KR101819427B1 - 알루미늄 압출 장치 - Google Patents

알루미늄 압출 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금형을 통해 압출되어 나오는 압출 성형바의 변형을 최소화 하는 알루미늄 압출 장치로서, 가열부에 의해 일정 온도로 가열된 알루미늄 빌렛에 압력을 가해 압출 성형바로 가공하는 압출부; 상기 압출 성형바의 압출 속도에 맞추어 상기 압출 성형바의 단부를 압출 방향으로 이동시키는 인발부; 및 상기 압출부의 상기 압출 성형바의 압출 속도와 동일하도록 상기 인발부의 이동 속도를 제어하는 제어부를 포함하는 알루미늄 압출 장치를 제공한다.

Description

알루미늄 압출 장치{ALUMINUM EXTRUDER}
본 발명은 알루미늄 압출 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 금형을 통해 압출되어 나오는 압출 성형바의 변형을 최소화 하는 알루미늄 압출 장치에 관한 것이다.
알루미늄이란, 주기율표 13족에 3주기에 속하는 금속 원소로서, 원소기호는 Al, 원자량은 26.981g/mol, 녹는점은 660.32℃, 끓는점 2519℃, 밀도는 2.7g/cm3이다. 은백색의 가볍고 무른 금속으로 지구의 지각을 이루는 주 구성 원소 중 하나이다. 알루미늄은 경량성, 내식성, 가공성, 전도성, 미관성이 우수하고 사용한 제품의 리사이클에 의한 자원절약효과가 크다는 장점을 지니고 있어서 자동차, 건축 및 건설, 전기, 전자, 반도체, 항공, 등각종 산업분야에 널리 활용되고 있다.
압출이란, 소재를 열간 또는 냉간하여 강한 압력으로 다이에 연속적으로 밀어내어 다이의 모양에 따라 긴 단면재 또는 관재(이하 '압출 성형바'라고 함)를 연속해서 생산해내는 공법을 말한다.
이러한 공법을 이용한 종래의 통상적인 알루미늄 압출기는, 빌렛투입부, 가열부, 압출부, 인발부, 냉각부, 교정부, 절단부, 이송부, 수집부, 제단부, 배출부, 적재부로 구성된다.
종래의 압출기에 의하면, 빌렛투입부로부터 빌렛을 투입하면, 가열부에서 빌렛을 일정온도로 가열하여 용융시키고, 용융된 용융물은 압출부와 인발부에 의해 압출 성형바가 연속적으로 압출되며, 압출된 압출 성형바는 냉각부에 의해 굳어지면서 교정부에 의해 교정되고, 압출 성형바의 길이가 인발부의 끝에 도달하면 간이절단부에서 압출 성형바의 선단을 절단하며, 절단된 압출 성형바는 이송부를 통해 횡 이송하면서 수집부에 모여지고, 수집부에 모여진 다수의 압출 성형바는 제단부에서 일정길이만큼 선단과 끝단을 제단 한 다음 배출부로 이송되며, 배출부로 이송된 압출 성형바는 적재부의 팔레트에 적재시켜 반출한다. 이후 코팅 또는 열처리 등의 후처리공정을 거친 다음 완성된다.
종래 방식에 의하면, 압출부에서 압출된 압출 성형바는 소성 상태에 가까워 인발 과정에서 변형이 발생되어 교정부에 의한 형태 교정이 수행되어야 하고, 교정 과정에서 단부 변형이 발생하므로 스크랩이 다수 발생되는 상황이다.
특허문헌 1 : 대한민국 등록특허 제10-1605016호 '알루미늄 압출기의 자동적재장치' 특허문헌 2 : 대한민국 등록특허 제10-12793750000호 '알루미늄 압출장치 및 이를 이용한 알루미늄 압출방법'
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 개시된 것으로서, 본 발명의 목적은 금형을 통해 압출되어 나오는 압출 성형바의 변형을 최소화 하는 알루미늄 압출 장치를 제공하는 데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 알루미늄 압출 장치는, 가열부에 의해 일정 온도로 가열된 알루미늄 빌렛에 압력을 가해 압출 성형바로 가공하는 압출부; 상기 압출 성형바의 압출 속도에 맞추어 상기 압출 성형바의 단부를 압출 방향으로 이동시키는 인발부; 및 상기 압출부의 상기 압출 성형바의 압출 속도와 동일하도록 상기 인발부의 이동 속도를 제어하는 제어부를 포함한다.
이때, 상기 인발부는, 상기 압출 성형바의 단부를 고정하는 단부 고정기; 상기 단부 고정기를 상기 압출 성형바가 압출되는 방향으로 이동시키는 제1 이송 레일; 압출되는 상기 압출 성형바가 직선 형태를 유지하도록 상기 압출 성형바의 하측 면을 지지하며 이동시키는 제2 이송 레일; 및 상기 압출 성형바의 압출시 상기 압출부에 대한 상기 단부 고정기의 이동 속도를 측정하는 제1 속도 검출기를 포함할 수 있다.
이때, 상기 압출부는, 상기 압출 성형바의 압출을 위한 금형이 배치되고 내부에 상기 빌렛을 수용하는 실린더; 상시 실린더에 수용된 상기 빌렛이 상기 금형을 통해 압출되도록 압출 압력을 인가하는 유압 피스톤; 및 상기 압출 성형바의 압출시 상기 실린더에 대한 상기 유압 피스톤의 이동 속도를 측정하는 제2 속도 검출기를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제어부는, 상기 압출 성형바의 압출시, 상기 빌렛의 단면 넓이와 상기 제2 속도 검출기에서 측정된 속도 값의 곱과, 상기 금형의 단면 넓이와 상기 제1 속도 검출기에서 측정된 속도 값의 곱이 동일하도록 상기 단부 고정기의 이동 속도를 제어할 수 있다.
이때, 상기 제1 속도 검출기 및 상기 제2 속도 검출기는 각각 레이저 거리 측정방식에 의한 속도 검출기로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 단부 고정기는, 상기 압출 성형바의 단부의 하측을 지지하는 지지 부재; 및 상기 압출 성형바의 단부의 양측을 움켜쥐는 그립 부재를 포함하되, 상기 그립 부재는 복수 개의 그립 핑거의 배열로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 그립 핑거는 상측이 배열 고정축에 회전 가능하도록 결합하여 상기 압출 성형바의 폭 넓이에 대응되 위치의 그립 핑거는 상기 압출 성형바의 단부의 상측을 움켜쥐도록 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 압출 장치에 의하면,
첫째, 압출부의 압출 성형바의 압출 속도와 동일하도록 인발부의 이동 속도를 제어하므로 금형을 통해 압출되어 나오는 압출 성형바의 변형을 최소화 할 수 있다.
둘째, 인발부 및 압출부는 레이저 거리 측정방식에 의한 속도 검출기를 구비하므로 압출 속도를 정확하게 계산하여 인발부의 이동 속도를 제어할 수 있다. 따라서 압출 성형바의 변형을 최소화 할 수 있으므로 제품 교정 과정의 생략이 가능하다.
셋째, 단부 고정기는 그립 부재를 통해 제품의 양측을 고정하므로 제품 단부 변형에 따른 스크랩 발생 부분을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 압출 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1의 압출부와 인발부를 설명하는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압출부의 실물 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인발부의 실물 사진이다.
도 5는 도 4에 도시된 단부 고정기의 동작을 설명하는 모식도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성 요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 압출 장치의 블록도이고, 도 2는 도 1의 압출부와 인발부를 설명하는 모식도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압출부의 실물 사진이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인발부의 실물 사진이고, 도 5는 도 4에 도시된 단부 고정기의 동작을 설명하는 모식도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 알루미늄 압출 장치(1000)는 압출부(100), 인발부(200), 제어부(300) 및 빌렛 가열부(400)를 포함한다.
빌렛 가열부(400)는 압출 성형바(AL) 성형을 위한 원재료인 알루미늄 빌렛(B)을 미리 정해진 온도로 가열한다. 알루미늄 빌렛(B)은 생산하고자 하는 알루미늄 제품(본 발명에서는 압출 성형바(AL)로 호칭하기로 함)이 요구하는 성능에 따라 다양한 종류의 빌렛이 사용될 수 있다. 즉, 사용되는 알루미늄 빌렛(B)의 종류에 따라 온도에 따른 연성 및 전성 특징이 상이할 수 있다.
빌렛 가열부(400)는 사용되는 알루미늄 빌렛(B)의 종류 및 금형의 압출 압력에 적합하도록 알루미늄 빌렛(B)을 미리 정해진 온도로 가열한다. 가열 방식은 유도 가열, 히터를 통한 직접 가열 내지 열저항 가열 가운데서 적합한 방식이 선택될 수 있다.
압출부(100)는 빌렛 가열부(400)에 의해 일정 온도로 가열된 알루미늄 빌렛(B)에 압력을 가해 압출 성형바(AL)로 가공한다.
인발부(200)는 압출 성형바(AL)가 압출되어 나오는 속도에 맞추어 압출 성형바(AL)의 단부를 압출 방향으로 이동시킨다.
제어부(300)는 압출부(100)의 압출 성형바(AL)의 압출 속도와 동일하도록 인발부(200)의 이동속도(즉, 압출 성형바(AL)의 인발 속도)를 제어한다.
금형(C)을 통해 압출 성형 되어나온 압출 성형바(AL)는 냉각이 진행되는 상황으로서 냉각이 완료되어 압출 성형바(AL)가 강성을 가지기 전까지는 소성 상태로 간주할 수 있다.
이때, 압출 성형바(AL)의 인발 속도(V1)과 압출 성형바(AL)의 압출 속도(V0)에 차이가 발생하는 경우 압출 성형바(AL)의 변형이 쉽게 발생한다.
압출부(100)의 압출 성형바(AL)의 압출 속도(V0)는 압출부(100)에서 수행되는 빌렛(B)의 압출 상태에 따라 변화될 수 있다. 예를 들어 알루미늄 빌렛(B)의 가열이 균일하게 이루어 지지 않은 경우나, 압출에 따라 빌렛(B)이 냉각되어 소성이 변화 하는 등과 같은 이유로, 압출부(100)가 빌렛(B)에 동일한 압출 압력을 유지하여도 압출 성형바(AL)의 압출 속도(V0)는 변화될 수 있다.
제어부(300)는 압출부(100)의 압출 성형바(AL)의 압출 속도와 동일하도록 인발부(200)에 의한 압출 성형바(AL)의 인발 속도(V1)를 제어하여 압출 과정에서 압출 성형바(AL)에 발생할 수 있는 변형을 최소화 할 수 있다.
압출 성형바(AL)의 압출 속도(V0)와 압출 성형바(AL)의 인발 속도(V1)를 동일하게 제어하기 위해 보다 구체적인 구성에 대해 설명하기로 한다.
구체적인 실시예로서, 인발부(200)는 단부 고정기(210), 제1 이송 레일(220), 제2 이송 레일(230) 및 제1 속도 검출기(240)를 포함한다.
단부 고정기(210)는 압출 성형바(AL)의 단부를 고정한다. 여기서 단부는 압출부(100)에서 빌렛(B)이 처음 압출되어 나오는 부분을 의미한다.
압출 성형바(AL)를 압출할 때, 압출 성형바(AL)는 냉각 전의 소성 상태이므로 단부를 고정하여 압출 방향으로 인발하지 않으면 압출 성형바가 직선 형태를 유지하지 못하고 휘게 되므로 단부 고정기(210)가 단부를 고정 및 인발하여 압출이 직선으로 수행될 수 있게 한다.
제1 이송 레일(220)은 단부 고정기(210)를 압출 성형바(AL)가 압출 방향으로 이동시킨다. 단부 고정기(210)는 제1 이송 레일(220)을 따라 직선으로 이동한다. 단부 고정기(210)는 레일 이동을 위한 구동부를 구비할 수 있다.
도 4에는 제1 이송 레일(220)이 하나의 레일인 것처럼 도시되어 있으나, 이는 사진의 각도상 제1 이송 레일(220)을 이루는 가장 상측의 레일 부재만이 나타난 것이다.
실시자에 따라 제1 이송 레일(220)은 철로와 같은 한 쌍의 레일로 구현해도 무방하다.
제2 이송 레일(230)은 압출 성형바(AL)가 직선 형태를 유지하도록 압출 성형바(AL)의 하측 면을 지지하며 이동시킨다. 도 4에는 제2 이송 레일(230)은 다수의 롤러로 이루진 것으로 되어 있으나, 실시자에 따라 제2 이송 레일(230)은 컨베이어 벨트와 같은 형대로 실시할 수도 있다.
제1 속도 검출기(240)는 압출 성형바(AL)의 압출시 압출부(100)에 대한 단부 고정기(210)의 이동 속도를 측정한다. 즉, 압출 성형바(AL)의 인발 속도(V1)를 측정한다. 제1 속도 검출기(240)는 레이저 거리 측정 방식에 의한 속도 검출기로 구현하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 제1 속도 검출기(240)는 레이저 방출부, 반사광 수광부, 거리 계산부 및 속도 계산부를 구비할 수 있다. (간결한 도시를 위해 레이저 방출부, 반사광 수광부, 거리 계산부 및 속도 계산부는 도시 생략함)
레이저 방출부에서 펄스 레이져를 알루미늄 압출 장치(1000)의 본체로 방출하고, 반사광 수광부는 방출된 펄스 레이저의 반사광을 수신한다.
거리 계산부는 펄스 레이져를 방출 시간과 반사광의 수신 시간의 차이와 레이져의 속도(빛의 속도 c)를 이용하여 제1 속도 검출기(240)가 구비된 단부 고정기(210)의 위치(d1)를 계산한다.
이어서 일정 시간 간격(Δt)을 두고 거리 측정을 다시 수행하여 단부 고정기(210)의 이동된 위치(d2)를 계산한다. 이어서 속도 계산부는 일정 시간 간격당 단부 고정부의 이동된 위치 계산을 통해 압출 성형바(AL)의 인발 속도(V1)를 계산하게 된다. 이를 수식으로 표현하면 아래와 같다
[수식 1]
성형바(AL)의 인발 속도(V1) = (d2 - d1) / Δt
제1 속도 검출기(240)를 레이저 거리 측정 방식에 의한 속도 검출기로 구현하면 거리 계산부의 성능에 따라 1 초당 1만 ~ 10만 번 속도 검출이 가능하므로 정밀한 속도 제어를 가능하게 한다.
한편, 도 2에 의하면 제1 속도 검출기(240)는 단부 고정기(210)에 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 실시 가능한 형태의 하나일 뿐으로서 제1 속도 검출기(240)는 알루미늄 압출 장치(1000)의 본체와 단부 고정기(210) 사이의 상대 속도를 검출할 수 있는 위치라면 어디에 배치되던 무방하다. 즉, 제1 속도 검출기(240) 알루미늄 압출 장치(1000)의 본체에 구비될 수도 있다.
구체적인 실시예로서, 압출부(100)는 실린더(110), 유압 피스톤(120) 및 제2 속도 검출기를 포함한다.
실린더(110)는 압출 성형바(AL)의 압출 성형을 위한 금형(C)이 배치되고, 내부에 빌렛(B)를 수용한다. 실린더(110)는 원통 형태이며, 금형(C)은 성형하고자 하는 제품의 형태에 따라 교체 가능한 형태로 실린더(110)의 압출단에 배치된다.
빌렛(B)은 실린더(110)의 직경과 동일한 직경을 가지는 원통 형태로서 금형(C)에 따라 적당한 길이로 절단되고 빌렛 가열부(400)에서 가열된 후 실린더(110) 내부로 삽입된다. 압출부(100)의 실물 사진인 도 3에는 빌렛(B) 이송을 위한 구성도 도시되어 있으나 편의상 빌렛(B) 이송부의 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
유압 피스톤(120)은 실린더(110)에 수용된 빌렛(B)이 금형(C)을 통해 압출되도록 압출 압력을 인가한다. 유압 피스톤(120)은 유압 발생부, 유압 조절부 및 빌렛(B)에 압력을 인가하는 밀대(121)를 포함하나, 유압 피스톤(120)은 통상적인 유압 발생 장치를 사용하는 것이므로 밀대(121)만 식별부호를 두어 설명하기로 한다.
밀대(121)는 실린더(110) 및 빌렛(B)의 직경과 동일한 직경을 가지는 봉 형태의 압력 인가 수단으로서, 유압 피스톤(120)의 구동에 의해 빌렛(B)에 압출 압력을 전가하여 빌렛(B)이 금형(C)을 통해 압출되도록 한다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이 유압 피스톤(120), 실린더(110) 및 빌렛(B)의 상태에 따라 밀대(121)의 압출 압력 인가 속도(즉, 유압 피스톤의 이동 속도(V2))는 변화될 수 있다.
이때, 빌렛(B)의 단면적과 금형(C)의 단면적은 차이가 크므로 유압 피스톤의 이동 속도(V2)의 작은 변화에도 압출 속도(V0)은 크게 변하게 된다.
따라서, 유압 피스톤의 이동 속도(V2) 변화를 측정하여 압출 속도(V0)의 변화에 맞추어 압출 성형바(AL)의 인발 속도(V1)가 동일하게 되도록 인발부(200)의 인발 속도를 제어해야 한다.
제2 속도 검출기(130)는 압출 성형바(AL)의 압출시 실린더(110)에 대한 유압 피스톤(120)의 이동 속도(V2)를 측정한다.
즉, 유압 피스톤(120)의 이동 속도(V2) 측정을 통해 압출 성형바(AL)의 압출 속도(V0)를 예상할 수 있다. 이때, 제2 속도 검출기(130)는 레이저 거리 측정 방식에 의한 속도 검출기로 구현하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 제2 속도 검출기(130)는 레이저 방출부, 반사광 수광부, 거리 계산부 및 속도 계산부를 구비할 수 있다. (간결한 도시를 위해 레이저 방출부, 반사광 수광부, 거리 계산부 및 속도 계산부는 도시 생략함)
레이저 방출부에서 펄스 레이져를 실린더(110)로 방출하고, 반사광 수광부는 방출된 펄스 레이저의 반사광을 수신한다.
거리 계산부는 펄스 레이져를 방출 시간과 반사광의 수신 시간의 차이와 레이져의 속도(빛의 속도 c)를 이용하여 제2 속도 검출기(130)가 구비된 유압 피스톤(120)의 위치(d3)를 계산한다.
이어서 일정 시간 간격(Δt)을 두고 거리 측정을 다시 수행하여 유압 피스톤(120)의 이동된 위치(d4)를 계산한다. 이어서 속도 계산부는 일정 시간 간격당 단부 고정부의 이동된 위치 계산을 통해 유압 피스톤(120)의 이동 속도(V2)를 계산하게 된다. 이를 수식으로 표현하면 아래와 같다
[수식 2]
유압 피스톤(120)의 이동 속도(V2) = (d4 - d3) / Δt
압출 성형바(AL)의 압출 속도(V0)는 아래의 수식으로 표현 가능하다.
[수식 3]
압출 성형바(AL)의 압출 속도(V0) = (s2 / s1) V2 (여기서 s1은 금형의 단면넓이, s2는 빌렛(B)의 단면 넓이)
제어부(300)는 수식 2 및 수식 3을 통해 압출 성형바(AL)의 압출 속도(V0)를 계산하고, 압출 성형바(AL)의 압출 속도(V0)와 성형바(AL)의 인발 속도(V1)가 동일하도록 인발부(200)의 단부 고정기(210)의 이동 속도를 제어한다.
다시 설명하면, 제어부(300)는 압출 성형바(AL)의 압출시 빌렛(B)의 단면 넓이(s2)와 제2 속도 검출기(130)에서 측정된 속도 값(V2)의 곱과, 금형의 단면 넓이(s1)와 제1 속도 검출기(240)에서 측정된 속도 값(V1)의 곱이 동일하도록 단부 고정기(210)의 이동 속도를 제어하여 압출 성형바(AL)의 변형을 방지할 수 있다.
제2 속도 검출기(130)를 레이저 거리 측정 방식에 의한 속도 검출기로 구현하면 거리 계산부의 성능에 따라 1 초당 1만 ~ 10만 번 속도 검출이 가능하므로 정밀한 속도 제어를 가능하게 한다.
도 2에 의하면 제2 속도 검출기(130)는 유압 피스톤(120)에 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 실시 가능한 형태의 하나일 뿐으로서 제2 속도 검출기(130)는 실린더(1100)와 유압 피스톤(120) 사이의 상대 속도를 검출할 수 있는 위치라면 어디에 배치되던 무방하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인발부의 실물 사진이고, 도 5는 도 4에 도시된 단부 고정기의 동작을 설명하는 모식도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 단부 고정기(210)는 압출 성형바(AL)의 단부의 하측을 지지하는 지지 부재(211) 및 압출 성형바(AL)의 단부의 양측을 움켜쥐는 그립 부재(212)를 포함하되, 그립 부재(212)는 복수 개의 그립 핑거(212n)의 배열로 이루어진다.
이때, 복수 개의 그립 핑거(212n)는 상측이 배열 고정축(213)에 회전 가능하도록 결합하여 압출 성형바(AL)의 폭 넓이에 대응되 위치의 그립 핑거는 압출 성형바(AL)의 단부의 상측을 움켜쥐도록 구비된다.
도 5a는 단부 고정기(210)가 압출 성형바(AL)의 단부를 고정하기 전 상태이고, 도 5b는 단부 고정기(210)가 압출 성형바(AL)의 단부를 고정한 상태의 모식적인 단면도이다.
그립 핑거(212n)는 복수개가 배열되는데, 도 4에서 설명되는 바와 같이 압출 성형바(AL)가 삽입되는 위치에 배치된(도 4 기준으로, 오른쪽에서부터 6번째 ~ 10 번째 배치된) 그립 핑거(212-6, 212-7, 212-8, 212-9, 212-10)는 압출 성형바(AL)가 삽입에 따라 위로 들려져 압출 성형바(AL)를 상측에서 움겨쥘 수 있게 된다.
그립 핑거(212-6, 212-7, 212-8, 212-9, 212-10)는 지지 부재(211)의 돌출 턱(211a)과 함께 압출 성형바(AL)를 상측에서 움겨쥐게 되므로 압출 성형바(AL)의 단부 변형을 최소화 하면서 압출 성형바(AL)의 인발을 가능하게 한다.
각각 그립 핑거는 부메랑과 같이 둔각으로 꺽인 형태로 구현하는 것이 바람직하다. 즉, 단부 고정기(210)는 지지 부재(211)와 그립 핑거(212n)에 압출 성형바(AL)의 단부 삽입은 용이하면서도 단부를 인발 할 때 쉽게 빠지지 않는 구조를 갖는다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 기술자는 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.
1000 : 알루미늄 압출 장치
100 : 압출부
200 : 인발부
300 : 제어부
AL : 압출 성형바
B : 알루미늄 빌렛
C : 금형

Claims (5)

  1. 빌렛 가열부에 의해 일정 온도로 가열된 알루미늄 빌렛에 압력을 가해 압출 성형바로 가공하는 압출부;
    상기 압출 성형바의 압출 속도에 맞추어 상기 압출 성형바의 단부를 압출 방향으로 이동시키는 인발부; 및
    상기 압출부의 상기 압출 성형바의 압출 속도와 동일하도록 상기 인발부의 이동 속도를 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 인발부는,
    상기 압출 성형바의 단부를 고정하는 단부 고정기;
    상기 단부 고정기를 상기 압출 성형바가 압출되는 방향으로 이동시키는 제1 이송 레일;
    압출되는 상기 압출 성형바가 직선 형태를 유지하도록 상기 압출 성형바의 하측 면을 지지하며 이동시키는 제2 이송 레일; 및
    상기 압출 성형바의 압출시 상기 압출부에 대한 상기 단부 고정기의 이동 속도를 측정하는 제1 속도 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 압출 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 압출부는,
    상기 압출 성형바의 압출을 위한 금형이 배치되고 내부에 상기 빌렛을 수용하는 실린더;
    상시 실린더에 수용된 상기 빌렛이 상기 금형을 통해 압출되도록 압출 압력을 인가하는 유압 피스톤; 및
    상기 압출 성형바의 압출시 상기 실린더에 대한 상기 유압 피스톤의 이동 속도를 측정하는 제2 속도 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 압출 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 압출 성형바의 압출시, 상기 빌렛의 단면 넓이와 상기 제2 속도 검출기에서 측정된 속도 값의 곱과, 상기 금형의 단면 넓이와 상기 제1 속도 검출기에서 측정된 속도 값의 곱이 동일하도록 상기 단부 고정기의 이동 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 압출 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 속도 검출기 및 상기 제2 속도 검출기는 각각 레이저 거리 측정방식에 의한 속도 검출기인 것을 특징으로 하는 알루미늄 압출 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118270528A (zh) * 2024-06-03 2024-07-02 佛山市粤科机械设备有限公司 一种改进型型材牵引机
KR102721670B1 (ko) * 2024-06-14 2024-10-24 주식회사 화평알미늄 알루미늄 빌레트 자동 투입 및 압출 시스템

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101007663B1 (ko) * 2010-06-04 2011-01-13 주식회사 고강알루미늄 반용융 압출 장치
KR101681152B1 (ko) * 2016-06-15 2016-11-30 지성알미늄주식회사 알루미늄 튜브 커팅장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101007663B1 (ko) * 2010-06-04 2011-01-13 주식회사 고강알루미늄 반용융 압출 장치
KR101681152B1 (ko) * 2016-06-15 2016-11-30 지성알미늄주식회사 알루미늄 튜브 커팅장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118270528A (zh) * 2024-06-03 2024-07-02 佛山市粤科机械设备有限公司 一种改进型型材牵引机
KR102721670B1 (ko) * 2024-06-14 2024-10-24 주식회사 화평알미늄 알루미늄 빌레트 자동 투입 및 압출 시스템

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