KR101189059B1

KR101189059B1 - 3차원 벤딩장치

Info

Publication number: KR101189059B1
Application number: KR1020090133142A
Authority: KR
Inventors: 이문용; 박상언
Original assignee: 주식회사 성우하이텍
Priority date: 2009-12-29
Filing date: 2009-12-29
Publication date: 2012-10-10
Also published as: US20110155325A1; CN102145356A; CN102145356B; US8640520B2; KR20110076439A

Abstract

본 발명은 다수개의 금형판을 상호 슬라이드 가능하게 적층하여 이루어지는 양측 적층금형 사이에 직관의 성형빔을 삽입한 상태로, 양측 적층금형의 합형 및 가압금형을 이용한 양측 적층금형의 슬라이드 변형을 통하여 그 절곡부 형상이 상하방향 및 좌우방향으로 동시에 벤딩되는 3차원 형상의 벤딩 가공을 한번의 벤딩공정에서 이루도록 하는 3차원 벤딩장치를 제공한다.

3차원, 벤딩, 사이드 멤버, 적층금형

Description

3차원 벤딩장치{BENDING DEVICE}

본 발명은 3차원 벤딩장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수개의 금형판을 상호 슬라이드 가능하게 적층하여 이루어지는 양측 적층금형을 통하여 절곡부 형상을 3차원 형상으로 벤딩 가공할 수 있도록 하는 3차원 벤딩장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량에서의 프론트 사이드 멤버는 그 전방 선단에 스테이를 통하여 범퍼빔이 설치되고, 그 후방 선단은 센터 사이드 멤버와 조립된다.

이러한 프론트 사이드 멤버는 차량의 정면 충돌에 대한 안전성과 경량화의 추세에 맞추어 최근에는 기본골격이 되는 상부 멤버와 하부 멤버 및 추가적인 보강 레일을 고강도 강판으로 롤 포밍 공법으로 성형하여 벤딩 가공한 성형빔을 적용하고 있는 추세이다.

도 1과 도 2는 일반적인 롤 포밍 성형빔을 이용하여 제작되는 프론트 사이드 멤버의 하부 멤버를 도시한 사시도 및 평면도로써, 상기한 바와 같이, 충돌 안정성 및 경량화의 추세에 맞추어 제작되는 새로운 개념의 프론트 사이드 멤버의 하부 멤버(M)는 그 설계 치수 상, 그 벤딩부(P)에서 상하방향(Y 방향)으로 벤딩 성형됨과 동시에, 도 2에서와 같이, 좌우방향(X 방향)으로도 벤딩 성형되는 3차원 형상의 벤딩 가공이 필요하다.

그러나 종래에는 상기한 바와 같은 프론트 사이드 멤버의 하부 멤버(M)와 같이, 3차원 형상의 벤딩 가공을 한번에 진행할 수 있는 벤딩장치가 없어, 이를 2번의 공정으로 나누어 벤딩 가공하고 있으며, 이에 따른 공정의 추가로 생산성이 저하되는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 요구에 의해 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다수개의 금형판을 상호 슬라이드 가능하게 적층하여 이루어지는 양측 적층금형 사이에 직관의 성형빔을 삽입한 상태로, 양측 적층금형의 합형 및 가압금형을 이용한 양측 적층금형의 슬라이드 변형을 통하여 그 절곡부 형상이 상하방향 및 좌우방향으로 동시에 벤딩되는 3차원 형상의 벤딩 가공을 한번의 벤딩공정에서 이루도록 하는 3차원 벤딩장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명의 3차원 벤딩장치는 중앙에 설치 공간부를 형성하는 프레임 다이; 상기 프레임 다이의 설치 공간부 내부 일측면에 고정되는 고정 프레임; 상기 고정 프레임에 대응하여 상기 프레임 다이의 설치 공간부 내부 하면에 가이드 레일을 통하여 이동 가능하게 설치되는 가동 프레임; 상기 프레임 다이의 타측 내부에 구성되어 상기 가동 프레임을 상기 고정 프레임 측으로 가동시키는 가동 실린더; 상기 고정 프레임 및 가동 프레임에 각각 그 내측 중앙부에서 양측 지지판 사이에 적층되는 다수개의 금형판으로 구성되며, 그 적층방향으로 각각의 정렬수단이 작동하는 정렬슬롯을 갖는 고정측 및 가동측 적층금형; 상기 고정 프레임 및 가동 프레임의 내측 상부 및 하부에서 상기 고정측 및 가동측 적층금형의 각 상면과 하면에 대응하여 구성되는 양측 상부 및 하부 가압금형; 상기 고정 프레임 및 가동 프레임의 상단에 각각 설치되어 각 작동로드가 상기 양측 상부 가압금형에 각각 연결되는 가압 실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 가동 실린더는 그 작동로드의 선단이 상기 가동 프레임의 외측면 중앙에 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 고정측 적층금형은 다수개의 금형판이 상호 상하방향으로 슬라이드 가능하게 적층되어 그 내측면에 성형빔의 상하방향 성형 곡률을 갖는 성형홈부를 형성하고, 외측에는 적층방향으로 관통되어 상기 정렬수단이 작동하는 정렬슬롯을 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 가동측 적층금형은 다수개의 금형판이 상호 상하방향으로 슬라이드 가능하게 적층되어 그 내측면에 성형빔의 상하방향 성형 곡률을 갖는 성형돌기부를 형성하고, 외측에는 적층방향으로 관통되어 상기 정렬수단이 작동하는 정렬슬롯을 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 정렬수단은 상기 고정측 및 가동측 적층금형의 각 정렬슬롯을 통하여 삽입되는 정렬바; 상기 고정측 및 가동측 적층금형에 각각 대응하는 각각의 양측 지지판 하부에 고정 설치된 상태로 그 작동로드가 상기 각 정렬바의 양단에 연결되는 정렬 실린더로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 각각의 지지판에는 상기 고정측 및 가동측 적층금형의 각 정렬슬롯에 대응하는 일측에 상기 정렬바가 작동하도록 작동홈부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 양측 상부 가압금형은 그 하면이 상기 고정측 및 가동측 적층금형의 상부에 각각 대응하여 성형빔의 좌우방향 성형 곡률을 갖는 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 양측 하부 가압금형은 그 상면이 상기 고정측 및 가동측 적층금형의 하부에 각각 대응하여 성형빔의 좌우방향 성형 곡률을 갖는 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 3차원 벤딩장치는 다수개의 금형판을 상호 슬라이드 가능하게 적층하여 이루어지는 양측 적층금형 사이에 직관의 성형빔을 개재한 상태로, 양측 적층금형의 합형 및 가압금형을 이용한 양측 적층금형의 변형을 통하여 그 절곡부 형상을 상하방향 및 좌우방향으로 동시에 벤딩되는 3차원 형상의 벤딩 가공을 한번의 벤딩공정에서 이루도록 함으로써 생산성을 향상하는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 벤딩장치의 전방 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 3차원 벤딩장치의 후방 사시도이다.

본 실시예에 따른 3차원 벤딩장치(1)는, 도 3과 도 4에서 도시한 바와 같이, 중앙에 설치 공간부(3)를 형성하는 프레임 다이(5)를 구성한다.

상기 프레임 다이(5)의 설치 공간부(3) 내부에는 그 일측면에 고정 프레 임(7)이 고정 설치되고, 상기 고정 프레임(7)에 대응하여 상기 프레임 다이(5)의 설치 공간부(3) 내부 하면에 가이드 레일(9)을 통하여 이동 가능하게 가동 프레임(11)이 설치된다.

그리고 상기 프레임 다이(5)의 타측 내부에는 가동 실린더(13)가 구성되는데, 상기 가동 실린더(13)는 그 작동로드(15)의 선단이 상기 가동 프레임(11)의 외측면 중앙에 연결되어 상기 가동 프레임(11)을 상기 고정 프레임(7) 측으로 가동시키도록 구성된다.

한편, 상기 고정 프레임(7)에는, 도 5와 도 6에서 도시한 바와 같이, 그 내측 중앙부에서 양측 지지판(17) 사이에 적층되는 다수개의 금형판으로 구성되는 고정측 적층금형(21)이 구성된다.

즉, 상기 고정측 적층금형(21)은 다수개의 금형판이 상호 상하방향으로 슬라이드 가능하게 적층되어 그 내측면에 성형빔(10)의 상하방향 성형 곡률을 갖는 성형홈부(23)를 형성하고, 그 외측에는 적층방향으로 관통되어 고정측 정렬수단이 작동하는 정렬슬롯(25)을 형성한다.

여기서, 상기 고정측 정렬수단은 상기 고정측 적층금형(21)의 각 정렬슬롯(25)을 통하여 정렬바(27)가 삽입되고, 상기 고정측 적층금형(21)에 대응하는 양측 지지판(17) 하부에는 각 정렬 실린더(29)가 고정 설치된 상태로 그 작동로드(28)가 상기 각 정렬바(27)의 양단에 각각 연결되어 구성된다.

그리고 상기 가동 프레임(11)에는, 도 5와 도 6에서 도시한 바와 같이, 그 내측 중앙부에서 양측 지지판(17) 사이에 적층되는 다수개의 금형판으로 구성되는 가동측 적층금형(31)이 구성된다.

상기 가동측 적층금형(31)은 다수개의 금형판이 상호 상하방향으로 슬라이드 가능하게 적층되어 그 내측면에 성형빔(10)의 상하방향 성형 곡률을 갖는 성형돌기부(33)를 형성하고, 그 외측에는 적층방향으로 관통되어 가동측 정렬수단이 작동하는 정렬슬롯(35)을 형성한다.

이때, 상기 가동측 적층금형(31)의 성형돌기부(33)는 상기 고정측 적층금형(21)의 성형홈부(23)에 삽입되도록 이에 대응하게 된다.

또한, 상기 가동측 정렬수단은 상기 가동측 적층금형(31)의 각 정렬슬롯(35)을 통하여 정렬바(37)가 삽입되고, 상기 가동측 적층금형(31)에 대응하는 양측 지지판(17) 하부에는 각 정렬 실린더(39)가 고정 설치된 상태로 그 작동로드(38)가 상기 각 정렬바(37)의 양단에 각각 연결되어 구성된다.

여기서, 상기한 고정측 및 가동측 적층금형(21,31)을 각각 전후방향으로 지지하는 각각의 지지판(17)에는 상기 고정측 및 가동측 적층금형(21,31)의 각 정렬슬롯(25,35)에 대응하는 일측에 상기 정렬바(27,37)가 작동하도록 작동홈부(19)를 형성한다.

그리고 상기 고정 프레임(7) 및 가동 프레임(11)은, 도 5에서 도시한 바와 같이, 그 각각의 내측 상부 및 하부에서 상기 고정측 및 가동측 적층금형(21,31)의 각 상면과 하면에 대응하여 각각 상부 및 하부 가압금형(41,43)을 구성한다.

즉, 상기 양측 상부 가압금형(41)은 상기 그 하면이 상기 고정측 및 가동측 적층금형(21,31)의 상부에 각각 대응하여 상기 성형빔(10)의 좌우방향 성형 곡률을 갖는 곡면으로 형성된다.

또한, 상기 양측 하부 가압금형(43)은 상기 그 상면이 상기 고정측 및 가동측 적층금형(21,31)의 하부에 각각 대응하여 상기 성형빔(10)의 좌우방향 성형 곡률을 갖는 곡면으로 형성된다.

그리고 상기 고정 프레임(7) 및 가동 프레임(11)의 각 상단에는, 도 5에서 도시한 바와 같이, 가압 실린더(51)가 설치되는데, 상기 양측 가압 실린더(51)는 각 작동로드(53)가 상기 양측 상부 가압금형(41)에 각각 연결되어 각 상부 가압금형(41)을 하향하여 가동시키도록 구성된다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 3차원 벤딩장치의 단계별 작동을 도 7 내지 도 10을 통하여 설명한다.

먼저, 도 7에서 도시한 바와 같이, 양측 정렬 실린더(29,39)가 상승하여 고정측 및 가동측 적층금형(21,31)이 상하방향으로 정렬된 상태로, 벤딩 가공할 직관의 성형빔(10)을 상기 고정측 적층금형(21)의 성형홈부(23)에 끼워 삽입한다.

이어서, 도 8에서 도시한 바와 같이, 가압 실린더(13)를 전진 구동하여 상기 고정 프레임(7) 측으로 가동 프레임(11)을 밀어 상기 고정측 적층금형(21)에 가동측 적층금형(31)을 합형시킨다.

이때, 상기 고정측 적층금형(21)과 가동측 적층금형(31)이 상호 합형되면, 상기 성형홈부(23)에 끼워진 직관의 성형빔(10)에 성형돌기부(33)가 끼워지면서 상기 성형빔(10)은 상하방향 곡률로 벤딩 가공된다.

이러한 상태로, 도 9에서 도시한 바와 같이, 상기 양측 가압 실린더(51)를 동시에 전진 구동하여 양측 상부 가압금형(41)을 하강시키면서, 상기 양측 정렬 실린더(29,39)도 하강시킨다.

그러면, 상기 고정측 적층금형(21)과 가동측 적층금형(31)은 상호 합형된 상태로, 상기 상부 및 하부 가압금형(41,43) 사이에서 그 각각의 곡면을 따라 상하방향으로 변형되면서, 상기 성형홈부(23)와 성형돌기부(33)에 끼워진 상태로 상하방향의 곡률로 벤딩된 성형빔(10)을 다시 좌우방향으로 벤딩 가공하여 그 절곡부가 3차원 형상을 갖는 성형빔(10)으로 벤딩 가공을 완료하게 된다.

이와 같이, 상기 직관의 성형빔(10)을 3차원 형상으로 벤딩 가공을 완료한 후에는, 도 10에서 도시한 바와 같이, 상기 가동 실린더(13)와 양측 가압 실린더(51)를 후진 구동하여 가동 프레임(11)을 원위치 시키고, 상기 양측 상부 가압금형(41)도 상승시켜 원위치로 복원시킨다.

이어서, 절곡부가 3차원 형상으로 가공된 성형빔을(10) 고정측 적층금형(21)의 성형홈부(23)로부터 취출한 후, 상기 양측 정렬 실린더(29,39)를 전진 구동시켜 상기 고정측 및 가동측 적층금형(21,31)을 다시 상하방향으로 정렬한다.

이로써, 다음 벤딩 가공을 위한 원위치로의 복원이 완료된다.

도 1은 일반적인 롤 포밍 성형빔을 이용하여 제작되는 프론트 사이드 멤버의 하부 멤버를 도시한 사시도이다.

도 2는 일반적인 롤 포밍 성형빔을 이용하여 제작되는 프론트 사이드 멤버의 하부 멤버를 도시한 평면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 벤딩장치의 전방 사시도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 3차원 벤딩장치의 후방 사시도이다.

도 5는 도 3의 A-A 선에 따른 단면도이다.

도 6은 도 3의 B-B 선에 따른 단면도이다.

도 7 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 벤딩장치의 단계별 작동 상태도이다.

Claims

중앙에 설치 공간부를 형성하는 프레임 다이; 상기 프레임 다이의 설치 공간부 내부 일측면에 고정되는 고정 프레임; 상기 고정 프레임에 대응하여 상기 프레임 다이의 설치 공간부 내부 하면에 가이드 레일을 통하여 이동 가능하게 설치되는 가동 프레임; 상기 프레임 다이의 타측 내부에 구성되어 상기 가동 프레임을 상기 고정 프레임 측으로 가동시키는 가동 실린더; 상기 고정 프레임 및 가동 프레임에 각각 그 내측 중앙부에서 양측 지지판 사이에 적층되는 다수개의 금형판으로 구성되며, 그 적층방향으로 각각의 정렬수단이 작동하는 정렬슬롯을 갖는 고정측 및 가동측 적층금형; 상기 고정 프레임 및 가동 프레임의 내측 상부 및 하부에서 상기 고정측 및 가동측 적층금형의 각 상면과 하면에 대응하여 구성되는 양측 상부 및 하부 가압금형; 상기 고정 프레임 및 가동 프레임의 상단에 각각 설치되어 각 작동로드가 상기 양측 상부 가압금형에 각각 연결되는 가압 실린더를 포함하며,

상기 고정측 적층금형은 다수개의 금형판이 상호 상하방향으로 슬라이드 가능하게 적층되어 그 내측면에 성형빔의 상하방향 성형 곡률을 갖는 성형홈부를 형성하고, 외측에는 적층방향으로 관통되어 상기 정렬수단이 작동하는 정렬슬롯을 형성하는 것을 특징으로 하는 3차원 벤딩장치.
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제1항에서,

상기 가동측 적층금형은

다수개의 금형판이 상호 상하방향으로 슬라이드 가능하게 적층되어 그 내측면에 성형빔의 상하방향 성형 곡률을 갖는 성형돌기부를 형성하고, 외측에는 적층방향으로 관통되어 상기 정렬수단이 작동하는 정렬슬롯을 형성하는 것을 특징으로 하는 3차원 벤딩장치.
제1항에서,

상기 정렬수단은

상기 고정측 및 가동측 적층금형의 각 정렬슬롯을 통하여 삽입되는 정렬바;

상기 고정측 및 가동측 적층금형에 각각 대응하는 각각의 양측 지지판 하부에 고정 설치된 상태로 그 작동로드가 상기 각 정렬바의 양단에 연결되는 정렬 실린더로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 벤딩장치.
제5항에서,

상기 각각의 지지판에는

상기 고정측 및 가동측 적층금형의 각 정렬슬롯에 대응하는 일측에 상기 정렬바가 작동하도록 작동홈부를 형성하는 것을 특징으로 하는 3차원 벤딩장치.
제1항에서,

상기 양측 상부 가압금형은

그 하면이 상기 고정측 및 가동측 적층금형의 상부에 각각 대응하여 성형빔의 좌우방향 성형 곡률을 갖는 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 3차원 벤딩장치.
제1항에서,

상기 양측 하부 가압금형은

그 상면이 상기 고정측 및 가동측 적층금형의 하부에 각각 대응하여 성형빔의 좌우방향 성형 곡률을 갖는 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 3차원 벤딩장치.
중앙에 설치 공간부를 형성하는 프레임 다이; 상기 프레임 다이의 설치 공간부 내부 일측면에 고정되는 고정 프레임; 상기 고정 프레임에 대응하여 상기 프레임 다이의 설치 공간부 내부 하면에 가이드 레일을 통하여 이동 가능하게 설치되는 가동 프레임; 상기 프레임 다이의 타측 내부에 구성되어 상기 가동 프레임을 상기 고정 프레임 측으로 가동시키는 가동 실린더; 상기 고정 프레임의 내측면에서 성형홈부를 갖는 적층금형이 가압 실린더에 의해 작동하는 상부 및 하부 가압금형에 의해 일정 곡률로 변형되는 고정측 금형유닛; 상기 가동 프레임의 내측면에서 성형돌기부를 갖는 적층금형이 가압 실린더에 의해 작동하는 상부 및 하부 가압금형에 의해 일정 곡률로 변형되는 가동측 금형유닛를 포함하며,

상기 고정측 금형유닛은 상기 고정 프레임의 그 내측 중앙부에서 정렬슬롯을 갖는 다수개의 적층된 금형판이 양측 지지판 사이에 배치되어 상하방향으로 슬라이드 가능한 상태로 구성되는 고정측 적층금형; 상기 고정측 적층금형의 양측에서 그 정렬슬롯에 정렬바를 통하여 작동하여 상기 고정측 적층금형을 상하방향으로 정렬하는 고정측 정렬수단; 상기 고정 프레임의 내측 상부 및 하부에서 상기 고정측 적층금형의 각 상면과 하면에 각각 대응하여 구성되는 고정측 상부 및 하부 가압금형; 상기 고정 프레임의 상단에 설치되어 작동로드가 상기 고정측 상부 가압금형에 연결되는 고정측 가압 실린더로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 벤딩장치.
삭제
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제9항에서,

상기 고정측 적층금형은

다수개의 금형판이 상호 상하방향으로 슬라이드 가능하게 적층되어 그 내측면에 성형빔의 상하방향 성형 곡률을 갖는 성형홈부를 형성하고, 외측에는 적층방향으로 관통되어 상기 정렬바가 작동하는 정렬슬롯을 형성하는 것을 특징으로 하는 3차원 벤딩장치.
제9항에서,

상기 고정측 정렬수단은

상기 고정측 적층금형의 각 정렬슬롯을 통하여 삽입되는 정렬바;

상기 고정측 적층금형를 지지하는 양측 지지판 하부에 각각 고정 설치된 상태로 그 작동로드가 상기 정렬바의 양단에 연결되는 양측 정렬 실린더로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 벤딩장치.
제9항에서,

상기 고정측 상부 가압금형은

그 하면이 상기 고정측 적층금형의 상부에 대응하여 성형빔의 좌우방향 성형 곡률을 갖는 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 3차원 벤딩장치.
제9항에서,

상기 고정측 하부 가압금형은

그 상면이 상기 고정측 적층금형의 하부에 대응하여 성형빔의 좌우방향 성형 곡률을 갖는 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 3차원 벤딩장치.
제9항에서,

상기 가동측 금형유닛은

상기 가동 프레임의 그 내측 중앙부에서 정렬슬롯을 갖는 다수개의 적층된 금형판이 양측 지지판 사이에 배치되어 상하방향으로 슬라이드 가능한 상태로 구성 되는 가동측 적층금형;

상기 가동측 적층금형의 양측에서 그 정렬슬롯에 정렬바를 통하여 작동하여 상기 가동측 적층금형을 상하방향으로 정렬하는 가동측 정렬수단;

상기 가동 프레임의 내측 상부 및 하부에서 상기 가동측 적층금형의 각 상면과 하면에 각각 대응하여 구성되는 가동측 상부 및 하부 가압금형;

상기 가동 프레임의 상단에 설치되어 작동로드가 상기 가동측 상부 가압금형에 연결되는 가동측 가압 실린더로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 벤딩장치.
제16항에서,

상기 가동측 적층금형은

다수개의 금형판이 상호 상하방향으로 슬라이드 가능하게 적층되어 그 내측면에 성형빔의 상하방향 성형 곡률을 갖는 성형돌기부를 형성하고, 외측에는 적층방향으로 관통되어 상기 정렬바가 작동하는 정렬슬롯을 형성하는 것을 특징으로 하는 3차원 벤딩장치.
제16항에서,

상기 가동측 정렬수단은

상기 가동측 적층금형의 각 정렬슬롯을 통하여 삽입되는 정렬바;

상기 가동측 적층금형를 지지하는 양측 지지판 하부에 각각 고정 설치된 상태로 그 작동로드가 상기 정렬바의 양단에 연결되는 양측 정렬 실린더로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 벤딩장치.
제16항에서,

상기 가동측 상부 가압금형은

그 하면이 상기 가동측 적층금형의 상부에 대응하여 성형빔의 좌우방향 성형 곡률을 갖는 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 3차원 벤딩장치.
제16항에서,

상기 가동측 하부 가압금형은

그 상면이 상기 가동측 적층금형의 하부에 대응하여 성형빔의 좌우방향 성형 곡률을 갖는 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 3차원 벤딩장치.