KR101735680B1 - 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 피성형물인 분말 또는 예비성형체를 진공상태에서 가열 및 가압하여 소결하는 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치는 실린더를 지지하는 상부크라운, 하부크라운 및 기둥을 일체화시킨 사각의 형태로 형성되고, 중앙에 진공공간이 형성되는 프레임챔버, 상기 개방된 진공공간을 개방 또는 밀폐하도록 상기 프레임챔버에 설치되는 도어, 상기 프레임챔버의 내부에 구비되어 피성형물이 반입되는 가열공간이 형성되고 상기 가열공간으로 반입되는 피성형물을 가열하는 히터가 구비된 가열챔버, 및 상기 프레임챔버에 결합되어 상기 가열챔버의 가열공간의 내부로 반입된 피성형물을 가압하는 실린더를 포함한다. 따라서, 구조가 간단하여 제조비용이 절감되고, 단열효과가 높으며, 피성형물을 빠르게 가열할 수 있는 효과가 있다.

Description

프레임 일체형 진공 핫 프레스장치{a apparatus for hot press with frame Integrated}
본 발명은 피성형물인 분말 또는 예비성형체를 진공상태에서 가열 및 가압하여 소결하는 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치에 관한 것이다.
일반적으로 탄화규소(Sic), 탄화붕소(BC), 질화규소(SiN) 등은 비산화물계 구조재료로서, 고강도, 고경도, 내마모성, 내산화성, 내부식성을 갖는 세라믹스(ceramics)의 주요소재이다.
이러한, 비산화물계 구조재로는 그 특성상 강한 공유결합을 이루고 있기 때문에 소결을 통한 성형에 상당한 어려움이 있어 열간가압소결법을 통해 성형을 수행한다.
열간가압소결법은 높은 온도에서 가열하는 동시에 가압함으로써, 치밀한 소결체를 이루도록 성형하는데, 이러한 열간가압소결법을 수행하는 장치는 한국특허공개 제10-2007-0118866호(2007.12.18.공개)에 개시된 바가 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 열간가압소결장치(핫 프레스장치라 일컬어짐, 100)는 장치의 전체 하중을 지지하고 장치의 이동을 용이하게 하기 위한 베이스프레임부(110)와; 장치의 전반적인 동작을 제어 및 조작 가능하게 하며 장치의 현재 동작상태를 나타내는 컨트롤장치부(160)와; 상기 피소결체의 성형을 위한 소결용 몰드부(150)가 탑재되는 공간을 가지며 소결에 필요한 열의 공급 및 제어를 위한 가열장치부(120)와; 상기 가열장치부 내에 배치되며 피소결체의 장입 및 몰딩 공간이 구비된 다층 다축의 몰딩구조를 갖는 소결용 몰드부(150)와; 상기 소결용 몰드부(150)에 피소결체의 몰딩 및 강도 형성을 위한 가압력을 제공하는 다축구조의 가압장치부(140)를 포함하여 구성되었다.
이러한 열간가압소결장치(100)는 소결용 몰드부(150)에 피성형물을 반입하고, 가열장치부(120)에 의해 피성형물을 가열하는 동시에 가압장치부(140)에 의해 가압하여 피성형물의 소결을 수행하였다.
하지만, 종래의 열간가압소결장치(100)는 가압장치부(140)를 지지하기 위한 상부크라운(111), 하부크라운(112) 및 기둥(113)을 포함하는 베이스프레임부(110)의 설치가 필요하여 구조가 복잡하고 제작비용이 높아지며, 소결용 몰드부(150)의 내부에 열이 외부로 쉽게 방출되어 피성형물을 가열하는 데 오랜 시간이 소요됨과 동시에 많은 열손실이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 구조를 단순화하여 제조비용을 감소시키고, 단열효과를 향상시켜 피성형물을 빠르게 가열할 수 있는 동시에 열손실을 최소화할 수 있는 프레임 일체형 진공 핫 프레스를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치는 실린더를 지지하는 상부크라운, 하부크라운 및 기둥을 일체화시킨 사각의 형태로 형성되고, 중앙에 진공공간이 형성되는 프레임챔버, 상기 진공공간을 개방 또는 밀폐하도록 상기 프레임챔버에 설치되는 도어, 상기 프레임챔버의 내부에 구비되어 피성형물이 반입되는 가열공간이 형성되고 상기 가열공간으로 반입되는 피성형물을 가열하는 히터가 구비된 가열챔버, 및 상기 프레임챔버에 결합되어 상기 가열챔버의 가열공간의 내부로 반입된 피성형물을 가압하는 실린더를 포함한다.
상기 가열챔버의 내부에 안착되며 상기 실린더에 의해 가압되어 피성형물을 임의의 형상으로 압축성형하는 금형을 포함할 수 있다.
상기 가열챔버는 상기 프레임챔버의 개방된 부분과 동일한 방향의 면이 개방되도록 형성되어 상기 도어에 의해 상기 진공공간을 개방 또는 밀폐시 상기 가열공간도 함께 개방 또는 밀폐될 수 있다.
상기 진공공간의 둘레와 상기 도어의 사이를 기밀하는 제1 씰링부, 및 상기 가열공간의 둘레와 상기 도어의 사이를 기밀하는 제2 씰링부를 포함할 수 있다.
상기 실린더는 상기 프레임챔버의 상부 또는 하부에 설치되어 피성형물을 가압하거나, 제1 실린더와 제2 실린더를 포함하여 상기 프레임챔버의 상부 및 하부 또는 상기 프레임챔버의 양측에서 서로 마주하는 방향으로 피성형물을 가압할 수 있다.
상기 도어는 상기 진공공간의 일면을 개방 또는 밀폐하는 제1 도어, 및 상기 진공공간의 일면과 마주하는 타면을 개방 또는 밀폐하는 제2 도어를 포함할 수 있다.
상기 진공공간에서 상기 가열챔버의 높낮이를 조절하는 높이조절부를 포함할 수 있다.
상기 가열챔버에 금형 또는 피가공물을 반입 또는 반출하는 수송기구를 포함할 수 있다.
상기 수송기구는 상기 프레임챔버의 하부 바닥에 설치되는 레일, 및 상기 레일을 따라 주행하여 상기 금형 또는 상기 피가공물을 운반하는 카트를 포함할 수 있다.
상기 프레임챔버는 상기 진공공간의 공기를 외부로 배출하여 상기 진공공간의 진공도를 조절하는 진공기구를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상부크라운, 하부크라운 및 기둥을 일체화시킨 형태의 프레임챔버에 직접적으로 실린더를 고정설치하여 종래와 같이 실린더를 고정하기 위한 구성들을 생략할 수 있어 제작비용을 감소시킬 수 있다.
또한, 프레임챔버의 내부에 가열챔버를 설치하여 가열챔버에서 가열되는 열을 프레임챔버에 형성된 진공공간에서 단열함으로써, 단열효과가 높고 피성형물을 빠르게 가열하는 동시에 열손실을 최소화할 수 있다.
또한, 프레임챔버 및 가열챔버 모두를 도어에 의해 동시에 개방 및 밀폐함으로써, 피성형물의 반입 및 반출을 빠르고 용이하게 수행할 수 있다.
도 1은 종래의 열간가압소결장치를 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치를 도시한 정면도로서, 도어가 개방된 상태이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치의 정단면도이다.
도 5는 도 4의 A-A 단면을 따라 절개한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치를 구성하는 실린더를 프레임챔버의 상부에 결합한 상태를 나타낸 정단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치를 구성하는 실린더를 프레임챔버의 하부에 결합한 상태를 나타낸 정단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 프레임 일체형 진공 핫 프레스를 구성하는 수송기구를 개략적으로 도시한 측면도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명하기로 한다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치(100)는 프레임챔버(110)를 포함할 수 있다.
이 프레임챔버(110)는 종래의 실린더를 지지하는 상부크라운(crown), 하부크라운 및, 하부크라운에서 상부크라운을 이격되도록 지지하는 기둥을 일체로 형성한 사각의 프레임의 형태로 형성될 수 있으며, 프레임 형태에서 관통된 중앙 부분이 진공을 형성할 진공공간(111)이 될 수 있다.
그리고, 프레임챔버(110)의 상부 및 하부에는 하기에 설명될 실린더(140,150)가 설치될 수 있다. 실린더(140,150)에 대한 설명은 하기에서 상세하게 설명한다.
한편, 프레임챔버(110)는 강성을 증대시키기 위해 그 둘레에 스틸와이어가 감겨질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치(100)는 도어(120)를 포함할 수 있다.
이 도어(120)는 프레임챔버(110)에서 개방된 진공공간(111)을 개방 또는 밀폐하도록 프레임챔버(110)에서 회전 가능하게 설치될 수 있다.
한편, 도어(120)는 제1 도어(121)와 제2 도어(123)를 포함하여 구성될 수 있다.
예컨대, 도어(120)는 프레임챔버(110)가 실시예에서와 같이, 개방된 측면과 마주하는 측면을 개방하고, 개방된 측면에는 제1 도어(121)를 설치하고, 개방된 측면과 마주하는 측면에는 제2 도어(123)를 설치하여 제1 도어(121)와 제2 도어(123)에 의해 진공공간(111)을 개방 또는 밀폐하도록 구성할 수도 있다.
이와 같이, 도어(120)가 제1 도어(121)와 제2 도어(123)로 구성될 경우에는 프레임챔버(110)의 양측에서 피성형물을 반입 또는 반출할 수 있고, 가열된 프레임챔버(110)의 내부를 빠르게 냉각시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치(100)는 실린더(140,150)를 포함할 수 있다.
이 실린더는 프레임챔버(110)의 진공공간(111) 속에 위치되는 피가공물을 가압하여 압축성형할 수 있다.
한편, 실린더(140,150)는 실시예에서와 같이, 제1 실린더(140)와 제2 실린더(150)를 포함하여 구성될 수 있다.
이 제1 실린더(140)와 제2 실린더(150)는 프레임챔버(110)의 진공공간(111) 속에 위치되는 피가공물을 가압하여 서로 마주하여 압축성형할 수 있다.
여기서, 제1 실린더(140)와 제2 실린더(150)의 작동에 따른 기술들은 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.
한편, 제1 실린더(140)와 제2 실린더(150)는 유압 또는 공압에 의해 작동하는 실린더일 수 있다.
그리고, 제1 실린더(140)와 제2 실린더(150)는 프레임챔버(110)에 고정되고, 각 구동축(141,151)만 프레임챔버(110)를 관통하여 진공공간(111)에서 구동축(141,151)이 출몰하도록 구성될 수 있다.
이때, 제1 실린더(140)와 제2 실린더(150)의 구동축(141,151)이 진공공간(111)에서 서로 마주하여 구동축의 사이에 위치되는 피가공물을 가압하도록 프레임챔버(110)의 대향되는 양측 면에 각각 설치될 수 있다. 실시예에서는 제1 실린더(140)와 제2 실린더(150)를 프레임챔버(110)의 상부 및 하부에 각각 대향되도록 설치하였다.
그리고, 제1 실린더(140)의 구동축(141)과 제2 실린더(150)의 구동축(151)에는 가압 시 피성형물을 가열할 수 있도록 전기에 가열되는 히터가 설치될 수 있다
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 실린더(140,150)는 프레임챔버(110)의 상부에서 피성형물을 가압하도록 프레임챔버(110)의 상부에 제1 실린더(140)만 설치될 수도 있으며, 도 7에 도시된 바와 같이, 실린더(140,150)는 프레임챔버(110)의 하부에서 피성형물을 가압하도록 프레임챔버(110)의 하부에 제2 실린더(150)만 설치될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치(100)는 금형(160)을 포함할 수 있다.
이 금형(160)은 피가공물을 임의의 형상으로 형성하기 위해 성형될 형상이 미리 형성된 금속의 형(型)으로서, 예컨대, 금형(160)은 상부 금형과 하부 금형과 같이, 복수 개의 형으로 나누어진 상태에서 외부의 가압력에 의해 형의 내부에 삽입되는 피가공물을 가압하여 임의의 형상을 갖도록 피가공물을 압축 성형할 수 있다.
이때, 금형(160)은 복수 개의 형이 실린더(140,150)의 구동축(141,151))에 의해 가압되어 복수 개의 형 속에 삽입되는 피가공물을 가압하는 형태로 피가공물을 압축 성형할 수 있다.
한편, 피가공물은 분말 상태이거나, 임의의 형상 예컨대, 판, 적층된 형태의 판 또는 블럭 형상으로 형성된 예비성형체일 수 있으며, 피가공물은 금형(160)에 삽입된 상태로 가열챔버(130)의 내부로 반입 또는 반출될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치(100)는 가열챔버(130)를 포함할 수 있다.
이 가열챔버(130)는 피성형물이 반입되는 가열공간(131)이 형성된 박스 형상으로 형성되어 프레임챔버(110)의 내부에 위치되며, 가열챔버(130)에는 반입된 피성형물이 실린더(140,150)에 의해 압축성형되는 동시에 피성형물을 가열한 상태에서 압축성형 될 수 있도록 히터(133)가 구비될 수 있다.
한편, 가열챔버(130)에는 피성형물이 금형(160)에 삽입된 상태에서 금형(160)을 가열공간(131)에 반입하는 형태로 피성형물을 가열공간(131)으로 반입할 수 있다.
또한, 가열챔버(130)는 금형(160)이 반입될 수 있는 크기로 형성될 수 있으며, 가열챔버(130)의 내측 둘레면에는 금형(160)을 가열하는 형태로 금형(160)에 삽입된 피가공물을 가열하는 히터(133)가 설치될 수 있다.
그리고, 가열챔버(130)는 프레임챔버(110)의 개방된 부분과 동일한 측면이 개방되도록 형성되어 프레임챔버(110)에 설치되는 도어(120)에 의해 내부공간인 가열공간(131)이 개방 또는 밀폐될 수 있다.
그리고, 가열챔버(130)에는 가열공간(131)에 삽입된 금형(160)을 실시예에서와 같이, 제1 실린더(140)의 구동축(141)과 제2 실린더(150)의 구동축(151)에 의해 가압할 수 있는데, 이때, 제1 실린더(140)의 구동축(141)과 제2 실린더(150)의 구동축(151)은 가열챔버(130)를 관통하여 가압할 수 있다.
한편, 가열챔버(130)에 설치되는 히터(133)는 전기에 의해 가열되는 히터(133) 일 수 있으며, 히터(133)는 가열챔버(130)의 내측 둘레면에 복수 개가 설치될 수 있을 뿐만 아니라, 프레임챔버(110)를 개방 또는 밀폐하는 도어(120)의 부분 즉, 도어(120)에서 가열챔버(130)를 밀폐하는 부분에도 히터(133)가 설치될 수도 있고, 가열챔버(130)의 내측 상부 및 하부에도 히터(133)이 설치될 수도 있다.
그리고, 히터(133)는 전기에 의해 가열되는 열선으로 구현할 수도 있지만, 실시예에서와 같이, 그라파이트(graphite)를 지그재그로 형성한 판으로 형성하고, 이 판에 전기를 가함으로써, 가열되도록 구성할 수 있다.
여기서, 히터(133)를 그라파이트로 형성할 경우, 그라파이트는 결정체로 되어 있는 탄소이기 때문에 금속으로 제조되는 열선보다는 더 높은 온도로 발열하여 가열챔버(130)의 내부를 더욱더 높은 온도로 가열할 수 있다.
가열챔버(130)는 높이조절부(135)를 더 포함할 수 있다. 이 높이조절부(135)는 프레임챔버(110)의 내부에 위치되는 가열챔버(130)를 프레임챔버(110) 내부에서의 높이를 조절할 수 있다.
한편, 높이조절부(135)는 구동실린더(미도시)로 구현되어 구동실린더에 결합된 가열챔버(130)가 프레임챔버(110)의 내부에서 상부 또는 하부로 이동하도록 구성될 수 있으며, 가열챔버(130) 또는 높이조절부(135) 중 어느 하나에는 외면에 나사산이 형성된 나사산이 구비되고, 다른 하나에는 나사봉과 나사체결되는 결합부가 구비되어 나사봉이 회전함에 따라 가열챔버(130)가 상부 또는 하부로 이동하도록 구성될 수도 있다.
이와 같이, 프레임챔버(110)의 내부에서 가열챔버(130)의 높이를 조절하도록 구성됨으로써, 금형(160)을 가열하는 높이를 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 가열챔버(130)에서 금형을 삽입하는 높이를 조절할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치(100)는 제1 씰링부(117) 및 제2 씰링부(137)를 포함할 수 있다.
이 제1 씰링부(117)는 프레임챔버(110)와 도어(120)의 사이를 기밀하여 프레임챔버(110)의 진공공간(111)을 밀폐할 수 있다.
한편, 제1 씰링부(117)는 진공공간(111)이 개방된 프레임챔버(110)의 둘레 부분과 이와 대응되는 도어(120)의 부분 중 어느 하나 또는 둘 모두에 구비될 수 있으며, 제1 씰링부(117)는 기밀성이 우수한 고무, 합성수지, 우레탄, 실리콘 등으로 형성될 수 있다.
제2 씰링부(137)는 가열챔버(130)와 도어(120)의 사이를 기밀하여 가열챔버(130)의 가열공간(131)을 밀폐할 수 있다.
한편, 제2 씰링부(137)는 가열공간(131)이 개방된 가열챔버(130)의 둘레 부분과 이와 대응되는 도어(120)의 부분 중 어느 하나 또는 둘 모두에 구비될 수 있으며, 제2 씰링부(137)는 기밀성이 우수한 고무, 합성수지, 우레탄, 실리콘 등으로 형성될 수 있다.
아울러, 도어(120)가 제1 도어(121)와 제2 도어(123)를 포함하여 구성될 경우, 각 도어(120)에 제1 씰링부(117) 및 제2 씰링부(137)가 모두 설치됨은 물론이다.
본 발명의 실시예에 따른 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치(100)는 진공기구(미도시)를 포함할 수 있다.
이 진공기구는 프레임챔버(110)가 도어(120)에 의해 밀폐된 상태에서 진공공간(111)의 공기를 외부로 배출하여 진공공간(111) 내부의 진공도를 조절할 수 있다.
한편, 진공기구는 프레임챔버(110)의 진공공간(111)에 공기를 외부로 배출하는 진공펌프에 의해 구현될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치(100)는 수송기구(170)를 포함할 수 있다.
이 수송기구(170)는 도어(120)가 프레임챔버(110)에서 개방된 상태에서 개방된 가열공간(131)의 내부로 피성형물이 수용된 금형(160)을 반입 또는 반출하거나, 피성형물을 직접 반입 또는 반출할 수 있다.
한편, 수송기구(170)는 레일(177)과 카트(171)를 포함할 수 있다.
레일(177)은 카트(171)가 주행하기 위한 구성으로서, 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치(100)가 설치될 바닥에 설치될 수 있다.
그리고, 레일(177)은 카트(171)가 프레임챔버(110)가 위치된 부분에서부터 프레임챔버(110)에서 일정거리 이격된 부분까지 연장 형성될 수 있다.
한편, 카트(171)는 레일(177)을 타고 주행하며, 프레임챔버(110)에서 이격된 부분에서 금형(160) 또는 피성형물을 싣고 프레임챔버(110)까지 이동하여 가열챔버(130)의 내부로 금형(160) 또는 피성형물을 운반할 수 있다.
그리고, 카트(171)는 레일(177)을 타고 주행하는 바퀴(173)가 설치된 주행부(172)와, 카트(171)에서 주행부(172)의 상부 및 하부, 또는 전방 및 후방으로 이동 가능하도록 설치되는 선반(174)을 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 바퀴(173)는 모터에 의해 회전가능하도록 구성될 수 있으며, 선반(174)은 주행부(172)에서 이동실린더(175)에 의해 상부 및 하부, 또는 전방 및 후방으로 이동가능하도록 구성될 수 있다.
이와 같이 구성된 수송기구(170)는 프레임챔버(110)에서 일정거리 이격된 부분에서 선반(174)을 주행부(172)의 하부로 이동시킨 상태에서 금형(160) 또는 피성형물을 선반(174)에 싣고, 레일(177)을 따라 바퀴(173)를 구동하여 프레임챔버(110)까지 이동시킨 상태에서 이동실린더(175)를 이용하여 가열챔버(130)가 위치된 부분까지 선반(174)을 상승시킨다.
그리고, 이동실린더(175)를 이용하여 주행부(172)에서 선반(174)을 전방으로 이동시켜 가열챔버(130)의 내부로 금형(160) 또는 피성형물을 안착시킨 상태에서, 다시 선반(174)을 후방으로 이동시켜 가열챔버(130)에서 선반(174)을 이탈하는 형태로 금형(160) 또는 피성형물을 가열챔버(130)에 반입할 수 있다. 반출은 반입의 반대로 수송기구(170)를 작동하여 반출한다.
이상에서 설명한 각 구성 간의 작용과 효과를 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치(100)는 프레임챔버(110)의 내부에 가열챔버(130)가 위치되며, 가열챔버(130)의 내부에는 피성형물을 가열하는 히터(133)가 설치된다.
이때, 가열챔버(130)에는 높이조절부(135)가 구비되어 프레임챔버(110)의 내부에서 가열챔버(130)의 높낮이를 조절할 수 있다.
그리고, 프레임챔버(110)에는 도어(120)가 설치되어 프레임챔버(110)의 진공공간(111)과 가열챔버(130)의 가열공간(131)의 개방된 부분을 개방 또는 밀폐한다.
여기서, 프레임챔버(110)가 양 측면이 개방되도록 형성된 경우, 제1 도어(121)와 제2 도어(123)가 개방된 양 측면을 각각 개방 및 밀폐하도록 설치된다.
한편, 프레임챔버(110)에는 피성형물을 가압할 실린더(140,150)가 설치되는데, 실린더(140,150)는 제1 실린더(140)과 제2 실린더(150)를 포함하여 제1 실린더(140)의 구동축(141)과 제2 실린더(150)의 구동축(151)이 서로 마주하여 피가공물을 가압하도록 구성되거나, 프레임챔버(110)의 상부에 결합되는 제1 실린더(140) 또는 프레임챔버(110)의 하부에 결합되는 제2 실린더(150)만으로 구성되어 각 구동축(141,151)이 피성형물을 가압하도록 설치될 수 있다.
이때, 제1 실린더(140)의 구동축(141)과 제2 실린더(150)의 구동축(151)은 가열챔버(130)로 반입되는 피성형물을 가압할 수 있도록 가열챔버(130)를 관통하는 형태로 설치되며, 피성형물은 금형(160)에 수용된 상태에서 가열챔버(130)로 반입될 수 있다.
이와 같이 구성된, 본 발명의 실시예에 따른 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치(100)는 먼저, 가열챔버(130)로 피성형물을 반입할 수 있도록 프레임챔버(110)에 도어(120)를 개방한다.
그리고, 수송기구(170)를 이용하여 금형(160)에 피성형물을 삽입한 상태에서 가열챔버(130)로 금형(160)을 반입하고, 도어(120)를 닫아 진공공간(111)을 밀폐하여 진공을 형성하는 동시에 가열챔버(130)를 밀폐한다.
그리고, 도어(120)에 의해 프레임챔버(110)가 밀폐되면, 진공기구를 이용하여 압축성형을 수행할 진공공간(111)의 내부 압력을 조절한 상태에서 히터(133)를 작동하여 가열챔버(130)를 가열한다.
이때, 진공공간(111) 또는 가열공간(121)에는 비활성 가스등이 진공공간(111)의 내부로 주입될 수 있다.
그리고, 가열챔버(130)가 가열되어 피성형물이 가열되면, 제1 실린더(140) 및 제2 실린더(150)를 작동하여 금형(160)을 가압하는 형태로 피성형물을 압축성형한다.
이와 같이, 히터(133)에 의해 가열과 동시에 제1 실린더(140)와 제2 실린더(150)에 의해 피성형물을 가압하여 피성형물을 소결하거나, 적층된 피성형물들을 라미네이팅하는 압축성형을 수행할 수 있다.
그리고, 임의의 시간동안 압축성형이 종료되면, 진공공간(111)에 진공이 해제되도록 점진적으로 공기를 주입한 후, 도어(120)를 개방하고, 수송기구(170)를 이용하여 가열챔버(130)에 수용된 금형(160) 또는 피성형물을 반출시키는 형태로 피성형물의 압축성형을 종료한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치(100)는 상부크라운, 하부크라운, 및 기둥을 일체화시킨 형태의 프레임챔버(110)가 실린더(140,150)를 지지하는 역할을 수행하는 동시에 진공챔버의 기능을 함께 수행함으로써, 실린더(140,150)를 지지하는 프레임을 별도로 제작할 필요가 없기 때문에 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치(100)의 제작비용을 구조를 단순화시켜 제작비용을 감소시킬 수 있다.
또한, 프레임챔버(110)의 진공공간(111)이 단열재 기능을 수행하여 가열챔버(130)의 열이 프레임챔버(110)의 열손실을 최소화할 수 있다.
또한, 진공상태에서 압축성형을 수행하기 때문에 더 높은 온도로 피성형물을 가열하여 피성형물이 가지고 있는 소재의 한계를 넘어 강도, 내식성, 피로수명, 내마모성, 내충격성, 경량성, 전기절연성 등을 향상시킬 수 있다.
또한, 프레임챔버(110)의 내부에 위치된 가열챔버(130)에서 피성형물을 가열함으로써, 피성형물을 빠르게 가열할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
100: 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치 110: 프레임챔버
111: 진공공간 117: 제1 씰링부
120: 도어 121: 제1 도어
123: 제2 도어 130: 가열챔버
131: 가열공간 133: 히터
135: 높이조절부 137: 제2 씰링부
140: 제1 실린더 141,151: 구동축
150: 제2 실린더 160: 금형
170: 수송기구 171: 카트
172: 주행부 173: 바퀴
174: 선반 175: 이동실린더
177: 레일

Claims (10)

  1. 실린더를 지지하는 상부크라운, 하부크라운 및 기둥을 일체화시킨 사각의 형태로 형성되고, 중앙에 진공공간이 형성되는 프레임챔버,
    상기 진공공간을 개방 또는 밀폐하도록 상기 프레임챔버에 설치되는 도어,
    상기 프레임챔버의 내부에 구비되어 피성형물이 반입되는 가열공간이 형성되고 상기 가열공간으로 반입되는 피성형물을 가열하는 히터가 구비된 가열챔버, 및
    상기 프레임챔버에 결합되어 상기 가열챔버의 가열공간의 내부로 반입된 피성형물을 가압하는 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열챔버의 내부에 안착되며 상기 실린더에 의해 가압되어 피성형물을 임의의 형상으로 압축성형하는 금형을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가열챔버는
    상기 프레임챔버의 개방된 부분과 동일한 방향의 면이 개방되도록 형성되어 상기 도어에 의해 상기 진공공간을 개방 또는 밀폐시 상기 가열공간도 함께 개방 또는 밀폐되는 것을 특징으로 하는 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 진공공간의 둘레와 상기 도어의 사이를 기밀하는 제1 씰링부, 및
    상기 가열공간의 둘레와 상기 도어의 사이를 기밀하는 제2 씰링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 실린더는
    상기 프레임챔버의 상부 또는 하부에 설치되어 피성형물을 가압하거나, 제1 실린더와 제2 실린더를 포함하여 상기 프레임챔버의 상부 및 하부 또는 상기 프레임챔버의 양측에서 서로 마주하는 방향으로 피성형물을 가압하는 것을 특징으로 하는 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 도어는
    상기 진공공간의 일면을 개방 또는 밀폐하는 제1 도어, 및
    상기 진공공간의 일면과 마주하는 타면을 개방 또는 밀폐하는 제2 도어를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 진공공간에서 상기 가열챔버의 높낮이를 조절하는 높이조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가열챔버에 금형 또는 피가공물을 반입 또는 반출하는 수송기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 수송기구는
    상기 프레임챔버의 하부 바닥에 설치되는 레일, 및
    상기 레일을 따라 주행하여 상기 금형을 운반하는 카트를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 프레임챔버는
    상기 진공공간의 공기를 외부로 배출하여 상기 진공공간의 진공도를 조절하는 진공기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 일체형 진공 핫 프레스장치.
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