KR101448615B1 - 금형 - Google Patents

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KR101448615B1
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송남천
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Abstract

금형이 개시된다. 본 발명의 일실시예의 금형은 성형공간을 둘러싸도록 형성된 복수의 성형판; 및 상기 성형판 중 적어도 어느 일부에 복수의 슬릿으로 관통되어 형성된 스팀 공급 슬릿;을 포함한다. 따라서, 제조가 용이할 뿐만 아니라, 강성이 강한 재질의 판재를 사용할 수 있어 내구성이 증대된다는 장점이 있다.

Description

금형{mold}
본 발명은 금형에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 알갱이 형태의 EPP, EPS등 재질의 소재에 열을 가해서 성형하는 용도로 사용되는 금형에 관한 것이다.
포장재 등을 성형하기 위해서 발포 폴리 프로필렌(Expanded Poly Propylene, 이하, 'EPP') 혹은 발포 폴리 스틸렌(Expanded Poly Styrene, 이하 'EPS') 등의 재질이 최근들어 많이 사용되고 있다. 이러한 EPP, 혹은 EPS 재질을 사용하여 성형하는 방법은 금형 틀 내에 원료 알갱이들을 주입하고, 고온의 수증기를 주입하여 모양을 성형한 후 냉각 및 금형과 성형된 제품을 분리하는 것이다.
따라서, 금형에는 스팀을 공급할 수 있는 스팀공급홀이 형성되어야 하며, 성형공간에 알갱이 형태의 원재료를 공급하는 피더(feeder) 및 성형된 제품을 분리하는 이젝트핀(eject pin) 등이 설치되어야 한다.
종래에는 이러한 금형을 알루미늄 블록을 절삭하고, 복수개의 미세 스팀홀이 형성된 스팀캡을 끼울 수 있는 스팀캡 장착공을 성형면의 전체에 걸쳐서 형성하였다. 즉, 스팀캡 장착공의 내주면에 나사산을 형성하고, 스팀캡의 외주면에 나사산을 형성하여, 이들을 일일이 나사 결합하였다. 이와 같은 스팀캡을 장착하고, 피더 및 이젝트핀이 안정적인 구동이 되도록 하기 위해서는 금형이 일정정도 두께 이상이 되어야 했다.
그 결과, 철에 비해 비중이 낮아 큰 부피을 차지하더라도 구동에 큰 무리가 없는 알루미늄 블록이 금형으로 많이 사용되었다. 그러나, 알루미늄 자체가 강성이 약해 반복 사용시 쉽게 노화되어 금형의 라이프사이클이 짧다는 문제점이 있다. 또한, 금형 제작시에도 알루미늄 블록의 절삭에 소요되는 시간 및 일일이 스팀캡 및 장착공에 나사산을 형성하는 공정, 스팀캡을 돌려서 장착하는 공정 등 많은 시간과 노력이 소요된다는 단점도 있다.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 내구성 및 라이프사이클이 길며, 제작이 용이한 금형을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 성형공간을 둘러싸도록 형성된 복수의 성형판; 및 상기 성형판 중 적어도 어느 일부에 복수의 슬릿으로 관통되어 형성된 스팀 공급 슬릿;을 포함하는 것을 특징으로 하는 금형을 제공한다.
여기서, 인접한 상기 슬릿은 서로 어긋나도록 배치된 것이 바람직하다.
또한, 인접한 복수의 상기 슬릿을 가로지로도록, 상기 성형판의 상기 성형공간을 바라보는 성형면 반대면(이하, '배면')에 고정되는 슬릿 지지부재;를 더 포함하는 것이 효과적이다.
상기 성형판에는 이젝트핀이 삽입된 이젝트핀 삽입공이 관통되어 형성되며, 상기 이젝트핀 삽입공이 형성된 상기 성형판의 상기 배면에 고정된 이젝트핀 가이드 블록;을 더 포함한다.
상기 이젝트핀 가이드 블록에는 상기 이젝트핀의 헤드가 안착되는 이젝트핀 헤드 안착부가 요입되어 형성된다.
2개의 상기 성형판이 만나는 모서리의 상기 배면에는 상기 모서리를 형성하는 상기 성형판에 걸쳐서 고정되는 모서리 지지부재;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 모서리 지지부재는, 2개의 상기 성형판 중 일 상기 배면에 고정되는 제 1 모서리 지지부재; 및 상기 성형판 중 나머지 상기 배면에 고정되는 제 2 모서리 지지부재;를 포함하고, 상기 제 1 모서리 지지부재 및 상기 제 2 모서리 지지부재는 서로 볼트 고정된다.
한편, 상기 모서리 지지부재는, 2개의 상기 성형판 중 일 상기 성형판의 끝단이 안착되는 제 1 끝단 안착부; 및 상기 성형판 중 나머지 상기 성형판의 끝단이 안착되는 제 2 끝단 안착부; 및 상기 성형공간에 드러나도록 형성된 성형부;를 포함할 수도 있다.
여기서, 상기 제 1 끝단 안착부 및 상기 제 2 끝단 안착부는 상기 성형부로부터 상기 성형판의 두께만큼 단이져 형성된다.
또한, 상기 성형판의 상기 성형공간을 향하는 면에 장착되는 성형블록;을 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 성형판의 상기 성형블록이 결합되는 부위에 성형블록 관통공이 형성되며, 상기 성형블록은 상기 성형블록 관통공에 삽입되어 고정된다.
성기 성형블록에는, 상기 성형블록 관통공을 형성하는 상기 성형판의 끝단이 안착되는 안착부가 형성된다.
여기서, 상기 성형판은 스테인레스 스틸로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 성형판은 두께가 1~4mm 인 것이 효과적이다.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.
먼저, 판재를 이용하여 금형을 형성하고, 스팀을 공급하기 위한 스팀 공급 슬릿을 형성함으로써, 제조가 용이하다.
또한, 판재를 사용함으로써, 강성이 강한 재질의 판재를 사용할 수 있어 내구성이 증대된다는 장점이 있다.
그리고, 슬릿 지지부재를 구비함으로써, 슬릿 사이의 스트립의 강성을 증대시킬 수 있다.
또한, 슬릿이 서로 어긋나도록 배치함으로써, 슬릿 사이의 강성을 증대할 수 있을 뿐만 아니라, 스팀을 보다 균일하게 공급할 수 있다.
이젝트핀 가이드 블록을 구비함으로써, 성형판이 얇게 형성되어도 이젝트 핀이 일정하게 이동할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 이젝트핀과 성형판의 간섭을 방지할 수 있다.
모서리 지지부재를 구비함으로써, 성형판의 모서리가 벌어지는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 모서리에 판재로 형성하기 힘든 곡면 등을 형성할 수 있다.
또한, 성형블록을 구비함으로서, 판재로 구현하기 힘든 모양을 쉽게 구현할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예의 금형의 사시도
도 2는 도 1의 Ⅱ부분의 확대 평면도
도 3은 도 2의 변형예를 도시한 평면도
도 4는 도 1의 이젝트 핀이 장착된 부위의 단면도
도 5는 도 4의 분리 단면도
도 6은 도 1의 Ⅵ 부분의 평면도
도 7은 도 6의 모서리 부분의 변형예를 도시한 평면도
도 8은 도 7의 모서리 지지부재의 평면도
도 9는 도 1의 성형블록이 장착된 부위의 분리 사시도
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예의 금형의 사시도이다.
본 발명의 일실시예의 금형은 성형공간(101)을 둘러싸도록 형성된 복수의 성형판(102)과, 상기 성형판(102) 중 적어도 어느 일부에 복수의 슬릿으로 관통되어 형성된 스팀 공급 슬릿(105)를 포함한다.
도 1에서는 암금형 또는 수금형 중 어느 하나만을 도시하였으나, 맞물리는 타 금형이 존재하며, 유사한 형태로 형성될 수 있으므로, 이에 대한 자세한 설명을 생략한다. 본 발명에 사용되는 금형은 종래기술에 기술한 바와 같이, 포장재 등을 성형하기 위해서 발포 폴리 프로필렌(Expanded Poly Propylene, 이하, 'EPP') 혹은 발포 폴리 스틸렌(Expanded Poly Styrene, 이하 'EPS') 등의 알갱이 형태의 재질을 성형하기 위한 금형이다.
성형판(102)은 성형공간(101)을 형성하기 위해 하판(104)과 하판의 모서리에 설치된 측판(103)들로 구성된다. 성형판(102)는 스테인레스 스틸 재질로 형성되며, 두께는 1~4mm의 두께로 형성된다. 스테인레스 스틸재질은 강성이 알루미늄에 비해 훨씬 높을 뿐만 아니라, 부식의 우려도 없어, 스팀이 공급되어 성형하는 용도의 금형에 적합하다. 또한, 수많은 시행착오의 결과, 1mm 미만의 두께의 경우 금형으로서의 원하는 강성을 얻기 힘들었고, 4mm 이상의 경우 후술하는 레이저 가공으로 슬릿을 형성하는 경우 표면이 매끄럽지 못하여, 가공품의 품질이 떨어진다는 단점이 있었다.
종래의 알루미늄의 경우 대부분 9mm-18mm 정도의 두께를 가지고 있었으나, 본 발명의 성형판은 1~4mm 정도 두께의 스테인레스 스틸 재질을 사용하여, 무게를 절감하였을 뿐만 아니라, 강성이 종래의 알루미늄에 비해서 훨씬 증대되었다.
스팀공급 슬릿은 레이저 가공으로 성형한다. 따라서, 폭이 얇고 길이가 긴 슬릿으로 형성되어, 원재료가 빠져나가는 것을 방지할 뿐만 아니라, 성형품의 표면도 종래에 비해서 양호하다는 장점도 있다. 스팀공급 슬릿의 폭은 스팀이 통과할 수 있는 한 최대로 얇은 것이 더 바람직하며, 공업용 레이저가 한 번의 패스로 관통할 수 있는 정도로 충분하다.
상기와 같이, 성형판에 스팀공급 슬릿을 다수 형성함으로써, 종래와 같이, 스팀캡 삽입공을 형성하는 공정을 생략할 수 있으며, 별도의 스팀캡을 장착하는 공정도 생략할 수 있어, 금형 제작 비용을 현저히 줄일 수 있다.
도 2는 도 1의 Ⅱ부분의 확대 평면도, 도 3은 도 2의 변형예를 도시한 평면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 복수개의 상기 스팀공급 슬릿은 나란히 배치되며, 상기 성형판의 성형공간(101)을 바라보는 성형면 반대면(이하, '배면')에 고정되는 슬릿 지지부재(130)를 더 포함한다. 슬릿 지지부재(130)는 스팀공급 슬릿(105) 사이에 형성된 스트립(107)의 강성을 증대시켜 주는 역할을 한다.
도 3은 도 2의 변형예를 도시한 것으로서, 인접한 스팀공급 슬릿(105)이 서로 어긋나도록 배치된 것을 특징으로 한다. 즉, 도 2는 스팀공급 슬릿(105)이 서로 나라히 배치된 것에 반해, 도 3의 스팀공급 슬릿(015)은 서로 일부만 겹쳐지도록 어긋나게 배치된다. 스팀공급 슬릿(105)을 이와 같이 서로 어긋나도록 배치함으로써, 슬릿 사이에 형성된 스트립(107)의 강성을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 스팀도 균일하게 공급되도록 할 수 있다는 장점도 있다.
도 4는 도 1의 이젝트 핀이 장착된 부위의 단면도, 도 5는 도 4의 분리 단면도이다.
종래기술에 기술한 바와 같이, 성형 후 제품을 금형과 분리하기 위한 이젝트핀이 암금형 혹은 수금형에 설치된다. 도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예의 이젝트핀이 장착된 부위를 도시한 것이다.
본 발명의 금형의 상기 성형판(102)에는 이젝트핀(110)이 삽입된 이젝트핀 삽입공(107)이 관통되어 형성되며, 상기 이젝트핀 삽입공(107)이 형성된 상기 성형판(102)의 상기 배면에 고정된 이젝트핀 가이드 블록(120)을 포함한다.
상기 이젝트핀 가이드 블록(120)은 이젝트핀 삽입공(107)에 끼워지는 삽입부(121)와, 이젝트핀을 가이드 하도록 가이드 공(123)이 형성된 가이드부(124)를 포함한다. 삽입부(121)에는 상기 이젝트핀(110)의 헤드가 안착되는 이젝트핀 헤드 안착부(122)가 요입되어 형성된다.
상기와 같이, 이젝트핀 가이드 블록(120)이 형성됨으로써, 성형판(102)의 뚜께가 얇아도, 이젝트핀(110)이 일정한 방향으로 구동될 수 있으며, 이젝트핀(110)이 성형판(102)과 충돌하여, 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이젝트핀 헤드 안착부(121)로 인해서, 이젝트핀(110)이 안착된 상태로 성형을 하여도 성형물의 표면에 흔적이 남지 않는다.
도 6은 도 1의 Ⅵ 부분의 평면도이다.
본 발명의 일실시예의 금형은, 2개의 상기 성형판(102)이 만나는 모서리의 상기 배면에 상기 모서리(108)를 형성하는 상기 성형판에 걸쳐서 고정되는 모서리 지지부재(140)를 더 포함한다.
상기 모서리 지지부재(140)는, 2개의 상기 성형판 중 일 상기 배면에 고정되는 제 1 모서리 지지부재(141)와, 상기 성형판 중 나머지 상기 배면에 고정되는 제 2 모서리 지지부재(142)를 포함하고, 상기 제 1 모서리 지지부재(141) 및 상기 제 2 모서리 지지부재(142)는 서로 볼트(143) 고정된다.
이와 같이 형성됨으로써, 모서리 부분이 벌어지는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 도 6의 모서리 부분의 변형예를 도시한 평면도, 도 8은 도 7의 모서리 지지부재의 평면도이다.
도 7 및 도 8에 도시된 모서리 지지부재(150)는, 2개의 상기 성형판 중 일 상기 성형판의 끝단이 안착되는 제 1 끝단 안착부(151)와, 상기 성형판 중 나머지 상기 성형판의 끝단이 안착되는 제 2 끝단 안착부(152)와, 상기 성형공간에 드러나도록 형성된 성형부(153)을 포함한다. 상기 제 1 끝단 안착부(151) 및 상기 제 2 끝단 안착부(152)는 상기 성형부로(153)부터 상기 성형판(102)의 두께만큼 단이져 형성된다.
모서리가 복잡한 모양이거나, 판재인 성형판으로 구현하기 어려운 곡면으로 형성된 경우, 이와 같이 별도의 블록 형상의 모서리 지지부재(150)를 구비함으로써, 구현할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 성형면의 일부에 판재로 구현하기 힘든 모양을 구현하기 위해서, 상기 성형판(102)의 상기 성형공간을 향하는 면에 장착되는 성형블록(160)이 설치된다. 이는 강성이 강한 판재를 도 1의 성형블록(160)의 모양과 같이 성형하기 어려운 점이 있으므로, 이러한 부분은 별도의 성형블록을 부착함으로써, 해소할 수 있다.
도 9는 도 1의 성형블록이 장착된 부위의 분리 사시도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 성형판(102)의 상기 성형블록(160)이 결합되는 부위에 성형블록 관통공(109)이 형성되며, 상기 성형블록(160)은 상기 성형블록 관통공에 삽입되어 고정된다.
성형블록(160)은 모양을 형성하도록 돌출된 성형 돌출부(161)와, 성형 돌출부(161)와 일체로 형성되며, 성형판(102)의 배면에 고정되는 고정부(162)를 포함한다. 또한, 성형블록(160)에는 상기 성형블록 관통공을 형성하는 상기 성형판의 끝단이 안착되는 안착부(163)가 형성된다. 도 9에서는 안착부(163)가 성형판의 두께만큼 성형 돌출부(161)와 고정부(162) 사이에 형성된다. 성형부의 재질은 알루미늄 혹은 황동으로 형성될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
101: 성형공간 102: 성형판
105: 스팀 공급 슬릿 130: 슬릿 지지부재
110: 이젝트핀 107: 이젝트핀 삽입공
120: 이젝트핀 가이드 블록 122: 이젝트핀 헤드 안착부
140, 150: 모서리 지지부재 141: 제 1 모서리 지지부재
142: 제 2 모서리 지지부재 143: 볼트
151: 제 1 끝단 안착부 152: 제 2 끝단 안착부
153: 성형부 160: 성형블록
109: 성형블록 관통공 163: 안착부

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 성형공간을 둘러싸도록 형성된 복수의 성형판;
    상기 성형판 중 적어도 어느 일부에 복수의 슬릿으로 관통되어 형성된 스팀 공급 슬릿; 및
    인접한 복수의 상기 슬릿을 가로지로도록, 상기 성형판의 상기 성형공간을 바라보는 성형면 반대면(이하, '배면')에 고정되는 슬릿 지지부재;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금형.
  4. 성형공간을 둘러싸도록 형성된 복수의 성형판; 및
    상기 성형판 중 적어도 어느 일부에 복수의 슬릿으로 관통되어 형성된 스팀 공급 슬릿;
    을 포함하고,
    상기 성형판에는 이젝트핀이 삽입된 이젝트핀 삽입공이 관통되어 형성되며,
    상기 이젝트핀 삽입공이 형성된 상기 성형판의 배면에 고정된 이젝트핀 가이드 블록;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금형.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 이젝트핀 가이드 블록에는 상기 이젝트핀의 헤드가 안착되는 이젝트핀 헤드 안착부가 요입되어 형성된 것을 특징으로 하는 금형.
  6. 성형공간을 둘러싸도록 형성된 복수의 성형판;
    상기 성형판 중 적어도 어느 일부에 복수의 슬릿으로 관통되어 형성된 스팀 공급 슬릿;
    2개의 상기 성형판이 만나는 모서리의 상기 성형판의 배면(상기 성형판의 상기 성형공간을 바라보는 성형면 반대면)에는 상기 모서리를 형성하는 상기 성형판에 걸쳐서 고정되는 모서리 지지부재;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금형.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 모서리 지지부재는,
    2개의 상기 성형판 중 일 상기 배면에 고정되는 제 1 모서리 지지부재; 및
    상기 성형판 중 나머지 상기 배면에 고정되는 제 2 모서리 지지부재;
    를 포함하고,
    상기 제 1 모서리 지지부재 및 상기 제 2 모서리 지지부재는 서로 볼트 고정되는 것을 특징으로 하는 금형.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 모서리 지지부재는,
    2개의 상기 성형판 중 일 상기 성형판의 끝단이 안착되는 제 1 끝단 안착부;
    상기 성형판 중 나머지 상기 성형판의 끝단이 안착되는 제 2 끝단 안착부; 및
    상기 성형공간에 드러나도록 형성된 성형부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 금형.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 끝단 안착부 및 상기 제 2 끝단 안착부는 상기 성형부로부터 상기 성형판의 두께만큼 단이져 형성된 것을 특징으로 하는 금형.
  10. 성형공간을 둘러싸도록 형성된 복수의 성형판;
    상기 성형판 중 적어도 어느 일부에 복수의 슬릿으로 관통되어 형성된 스팀 공급 슬릿; 및
    상기 성형판의 상기 성형공간을 향하는 면에 장착되는 성형블록;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금형.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 성형판의 상기 성형블록이 결합되는 부위에 성형블록 관통공이 형성되며,
    상기 성형블록은 상기 성형블록 관통공에 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 하는 금형.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 성형블록에는, 상기 성형블록 관통공을 형성하는 상기 성형판의 끝단이 안착되는 안착부가 형성된 것을 특징으로 하는 금형.
  13. 제 3 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    인접한 상기 슬릿은 서로 어긋나도록 배치된 것을 특징으로 하는 금형.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 성형판은 스테인레스 스틸로 형성되며, 두께가 1~4mm 인 것을 특징으로 하는 금형.
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