KR101386204B1 - Apparatus for forming article having hollowness using two sheet, and forming methods using the apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따르면, 두 개의 발포시트를 닫힌 계에서 진공 성형함으로써 내부에 중공부를 가진 성형물을 만들 수 있는데, 이러한 성형물은 가볍고 단열성이 우수하다는 특징을 갖는다.According to the present invention, a molded article having a hollow part therein can be made by vacuum molding two foam sheets in a closed system, which is characterized by being lightweight and excellent in thermal insulation.
Description
본 발명은 성형 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 두 개의 발포시트를 이용하여 내부에 중공부를 갖는 성형물을 제조하기 위한 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 성형 장치를 이용한 성형방법에 대한 것이기도 하다. The present invention relates to a molding apparatus, and more particularly to an apparatus for manufacturing a molded article having a hollow portion therein using two foam sheets. In addition, the present invention also relates to a molding method using such a molding apparatus.
내부에 중공부를 갖는 성형물은 폴리에틸렌과 같은 열가소성 수지를 블로우 몰딩하여 제조될 수 있다. 내부에 중공부를 갖는 성형물의 대표적인 예로는 자동차에 구비되는 에어 덕트가 있다. Molded articles having hollows therein may be produced by blow molding a thermoplastic resin such as polyethylene. Representative examples of moldings having hollows therein include air ducts provided in automobiles.
상기 블로우 몰딩에 대해서는 미국특허 제5,527,51호 등에 개시되어 있다. 그러나, 폴리에틸렌을 블로우 몰딩하여 제조된 솔리드 타입의 제품은 밀도가 약 1g/cm3로서 무겁기 때문에 자동차 등에 사용되기에 불리하다. 즉, 상기 제품은 무겁기 때문에 자동차 연비 개선에 불리하게 작용한다.The blow molding is disclosed in US Pat. No. 5,527,51 and the like. However, solid type products made by blow molding polyethylene are disadvantageous for use in automobiles and the like because their density is about 1 g / cm 3 and heavy. That is, since the product is heavy, it adversely affects automobile fuel economy.
또한, 상기 블로우 몰딩으로 제조된 솔리드 타입의 제품은 단열성이 불량하여 에어 덕트로 사용될 경우에 수분의 응축 현상이 발생하고 냉난방 효율을 떨어뜨리므로 자동차의 이산화탄소 배출량을 증가시킨다는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 솔리드 타입의 에어덕트의 바깥면에 부직포를 부착하여 단열성 향상과 함께 소음(noise)를 저감시키고 있으나 무게가 무겁다는 문제점은 여전히 존재하고, 부직포 부착 등과 같은 제조 공정이 추가되는 문제점이 있다. In addition, the solid-type product manufactured by the blow molding has a problem of increasing carbon dioxide emissions of the vehicle because the condensation phenomenon of water occurs when the air duct is used as an air duct and the cooling and heating efficiency is lowered. In order to solve this problem, the nonwoven fabric is attached to the outer surface of the solid air duct to improve the insulation and reduce the noise, but the weight is still a problem, and the manufacturing process such as the nonwoven fabric is added. There is a problem.
본 출원인은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 오랜 경험과 연구를 통해서, 상,하부에 배치된 두 개의 발포 시트(예를 들어, 가교 폴리에틸렌 발포시트)를 히터와 고온의 공기를 이용하여 가열한 후 상,하부 금형을 이용하여 진공 성형하고 테두리 부분을 절단(trimming)함으로써 내부에 중공부를 갖는 성형물(예를 들어, 자동차용 에어 덕트)을 제조하는 방법을 개발하였다. In order to solve the above problems, the present inventors have, through long experience and research, heated two foam sheets (for example, crosslinked polyethylene foam sheets) disposed at the upper and lower sides by using a heater and hot air. Then, a method of manufacturing a molded article (eg, an air duct for a vehicle) having a hollow therein was developed by vacuum molding using upper and lower molds and trimming the edge portion.
상기 제조 방법을 이용하면 가벼운 자동차용 에어 덕트를 만들 수 있기 때문에 자동차 등의 경량화에 기여하고 자동차의 연비를 향상시킬 수 있다. By using the above manufacturing method, it is possible to make a light car air duct, which contributes to the weight reduction of the car and the like and can improve the fuel economy of the car.
또한, 상기 제조방법에 따라 만들어진 성형물(예를 들어, 자동차용 에어 덕트)은 단열성이 우수하므로, 자동차 내부로 이송되는 냉풍과 온풍의 열 손실을 최소화함으로서, 자동차의 냉난방 효율을 개선시킬 수 있고, 이에 따라 자동차의 이산화탄소 배출량을 감소시켜 냉난방에 따른 자동차의 연비손실을 줄일 수 있다. 더불어, 이와 같은 우수한 단열 특성으로 인하여, 결로 현상의 거의 일어나지 않으며 부직포 등 별도의 보조 단열재를 채용하지 않아도 된다.In addition, since the molded article (for example, an air duct for an automobile) made according to the manufacturing method has excellent thermal insulation, it is possible to improve the heating and cooling efficiency of the automobile by minimizing the heat loss of the cold and warm air transferred to the interior of the vehicle. Accordingly, by reducing the carbon dioxide emissions of the car, it is possible to reduce the fuel consumption loss of the car due to heating and cooling. In addition, due to such excellent heat insulating properties, almost no condensation occurs, and it is not necessary to employ a separate auxiliary heat insulating material such as a nonwoven fabric.
본 발명은 이러한 제조 방법을 자동화시킬 수 있는 장치에 대한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 두 개의 발포 시트를 장착 및 이송하는 공정, 이송된 발포시트를 히터를 이용하여 가열하고 두 개의 발포 시트 사이의 공간에 핫 에어(hot air) 또는 상온의 공기를 주입하는 공정, 상,하 금형을 이동시켜 두 개의 발포시트 사이의 공간을 닫힌 계(closed system)로 만들고 진공 성형함으로써 성형물을 만드는 공정, 냉각 공기를 성형물의 중공부에 공급하여 냉각시키는 공정 및, 트리밍 나이프(trimming knife)를 작동하여 성형물의 테두리 부분을 절단하는 공정을 자동화할 수 있는 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention is directed to an apparatus capable of automating such a manufacturing method. Specifically, the present invention is a process for mounting and conveying two foam sheets, the process of heating the conveyed foam sheet using a heater and injecting hot air or room temperature air into the space between the two foam sheets A process of making a molding by moving the upper and lower molds to make a space between two foam sheets into a closed system and vacuum molding, supplying cooling air to the hollow of the molding, and cooling the trimming knife ( The aim is to provide a device that can automate the process of cutting the edges of the molding by operating a trimming knife.
본 발명의 또 다른 목적은 이러한 성형 장치를 이용하는 성형 방법을 제공하는 것에 있다. Another object of the present invention is to provide a molding method using such a molding apparatus.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 장치는, 상부금형과 하부금형; 상부금형과 하부금형 사이의 공간(s1)에 설치되고, 선단(16) 쪽이 개방되어 'ㄷ' 형상을 가지고, 상면(11)과 하면(13)을 가지며, 그 중앙에는 통공부가 형성된 프레임; 상면(11)과 하면(13)에 각각 장착된 시트(1)(2)를 선택적으로 이동시키는 이동수단; 상기 공간(s1)으로 왕복 이동 가능하고, 시트(1)(2)를 가열하는 히터; 및, 프레임의 상,하측에 각각 설치되고, 시트(1)(2)를 프레임에 대해 가압하여 시트(1)(2)를 프레임에 밀착시키는 가압용 실린더;를 구비한다. The apparatus according to the present invention to achieve the above object, the upper mold and the lower mold; It is installed in the space (s1) between the upper mold and the lower mold, the
상기 상부금형은 상면(11)에 장착된 시트(1)를 진공 흡입할 수 있도록 제1 요홈부(31)를 갖고 하부금형은 하면(13)에 장착된 시트(2)를 진공 흡입할 수 있도록 제2 요홈부(41)를 가진다. 상기 상부금형과 하부금형은 상,하면에 장착된 시트(1)(2)를 가압하여 닫힌 계를 만든 상태에서 시트(1)(2)를 진공 흡입하여 내부에 중공부(v)를 갖는 성형물을 만든다. The upper mold has a
상기 프레임의 선단(16)은 경사면(12)을 가질 수 있다. 가압용 실린더 중에서 상기 선단(16)과 대응되도록 설치된 가압용 실린더는 상기 경사면(12)과 형합하는 경사면(53)을 가진 가압블록(51)을 구비한다. 상기 가압블록(51)이 상기 선단(16)을 가압할 때 경사면(12)(53)이 서로 협력하여 시트(1)(2)를 가압할 수 있다. The
상기 가압블록(51)은 경사면(53)의 끝단에서부터 수평으로 연장된 수평면(54)을 가질 수 있다.The
상기 이동수단은, 프레임의 양측(18)에서 프레임의 길이방향으로 설치되고, 무한궤도상으로 회전하는 궤도; 및, 상기 궤도에 설치되어 시트(1)(2)에 삽입되는 니들부;를 구비할 수 있다. 니들부가 시트(1)(2)에 삽입된 상태에서 궤도가 이동하는 것에 의해서 시트(1)(2)가 이동할 수 있다. The moving means includes: a track installed at both sides of the frame in the longitudinal direction of the frame and rotating in an orbit; And a needle part installed in the track and inserted into the seat (1) (2). The
상기 이동수단의 궤도는 니들부가 시트(1)(2)에 삽입된 상태에서 시트(1)(2)와 프레임이 밀착되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 프레임에는 고온의 공기 또는 상온의 공기를 상,하면에 장착된 시트(1)(2)와 프레임과 가압용 실린더 및 이동수단에 의해 형성되는 밀폐된 공간(s2)에 공급하기 위한 노즐(17)이 설치될 수 있다.The trajectory of the moving means is preferably such that the seat (1) (2) and the frame is in close contact with the needle portion is inserted into the seat (1) (2). The frame is a nozzle (17) for supplying hot air or air at room temperature to the seat (1) (2) mounted on the upper and lower surfaces, and the closed space (s2) formed by the frame, the pressurizing cylinder and the moving means. ) Can be installed.
상기 상부금형은 트리밍 나이프와 홈 중에서 어느 하나를 제1 요홈부(31)의 둘레에 구비하고, 하부금형은 상기 트리밍 나이프와 상기 홈 중에서 나머지 어느 하나를 제2 요홈부(41)의 둘레에 구비한다. 상기 트리밍 나이프와 상기 홈은 성형물의 테두리에 대응되고, 상기 성형물의 성형된 후에 트리밍 나이프가 홈에 삽입되는 것에 의해 성형물의 테두리가 절단된다.The upper mold includes one of the trimming knife and the groove around the first
본 발명에 따른 성형장치는 닫힌 계를 만든 후 노즐을 이용하여 제1,2 요홈부에 의해 만들어지는 공간에 공기를 공급하면서 진공 성형할 수 있다.The molding apparatus according to the present invention may be vacuum-molded while supplying air to a space made by the first and second recesses by using a nozzle after making a closed system.
상기 히터는, 상기 상면(11)의 위에 설치된 상부 히터(20); 및, 상기 하면(13)의 아래에 설치된 하부 히터(25);를 구비할 수 있다. The heater, the
본 발명의 다른 측면인 성형 방법은, (a) 선단(16) 쪽이 개방되어 'ㄷ' 형상을 가지는 프레임의 상,하면(11)(13)에 각각 시트(1)(2)를 장착하는 단계; (b) 적어도 프레임의 후단(19) 및 선단(16)에 대응되도록 설치된 가압용 실린더를 이용하여 시트(1)(2)를 프레임에 대해 가압하여 시트(1)(2)를 프레임에 밀착 고정하는 단계; (c) 히터를 이용하여 시트(1)(2)를 가열하는 단계; 및, (d) 상부금형과 하부금형을 이동시켜 시트(1)(2)를 가압하여 닫힌 계를 만든 후 시트(1)(2)를 진공 성형하여 내부에 중공부(v)가 형성된 성형물을 만드는 단계;를 포함한다. According to another aspect of the present invention, the molding method includes: (a) mounting the
상기 (c) 단계는, 시트(1)(2)와 프레임 및 가압용 실린더에 의해 형성되는 공간(s2)에 고온의 공기를 주입하여 시트를 부풀리는 것을 포함할 수 있다. Step (c) may include inflating the sheet by injecting hot air into the space s2 formed by the
상기 (d) 단계는 상기 중공부(v)에 냉각 공기를 주입하여 성형물을 냉각하는 것을 포함할 수 있다. The step (d) may include cooling the molding by injecting cooling air into the hollow part (v).
상기 (d) 단계 이후에, 상부금형과 하부금형 중 어느 하나에 장착된 트리밍 나이프를 작동시켜 성형물의 테두리를 절단하는 단계를 더 포함할 수 있다.After the step (d), it may further comprise the step of cutting the edge of the molding by operating the trimming knife mounted on any one of the upper mold and the lower mold.
상기 시트(1)(2)는 발포 시트인 것이 바람직하다. It is preferable that the said
본 발명은 다음과 같은 효과를 갖는다.The present invention has the following effects.
첫째, 두 개의 발포시트를 닫힌 계에서 진공 성형함으로써 내부에 중공부를 가진 성형물을 만들 수 있다.First, a molding with a hollow part can be made by vacuum forming two foam sheets in a closed system.
둘째, 상기 성형물의 제조과정을 자동화할 수 있다.Second, the manufacturing process of the molding can be automated.
셋째, 프레임의 선단에 경사면(12)을 형성하고 상기 경사면(12)과 형합하는 경사면(53)을 가진 가압블록을 이용하여 시트를 가압함으로써 가압블록의 이동거리(stroke)를 줄이고 시트(1)(2)가 직각으로 접히는 문제를 해결할 수 있다. Third, by pressing the sheet by using a pressure block having an
넷째, 프레임과 이동수단 및 가압블록을 이용하여 밀폐된 공간(s2)을 만들고, 상기 공간(s2)에 고온의 공기를 주입하여 시트(1)(2)를 부풀림으로써 진공 성형이 용이하게 이루어질 수 있다. 이에 따라, 성형물의 두께 편차가 줄어들고 생산성이 높아지며 접힘 불량이 줄어들 수 있다.Fourth, by forming a closed space (s2) by using the frame, the moving means and the pressure block, injecting hot air into the space (s2) by inflating the sheet (1) (2) can be easily made vacuum forming have. Accordingly, the thickness variation of the molding may be reduced, the productivity may be increased, and the folding failure may be reduced.
다섯째, 가볍고 단열성이 우수한 성형물 예를 들어, 가볍고 단열성이 우수한 자동차용 에어 덕트를 만들 수 있다.Fifth, it is possible to make a molded article having a light and excellent thermal insulation, for example, an air duct for a vehicle having a light and excellent thermal insulation.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 성형장치를 보여주는 평면 구성도.
도 2는 도 1의 성형장치에 구비된 프레임에 시트가 장착된 것을 보여주는 정면도.
도 3은 도 1의 성형장치에 구비된 프레임에 시트가 장착된 것을 보여주는 평면도.
도 4는 도 1의 성형장치에 구비된 가압용 실린더가 프레임을 가압하는 것을 보여주는 단면도.
도 5는 도 1의 성형장치에 구비된 상,하부 금형이 시트를 가압하여 닫힌 계를 만든 상태에서 시트를 진공 성형하여 성형물을 만드는 것을 보여주는 정면도.
도 6은 도 1의 상부금형에 구비된 트리밍 나이프의 일부를 보여주는 정면도.
도 7은 도 1의 성형장치에 의해 제조된 성형물을 보여주는 평면도. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention. And should not be construed as limiting.
1 is a plan view showing a molding apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 2 is a front view showing that the seat is mounted on the frame provided in the molding apparatus of FIG.
3 is a plan view showing that the sheet is mounted on the frame provided in the molding apparatus of FIG.
Figure 4 is a cross-sectional view showing a pressing cylinder for pressing the frame provided in the molding apparatus of FIG.
5 is a front view showing that the upper and lower molds provided in the molding apparatus of FIG.
FIG. 6 is a front view showing a part of a trimming knife provided in the upper mold of FIG. 1; FIG.
7 is a plan view showing a molded article produced by the molding apparatus of FIG.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 성형장치를 보여주는 평면 구성도이고, 도 2는 상기 성형장치의 프레임에 시트가 장착된 것을 보여주는 정면도이다.1 is a plan view showing a molding apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a front view showing that the seat is mounted on the frame of the molding apparatus.
도면을 참조하면, 상기 성형장치는 시트(1)(2)를 장착하는 프레임(10), 프레임(10)에 장착된 시트(1)(2)를 이동시키는 이동수단, 시트(1)(2)를 가열하는 히터(20)(25), 상부금형(30)과 하부금형(40), 시트(1)(2)를 프레임(10)에 대해 가압하는 가압용 실린더(50)를 구비한다.Referring to the drawings, the molding apparatus includes a
프레임(10)은 상,하부 금형(30)(40) 사이의 공간(도 4의 s1)에 설치된다. 프레임(10)은 선단(16) 쪽이 개방되어 'ㄷ'자 형상을 가진다. 상기 선단(16) 쪽이 개방된 것은 성형이 완료된 후에 시트(1)(2)가 앞쪽으로 이동할 수 있도록 하기 위해서이다.The
프레임(10)은 상면(11), 하면(13), 중앙에 형성된 통공부(15), 및 노즐(17)을 구비한다. 도면에는 'ㄷ'자 형상을 가진 사각틀 프레임이 도시되었지만, 프레임은 일측이 개방된 구조라면 원형, 타원형 등과 같이 성형하고자 하는 성형물의 형상에 따라 다양한 구조를 가질 수 있다. The
프레임(10)은, 도 2 및 도 3에 나타난 바와 같이, 그 선단에 경사면(12)이 형성된다. 상기 경사면(12)은 가압용 실린더(50)의 경사면(53)과 서로 형합하는 구조를 가지고 서로 협력하여 시트(1)(2)를 밀착되도록 고정한다. 이에 따라 가압용 실린더(50)가 작동하여 경사면(53)이 시트(1)(2)를 경사면(12)에 대해 가압함으로써 시트(1)(2) 사이의 공간(s2)이 밀폐될 수 있는데, 이 점은 아래에서 더 설명된다. 상기 경사면(12)(53)은 대략 45도 정도의 경사를 가지는 것이 바람직하다. As shown in Figs. 2 and 3, the
상기 선단(16)이 경사면(12)을 이루는 것은, 상기 선단(16)이 수직면을 이루는 경우에 비해, 공간(도 4의 s2)의 밀폐성을 높이고 가압용 실린더(50)의 스트로크(stroke, 가압블록(51)이 상하 이동되는 거리)를 축소시켜 생산성을 높일 수 있으며, 시트(1)(2)가 직각으로 접히는 것을 방지한다는 장점이 있다. The
상기 통공부(15)는 프레임(10)을 관통하도록 형성된다. 이에 따라, 도 5에 나타난 바와 같이, 상,하부 금형(30)(40)이 서로에 대해 밀착되어 닫힌 계(closed system)를 형성할 수 있다.The passage (15) is formed to penetrate the frame (10). Accordingly, as shown in FIG. 5, the upper and lower dies 30 and 40 can be in close contact with each other to form a closed system.
상기 노즐(17)은 시트(1)(2)와 프레임(10) 및 가압블록(51)(52)에 의해 형성되는 공간(s2)에 공기를 주입한다. 노즐(17)을 통해 주입된 공기는 상면(11)의 시트(1)를 위로 부풀리도록 하고 하면(13)의 시트(2)를 아래로 부풀리도록 함으로써 진공 성형이 잘 이루어지도록 한다. 공기를 주입하지 않는 경우에는 상면(11)의 시트(1)가 아래로 쳐져서 진공 성형된 성형물의 두께 편차가 커지는 문제점이 있는데 공기를 주입하여 상면(11)의 시트(1)가 위로 부풀려지도록 함으로써 진공성형이 잘 이루어지도록 하여 생산성을 높일 수 있다. The
노즐(17)을 통해 상온의 공기가 공간(s2)에 주입될 수도 있지만 고온의 공기, 바람직하게는 대략 80도~130도의 공기가 주입될 수도 있다. 상기 고온의 공기는 시트(1)(2)를 가열함으로써 히터(20)(25)에 의한 가열시간을 단축시킬 수 있도록 한다. Air at room temperature may be injected into the space s2 through the
한편, 본 발명에는 다양한 발포시트가 사용될 수 있는데, 자동차용 에어덕트를 본 발명으로 만드는 경우에는 전자선 조사에 의해 폴리프로필렌이 가교된 가교 폴리프로필렌의 발포시트가 사용될 수 있다.On the other hand, the present invention can be used a variety of foam sheet, in the case of making the air duct for the vehicle of the present invention may be used foam sheet of crosslinked polypropylene crosslinked polypropylene by electron beam irradiation.
상기 이동수단은 프레임(10)의 상측과 하측에 각각 설치된다. 이동수단은 프레임(10)의 양측에 각각 설치된 궤도(60)와, 궤도(60)에 돌출되도록 설치된 니들부(62)를 구비한다.The moving means are provided on the upper side and the lower side of the
궤도(60)는 프레임(10)의 길이방향으로 프레임(10)의 양측(18)에 각각 설치되고, 구동모터(도면에 미도시)에 의해서 무한궤도상으로 회전된다. The
니들부(62)가 시트(1)(2)에 삽입된 상태에서 궤도(60)는 시트(1)(2)를 프레임(10)에 대해 밀착시킬 수 있고, 이에 따라, 공간(s2)이 밀폐될 수 있다. 궤도(60)가 모터 등에 의해서 무한궤도상으로 회전되는 것은 통상적으로 널리 사용되는 구성이므로 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다. With the
니들부(62)는 시트(1)(2)에 삽입될 수 있을 정도로 뾰족하게 형성된 부분으로서, 궤도(60)가 회전하면 프레임(10)을 향해 유입되는 시트(1)(2)에 삽입되어 시트(1)(2)를 이동시키고, 성형 완료 후 궤도(60)가 회전하여 시트(1)(2)가 이동되면 시트(1)(2)로부터 빠져나올 수 있다.
히터(20)(25)는 상,하부 금형(30)(40)의 일측에 설치될 수 있다. 히터(20)(25)는 공간(s1)에 대해 왕복 이동이 가능하다. 즉, 이동수단에 의해서 시트(1)(2)가 이동되어 프레임(10)에 장착되고 가압용 실린더(50)에 의해 시트(1)(2)가 프레임(10)에 밀착되면 히터(20)(25)가 공간(s1)으로 이동하여 시트(1)(2)를 가열한 후, 원래의 위치로 복귀한다. 상기 가열과 함께, 노즐(17)을 통해 고온의 공기를 주입할 수도 있다. The
히터(20)(25)의 상기 이동은 실린더(도면에 미도시) 또는 모터(도면에 미도시) 등에 의해 이루어질 수 있는데, 이러한 점은 본 명세서를 참조한 당업자가 쉽게 그 구조를 알 수 있을 것이므로 여기서는 설명을 생략하기로 한다. The movement of the
히터(20)(25)는 상면(11)의 위에 설치된 상부히터(20)와, 하면(13)의 아래에 설치된 하부히터(25)를 구비할 수 있다. 상부히터(20)는 상면(11)에 설치된 시트(1)를 가열하고 하부히터(25)는 하면(13)에 설치된 시트(2)를 가열한다.The
히터(20)(25)로는 적외선 히터, 1.5㎛ 정도의 파장을 갖는 할로겐 히터가 사용될 수 있지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. As the
상,하부금형(30)(40)은 실린더(도면에 미도시)에 의해 상하로 왕복 이동한다. 즉, 상술한 바와 같이, 히터(20)(25)가 공간(s1)으로 이동하여 시트(1)(2)를 가열한 다음, 히터(20)(25)가 원래의 위치로 후퇴하면 상부금형(30)이 하강하고 하부금형(40)이 상승하여 시트(1)(2)를 가압함으로써, 도 5에 나타난 바와 같이, 닫힌 계(closed system)를 형성한다. The upper and
상부금형(30)은 제1 요홈부(31)와, 트리밍 나이프(33) 및, 흡입용 관(35)을 구비한다. The
제1 요홈부(31)는 상부금형(30)의 아랫면에 요입되도록 형성된 부분으로서, 시트(1)를 진공 흡입하여 위로 부풀리도록 하기 위한 공간이다.The
트리밍 나이프(33)는 상부금형(30)의 내부에서 제1 요홈부(31)의 둘레에 설치된 것으로서, 상하 이동용 실린더(도면에 미도시) 등에 의해 상하로 이동 가능하도록 설치된다. 트리밍 나이프(33)가 하부 금형(40)의 홈(43)에 삽입되도록 하강하는 것에 의해 성형물의 테두리가 절단된다. 트리밍 나이프(33)가 상기 실린더에 의해 상하 이동되는 구조는 당업자가 쉽게 그 구조를 알 수 있을 것이므로 여기서는 설명을 생략하기로 한다. The trimming
흡입용 관(35)은 외부의 진공펌프(도면에 미도시)와 연결된 관이다. 상,하부 금형(30)(40)이 닫힌 계를 형성한 후 진공 펌프가 작동하면 시트(1)는 위로 부풀려져서 제1 요홈부(31)의 면에 밀착되고 시트(2)는 아래로 쳐져서 제2 요홈부(41)의 면에 밀착됨으로써 중공부(v)가 형성된다. The
하부금형(40)은 제2 요홈부(41)와, 홈(43) 및, 흡입용 관(45)을 구비한다. The
제2 요홈부(41)는 하부금형(40)의 윗면에 요입되도록 형성된 부분으로서, 시트(2)를 진공 흡입하여 아래로 부풀리도록(쳐지도록) 하기 위한 공간이다.The
홈(43)은 하부금형(40)의 윗면에서 제2 요홈부(41)의 둘레에 형성된 것으로서, 트리밍 나이프(33)의 적어도 일부가 삽입될 수 있는 형상을 가진다.The
흡입용 관(45)은 외부의 진공펌프(도면에 미도시)와 연결된 관으로서, 전술한 흡입용 관(35)과 동일한 구조 및 역할을 한다.The
제1,2 요홈부(31)(41)는 성형하고자 하는 성형물의 형상에 따라 그 구조와 형상이 정해진다. 따라서, 도면에는 제1,2 요홈부(31)(41)가 합쳐져서 타원을 이루는 것이 도시되어 있지만 제1,2 요홈부(31)(41)가 합쳐져서 이루는 형상은, 이에 한정되지 않고, 원, 사각형 등 다양할 수 있다.The first and
한편, 위에서는 상부금형(30)에 트리밍 나이프(33)가 설치되고 하부금형(40)에 홈(43)이 형성된 것을 설명하였으나 하부금형(40)에 트리밍 나이프가 설치되고 상부금형(30)에 상기 홈이 형성될 수도 있다. The trimming
도 6에 나타난 바와 같이, 트리밍 나이프(33)는 산(33a)과 골(33b)이 반복적으로 형성된 것이 바람직하다. 이러한 구조를 가진 트리밍 나이프(33)가 홈(43)에 삽입되면 시트(1)(2)는 소정 간격으로 절단이 이루어진다. 즉, 도 7에 나타난 바와 같이, 성형물(f)의 둘레에는 트리밍 나이프(33)에 의해서 소정 간격으로 절단홈(3)이 형성된다. 상기 절단홈(3)은 추후 시트(1)(2)로부터 성형물(f)을 분리하는 것을 용이하게 한다. As shown in Fig. 6, it is preferable that the trimming
가압용 실린더(50)는 프레임(10)의 선단(16)과 후단(19)에 대응되도록 설치된다. 가압용 실린더(50)는 시트(1)(2)를 상기 선단(16)과 후단(19)에 대해 가압함으로써 시트(1)(2)와 프레임(10) 및 이동수단에 의해 형성되는 공간(s2)을 밀폐시킨다. The pressurizing
가압용 실린더(50)는 그 끝단에 설치된 가압블록(51)(52)을 구비한다. 전술한 바와 같이, 프레임(10)의 선단(16)과 대응되도록 설치된 가압블록(51)은 경사면(53)을 가진다. The pressurizing cylinder (50) has press blocks (51) (52) provided at its end. The
더욱 바람직하게, 가압블록(51)은 경사면(53)의 끝단에서부터 연장되도록 형성된 수평면(54)을 구비한다. 상,하측의 가압용 실린더(50)의 가압블록(51)이 시트(1)(2)를 가압하도록 작동할 때, 수평면(54)은 공간(s2) 내부의 공기가 외부로 누출되는 것을 방지한다. More preferably, the
그러면, 본 발명에 따른 성형장치를 이용하여 성형물을 제조하는 공정을 설명하기로 한다.Then, a process of manufacturing a molded article using the molding apparatus according to the present invention will be described.
먼저, 발포 시트(1)(2)를 준비한다. 상기 발포시트(1)(2)의 일례로는 전자선 조사에 의해 폴리프로필렌이 가교된 가교 폴리프로필렌의 발포시트 등이 있다. 상기 시트(1)(2)는 공급부(도면에 미도시, 롤러 등을 이용하여 시트를 이동시킴)로터 프레임(10)에 이동된다. 상기 이동은 이동수단에 의해 이루어진다. 니들부(62)가 시트(1)(2)에 삽입된 상태에서 궤도(60)가 회전함으로써 시트(1)(2)가 이동된다. 이 때, 궤도(60)는 시트(1)(2)를 프레임(10)에 밀착시키는 것이 바람직하다. First,
이어서, 가압용 실린더(50)가 작동하여 시트(1)(2)를 프레임(10)에 대해 가압함으로써 가압블록(51)(52)과 궤도(60)와 시트(1)(2) 및 프레임(10)에 의해서 공간(s2)이 밀폐되도록 한다. 가압용 실린더(50)의 상기 작동에 이어서 또는 상기 작동과 함께 히터(20)(25)가 공간(s1)으로 전진한 후 시트(1)(2)를 가열한다.Subsequently, the pressurizing
이 때, 노즐(17)을 통해 공기를 주입하면 시트(1)는 위로 부풀려지고 시트(2)는 아래로 부풀려지기 때문에 추후의 진공 성형 작업에 유리하다. 구체적으로, 시트(1)(2)가 부풀려지기 때문에 진공 성형된 성형물(f)의 두께 편차와 접힘 불량을 줄일 수 있으며 생산성을 높일 수 있다. At this time, when the air is injected through the
한편, 노즐(17)을 통해 고온의 공기 예를 들어 80도~130도의 공기를 주입하면 시트(1)(2)를 가열하는 효과도 있기 때문에 히터(20)(25)에 의한 시트(1)(2) 가열시간을 단축시킬 수 있어서 생산성을 높일 수 있다. On the other hand, when the hot air, for example, 80 degrees to 130 degrees of air is injected through the
상기 가열이 완료되면 히터(20)(25)를 후진시켜서 원위치로 복귀시킨다.When the heating is completed, the heaters (20) and (25) are returned to the home position.
이어서, 상,하부금형(30)(40)을 이동시켜 상,하부금형(30)(40)이 시트(1)(2)를 가압하도록 함으로써 닫힌 계가 형성되도록 한다. Then, the upper and
다음으로, 진공펌프(도면에 미도시)를 작동시켜 시트(1)가 위로 부풀려지도록 하고 시트(2)가 아래로 부풀려지도록 한다. 상기 진공 성형을 한 후에 노즐(17)을 통해 냉각용 공기를 주입할 수 있다. 상기 냉각용 공기는 성형물(f)을 냉각시킴으로써 공정 시간을 단축시킨다.Next, a vacuum pump (not shown in the figure) is operated to inflate the
이어서, 트리밍 나이프(33)를 작동시켜 성형물(f)의 테두리를 절단한다.Then, the trimming
상기 절단이 완료되면 가압용 실린더(50)를 원위치로 복귀시키고 이동수단을 이용하여 시트(1)(2)를 한 피치(pitch) 만큼 전진시킨다. 프레임(10)은 선단(16) 쪽이 개방된 'ㄷ' 형상을 갖기 때문에 성형물(f)이 앞쪽으로 이동될 수 있다. When the cutting is completed, the
시트(1)(2)가 한 피치만큼 전진하면 시트(1)(2)의 새로운 부분이 프레임(10)에 위치하게 된다. As the
1, 2 : 시트 10 : 프레임
20 : 상부 히터 25 : 하부히터
30 : 상부 금형 40 : 하부 금형
50 : 가압용 실린더 60 : 궤도
62 : 니들부 1, 2: sheet 10: frame
20: upper heater 25: lower heater
30: upper mold 40: lower mold
50: pressurizing cylinder 60: orbital
62: Needle portion
Claims (16)
상부금형과 하부금형 사이의 공간(s1)에 설치되고, 선단(16) 쪽이 개방되어 'ㄷ' 형상을 가지고, 상면(11)과 하면(13)을 가지며, 그 중앙에는 통공부가 형성된 프레임;
상면(11)과 하면(13)에 각각 장착된 시트(1)(2)를 선택적으로 이동시키는 이동수단;
상기 공간(s1)으로 왕복 이동 가능하고, 시트(1)(2)를 가열하는 히터; 및
프레임의 상,하측에 각각 설치되고, 시트(1)(2)를 프레임에 대해 가압하여 시트(1)(2)를 프레임에 밀착시키는 가압용 실린더를 구비하고;
상부금형은 상면(11)에 장착된 시트(1)를 진공 흡입할 수 있도록 제1 요홈부(31)를 갖고 하부금형은 하면(13)에 장착된 시트(2)를 진공 흡입할 수 있도록 제2 요홈부(41)를 가지며,
상부금형과 하부금형은 상,하면에 장착된 시트(1)(2)를 가압하여 닫힌 계를 만든 상태에서 노즐을 이용하여 제1,2 요홈부에 의해 만들어지는 공간에 공기를 공급하면서 시트(1)(2)를 진공 흡입하여 내부에 중공부(v)를 갖는 성형물을 만드는 것을 특징으로 하는 성형 장치. Upper mold and lower mold;
It is installed in the space (s1) between the upper mold and the lower mold, the front end 16 is open to have a 'c' shape, has a top surface 11 and the bottom surface 13, the frame formed with a through hole in the center ;
Moving means for selectively moving the seats 1 and 2 mounted on the upper surface 11 and the lower surface 13, respectively;
A heater capable of reciprocating to the space s1 and heating the seats 1 and 2; And
It is provided in the upper and lower sides of a frame, Comprising: The press cylinder which presses the sheet | seat 1 and 2 against a frame, and adheres the sheet | seat 1 and 2 to a frame;
The upper mold has a first recessed portion 31 for vacuum suction of the seat 1 mounted on the upper surface 11, and the lower mold is provided for vacuum suction of the seat 2 mounted on the lower surface 13. 2 grooves 41,
The upper mold and the lower mold press the sheets 1 and 2 mounted on the upper and lower surfaces to form a closed system while supplying air to the space created by the first and second recesses using the nozzles. 1) A molding apparatus, characterized in that the vacuum suction of (2) to make a molding having a hollow portion (v) therein.
프레임의 선단(16)은 경사면(12)을 갖고,
가압용 실린더 중에서 상기 선단(16)과 대응되도록 설치된 가압용 실린더는 상기 경사면(12)과 형합하는 경사면(53)을 가진 가압블록(51)을 구비하고, 가압블록(51)이 상기 선단(16)을 가압할 때 경사면(12)(53)이 서로 협력하여 시트(1)(2)를 가압하는 것을 특징으로 하는 성형 장치. The method of claim 1,
The tip 16 of the frame has an inclined surface 12,
Among the pressurizing cylinders, the pressurizing cylinder installed to correspond to the front end 16 includes a pressurizing block 51 having an inclined surface 53 that mates with the inclined surface 12, and the pressurizing block 51 has the front end 16. Forming apparatus characterized in that the inclined surfaces (12) (53) cooperate with each other to press the sheet (1) (2) when pressing.
가압블록(51)은 경사면(53)의 끝단에서부터 수평으로 연장된 수평면(54)을 갖는 것을 특징으로 하는 성형 장치.3. The method of claim 2,
The pressing block (51) is characterized in that it has a horizontal surface (54) extending horizontally from the end of the inclined surface (53).
이동수단은,
프레임의 양측(18)에서 프레임의 길이방향으로 설치되고, 무한궤도상으로 회전하는 궤도; 및
상기 궤도에 설치되어 시트(1)(2)에 삽입되는 니들부;를 구비하고,
니들부가 시트(1)(2)에 삽입된 상태에서 궤도가 이동하는 것에 의해서 시트(1)(2)가 이동하는 것을 특징으로 하는 성형 장치. The method of claim 1,
The moving means,
An orbital installed on both sides (18) of the frame in the longitudinal direction of the frame and rotating in an infinite orbit; And
And a needle part installed in the track and inserted into the seat (1) (2),
A sheeting apparatus, characterized in that the sheet (1) (2) moves by moving the track in the state where the needle portion is inserted into the sheet (1) (2).
이동수단의 궤도는 니들부가 시트(1)(2)에 삽입된 상태에서 시트(1)(2)와 프레임이 밀착되도록 하고,
프레임에는 고온의 공기 또는 상온의 공기를 상,하면에 장착된 시트(1)(2)와 프레임과 가압용 실린더 및 이동수단에 의해 형성되는 밀폐된 공간(s2)에 공급하기 위한 노즐(17)이 설치된 것을 특징으로 하는 성형 장치.5. The method of claim 4,
The trajectory of the moving means is such that the seat (1) (2) and the frame is in close contact with the needle portion is inserted into the seat (1) (2),
The frame (17) for supplying hot air or air at room temperature to the seat (1) (2) mounted on the upper and lower surfaces, and a nozzle (17) for supplying a closed space (s2) formed by the frame, the pressurizing cylinder and the moving means. Molding apparatus characterized in that the installation.
상부금형은 트리밍 나이프와 홈 중에서 어느 하나를 제1 요홈부(31)의 둘레에 구비하고, 하부금형은 상기 트리밍 나이프와 상기 홈 중에서 나머지 어느 하나를 제2 요홈부(41)의 둘레에 구비하며, 상기 트리밍 나이프와 상기 홈은 성형물의 테두리에 대응되고,
상기 성형물의 성형된 후에 트리밍 나이프가 홈에 삽입되는 것에 의해 성형물의 테두리가 절단되는 것을 특징으로 하는 성형 장치.The method of claim 1,
The upper mold includes one of the trimming knife and the groove around the first concave portion 31, and the lower mold includes the other of the trimming knife and the groove around the second recess 41. , The trimming knife and the groove correspond to the edge of the molding,
Forming apparatus, characterized in that the edge of the molding is cut by inserting a trimming knife into the groove after the molding of the molding.
히터는,
상기 상면(11)의 위에 설치된 상부 히터(20); 및
상기 하면(13)의 아래에 설치된 하부 히터(25);를 구비하는 것을 특징으로 하는 성형 장치. The method of claim 1,
Heater,
An upper heater 20 installed on the upper surface 11; And
And a lower heater (25) disposed below the lower surface (13).
(b) 적어도 프레임의 후단(19) 및 선단(16)에 대응되도록 설치된 가압용 실린더를 이용하여 시트(1)(2)를 프레임에 대해 가압하여 시트(1)(2)를 프레임에 밀착 고정하는 단계;
(c) 히터를 이용하여 시트(1)(2)를 가열하는 단계; 및
(d) 상부금형과 하부금형을 이동시켜 시트(1)(2)를 가압하여 닫힌 계를 만든 후 시트(1)(2)를 진공 성형하여 내부에 중공부(v)가 형성된 성형물을 만드는 단계를 포함하며;
프레임의 선단(16)은 경사면(12)을 갖고,
가압용 실린더 중에서 상기 선단과 대응되도록 설치된 가압용 실린더는 상기 경사면(12)과 형합하는 경사면(53)을 가진 가압블록(51)을 구비하고, 가압블록(51)이 상기 선단을 가압할 때 경사면(12)(53)이 서로 협력하여 시트(1)(2)를 고정하는 것을 특징으로 하는 성형방법. (a) mounting the seats (1) and (2) on the upper and lower surfaces (11) and (13) of the frame having an open end (16) and having a 'c'shape;
(b) Pressing the seats 1 and 2 against the frame using at least a pressurizing cylinder installed so as to correspond to the rear end 19 and the front end 16 of the frame to securely fix the seats 1 and 2 to the frame. Making;
(c) heating the sheet (1) (2) using a heater; And
(d) moving the upper mold and the lower mold to pressurize the sheets (1) and (2) to form a closed system, and then vacuum forming the sheets (1) and (2) to form a molding having a hollow portion (v) formed therein. It includes;
The tip 16 of the frame has an inclined surface 12,
The pressurizing cylinder installed to correspond to the tip of the pressurizing cylinder includes a press block 51 having an inclined surface 53 that mates with the inclined surface 12, and the pressurizing block 51 presses the inclined surface when pressing the tip. (12) A molding method, characterized in that (53) cooperate with each other to fix the sheets (1) (2).
상기 (c) 단계는,
시트(1)(2)와 프레임 및 가압용 실린더에 의해 형성되는 공간(s2)에 고온의 공기를 주입하여 시트를 부풀리는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 성형방법. 10. The method of claim 9,
The step (c)
A molding method comprising inflating the sheet by injecting hot air into the space (s2) formed by the sheet (1) (2) and the frame and the pressurizing cylinder.
상기 (d) 단계는,
상기 중공부(v)에 냉각 공기를 주입하여 성형물을 냉각하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 성형방법. 10. The method of claim 9,
The step (d)
Forming method comprising the step of cooling the molding by injecting cooling air into the hollow (v).
상기 (d) 단계 이후에,
상부금형과 하부금형 중 어느 하나에 장착된 트리밍 나이프를 작동시켜 성형물의 테두리를 절단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 성형방법.10. The method of claim 9,
After the step (d)
And cutting the rim of the molding by operating a trimming knife mounted on any one of the upper mold and the lower mold.
프레임에 설치되고, 상면(11)과 하면(13)에 설치된 시트(1)(2)를 이동시키는 이동수단을 구비하고,
이동수단은,
프레임의 양측(18)에서 프레임의 길이방향으로 설치되고, 무한궤도상으로 회전하는 궤도; 및
상기 궤도에 설치되어 시트(1)(2)에 삽입되는 니들부;를 구비하며,
니들부가 시트(1)(2)에 삽입된 상태에서 궤도가 이동하는 것에 의해서 시트(1)(2)가 이동하는 것을 특징으로 하는 성형방법.10. The method of claim 9,
It is provided in the frame, and provided with a moving means for moving the seat (1) (2) provided on the upper surface 11 and the lower surface 13,
The moving means,
An orbital installed on both sides (18) of the frame in the longitudinal direction of the frame and rotating in an infinite orbit; And
And a needle part installed in the track and inserted into the seat (1) (2),
A molding method, characterized in that the seat (1) (2) is moved by the movement of the track in the state where the needle part is inserted into the seat (1) (2).
상기 궤도는 시트(1)(2)가 프레임에 밀착되도록 하는 것을 특징으로 하는 성형방법.14. The method of claim 13,
The orbit is characterized in that the sheet (1) (2) is in close contact with the frame.
상기 시트(1)(2)는 발포 시트인 것을 특징으로 하는 성형방법. 15. The method according to any one of claims 9 to 14,
The sheet (1) (2) is a molding method, characterized in that the foam sheet.
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---|---|---|---|
KR1020120078575A KR101386204B1 (en) | 2012-07-19 | 2012-07-19 | Apparatus for forming article having hollowness using two sheet, and forming methods using the apparatus |
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