KR101434505B1

KR101434505B1 - 발포체 성형장치의 캐비티 금형 프레임 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101434505B1
Application number: KR1020130018758A
Authority: KR
Inventors: 강부선
Original assignee: (주)엠코리아
Priority date: 2013-02-21
Filing date: 2013-02-21
Publication date: 2014-08-26

Abstract

발포체 성형장치에서 코어 금형과 협력하여 발포체를 성형하는 캐비티 금형의 프레임이 개시된다. 이 프레임은, 정사각형 또는 직사각형의 주물 판재로 제작된 베이스부와; 장방형의 압출 판재로 제작되어 상기 베이스부의 네 모서리 각각에 조립되는 4개의 측벽부를 포함한다.

Description

발포체 성형장치의 캐비티 금형 프레임 및 그 제조방법{CAVITY DIE FRAME OF FOAM FORMING EQUIPMENTS AND MAKING THE SAME}

본 발명은 발포체 성형장치의 캐비티 금형 프레임에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 경량성을 가지며 발포 성형시 냉각 특성이 우수한 발포체 성형장치의 캐비티 프레임 및 이를 높은 생산성을 제작하는 방법에 관한 것이다.

발포 폴리프로필렌(Expanded Polypropylene) 또는 발포 폴리스틸렌(Expanded Poly-Styrene) 등과 같은 발포 수지 성형물(이하, "발포체"라 한다)은 다양한 산업분야에서 포장용기, 자동차 범퍼 등 다양한 용도로 이용되고 있다.

발포체는 발포체 성형장치에 의해 특정 형상을 갖도록 성형된다. 도 1은 기존 발포체 성형장치를 개략적으로 도시한 정면도로서, 도 1을 참조하면, 발포체 성형장치는 코어 금형(3)과 캐비티 금형(4)을 포함한다. 통상, 코어 금형(3)은 이동 금형이 되고, 캐비티 금형(4)은 고정 금형이 된다. 그리고 코어 금형(3)과 캐비티 금형(4) 모두 사각 박스형의 프레임을 포함한다. 코어 금형(3)은 코어부(35)를 구비하고 캐비티 금형(4)은 코어부에 대응하는 캐비티(45)를 포함한다. 발포체 성형장치는 캐비티(45) 및 그 캐비티(45)에 수용된 코어부(35) 사이의 공간에서 발포체를 성형한다.

도 2는 종래 캐비티 금형의 프레임(이하, "캐비티 금형 프레임"이라 함)을 도시한 사시도이다. 도 2를 참조하면, 종래의 캐비티 금형 프레임(40)은 주조 방식에 의해 베이스부(41)와 4개의 측벽부(42)가 일체화된 주물로 제작된다. 그리고 캐비티 금형 프레임(40)의 주물 재료는 AC4C가 이용된다. 종래 캐비티 금형 프레임(40)은 베이스부(41)가 대략 9mm 이상의 살 두께를 가져야 하는데, 베이스부(41)의 살 두께로 인하여, 캐비티 금형의 냉각 성능 및 열전달 성능의 향상과 경량화가 제한된다. 열전달 성능의 향상과 경량화를 위해 베이스부(41)의 살 두께를 전체적으로 줄이면 발포재 성형장치의 캐비티 금형 프레임(40)의 규격 조건을 만족할 수 없다. 또한 캐비티 금형 프레임의 전체적인 주조 또는 주물 제작 방식은 생산성과 경제성이 크게 떨어진다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 하나의 과제는 캐비티 금형 프레임의 특성 상 단면 형상이 균일할 수 없는 베이스부와, 단면 형상이 균일하여도 되는 측벽부들을 다른 가공 방식인 주조 가공과 압출 가공으로 각각 제작하여, 이들 베이스부와 측벽부들을 조립함으로써, 생산성과 경제성과 높게 캐비티 금형 프레임을 제조하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 베이스부와 측벽부들을 각각 주조 가공과 압출 가공한 후, 이들을 조립하여 제조되되, 살 두께의 교번적인 감소를 통해, 살 두께의 실질적 전체적 감소 없이 냉각 성능과 열전달 성능이 크게 향상된 발포체 성형장치의 캐비티 금형 프레임을 제공하는 것이다.

본 발명의 일측면에 따라, 발포체 성형장치에서 코어 금형과 협력하여 발포체를 성형하는 캐비티 금형 프레임이 제공된다. 상기 캐비티 금형 프레임은 정사각형 또는 직사각형의 주물 판재로 제작된 베이스부와; 장방형의 압출 판재로 제작되어 상기 베이스부의 네 모서리 각각에 조립되는 4개의 측벽부를 포함한다.

일 실시예에 따라, 상기 베이스부는 주조에 의해 다수의 스트라이프형 볼록부와 다수의 스트라이프형 오목부가 교번적으로 형성된 주물 판재로 이루어지며, 상기 스트라이프형 오목부는 살 두께 감소에 의해 상기 스트라이프형 볼록부보다 작은 두께를 갖는다.

일 실시예에 따라, 상기 스트라이프형 오목부의 두께는 상기 스트라이프형 볼록부 두께의 1/3 ~ 1/2인 것이 바람직하다.

일 실시예에 따라, 상기 4개의 측벽부 각각은, 폭 방향을 따라 교번적으로 형성된 스트라이프 볼록부와 스트라이프 오목부를 포함하는 압출 판재로 이루어진다.

일 실시예에 따라, 베이스부의 모서리면과 상기 측벽부의 일면과 접한 채 볼트들의 체결에 의해 상기 4개의 베이스부와 상기 측벽부 사이의 결합을 보강하는 보강 체결 플레이트를 더 포함하며, 상기 보강 체결 플레이트는 상기 베이스부의 모서리면과 접하도록 함몰된 함몰부와 상기 측벽부의 스트라이프 오목부에 끼워져 상기 스트라이프 오목부의 기저면에 접하는 삽입 돌부를 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따라, 발포체 성형장치에서 코어 금형과 협력하여 발포체를 성형하는 캐비티 금형의 프레임을 제조하는 방법이 제공되며, 이 제조방법은, 캐비티 금형 프레임의 네 측벽부들을 구성하는 4개의 압출 판재를 제작하는 압출 공정과, 캐비티 금형 프레임의 베이스부를 구성하는 주물 판재를 제작하는 주조 공정과, 상기 주물 판재의 네 모서리 각각에 대하여 상기 4개의 압축 판재를 결합시키는 조립 공정을 포함한다.

일 실시예에 따라, 상기 조립 공정은, 상기 주물 판재의 모서리와 상기 압출 판재의 면에 밀착되어 체결되는 보강 체결 플레이트로 상기 캐비티 금형 프레임을 보강하는 단계를 포함한다.

일 실시예에 따라, 상기 주조 공정은 주조 다이의 형상에 의해 상기 주물 판재에 서로 두께가 다른 볼록부와 오목부를 스트라이프 형태로 교번되게 형성한다.

일 실시예에 따라, 상기 압출 공정은 압출 다이의 형상에 의해 상기 압출 판재에 스트라이프 볼록부와 스트라이프 오목부를 교번되게 형성한다.

본 발명에 따르면, 캐비티 금형 프레임의 특성 상 단면 형상이 균일할 수 없는 베이스부와, 단면 형상이 균일하여도 되는 측벽부들을 다른 가공 방식인 주조 가공과 압출 가공으로 각각 제작하여, 이들 베이스부와 측벽부들을 조립함으로써, 생산성과 경제성과 높게 캐비티 금형 프레임을 제조할 수 있다. 또한, 캐비티 금형 프레임의 베이스부 및/또는 측벽부의 살 두께를 교번적으로 감소시킨 구조에 의해, 캐비티 금형 프레임의 전체적 두께 감소 없이도 냉각 성능과 열전달 성능이 크게 향상된 발포체 성형장치의 캐비티 금형 프레임을 구현할 수 있다.

도 1은 발포체 성형장치의 일반적인 구조를 설명하기 위한 정면도이고,
도 2는 종래 발포체 성형장치의 캐비티 금형 프레임을 도시한 사시도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발포체 성형장치의 캐비티 금형 프레임을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 일부를 확대하여 도시한 사시도.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위해 과장되어 표현될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발포체 성형장치의 캐비티 금형 프레임을 도시한 사시도이이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 발포체 성형장치의 캐비티 금형 프레임(1)은 대략 사각 박스형으로 이루어지며, 대략 정사각형 또는 직사각형의 베이스부(5)와 상기 베이스부(5)의 네 모서리에 각각 연결된 4개의 장방형 측벽부(6)를 포함한다. 도 3에서는 4개의 측벽부(6)들 중 2개의 측벽부(6)만이 보인다. 상기 베이스부(5)와 상기 4개의 측벽부(6)들은 서로 다른 가공에 의해 별도로 제작된 후 조립된다.

상기 베이스부(5)는 주조 다이를 이용한 주조 가공에 의해 주물 판재로 제작된다. 또한 상기 베이스부(5)는 주조 다이의 형상에 의해 스트라이프형 볼록부(51)와 스트라이프형 오목부(52)가 교번적으로 형성된 구조로 이루어진다. 상기 볼록부(51)는 제1 두께를 가지며, 상기 오목부(52)는 상기 제1 두께보다 작은 제2 두께를 갖는다. 상기 제1 두께는 기존 캐비티 금형 프레임의 두께와 같을 수 있으며, 따라서, 기존 캐비티 금형 프레임과 비교할 때, 캐비티 금형 프레임에 요구되는 베이스부(5)의 두께 조건을 충족시킨다. 상기 오목부(52)의 두께, 즉, 제2 두께는 상기 볼록부(51)의 제1 두께의 1/3 ~ 1/2인 것이 바람직하며, 본 실시예에서는, 제1 두께 9mm, 제2 두께 5mm로, 상기 베이스(5)가 주물 판재로 제작된다.

상기 4개의 측벽부(6) 각각은 압출 가공에 의해 제작되는 장방형 압출 판재로서, 상기 베이스부(5)의 네 모서리 각각에 인접하여 조립된다. 상기 측벽부(6)는 길이 방향으로 일정 단면을 갖는 것으로서, 압출 가공에 의해 용이하게 형성된다. 또한, 상기 측벽부(6)는, 살 두께가 폭 방향을 따라 교번적으로 감소된 형상에 의해, 폭 방향을 따라 교대로, 또는 교번적으로 형성된 스트라이프 볼록부(61)와 스트라이프 오목부(62)를 포함한다. 스트라이프 볼록부(61)의 두께가 스트라이프 오목부(62)의 두께보다 큼은 물론이다.

또한 상기 4개의 측벽부(6)는 하나의 측벽부(6)가 다른 측벽부(6)와 길이 방향 단부에서 직각으로 교차하도록 결합된다. 결합 방식에는 나사 체결이 이용될 있다. 또한, 상기 4개의 측벽부(6) 각각은 폭 일단에서 상기 베이스부(5)의 한 모서리 부분과 수직으로 만나 체결된다. 상기 4개의 측벽부(6) 각각의 폭 타단에는 돌출 리브(63)이 형성된다. 상기 돌출 리브(63)는 상기 스트라이프 볼록부(61)보다 큰 두께를 갖는다.

본 실시예에 따른 캐비티 금형 프레임(1)은 복수의 보강 체결 플레이트(7)를 포함한다. 상기 보강 체결 플레이트(7) 각각은 상기 베이스부(5)의 모서리면과 상기 측벽부(6)의 주면과 접하도록 배치된 채, 상기 보강 체결 플레이트(7)와 상기 베이스부(5)의 모서리면을 체결하는 볼트들과 상기 보강 체결 플레이트(7)와 상기 측벽부(6)를 체결하는 볼트들과 협력하여, 상기 베이스부(5)와 상기 측벽부(6) 사이의 결합을 보다 견고하게 보강한다.

도 4는 도 3의 일부를 확대하여 도시한 사시도로서, 도 4를 참조하면, 상기 보강 체결 플레이트(7)는 상기 베이스부(5)의 모서리면과 접하도록 함몰된 대략 사각형의 함몰부(72)와 상기 측벽부(6)의 스트라이프 오목부(62)에 끼워져 상기 스트라이프 오목부(62)의 기저면에 접하는 삽입 돌부(74)를 포함한다. 상기 보강 체결 플레이트(7)는 하나의 함몰부(72)와 복수의 삽입 돌부(74)에 의해 하나의 요철면을 이루는 상기 베이스부(5)의 모서리면과 상기 측벽부(6)의 주면에 완전하게 밀착될 수 있다.

전술한 것과 같은 캐비티 금형 프레임(1)을 제조하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

상기 캐비티 금형 프레임(1)의 제조방법은 캐비티 금형 프레임(1)의 네 측벽부(6)들을 구성하는 4개의 압출 판재를 압출 가공으로 형성하는 압출 공정과, 캐비티 금형 프레임(1)의 베이스부(5)를 구성하는 주물 판재를 제작하는 주조 공정과, 베이스부(5)를 구성하는 주물 판재의 네 모서리 각각에 대하여 전술한 측벽부(6)를 구성하는 압축 판재를 결합하는 조립 공정을 포함한다. 상기 조립 공정은 상기 주물 판재의 모서리와 상기 압출 판재의 면에 밀착되어 체결되는 보강 체결 플레이트로 상기 캐비티 금형 프레임을 더욱 견고하게 보강하는 단계를 포함한다.

이때, 상기 베이스부(5)를 구성하는 주물 판재는 주조 다이의 형상에 의해 서로 두께가 다른 볼록부와 오목부가 스트라이프 형태로 교번적으로 형성된다. 이러한 볼록부와 오목부에 의해, 베이스부(5)의 살 두께가 교번적으로 감소되며, 이러한 형상의 베이스부(5)는 발포체 성형시 캐비티 금형의 열전달 및 냉각 성능을 크게 높여준다. 또한, 상기 측벽부(6)를 구성하는 압출 판재는 압출 다이를 이용한 압출 가공시에, 압출 다이의 형상에 의해 두께가 큰 스트라이프 볼록부와 스트라이프 오목부가 교번적으로 형성된 형상을 가지며, 이 형상 또한 캐비티 금형의 열전달 및 냉각 성능 향상에 크게 기여한다.

1: 캐비티 금형 프레임 5: 베이스부
6: 측벽부 7: 보강 체결 플레이트
51: 스트라이프형 볼록부 52: 스트라이프형 볼록부
61: 스트라이프 볼록부 62: 스트라이프 오목부

Claims

삭제
발포체 성형장치에서 코어 금형과 협력하여 발포체를 성형하는 캐비티 금형의 프레임에 있어서,
정사각형 또는 직사각형의 주물 판재로 제작된 베이스부; 및
장방형의 압출 판재로 제작되어 상기 베이스부의 네 모서리 각각에 조립되는 4개의 측벽부를 포함하되,
상기 베이스부는 주조에 의해 다수의 스트라이프형 볼록부와 다수의 스트라이프형 오목부가 교번적으로 형성된 주물 판재로 이루어지며, 상기 스트라이프형 오목부는 살 두께 감소에 의해 상기 스트라이프형 볼록부보다 작은 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 발포체 성형장치의 캐비티 금형 프레임.
청구항 2에 있어서, 상기 스트라이프형 오목부의 두께는 상기 스트라이프형 볼록부 두께의 1/3 ~ 1/2인 것을 특징으로 하는 발포체 성형장치의 캐비티 금형 프레임.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 4개의 측벽부 각각은, 폭 방향을 따라 교번적으로 형성된 스트라이프 볼록부와 스트라이프 오목부를 포함하는 압출 판재로 이루어진 것을 특징으로 하는 발포체 성형장치의 캐비티 금형 프레임.
청구항 4에 있어서, 상기 베이스부의 모서리면과 상기 측벽부의 일면과 접한 채 볼트들의 체결에 의해 상기 4개의 베이스부와 상기 측벽부 사이의 결합을 보강하는 보강 체결 플레이트를 더 포함하며, 상기 보강 체결 플레이트는 상기 베이스부의 모서리면과 접하도록 함몰된 함몰부와 상기 측벽부의 스트라이프 오목부에 끼워져 상기 스트라이프 오목부의 기저면에 접하는 삽입 돌부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발포체 성형장치의 캐비티 금형 프레임.
발포체 성형장치에서 코어 금형과 협력하여 발포체를 성형하는 캐비티 금형의 프레임을 제조하는 방법에 있어서,
캐비티 금형 프레임의 네 측벽부들을 구성하는 4개의 압출 판재를 제작하는 압출 공정과,
캐비티 금형 프레임의 베이스부를 구성하는 주물 판재를 제작하는 주조 공정과,
상기 주물 판재의 네 모서리 각각에 대하여 상기 4개의 압축 판재를 결합시키는 조립 공정을 포함하되,
상기 주조 공정은 주조 다이의 형상에 의해 상기 주물 판재에 서로 두께가 다른 볼록부와 오목부를 스트라이프 형태로 교번되게 형성하는 것을 특징으로 하는 발포체 성형장치의 캐비티 금형 프레임 제조방법.
청구항 6에 있어서, 상기 조립 공정은, 상기 주물 판재의 모서리와 상기 압출 판재의 면에 밀착되어 체결되는 보강 체결 플레이트로 상기 캐비티 금형 프레임을 보강하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발포체 성형장치의 캐비티 금형 프레임 제조방법.
삭제
청구항 6에 있어서, 상기 압출 공정은 압출 다이의 형상에 의해 상기 압출 판재에 스트라이프 볼록부와 스트라이프 오목부를 교번되게 형성하는 것을 특징으로 하는 발포체 성형장치의 캐비티 금형 프레임 제조방법.