KR101768850B1 - 점진 판재 성형 장치 및 점진 판재 성형 방법 - Google Patents

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Abstract

점진 판재 성형 장치는, 하부 다이, 상기 하부 다이 상에 위치하며, 양 단이 고정 부재에 의해 상기 하부 다이에 고정되어 있는 성형 판재, 상기 성형 판재 상에 위치하며, 양 단이 상기 고정 부재에 의해 상기 하부 다이에 고정되어 있는 상부 더미 판재, 상기 상부 더미 판재를 가압하며 소정의 궤적을 따라 이동하면서 상기 성형 판재를 성형하는 성형용 공구 및 상기 성형 판재를 가열하는 가열 장치를 포함한다.

Description

점진 판재 성형 장치 및 점진 판재 성형 방법 {INCREMENTAL SHEET FORMING APPARATUS AND INCREMENTAL SHEET FORMING METHOD}
본 발명은 점진 판재 성형 장치 및 점진 판재 성형 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 성형 판재 상에 더미 판재를 두어, 성형 판재의 가열 과정에서 발생할 수 있는 성형 판재와 성형용 공구 간의 소착을 방지하는 점진 판재 성형 장치 및 점진 판재 성형 방법에 관한 것이다.
일반적인 판재의 성형방법으로는 암수 한 쌍의 금형을 이용하여 금형 사이에 판재를 넣고 프레스로 금형을 누름으로써 금형의 형상대로 성형이 되도록 하는 매칭 다이 성형법이 널리 사용되고 있다. 이러한 판재 성형방법은 금형을 사용함에 따라 대량 생산에 적합하나, 성형품의 구조가 복잡한 경우에는 적용이 곤란하고 성형품마다 금형을 다시 제작하여야 하는 단점이 있다.
이에 따라 최근 추세에 맞는 소량 다품종 생산에 적합하고 성형품의 구조에 관계없이 판재 성형이 가능한 점진 판재 성형 기술이 개발되었다. 점진 판재 성형 기술이란 통상적인 판재 성형과는 달리 금형을 이용하지 않고 3 차원 형상의 제품을 성형할 수 있도록 하는 성형 기술이다. 구체적으로, 성형 판재의 가장자리 부분을 고정 부재로 고정한 상태에서 성형용 공구가 등고선 형태의 궤적을 따라 이동하면서 3 차원 형상의 성형품을 제조하는 기술이다.
한편, 이 점진 판재 성형 기술에서, 열가소성 플라스틱 기반의 복합 재료를 사용할 경우 80~300 ℃ 정도의 성형 온도까지 복합 재료를 가열하게 되는 데, 이 때 복합 재료와 성형용 공구가 소착되어 성형이 불가능하게 되는 경우가 발생할 수 있다.
그러나, 종래의 점진 판재 성형 방법 (한국 특허출원발명 제10-2006-0032168호) 은, 난성형 소재에 대해서 가열 수단을 이용하여 가열한다는 점만을 개시할 뿐이며, 가열 과정에서 발생할 수 있는 성형 판재와 성형용 공구의 부착 현상을 방지할 수 있는 해결책에 대해서는 고려하지 않았으며, 그 결과 점진 판재 성형이 원활하게 수행되지 못하고, 경우에 따라서는 성형이 불가능하게 되는 문제가 있어왔다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 가열 과정에서 발생할 수 있는 성형 판재와 성형용 공구의 부착 현상을 방지할 수 있는 점진 판재 성형 장치 및 성형 방법의 필요성이 대두되고 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 가열 과정에서 발생할 수 있는 성형 판재와 성형용 공구의 소착 현상을 방지하여, 3 차원 형상의 시제품을 단시간에 저비용으로 제조할 수 있는 점진 판재 성형 장치 및 성형 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 점진 판재 성형 장치는, 하부 다이, 상기 하부 다이 상에 위치하며, 양 단이 고정 부재에 의해 상기 하부 다이에 고정되어 있는 성형 판재, 상기 성형 판재 상에 위치하며, 양 단이 상기 고정 부재에 의해 상기 하부 다이에 고정되어 있는 상부 더미 판재, 상기 상부 더미 판재를 가압하며 소정의 궤적을 따라 이동하면서 상기 성형 판재를 성형하는 성형용 공구 및 상기 성형 판재를 가열하는 가열 장치를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 점진 판재 성형 방법은, 하부 다이 상에 성형 판재 및 상부 더미 판재 순으로 상기 판재들을 위치시키는 단계, 상기 성형 판재 및 상기 상부 더미 판재의 양 단을 고정 부재를 통해 상기 하부 다이에 고정시키는 단계 및 가열 장치를 통해 상기 성형 판재를 가열하면서, 성형용 공구가 상기 상부 더미 판재를 가압하며 소정의 궤적을 따라 이동하면서 상기 성형 판재를 성형하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 가열 과정에서 발생할 수 있는 성형 판재와 성형용 공구의 소착 현상을 방지하여, 3 차원 형상의 시제품을 단시간에 저비용으로 제조할 수 있는 점진 판재 성형 장치 및 성형 방법을 제공할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 점진 판재 성형 장치의 개략도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 점진 판재 성형 장치의 성형 과정을 나타내는 개략도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 점진 판재 성형 장치의 성형용 공구의 이동 경로 궤적을 나타내는 간략도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 점진 판재 성형 장치에 의해 제조된 성형품의 도면이다.
도 5 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 점진 판재 성형 장치의 개략도이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 점진 판재 성형 방법의 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1 내지 4 를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 점진 판재 성형 장치를 설명한다. 도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 점진 판재 성형 장치의 개략도이다. 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 점진 판재 성형 장치의 성형 과정을 나타내는 개략도이다. 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 점진 판재 성형 장치의 성형용 공구의 이동 경로 궤적을 나타내는 간략도이다. 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 점진 판재 성형 장치에 의해 제조된 성형품의 도면이다.
도 1 내지 4 를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 점진 판재 성형 장치는, 하부 다이 (10), 성형 판재 (30), 상부 더미 판재 (20), 성형용 공구 (40) (40), 가열 장치 (50) 및 냉온 장치 (80) 를 포함한다.
하부 다이 (10) 는 상부 더미 판재 (20) 및 성형 판재 (30) 를 지지하며, 성형 판재 (30) 의 작업 공간이 형성될 수 있도록 소정의 형상을 가질 수 있고, 특히 성형품 (90) 이 깊이를 가지는 부재 (예: 바구니) 일 경우 제조 과정에서 성형품 (90) 에 깊이를 부여하기 위해 성형용 공구 (40) 가 아래 방향으로 성형 판재 (30) 를 가압하여 성형 판재 (30) 가 부분적으로 함몰 될 수 있도록 하부 다이 (10) 에는 함몰 부분이 형성되어 있을 수 있다.
하부 다이 (10) 는 전후 방향 및 좌우 방향 중 하나 이상의 방향으로 이동할 수 있으며, 이러한 하부 다이 (10) 의 이동은 성형용 공구 (40) 의 이동과 함께 성형품 (90) 을 좀 더 정교하고 효율적으로 제조 가능하게 한다. 하부 다이 (10) 를 전후 방향 및 좌우 방향으로 이동시킬 수 있다면 하부 다이 (10) 를 이동시키는 이동 수단의 종류에는 제한이 없다. 또한, 경우에 따라서는, 하부 다이 (10) 는 전후 방향 및 좌우 방향뿐만 아니라 상하 방향으로도 이동할 수 있으며, 이동하지 않고 고정되어 있을 수도 있다.
성형 판재 (30) 는 점진 판재 성형 방법에 의해 성형품 (90) 으로 제조될 소재로서, 이러한 소재는 열가소성 플라스틱을 기반으로 하는 복합 재료일 수 있으며, 예를 들어 GMT (glass fiber reinforced thermoplastics) 및 CFRP (carbon fiber reinforced plastics) 가 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 제조하고자 하는 성형품 (90) 의 종류에 따라 성형 판재 (30) 의 소재는 다양할 수 있다. 또한, 성형 판재 (30) 는 하부 다이 (10) 상에 위치하며, 양 단이 고정 부재 (60) 에 의해 하부 다이 (10) 에 고정되어 있을 수 있다.
상부 더미 판재 (20) 는 성형 판재 (30) 상에 위치하며, 양 단이 고정 부재 (60) 에 의해 하부 다이 (10) 에 고정되어 있을 수 있는 데, 이렇게 상부 더미 판재 (20) 가 성형 판재 (30) 상에 위치함으로써, 성형용 공구 (40) 가 직접적으로 성형 판재 (30) 에 접촉하는 것을 차단한다. 이와 관련하여, 종래의 경우 성형 판재 (30) 상에 더미 판재가 존재하지 않았기에, 성형 과정에서 성형용 공구 (40) 가 직접적으로 성형 판재 (30) 에 닿아 가압함으로써 성형품 (90) 을 제조하였으며, 또한 가압과 함께 열가소성 플라스틱을 기반으로 하는 복합 재료로 이루어진 성형 판재 (30) 를 가열하였고, 그 과정에서 성형용 공구 (40) 와 성형 판재 (30) 가 눌어 붙게되는 소착 (sticking) 현상이 발생하여 성형이 원활하게 이루어질 수 없었으며, 더 나아가 성형이 불가능하게 되는 문제가 있어왔다.
이러한 문제점을 고려하여, 본 발명에서는 전술한 바와 같이 성형 판재 (30) 상에 상부 더미 판재 (20) 를 위치시켜 성형용 공구 (40) 가 직접적으로 성형 판재 (30) 에 접촉하는 것을 차단하고 있으며, 그에 따라 소착 현상이 발생하지 않게 되어 성형이 원활하게 이루어진다.
또한, 이러한 상부 더미 판재 (20) 는, 강판, 소성변형으로 성형이 가능한 철계 판재 및 소성변형으로 성형이 가능한 비철계 판재 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 또한 상기 소성변형으로 성형이 가능한 철계 판재는 스테인리스로 이루어질 수 있다.
성형용 공구 (40) 는 상하 이동하면서 상부 더미 판재 (20) 를 가압하여 결과적으로 성형 판재 (30) 를 가압함으로써 성형 판재 (30) 가 원하는 형상의 성형품 (90) 이 되도록 하는 공구이다. 성형용 공구 (40) 는 상부 더미 판재 (20) 에 대하여 등고선 모양의 공구궤적을 그리면서 일주 운동을 한 후, 아래 방향으로 이동하면서 성형 판재 (30) 를 성형하게 된다. 따라서, 성형용 공구 (40) 는 도 3 에 도시된 바와 같이 등고선을 그리듯이 성형품 (90) 의 가장 높은 부분부터 낮은 부분으로 점진 성형을 수행하게 된다. 또한, 성형용 공구 (40) 는 상부 더미 판재 (20) 와 맞닿는 부분이 소정의 곡률 반경 (R) 을 갖는 반구 형상일 수 있다.
가열 장치 (50) 는 성형 판재 (30) 를 가열하는 수단으로서, 성형 판재 (30) 를 가열하는 가열원 및 성형 판재 (30) 가 소정의 성형 온도까지 가열되도록 가열원을 제어하는 제어 장치를 포함할 수 있다. 이렇게 제어 장치를 통해 성형 판재 (30) 의 종류에 따라 성형 온도를 제어할 수 있음으로 인해서 우수한 성형품 (90) 을 제조할 수 있으며, 구체적으로 성형 판재 (30) 가 열가소성 플라스틱 기반의 소재일 경우 바람직한 성형 온도는 80~300 ℃ 일 수 있고, 제어 장치는 가열원을 조절하여 성형 판재 (30) 의 온도가 80~300 ℃ 가 되도록 할 수 있다.
이러한 가열 장치 (50) 는 성형 판재 (30) 의 아래에 위치하여 성형 판재 (30) 를 가열할 수 있으나, 성형 판재 (30) 를 가열한다는 목적을 달성할 수 있다면 그 설치 위치에 제한이 있는 것은 아니다.
냉온 장치 (80) 는 성형 판재 (30) 로 성형된 최종 형상을 냉각시켜 최종 형상이 유지되도록 하여 성형품 (90) 을 완성하는 장치로서, 공냉 장치이거나 냉각 매체가 흐르는 관을 포함할 수 있으며, 냉각 매체로는 냉각수가 있을 수 있으나, 최종 형상의 열을 빼앗아 냉각시킬 수 있다면 종류에는 제한이 없다.
냉온 장치 (80) 의 설치 형태를 보면, 하부 다이 (10) 내에 냉각수가 흐르는 관이 매설되어 있으며, 이 관을 통해 냉각수를 흐르게 하여 최종 형상과의 열교환이 이루어지도록 하고, 이를 통해 최종 형상을 냉각시켜 성형품 (90) 을 완성할 수 있다.
추가적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 점진 판재 성형 장치는, 성형용 공구 (40) 를 이동시키는 구동기 및 구동기를 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있으며, 또한 컨트롤러는 성형용 공구 (40) 의 이동 경로 정보를 제공하는 컴퓨터 수치 제어 (Computer Numerical Control; CNC) 장치를 포함할 수 있다.
컨트롤러의 컴퓨터 수치 제어 장치는 CAD/CAM 을 통해 성형용 공구 (40) 의 이동 경로에 관한 NC 데이터를 생성한 후, 생성한 NC 데이터를 제어 장치에 제공할 수 있다. 이렇게, 컴퓨터 수치 제어 장치를 이용함에 따라 점진 판재 성형 과정을 자동화할 수 있고, 그 결과 복잡한 형상을 가진 성형품 (90) 을 성형할 수 있으며, 3D CAD 정보만 있으면 언제든지 제품 생산이 가능하므로 A/S 부품을 보유하지 않아도 되는 장점이 있다. 또한, 설계 변경에 대한 즉각적인 수용이 가능하여 개발단계의 디자인 검증 및 기계적 성질 테스트를 위한 시제품의 제작에 유용하다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 점진 판재 성형 장치에 의해 제조된 성형품 (90) 은 자동차 도어 이너 판넬 및 언더 바디 등의 자동차용 흡음 판넬일 수 있으나, 그 적용 대상은 각 산업 분야에 걸쳐서 다양할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 점진 판재 성형 장치를 설명하였으며, 이하 본 발명의 다른 실시예에 따른 점진 판재 성형 장치를 설명한다.
도 5 를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 점진 판재 성형 장치를 설명한다. 도 5 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 점진 판재 성형 장치의 개략도이다.
도 5 를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 점진 판재 성형 장치는 추가적으로 하부 더미 판재 (70) 를 더 포함한다. 즉, 하부 다이 (10) 상에 하부 더미 판재 (70), 성형 판재 (30) 및 상부 더미 판재 (20) 가 순서대로 배치되어 있으며, 이들은 고정 부재 (60) 에 의해 하부 다이 (10) 에 고정되어 있을 수 있다.
이렇게, 성형 판재 (30) 가 하부 더미 판재 (70) 와 상부 더미 판재 (20) 사이에 배치됨으로써, 성형 판재 (30) 를 가열하면서 성형하는 과정 중에 열가소성 플라스틱 복합 재료로 이루어진 성형 판재 (30) 가 팽창하는 것을 차단하여 점진 판재의 성형이 용이하게 수행될 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 점진 판재 성형 장치를 설명하였으며, 이하 본 발명의 일 실시예에 따른 점진 판재 성형 방법을 설명한다.
도 6 을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 점진 판재 성형 방법을 설명한다. 도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 점진 판재 성형 방법의 흐름도이다.
도 6 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 점진 판재 성형 방법은, 하부 다이 상에 성형 판재 및 상부 더미 판재 순으로 판재들을 위치시키는 단계 (S10), 성형 판재 및 상부 더미 판재의 양 단을 고정 부재를 통해 하부 다이에 고정시키는 단계 (S20), 가열 장치를 통해 성형 판재를 성형 온도까지 가열하면서, 성형용 공구가 상부 더미 판재를 가압하며 소정의 궤적을 따라 이동하면서 성형 판재를 성형하는 단계 (S30) 및 성형 판재로 성형된 최종 형상을 냉각시키는 단계 (S40) 를 포함한다.
도 1 및 6 을 참조하면, 하부 다이 상에 성형 판재 및 상부 더미 판재 순으로 판재들을 위치시키는 단계 (S10) 는, 하부 다이 (10) 상에 성형 판재 (30) 를 를 위치시키고, 성형 판재 (30) 상에 상부 더미 판재 (20) 를 배치하여, 하부 다이 (10) 상에 성형 판재 (30) 및 상부 더미 판재 (20) 순으로 판재들을 위치시킨다.
도 1 및 6 을 참조하면, 성형 판재 및 상부 더미 판재의 양 단을 고정 부재를 통해 하부 다이에 고정시키는 단계 (S20) 는, 하부 다이 (10) 상에 성형 판재 (30) 및 상부 더미 판재 (20) 순으로 판재들을 위치시킨 후, 성형 판재 (30) 및 상부 더미 판재 (20) 각각의 양 단을 고정 부재 (60) 를 통해 하부 다이 (10) 상에 고정시킨다. 이렇게, 성형 판재 (30) 상에 상부 더미 판재 (20) 를 배치함으로써 성형용 공구 (40) 가 성형 판재 (30) 에 직접 닿지 않게 되어, 가열된 성형 판재 (30) 와 성형용 공구 (40) 가 소착되는 현상을 차단할 수 있으며, 그 결과 성형 공정에 차질이 발생하지 않게 된다.
도 2 내지 6 을 참조하면, 가열 장치를 통해 성형 판재를 성형 온도까지 가열하면서, 성형용 공구가 상부 더미 판재를 가압하며 소정의 궤적을 따라 이동하면서 성형 판재를 성형하는 단계 (S30) 는, 하부 다이 (10) 상에 성형 판재 (30) 및 상부 더미 판재 (20) 순으로 판재들을 고정 위치시킨 후, 가열 장치 (50) 로 성형 판재 (30) 를 소정의 성형 온도까지 가열하게 되며, 이 때 성형용 공구 (40) 는 등고선 궤적 또는 3 차원 형상의 궤적을 따라 이동하면서 상부 더미 판재 (20) 를 가압한다. 그에 따라, 상부 더미 판재 (20) 아래에 위치한 성형 판재 (30) 도 가압되면서 하부 다이 (10) 내부로 유입되는 성형이 일어나며, 이러한 과정을 거쳐 성형 판재 (30) 는 최종 형상으로 제조된다.
한편, 성형 판재 (30) 의 재질에 따라 점진 성형이 효과적으로 수행될 수 있는 성형 온도가 존재하는 바, 가열 장치 (50) 의 제어부는 가열원을 제어하여 가열원이 성형 판재 (30) 를 대응하는 성형 온도까지 가열하도록 할 수 있다.
아울러, 성형 판재 (30) 와 상부 더미 판재 (20) 사이에는 가열에 따른 성형 판재 (30) 와 상부 더미 판재 (20) 의 소착을 억제하기 위해, 이들 판재에 얇은 비닐을 부착시켜 성형하고 성형후 비닐을 제거하여 최종 형상 또는 완제품을 얻을 수도 있다.
도 2 내지 6 을 참조하면, 성형 판재로 성형된 최종 형상을 냉각시키는 단계 (S40) 는, 성형 판재 (30) 를 가열하고 가압하는 과정을 거쳐서 성형 판재 (30) 가 최종 형상이 된 후에, 하부 다이 (10) 내에 매설된 관으로 냉각수가 흐르도록 하여 최종 형상과 냉각수가 열교환을 하게 되고, 그 결과 최종 형상은 냉각되어 자신의 형상을 유지할 수 있다. 이렇게 최종 형상이 냉각됨으로써 성형품 (90) 이 제조되게 되며, 이 성형품 (90) 은 자동차용 흡음 판넬일 수 있다.
한편, 최종 형상 또는 성형품 (90) 의 냉각과정에서 제품의 뒤틀림이나 스프링 백 등을 억제하기 위해, 성형 중에 또는 성형용 공구 (40) 가 제거된 후에 성형된 판재의 상부에 액압 등을 매개로 일정한 압력을 가할 수 있다.
*구체적으로, 성형 후에 성형용 공구 (40) 를 제거한 후, 두꺼운 고무 판을 이용하여 전체적으로 최종 형상 또는 성형품 (90) 을 가압하면 고무가 변형되면서 성형된 부위를 골고루 가압해줄 수 있으며, 그 결과 제품의 뒤틀림이나 스프링 백 등을 억제할 수 있다.
또한, 성형 공정을 유압 탱크 내에서 수행하면 일정한 압력이 상부 더미 판재 (20) 에 가해지며, 가공 후에 성형용 공구 (40) 를 제거하고 압력을 증가시키면 일정한 압력이 가해질 수도 있기 때문에 스프링 백을 줄이는 효과가 발생하게 된다.
앞에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 점진 판재 성형 방법은, 성형 판재와 성형용 공구 간의 소착 현상을 차단하여 성형 공정이 원활하게 이루어지도록 하고, 또한 열가소성 플라스틱 기반의 복합재료를 이용하여 3 차원 형상의 시제품을 저비용으로 단시간에 제조할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 하부 다이 20: 상부 더미 판재
30: 성형 판재 40: 성형용 공구
50: 가열 장치 60: 고정 부재
70: 하부 더미 판재 80: 냉온 장치
90: 성형품

Claims (9)

  1. 하부 다이;
    상기 하부 다이 상에 위치하며, 양 단이 고정 부재에 의해 상기 하부 다이에 고정되어 있는 성형 판재;
    상기 성형 판재 상에 위치하며, 양 단이 상기 고정 부재에 의해 상기 하부 다이에 고정되어 있는 상부 더미 판재;
    상기 상부 더미 판재를 가압하며 소정의 궤적을 따라 이동하면서 상기 성형 판재를 성형하는 성형용 공구;
    상기 성형 판재를 가열하는 가열원 및 상기 성형 판재가 소정의 성형 온도까지 가열되도록 상기 가열원을 제어하는 제어 장치;
    상기 성형용 공구를 이동시키는 구동기; 및
    상기 구동기를 제어하는 컨트롤러를 포함하며,
    상기 컨트롤러는 상기 성형용 공구의 이동 경로에 관한 NC(수치제어) 데이터를 생성하여 상기 성형용 공구의 이동 경로 정보를 제공하는 컴퓨터 수치 제어 장치를 포함하고,
    상기 하부 다이 내에는 상기 성형 판재가 성형된 최종 형상을 냉각시키는 냉온 장치가 설치되어 있고,
    상기 최종 형상을 냉각시키는 과정에서 뒤틀림이나 스프링 백을 억제하도록, 성형 후 상기 성형용 공구가 제거된 상태에서 고무 판을 이용하여 최종 형상으로 성형된 상기 성형 판재의 상부에 일정한 압력을 가하면, 상기 고무 판이 변형되면서 성형된 부위를 일정하게 가압하는 것을 특징으로 하는 점진 판재 성형 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 다이와 상기 성형 판재 사이에 위치하며, 양 단이 상기 고정 부재에 의해 상기 하부 다이에 고정되어 있는 하부 더미 판재를 더 포함하는 점진 판재 성형 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉온 장치는 냉각 매체가 흐르는 관을 포함하는 점진 판재 성형 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 성형 판재는 열가소성 플라스틱 복합 재료를 기반으로 하는 소재인 점진 판재 성형 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 더미 판재는 강판, 소성변형으로 성형이 가능한 철계 판재 및 소성변형으로 성형이 가능한 비철계 판재 중 어느 하나로 이루어지는 점진 판재 성형 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 소성변형으로 성형이 가능한 철계 판재는 스테인리스로 이루어지는 점진 판재 성형 장치.
  7. 하부 다이 상에 성형 판재 및 상부 더미 판재 순으로 상기 판재들을 위치시키는 단계;
    상기 성형 판재 및 상기 상부 더미 판재의 양 단을 고정 부재를 통해 상기 하부 다이에 고정시키는 단계;
    가열 장치를 통해 상기 성형 판재를 가열하면서, 성형용 공구가 상기 상부 더미 판재를 가압하며 소정의 궤적을 따라 이동하면서 상기 성형 판재를 성형하는 단계;
    상기 하부 다이 내에 설치된 냉온장치를 이용하여 상기 성형 판재로 성형된 최종 형상을 냉각시키는 단계; 및
    상기 최종 형상을 냉각시키는 과정에서 뒤틀림이나 스프링 백을 억제하도록, 성형 후 상기 성형용 공구가 제거된 상태에서 최종 형상으로 성형된 상기 성형 판재의 상부에 고무 판으로 일정한 압력을 가하는 단계를 포함하되,
    상기 성형용 공구가 소정의 궤적을 따라 이동하는 것은,
    상기 성형용 공구를 이동시키는 구동기를 제어하는 컨트롤러에 포함된 컴퓨터 수치 제어 장치가 상기 성형용 공구의 이동 경로에 관한 NC(수치제어) 데이터를 생성하여 상기 성형용 공구의 이동 경로 정보를 제공하는 것을 특징으로 하고,
    상기 최종 형상으로 성형된 상기 성형 판재의 상부에 고무 판으로 일정한 압력을 가하게 되면, 상기 고무 판이 변형되면서 성형된 부위를 일정하게 가압하게 되는 것을 특징으로 하는 점진 판재 성형 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 가열 장치를 통해 상기 성형 판재를 소정의 성형 온도까지 가열시키는 단계를 더 포함하는 점진 판재 성형 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 하부 다이와 상기 성형 판재 사이에 하부 더미 판재를 위치시키며, 상기 하부 더미 판재의 양 단을 상기 고정 부재에 의해 상기 하부 다이에 고정시키는 단계를 더 포함하는 점진 판재 성형 방법.
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