KR101273927B1 - A forming device for tube bulging by gas pressure and the method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하이드로릭 포밍 성형에 의해 유체 가열시 유체의 비등 및 연소에 의한 연기 발생으로 인한 작업환경 오염 및 소재 오염 문제를 해결하고, 비철소재의 정밀한 성형을 위한 가스압 튜브벌징 성형장치에 관한 것으로서, 성형할 튜브소재가 장착된 하부금형; 상기 하부금형의 상부에서 장착되며, 내부면에는 상기 하부금형과 함께, 합형되어 성형할 성형면을 포함하는 상부금형; 합형된 상기 상부금형과 상기 하부금형의 일측에 연결된 가스유입관; 합형된 상기 상부금형과 상기 하부금형의 타측에 연결된 액압유입관; 상기 가스유입관과 이격되어 설치되고, 상기 튜브소재의 일측면과 밀착되어 설치된 중공형 가스피스톤; 및 상기 액압유입관이 설치된 합형된 상기 상부금형과 상기 하부금형의 타측의 내부면에 설치되고, 상기 튜브소재의 타측면과 밀착되어 설치된 액압피스톤을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a gas pressure tube bulging molding apparatus for solving the work environment pollution and material contamination problems caused by the boiling of the fluid and the smoke generated by the combustion when the fluid is heated by the hydro-forming molding, and for the precise molding of non-ferrous materials, A lower mold equipped with a tube material to be molded; An upper mold mounted on an upper portion of the lower mold and having an inner surface including a molding surface to be molded and molded together with the lower mold; A gas inlet pipe connected to one side of the upper mold and the lower mold; A hydraulic inlet pipe connected to the other side of the upper mold and the lower mold; A hollow gas piston installed spaced apart from the gas inlet pipe and installed in close contact with one side of the tube material; And a hydraulic piston installed on the inner surface of the other side of the upper mold and the lower mold, in which the hydraulic inlet pipe is installed and in close contact with the other side of the tube material.

Description

가스압 튜브벌징 성형장치 및 그 방법{A forming device for tube bulging by gas pressure and the method thereof}A forming device for tube bulging by gas pressure and the method

본 발명은 가스압을 통해 튜브소재를 다양한 형상으로 성형하는 가스압 튜브벌징 성형장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a gas pressure tube bulging molding apparatus and method for forming a tube material into various shapes through gas pressure.

일반적으로 하이드로 포밍(HYDRO-FORMING)은 상온(10℃~30℃)에서 액압(hydraulic pressure)을 이용하여 튜브재(관재)를 확관 성형하는 기계 판금의 특수 가공법 중의 하나로써, 자동차 산업 등에서 프론트 사이드 멤버류와 같이 크고 작은 단품패널의 조합으로 이루어지는 프레스 생산품의 경량화 및 성형 원가의 절감에 효과가 크다.In general, hydroforming is one of the special processing methods of machine sheet metal that expands and forms a tube material (pipe material) using hydraulic pressure at room temperature (10 ° C to 30 ° C). It is effective to reduce the weight and the molding cost of press products made by the combination of large and small unit panels like members.

상기한 바와 같은 하이드로 포밍(HYDRO-FORMING)에 적용되는 튜브재에 있어서도, 경량화를 위하여 최근 철계 소재를 대신하여 고강도의 알루미늄 합금, 마그네슘 또는 마그네슘 합금, 티타늄, 티타늄 합금과 같이 비철계 소재를 많이 사용되며, 이러한 비철계 소재의 경우, 상온에서의 성형성은 철계 소재에 비하여 떨어지므로 고온 성형을 위해 가열된 액압을 이용하여 성형하게 된다. In the tube material applied to the hydroforming as described above, non-ferrous materials such as high-strength aluminum alloys, magnesium or magnesium alloys, titanium and titanium alloys are often used in place of iron-based materials in order to reduce weight. In the case of such a non-ferrous material, the moldability at room temperature is inferior to that of the iron-based material, so that the non-ferrous material is molded using a heated hydraulic pressure for high temperature molding.

그러나 고온 액압을 이용하여 성형하는 경우, 가압에 사용되는 액체가 고온에서 비등하거나 비등점이 높은 액체를 사용한다고 하더라도 연기가 발생하여 가공하고자 하는 소재를 오염시키고, 환경오염을 유발시키는 문제점이 있었다.However, when molding using high temperature hydraulic pressure, even if the liquid used for pressurization boils at a high temperature or uses a liquid having a high boiling point, there is a problem that smoke is generated to contaminate the material to be processed and cause environmental pollution.

대한민국 출원번호 제10-2009-0047991호의 "하이드로포밍을 이용한 마그네슘 프레임의 제조 방법"에 따르면, 마그네슘 또는 마그네슘 합금소재 튜브를 금형에 로딩하는 단계; 마그네슘 또는 마그네슘 합금 소재 튜브의 내부에 압력 유체를 주입하는 단계; 및 마그네슘 또는 마그네슘 합금 소재 튜브 내부의 유체에 압력을 가하여 금형에 맞게 성형하여 성형이 완료된 소재 튜브를 취출하는 단계를 포함하고, 고온의 가압 유체가 열전달 작용에 의하여 150℃ ~ 600℃, 바람직하게는 180℃ ~ 400℃, 더욱 바람직하게는 230℃ ~ 300℃의 특성을 지니게 하는데, 이에 사용되는 가열 유체로는 무기질의 기름 또는 유기질의 기름을 사용된다.According to Korean Patent Application No. 10-2009-0047991 "Method for manufacturing magnesium frame using hydroforming", the step of loading a magnesium or magnesium alloy material tube into the mold; Injecting a pressure fluid into the interior of a magnesium or magnesium alloy tube; And pressing the fluid inside the tube of magnesium or magnesium alloy material to form a mold to take out the molded material tube, wherein the hot pressurized fluid is 150 ° C. to 600 ° C. by heat transfer. It has a characteristic of 180 ° C to 400 ° C, more preferably 230 ° C to 300 ° C, and as the heating fluid used therein, mineral oil or organic oil is used.

이를 통해서 보듯이 기름을 가열유체로 사용하여 200 내지 300℃로 가열하게 되면, 비등하거나, 비등하지 않는다고 하더라도 연기에 의해 대기를 오염시키고 작업자의 시야 확보가 어렵고, 호흡상의 문제를 야기하게된다.As seen through this, when oil is used as a heating fluid and heated to 200 to 300 ° C., even if it is not boiled or not boiled, it pollutes the atmosphere by smoke and it is difficult to secure a worker's field of view, causing breathing problems.

또한, 하이드로 포밍의 경우, 튜브 소재의 양 끝단이 고정된 상태에서 액압에 의해 확관을 시키는 원리이므로 확관 이외의 과도한 성형이 요구되는 형상에 있어서는 그 한계가 있었고, 과도한 연신을 하게 되면 튜브 소재가 파단되는 문제점이 있었다.In addition, in the case of hydroforming, since both ends of the tube material are fixed by hydraulic pressure, there is a limit in the shape that requires excessive molding other than expansion, and the tube material breaks when excessively stretched. There was a problem.

본 발명은 상기와 같은 종래의 하이드로 포밍의 확관의 한계 및 확관시 사용되는 고온의 유체가 야기하는 비등, 연소에 의한 연기 발생 등의 문제를 해결하기 위해, 고온의 불활성 가스를 통한 압력을 이용하고 소재의 인입을 통해 튜브벌징 성형을 함으로써, 비철 소재, 특히 알루미늄, 마그네슘, 티타늄 및 그 합금 소재의 연신율을 증가시켜 소재의 파단 가능성을 낮추며, 높은 성형성을 얻게 되어 소성가공이 가능해지며, 가열된 불활성 기체는 비등이나 연소에 의한 연기발생이 없어 청결한 환경에서 작업이 가능하도록 하는데 그 목적이 있다.The present invention utilizes a pressure through a high temperature inert gas in order to solve the limitations of the expansion of the conventional hydroforming as described above and the problems such as boiling, smoke generated by the combustion caused by the high-temperature fluid used during expansion. Tube bulging through the introduction of materials increases the elongation of nonferrous materials, especially aluminum, magnesium, titanium, and alloys, thereby reducing the possibility of fracture of the materials, obtaining high formability, and enabling plastic processing. Inert gas does not generate smoke due to boiling or combustion, so it is possible to work in a clean environment.

또한 본 발명을 이용하여 알루미늄, 마그네슘, 티타늄 및 그 합금 소재로 이루어진, 자전거 프레임 및 자전거 프레임의 요소, 자동차의 사이드프레임 및 자동차용 사이드프레임의 요소를 제작하고자 하는데 그 목적이 있다.It is also an object of the present invention to fabricate elements of bicycle frames and bicycle frames, side frames of automobiles and side frames of automobiles, which are made of aluminum, magnesium, titanium and alloy materials thereof.

본 발명에 따른 가스압 튜브벌징 성형장치는 성형할 튜브소재가 장착된 하부금형; 상기 하부금형의 상부에서 장착되며, 내부면에는 상기 하부금형과 함께, 합형되어 성형할 성형면을 포함하는 상부금형; 합형된 상기 상부금형과 상기 하부금형의 일측에 연결된 가스유입관; 합형된 상기 상부금형과 상기 하부금형의 타측에 연결된 액압유입관; 상기 가스유입관과 이격되어 설치되고, 상기 튜브소재의 일측면과 밀착되어 설치된 중공형 가스피스톤; 및 상기 액압유입관이 설치된 합형된 상기 상부금형과 상기 하부금형의 타측의 내부면에 설치되고, 상기 튜브소재의 타측면과 밀착되어 설치된 액압피스톤을 포함하는 것을 특징으로 한다.Gas pressure tube bulging molding apparatus according to the present invention is a lower mold is mounted to the tube material to be molded; An upper mold mounted on an upper portion of the lower mold and having an inner surface including a molding surface to be molded and molded together with the lower mold; A gas inlet pipe connected to one side of the upper mold and the lower mold; A hydraulic inlet pipe connected to the other side of the upper mold and the lower mold; A hollow gas piston installed spaced apart from the gas inlet pipe and installed in close contact with one side of the tube material; And a hydraulic piston installed on the inner surface of the other side of the upper mold and the lower mold, in which the hydraulic inlet pipe is installed and in close contact with the other side of the tube material.

또한 본 발명에 따르면, 상기 상부금형 및 상기 하부금형을 수용하는 가열로를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the invention, it characterized in that it comprises a heating furnace for receiving the upper mold and the lower mold.

또한 본 발명에 따르면, 상기 가열로는 외벽은 단열재를 포함하고, 내벽은 열선을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, the heating furnace is characterized in that the outer wall comprises a heat insulating material, the inner wall comprises a heating wire.

또한 본 발명에 따르면, 상기 성형면은 공기가 배출될 수 있는 에어홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스압 튜브벌징 성형장치.In addition, according to the present invention, the molding surface gas pressure tube bulging molding apparatus, characterized in that it comprises an air hole through which air can be discharged.

또한 본 발명에 따르면, 상기 성형면은 상기 튜브소재와 마찰을 감소시키기 위해 세라믹 분말로 코팅된 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, the molding surface is characterized in that the coating with ceramic powder to reduce friction with the tube material.

또한 본 발명에 따르면, 상기 세라믹 분말은 산화이트륨(Yttria), 질화붕소(BN), 질화알미늄(AIN)으로 이루어진 군에서 선택된 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, the ceramic powder is characterized in that selected from the group consisting of yttria, boron nitride (BN), aluminum nitride (AIN).

또한 본 발명에 따르면, 상기 중공형 가스피스톤은 상기 튜브 소재와 접촉하는 면에 보호부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, the hollow gas piston is characterized in that it comprises a protective member on the surface in contact with the tube material.

또한 본 발명에 따르면, 상기 액압 피스톤은 상기 튜브 소재와 접촉하는 면에 상기 보호부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the hydraulic piston is characterized in that it comprises the protective member on the surface in contact with the tube material.

또한 본 발명에 따르면, 상기 상부금형은 상기 성형면의 형상이 경사면을 포함하는 경우, 복수개의 금형으로 구성되어 성형후, 상기 튜브소재를 취출할 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, the upper mold is characterized in that the shape of the molding surface comprises an inclined surface, consisting of a plurality of molds, after molding, the tube material can be taken out.

또한 본 발명에 따르면, 복수개로 구성된 상기 상부금형의 가스 밀봉 효율을 향상시키기 위해 상기 상부금형의 상부면에 밀봉금형을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, in order to improve the gas sealing efficiency of the plurality of the upper mold is characterized in that it further comprises a sealing mold on the upper surface of the upper mold.

또한 본 발명에 따르면, 상기 가스유입관을 통해 주입되는 가스는 불활성 기체인 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, the gas injected through the gas inlet pipe is characterized in that the inert gas.

또한 본 발명에 따르면, 상기 불활성 기체는 아르곤 또는 니켈가스인 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, the inert gas is characterized in that the argon or nickel gas.

본 발명에 따른 다른 실시예에 의한 가스압 튜브벌징 성형장치는 성형할 튜브소재가 장착된 하부금형; 상기 하부금형의 상부에서 장착되며, 내부면에는 상기 하부금형과 함께, 합형되어 성형할 성형면을 포함하는 상부금형; 합형된 상기 상부금형과 상기 하부금형의 일측에 연결된 가스유입관; 합형된 상기 상부금형과 상기 하부금형의 타측에 연결된 액압유입관; 상기 가스유입관과 이격되어 설치되고, 상기 튜브소재의 일측면과 밀착되어 설치된 중공형 가스피스톤; 상기 액압유입관이 설치된 합형된 상기 상부금형과 상기 하부금형의 타측의 내부면에 설치되고, 상기 튜브소재의 타측면과 밀착되어 설치된 액압피스톤; 및 상기 가스유입관이 연결된 합형된 상기 상부금형 및 하부금형의 외벽에 밀폐부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.Gas pressure tube bulging molding apparatus according to another embodiment according to the present invention comprises a lower mold is mounted tube material to be molded; An upper mold mounted on an upper portion of the lower mold and having an inner surface including a molding surface to be molded and molded together with the lower mold; A gas inlet pipe connected to one side of the upper mold and the lower mold; A hydraulic inlet pipe connected to the other side of the upper mold and the lower mold; A hollow gas piston installed spaced apart from the gas inlet pipe and installed in close contact with one side of the tube material; A hydraulic piston installed at the inner surface of the other side of the combined upper mold and the lower mold having the hydraulic inlet pipe installed therein, and being in close contact with the other side of the tube material; And a sealing member on an outer wall of the upper mold and the lower mold connected to the gas inlet pipe.

또한 본 발명에 따르면, 상기 밀폐부재는 가스킷을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the invention, the sealing member is characterized in that it comprises a gasket.

본 발명에 따른 또 다른 실시예에 의한 가스압 튜브벌징 성형장치는 성형할 튜브소재가 장착된 하부금형; 상기 하부금형의 상부에서 장착되며, 내부면에는 상기 하부금형과 함께, 합형되어 성형할 성형면을 포함하는 상부금형; 합형된 상기 상부금형과 상기 하부금형의 일측에 연결된 가스유입관; 합형된 상기 상부금형과 상기 하부금형의 타측의 내부면에 고정되어 상기 튜브소재와 밀착된 고정부재; 및 상기 가스유입관과 이격되어 설치되고, 상기 튜브소재의 일측면과 밀착되어 설치된 중공형 가스피스톤을 포함하는 것을 특징으로 한다.Gas pressure tube bulging molding apparatus according to another embodiment according to the present invention comprises a lower mold is mounted tube material to be molded; An upper mold mounted on an upper portion of the lower mold and having an inner surface including a molding surface to be molded and molded together with the lower mold; A gas inlet pipe connected to one side of the upper mold and the lower mold; A fixing member fixed to the inner surface of the other side of the upper mold and the lower mold, which is in close contact with the tube material; And a hollow gas piston installed spaced apart from the gas inlet pipe and installed in close contact with one side of the tube material.

본 발명에 따른 또 다른 실시예에 의한 가스압 튜브벌징 성형장치는 성형할 튜브소재가 장착된 하부금형; 상기 하부금형의 상부에서 장착되며, 내부면에는 상기 하부금형과 함께, 합형되어 성형할 성형면을 포함하는 상부금형; 합형된 상기 상부금형과 상기 하부금형의 일측에 연결된 가스유입관; 합형된 상기 상부금형과 상기 하부금형의 타측에 연결된 액압유입관; 및 상기 가스유입관과 이격되어 설치되고, 상기 튜브소재의 일측면과 밀착되어 설치된 중공형 가스피스톤; 상기 액압유입관이 설치된 합형된 상기 상부금형과 상기 하부금형의 타측의 내부면에 설치되고, 상기 튜브소재의 타측면과 밀착되어 설치된 액압피스톤; 상기 가스유입관이 연결된 합형된 상기 상부금형 및 하부금형의 외벽에 밀폐부재; 상기 상부금형 및 상기 하부금형을 수용하는 가열로; 및 상기 가스유입관에 주입되는 가스량과 가스압을 제어할 수 있는 제어밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.Gas pressure tube bulging molding apparatus according to another embodiment according to the present invention comprises a lower mold is mounted tube material to be molded; An upper mold mounted on an upper portion of the lower mold and having an inner surface including a molding surface to be molded and molded together with the lower mold; A gas inlet pipe connected to one side of the upper mold and the lower mold; A hydraulic inlet pipe connected to the other side of the upper mold and the lower mold; And a hollow gas piston installed spaced apart from the gas inlet pipe and installed in close contact with one side of the tube material. A hydraulic piston installed at the inner surface of the other side of the combined upper mold and the lower mold having the hydraulic inlet pipe installed therein, and being in close contact with the other side of the tube material; A sealing member on an outer wall of the upper mold and the lower mold connected to the gas inlet pipe; A heating furnace accommodating the upper mold and the lower mold; And it characterized in that it comprises a control valve for controlling the amount of gas and gas pressure injected into the gas inlet pipe.

또한 본 발명에 따르면, 상기 가스유입관에는 인입되는 가스를 사전에 가열시키기 위한 예열히터를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, the gas inlet pipe is characterized in that it comprises a preheater for heating the gas introduced in advance.

또한 본 발명에 따르면, 합형된 상기 상부금형 및 상기 하부금형의 내부의 압력 및 온도를 측정하기 위해, 상기 상부금형 또는 상기 하부금형의 내벽에 설치된 압력측정센서 및 온도측정센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, in order to measure the pressure and temperature of the interior of the upper mold and the lower mold, characterized in that it comprises a pressure measuring sensor and a temperature measuring sensor installed on the inner wall of the upper mold or the lower mold. do.

또한 본 발명에 따르면, 상기 액압피스톤의 압력을 제어하기 위한 압력제어밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, it is characterized in that it comprises a pressure control valve for controlling the pressure of the hydraulic piston.

본 발명에 따른 가스압 튜브벌징 성형방법은 하부금형에 튜브소재를 설치하는 소재 준비단계; 상기 소재 준비 단계를 거쳐 상기 하부 금형에 설치된 상기 튜브 소재에 상부금형을 위치시켜 상기 상부금형과 상기 하부금형을 합형하는 합형 단계; 상기 상부금형 및 상기 하부금형을 수용하는 가열로의 내부온도를 기설정된 온도로 가열하는 가열단계; 합형된 상기 상부금형 및 하부금형의 일측에 연결된 가스유입관을 통해 가스를 주입하는 가스 주입단계; 합형된 상기 상부금형 및 하부금형의 타측에 연결된 액압피스톤의 압력을 제어하는 액압제어단계; 상기 가스의 가스압과 상기 액압피스톤의 액압에 의해 상기 튜브소재를 성형하는 성형단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Gas pressure tube bulging molding method according to the invention is a material preparation step of installing the tube material in the lower mold; A molding step of combining the upper mold and the lower mold by placing an upper mold on the tube material installed in the lower mold through the material preparing step; A heating step of heating the internal temperature of the heating furnace accommodating the upper mold and the lower mold to a predetermined temperature; A gas injection step of injecting gas through a gas inlet pipe connected to one side of the upper mold and the lower mold; A hydraulic pressure control step of controlling a pressure of a hydraulic piston connected to the other side of the upper mold and the lower mold; And forming the tube material by the gas pressure of the gas and the hydraulic pressure of the hydraulic piston.

또한 본 발명에 따르면, 상기 가스의 주입 압력을 제어하는 가스압 제어단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the invention, it characterized in that it comprises a gas pressure control step of controlling the injection pressure of the gas.

또한 본 발명에 따르면, 상기 가스의 주입전에 상기 가스의 온도를 기설정된 온도로 가열하는 가스가열단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, characterized in that it comprises a gas heating step of heating the temperature of the gas to a predetermined temperature before the injection of the gas.

본 발명에 따른 가스압 튜브벌징 성형장치 및 그 방법를 이용하면, 고온의 불활성 가스를 통한 압력을 이용하고 소재의 인입을 통해 튜브벌징 성형을 함으로써, 비철 소재, 특히 알루미늄, 마그네슘, 티타늄 및 그 합금 소재의 연신율을 증가시켜 소재의 파단 가능성이 낮아지고, 높은 성형성을 얻게 되어 소성가공이 가능해지며, 가열된 불활성 기체는 비등이나 연소에 의한 연기발생이 없어 청결한 환경에서 작업이 가능하다.Using the gas pressure tube bulging molding apparatus and the method according to the present invention, by using the pressure through a high temperature inert gas and tube bulging through the introduction of the material, the non-ferrous material, in particular aluminum, magnesium, titanium and alloys thereof By increasing the elongation, the possibility of breakage of the material is lowered, high formability is obtained, and the plastic working is possible. The heated inert gas can be operated in a clean environment without generating smoke due to boiling or combustion.

또한 본 발명을 이용하여 알루미늄, 마그네슘, 티타늄 및 그 합금 소재로 이루어진, 자전거 프레임 및 자전거 프레임의 요소, 자동차의 사이드프레임 및 자동차용 사이드프레임의 요소를 제작할 수 있다.In addition, the present invention can produce elements of bicycle frames and bicycle frames, side frames of automobiles and side frames of automobiles, which are made of aluminum, magnesium, titanium and alloy materials thereof.

도 1은 본 발명에 따른 가스압 튜브벌징 성형장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 가스압 튜브벌징 성형장치에 의해 성형가능한 일실시예로서의 자전거 핸들부를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 다른 실시예로서의 가스압 튜브벌징 성형장치(1)의 개략도를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서의 가스압 튜브벌징 성형장치(1)의 개략도를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서의 가스압 튜브벌징 성형장치(1)의 개략도를 나타낸다.1 is a schematic view of a gas pressure tube bulging molding apparatus according to the present invention.
Figure 2 shows a bicycle handle portion as one embodiment moldable by the gas pressure tube bulging molding apparatus according to the present invention.
3 shows a schematic view of a gas pressure tube bulging molding apparatus 1 as another embodiment according to the present invention.
4 shows a schematic view of a gas pressure tube bulging molding apparatus 1 as yet another embodiment according to the present invention.
5 shows a schematic view of a gas pressure tube bulging molding apparatus 1 as yet another embodiment according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, it should be noted that the same components or parts among the drawings denote the same reference numerals whenever possible. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted so as not to obscure the subject matter of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 가스압 튜브벌징 성형장치(1)의 개략도이다.1 is a schematic view of a gas pressure tube bulging molding apparatus 1 according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 가스압 튜브벌징 성형장치(1)는 하부금형(100), 상부금형(200), 가스유입관(300), 액압유입관(400), 중공형 가스피스톤(500), 액압피스톤(600)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the gas pressure tube bulging molding apparatus 1 includes a lower mold 100, an upper mold 200, a gas inlet pipe 300, a hydraulic inlet pipe 400, and a hollow gas piston 500. And a hydraulic piston 600.

하부금형(100)에 성형할 튜브소재(10)가 장착되고, 하부금형(100)의 상부에는 상부금형(200)의 설치되어 합형된다.The tube material 10 to be molded is mounted on the lower mold 100, and the upper mold 200 is installed on the upper portion of the lower mold 100 to be molded.

상부금형(200)에는 튜브소재(10)가 성형될 형상이 내부면에 형성되어 있고, 이를 성형면(210)이라 한다.The upper mold 200 has a shape in which the tube material 10 is to be formed on the inner surface, which is referred to as a molding surface 210.

하부금형(100)에도 튜브소재(10)의 성형이 이루어져야 하는 성형품의 경우에는 하부금형(100)에도 성형면이 형성되게 된다.In the case of a molded article in which the molding of the tube material 10 is to be made in the lower mold 100, the molding surface is formed in the lower mold 100.

합형된 상부금형(200)과 하부금형(100)의 일측에는 가스유입관(300)이 가스 누출없이 밀폐가능하게 연결되고, 가스유입관(300)을 통해 유입된 고압의 가스는 튜브소재(10)의 내측면으로 유입되어 외측면으로 튜브소재(10)를 가압하고, 가스 가압에 의해 튜브소재(10)는 상부금형(200)의 성형면(210)까지 팽창되어 성형된다.
One side of the combined upper mold 200 and the lower mold 100 is connected to the gas inlet pipe 300 to be sealed without gas leakage, the high-pressure gas introduced through the gas inlet pipe 300 is a tube material (10) Inflow into the inner surface of the) and pressurizes the tube material 10 to the outer surface, by the gas pressure tube material 10 is expanded to the molding surface 210 of the upper mold 200 is molded.

합형된 상부금형(200)과 하부금형(100)의 타측에는 액압유입관(400)이 유체의 누출없이 밀폐가능하게 연결되고, 액압유입관(400)을 통해 고압의 유체가 유입된다.The other side of the combined upper mold 200 and the lower mold 100, the hydraulic inlet pipe 400 is connected to be sealed without leakage of the fluid, the high-pressure fluid flows through the hydraulic inlet pipe (400).

가스유입관(300)을 통해 유입되는 고압의 가스에 의해 튜브소재(10)의 내부로도 가스가 유입되어 가압되고, 튜브소재(10)의 일측의 원주면의 두께에 걸쳐서도 튜브소재(10)의 길이방향으로 가스에 의한 가압을 하여 튜브소재(10) 자체가 상부금형(200) 및 하부금형(100)의 성형면(210)을 따라 인입되면서 성형되도록 함으로써 튜브소재(10)의 파단(fracture)없이 연실율을 증가시켜 성형성을 향상시킨다.
Gas is also introduced into the tube material 10 by the high-pressure gas flowing through the gas inlet pipe 300 and pressurized, and the tube material 10 also covers the thickness of the circumferential surface of one side of the tube material 10. Breaking of the tube material 10 by pressing the gas in the longitudinal direction of the tube (10) itself by being drawn along the forming surface 210 of the upper mold 200 and the lower mold 100 It improves moldability by increasing combustion rate without fracture).

튜브소재(10)의 길이방향 가압에 의해 튜브소재(10) 자체의 인입을 효율적으로 하기 위해, 가스유입관(300)이 연결된 합형된 상부금형(200)과 하부금형(100)의 내부면에 중공형 가스피스톤(500)이 설치된다.In order to efficiently draw the tube material 10 itself by the longitudinal pressure of the tube material 10, the inner surface of the combined upper mold 200 and the lower mold 100 is connected to the gas inlet pipe 300 The hollow gas piston 500 is installed.

중공형 가스피스톤(500)은 합형된 상부금형(200)과 하부금형(100)의 내부면에 튜브소재(10)의 일측과 밀착되어 설치되고, 가스유입관(300)측, 즉 가스유입관(300)이 연결된 상부금형(200)과 하부금형(100)의 일측의 내벽과는 일정간격 이격되어 설치됨으로써, 가스유입관(300)을 통해 유입된 가스가 이격된 간격 사이로 유입되어 튜브소재(10)와 밀착된 중공형 가스피스톤(500)의 원주면을 따라 가압시켜 튜브소재(10)를 길이방향으로 가압하게 되고, 이를 통해 튜브소재(10)가 성형면(210)을 따라 인입될 수 있는 압력을 가하게 된다.The hollow gas piston 500 is installed in close contact with one side of the tube material 10 on the inner surfaces of the molded upper mold 200 and the lower mold 100, and the gas inlet pipe 300, that is, the gas inlet pipe. The inner wall of one side of the upper mold 200 and the lower mold 100 to which the 300 is connected is spaced apart by a predetermined interval, so that the gas introduced through the gas inlet pipe 300 is introduced between the spaced intervals and the tube material ( 10) by pressing along the circumferential surface of the hollow gas piston 500 in close contact with the tube material 10 in the longitudinal direction, through which the tube material 10 can be drawn along the forming surface 210. Pressure is applied.

또한, 중공형 가스피스톤(500)의 중공(510)을 통해서도 가스가 튜브소재(10)의 내부로 유입되므로 튜브소재의 내측면을 원주방향으로 가압하여 성형면(210)으로 팽창되게 한다.
In addition, since the gas is also introduced into the tube material 10 through the hollow 510 of the hollow gas piston 500, the inner surface of the tube material is pressurized in the circumferential direction to expand to the molding surface 210.

합형된 상부금형(200)과 하부금형(100)의 타측에 연결된 액압유입관(400)을 통해서도 고압의 유체가 유입되고 튜브소재(10)의 타측을 가압하게 함으로써 튜브소재(10)의 길이방향 인입을 튜브소재(10)의 양측에서 이루어지게 함으로써 효과적인 성형성을 확보하도록 한다.
The high pressure fluid is also introduced through the hydraulic inlet pipe 400 connected to the other side of the upper mold 200 and the lower mold 100 and pressurizes the other side of the tube material 10 in the longitudinal direction of the tube material 10. By making the draw on both sides of the tube material 10 to ensure effective formability.

튜브소재(10)의 타측에 가해지는 액압의 경우에는 튜브소재(10)의 길이방향 압축력만을 제공하도록 하기 위해 중실형의 액압피스톤(600)의 튜브소재(10)의 타측과 밀착되도록 합형된 상부금형(200)과 하부금형(100)의 내부면에 설치된다.
In the case of the hydraulic pressure applied to the other side of the tube material 10, the upper part molded to be in close contact with the other side of the tube material 10 of the solid hydraulic piston 600 in order to provide only the longitudinal compressive force of the tube material 10. The inner surface of the mold 200 and the lower mold 100 is installed.

튜브소재(10)의 일측 및 내부는 가스압에 의해 성형되고, 튜브소재(10)의 타측은 액압에 의해 가압되는 것이다.One side and the inside of the tube material 10 are molded by gas pressure, and the other side of the tube material 10 is pressurized by the hydraulic pressure.

이는 튜브소재(10)의 내부 가압을 가스압으로 함으로서, 고온 유체의 비등이나 연소, 연기 발생등의 문제를 최소화할 수 있다.
This is because the internal pressure of the tube material 10 to the gas pressure, it is possible to minimize problems such as boiling of hot fluid, combustion, smoke generation.

본 발명에서 튜브소재(10)의 타측은 중실형의 액압피스톤(600)을 활용하여 가압시키고 있으나, 튜브소재(10)의 타측 또한 일측과 마찬가지로 가스압으로 가압시킬 수도 있다.In the present invention, the other side of the tube material 10 is pressurized using the solid hydraulic piston 600, but the other side of the tube material 10 may also be pressurized by gas pressure as in one side.

이때, 일측과 동일한 중공형 피스톤을 타측에도 적용하여 튜브소재(10)의 양측에서 유입된 가스를 통해 팽창도 이루어지고, 튜브소재(10)의 압축에 의한 소재 인입도 이루어지게도 할 수 있으며, 튜브소재(10)의 일측은 중공형 피스톤으로 튜브소재(10)의 길이방향 압축 및 성형면을 따른 팽창을 이루도록 하고, 타측은 중실형 피스톤을 적용하여 가스압으로 길이방향 압축만을 하여 튜브소재의 인입만을 효율적으로 하게 할 수도 있다.In this case, the same hollow piston as the one side is applied to the other side, the expansion is also made through the gas introduced from both sides of the tube material 10, the material can also be drawn by compression of the tube material 10, One side of the tube material 10 is a hollow piston to achieve the longitudinal compression and expansion along the forming surface of the tube material 10, the other side is a solid piston applied to the gas material by the longitudinal compression only by the introduction of the tube material You can make the bay more efficient.

이러한 모든 실시예가 본 발명의 사상 및 영역에 포함된다.
All such embodiments are included in the spirit and scope of the invention.

비철 소재, 특히 알루미늄, 마그네슘, 티타늄 및 그 합금 소재의 경우 고온으로 가열되어야 성형성이 향상되므로, 상부금형(200) 및 하부금형(100)은 가열로(700)에 수용되어 튜브소재(10)를 일정온도로 가열하여 연신율을 증가시킨다.In the case of non-ferrous materials, particularly aluminum, magnesium, titanium and alloys thereof, since the moldability is improved by heating to a high temperature, the upper mold 200 and the lower mold 100 are accommodated in the heating furnace 700 so that the tube material 10 The elongation is increased by heating to a constant temperature.

가열로(700)는 외벽에 단열재를 포함하고, 내벽에는 열선(710)이 분포되어 있어 튜브소재(10)를 가열시키게 된다.The heating furnace 700 includes a heat insulating material on the outer wall, and the heating wire 710 is distributed on the inner wall to heat the tube material 10.

튜브소재(10) 뿐만아니라 상부금형(200) 및 하부금형(100) 내부로 유입되는 가스 및 유체를 가열시켜 성형성을 향상시킨다.
The tube material 10 as well as the upper mold 200 and the lower mold 100 by heating the gas and fluid flowing into the inner mold to improve the moldability.

상부금형(200)의 성형면(210)에는 외부로 공기가 연통가능하게 에어홀(220)을 포함하게 되는데, 상부금형(200)과 하부금형(100)의 내부에 위치한 튜브소재(10)과 가스압에 의해 팽창되는 과정에서 상부금형(200)의 성형면(210)에 존재하는 공기의 압력에 의해 튜브소재(10)가 팽창되는것을 저해하게 되므로 상부금형(200)의 성형면(210)에 기존재하던 공기가 튜브소재(10)의 팽창과 함께 상부금형(200)의 외부로 배출되도록 한다.
The molding surface 210 of the upper mold 200 includes an air hole 220 to allow air to communicate with the outside, the tube material 10 located inside the upper mold 200 and the lower mold 100 and In the process of expanding by gas pressure, the tube material 10 is prevented from expanding due to the pressure of air present in the forming surface 210 of the upper mold 200, so that the forming surface 210 of the upper mold 200 is prevented from expanding. Existing air is discharged to the outside of the upper mold 200 with the expansion of the tube material (10).

상부금형(200)과 하부금형(100)에 위치한 튜브소재(10)는 내부로 인입되면서 성형되므로 상부금형(200)과 하부금형(100) 사이의 튜브소재(10) 간에 마찰을 감소시켜야 소재 인입에 의한 튜브소재(10) 파단 방지의 효과를 원활히 이룰 수 있게 되고, 이를 위해 상부금형(200), 하부금형(100)의 성형면(210)에는 세라믹 분말이 코팅되어 튜브소재(10)와의 마찰을 감소시킨다.
Since the tube material 10 located in the upper mold 200 and the lower mold 100 is molded into the inside of the mold 100, the friction between the tube material 10 between the upper mold 200 and the lower mold 100 should be reduced. The tube material 10 can be smoothly achieved by the effect of preventing the break, for this purpose, the molding surface 210 of the upper mold 200, the lower mold 100 is coated with ceramic powder friction with the tube material 10 Decreases.

세라믹 분말에는 산화이트륨(Yttria), 질화붕소(BN), 질화알미늄(AIN)으로 이루어진 군중 어느 하나를 선택하는 것이 바람직하다.
The ceramic powder is preferably selected from the group consisting of yttria, boron nitride (BN) and aluminum nitride (AIN).

중공형 가스피스톤(500) 및 액압피스톤(600)의 튜브소재(10)와 맞닿는 면에는 보호부재를 설치하여 튜브소재(10)의 양끝단이 압축되는 과정에서 손상되지 않도록 한다.
A protective member is installed on the surface of the hollow gas piston 500 and the hydraulic piston 600 that is in contact with the tube material 10 so that both ends of the tube material 10 are not damaged in the compression process.

도 2는 본 발명에 따른 가스압 튜브벌징 성형장치에 의해 성형가능한 자전거 핸들부를 나타낸다.Figure 2 shows a bicycle handle portion moldable by the gas pressure tube bulging molding apparatus according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 자전거 핸들부의 Y자형상 부위의 성형제품을 만들기 위해서는 도 1의 상부금형(200)의 성형면(210)과 같이 경사면을 포함하게 된다.As shown in Figure 2, to make a molded product of the Y-shaped portion of the bicycle handle portion includes an inclined surface, such as the molding surface 210 of the upper mold 200 of FIG.

경사면을 포함하는 성형면(210)의 경우에는 상부금형(200)이 복수개로 구성되어야 튜브소재(10)가 성형된 후에 취출이 가능해진다.
In the case of the molding surface 210 including the inclined surface, the upper mold 200 may be configured in plural to be withdrawn after the tube material 10 is molded.

도 1에는 제1상부금형(230) 및 제2상부금형(240)을 포함하는 상부금형(200)을 도시하고 있고, 이와 같이 복수개로 구성된 상부금형(200)의 경우에 유입되는 가스의 밀봉 효율을 향상시키기 위해 복수개의 상부금형(200)의 상부면에 별도의 밀봉금형(250)을 더 포함한다.
FIG. 1 illustrates an upper mold 200 including a first upper mold 230 and a second upper mold 240. In the case of the upper mold 200 having a plurality of upper molds 200, the sealing efficiency of the gas introduced therein is shown. Further comprising a separate sealing mold 250 on the upper surface of the plurality of upper mold 200 to improve the.

가스유입관(300)을 통해 주입되는 가스는 불활성 기체이어야만 고온으로 가열시에도 비등이나 연소의 문제가 발생하지 않고 환경오염을 유발하지 않는다.The gas injected through the gas inlet pipe 300 should be an inert gas, and does not cause boiling or combustion problems even when heated to a high temperature and does not cause environmental pollution.

불활성 기체로는 아르곤 가스(Ar), 니켈가스(Ni) 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
As the inert gas, it is preferable to use any one of argon gas (Ar) and nickel gas (Ni).

도 3은 본 발명에 따른 다른 실시예로서의 가스압 튜브벌징 성형장치(1)의 개략도를 나타낸다.3 shows a schematic view of a gas pressure tube bulging molding apparatus 1 as another embodiment according to the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 다른 실시예로서의 가스압 튜브벌징 성형장치(1)는 성형할 튜브소재(10)가 장착된 하부금형(100), 하부금형(100)의 상부에서 장착되며, 내부면에는 하부금형(100)과 함께, 합형되어 성형할 성형면(210)을 포함하는 상부금형(200), 합형된 상부금형(200)과 하부금형(100)의 일측에 연결된 가스유입관(300), 합형된 상부금형(200)과 하부금형(100)의 타측에 연결된 액압유입관(400), 및 가스유입관(300)과 이격되어 설치되고, 튜브소재(10)의 일측면과 밀착되어 설치된 중공형 가스피스톤(500), 액압유입관(400)이 설치된 합형된 상부금형(200)과 하부금형(100)의 타측의 내부면에 설치되고, 튜브소재(10)의 타측면과 밀착되어 설치된 액압피스톤(600); 및 가스유입관(300)이 연결된 합형된 상부금형(200) 및 하부금형(100)의 외벽에 밀폐부재(800)를 포함하는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 3, the gas pressure tube bulging molding apparatus 1 as another embodiment is mounted on the lower mold 100 and the lower mold 100 on which the tube material 10 to be molded is mounted. Together with the lower mold 100, the upper mold 200 including the molding surface 210 to be molded and molded, the gas inlet pipe 300 connected to one side of the combined upper mold 200 and the lower mold 100, Hollow hydraulic inlet pipe 400 connected to the other side of the upper mold 200 and the lower mold 100, and the gas inlet pipe 300 is installed, the hollow installed in close contact with one side of the tube material (10) Type gas piston 500, the hydraulic inlet pipe 400 is installed on the inner surface of the other side of the combined upper mold 200 and the lower mold 100, the hydraulic pressure is installed in close contact with the other side of the tube material (10) Piston 600; And a sealing member 800 on the outer walls of the combined upper mold 200 and the lower mold 100 to which the gas inlet pipe 300 is connected.

가스유입관(300)이 연결되어 있는 합형된 상부금형(200) 및 하부금형(100)의 외벽에 별도로 부착된 밀폐부재(800)는 유입되는 가스의 누출을 이중으로 방지하는 기능을 하게 된다.The sealing member 800 separately attached to the outer wall of the combined upper mold 200 and the lower mold 100 to which the gas inlet pipe 300 is connected has a function of preventing the leakage of the gas flowing in double.

밀폐부재(800)는 가스킷을 포함하고, 복수개의 상부금형(200)의 상단부에 부착된 별도의 밀봉금형(250)과 마찬가지로 금형일 수 있다.The sealing member 800 may include a gasket and may be a mold like the separate sealing mold 250 attached to the upper ends of the plurality of upper molds 200.

밀폐부재(800)가 포함된 가스압 튜브벌징 성형장치(1)의 실시예에 있어서도 나머지 구성요소에 있어서는 도 1에 도시된 실시예의 설명과 마찬가지이다.
Also in the embodiment of the gas pressure tube bulging molding apparatus 1 including the sealing member 800, the remaining components are the same as the description of the embodiment shown in FIG.

도 4는 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서의 가스압 튜브벌징 성형장치(1)의 개략도를 나타낸다.4 shows a schematic view of a gas pressure tube bulging molding apparatus 1 as yet another embodiment according to the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 또 다른 실시예로서의 가스압 튜브벌징 성형장치(1)는 성형할 튜브소재(10)가 장착된 하부금형(100), 하부금형(100)의 상부에서 장착되며, 내부면에는 하부금형(100)과 함께, 합형되어 성형할 성형면(210)을 포함하는 상부금형(200), 합형된 상부금형(200)과 하부금형(100)의 일측에 연결된 가스유입관(300), 합형된 상부금형(200)과 하부금형(100)의 타측에 고정되어 튜브소재(10)와 밀착된 고정부재(610), 및 가스유입관(300)의 말단과 이격되어 설치되고, 튜브소재(10)의 일측면과 밀착되어 설치된 중공형 가스피스톤(500)을 포함하는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 4, the gas pressure tube bulging molding apparatus 1 as another embodiment is mounted on the lower mold 100 and the lower mold 100 on which the tube material 10 to be molded is mounted. The lower mold 100, together with the upper mold 200, including the molding surface 210 to be molded and molded, the combined upper mold 200 and the gas inlet pipe 300 connected to one side of the lower mold 100 Is fixed to the other side of the molded upper mold 200 and the lower mold 100, the fixing member 610 in close contact with the tube material 10, and spaced apart from the end of the gas inlet pipe 300, the tube material It characterized in that it comprises a hollow gas piston 500 in close contact with one side of the (10).

도 4에 도시된 실시예에 따르면, 튜브소재(10)의 일측은 가스압에 의해 압축되고, 성형면(210)을 따라 튜브소재(10)가 인입되면서 성형되는데, 튜브소재(10)의 타측은 고정부재(610)에 의해 고정되어 있으므로 튜브소재(10)의 일측면을 따라 소재 유입이 되는 형태이다.According to the embodiment shown in Figure 4, one side of the tube material 10 is compressed by the gas pressure, the tube material 10 is molded along the molding surface 210, the other side of the tube material 10 is molded Since it is fixed by the fixing member 610 is a form that the material is introduced along one side of the tube material (10).

따라서, 도 1, 및 도 3의 실시예와는 달리 액압피스톤(600) 대신 고정부재(610)를 사용하게 된다. 이 경우 가스압 튜브벌징 성형장치(1)가 간소화되는 잇점이 있고, 튜브소재(10)의 일측 인입만으로도 파단이 일어나지 않고 성형이 가능한 정도라면 튜브소재(10)의 타측은 도 4에 도시된 실시예에서와 같이 고정부재(610)를 사용하더라도 무방하다.Therefore, unlike the embodiment of FIGS. 1 and 3, the fixing member 610 is used instead of the hydraulic piston 600. In this case, there is an advantage that the gas pressure tube bulging molding apparatus 1 is simplified, and the other side of the tube material 10 is formed in the embodiment shown in FIG. As in the fixing member 610 may be used.

도 1 및 3의 설명에 부가된 가스유입관(300)이 연결되어 있는 합형된 상부금형(200) 및 하부금형(100)의 외벽에 별도로 부착된 밀폐부재(800), 복수개의 상부금형(200)이 사용될 경우 상부면에 별도로 부착된 밀봉금형(250)과 같은 구성요소는 도 4에 도시된 실시예에서도 그대로 적용가능하고, 액압피스톤(600)을 제외한 나머지 구성요소들 또한 그대로 적용가능하다.
The combined upper mold 200 and the sealing member 800 attached to the outer wall of the lower mold 100 to which the gas inlet pipe 300 added to the description of FIGS. 1 and 3, a plurality of upper molds 200 When a) is used, components such as the sealing mold 250 separately attached to the upper surface may be applied as it is in the embodiment shown in FIG. 4, and other components except the hydraulic piston 600 may also be applied as it is.

도 5는 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서의 가스압 튜브벌징 성형장치(1)의 개략도를 나타낸다.5 shows a schematic view of a gas pressure tube bulging molding apparatus 1 as yet another embodiment according to the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서의 가스압 튜브벌징 성형장치(1)는 성형할 튜브소재(10)가 장착된 하부금형(100), 하부금형(100)의 상부에서 장착되며, 내부면에는 하부금형(100)과 함께, 합형되어 성형할 성형면(210)을 포함하는 상부금형(200), 합형된 상부금형(200)과 하부금형(100)의 일측에 연결된 가스유입관(300), 합형된 상부금형(200)과 하부금형(100)의 타측에 연결된 액압유입관(400), 및 가스유입관(300)과 이격되어 설치되고, 튜브소재(10)의 일측면과 밀착되어 설치된 중공형 가스피스톤(500), 액압유입관(400)이 설치된 합형된 상부금형(200)과 하부금형(100)의 타측의 내부면에 설치되고, 튜브소재(10)의 타측면과 밀착되어 설치된 액압피스톤(600), 가스유입관(300)이 연결된 합형된 상부금형(200) 및 하부금형(100)의 외벽에 밀폐부재(800), 상부금형(200) 및 하부금형(100)을 수용하는 가열로(700), 및 가스유입관(300)에 유입되는 가스량과 가스압을 제어할 수 있는 제어밸브(900)을 포함한다.As shown in FIG. 5, the gas pressure tube bulging molding apparatus 1 according to another embodiment of the present invention is mounted on the lower mold 100 and the lower mold 100 on which the tube material 10 to be molded is mounted. On the inner surface, the lower mold 100, the upper mold 200 including the molding surface 210 to be molded and molded, the combined upper mold 200 and the gas inlet connected to one side of the lower mold 100 Pipe 300, the hydraulic injection pipe 400 connected to the other side of the upper mold 200 and the lower mold 100, and the gas inlet pipe 300 is installed spaced apart, one side of the tube material (10) And a hollow gas piston 500 installed in close contact with the other side, and the inner side of the other side of the upper mold 200 and the lower mold 100 in which the hydraulic inlet pipe 400 is installed, and the other side of the tube material 10. Hydraulic piston (600) installed in close contact with the gas inlet pipe 300 connected to the upper mold 200 and the lower mold 100, the sealing member 800 on the outer wall, It includes a heating furnace 700 for accommodating the upper mold 200 and the lower mold 100, and a control valve 900 for controlling the amount of gas and the gas pressure introduced into the gas inlet pipe 300.

제어밸브(900)를 통해 가스유입관(300)으로 유입되는 가스량과 가스압을 제어가능하고, 특히 튜브소재(10)의 변형시 단계적 압력 변화를 주어 단계적 성형을 하여야 파단이 발생하지 않는 경우에 있어서 효과적인 제어가 가능해진다.It is possible to control the amount of gas and the gas pressure flowing into the gas inlet pipe 300 through the control valve 900, in particular in the case that the break does not occur when the step is formed by giving a step pressure change when the tube material 10 is deformed. Effective control becomes possible.

보다 효과적인 압력 제어를 위해 액압유입관(400)으로 유입되는 유체의 압력을 제어하는 별도의 압력제어밸브(미도시)를 포함하여 액압피스톤(600)의 튜브소재(10) 가압력을 제어할 수도 있다.In order to control the pressure more effectively, the tube material 10 of the hydraulic piston 600 may be controlled by including a separate pressure control valve (not shown) for controlling the pressure of the fluid flowing into the hydraulic inlet pipe 400. .

제어밸브(900)를 통한 가스량 및 가스압을 제어하기 위해서 합형된 상부금형(200) 및 하부금형(100)의 내부의 압력을 측정하는 압력측정센서가 상부금형(200) 또는 하부금형(100)의 내벽의 일정위치에 설치된다.In order to control the amount of gas and the gas pressure through the control valve 900, a pressure measuring sensor for measuring the pressure inside the upper mold 200 and the lower mold 100 is combined with the upper mold 200 or the lower mold 100. It is installed at a certain position on the inner wall.

또한 가열로(700)의 온도를 정확히 제어하여 튜브소재(10)의 가열온도 및 가압된 가스 온도, 가압된 유체 온도를 제어하기 위해, 상부금형(200) 및 하부금형(100)의 내부의 온도를 측정하는 온도측정센서가 상부금형(200) 또는 하부금형(100)의 내벽의 일정위치에 설치된다.
In addition, to accurately control the temperature of the heating furnace 700 to control the heating temperature and the pressurized gas temperature, the pressurized fluid temperature of the tube material 10, the temperature inside the upper mold 200 and the lower mold 100 Temperature measuring sensor for measuring the upper mold 200 or the lower mold 100 is installed at a predetermined position of the inner wall.

가스유입관(300)을 통해 유입되는 가스가 가열로(700) 내에서만 가열되는 경우 튜브소재(10)의 성형에 필요한 온도까지 가열되지 않고 일정 온도로 제어가 어려우므로 가열로(700) 내로 가스가 유입되기 이전에 미리 기설정온도까지 가열시키는 예열히터(1000)을 추가로 포함할 수 있다.
When the gas flowing in through the gas inlet pipe 300 is heated only in the heating furnace 700, the gas is not heated to a temperature necessary for forming the tube material 10, and it is difficult to control to a constant temperature so that the gas into the heating furnace 700 is prevented. Before the inflow may further include a preheating heater (1000) for heating up to a preset temperature.

도 5에서 부가된 온도측정센서, 압력측정센서, 제어밸브(900), 예열히터(1000), 압력제어밸브 중 어느 하나 이상의 구성요소는 본 발명에 따른 도 1, 3, 4의 실시예에도 적용가능하다.
One or more components of the temperature measuring sensor, the pressure measuring sensor, the control valve 900, the preheating heater 1000, and the pressure control valve added in FIG. 5 also apply to the embodiments of FIGS. 1, 3, and 4 according to the present invention. It is possible.

도 6은 본 발명에 따른 가스압 튜브벌징 성형방법의 순서도이다.6 is a flow chart of a gas pressure tube bulging molding method according to the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가스압 튜브벌징 성형방법은 하부금형(100)에 튜브소재(10)를 설치하는 소재 준비단계(S100), 소재 준비 단계를 거 하부 금형(100)에 설치된 튜브 소재(10)에 상부금형(200)을 위치시켜 상부금형(200)과 하부금형(100)을 합형하는 합형 단계(S200), 상부금형(200) 및 하부금형(100)을 수용하는 가열로(700)의 내부온도를 기설정된 온도로 가열하는 가열단계(S300), 합형된 상부금형(200) 및 하부금형(100)의 일측에 연결된 가스유입관(300)을 통해 가스를 주입하는 가스 주입단계(S400), 합형된 상부금형(200) 및 하부금형(100)의 타측에 연결된 액압피스톤(600)의 압력을 제어하는 액압제어단계(S500), 및 가스의 가스압과 액압피스톤(600)의 액압에 의해 튜브소재(10)를 성형하는 성형단계(S600)를 포함하는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 6, the gas pressure tube bulging molding method according to the present invention includes a material preparation step (S100) for installing the tube material 10 on the lower mold 100, and a material preparation step on the lower mold 100. Positioning the upper mold 200 in the installed tube material 10, the molding step of combining the upper mold 200 and the lower mold 100 (S200), heating to accommodate the upper mold 200 and the lower mold 100 Gas for injecting gas through a heating step (S300) for heating the internal temperature of the furnace 700 to a predetermined temperature, the gas inlet pipe 300 connected to one side of the combined upper mold 200 and the lower mold 100 Injection step (S400), the hydraulic pressure control step (S500) for controlling the pressure of the hydraulic piston 600 connected to the other side of the upper mold 200 and the lower mold 100, and the gas pressure and hydraulic piston 600 of the gas It characterized in that it comprises a molding step (S600) of molding the tube material 10 by the hydraulic pressure of.

튜브소재(10)의 정밀한 성형 및 단계적 성형을 위해 유입되는 가스의 압력을 제어하여 공급하게 할 수 있는데 이를 위해, 가스의 주입 압력을 제어하는 가스압 제어단계(S510)를 추가로 포함할 수 있다.In order to control and supply the pressure of the gas introduced for the precise molding and the stepwise molding of the tube material 10, for this purpose, the gas pressure control step (S510) of controlling the injection pressure of the gas may be further included.

또한, 가스의 주입전에 가스의 온도를 기설정된 온도로 가열하는 가스가열단계(S310)를 포함할 수도 있다.
In addition, the gas heating step (S310) of heating the temperature of the gas to a predetermined temperature before the injection of the gas may be included.

이상에서 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 변경, 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
While the invention has been shown and described in connection with specific embodiments thereof, it is conventional in the art that various changes, modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the invention as indicated by the appended claims. Anyone who knows the knowledge of is easy to know.

1: 튜브벌징 성형장치 10: 튜브소재
100: 하부금형 200:상부금형
210: 성형면 220: 에어홀
230: 제1상부금형 240: 제2상부금형
250: 밀봉금형 300: 가스유입관
400: 액압유입관 500: 중공형 가스피스톤
510: 중공 600: 액압피스톤
610: 고정부재 700: 가열로
710: 열선 800: 밀폐부재
900: 제어밸브 1000: 예열히터
S100: 소재 준비단계 S200: 합형 단계
S300: 가열단계 S310: 가스가열단계
S400: 가스 주입단계 S500: 액압제어단계
S510: 가스압제어단계 S600: 성형단계1: tube bulging molding machine 10: tube material
100: lower mold 200: upper mold
210: forming surface 220: air hole
230: first upper mold 240: second upper mold
250: sealing mold 300: gas inlet pipe
400: hydraulic inlet pipe 500: hollow gas piston
510: hollow 600: hydraulic piston
610: fixing member 700: heating furnace
710: heating wire 800: sealing member
900: control valve 1000: preheating heater
S100: Creative preparation step S200: Formation step
S300: heating step S310: gas heating step
S400: gas injection step S500: hydraulic pressure control step
S510: gas pressure control step S600: molding step

Claims (22)

성형할 튜브소재가 장착된 하부금형;
상기 하부금형의 상부에서 장착되며, 내부면에는 상기 하부금형과 함께, 합형되어 성형할 성형면을 포함하는 상부금형;
합형된 상기 상부금형과 상기 하부금형의 일측에 연결된 가스유입관;
합형된 상기 상부금형과 상기 하부금형의 타측에 연결된 액압유입관;
상기 가스유입관과 이격되어 설치되고, 상기 튜브소재의 일측면과 밀착되어 설치된 중공형 가스피스톤; 및
상기 액압유입관이 설치된 합형된 상기 상부금형과 상기 하부금형의 타측의 내부면에 설치되고, 상기 튜브소재의 타측면과 밀착되어 설치된 액압피스톤을 포함하며,
상기 상부금형은 상기 성형면의 형상이 경사면을 포함하는 경우, 복수개의 금형으로 구성되어 성형후, 상기 튜브소재를 취출할 수 있는 것을 특징으로 하는 가스압 튜브벌징 성형장치.A lower mold equipped with a tube material to be molded;
An upper mold mounted on an upper portion of the lower mold and having an inner surface including a molding surface to be molded and molded together with the lower mold;
A gas inlet pipe connected to one side of the upper mold and the lower mold;
A hydraulic inlet pipe connected to the other side of the upper mold and the lower mold;
A hollow gas piston installed spaced apart from the gas inlet pipe and installed in close contact with one side of the tube material; And
The hydraulic inlet pipe is installed on the inner surface of the other side of the combined upper mold and the lower mold, and the hydraulic piston is installed in close contact with the other side of the tube material,
The upper mold is a gas pressure tube bulging molding apparatus, characterized in that the shape of the molding surface comprises an inclined surface, consisting of a plurality of molds, after molding, the tube material can be taken out. 제1항에 있어서,
상기 상부금형 및 상기 하부금형을 수용하는 가열로를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스압 튜브벌징 성형장치.The method of claim 1,
Gas pressure tube bulging molding apparatus comprising a heating furnace for receiving the upper mold and the lower mold. 제2항에 있어서,
상기 가열로는 외벽은 단열재를 포함하고, 내벽은 열선을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스압 튜브벌징 성형장치. The method of claim 2,
The heating furnace gas pressure tube bulging molding apparatus, characterized in that the outer wall comprises a heat insulating material, the inner wall comprises a heating wire. 제3항에 있어서,
상기 성형면은 공기가 배출될 수 있는 에어홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스압 튜브벌징 성형장치.The method of claim 3,
The forming surface is a gas pressure tube bulging molding apparatus, characterized in that it comprises an air hole through which air can be discharged. 제4항에 있어서
상기 성형면은 상기 튜브소재와 마찰을 감소시키기 위해 세라믹 분말로 코팅된 것을 특징으로 하는 가스압 튜브벌징 성형장치.The method of claim 4
The molding surface is a gas pressure tube bulging molding apparatus, characterized in that coated with ceramic powder to reduce friction with the tube material. 제5항에 있어서,
상기 세라믹 분말은 산화이트륨(Yttria), 질화붕소(BN), 질화알미늄(AIN)으로 이루어진 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 가스압 튜브벌징 성형장치.The method of claim 5,
The ceramic powder is a gas pressure tube bulging molding apparatus, characterized in that selected from the group consisting of yttria (Yttria), boron nitride (BN), aluminum nitride (AIN). 제6항에 있어서,
상기 중공형 가스피스톤은 상기 튜브 소재와 접촉하는 면에 보호부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스압 튜브벌징 성형장치.The method according to claim 6,
The hollow gas piston is gas pressure tube bulging molding apparatus, characterized in that it comprises a protective member on the surface in contact with the tube material. 제7항에 있어서,
상기 액압 피스톤은 상기 튜브 소재와 접촉하는 면에 상기 보호부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스압 튜브벌징 성형장치.The method of claim 7, wherein
The hydraulic piston is a gas pressure tube bulging molding apparatus, characterized in that it comprises the protective member on the surface in contact with the tube material. 삭제delete 제1항에 있어서,
복수개로 구성된 상기 상부금형의 가스 밀봉 효율을 향상시키기 위해 상기 상부금형의 상부면에 밀봉금형을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스압 튜브벌징 성형장치.The method of claim 1,
The gas pressure tube bulging molding apparatus further comprises a sealing mold on the upper surface of the upper mold to improve the gas sealing efficiency of the plurality of upper molds. 제10항에 있어서,
상기 가스유입관을 통해 주입되는 가스는 불활성 기체인 것을 특징으로 하는 가스압 튜브벌징 성형장치.The method of claim 10,
Gas injection through the gas inlet pipe is a gas pressure tube bulging molding apparatus, characterized in that the inert gas. 제11항에 있어서,
상기 불활성 기체는 아르곤 또는 니켈가스인 것을 특징으로 하는 가스압 튜브벌징 성형장치.The method of claim 11,
The gas pressure tube bulging molding apparatus, characterized in that the inert gas is argon or nickel gas. 성형할 튜브소재가 장착된 하부금형;
상기 하부금형의 상부에서 장착되며, 내부면에는 상기 하부금형과 함께, 합형되어 성형할 성형면을 포함하는 상부금형;
합형된 상기 상부금형과 상기 하부금형의 일측에 연결된 가스유입관;
합형된 상기 상부금형과 상기 하부금형의 타측에 연결된 액압유입관;
상기 가스유입관과 이격되어 설치되고, 상기 튜브소재의 일측면과 밀착되어 설치된 중공형 가스피스톤;
상기 액압유입관이 설치된 합형된 상기 상부금형과 상기 하부금형의 타측의 내부면에 설치되고, 상기 튜브소재의 타측면과 밀착되어 설치된 액압피스톤; 및
상기 가스유입관이 연결된 합형된 상기 상부금형 및 하부금형의 외벽에 밀폐부재를 포함하며,
상기 상부금형은 상기 성형면의 형상이 경사면을 포함하는 경우, 복수개의 금형으로 구성되어 성형후, 상기 튜브소재를 취출할 수 있는 것을 특징으로 하는 가스압 튜브벌징 성형장치.A lower mold equipped with a tube material to be molded;
An upper mold mounted on an upper portion of the lower mold and having an inner surface including a molding surface to be molded and molded together with the lower mold;
A gas inlet pipe connected to one side of the upper mold and the lower mold;
A hydraulic inlet pipe connected to the other side of the upper mold and the lower mold;
A hollow gas piston installed spaced apart from the gas inlet pipe and installed in close contact with one side of the tube material;
A hydraulic piston installed at the inner surface of the other side of the combined upper mold and the lower mold having the hydraulic inlet pipe installed therein, and being in close contact with the other side of the tube material; And
It includes a sealing member on the outer wall of the upper mold and the lower mold connected to the gas inlet pipe,
The upper mold is a gas pressure tube bulging molding apparatus, characterized in that the shape of the molding surface comprises an inclined surface, consisting of a plurality of molds, after molding, the tube material can be taken out. 제13항에 있어서,
상기 밀폐부재는 가스킷을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스압 튜브벌징 성형장치.The method of claim 13,
The sealing member is a gas pressure tube bulging molding apparatus comprising a gasket. 성형할 튜브소재가 장착된 하부금형;
상기 하부금형의 상부에서 장착되며, 내부면에는 상기 하부금형과 함께, 합형되어 성형할 성형면을 포함하는 상부금형;
합형된 상기 상부금형과 상기 하부금형의 일측에 연결된 가스유입관;
합형된 상기 상부금형과 상기 하부금형의 타측의 내부면에 고정되어 상기 튜브소재와 밀착된 고정부재; 및
상기 가스유입관과 이격되어 설치되고, 상기 튜브소재의 일측면과 밀착되어 설치된 중공형 가스피스톤을 포함하며,
상기 상부금형은 상기 성형면의 형상이 경사면을 포함하는 경우, 복수개의 금형으로 구성되어 성형후, 상기 튜브소재를 취출할 수 있는 것을 특징으로 하는 가스압 튜브벌징 성형장치.A lower mold equipped with a tube material to be molded;
An upper mold mounted on an upper portion of the lower mold and having an inner surface including a molding surface to be molded and molded together with the lower mold;
A gas inlet pipe connected to one side of the upper mold and the lower mold;
A fixing member fixed to the inner surface of the other side of the upper mold and the lower mold, which is in close contact with the tube material; And
It is installed spaced apart from the gas inlet pipe, and includes a hollow gas piston installed in close contact with one side of the tube material,
The upper mold is a gas pressure tube bulging molding apparatus, characterized in that the shape of the molding surface comprises an inclined surface, consisting of a plurality of molds, after molding, the tube material can be taken out. 성형할 튜브소재가 장착된 하부금형;
상기 하부금형의 상부에서 장착되며, 내부면에는 상기 하부금형과 함께, 합형되어 성형할 성형면을 포함하는 상부금형;
합형된 상기 상부금형과 상기 하부금형의 일측에 연결되며, 인입되는 가스를 사전에 가열시키기 위한 예열히터를 포함하는 가스유입관;
합형된 상기 상부금형과 상기 하부금형의 타측에 연결된 액압유입관;
상기 가스유입관과 이격되어 설치되고, 상기 튜브소재의 일측면과 밀착되어 설치된 중공형 가스피스톤;
상기 액압유입관이 설치된 합형된 상기 상부금형과 상기 하부금형의 타측의 내부면에 설치되고, 상기 튜브소재의 타측면과 밀착되어 설치된 액압피스톤;
상기 가스유입관이 연결된 합형된 상기 상부금형 및 하부금형의 외벽에 밀폐부재;
상기 상부금형 및 상기 하부금형을 수용하는 가열로; 및
상기 가스유입관에 주입되는 가스량과 가스압을 제어할 수 있는 제어밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스압 튜브벌징 성형장치. A lower mold equipped with a tube material to be molded;
An upper mold mounted on an upper portion of the lower mold and having an inner surface including a molding surface to be molded and molded together with the lower mold;
A gas inlet pipe connected to one side of the upper mold and the lower mold, and including a preheating heater to preheat the incoming gas;
A hydraulic inlet pipe connected to the other side of the upper mold and the lower mold;
A hollow gas piston installed spaced apart from the gas inlet pipe and installed in close contact with one side of the tube material;
A hydraulic piston installed at the inner surface of the other side of the combined upper mold and the lower mold having the hydraulic inlet pipe installed therein, and being in close contact with the other side of the tube material;
A sealing member on an outer wall of the upper mold and the lower mold connected to the gas inlet pipe;
A heating furnace accommodating the upper mold and the lower mold; And
A gas pressure tube bulging molding apparatus comprising a control valve for controlling the amount of gas and the gas pressure injected into the gas inlet pipe. 삭제delete 제16항에 있어서,
합형된 상기 상부금형 및 상기 하부금형의 내부의 압력 및 온도를 측정하기 위해, 상기 상부금형 또는 상기 하부금형의 내벽에 설치된 압력측정센서 및 온도측정센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스압 튜브벌징 성형장치.17. The method of claim 16,
Gas pressure tube bulging molding apparatus comprising a pressure measuring sensor and a temperature measuring sensor installed on the inner wall of the upper mold or the lower mold, in order to measure the pressure and temperature of the inside of the upper mold and the lower mold; . 제18항에 있어서,
상기 액압피스톤의 압력을 제어하기 위한 압력제어밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스압 튜브벌징 성형장치.19. The method of claim 18,
Gas pressure tube bulging molding apparatus comprising a pressure control valve for controlling the pressure of the hydraulic piston. 하부금형에 튜브소재를 설치하는 소재 준비단계;
상기 소재 준비 단계를 거쳐 상기 하부 금형에 설치된 상기 튜브 소재에 상부금형을 위치시켜 상기 상부금형과 상기 하부금형을 합형하는 합형 단계;
상기 상부금형 및 상기 하부금형을 수용하는 가열로의 내부온도를 기설정된 온도로 가열하는 가열단계;
합형된 상기 상부금형 및 하부금형의 일측에 연결된 가스유입관을 통해 주입할 가스의 온도를 기설정된 온도로 가열하는 가스가열단계;
합형된 상기 상부금형 및 하부금형의 일측에 연결된 가스유입관을 통해 상기 기설정된 온도로 가열된 가스를 주입하는 가스 주입단계;
합형된 상기 상부금형 및 하부금형의 타측에 연결된 액압피스톤의 압력을 제어하는 액압제어단계;
상기 가스의 가스압과 상기 액압피스톤의 액압에 의해 상기 튜브소재를 성형하는 성형단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스압 튜브벌징 성형방법.Material preparation step of installing the tube material in the lower mold;
A molding step of combining the upper mold and the lower mold by placing an upper mold on the tube material installed in the lower mold through the material preparing step;
A heating step of heating the internal temperature of the heating furnace accommodating the upper mold and the lower mold to a predetermined temperature;
A gas heating step of heating a temperature of a gas to be injected to a predetermined temperature through a gas inlet pipe connected to one side of the upper mold and the lower mold;
A gas injection step of injecting a gas heated to the predetermined temperature through a gas inlet pipe connected to one side of the upper mold and the lower mold;
A hydraulic pressure control step of controlling a pressure of a hydraulic piston connected to the other side of the upper mold and the lower mold;
And a molding step of molding the tube material by the gas pressure of the gas and the hydraulic pressure of the hydraulic piston. 제20항에 있어서,
상기 가스의 주입 압력을 제어하는 가스압 제어단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스압 튜브벌징 성형방법.21. The method of claim 20,
Gas pressure tube bulging molding method comprising a gas pressure control step of controlling the injection pressure of the gas. 삭제delete
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