KR101798150B1 - 핫프레스포밍용 강판 제조장치 및 핫프레스포밍용 강판을 이용한 제품 제조방법 - Google Patents

핫프레스포밍용 강판 제조장치 및 핫프레스포밍용 강판을 이용한 제품 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 냉간압연에 이용되는 핫프레스포밍용 강판 제조장치에 관한 것으로서, 상기 핫프레스포밍용 강판 제조장치는 이송되는 강판의 상면에 홈을 형성하는 홈형성부; 상기 홈에 보강재를 공급하는 공급부; 상기 보강재가 공급된 강판의 상면을 가압하는 가압롤을 포함하며, 상기 강판의 이송방향을 따라 상기 홈형성부, 상기 공급부 및 상기 가압롤이 배치되고, 상기 홈에 공급된 보강재는 상기 가압롤에 의해 상기 강판에 형성된 상기 홈에 압입할 수 있다.
이에, 제조된 핫프레스포밍용 강판은 냉간 압연 공정 중에 보강재를 강판에 배치하기 때문에 물성의 향상과 함께 생산 효율을 높일 수 있다. 또한, 적어도 두 개의 제조된 핫프레스포밍용 강판을 접합, 절개 및 성형하여 다양한 제품을 생산할 수 있다.

Description

핫프레스포밍용 강판 제조장치 및 핫프레스포밍용 강판을 이용한 제품 제조방법{Apparatus for manufacturing Hot Press Forming Steel Plate and Manufacturing Method using the Hot Press Forming Steel Plate}
본 발명은 핫프레스포밍용 강판 제조장치 및 핫프레스포밍용 강판을 이용한 제품 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 냉간압연 공정 중에 보강재를 삽입하여 핫프레스포밍용 강판을 제조하는 핫프레스포밍용 강판 제조장치 및 상기 강판 제조장치를 이용하여 제조된 핫프레스포밍용 강판을 이용한 제품 제조방법에 관한 것이다.
기존의 핫프레스포밍 소재를 이용하여 자동차 부품을 성형하고, 성형 된 핫프레스포밍 소재로 제조된 부품을 차량에 적용하여 충돌시험을 할 경우 충격량이 상기 부품에 집중될 수 있다. 그에 따라, 받힌 부분에서 상기 부품이 충격력을 견디지 못하고 깨지는 문제가 발생한다.
위와 같이 상기 부품이 충격력을 견디지 못하고 깨질 경우 운전자에 대한 안전이 확보되지 못함으로 제품신뢰가 떨어진다. 그에 따라, 충격량이 집중되는 차량의 부분에는 핫프레스포밍으로 만들어진 제품을 사용하지 못하여 강판 판매 수량도 저하된다.
여기서, 핫프레스포밍 공법은 소재를 가열하기 전에는 900MPA 이하의 강성을 가지는 소재를 이용하여, 가열장치에서 900도 이상 고온에서 소재를 가열한 다음, 가열된 소재를 급속으로 금형장치로 이송한다. 그리고, 이송된 소재를 금형으로 눌러 제품모양을 형성함과 동시에 차가운 금형이 소재의 온도를 빠른 시간 내에 빼앗게 된다. 그에 따라, 제품의 성형과 함께 ??칭효과로 인하여 제품의 경도가 1500MPA이상의 강도를 가지도록 된다.
상기와 같은 핫프레스포밍 공법으로 제품을 성형하여 강도가 올라감으로 인하여 핫프레스포밍 공법으로 제조된 박판을 이용하여 제품을 성형할 수 있다.
그러나, 박판의 강도 대비 두께가 증가하고 무게가 증가하는 문제가 있다.
이에, 박판의 강도를 증가시키면서도 두께를 감소시킨 제품이 업계에서 요청되고 있는 실정이다. 즉, 탄소 섬유 등을 이용하여 강도를 증가시키면서도 두께와 무게를 감소시킨 강판의 개발이 요청되고 있는 실정이다.
그러나, 대부분 플라스틱과 같은 소재에 탄소 섬유를 함침시키는 기술이 대부분이며, 냉간압연 공정 중에 탄소 섬유를 강판에 배치하는데에는 어려움이 있다.
여기서, 냉간압연 공정이라 함은 제철소의 제강공정에서 나온 슬라브(slab) 등을 가열하여 압연하는 열간압연 공정을 거치게 되며, 이 열간압연 공정의 산물인 핫 코일(hot coil)을 재료로 하여 다시 한번 압연하는 공정을 통해 제품을 생산하는 과정을 의미한다.
즉, 냉간압연은 열간압연 된 소재를 산세 후 최종두께, 경도부여, 조도부여, 형상제어 등 여러 가지 조건을 만족시키기 위해 행해지는 철강제품 생산과정 중 최종단계에 속하는 것으로, 텐션(Tension)을 부여함으로써 두께 제어 및 형상 제어 등이 용이하여 압연 효율을 높이게 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 압연 효율을 향상시키는 냉간 압연 공정 중에 보강재를 강판에 배치하여 물성의 향상과 함께 생산 효율을 높일 수 있는 핫프레스포밍용 강판 제조장치 및 핫프레스포밍용 강판을 이용한 제품 제조방법을 제공한다.
또한, 강판의 길이 방향을 따라 보강재를 기 설정된 간격으로 강판에 배치되게 하여 물성의 변화 및 향상을 가능하게 하는 핫프레스포밍용 강판 제조장치 및 핫프레스포밍용 강판을 이용한 제품 제조방법을 제공한다.
또한, 강판의 용도에 따라 보강재의 압입 영역을 제어할 수 있는 핫프레스포밍용 강판 제조장치 및 핫프레스포밍용 강판을 이용한 제품 제조방법을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제는 본 발명의 일실시예에 따라, 냉간압연에 이용되는 핫프레스포밍용 강판 제조장치에 있어서, 이송되는 강판의 상면에 홈을 형성하는 홈형성부; 상기 홈에 보강재를 공급하는 공급부; 상기 보강재가 공급된 강판의 상면을 가압하는 가압롤을 포함하며, 상기 홈에 공급된 보강재는 상기 가압롤에 의해 압입되는 핫프레스포밍용 강판 제조장치에 의하여 달성된다.
바람직하게, 상기 홈형성부는, 롤러; 및 상기 롤러의 길이방향을 따라 소정의 간격(d)으로 이격되어 배치되는 복수 개의 돌기부를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 돌기부는 상기 롤러의 축방향을 따라 이동가능하게 상기 롤러에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 돌기부는, 상기 롤러의 원주방향을 따라 소정의 간격으로 이격되게 배치되는 복수 개의 돌기를 포함할 수 있다.
한편, 상기 롤러를 승강시키는 제1 승강장치; 및 상기 제1 승강장치를 제어하여 상기 홈의 크기를 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제어부는 상기 롤러의 회전속도를 조절하여 상기 강판의 이송방향을 따라 이격되게 형성되는 상기 홈의 길이를 조절할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 공급부를 제어하여 상기 보강재의 공급을 조절할 수 있다.
그리고, 상기 홈형성부와 상기 공급부 사이에 배치되는 촬상장치를 더 포함하며, 상기 촬상장치에서 촬상된 이미지를 기반으로 상기 제어부는 상기 공급부를 제어하여 상기 보강재의 공급을 제어할 수 있다.
그리고, 상기 제어부는 상기 공급부를 제어하여 상기 보강재의 공급 위치를 조절할 수 있다.
한편, 상기 가압롤의 승강시키는 제2 승강장치를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 제2 승강장치를 제어하여 상기 가압롤에 의해 상기 강판에 가해지는 가압력을 조절할 수 있다.
또한, 상기 보강재는 탄소 섬유로 제공될 수 있다.
상기 과제는 본 발명의 일실시예에 따라, 상기 핫프레스포밍용 강판 제조장치를 이용하여 보강재가 일측에 압입된 핫프레스포밍용 강판을 제조하는 단계; 상기 보강재가 서로 교차되면서도 마주보게 두 개의 상기 핫프레스포밍용 강판을 배치하는 단계; 상기 핫프레스포밍용 강판을 접합하는 단계; 및 금형을 이용하여 접합된 두 개의 상기 핫프레스포밍용 강판을 성형하는 단계를 포함하는 핫프레스포밍용 강판을 이용한 제품 제조방법에 의하여 달성된다.
여기서, 상기 핫프레스포밍용 강판 제조장치는, 이송되는 강판의 상면에 홈을 형성하는 홈형성부; 상기 홈에 보강재를 공급하는 공급부; 상기 보강재가 공급된 강판의 상면을 가압하는 가압롤을 포함하며, 상기 홈에 공급된 상기 보강재는 상기 가압롤에 의해 압입될 수 있다.
그리고, 상기 핫프레스포밍용 강판을 접합하는 단계는, 성형시 상기 보강재가 상기 핫프레스포밍용 강판으로부터 이탈되는 것을 방지하도록 점 용접할 수 있다.
그리고, 접합된 두 개의 상기 핫프레스포밍용 강판을 성형하는 단계는, 접합된 두 개의 상기 핫프레스포밍용 강판을 절단하여 제품블랭크를 형성하는 단계(S41); 및 금형을 이용하여 상기 제품블랭크를 핫프레스포밍하는 단계(S42)를 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 실시예에 따른 핫프레스포밍용 강판 제조장치는 압연 효율을 향상시키는 냉간 압연 공정 중에 보강재를 강판에 배치하여 물성의 향상과 함께 생산 효율을 높일 수 있다. 그에 따라, 보강재가 배치된 강판의 두께 및 무게를 감소시킬 수 있다.
또한, 강판의 길이 방향을 따라 보강재를 기 설정된 간격으로 강판에 배치되게 하여 물성의 변화 및 향상을 가능하게 할 수 있다.
나아가, 기 설정된 간격으로 보강재가 배치되기 때문에, 강판의 어느 영역을 절개하여 이용하더로도 강판의 균일한 성능을 확보할 수 있다.
또한, 제어부를 통해 홈의 길이와 보강재의 공급을 조절하여 물성을 조절시킴과 더불어 홈 이외의 영역에서 잔류 가능한 보강재를 최소화하여 생산원가를 감가시킴으로써 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1 및 도 2는 실시예에 따른 핫프레스포밍용 강판 제조장치를 나타내는 도면이고,
도 3은 실시예에 따른 핫프레스포밍용 강판 제조장치에 의해 제조된 강판을 나타내는 도면이고,
도 4는 실시예에 따른 핫프레스포밍용 강판을 이용한 제품 제조방법을 나타내는 블럭도이고,
도 5는 보강재가 서로 교차되게 배치된 두 개의 핫프레스포밍용 강판을 나타내는 도면이고,
도 6은 도 5에 도시된 두 개의 핫프레스포밍용 강판이 점 용접된 상태를 나타내는 도면이고,
도 7은 점 용접된 두 개의 핫프레스포밍용 강판을 금형을 이용하여 성형하는 상태를 나타내는 도면이고,
도 8은 실시예에 따른 핫프레스포밍용 강판을 이용한 제품 제조방법에 의해 제조된 제품을 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지게 된다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 살펴보면, 실시예에 따른 핫프레스포밍용 강판 제조장치(1)는 냉간 압연 공정 중 강판(2)을 이송하는 이송롤러(100), 홈형성부(200), 제1 승강장치(300), 공급부(400), 가압롤(500), 제2 승강장치(600), 촬상장치(700) 및 제어부(800)를 포함할 수 있다.
여기서, 홈형성부(200), 공급부(400) 및 가압롤(500) 각각은 강판(2)의 이송방향을 따라 순차적으로 배치될 수 있다.
이송롤러(100)는 강판(2)의 하부에 배치되어 강판(2)을 이송시킬 수 있다. 이때, 이송롤러(100)는 모터와 같은 구동장치에 의해 회전하여 강판(2)을 이송시킬 수 있다.
홈형성부(200)는 강판(2)의 상면에 홈(3)을 형성할 수 있다. 예컨데, 홈형성부(200)는 강판(2)의 상면을 가압하거나 절삭하여 강판(2)의 이송방향으로 길게 홈(3)을 형성할 수 있다.
도 2를 참조하여 살펴보면, 홈형성부(200)는 롤러(210)와 돌기부(220)를 포함할 수 있다. 여기서, 돌기부(220)는 롤러(210)의 길이방향인 축방향을 따라 소정의 간격(d)으로 이격되어 복수 개가 배치될 수 있다. 그리고, 돌기부(220)는 롤러(210)의 외주면에서 경방향으로 돌출되게 형성될 수 있다.
그에 따라, 돌기부(220)의 간격(d)에 따라, 강판(2)의 상면에 형성된 홈(3)은 소정의 간격(d)으로 형성될 수 있다. 그리고, 홈(3)에는 보강재(4)가 배치되는바, 홈(3)의 간격(d)에 의해 강판(2)의 물성은 조절될 수 있다. 따라서, 돌기부(220)의 간격(d)이 조절될 수 있도록, 돌기부(220)는 롤러(210)의 축방향을 따라 롤러(210)에 이동가능하게 배치될 수 있다.
도 1에 있어서, 돌기부(220)의 간격(d)이 동일한 간격으로 배치된 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 요구되는 강판(2)의 영역별 물성치를 고려하여 돌기부(220)의 간격(d)은 조절될 수 있다. 예컨데, 돌기부(220)의 간격(d)이 서로 다르게 롤러(210)의 축방향을 따라 돌기부(220)는 배치될 수 있다.
롤러(210)는 모터와 같은 구동장치에 의해 회전할 수 있다. 그리고, 롤러(210)의 회전속도는 제어부(800)에 의해 조절될 수 있다.
따라서, 롤러(210)의 회전속도에 의해 홈(3)의 길이는 조절될 수 있다. 그에 따라, 홈(3)에는 보강재(4)가 배치되는바, 홈(3)의 길이에 의해 강판(2)의 물성은 조절될 수 있다.
돌기부(220)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 돌기가 플랜지의 형상처럼 롤러(210)의 외주면에서 경방향(롤러(210)의 반지름방향)으로 돌출되게 형성될 수 있다. 그에 따라, 돌기부(220)의 형상에 의해 홈(3)의 폭(W)과 깊이(D)가 결정될 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 돌기부(220)는 복수 개의 돌기(221)를 롤러(210)의 원주방향을 따라 소정의 간격(r)으로 이격되게 배치하여 형성할 수도 있다.
그에 따라, 상기 간격(r)은 강판(2)의 이송방향을 기준으로 각각의 홈(3)이 이격되게 형성되게 한다.
이때, 제어부(800)는 롤러(210)의 회전 속도를 제어하여 홈(3)의 형성 길이(L)를 조절할 수 있다. 그리고, 홈(3)에는 공급부(400)에서 공급되는 보강재(4)가 공급될 수 있다.
즉, 제어부(800)는 요구되는 강판(2)의 물성치를 고려하여 홈(3)의 길이(L)를 조절할 수 있다. 그에 따라, 제어부(800)는 강판(2)의 길이 방향을 따라 보강재(4)가 기 설정된 간격으로 강판(2)의 홈(3)에 배치될 수 있게 하기 때문에, 강판(2)의 물성의 변화 또는 향상을 가능하게 할 수 있다.
한편, 홈형성부(200)의 롤러(210)는 제1 승강장치(300)에 의해 상하로 승강될 수 있다.
제어부(800)에 의해 제어되는 제1 승강장치(300)는 롤러(210)를 승강시켜 강판(2)의 상면에 가해지는 압력을 조절할 수 있다.
예컨데, 제어부(800)는 홈(4)의 형상을 고려하여 제1 승강장치(300)를 제어함으로써, 강판(2)의 상면에 가해지는 가압력을 조절할 수 있다. 그에 따라, 홈(3)의 크기가 조절될 수 있다. 상세하게는 홈(3)의 폭(W)과 깊이(D)가 정밀하게 조절될 수 있다.
즉, 상기 홈형성부(200)의 롤러(210)의 회전속도 및 제1 승강장치(300)에 의한 롤러(210)의 가압력에 의해 홈(3)의 크기는 조절될 수 있다.
또한, 롤러(210)에 배치되는 돌기부(220)의 형상, 배치 위치(롤러(210)를 기준으로 축방향 배치위치 및 원주방향 배치위치)에 의해 홈(3)의 형성 위치도 조절될 수 있다.
공급부(400)는 홈(3)에 보강재(4)를 공급할 수 있다. 예컨데, 공급부(400)에 배치되는 노즐(미도시)을 이용하여 홈(3)에 보강재(4)를 공급할 수 있다. 이때, 상기 노즐은 이동가능하게 공급부(400)에 배치될 있다.
여기서, 보강재(4)로는 탄소 섬유가 제공될 수 있다. 상기 탄소 섬유가 보강재(4)로 이용되며, 강판(2)의 인장 성능 등의 물성치가 향상될 수 있다.
보강재(4)로 탄소 섬유를 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 요구되는 보강재(4)가 강판(2)의 물성치를 고려하여 다양한 보강재(4)가 이용될 수 있음은 물론이다.
그리고, 제어부(800)는 공급부(400)를 제어하여 보강재(4)의 공급을 조절할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 강판(2)의 이송방향을 따라 소정의 길이(L)로 형성된 홈(3)이 소정의 거리로 상호 이격되게 형성될 수 있는바, 제어부(800)는 공급부(400)를 제어하여 보강재(4)의 공급을 조절할 수 있다. 예컨데, 제어부(800)는 공급부(400)를 제어하여 보강재(4)의 공급량, 공급 및 공급 차단을 조절할 수 있다.
물론, 이격없이 홈(3)이 형성된 경우라도 홈(3)의 형상 및 크기가 홈형성부(200)에 의해 달라질 수 있기 때문에, 제어부(800)는 공급부(400)를 제어하여 보강재(4)의 공급을 조절할 수 있다.
그리고, 홈형성부(200)와 공급부(400) 사이에 촬상장치(700)가 더 배치될 수 있기 때문에, 제어부(800)는 촬상장치(700)에서 촬상된 이미지 정보를 기반으로 보강재(4)의 공급을 정밀하게 제어할 수 있다.
또한, 돌기부(220)가 롤러(210)의 축방향을 따라 이동가능하게 배치되어 돌기부(220)의 간격(d)이 서로 달라질 수 있는바, 제어부(800)는 촬상장치(700)에서 촬상된 이미지 정보를 기반으로 보강재(4)의 공급 위치를 정밀하게 제어할 수 있다.
예컨데, 제어부(800)는 이송롤러(100)에 의한 강판(2)의 이송속도, 촬상장치(700)의 위치 정보 및 촬상장치(700)에서 촬상된 이미지 정보를 기반으로 홈(3)에 공급되는 보강재(4)의 공급을 정밀하게 제어할 수 있다. 그에 따라, 서로 이격되어 배치되는 홈(3) 이외의 영역에서 잔류 가능한 보강재(4)를 최소화하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
가압롤(500)은 강판(2)의 홈(3)에 보강재(4)가 공급된 상태에서 강판(2)의 상면을 가압할 수 있다. 그에 따라, 홈(3)에 보강재(4)가 압입되며, 도 1에 도시된 바와 같이, 보강재(4)는 가압롤(500)에 의해 압입됨으로써, 강판(2)으로부터 이탈되는 것이 방지된다.
한편, 상기 핫프레스포밍용 강판 제조장치(1)는 가압롤(500)을 승강시키는 제2 승강장치(600)를 더 포함할 수 있다. 그에 따라, 가압롤(500)은 제2 승강장치(600)에 의해 상하로 승강될 수 있다.
제어부(800)에 의해 제어되는 제2 승강장치(600)는 가압롤(500)을 승강시켜 강판(2)의 상면에 가해지는 압력을 조절할 수 있다. 즉, 제어부(800)는 보강재(4)의 재질에 따라 제2 승강장치(600)를 제어하여 강판(2)의 상면에 가해지는 가압력을 조절하여 보강재(4)가 강판(2)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기 핫프레스포밍용 강판 제조장치(1)는 보강재(4)가 압입된 강판(2)을 제조하기 위해 3단계를 거쳐 공정이 이루어지는데, 1단계에서는 강판(2) 표면에 홈(3)을 가공하는 홈가공작업으로, 2단계에서는 1단계에서 가공된 홈(3)에 보강재(4)를 공급하는 공급작업으로, 3단계에서는 공급된 보강재(4)가 홈(3)에서 빠지지않도록 가압하여 압착하는 압착작업으로 이루어진다.
그에 따라, 상기 핫프레스포밍용 강판 제조장치(1)는 상기 과정을 통해 도 3에 도시된 보강재(4)가 압입되어 형성된 핫프레스포밍용 강판(10)을 제조할 수 있다. 여기서, 도 3의 (a)는 상기 핫프레스포밍용 강판 제조장치(1)에 의해 생산된 핫프레스포밍용 강판(10)의 평면도이고, 도 3의 (b)는 상기 핫프레스포밍용 강판 제조장치(1)에 의해 생산된 핫프레스포밍용 강판(10)의 측면도이다.
이하, 도 4 및 도 8을 참조하여, 상기 핫프레스포밍용 강판 제조장치(1)에 의해 생산된 핫프레스포밍용 강판을 이용한 제품 제조방법(S1)에 대해 살펴보기로 한다.
상기 핫프레스포밍용 강판을 이용한 제품 제조방법(S1)은 상기 핫프레스포밍용 강판 제조장치(1)를 이용하여 보강재가 일측에 압입된 핫프레스포밍용 강판을 제조하는 단계(S10), 보강재가 서로 교차되면서도 마주보게 두 개의 상기 핫프레스포밍용 강판을 배치하는 단계(S20), 두 개의 핫프레스포밍용 강판을 접합하는 단계(S30); 및 금형을 이용하여 접합된 두 개의 상기 핫프레스포밍용 강판을 성형하는 단계(S40)를 포함할 수 있다.
보강재가 일측에 압입된 핫프레스포밍용 강판을 제조하는 단계(S10)에서는 상기 핫프레스포밍용 강판 제조장치(1)를 이용하여 핫프레스포밍용 강판(10)을 적어도 두 개를 제조할 수 있다.
도 5는 보강재가 서로 교차되게 배치된 두 개의 강판을 나타내는 도면으로써, 도 5의 (a)는 서로 접하도록 배치되는 두 개의 핫프레스포밍용 강판의 평면도이고, 도 5의 (b)는 서로 접하도록 배치되는 두 개의 핫프레스포밍용 강판의 사시도이다.
보강재가 서로 교차되면서도 마주보게 두 개의 상기 핫프레스포밍용 강판을 배치하는 단계(S20)에서는, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 핫프레스포밍용 강판(10)을 서로 접하도록 배치할 수 있다. 이때, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 핫프레스포밍용 강판(10)의 보강재(4)가 서로 교차되면서도 마주보게 배치될 수 있다. 그에 따라, 핫프레스포밍용 강판(10)의 수평 방향 물성치의 향상과 함께 수직 방향 물성치 또한 향상될 수 있다.
두 개의 핫프레스포밍용 강판을 접합하는 단계(S30)에서는 성형시 보강재(4)가 상기 핫프레스포밍용 강판(10)으로부터 이탈되는 것을 방지하도록 접합시킨다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 점 용접(20)과 같은 접합방법을 이용하여 핫프레스포밍용 강판(10)을 접합시킬 수 있다. 그에 따라, 성형시 보강재(4)가 상기 핫프레스포밍용 강판(10)으로부터 이탈되는 것이 방지된다.
접합된 두 개의 상기 핫프레스포밍용 강판을 성형하는 단계(S40)에서는 접합된 두 개의 상기 핫프레스포밍용 강판(10)을 이용하여 제품(40)을 제조할 수 있다.
상기 핫프레스포밍용 강판을 성형하는 단계(S40)는 제품블랭크를 형성하는 단계(S41)와 금형을 이용하여 상기 제품블랭크를 핫프레스포밍하는 단계(S42)를 포함할 수 있다.
제품블랭크를 형성하는 단계(S41)에서는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제품의 형상을 고려하여 절개선(X)을 따라 접합된 두 개의 상기 핫프레스포밍용 강판(10)을 절단하여 제품블랭크를 형성할 수 있다.
금형을 이용하여 상기 제품블랭크를 핫프레스포밍하는 단계(S42)에서는 상기 제품블랭크를 금형(30)을 이용하여 성형할 수 있다.
즉, 금형(30)을 이용하여 상기 제품블랭크를 핫프레스포밍함으로써, 도 8에 도시된 바와 같이, 물성이 향상된 다양한 제품(40)을 생산할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1 : 핫프레스포밍용 강판 제조장치 2 : 강판
3 : 홈 4 : 보강재
10 : 핫프레스포밍용 강판 40 : 제품
100 : 이송롤러
200 : 홈형성부
210 : 롤러 220 : 돌기부
221 : 돌기
300 : 제1 승강장치 400 : 공급부
500 : 가압롤 600 : 제2 승강장치
700 : 촬상장치 800 : 제어부
S1 : 핫프레스포밍용 강판을 이용한 제품 제조방법

Claims (14)

  1. 이송되는 강판의 상면에 홈을 형성하는 홈형성부;
    상기 홈에 보강재를 공급하는 공급부;
    상기 보강재가 공급된 강판의 상면을 가압하는 가압롤을 포함하며,
    상기 홈에 공급된 상기 보강재는 상기 가압롤에 의해 압입되는 핫프레스포밍용 강판 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홈형성부는,
    롤러; 및
    상기 롤러의 길이방향을 따라 소정의 간격(d)으로 이격되어 배치되는 복수 개의 돌기부를 포함하는 핫프레스포밍용 강판 제조장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 돌기부는 상기 롤러의 축방향을 따라 이동가능하게 상기 롤러에 배치되는 핫프레스포밍용 강판 제조장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 돌기부는,
    상기 롤러의 원주방향을 따라 소정의 간격으로 이격되게 배치되는 복수 개의 돌기를 포함하는 핫프레스포밍용 강판 제조장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 롤러를 승강시키는 제1 승강장치; 및
    상기 제1 승강장치를 제어하여 상기 홈의 크기를 조절하는 제어부를 더 포함하는 핫프레스포밍용 강판 제조장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 롤러의 회전속도를 조절하여 상기 강판의 이송방향을 따라 형성되는 상기 홈의 길이를 조절하는 핫프레스포밍용 강판 제조장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 공급부를 제어하여 상기 보강재의 공급을 조절하는 핫프레스포밍용 강판 제조장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 홈형성부와 상기 공급부 사이에 배치되는 촬상장치를 더 포함하며,
    상기 촬상장치에서 촬상된 이미지를 기반으로 상기 제어부는 상기 공급부를 제어하여 상기 보강재의 공급을 조절하는 핫프레스포밍용 강판 제조장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 공급부를 제어하여 상기 보강재의 공급 위치를 조절하는 핫프레스포밍용 강판 제조장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 가압롤의 승강시키는 제2 승강장치를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 제2 승강장치를 제어하여 상기 가압롤에 의해 상기 강판에 가해지는 가압력을 조절하는 핫프레스포밍용 강판 제조장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 보강재는 탄소 섬유로 제공되는 핫프레스포밍용 강판 제조장치.
  12. 핫프레스포밍용 강판 제조장치를 이용하여 보강재가 일측에 압입된 핫프레스포밍용 강판을 제조하는 단계;
    상기 보강재가 서로 교차되면서도 마주보게 두 개의 상기 핫프레스포밍용 강판을 배치하는 단계;
    상기 핫프레스포밍용 강판을 접합하는 단계; 및
    접합된 두 개의 상기 핫프레스포밍용 강판을 성형하는 단계를 포함하며,
    상기 핫프레스포밍용 강판 제조장치는,
    이송되는 강판의 상면에 홈을 형성하는 홈형성부;
    상기 홈에 보강재를 공급하는 공급부;
    상기 보강재가 공급된 강판의 상면을 가압하는 가압롤을 포함하며,
    상기 홈에 공급된 상기 보강재는 상기 가압롤에 의해 압입되는 핫프레스포밍용 강판을 이용한 제품 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 핫프레스포밍용 강판을 접합하는 단계는,
    성형시 상기 보강재가 상기 핫프레스포밍용 강판으로부터 이탈되는 것을 방지하도록 점 용접하는 핫프레스포밍용 강판을 이용한 제품 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    접합된 두 개의 상기 핫프레스포밍용 강판을 성형하는 단계는,
    접합된 두 개의 상기 핫프레스포밍용 강판을 절단하여 제품블랭크를 형성하는 단계(S41); 및
    금형을 이용하여 상기 제품블랭크를 핫프레스포밍하는 단계(S42)를 포함하는 핫프레스포밍용 강판을 이용한 제품 제조방법.
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