KR101180910B1

KR101180910B1 - 마그네슘합금 판재를 이용한 문양이 형성된 주방용기, 이의 제조장치 및 제조방법

Info

Publication number: KR101180910B1
Application number: KR1020120015851A
Authority: KR
Inventors: 오재부
Original assignee: (주)코리아마그네슘
Priority date: 2012-02-16
Filing date: 2012-02-16
Publication date: 2012-09-07

Abstract

본 발명은 마그네슘합금 판재를 이용한 문양이 형성된 주방용기, 이의 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본 발명의 출원인에 의해 선출원되어 등록된 대한민국 등록실용신안공보 제20-0451076호 "마그네슘합금 판재를 사용한 주방용기 및 이의 제조장치"를 개량하여,마그네슘합금 판재를 가압하는 펀치와, 다이의 중앙부에 형성되는 성형공간에 작업자가 원하는 패턴의 요철부를 형성시켜, 주방용기의 성형 시, 마그네슘합금 판재에 상기 요철부와 대응되는 형상의 가이드홈이 형성되도록 함으로써, 성형 시 형성되는 주름이 상기 가이드홈과 대응되는 패턴으로 유도되는 동시에 상기 가이드 홈에 의하여 제거되도록 하고, 이로 인해 성형 후, 주름부분을 별도로 연마하는 연마공정을 배제시킬 수 있으며, 이로 인해 상기 연마공정에 따른 자연발화 또는 분진폭발 등의 위험이 없도록 할 뿐만 아니라 상기와 같이 작업자가 원하는 패턴으로 형성된 가이드홈을 주방용기의 문양으로 활용함으로써, 별도의 문양형성공정이 추가되지 않더라도 주방용기의 표면에 다양한 문양을 용이하게 형성시킬 수 있도록 하는 마그네슘합금 판재를 이용한 문양이 형성된 주방용기, 이의 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.

Description

마그네슘합금 판재를 이용한 문양이 형성된 주방용기, 이의 제조장치 및 제조방법{COOKING POT WITH PATTERN USING THE MAGNESIUM ALLOY PLATE AND MANUFACTRUING DEVICE FOR THE SAME AND MANUFACTRUING METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 마그네슘합금 판재를 이용한 문양이 형성된 주방용기, 이의 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 본 발명의 출원인에 의해 선출원되어 등록된 대한민국 등록실용신안공보 제20-0451076호 "마그네슘합금 판재를 사용한 주방용기 및 이의 제조장치"를 개량한 것으로, 마그네슘합금 판재를 사용한 주방용기의 성형 시, 성형이 완료된 후 별도의 연마공정을 거쳐 주름을 제거하는 종래기술과 달리, 펀치와 다이에 요철부를 형성시키고 이 요철부에 의해 형성되는 가이드홈을 통해 성형시 소재의 소성유동을 유도하여 성형과정 중에 주름을 유도, 제거할 뿐만 아니라 상기 가이드홈을 주방용기의 문양으로 활용하는 마그네슘합금 판재를 이용한 문양이 형성된 주방용기, 이의 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 프라이팬, 냄비, 밥솥, 밥통, 코펠, 컵 등과 같은 주방용기는 주로 스테인레스강, 알루미늄 합금 등과 같은 소재를 사용하여 제조된다.

통상적으로 내구성 등을 고려할 경우에는 주로 스테인레스강이 사용되지만 상기 스테인레스강은 무게가 무겁고, 열전도도가 낮은 단점이 있으며, 이를 보완하기 위해 열전도도가 높은 경량 소재인 알루미늄합금을 사용하여 주방용기를 제조할 경우에는 외부의 가벼운 충격에 의해서 흠집이 생기기 쉽고, 이러한 흠집에 의해 알루미늄 소재가 쉽게 부식되거나 또는 용출되는 알루미늄이 인체에 흡수, 축적되어 인체에 유해한 영향을 미칠 수 있는 단점이 있었다.

따라서, 알루미늄 소재보다 가볍고 인체에 무해한 소재인 마그네슘합금 소재를 주방용기의 소재로서 활용하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다.

상기 마그네슘합금 소재를 사용한 주방용기와 관련된 선행기술로써, 특허문헌 1인 대한민국 등록특허공보 제10-0415876호에는 마그네슘합금을 이용하여 다이캐스팅에 의해 주조한 후 열처리하여 주방용기를 제조하는 방법이 개시되어 있지만, 상기와 같은 주방용기의 제조방법은 마그네슘합금을 주조하여 성형함으로써, 주방용기의 형상과 표면이 거칠어지며, 이로 인해 성형성과 가공정밀도가 저하되는 문제점이 있었을 뿐만 아니라, 마그네슘합금을 주조하기 위하여 마그네슘합금을 용해하고 탈가스처리하는 공정을 거쳐야함에 따라 에너지의 소비가 과다하고, 제조공정이 복잡하여 생산성이 낮은 문제점들이 있었다.

또한, 상기와 같이 주조에 최적화된 통상의 마그네슘합금 소재는 마그네슘에 알루미늄 9.0중량%, 아연 0.7중량% 및 망간 0.13중량% 정도가 함유된 것으로, 알루미늄의 함량이 너무 높아 마그네슘 합금 조직에 Mg₁₇Al₁₂와 같은 제2상이 형성되어 연성이 과도하게 저하되며, 이로 인해 응력부식균열을 일으키기 쉬운 문제점이 있었다.

따라서, 마그네슘을 주성분으로 한 마그네슘합금 판재를 주조 성형이 아닌, 프레스 금형을 사용하여 성형하기 위한 금형이 개발되었으며, 관련 선행기술로써, 특허문헌 2인 일본공개특허공보 평16-136306호는 도 1에 도시된 바와 같이, 마그네슘 합금판(29)을 사용하여 가전제품의 케이스 부품을 성형하는 프레스 성형장치에 있어서, 단열재(12) 및 플레이트(13)를 매개로 상부 다이세트(11)에 연결되는 펀치(14) 및 단열부(23b) 및 냉각반(23c)을 매개로 하부 다이세트(20)에 연결되며, 펀치(14)와 대응되는 형상의 성형공간이 형성된 다이(25)를 포함하되, 상기 하부 다이세트(20) 상에 봉형태의 전기히터(21)와 열전대(22)가 매입되고, 상부 다이세트(11)에도 봉형태의 전기히터(18) 및 열전대(19)가 매입되며, 하부 다이세트(20) 내부에 냉각 배관(24)을 내장한 냉각반(23c)이 적층되고, 상기 다이세트(20)의 중앙부에 상,하 유동되는 녹아웃(28)이 구비되고, 상기 상부 다이세트(11)에는 플레이트(13)를 매개로 펀치(14)가 결합되는 구조의 금형장치가 공개되어 있다.

하지만 상기와 같은 종래기술은 본 발멸의 출원인이 실제 제작하여 사용한 결과, 상기 펀치에 의해 제품에 긁힘형상이 발생하고, 이로 인해 제품의 형상이 불규칙해지는 문제점을 발견하였으며, 이를 방지하기 위해 필수적으로 오일이 수반되어야함에 따라 비경제적이고, 생산성이 낮은 문제점이 있었다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 출원인은 특허문헌 3인 대한민국 등록실용신안공보 제20-0451076호를 선출원하여 등록받은 바 있다.

상기 본 발명의 출원인에 의해 선출원되어 등록받은, 마그네슘합금 판재를 사용한 주방용기의 제조장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 펀치 패드(51) 및 단열재(T)를 매개로 상부 홀더(50)에 결합된 펀치(52); 다이 패드(41) 및 단열재(T)를 매개로 하부 홀더(40)에 결합되며, 상기 펀치(52)와 대응되는 형상의 성형공간이 형성되되, 상기 성형공간 상측 외주면을 따라 판재 위치홈(42a)이 형성된 다이(42); 및 스프링(43)에 삽착되어 탄성을 가지는 이젝터 패드(44)를 포함하여 구성되되, 상기 이젝터 패드(44)는 상기 스프링(43)을 매개로 하부 홀더(40)에 결합되고, 상부면이 상기 다이(42)에 형성된 성형 공간의 중앙부에서 일부 돌출되도록 하거나 또는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 이젝터 패드(44)가 이젝트 가이드(44a)에 의해 구획된 한 쌍의 다이쿠션 봉(44b)에 의해 탄성을 가지도록 하거나, 다른 실시예로써 도 4에 도시된 바와 같이, 상기와 같은 펀치(62) 및 다이(72)를 기본 구성으로 하되, 상기 펀치(62) 및 다이(72)의 위치를 바꿔 구성하고, 이젝트 장치(73) 및 이젝터 패드(74)에 의해 제품을 탈리시키며, 상기 마그네슘합금 판재(M) 정확하고 견고하게 위치할 수 있도록 판재 가이드(60a)를 추가로 구비하여 구성된다

하지만, 본 발명의 출원인에 의해 선출원되어 등록받은 상기 마그네슘합금 판재를 사용한 주방용기의 제조장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 펀치(52)에 의한 마그네슘합금 판재(M)의 가압 시, 펀치(52)와 마그네슘합금 판재(M)와의 마찰력 상승에 의해 마그네슘합금 판재(M)에 가해지는 응력이 상승하여 소성 변형(plastic deformation, 영구변형)이 일어나는데, 주방용기의 경우 대부분 절곡부분이 형성됨을 고려할 때, 소성 변형이 주로 일어나는 마그네슘합금 판재(M)의 절곡부분과 주방용기의 상측 입구부분에는 동적재결정(dynamic recrystallization)이 발생하여 도 5에 도시된 바와 같이, 불규칙적인 비틀림에 의한 주름(wrinkling)(W)이 발생하는 문제점이 있었다.

둘째, 상기와 같은 주름을 없애기 위해, 상기 주름부분을 연마하는 연마공정이 필수적으로 수반되어야 함에 따라, 제조시간 및 제조단가를 증가시키는 문제점이 있었다.

셋째, 상기와 같이 마그네슘합금으로 이루어진 금속재를 연마할 경우, 마찰열이 상기 금속재에 의해 축열되는데, 이는 열의 자체 발생과 열의 축적이라는 자연발화의 조건을 만족시켜 자연발화(spontaneous combustion)하거나 또는 연마공정에서 발생하는 분진에 의해 분진폭발(dust explosion)이 일어나게 되며, 특히, 마그네슘의 경우, 발화점이 상온에 가깝고, 산화열에 의해 물질자신이 발화하는 대표적인 물질로써 제조공정 상에 상기와 같은 자연발화 및 분진폭발의 위험이 항상 수반되는 문제점이 있었다.

넷째, 상기와 같은 마그네슘합금 판재(M)가 주방용기로 성형된 후에는, 이미 소성변형을 거친 상태이고 마그네슘합금의 육방최밀격자구조(hexagonal closest packing lattice)로부터 기인하는 낮은 연성으로 인해 주방용기의 표면에 각종 문양을 형성시키는 것이 매우 어려울 뿐만 아니라, 별도의 문양형성공정이 추가되어야하는 문제점이 있었다.

: 대한민국 등록특허공보 제10-0415876호 "주방용기 및 그 제조방법" : 일본 공개특허공보 평16-136306호 "マグネシウム合金部品の間プレス成形方法とその成形置(마그네슘 합금 부품의 온간 프레스 성형 방법과 그 성형 장치 )" : 대한민국 등록실용신안공보 제20-0451076호 "마그네슘합금 판재를 사용한 주방용기 및 이의 제조장치"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 출원인에 의해 선출원되어 등록된 대한민국 등록실용신안공보 제20-0451076호 "마그네슘합금 판재를 사용한 주방용기 및 이의 제조장치"를 개량한 것으로, 마그네슘합금 판재를 가압하는 펀치와, 다이의 중앙부에 형성되는 성형공간에 작업자가 원하는 패턴의 요철부를 형성시켜, 주방용기의 성형 시, 마그네슘합금 판재에 상기 요철부와 대응되는 형상의 가이드홈이 형성되도록 함으로써, 성형 시 형성되는 주름이 상기 가이드홈과 대응되는 패턴으로 유도되는 동시에 상기 가이드 홈에 의하여 제거되도록 하고, 이로 인해 성형 후, 주름부분을 별도로 연마하는 연마공정을 배제시킬 수 있으며, 이로 인해 상기 연마공정에 따른 자연발화 또는 분진폭발 등의 위험이 없도록 하는 마그네슘합금 판재를 이용한 문양이 형성된 주방용기, 이의 제조장치 및 제조방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

아울러, 상기와 같이 작업자가 원하는 패턴으로 형성된 가이드홈을 주방용기의 문양으로 활용함으로써, 별도의 문양형성공정이 추가되지 않더라도 주방용기의 표면에 다양한 문양을 용이하게 형성시킬 수 있도록 하는 마그네슘합금 판재를 이용한 문양이 형성된 주방용기, 이의 제조장치 및 제조방법을 제공하는 것을 다른 과제로 한다.

본 발명은 마그네슘합금 판재를 이용하여 주방용기를 제조하기 위한 것으로, 마그네슘합금 판재를 가압하는 펀치; 및 상기 펀치와 대응되는 형상의 성형공간이 형성된 다이;를 포함하는 주방용기의 제조장치에 있어서,

상기 펀치 또는 다이의 외면에 요철부가 형성되는 것을 특징으로 하는 마그네슘합금 판재를 이용한 문양이 형성된 주방용기의 제조장치를 과제의 해결 수단으로 한다.

본 발명은 펀치 패드(51) 및 단열재(T)를 매개로 상부 홀더(50)에 결합된 펀치(52); 및 다이 패드(41) 및 단열재(T)를 매개로 하부 홀더(40)에 결합되며, 상기 펀치(52)와 대응되는 형상의 성형공간이 형성되되, 상기 성형공간 상측 외주면을 따라 판재 위치홈(42a)이 형성된 다이(42);를 포함하여 구성되는 마그네슘합금 판재를 사용한 주방용기의 제조장치에 있어서,

상기 펀치(52)의 외면에 제 1요철부(g1)가 형성되고, 상기 다이(42)의 성형공간에 제 2요철부(g2)가 형성되되, 상기 제 1요철부(g1)와 제 2요철부(g2)는 서로 맞물리는 형상 또는 대응되는 형상으로 형성되어, 상기 마그네슘합금 판재의 가압 시, 마그네슘합금 판재에 상기 제 1요철부(g1) 및 제 2요철부(g2)와 대응되는 형상의 가이드홈(G)이 형성되어 성형되도록 하는 것을 특징으로 하는 마그네슘합금 판재를 이용한 문양이 형성된 주방용기의 제조장치를 과제의 다른 해결 수단으로 한다.

이때, 상기 마그네슘합금 판재를 이용한 문양이 형성된 주방용기의 제조장치는, 스프링(43)에 삽착되어 탄성을 가지는 이젝터 패드(44)를 더 포함하되, 상기 이젝터 패드(44)는 상기 스프링(43)을 매개로 하부 홀더(40)에 결합되고, 상부면이 상기 다이(42)에 형성된 성형 공간의 중앙부에서 일부 돌출되도록 할 수 있다.

또한, 상기 마그네슘합금 판재를 이용한 문양이 형성된 주방용기의 제조장치는, 이젝트 가이드(44a)에 의해 구획된 한 쌍의 다이쿠션 봉(44b)에 의해 탄성을 가지는 이젝터 패드(44)를 더 포함하되, 상기 이젝터 패드(44)는 상기 한 쌍의 다이쿠션 봉(44b)을 매개로 하부 홀더(40)에 결합되고, 상부면이 상기 다이(42)에 형성된 성형 공간의 중앙부에서 일부 돌출되도록 할 수도 있다.

아울러, 본 발명은 펀치 패드(61) 및 단열재(T)를 매개로 하부 홀더(60)에 결합된 펀치(62); 다이 패드(71) 및 단열재(T)를 매개로 상부 홀더(70)에 결합되며, 상기 펀치(62)와 대응되는 형상의 성형공간이 형성된 다이(72); 이젝트 장치(73)에 의해 탄성을 가지는 이젝터 패드(74); 및 일단이 상기 하부 홀더(60)에 고정되고, 타단이 마그네슘합금 판재(M)의 하부면을 지지하는 판재 가이드(60a); 를 포함하여 구성되되, 상기 이젝터 패드(74)는 상기 이젝트 장치(73)를 매개로 상부 홀더(70)에 결합되고, 하부면이 상기 다이(72)에 형성된 성형 공간의 중앙부에서 일부 돌출되어 구성되는 마그네슘합금 판재를 사용한 주방용기의 제조장치에 있어서,

상기 펀치(62)의 외면에 제 1요철부(g1)가 형성되고, 상기 다이(72)의 성형공간에 제 2요철부(g2)가 형성되되, 상기 제 1요철부(g1)와 제 2요철부(g2)는 서로 맞물리는 형상 또는 대응되는 형상으로 형성되어, 상기 마그네슘합금 판재의 가압 시, 마그네슘합금 판재에 상기 제 1요철부(g1) 및 제 2요철부(g2)와 대응되는 형상의 가이드홈(G)이 형성되어 성형되도록 하는 것을 특징으로 하는 마그네슘합금 판재를 이용한 문양이 형성된 주방용기의 제조장치를 과제의 또 다른 해결 수단으로 한다.

한편, 본 발명은 마그네슘합금 판재를 250 ~ 320℃로 가열하는 소재가열단계(S1); 상기 가열된 마그네슘합금 판재를 상기 제 1요철부가 형성된 펀치와 제 2요철부가 형성된 다이 사이에 위치시키는 소재공급단계(S2); 및 상기 위치된 마그네슘합금 판재를 펀치를 이용하여 가압함으로써, 상기 마그네슘합금 판재가 상기 성형공간의 형상과 대응되는 형상으로 성형되되, 상기 마그네슘합금 판재의 가압 시, 마그네슘합금 판재에 상기 제 1요철부(g1) 및 제 2요철부(g2)와 대응되는 형상의 가이드홈(G)이 형성되며 성형되는 성형단계(S3);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 마그네슘합금 판재를 이용한 문양이 형성된 주방용기의 제조방법을 과제의 또 다른 수단으로 한다.

본 발명은 본 발명의 출원인에 의해 선출원되어 등록된 대한민국 등록실용신안공보 제20-0451076호 "마그네슘합금 판재를 사용한 주방용기 및 이의 제조장치"를 개량한 것으로, 마그네슘합금 판재를 가압하는 펀치와, 다이의 중앙부에 형성되는 성형공간에 작업자가 원하는 패턴의 요철부를 형성시켜, 주방용기의 성형 시, 마그네슘합금 판재에 상기 요철부와 대응되는 형상의 가이드홈이 형성되도록 함으로써, 성형 시 형성되는 주름이 상기 가이드홈과 대응되는 패턴으로 유도되는 동시에 상기 가이드 홈에 의하여 제거되도록 함으로써, 성형 후, 주름부분을 별도로 연마하는 연마공정을 배제시킬 수 있으며, 이로 인해 상기 연마공정에 따른 자연발화 또는 분진폭발 등의 위험이 없도록 하는 장점이 있다.

아울러, 상기와 같이 작업자가 원하는 패턴으로 형성된 가이드홈을 주방용기의 문양으로 활용함으로써, 별도의 문양형성공정이 추가되지 않더라도 주방용기의 표면에 다양한 문양을 용이하게 형성시킬 수 있도록 하는 장점이 있다.

도 1은 종래 마그네슘합금 판재를 성형하기 위한 프레스 금형장치를 나타낸 도면
도 2 내지 4는 본 발명의 출원인에 의해 선출원된 마그네슘합금 판재를 사용한 주방용기 제조장치를 나타낸 도면
도 5는 마그네슘합금 판재를 이용한 주방용기의 성형 시, 주름이 형성된 상태를 보여주는 도면
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네슘합금 판재를 이용한 문양이 형성된 주방용기의 제조장치에 사용되는 펀치와 다이를 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네슘합금 판재를 이용한 문양이 형성된 주방용기의 제조방법을 나타낸 도면
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네슘합금 판재를 이용한 문양이 형성된 주방용기의 실물사진

상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로서 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 구성 및 그 작용 효과에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 출원인에 의해 선출원되어 등록된 대한민국 등록실용신안공보 제20-0451076호 "마그네슘합금 판재를 사용한 주방용기 및 이의 제조장치"를 개량한 것으로, 마그네슘합금 판재를 가압하는 펀치와, 다이의 중앙부에 형성되는 성형공간에 작업자가 원하는 패턴의 요철부를 형성시켜, 주방용기의 성형 시, 마그네슘합금 판재에 상기 요철부와 대응되는 형상의 가이드홈이 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 도 2 내지 4를 통해 본 발명의 출원인에 의해 선출원된 마그네슘합금 판재를 사용한 주방용기 제조장치를 설명한 후, 도 6을 통해 본 발명에 따른 마그네슘합금 판재를 이용한 문양이 형성된 주방용기의 제조장치에 사용되는 펀치와 다이를 설명하고, 도 7을 통해 본 발명에 따른 마그네슘합금 판재를 이용한 문양이 형성된 주방용기의 제조방법을 설명하며, 도 8을 통해 본 발명에 따른 마그네슘합금 판재를 이용한 문양이 형성된 주방용기를 설명한다.

먼저, 도 2는 본 발명의 출원인에 의해 선출원된 마그네슘합금 판재를 사용한 주방용기 제조장치를 나타낸 도면으로써, 상기 주방용기 제조장치는 펀치(52) 및 다이(42)를 포함하여 구성된다.

상기 펀치(52)는 마그네슘합금 판재(M)를 상기 다이(42)의 성형공간(Cavity)으로 가압하는 것으로, 펀치 패드(51)를 매개로 상부 홀더(50)에 결합되며, 상기 펀치패드(51)의 상부면에는 단열재(T)가 결합된다.

상기 다이(42)는 중앙부에, 상기 펀치(52)와 대응되는 형상의 성형공간이 형성되어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 펀치(52)와 연계하여 마그네슘합금 판재(M)를 주방용기의 형상으로 성형하는 것으로, 다이 패드(41)를 매개로 하부 홀더(40)에 결합되며, 상기 다이패드(41)의 하부면에는 단열재(T)가 결합된다.

아울러, 상기 다이(42)의 성형공간 상측 외주면을 따라 판재 위치홈(42a)이 형성되어 상기 마그네슘합금 판재(M) 정확하고 견고하게 위치할 수 있게 된다.

또한, 상기 다이(42)의 측면에는 가열효율을 증가시키기 위한 보조히터가 삽입되는 삽입홀(H)이 형성될 수 있다.

한편, 상기 펀치 패드(51) 및 다이 패드(41)는 펀치(52) 및 다이(42)에 각각에 소정의 탄성을 부여하여 펀치(52)와 다이(42)의 접촉에 따른 충격을 흡수할 뿐만 아니라 성형 시, 상기 탄성을 이용하여 마그네슘합금 판재(M)에 균일한 압력이 가해질 수 있도록 한다.

아울러, 상기 성형공간의 중앙부에는 이젝터 패드(44)가 설치된다.

상기 이젝터 패드(44)는 마그네슘합금 판재(M)의 성형 후, 이젝터 패드(44)의 탄성에 의해 마그네슘합금 판재(M)를 상기 다이(42)의 성형 공간으로 부터 용이하게 탈리시키기 위한 것으로, 스프링(43)에 삽착되어 탄성을 가지며, 스프링(43)을 매개로 상기 하부 홀더(40)에 결합되고, 상부면이 상기 다이(42)에 형성된 성형 공간의 중앙부에서 일부 돌출된다.

따라서, 성형이 완료되어 펀치(52)의 가압력이 해제될 경우, 상기 스프링(43)의 탄성에 의해 이젝터 패드(44)의 상부면이 상기 성형 공간의 중앙부에서 돌출하게 되고, 이로 인해 제품을 용이하게 탈리시킬 수 있게 된다.

도 3은 본 발명의 출원인에 의해 선출원된 마그네슘합금 판재를 사용한 주방용기 제조장치의 다른 실시예로써, 상기와 같은 펀치(52) 및 다이(42)를 기본 구성으로 하되, 제품의 용이하게 탈리시키기 위한 이젝트 패드(44)의 구동방법을 달리한다.

즉, 상기 다른 실시예에 따른 이젝트 패드(44)는 도 3에 도시된 바와 같이, 마그네슘합금 판재(M)의 성형 후, 이젝터 패드(44)의 탄성에 의해 마그네슘합금 판재(M)를 상기 다이(42)의 성형 공간으로부터 용이하게 탈리시키기 위한 것으로, 이젝트 가이드(44a)에 의해 구획된 한 쌍의 다이쿠션 봉(44b)에 의해 탄성을 가지는 동시에 하부 홀더(40)에 결합되며, 상부면이 상기 다이(42)에 형성된 성형 공간의 중앙부에서 일부 돌출된다.

따라서, 성형이 완료되어 펀치(52)의 가압력이 해제될 경우, 상기 다이쿠션 봉(44b)의 탄성에 의해 이젝터 패드(44)의 상부면이 상기 성형 공간의 중앙부에서 돌출하게 되고, 이로 인해 제품을 용이하게 탈리시킬 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 출원인에 의해 선출원된 마그네슘합금 판재를 사용한 주방용기 제조장치의 또 다른 실시예로써, 상기와 같은 구조의 펀치(62) 및 다이(72)를 기본 구성으로 하되, 상기 펀치(62) 및 다이(72)의 위치가 바뀌어 구성되며, 제품의 용이하게 탈리시키기 위한 이젝트 패드(74)의 구동방법을 달리하고, 판재 가이드(60a)가 추가로 구비된다.

구체적으로 설명하면, 상기 펀치(62)는 마그네슘합금 판재(M)를 상기 다이(72)의 성형공간(Cavity)으로 가압하는 것으로, 펀치 패드(61) 및 단열재(T)를 매개로 하부 홀더(60)에 결합되며, 상기 다이(72)는 중앙부에, 상기 펀치(62)와 대응되는 형상의 성형공간이 형성되고, 다이 패드(71) 및 단열재(T) 매개로 상부 홀더(70)에 결합된다.

또한, 상기 다이(72)의 측면에는 가열효율을 증가시키기 위한 보조히터가 삽입되는 삽입홀(H)이 형성될 수 있다.

아울러, 상기 성형공간의 중앙부에는 이젝터 패드(74)가 설치된다.

상기 이젝터 패드(74)는 마그네슘합금 판재(M)의 성형 후, 이젝터 패드(74)의 탄성에 의해 마그네슘합금 판재(M)를 상기 다이(72)의 성형 공간으로 부터 용이하게 탈리시키기 위한 것으로, 이젝트 장치(73)에 의해 탄성을 가지는 동시에 상부 홀더(70)에 결합된다.

따라서, 성형이 완료되어 펀치(62)의 가압력이 해제될 경우, 상기 이젝터 패드(74)의 타측면이 상기 성형 공간의 중앙부에서 돌출하게 되고, 이로 인해 제품을 용이하게 탈리시킬 수 있게 된다.

아울러, 상기 판재 가이드(60a)는 하부 홀더(60)의 양측에 설치되되, 일단이 하부 홀더(60)에 고정되고, 타단이 상기 마그네슘합금 판재(M)의 하부면을 지지하여, 상기 마그네슘합금 판재(M) 정확하고 견고하게 위치할 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 상술한 바와 같이, 상기 도 2 내지 4에 따른 대한민국 등록실용신안공보 제20-0451076호 "마그네슘합금 판재를 사용한 주방용기 및 이의 제조장치"를 개량한 것으로, 도 2 내지 4에 따른 펀치(52, 62)에 제 1요철부(g1)를 형성시키고, 도 2 내지 4에 따른 다이(42, 72)에 제 2요철부(g2)를 형성시키는 것을 특징으로 한다.

여기서, 도 2의 경우, 펀치를 도면부호 '52'로 표기하고 다이를 도면부호 '42'로 표기하였으며, 도 4의 경우, 펀치를 도면부호 '62'로 표기하고 다이를 도면부호 72로 표기하였으나, 상기 각 펀치(52, 62)와 다이(42, 72)는 그 구조가 동일하므로, 도 6a 내지 6b에서는 펀치는 도면부호 '52', 다이는 도면부호 '62'로 통일하여 설명한다.

즉, 본 발명은 도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 펀치(52)의 외면에 제 1요철부(g1)가 형성되고, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 다이(42)의 성형공간에 제 2요철부(g2)가 형성되어 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 마그네슘합금 판재(M)의 가압 시, 도 8a 및 8b에 도시된 바와 같이, 마그네슘합금 판재(M)가 주방용기로 성형되었을 때, 상기 제 1요철부(g1)와 제 2요철부(g2)와 대응되는 형상의 가이드홈(G)이 형성된다.

이때, 상기 제 1요철부(g1)와 제 2요철부(g2)는 작업자가 의도하는 패턴으로 다양하게 형성시킬 수 있다.

아울러, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네슘합금 판재를 이용한 문양이 형성된 주방용기의 제조방법을 나타낸 흐름도로써, 본 발명은 소재가열단계(S1), 소재공급단계(S2) 및 성형단계(S3)를 포함하여 구성된다.

상기 소재가열단계(S1)는, 마그네슘합금 판재(M)를 250 ~ 320℃로 가열하는 단계로써, 상기와 같은 가열을 통해 마그네슘합금 판재(M)의 연성을 증가시켜 상기 제 1요철부(g1)와 제 2요철부(g2)에 의한 가이드홈(G)의 형성을 용이하게 한다.

이때, 상기 가열온도가 250℃ 미만일 경우, 연성이 충분히 증가하지 않아 가이드홈(G)이 제대로 형성되지 않을 우려가 있으며, 320℃를 초과할 경우, 과도한 연성으로 인해 마그네슘합금 판재(M)가 찢어지거나 또는 가이드홈(G) 주변으로 불필요한 주름이 형성될 우려가 있다.

상기 소재공급단계(S2)는, 상기 가열된 마그네슘합금 판재(M)를 상기 제 1요철부(g1)가 형성된 펀치(52)와 제 2요철부(g2)가 형성된 다이(42) 사이에 위치시키는 단계이며, 상기 성형단계(S3)는, 상기 위치된 마그네슘합금 판재(M)를 펀치(52)를 이용하여 가압함으로써, 상기 마그네슘합금 판재(M)가 상기 성형공간의 형상과 대응되는 형상으로 성형되도록 하는 단계로써, 상기 마그네슘합금 판재(M)의 가압 시, 도 8a 및 8b에 도시된 바와 같이, 마그네슘합금 판재(M)가 주방용기로 성형되었을 때, 상기 제 1요철부(g1) 및 제 2요철부(g2)와 대응되는 형상의 가이드홈(G)이 형성되며 성형되도록 한다.

따라서, 본 발명은 상기 도 6에 따른 펀치(52) 및 다이(42)를 포함하는 제조장치와, 도 7에 따른 제조방법에 의해 도 8a 및 8b에 도시된 바와 같이, 통상 마그네슘합금 판재의 성형 시 형성되는 주름이 상기 가이드홈(G)과 대응되는 패턴으로 유도되는 동시에 상기 가이드홈(G)에 의하여 제거되도록 하고, 이로 인해 성형 후, 주름부분을 별도로 연마하는 연마공정을 배제시킬 수 있으며, 이로 인해 상기 연마공정에 따른 자연발화 또는 분진폭발 등의 위험이 없도록 할 뿐만 아니라 상기와 같이 작업자가 원하는 패턴으로 형성된 가이드홈(G)을 주방용기의 문양으로 활용함으로써, 별도의 문양형성공정이 추가되지 않더라도 주방용기의 표면에 다양한 문양을 용이하게 형성시킬 수 있도록 하는 것이다.

또한, 이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

g1 : 제 1요철부 g2 : 제 2요철부
G : 가이드홈 M : 마그네슘합금 판재
40, 60 : 하부 홀더 41, 71 : 다이 패드
42, 72 : 다이 42a : 판재 위치홈
43 : 스프링 44, 74 : 이젝터 패드
44a : 이젝트 가이드 44b : 다이쿠션 봉
50, 70 : 상부 홀더 51, 61 : 펀치 패드
52, 62 : 펀치 60a : 판재 가이드
73 : 이젝트 장치 T : 단열재
H : 삽입홀

Claims

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펀치 패드(51) 및 단열재(T)를 매개로 상부 홀더(50)에 결합된 펀치(52); 및 다이 패드(41) 및 단열재(T)를 매개로 하부 홀더(40)에 결합되며, 상기 펀치(52)와 대응되는 형상의 성형공간이 형성되되, 상기 성형공간 상측 외주면을 따라 판재 위치홈(42a)이 형성된 다이(42);를 포함하여 구성되는 마그네슘합금 판재를 사용한 주방용기의 제조장치에 있어서,
상기 펀치(52)의 외면에 제 1요철부(g1)가 형성되고,
상기 다이(42)의 성형공간에 제 2요철부(g2)가 형성되되,
상기 제 1요철부(g1)와 제 2요철부(g2)는 서로 맞물리는 형상 또는 대응되는 형상으로 형성되어,
상기 마그네슘합금 판재의 가압 시, 마그네슘합금 판재에 상기 제 1요철부(g1) 및 제 2요철부(g2)와 대응되는 형상의 가이드홈(G)이 형성되어 성형되도록 하는 것을 특징으로 하는 마그네슘합금 판재를 이용한 문양이 형성된 주방용기의 제조장치
제 2항에 있어서,
상기 마그네슘합금 판재를 이용한 문양이 형성된 주방용기의 제조장치는,
스프링(43)에 삽착되어 탄성을 가지는 이젝터 패드(44)를 더 포함하되,
상기 이젝터 패드(44)는 상기 스프링(43)을 매개로 하부 홀더(40)에 결합되고, 상부면이 상기 다이(42)에 형성된 성형 공간의 중앙부에서 일부 돌출되는 것을 특징으로 하는 마그네슘합금 판재를 이용한 문양이 형성된 주방용기의 제조장치
제 2항에 있어서,
상기 마그네슘합금 판재를 이용한 문양이 형성된 주방용기의 제조장치는,
이젝트 가이드(44a)에 의해 구획된 한 쌍의 다이쿠션 봉(44b)에 의해 탄성을 가지는 이젝터 패드(44)를 더 포함하되,
상기 이젝터 패드(44)는 상기 한 쌍의 다이쿠션 봉(44b)을 매개로 하부 홀더(40)에 결합되고, 상부면이 상기 다이(42)에 형성된 성형 공간의 중앙부에서 일부 돌출되는 것을 특징으로 하는 마그네슘합금 판재를 이용한 문양이 형성된 주방용기의 제조장치
펀치 패드(61) 및 단열재(T)를 매개로 하부 홀더(60)에 결합된 펀치(62); 다이 패드(71) 및 단열재(T)를 매개로 상부 홀더(70)에 결합되며, 상기 펀치(62)와 대응되는 형상의 성형공간이 형성된 다이(72); 이젝트 장치(73)에 의해 탄성을 가지는 이젝터 패드(74); 및 일단이 상기 하부 홀더(60)에 고정되고, 타단이 마그네슘합금 판재(M)의 하부면을 지지하는 판재 가이드(60a);를 포함하여 구성되되, 상기 이젝터 패드(74)는 상기 이젝트 장치(73)를 매개로 상부 홀더(70)에 결합되고, 하부면이 상기 다이(72)에 형성된 성형 공간의 중앙부에서 일부 돌출되어 구성되는 마그네슘합금 판재를 사용한 주방용기의 제조장치에 있어서,
상기 펀치(62)의 외면에 제 1요철부(g1)가 형성되고,
상기 다이(72)의 성형공간에 제 2요철부(g2)가 형성되되,
상기 제 1요철부(g1)와 제 2요철부(g2)는 서로 맞물리는 형상 또는 대응되는 형상으로 형성되어,
상기 마그네슘합금 판재의 가압 시, 마그네슘합금 판재에 상기 제 1요철부(g1) 및 제 2요철부(g2)와 대응되는 형상의 가이드홈(G)이 형성되어 성형되도록 하는 것을 특징으로 하는 마그네슘합금 판재를 이용한 문양이 형성된 주방용기의 제조장치
제 2항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 따른 제조장치를 이용한 주방용기의 제조방법에 있어서,
마그네슘합금 판재를 250 ~ 320℃로 가열하는 소재가열단계(S1);
상기 가열된 마그네슘합금 판재를 상기 제 1요철부가 형성된 펀치와 제 2요철부가 형성된 다이 사이에 위치시키는 소재공급단계(S2); 및
상기 위치된 마그네슘합금 판재를 펀치를 이용하여 가압함으로써, 상기 마그네슘합금 판재가 상기 성형공간의 형상과 대응되는 형상으로 성형되되, 상기 마그네슘합금 판재의 가압 시, 마그네슘합금 판재에 상기 제 1요철부 및 제 2요철부와 대응되는 형상의 가이드홈이 형성되며 성형되는 성형단계(S3);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 마그네슘합금 판재를 이용한 문양이 형성된 주방용기의 제조방법
제 2항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 따른 제조장치를 이용하여 제조된 주방용기