KR101440584B1 - 블로워 성형을 위한 금형 및 블로워 성형 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작동 코어가 내장된 금형 및 작동 코어를 이용한 블로워 성형 방법에 관한 것으로, 열선이 포함된 작동 코어를 이용한 블로워 성형 방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명의 작동코어를 이용하여 블로워 성형 방법은 공기 흡입구를 내장하고 있는 제1 금형과 열선이 내장된 작동 코어를 포함하고 있는 제2 금형 사이에 패리슨을 인입하는 단계, 상기 패리슨이 인입되면, 상기 제1 금형의 공기 흡입구을 이용하여 금형 내부의 공기를 흡입하며, 상기 제1 금형과 제2 금형을 형패하는 단계, 전원이 공급된 열선을 내장하고 있는 상기 제2 금형의 작동 코어를 전진하도록 작동시키는 단계, 인출된 상기 작동 코어를 후퇴시키며, 상기 제1 금형과 제2 금형을 이형하는 단계를 포함한다.

Description

블로워 성형을 위한 금형 및 블로워 성형 방법{METAL MOLD FOR BLOW MOLDING AND METHOD FOR BLOW MOLDING }

본 발명은 작동 코어가 내장된 금형 및 작동 코어를 이용한 블로워 성형 방법에 관한 것으로, 열선이 포함된 작동 코어를 이용한 블로워 성형 방법에 관한 것이다.

일반적으로 블로워 성형은 압출이나 사출에 의해 튜브상으로 예비 성형된 패리슨(Parison)을 금형 사이에 끼운 후, 그 내부에 고온의 공기를 불어넣어 부풀게 해서 냉각 소화시켜 특정한 형태의 고형물을 만드는 성형법으로, 이러한 블로워 성형의 구체적인 공정은, 도 1에서 도시한 바와 같이, 원료수지를 압출기(1)에 공급하여 원통형의 압출물인 튜브상의 패리슨(3)(Parison)을 준비한다.(S1)

상기한 튜브상의 패리슨(3)은 2개의 분할된 금형(5,7) 사이에 끼워 넣은 후,(S2) 금형(5,7)을 닫은 상태로, 금형의 캐비티(Cavity)에 위치된 패리슨(3) 내에 고온의 압축공기를 불어넣어 상기 패리슨(3)이 캐비티 형태로 부풀도록 블로워 단계를 진행한다.(S3)

이와 같이, 상기 패리슨(3)이 금형(5,7)의 캐비티 형태로 다 부풀게 되면 그 상태에서 냉각을 진행하고(S4), 상온가까이 식어서 고화되면 상기 금형(5,7)을 열어 블로워 성형제품(10)을 취출한다.(S5)

이어서 상기 블로워 성형제품(10)에 붙어있는 불필요한 부분을 제거하여 제품의 성형을 완료하게 된다.(S6)

한국등록특허 제801,606호(발명의 명칭: 차량용 스포일러의 금형구조 및 스포일러 제조 방법)는 상부 금형과 하부 금형으로 이루어지고, 상기 상,하부 금형에 형성된 캐비티 내측의 패리슨을 가압하여 보조브레이크등이 결합될 수 있는 삽입홈을 차량용 스포일러에 형성하기 위한 금형에 있어서, 상기 하부 금형에 설치되며 가압면이 캐비티를 향한 방향이 되도록 전진하여 패리슨을 캐비티 내측으로 가압 변형시켜 소정의 삽입홈을 성형하는 가동코어와; 상기 가동코어를 전후 수평방향으로 동작시키는 전후 수평운동 부재와; 상기 가동코어와 상기 전후 수평운동 부재를 지지하고 안내하는 가이드부재와; 상기 가동코어를 상하 수직방향으로 동작시키는 상하 수직운동 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 스포일러의 금형구조를 제안하고 있다.

일본공개특허 제2002-067131호(발명의 명칭: 연신 블로워 성형 방법 및 블로워 금형)는 병 바닥의 박육화를 위해 축 방향으로 연신 로드를 신장시킴과 동시에 블로워 성형을 진행하는 방안을 제안하고 있다.

이와 같이 종래 블로워 성형은 별도의 로드를 이용하여 패리슨의 형태를 성형하는 방안을 제안하고 있으나, 별도의 로드를 이용하여 패리슨을 성형하는 경우에도 패리슨을 원하는 형상으로 성형할 수 없다는 문제점을 가지고 있다.

본 발명이 해결하려는 과제는 블로워 성형에 있어 패리슨을 자유롭게 성형할 수 있는 방안을 제안함에 있다.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는 블로워 성형에 있어 성형 공정 개수를 축소시키며, 이로 인해 금형 제작비를 감소시킬 수 있는 방안을 제안함에 있다.

본 발명이 해결할 수 있는 또 다른 과제는 블로워 성형에 있어 성형 과정에서 발생하는 성형 부자재의 비율을 감소시켜 제품의 제조 원가를 감소시킬 수 있는 방안을 제안함에 있다.

이를 위한 본 발명의 블로워 성형을 위한 금형은, 제1 금형; 상기 제1 금형의 맞은편에 위치하는 제2 금형; 상기 제1 금형과 제2 금형의 사이로 인입된 패리슨의 내부로 공기를 주입하는 공기 주입구;를 포함하고, 상기 제1 금형 또는 제2 금형 중 어느 하나의 금형에 위치하며, 내부에 열선이 내장되어 있고, 외부로부터 전달받은 공기를 배출하여 패리슨을 냉각하기 위한 공기 배출공을 포함하는 작동 코어; 및 상기 제1 금형과 제2 금형 중 상기 작동 코어를 내장하지 않는 금형에는 상기 제1 금형 및 제2 금형 사이의 공기를 흡입하는 공기 흡입구;를 포함할 수 있다.

이를 위한 본 발명의 작동코어를 이용한 블로워 성형 방법은, 제1 금형과 제2 금형 사이에 패리슨을 인입하는 단계; 상기 제1 금형에 형성된 공기 흡입구를 통해 상기 제1 금형 및 상기 제2 금형 사이의 공기를 흡입하여 패리슨이 공기가 흡입되는 방향으로 휘어지게 하는 단계; 상기 패리슨 내부와 연결된 공기 주입구를 통해 상기 패리슨 내부로 공기를 주입하는 단계; 상기 제2 금형에 형성된 작동 코어의 열선을 통해 상기 패리슨을 가열하면서 상기 작동 코어를 상기 제1 금형과 상기 제2 금형 사이의 공간으로 인입시키는 단계; 상기 작동 코어의 공기 배출공을 통해 외부로부터 공급받은 공기를 배출하여 패리슨이 냉각되도록 하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 열선이 내장된 작동 코어를 이용하여 블로워 성형 방법은 굴곡이 많은 제품을 최소한 공정으로 생산할 수 있으며, 이로 인해 성형 제품의 제조 원가를 낮출 수 있는 장점이 있다.

또한, 열선을 이용하여 성형 제품을 자유롭게 성형할 수 있으므로, 성형 제품의 부품의 개수가 감소되며, 이로 인해 금형의 개수가 감소되어 원가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 블로워 성형 방법의 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 작동 코어의 구조를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 작동 코어를 이용한 블로워 성형 과정을 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 작동 코어를 이용하여 생산한 제품을 도시하고 있다.

전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시 예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 이러한 실시 예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 작동 코어의 구조를 도시하고 있다. 이하 도 2를 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 작동 코어의 구조에 대해 상세하게 알아보기로 한다.

도 2에 의하면, 작동 코어는 이동 부재, 메인 바디를 포함하며, 메인 바디의 내부에는 열선을 포함한다.

이동 부재는 바 형태로 구성되어 있으며, 하나 또는 적어도 두 개의 부재로 구성된다. 일 예로 도 2는 두 개의 이동 부재를 도시하고 있으나 설계자의 설계 의도에 따라 하나 또는 적어도 두 개의 부재로 구성될 수 있다. 이동 부재의 내부에는 열선으로 전원을 공급하는 케이블을 형성하고 있다. 또한 본 발명의 이동 부재의 내부에는 외부에서 공급된 공기를 메인 바디로 공급하기 위한 공기 이동로를 형성하고 있다.

케이블과 공기 이동로는 이동 부재의 내부에 별도로 형성되거나, 공기 이동로 내부에 케이블을 형성할 수 있다.

메인 바디는 이동 부재의 종단에 형성되며, 내부에 열선을 포함하고 있다. 열선은 케이블과 연결되며, 공급된 전원에 의해 열을 발생한다. 열선은 이동부재가 연결된 방향과 반대 방향에 형성되며, 메인바디는 이동 부재가 연결된 방향과 반대 방향은 곡선 형태로 형성한다. 물론 성형하고자 패리슨의 형태에 따라 곡선 형태 이외에 사각형 형태로 구성될 수 있다.

이외에도 메인 바디는 외부로부터 공급된 공기를 배출하기 위한 배출공을 형성하고 있다. 배출공의 크기는 성형하고자 하는 패리슨의 외부 표면에 형태 변화를 주기 않기 위해 작게 형성하는 것이 바람직하다.

이와 같이 본 발명의 작동 코어는 패리슨의 성형을 용이하게 수행하기 위한 열선과 성형된 패리슨을 냉각시키기 위한 배출공을 포함한다.

도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 작동 코어를 이용한 블로워 성형 과정을 도시한 도면이다. 이하 도 3을 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 작동 코어를 이용한 블로워 성형 과정에 대해 상세하게 알아보기로 한다.

도 3에 의하면, 작동 코어를 이용한 블로워 성형 과정은 패리슨 압출 단계, 진공 흡입 단계, 금형 형패 단계, 공기 주입 단계, 코어 작동 단계, 코어 후퇴 단계, 제품 냉각 단계를 포함한다.

a단계는 블로워 성형을 수행하기 위한 준비단계이다.

b단계인 패리슨 압출 단계 상단에 형성되어 있는 원료 수지 벌크에 저장되어 있는 원료 수지를 압출기에 공급하여 압출물인 튜브상의 패리슨을 분할된 금형 사이에 인입한다.

c단계인 진공 흡입 단계는 금형 내부로 패리슨이 인입되면, 좌측 금형 또는 우측 금형 중 어느 하나의 금형에 형성되어 있는 공기 흡입구를 이용하여 금형 사이에 있는 공기를 흡입한다. 공기 흡입구를 이용하여 공기를 흡입함으로써 패리슨은 공기가 흡입되는 방향으로 휘어지게 된다.

도 3은 좌측 금형의 형태가 곡선 형태로 형성되어 있으며, 우측 금형은 중앙에 열선이 내장되어 있는 작동 코어를 형성하고 있다.

d단계인 금형 형패 단계는 좌측 금형과 우측 금형을 서로 닫는다. 이와 동시에 우측 금형에 형성되어 있는 작동 코어를 일정 길이 금형 내부로 인입한다. 물론 금형 형태 단계에서 작동 코어를 별도로 작동시키지 않을 수 있다.

또한, d단계에서는 패리슨 내부로 공기를 주입한다. 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 금형 하단에 형성되어 있는 공기 주입구를 통해 패리슨 내부로 공기를 주입한다. 이와 같이 패리슨 내부로 공기를 주입함으로써 패리슨은 일정한 형태를 유지할 수 있게 된다.

e단계인 코어 작동 단계는 우측 금형에 형성되어 있는 작동 코어를 금형 내부로 인입시킨다. 이와 동시에 열선으로 전원을 공급한다. 본 발명과 관련하여 코어 작동 단계에서 열선으로 전원을 공급하거나, 코어 작동 단계 이외 단계에서도 열선으로 전원을 공급할 수 있다. 이 경우 작동 코어의 재질에 따라 열선으로 공급하는 전력의 크기 및 시간을 달리할 수 있다. 즉, 작동 코어의 재질이 열전달 계수가 높은 재질인 경우와 열전달 계수가 낮은 재질인 경우는 구별하여 공급하는 전력의 크기 및 시간을 차별화한다. 이와 같이 본 발명은 열선이 포함된 작동 코어를 이용하여 패리슨을 자유롭게 성형할 수 있는 장점이 있다.

f단계인 코어 후퇴 단계는 패리슨의 성형이 완료되면 작동 코어를 후퇴시킨다.

g단계인 제품 냉각 단계는 성형이 완료된 패리슨(또는 성형 제품)을 냉각한다. 상술한 바와 같이 작동 코어는 외부로부터 공급받은 공기를 배출하는 배출공을 형성하고 있다. 작동 코어는 외부로부터 공급받은 공기를 배출공을 통해 배출하며, 배출된 공기에 의해 패리슨은 냉각된다. 즉, 작동 코어는 차가운 공기를 배출공을 통해 외부로 배출한다. 이를 위해 코어 후퇴단계 및 제품 냉각 단계에서는 열선으로 공급되는 전원을 차단한다. 즉, 패리슨 압출 단계 내지 코어 작동 단계에서는 열선으로 전원을 공급하는 것이 바람직하지만, 코어 후퇴 단계 및 제품 냉각 단계에서는 열선으로 공급되는 전원을 차단하는 것이 바람직하다.

도 3에는 도시되어 있지 않지만, 성형 제품의 내부는 뜨거운 공기로 가득 차 있다. 따라서 뜨거운 공기를 외부로 배출하는 과정이 필요하다. 이를 위해 성형 제품 내부로 차가운 공기를 불어넣는 동시에 내부에 가득 차 있는 뜨거운 공기를 외부로 배출한다. 즉, 성형 제품의 일측에서는 차가운 공기를 성형 제품 내부로 불어넣는 동시에 성형 제품의 타측에서는 뜨거운 공기를 배출하는 과정을 수행한다. 물론 성형 제품으로 차가운 공기를 불어넣는 공정과 뜨거운 공기를 배출하는 공정 중 하나의 공정만을 수행할 수 있다.

마지막으로 냉각된 제품을 취출한다.

이와 같이 본 발명은 열선이 포함된 작동 코어를 이용하여 굴곡이 심한 제품을 자유롭게 제조할 수 있게 된다.

도 3은 작동 코어가 우측 금형의 중앙에 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 작동 코어는 우측 금형의 중앙뿐만 아니라 상측 또는 하측에 위치할 수 있다.

또한 도 3에 의하면, 작동 코어의 위치는 좌측 금형의 형상에 의해 변경된다. 즉, 작동 코어의 위치는 좌측 금형에서 상대적으로 가장 깊게 파인 부분과 대응되는 부분에 위치한다. 도 3의 도시된 좌측 금형은 중앙 부분이 가장 깊게 파여 있으므로, 작동 코어는 이에 대응되는 위치인 우측 금형의 중앙 부분에 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 도 3은 하나의 작동 코어만을 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 적어도 두 개의 작동 코어를 이용하여 패리슨을 성형할 수 있다.

도 4는 일반적인 블로워 성형공정으로 제품을 생산하는 과정과 본 발명에서 제안하는 작동코어를 이용한 블로워 성형공정으로 제품을 생산하는 과정을 도시한 도면이다.

도 4에 도시되어 있는 바와 같이 일반적인 블로워 성형공정(a)을 이용하여 에어덕트를 생산하기 위해서는 4개의 부품을 제조하여야 하지만, 본 발명에서 제안하는 작동코어를 이용한 블로워 성형공정(b)을 통해서는 2개의 부품만을 제조하면 된다. 이와 같이 열선이 내장되어 있는 작동코어를 이용하여 성형 제품을 생산하는 경우, 부품의 개수가 줄어들게 되며, 금형 개수 역시 줄어든다는 단점이 있다. 즉, 급격한 굴곡이 많은 성형 제품을 생산하는 경우, 본 발명에서 제안하는 열선이 내장된 작동코어를 이용하면, 공정의 축소 및 금형 제작비가 감소된다.

본 발명은 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

200: 작동 코어 210: 메인 바디
220: 이동 부재 230: 열선

Claims (6)

1. 제1 금형;
   상기 제1 금형의 맞은편에 위치하는 제2 금형;
   상기 제1 금형과 제2 금형의 사이로 인입된 패리슨의 내부로 공기를 주입하는 공기 주입구;를 포함하고,
   상기 제1 금형 또는 제2 금형 중 어느 하나의 금형에 위치하며, 내부에 열선이 내장되어 있고, 외부로부터 전달받은 공기를 배출하여 패리슨을 냉각하기 위한 공기 배출공을 포함하는 작동 코어; 및
   상기 제1 금형과 제2 금형 중 상기 작동 코어를 내장하지 않는 금형에는 상기 제1 금형 및 제2 금형 사이의 공기를 흡입하는 공기 흡입구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블로워 성형을 위한 금형.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 작동 코어는 이동 부재와, 상기 이동 부재의 종단에 형성된 메인 바디를 포함하되,
   상기 열선과 상기 공기 배출공은 상기 메인 바디에 형성된 것을 특징으로 하는 블로워 성형을 위한 금형.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 이동 부재의 내부에는 외부에서 공급된 공기를 상기 메인 바디의 공기 배출공으로 공급하는 공기 이동로가 형성되는 것을 특징으로 하는 블로워 성형을 위한 금형.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 이동 부재의 내부에는 상기 메인 바디의 상기 열선으로 전원을 공급하기 위한 케이블이 형성되는 것을 특징으로 하는 블로워 성형을 위한 금형.
   
5. 제1 금형과 제2 금형 사이에 패리슨을 인입하는 단계;
   상기 제1 금형에 형성된 공기 흡입구를 통해 상기 제1 금형 및 상기 제2 금형 사이의 공기를 흡입하여 패리슨이 공기가 흡입되는 방향으로 휘어지게 하는 단계;
   상기 패리슨 내부와 연결된 공기 주입구를 통해 상기 패리슨 내부로 공기를 주입하는 단계;
   상기 제2 금형에 형성된 작동 코어의 열선을 통해 상기 패리슨을 가열하면서 상기 작동 코어를 상기 제1 금형과 상기 제2 금형 사이의 공간으로 인입시키는 단계;
   상기 작동 코어의 공기 배출공을 통해 외부로부터 공급받은 공기를 배출하여 패리슨이 냉각되도록 하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 작동 코어를 이용한 블로워 성형 방법.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 작동 코어는 이동 부재와, 상기 이동 부재의 종단에 형성된 메인 바디를 포함하고,
   상기 공기 배출공을 통해 배출되는 공기는 상기 이동 부재 내부에 형성된 공기 이동로를 통해 공급되는 것을 특징으로 하는 작동 코어를 이용한 블로워 성형 방법.

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