드(5) 사이에 배치되는 탈형핀(6) 사이에 형성되는 성형공간(8)으로 세라믹 분말을 공급하는 것으로, 이때 몰드(2)의 통기공(10)에 설치된 통기성 필터(11)에 의해, 성형공간(8)에 공급된 세라믹 분말이 몰드(2)의 저장공간(9)으로 유입되는 것이 차폐된다.
그리고, 이러한 공급과정을 통해 성형공간(8)에 공급된 세라믹 분말은 상형(3)의 가압으로, 베이스(200)의 가장자리에 하향 돌출된 테두리(300)가 형성되고 베이스(200)의 저면과 테두리(300)의 내벽 사이에 하부가 개방된 공간(S)이 형성된 세라믹 성형물(100)로 성형되며, 이때 성형공간(8)에 잔류된 공기는 몰드(2)에 형성된 통기공(10)을 통해 저장공간(9)으로 유입되어 저장된다.
다음으로, 상기 성형과정을 마친 세라믹 성형물(100)은 탈형핀(6)이 세라믹 성형물(100)의 테두리(300)를 상향 지지하는 탈형과정을 통해 성형공간(8)에서 탈형되며, 이러한 과정 중에 저장공간(9)에 저장된 공기가 통기공(10)을 통해 세라믹 성형물(100)의 공간으로 유입되어서, 하형(4)과 세라믹 성형물(100)의 공간 사이의 진공 내지 감압 발생이 억제될 수 있다.
그리하여, 본 실시예에 따른 세라믹 성형물(100)의 프레스 장치(1)는, 공급과정과 성형과정에서는 성형공간(8)에 잔류된 공기를 몰드(2)의 저장공간(9)에 임시 저장하고, 탈형과정에서는 몰드(2)에 임시 저장된 공기를 성형공간(8)으로 재 유입시켜 하형(4)과 세라믹 성형물(100)의 공간 사이의 진공 내지 감압발생을 억제하고 있으며, 이에 따라 세라믹 성형물(100)의 탈형과정 중에 세라믹 성형물(100)의 베이스(200)가 균열 내지 파손되는 현상이 예방될 수 있다.
이와 더불어, 본 실시예에서는 상기 몰드(2)에 저장공간(9)과 외부공간을 연결하는 공기 유입관(14)을 형성하여 상기 공기 유입관(14)을 통해 몰드(2)의 저장공간(9)과 외부공간의 통기가 가능하도록 하고 있다.
상기 공기 유입관(14)은 다양한 경로로 형성될 수 있으나, 본 실시예에서는 도 5에서 보는 바와 같이 하형(4)에 설치구(4b)를 형성하여, 상기 공기 유입관(14)이 설치구(4b)를 관통하여 몰드(2)의 저장공간(9)과 연통되도록 구성하고 있다.
이와 같이 상기 몰드(2)에 저장공간(9)과 외부공간을 연결하는 공기 유입관(14)을 형성하면, 세라믹 성형물(100)의 탈형과정에 저장공간(9)에 저장된 공기에 한정되지 아니하고 보다 많은 양의 공기가 성형공간(8)의 내부로 유입되므로, 하형(4)과 세라믹 성형물(100)의 공간 사이의 진공 내지 감압발생이 보다 안정되게 방지될 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 상기 몰드(2)에 외부 공기를 저장공간(9)으로 강제 주입시키는 공기 주입기(15)를 연결하고 있으며, 본 발명에서는 일예로 상기 공기 주입관(14)을 통해 공기 주입기(15)와 몰드(2)의 저장공간(9)을 상호 연결하고 있다.
이와 같이 몰드(2)에 외부 공기를 저장공간(9)으로 강제 주입시키는 공기 주입기(15)를 연결하면, 탈형과정 중에 공기 주입기(15)를 통해 주입되어 몰드(2)의 저장공간(9)과 통기성 필터(11)가 설치된 통기공(10)을 거쳐 성형공간(8)으로 토출되는 공기에 의해, 세라믹 성형물(100)의 하부 개방된 공간(S)과 이와 내접하는 하형(4) 사이에 진공 내지 감압상태가 형성되는 것이 아니라 가압상태가 형성되므로, 가압에 의해 탈형되는 세라믹 성형물(100)이 지지되어서 보다 수월한 탈형이 가능하다.
특히, 공기 주입기(15)를 통해 주입되어 몰드(2)의 저장공간(9)과 통기성 필터(11)가 설치된 통기공(10)을 거쳐 성형공간(8)으로 토출되는 공기에 의해, 통기성 필터(11)에 잔류된 세라믹 분말이 소제될 수 있고, 이러한 소제과정을 통해 통기공의 원활한 통기상태가 확보될 수 있다.
1: 프레스 장치 2: 몰드 2a: 하부면
2b: 상부면 2c: 볼트공 3: 상형
4: 하형 4a: 상부면 4b: 설치구
5: 가이드 6: 탈형핀 7: 승강로드
8: 성형공간 9: 저장공간 10: 통기공
11: 통기성 필터 12: 패킹 13: 볼트
14: 공기 유입관 15: 공기 주입기
100: 세라믹 성형물 200: 베이스 300: 테두리
S: 하부 개방된 공간

Claims (5)

  1. 하형과, 상기 하형의 외측에 이격되게 형성되는 가이드, 및 상기 하형과 가이드 사이에 배치되는 탈형핀 사이에 성형공간을 형성하고 이 성형공간에 투입된 세라믹 분말을 하형의 상부에 설치된 상형이 가압하여, 베이스의 가장자리에 하향 돌출된 테두리가 형성되고 베이스의 저면과 테두리의 내벽 사이에 하부가 개방된 공간이 형성된 세라믹 성형물을 제작한 다음, 탈형핀이 세라믹 성형물의 테두리를 상향 지지하여 성형공간에서 탈형하도록 구성된 프레스 장치에 있어서,
    상기 하형의 상부면에는, 저장공간이 형성된 몰드가 결합구성되고, 상기 몰드에는 저장공간과 탈형되는 세라믹 성형물의 공간 사이를 연통시키는 통기공이 형성되는 한편, 상기 통기공에는 통기성 필터가 설치되어서,
    상형의 가압을 통한 세라믹 성형물의 성형과정 중에는, 성형공간에 잔류된 공기가 통기공을 통해 몰드의 저장공간에 저장되고, 상기 탈형핀을 통한 세라믹 성형물의 탈형과정에는, 저장공간에 저장된 공기가 통기공을 통해 세라믹 성형물의 공간으로 유입되어, 하형과 세라믹 성형물의 공간 사이의 진공 내지 감압발생이 억제되어 진공 내지 감압에 의한 세라믹 성형물의 파손이 예방되도록 구성한 것을 특징으로 하는 세라믹 성형물의 프레스 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 몰드의 저장공간이 하향 개방되고, 하부 개방된 저장공간의 외주 하부면과 이와 대향하는 하형의 상부면 사이에는 패킹이 설치되어, 이 패킹의 기밀작용에 의해 저장공간의 공기가 외부로 누출되지 않도록 구성한 것을 특징으로 하는 세라믹 성형물의 프레스 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 몰드는 하형에 볼트 체결을 통해 결합구성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 성형물의 프레스 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 몰드는 저장공간과 외부공간을 연결하는 공기 유입관이 형성되어, 세라믹 성형물의 탈형과정 중에 공기 유입관을 통해 몰드의 저장공간으로 공기가 유입되도록 구성한 것을 특징으로 하는 세라믹 성형물의 프레스 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 몰드에는 외부 공기를 저장공간으로 강제 주입시키는 공기 주입기가 연결되어, 상기 공기 주입기를 통해 저장공간에 주입된 공기는 통기공에 형성된 필터를 통과하면서 필터에 흡착된 세라믹 분말을 소제하도록 구성한 것을 특징으로 하는 세라믹 성형물의 프레스 장치.
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