KR101572130B1 - Local heating unit and apparatus that heats various and wide area uniformly for forming panel - Google Patents
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Abstract
본 발명은 판재 성형을 위해 다양한 형태를 균일하게 가열할 수 있는 국부적 가열 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소재의 전체는 아니지만 비교적 넓은 영역을 가열하게 될 때에 넓은 영역을 균일하게 가열하는 동시에 빠르게 가열하는 판재 성형을 위해 다양한 형태를 균일하게 가열할 수 있는 국부적 가열 장치 및 방법에 관한 것이다. 또한 필요에 따라 가열형상을 유동적으로 변화시켜서 가열할 수 있는 가열장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 포물형 반사판을 이용하여 반사판의 중심을 기준으로 양 옆으로 균일하게 가열이 되는 부분까지만 이용하여 반사판 끝 부분을 제거하고, 이 형상을 연결하여 가열이 필요한 영역만큼 연장하고, 연결된 각 반사판의 초점에 가열램프를 두어 가열이 필요한 만큼의 넓은 영역을 균일하게 가열할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a local heating apparatus and method capable of uniformly heating various shapes for plate material formation, and more particularly to a local heating apparatus and method for uniformly heating a large area when a relatively large area is heated And more particularly, to a local heating apparatus and method capable of uniformly heating various shapes for rapid heating of a plate material. And a heating device and a heating method which can heat the heating shape by changing the heating shape as needed. According to the present invention, a parabolic reflector is used to remove only the portion of the reflector that is uniformly heated on both sides of the center of the reflector to remove the end of the reflector, It is possible to uniformly heat a large area as much as necessary by placing a heating lamp at the focal point of each reflector.
Description
본 발명은 판재 성형을 위해 다양한 형태를 균일하게 가열할 수 있는 국부적 가열 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소재의 전체는 아니지만 비교적 넓은 영역을 가열하게 될 때에 넓은 영역을 균일하게 가열하는 동시에 빠르게 가열하는 판재 성형을 위해 다양한 형태를 균일하게 가열할 수 있는 국부적 가열 장치 및 방법에 관한 것이다. 또한 필요에 따라 가열형상을 유동적으로 변화시켜서 가열할 수 있는 가열장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a local heating apparatus and method capable of uniformly heating various shapes for plate material formation, and more particularly to a local heating apparatus and method for uniformly heating a large area when a relatively large area is heated And more particularly, to a local heating apparatus and method capable of uniformly heating various shapes for rapid heating of a plate material. And a heating device and a heating method which can heat the heating shape by changing the heating shape as needed.
환경 및 자원문제가 중요해 짐에 따라 산업 전반적으로 생산되는 제품의 안전성과 에너지효율성을 강조하고 있다. 그리하여, 여러 분야에 있어 기존의 철강보다 더 강한 (초)고장력강의 수요가 늘고 있을 뿐 아니라, 저비중 고강도 합금인 마그네슘 합금, 티타늄 합금 등에 대한 수요도 꾸준하게 늘고 있다.As environmental and resource issues become more important, the emphasis is on the safety and energy efficiency of products produced throughout the industry. As a result, demand for stronger (higher) tensile strength steels is increasing in many fields, and demand for magnesium alloys and titanium alloys such as low specific gravity high strength steels is steadily increasing.
그러나, 이들 소재는 상온에서 성형성이 매우 낮을 뿐 아니라 성형후에 스프링백이 매우 크게 발생하여 냉간성형 공정에 제한이 있다. 그리하여 이들 소재의 성형성을 향상시키고, 성형 후 스프링백을 줄이기 위하여 소재를 가열하여 성형하는 방법에 대한 연구가 활발히 진행중에 있다. 거의 대부분의 소재는 일반적으로 온도가 상승함에 따라 성형성이 증가하며 스프링백이 감소하는 것으로 알려져 있다.However, these materials are not only very low in moldability at room temperature, but also have a very large springback after molding, which limits the cold forming process. In order to improve the moldability of these materials and to reduce the springback after molding, researches on methods of heating and molding the materials are actively underway. Almost all materials are generally known to have increased moldability and lower springback as the temperature rises.
일본 공개특허공보 제2001-105029호에는 금형의 내부에 히터를 삽입하여 금형의 온도를 상승시켜 전도를 통하여 소재의 온도를 상승시켜 성형성을 향상시키는 공정을 개시하고 있다. 이 특허의 경우는 소재뿐 아니라 금형의 온도를 상승시켜야 하기 때문에 불필요한 에너지가 들어간다는 단점이 있다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-105029 discloses a process for increasing the temperature of a mold by inserting a heater into the inside of the mold to raise the temperature of the material through conduction to improve moldability. This patent has a disadvantage in that unnecessary energy is included because the temperature of the mold must be raised as well as the material.
한편, 일본 공개특허공보 제2003-311331호에는 좁은 영역에 에너지를 집속 가열하여 열응력을 이용하여 성형하는 기술에 대해 소개하고 있다. 이 특허는 빛 에너지를 좁은 영역에 집광하여 가열하지만 실제 제품을 성형할 때는 드로잉(drawing) 등의 역학적 원리로 넓은 영역에서 소성변형이 일어나는 경우가 많다. 따라서 넓은 영역을 가열할 수 있는 가열장치 및 방법이 필요하다. 자동차의 헤드라이트 등에 많이 사용되는 포물형 반사판을 이용할 경우 포물형 반사판의 초점에 가열램프를 위치시키면 가열램프에서 방사된 빛에너지는 포물형 반사판에 의하여 넓은 영역으로 분산된다.On the other hand, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 2003-311331 discloses a technique of condensing energy by heating energy in a narrow region and molding it using thermal stress. This patent concentrates the light energy in a narrow area and heats it. However, when forming an actual product, plastic deformation occurs in a wide area due to the mechanical principle such as drawing. Therefore, there is a need for a heating device and a method capable of heating a large area. When a parabolic reflector is used for headlights of automobiles, if the heating lamp is placed at the focus of the parabolic reflector, the light energy emitted from the heating lamp is dispersed to a wide area by the parabolic reflector.
도 1은 일반적인 타원형 단면을 가지는 반사판으로 가열하였을 때의 온도분 포를 나타내는 단면도로서, 포물형 반사판(10)의 가열에 따른 온도분포를 살펴보면, 포물형 반사판(10)을 이용하여 그 초점에 가열램프(20)를 두고 소재(30)를 가열시 균일하게 가열되지 못하고, 과도영역(A)이 생기는 것을 알 수 있다. 또한 포물형 반사판 1개만을 사용하면 더 넓은 영역은 가열하지 못한다.FIG. 1 is a cross-sectional view showing a temperature distribution when heated by a reflector having a general elliptical cross-section. The temperature distribution according to the heating of the
즉, 포물형 반사판은 넓은 영역을 가열할 수 있지만 반사판의 넓이만큼 균일하게 가열되는 것이 아니라, 도 1에서와 같이 가열의 과도영역이 포함된다. 또한 포물형 반사판의 입구보다 넓은 영역을 가열해야 할 필요가 있을 때는 적용을 할 수 없다. 이에 필요한 만큼 넓은 영역을 균일하게 가열할 수 있는 가열장치 및 방법이 필요하다. 또한 필요에 따라 가열형상을 다르게 하여 가열할 수 있는 가열장치 및 방법이 필요하다.That is, the parabolic reflector can heat a large area, but is not uniformly heated as much as the width of the reflector, but includes a transitional area of heating as in FIG. It can not be applied when it is necessary to heat a wider area than the entrance of the parabolic reflector. There is a need for a heating apparatus and method capable of uniformly heating a large area as necessary. There is also a need for a heating device and a method that can heat by varying the heating configuration as needed.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 가열이 필요한 패널 성형 공정에서, 가열이 필요한 영역만큼 포물형 반사판 다수개가 직선 방향이나 원주 방향으로 단면이 연장되어 넓은 영역을 가열할 수 있도록 한 판재 성형을 위해 다양한 형태를 균일하게 가열할 수 있는 국부적 가열 장치 및 방법을 제공함을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been devised to solve such problems, and it is an object of the present invention to provide a parabolic reflector in which a large number of parabolic reflectors extend in a straight line direction or in a circumferential direction, It is an object of the present invention to provide a local heating apparatus and method capable of uniformly heating various shapes for plate material molding.
또한, 본 발명은 가열장치를 이용하여 소재의 양면에서 엇갈리게 배치하여 과도영역을 보완하는 동시에 가열속도를 향상시킬 수 있도록 한 판재 성형을 위해 다양한 형태를 균일하게 가열할 수 있는 국부적 가열 장치 및 방법을 제공함을 목적으로 한다.In addition, the present invention provides a local heating apparatus and method capable of uniformly heating various shapes for forming a plate material so as to improve the heating rate while compensating the transient region by staggering the two surfaces of the material using a heating device The purpose is to provide.
또한, 본 발명은 가열영역의 형상이 사각형, 원형, 혹은 사각형과 원형의 결합 형태일 때도 가열할 수 있도록 한 판재 성형을 위해 다양한 형태를 균일하게 가열할 수 있는 국부적 가열 장치 및 방법을 제공함을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a local heating apparatus and method capable of uniformly heating various shapes for heating a plate material to be heated even when the shape of the heating region is rectangular, circular, or a combination of a square and a circle .
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 판재 성형을 위해 다양한 형태를 균일하게 가열할 수 있는 국부적 가열 장치의 일 측면에 따르면, 소재의 국부적 성형을 위하여 특정영역을 기설정된 온도까지 가열시키기 위한 가열램프; 및 포물형 단면을 가지는 형상으로, 상기 가열램프에서 방사되는 빛에너지를 반사시켜 상기 소재의 특정영역을 국부적으로 가열하는 경우 상기 소재의 특정영역에서 균일하게 가열되지 못하는 과도영역을 발생시키는 상기 포물형 형상의 양쪽 끝 부분이 제거된 형상을 갖는 포물형 반사판을 포함하고, 상기 포물형 형상의 양쪽 끝 부분이 제거된 형상을 갖는 포물형 반사판은 다수개가 연속적으로 연장되어 상기 포물형 반사판의 각 초점에 위치한 상기 가열램프에서 방사되는 빛에너지를 반사시켜 상기 소재의 가열이 필요한 만큼의 영역만을 균일하게 가열하며, 상기 포물형 반사판의 양쪽 끝 부분의 제거는, 상기 포물형 반사판의 가열에 따라 가열되는 소재의 온도분포 데이터를 체크하여, 가열시 균일하게 가열되지 못하는 과도영역을 파악하고, 상기 과도영역의 시작 지점에 해당하는 상기 포물형 반사판의 지점을 절단하여 잘라내도록 구성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a local heating apparatus capable of uniformly heating various shapes to form a sheet material according to the present invention, lamp; And a parabolic shaped cross section that reflects the light energy emitted by the heating lamp and locally heats a specific region of the material to generate a transient region that is not uniformly heated in a particular region of the material, And a parabolic reflector having a shape in which both ends of the shape are removed, wherein a plurality of parabolic reflectors having a shape in which both ends of the parabolic shape are removed are continuously extended, Wherein the parabolic reflector is provided with a plurality of parabolic reflector plates arranged in parallel to each other to reflect light energy radiated from the heating lamps, It checks the temperature distribution data of the heating zone, recognizes the transient region which can not be heated uniformly during heating, It is configured to cut by cutting the point of the parabolic reflector, which group corresponds to the starting point of the transition zone.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 판재 성형을 위해 다양한 형태를 균일하게 가열할 수 있는 국부적 가열 방법의 일 측면에 따르면, (a) 소재의 성형부에서 균일한 온도로 가열되지 못하는 과도영역을 발생시키는 포물형 단면을 갖는 포물형 형상의 양쪽 끝 부분이 제거된 형상의 포물형 반사판 다수개가 직선 방향이나 원주 방향으로 단면이 연장되어 상기 포물형 반사판의 각 초점에 위치한 가열램프에서 방사되는 빛에너지를 반사시켜 상기 소재의 성형부를 균일하게 가열하는 가열장치의 가열영역 위치로 상기 소재의 성형부를 이송하는 단계; (b) 상기 가열장치의 가열영역 위치로 이송된 상기 소재의 성형부를 상기 포물형 반사판의 각 초점에 위치한 가열램프를 이용하여 설정온도까지 균일하게 가열하는 단계; (c) 상기 성형부가 균일하게 가열된 소재를 프레스 금형의 하형으로 투입하는 단계; 및 (d) 상기 프레스 금형의 하형으로 투입된 상기 소재의 성형부를 소정의 형상으로 성형하는 단계를 포함하고, 상기 포물형 반사판의 양쪽 끝 부분의 제거는, 상기 포물형 반사판의 가열에 따라 가열되는 소재의 온도분포 데이터를 체크하여, 가열시 균일하게 가열되지 못하는 과도영역을 파악하고, 상기 과도영역의 시작 지점에 해당하는 상기 포물형 반사판의 지점을 절단하여 잘라내도록 구성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a local heating method capable of uniformly heating various shapes to form a sheet material according to the present invention. The method includes the steps of: (a) A plurality of parabolic reflection plates having a shape in which both ends of a parabolic shape having a parabolic cross section for removing light are generated are extended and a cross section is extended in a circumferential direction so that light radiated from a heating lamp located at each focal point of the parabolic reflector Transferring the forming portion of the material to a heating region position of a heating device for uniformly heating the forming portion of the material by reflecting energy; (b) uniformly heating the molding portion of the material transferred to the heating region position of the heating device to a set temperature using a heating lamp located at each focal point of the parabolic reflector; (c) injecting a uniformly heated material into the lower mold of the press mold; And (d) shaping the molding portion of the work material, which has been introduced into the lower mold of the press die, into a predetermined shape, wherein the removal of both ends of the parabolic reflector is performed by heating the material The temperature distribution data of the parabolic reflector is checked to grasp the transient region which can not be heated uniformly during heating and cut off the point of the parabolic reflector corresponding to the start point of the transient region.
본 발명에 의하면, 포물형 반사판을 이용하여 반사판의 중심을 기준으로 양 옆으로 균일하게 가열이 되는 부분까지만 이용하여 반사판 끝 부분을 제거하고, 이 형상을 가열이 필요한 영역만큼 직선 방향이나 원주 방향으로 연장하여 연장된 각 반사판의 초점에 가열램프를 두어 가열이 필요한 만큼의 넓은 영역을 균일하게 가열할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the parabolic reflector is used to remove only the portion of the reflector that is uniformly heated on both sides of the center of the reflector, thereby removing the end of the reflector. The shape of the reflector can be changed linearly or circumferentially There is an effect that a heating lamp can be placed at the focal point of each of the extending reflectors to uniformly heat a large area as much as necessary.
또한, 포물형 단면을 가지는 반사판을 직선 방향이나 원주 방향으로 연장하여 3차원 형상으로 제작하고, 이렇게 제작된 반사판을 조합하여 다양한 형상을 가열할 수 있는 효과가 있다.In addition, the reflector having a parabolic cross section is extended in a linear direction or a circumferential direction to produce a three-dimensional shape, and various shapes can be heated by combining the reflectors thus manufactured.
또한, 포물형 반사판을 엇갈리게 배치하여 과도영역을 보완하면서 가열 속도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the parabolic reflector is disposed in a staggered arrangement to improve the heating rate while complementing the transient region.
또한, 포물형 반사판의 반사면이 양극산화처리에 의한 표면처리로 반사율을 더욱 높일 수 있는 효과가 있다.Further, the reflection surface of the parabolic reflector has an effect of further increasing the reflectance by surface treatment by the anodic oxidation treatment.
또한, 포물형 반사판의 외면이 노출되도록 개방부를 형성하여 장치의 과열을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect that the opening portion is formed so that the outer surface of the parabolic reflector is exposed, thereby preventing overheating of the device.
또한, 가열장치를 가열램프, 포물형 반사판, 프레임, 연결봉, 램프 거치대 등으로 부품화시켜 휴대 및 조작이 간편하면서도 생산 및 조립이 쉽도록 할 수 있는 효과가 있다.In addition, the heating device is made into a component by a heating lamp, a parabolic reflector, a frame, a connecting rod, a lamp holder, etc., so that it is easy to carry and operate, and can be easily produced and assembled.
도 1은 일반적인 타원형 단면을 가지는 반사판으로 가열하였을 때의 온도분포를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가열의 과도영역을 만드는 타원형 반사판을 절단한 뒤 필요한 만큼 연결하여 넓은 영역을 균일하게 가열할 수 있는 장치의 일예를 나타내는 도면.
도 3은 도 2에서 연속적으로 연결된 절단된 타원형 반사판을 소재의 양쪽면에서 엇갈리게 배치하여 과도영역을 보완하여 균일하면서도 빠르게 가열할 수 있는 일예를 나타내는 도면.
도 4는 원형의 넓은 영역을 균일하게 가열할 수 있는 가열장치의 일예를 나타내는 도면.
도 5는 도 4의 가열장치를 이용하여 원형의 형상을 양쪽면에서 엇갈리게 가열하여 과도영역을 보완하면서 가열속도를 향상시킬 수 있는 일예를 나타내는 도면.
도 6은 도 2 내지 도 5의 사각형과 원형 모양을 가열할 수 있는 가열장치를 조합하여 사각형과 원형이 결합된 영역을 가열할 수 있는 가열장치의 일예를 나타내는 도면.
도 7은 도 6에서 제작된 가열장치를 소재의 양쪽면에서 엇갈리게 가열하여 과도영역 및 비연결부를 보완하여 균일하게 가열하면서 가열속도를 향상시킬 수 있는 일예를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 소재의 성형을 위한 국부적 균일 가열방법을 나타내는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view showing a temperature distribution when heated by a reflector having a generally elliptical cross section. FIG.
FIG. 2 is a view showing an example of a device capable of heating an elliptical reflector to form a transient region of heating according to an embodiment of the present invention, and connecting the reflector as necessary to uniformly heat a large area.
Fig. 3 is a view showing an example in which a cut elliptical reflector continuously connected in Fig. 2 is staggered on both sides of a work so as to complement the transitional area and can be uniformly and quickly heated.
4 is a view showing an example of a heating apparatus capable of uniformly heating a large area of a circle;
Fig. 5 is a view showing an example in which the heating speed can be improved while complementing the transient region by alternately heating the circular shape on both sides using the heating device of Fig. 4; Fig.
Fig. 6 is a view showing an example of a heating device capable of heating a region where a square and a circle are combined by combining a heating device capable of heating the quadrangle and the circular shape of Figs. 2 to 5;
Fig. 7 is a view showing an example in which the heating device manufactured in Fig. 6 can be heated while being uniformly heated by supplementing the transient region and the non-connecting portion by alternately heating the material on both sides of the material.
8 is a diagram illustrating a local uniform heating method for forming a blank according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조로 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.
하기에서는, 다양한 형상의 넓은 영역을 균일하게 가열할 수 있는 국부적 가열장치 및 국부적 가열장치를 이용한 패널 성형방법의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of a local heating apparatus and a panel forming method using a local heating apparatus capable of uniformly heating a wide region of various shapes will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가열의 과도영역을 만드는 타원형 반사판을 절단한 뒤 필요한 만큼 연결하여 넓은 영역을 균일하게 가열할 수 있는 장치의 일예를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2에서 연속적으로 연결된 절단된 타원형 반사판을 소재의 양쪽면에서 엇갈리게 배치하여 과도영역을 보완하여 균일하면서도 빠르게 가열할 수 있는 일예를 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a view showing an example of a device for cutting an elliptical reflector for forming a transient region of heating according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a view showing an example in which continuously cut and connected elliptical reflectors are arranged alternately on both sides of a workpiece to compensate the transient region to uniformly and rapidly heat.
도시된 바와 같이, 포물형 단면을 가지는 포물형 반사판에서 소재(30)를 균일하게 가열하는 절단된 타원의 영역만 사용하고, 포물형 반사판의 양 쪽 끝 부분 영역(B)은 절단한 뒤, 절단된 포물형 반사판(11)은 다수개가 직선 방향으로 단면이 연장되어 원하는 만큼 연결하여 사용할 수 있다. 이때 절단된 포물형 반사판(11)의 연결되는 개수는 제한이 없으며, 원하는 너비만큼 연장할 수 있다.As shown in the figure, in the parabolic reflector having the parabolic-shaped cross section, only the region of the cut ellipse which uniformly heats the
즉, 본 발명은 포물형 단면을 가지는 절단된 포물형 반사판(11)과 포물형의 초점에 가열램프(20)를 이용하여 제작된 가열장치로서, 포물형 단면을 가지는 절단된 포물형 반사판(11)을 이용하여 반사판의 중심을 기준으로 양 옆으로 균일하게 가열이 되는 부분까지만 이용하여, 소재(30)의 가열시 과도영역을 발생시키는 포물형 형상의 양쪽 끝 부분은 제거한 뒤, 이 동일한 형상을 가열이 필요한 영역만큼 다수개가 직선 방향으로 단면이 연장되어 각 반사판의 초점에 가열램프(20)를 두어 가열이 필요한 만큼의 넓은 영역을 가열할 수 있다.That is, the present invention is a heating apparatus manufactured by using a truncated
이를 이용하여, 가열이 필요한 만큼의 소재(30)의 넓은 영역을 균일하게 가열할 수 있다. 도 2에서의 램프(20)는 직선형 램프이고, 절단된 포물형 반사판(11)은 타원형 단면이면서 다수개가 직선 방향으로 단면이 연장되므로 사각형태의 영역을 가열할 수 있다.By using this, it is possible to uniformly heat a large area of the
도 2에서 제작된 가열장치를 도 3에서와 같이 소재(30)의 상,하 양면에 엇갈리게 배치하여 소재(30)의 양쪽면에서 엇갈리게 가열할 수 있다. 이때 엇갈리게 가열이 되므로 과도영역이 더 보완되며, 양면에서 가열되므로 가열에너지가 2배가 되어 가열속도 역시 더욱 향상된다.
The heating device manufactured in FIG. 2 may be staggered on both the upper and lower surfaces of the
도 4는 원형의 넓은 영역을 균일하게 가열할 수 있는 가열장치의 일예를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4의 가열장치를 이용하여 원형의 형상을 양쪽면에서 엇갈리게 가열하여 과도영역을 보완하면서 가열속도를 향상시킬 수 있는 일예를 나타내는 도면이다.4 is a view showing an example of a heating device capable of uniformly heating a large area of a circular shape, Fig. 5 is a view showing a heating device of Fig. 4, in which a circular shape is heated alternately on both sides, And the speed can be improved.
도시된 바와 같이, 원레일형 포물형 반사판(12)과, 원레일형 가열램프(21)를 크기별로 제작하여 연결하면 넓은 영역을 원형으로 가열할 수 있다. 이때 중심은 회전포물형 반사판(14)과 구형 가열램프(22)를 이용할 수 있다. 이때의 반사판의 단면은 역시 과도영역이 절단되어 소재의 국부적 가열시 해당 영역을 균일하게 가열할 수 있는 부분만 사용할 수 있는 절단된 포물형 형상을 갖는다.As shown in the figure, when a circular rail type
즉, 원레일형 포물형 반사판(12)은 다수개가 원주 방향으로 단면이 연장되고, 다수개가 원주 방향으로 연장된 원레일형 포물형 반사판(12)의 중앙에는 회전포물형 반사판(14)이 위치한다.That is, a plurality of circular-
도 4의 원형의 가열장치를 도 5에서와 같이 다른 크기로 제작하여 소재(30)의 상,하 양면에 엇갈리게 배치하여 소재(30)의 양쪽면에서 엇갈리게 가열할 수 있다. 이에 따라 과도영역을 보완하면서 넓은 원형의 영역을 균일하게 가열하는 동시에 가열속도를 향상시킬 수 있다.
The circular heating apparatus shown in FIG. 4 may be manufactured in different sizes as shown in FIG. 5, and alternately arranged on the upper and lower surfaces of the
도 6은 도 2 내지 도 5의 사각형과 원형 모양을 가열할 수 있는 가열장치를 조합하여 사각형과 원형이 결합된 영역을 가열할 수 있는 가열장치의 일예를 나타내는 도면이고, 도 7은 도 6에서 제작된 가열장치를 소재의 양쪽면에서 엇갈리게 가열하여 과도영역 및 비연결부를 보완하여 균일하게 가열하면서 가열속도를 향상시킬 수 있는 일예를 나타내는 도면이다.6 is a view showing an example of a heating device capable of heating a region where a square and a circle are combined by combining a heating device capable of heating the quadrangle and the circular shape of Figs. 2 to 5, Fig. 7 is a view The heating device can be heated by alternately heating both sides of the material so as to complement the transitional region and the non-connecting portion to uniformly heat and improve the heating rate.
도시된 바와 같이, 과도영역이 절단된 포물형 단면을 갖는 직선형 포물형 반사판(11)은 다수개가 직선 방향으로 단면이 연장되고, 연장된 다수개의 직선형 포물형 반사판(11)의 각 초점에는 직선형 램프(20)이 위치한다. 이러한 다수개의 직선형 포물형 반사판(11)이 연장되는 가열장치는 사각형의 영역을 가열할 수 있다.As shown in the figure, a plurality of linearly
또한, 과도영역이 절단된 포물형 단면을 갖는 다수개의 반원레일형 포물형 반사판(13)은 다수개가 원주방향으로 단면이 연장되고, 연장된 다수개의 반원레일형 포물형 반사판(13)의 각 초점에는 반원형 램프(23)가 위치한다. 이러한 다수개의 반원레일형 포물형 반사판(13)이 연장되는 가열장치는 반원형의 영역을 가열할 수 있다.A plurality of semicircular rail-type
즉, 직선형 램프(20)가 각 초점에 위치한 직선형 포물형 반사판(11)과, 반원형 램프(23)가 각 초점에 위치한 반원레일형 포물형 반사판(13)을 결합하여 사각형과 원형이 결합된 영역을 가열할 수 있다.That is, the rectangle-shaped
도 6의 사각형과 반원형의 형상이 조합된 가열장치를 도 7에서와 같이 소재(30)의 상,하 양면에 엇갈리게 배치하여 소재(30)의 양쪽면에서 엇갈리게 가열할 수 있다. 이에 따라 과도영역 및 비연결부(C)를 보완하면서 사각형과 원형의 조합된 형태의 영역을 균일하게 가열하는 동시에 가열속도를 향상시킬 수 있다.The heating device in which the quadrangle and semicircular shape of FIG. 6 are combined can be staggered on both sides of the
전술한 바와 같이, 과도영역이 절단되어 소재의 국부적 영역을 균일하게 가열하는 포물형 단면을 가지는 반사판 다수개를 직선 방향이나 원주 방향으로 연장하여 3차원 형상으로 제작하고, 각 형상에 맞는 가열램프를 포물형의 초점에 두어 이렇게 제작된 반사판을 조합하여 다양한 형상의 넓은 영역을 가열할 수 있게 된다.As described above, a plurality of reflectors having a parabolic cross section for cutting the transitional region and uniformly heating the local region of the material are formed in a three-dimensional shape by extending in a linear direction or a circumferential direction, and a heating lamp It is possible to heat a large area of various shapes by combining the reflector plates produced in the parabolic shape.
또한, 직선 방향이나 원주 방향으로 연장된 가열장치를 소재의 상,하에 엇갈리게 배치하여 소재의 국부적 영역 가열시 가열의 과도영역을 보완하고 동시에 가열속도를 향상시킬 수 있으며, 이러한 가열장치를 이용하여 소재의 변형이 일어나는 공정에 적용하여 패널의 영역을 가열하여 온도를 상승시킨 뒤 성형할 수 있다.In addition, a heating device extending in a linear direction or a circumferential direction can be staggered above and under the workpiece to complement the transitional region of heating when heating the local region of the workpiece, and at the same time, the heating rate can be improved. It is possible to heat the area of the panel to raise the temperature and then perform the molding.
또한, 반사판은 반사율을 높이도록 내면이 양극산화처리로 표면처리될 수 있으며, 외부의 공기에 노출되어 방열이 쉽게 되도록 한다. 그리고, 가열램프는 근적외선 램프를 사용하는 것이 바람직하다.Further, the inner surface of the reflector can be surface-treated with an anodizing treatment so as to increase the reflectance, and exposed to the outside air to facilitate heat radiation. It is preferable to use a near-infrared lamp as the heating lamp.
또한, 가열장치를 가열램프, 반사판, 프레임, 연결봉, 램프 거치대 등으로 부품화시켜 휴대 및 조작이 간편하면서도 생산 및 조립이 쉽도록 하는 것이 바람직하다.
In addition, it is desirable that the heating device is made into a part by a heating lamp, a reflector, a frame, a connecting rod, a lamp holder, etc., so that the portable device can be easily carried and operated.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 소재의 성형을 위한 국부적 균일 가열방법을 나타내는 도면이다.FIG. 8 is a view showing a local uniform heating method for forming a blank according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 소재의 성형부에서 균일한 온도로 가열되지 못하는 과도영역을 발생시키는 포물형 단면을 갖는 포물형 형상의 양쪽 끝 부분이 제거된 형상의 포물형 반사판 다수개가 직선 방향이나 원주 방향으로 단면이 연장되어 포물형 반사판의 각 초점에 위치한 가열램프에서 방사되는 빛에너지를 반사시켜 소재의 성형부를 균일하게 가열하는 가열장치의 가열영역 위치로 소재의 성형부를 이송(S10)한다.As shown in the figure, a plurality of parabolic reflectors having a shape of a parabolic shape having a parabolic cross-section that removes both ends of the parabolic shape to generate a transient region that can not be heated at a uniform temperature in the material forming portion, The molded part of the material is transferred to the heating area position of the heating device which uniformly heats the molded part of the material by reflecting the light energy radiated from the heating lamp located at each focal point of the parabolic reflector.
가열장치의 가열영역 위치로 이송된 소재의 성형부를 포물형 반사판의 각 초점에 위치한 가열램프를 이용하여 설정온도까지 균일하게 가열(S30)한다.The molded part of the material conveyed to the heating area position of the heating device is uniformly heated to the set temperature by a heating lamp located at each focal point of the parabolic reflector (S30).
이때, 다수개가 직선 방향으로 단면이 연장되는 3차원 형상을 갖는 직선형의 포물형 반사판 또는 중앙에 회전포물형 반사판이 위치하여 다수개가 원주 방향으로 단면이 연장되는 3차원 형상을 갖는 원형의 포물형 반사판을 이용하거나, 각 반사판의 조합에 의해 소재의 사각형 영역 또는 원형의 영역 또는 사각형과 원형이 조합된 영역이 균일하게 가열될 수 있다.At this time, a linear parabolic reflector having a three-dimensional shape in which a plurality of portions extend in a linear direction or a circular parabolic reflector having a three-dimensional shape in which a plurality of parabolic reflectors are extended in the circumferential direction Or a rectangular area or circular area of the work or a combination of a rectangle and a circle can be uniformly heated by a combination of the reflectors.
또한, 다수개가 직선 방향으로 단면이 연장되는 3차원 형상을 갖는 직선형의 포물형 반사판 또는 중앙에 회전포물형 반사판이 위치하여 다수개가 원주 방향으로 단면이 연장되는 3차원 형상을 갖는 원형의 포물형 반사판 또는 각 반사판이 조합된 형태의 반사판이 소재의 상,하에 엇갈리게 배치되어 소재의 양면이 가열될 수 있다. 이에 따라 과도영역를 보완하면서 사각형 또는 원형 또는 사각형과 원형의 조합된 형태의 영역을 균일하게 가열하는 동시에 가열속도를 향상시킬 수 있게 된다.In addition, a linear parabolic reflection plate having a three-dimensional shape in which a plurality of pieces extend in a linear direction or a circular parabolic reflection plate having a three-dimensional shape in which a plurality of circular reflection parabolic reflectors extend in the circumferential direction Or a reflector in the form of a combination of the respective reflectors may be staggered above and below the material so that both sides of the material can be heated. As a result, it is possible to uniformly heat a rectangular or circular area or a combined area of a rectangle and a circle while supplementing the transient area, and at the same time, improve the heating rate.
이어서, 성형부가 균일하게 가열된 소재를 프레스 금형의 하형으로 투입(S50)하여 프레스 금형의 하형으로 투입된 소재의 성형부를 소정의 형상으로 성형(S70)한다.Subsequently, the molding part is uniformly heated (step S50), and the molding part of the material put into the lower mold of the press mold is formed into a predetermined shape (S70).
즉, (초)고장력강을 비롯하여 알루미늄 합금, 마그네슘 합금, 티타늄 합금 등과 같이 난성형성을 갖는 동시에 성형 후 스프링백이 큰 소재를 이용하여 제품을 생산할 때 소재의 전체영역은 아니지만 넓은 영역에서 소성변형을 발생시켜야 하는 경우가 있다. 이 때 전체 영역이 아닌 소성변형이 발생하는 영역만을 가열 후 성형하면 소재의 성형성을 향상시키는 동시에 스프링백을 감소시켜 생산된 제품의 퀄리티를 향상시킬 수 있다. 본 발명은 포물형 단면을 가지는 반사판의 과도영역을 제거한 뒤, 이 동일한 형상의 포물형 반사판을 직선 방향이나 원주 방향으로 연장하여 가열 가능범위를 원하는 만큼 넓힐 수 있다. 이 반사판의 각 초점에 가열램프를 두어 가열하면 과도영역이 제거되어 균일한 가열을 할 수 있게 된다. 또한 이 가열장치를 가열 소재의 양면에서 엇갈리게 배치하여 가열의 과도영역이 보완되게 가열할 수 있다. 즉, 소재를 넓은 영역을 가열하게 될 때에 넓은 영역을 균일하게 가열하는 동시에 빠르게 가열할 수 있게 된다.
That is, when producing a product using high-tensile steel, aluminum alloy, magnesium alloy, titanium alloy, etc., and having a high formability and a large springback after molding, plastic deformation occurs in a wide area . In this case, if only the region where the plastic deformation occurs rather than the entire region is formed after heating, the moldability of the material can be improved and the springback can be reduced to improve the quality of the produced product. The present invention can extend the heating range as desired by extending the parabolic reflector of the same shape in the straight or circumferential direction after removing the transitional area of the reflector having the parabolic cross section. By heating the reflector with a heating lamp at each focal point, the transient region can be removed and uniform heating can be achieved. Further, the heating device can be staggered on both sides of the heating material so that the transient region of heating can be complementarily heated. That is, when the material is heated in a large area, a large area can be uniformly heated and simultaneously heated.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.
10 : 일반적인 포물형 반사판 11 : 절단된 포물형 반사판
12 : 원레일형 포물형 반사판 13 : 반원레일형 포물형 반사판
14 : 회전포물형 반사판 20 : 직선형 가열램프
21 : 원레일형 가열램프 22 : 구형 가열램프
23 : 반원형 가열램프 30 : 소재10: general parabolic reflector 11: parabolic parabolic reflector
12: One-rail type parabolic reflector 13: Semicircular rail type parabolic reflector
14: Rotating parabolic reflector 20: Linear heating lamp
21: one-rail type heating lamp 22: spherical heating lamp
23: Semicircular heating lamp 30: Material
Claims (8)
소재의 국부적 성형을 위하여 특정영역을 기설정된 온도까지 가열시키기 위한 가열램프; 및
포물형 단면을 가지는 형상으로, 상기 가열램프에서 방사되는 빛에너지를 반사시켜 상기 소재의 특정영역을 국부적으로 가열하는 경우 상기 소재의 특정영역에서 균일하게 가열되지 못하는 과도영역을 발생시키는 상기 포물형 형상의 양쪽 끝 부분이 제거된 형상을 갖는 포물형 반사판을 포함하고,
상기 포물형 형상의 양쪽 끝 부분이 제거된 형상을 갖는 포물형 반사판은 다수개가 연속적으로 연장되어 상기 포물형 반사판의 각 초점에 위치한 상기 가열램프에서 방사되는 빛에너지를 반사시켜 상기 소재의 가열이 필요한 만큼의 영역만을 균일하게 가열하며,
상기 포물형 반사판의 양쪽 끝 부분의 제거는,
상기 포물형 반사판의 가열에 따라 가열되는 소재의 온도분포 데이터를 체크하여, 가열시 균일하게 가열되지 못하는 과도영역을 파악하고, 상기 과도영역의 시작 지점에 해당하는 상기 포물형 반사판의 지점을 절단하여 잘라내도록 구성되는 것
을 특징으로 하는 소재의 성형을 위한 국부적 균일 가열장치.
As a local uniform heating apparatus for forming a material,
A heating lamp for heating a specific region to a predetermined temperature for local molding of the material; And
A parabolic shape that has a parabolic cross section and reflects light energy radiated from the heating lamp to locally heat a specific region of the material to generate a transitional region that is not uniformly heated in a particular region of the material, And a parabolic reflector having a shape in which both end portions of the parabolic reflector are removed,
A plurality of parabolic reflectors having a shape in which both ends of the parabolic shape are removed are continuously extended to reflect the light energy radiated from the heating lamps located at the respective focal points of the parabolic reflector, Of the total area is uniformly heated,
The removal of both ends of the parabolic reflector is carried out,
The temperature distribution data of the material heated according to the heating of the parabolic reflector is checked to identify a transient region that can not be uniformly heated during heating and a point of the parabolic reflector corresponding to the starting point of the transient region is cut Being configured to cut
Characterized in that the material is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the material.
상기 포물형 형상의 양쪽 끝 부분이 제거된 단면 형상을 갖는 포물형 반사판은 다수개가 직선 또는 원주방향으로 단면이 연장되고, 상기 다수개가 원주 방향으로 연장된 원형의 포물형 반사판의 중앙에는 회전포물형 반사판이 위치하는
것을 특징으로 하는 소재의 성형을 위한 국부적 균일 가열장치.
The method according to claim 1,
A plurality of parabolic reflection plates having a cross-sectional shape in which both ends of the parabolic shape are removed have a cross section extending in a straight line or a circumferential direction, and a plurality of circular parabolic reflection plates extending in the circumferential direction, Where the reflector is located
Wherein the heating device is a heating device.
다수개가 직선 방향으로 연장되는 3차원 형상을 갖는 상기 직선형의 포물형 반사판의 각 초점에는 직선형의 가열램프가 각각 위치하고, 상기 다수개가 원주 방향으로 연장되는 3차원 형상을 갖는 원형의 포물형 반사판의 각 초점에는 원형의 가열램프가 각각 위치하며, 상기 회전포물형 반사판의 초점에는 구형 가열램프가 위치하는
것을 특징으로 하는 소재의 성형을 위한 국부적 균일 가열장치.
The method of claim 2,
A linear parabolic reflector having a three-dimensional shape in which a plurality of lines extend in a linear direction is provided with linear heating lamps at the respective focal points, and a plurality of circularly- A circular heating lamp is located at the focus, and a spherical heating lamp is located at the focus of the rotating parabolic reflector
Wherein the heating device is a heating device.
다수개가 직선 방향으로 연장되는 3차원 형상을 갖는 상기 직선형의 포물형 반사판 또는 중앙에 상기 회전포물형 반사판이 위치하여 다수개가 원주 방향으로 연장되는 3차원 형상을 갖는 상기 원형의 포물형 반사판을 이용하거나, 각 반사판의 조합에 의해 상기 소재의 사각형 영역 또는 원형의 영역 또는 사각형과 원형이 조합된 영역이 균일하게 가열되는
것을 특징으로 하는 소재의 성형을 위한 국부적 균일 가열장치.
The method of claim 2,
The circular parabolic reflection plate having a three-dimensional shape in which a plurality of pieces extend in a linear direction or the circular parabolic reflection plate having a three-dimensional shape in which a plurality of the parabolic reflection plates are disposed in the center, , A rectangular area or circular area of the work or a combination of a rectangle and a circle is uniformly heated by a combination of the reflectors
Wherein the heating device is a heating device.
다수개가 직선 방향으로 연장되는 3차원 형상을 갖는 상기 직선형의 포물형 반사판 또는 중앙에 상기 회전포물형 반사판이 위치하여 다수개가 원주 방향으로 연장되는 3차원 형상을 갖는 상기 원형의 포물형 반사판 또는 각 반사판이 조합된 형태의 반사판이 상기 소재의 상,하에 엇갈리게 배치되어 상기 소재의 양면이 가열되는
것을 특징으로 하는 소재의 성형을 위한 국부적 균일 가열장치.
The method of claim 2,
The circular parabolic reflector having a three-dimensional shape in which a plurality of the parabolic reflectors are arranged in a linear direction or the parabolic reflector having a three-dimensional shape in which a plurality of the parabolic reflectors are arranged in the center, The combined form of the reflection plates is staggered above and below the material so that both surfaces of the material are heated
Wherein the heating device is a heating device.
(a) 소재의 성형부에서 균일한 온도로 가열되지 못하는 과도영역을 발생시키는 포물형 단면을 갖는 포물형 형상의 양쪽 끝 부분이 제거된 형상의 포물형 반사판 다수개가 직선 방향이나 원주 방향으로 단면이 연장되어 상기 포물형 반사판의 각 초점에 위치한 가열램프에서 방사되는 빛에너지를 반사시켜 상기 소재의 성형부를 균일하게 가열하는 가열장치의 가열영역 위치로 상기 소재의 성형부를 이송하는 단계;
(b) 상기 가열장치의 가열영역 위치로 이송된 상기 소재의 성형부를 상기 포물형 반사판의 각 초점에 위치한 가열램프를 이용하여 설정온도까지 균일하게 가열하는 단계;
(c) 상기 성형부가 균일하게 가열된 소재를 프레스 금형의 하형으로 투입하는 단계; 및
(d) 상기 프레스 금형의 하형으로 투입된 상기 소재의 성형부를 소정의 형상으로 성형하는 단계를 포함하고,
상기 포물형 반사판의 양쪽 끝 부분의 제거는,
상기 포물형 반사판의 가열에 따라 가열되는 소재의 온도분포 데이터를 체크하여, 가열시 균일하게 가열되지 못하는 과도영역을 파악하고, 상기 과도영역의 시작 지점에 해당하는 상기 포물형 반사판의 지점을 절단하여 잘라내도록 구성되는 것
을 특징으로 하는 소재의 성형을 위한 국부적 균일 가열방법.
As a local uniform heating method for forming a material,
(a) A parabolic shape having a parabolic cross-section that generates a transient region that can not be heated at a uniform temperature in the material. A plurality of parabolic reflectors having a shape with both ends removed. Reflecting the light energy radiated from a heating lamp positioned at each focal point of the parabolic reflector so as to uniformly heat the molded part of the workpiece;
(b) uniformly heating the molding portion of the material transferred to the heating region position of the heating device to a set temperature using a heating lamp located at each focal point of the parabolic reflector;
(c) injecting a uniformly heated material into the lower mold of the press mold; And
(d) molding the molding part of the work material, which has been introduced into the lower mold of the press mold, into a predetermined shape,
The removal of both ends of the parabolic reflector is carried out,
The temperature distribution data of the material heated according to the heating of the parabolic reflector is checked to identify a transient region that can not be uniformly heated during heating and a point of the parabolic reflector corresponding to the starting point of the transient region is cut Being configured to cut
Characterized in that the method comprises the steps of:
상기 단계(b)에서, 다수개가 직선 방향으로 단면이 연장되는 3차원 형상을 갖는 직선형의 포물형 반사판 또는 중앙에 회전포물형 반사판이 위치하여 다수개가 원주 방향으로 단면이 연장되는 3차원 형상을 갖는 원형의 포물형 반사판을 이용하거나, 각 반사판의 조합에 의해 상기 소재의 사각형 영역 또는 원형의 영역 또는 사각형과 원형이 조합된 영역이 균일하게 가열되는
것을 특징으로 하는 소재의 성형을 위한 국부적 균일 가열방법.
The method of claim 6,
In the step (b), a linear parabolic reflector having a three-dimensional shape in which a plurality of sections extend in a linear direction, or a reflective parabolic reflector in the center is positioned so that a plurality of the parabolic reflectors have a three- A circular parabolic reflector may be used or a combination of the reflectors may be used to uniformly heat a rectangular area or a circular area of the work or a combination of a square and a circle
Wherein the local uniform heating method is used for forming a workpiece.
상기 단계(b)에서, 다수개가 직선 방향으로 단면이 연장되는 3차원 형상을 갖는 직선형의 포물형 반사판 또는 중앙에 회전포물형 반사판이 위치하여 다수개가 원주 방향으로 단면이 연장되는 3차원 형상을 갖는 원형의 포물형 반사판 또는 각 반사판이 조합된 형태의 반사판이 상기 소재의 상,하에 엇갈리게 배치되어 상기 소재의 양면이 가열되는
것을 특징으로 하는 소재의 성형을 위한 국부적 균일 가열방법.The method of claim 6,
In the step (b), a linear parabolic reflector having a three-dimensional shape in which a plurality of sections extend in a linear direction, or a reflective parabolic reflector in the center is positioned so that a plurality of the parabolic reflectors have a three- A circular parabolic reflector or a reflector in the form of a combination of the reflectors is staggered above and below the material so that both sides of the material are heated
Wherein the local uniform heating method is used for forming a workpiece.
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|---|---|---|---|---|
| JP2003264157A (en) * | 2002-03-11 | 2003-09-19 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Wafer heater |
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2014
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Patent Citations (1)
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| JP2003264157A (en) * | 2002-03-11 | 2003-09-19 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Wafer heater |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| R401 | Registration of restoration |