KR101917204B1 - Electroplasticity Manufacturing Press System having Insulation Die - Google Patents

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Abstract

본 발명의 통전소성 가공 프레스 시스템은 수소연료전지용 금속 분리판으로 제조되는 소재에 통전소성(electroplasticity)현상이 적용되도록 전류가 인가되는 전류인가금형(1-1), 전류인가금형(1-1)에 결합된 통전성형금형(1-2), 전류인가금형(1-1)과 통전성형금형(1-2)이 맞대어진 고정면을 통전성형금형(1-2)쪽으로 가는 전류의 누설경로 차단을 위한 절연층으로 형성하는 절연접착소재(1-3)로 이루어진 절연금형(1)을 포함함으로써 상,하부금형(10-1,10-2)으로 인가되는 전류의 통전 및 전류 밀도의 균일성을 확보하고, 특히 통전성형금형(1-2)으로 형성되는 전류 누설 경로를 완전히 차단시켜줌으로써 인가 전류 누설에 의한 작업자 감전의 안전사고가 방지되는 특징을 구현한다.The current plastic press system of the present invention comprises a current applying mold 1-1, a current applying mold 1-1, and a current applying mold 1-1, to which current is applied so that electroplasticity is applied to a material produced by a metal separator for a hydrogen fuel cell, And a fixing face on which the current-applying mold 1-1 and the current-conducting mold 1-2 are brought into contact with each other, (1) made of an insulating adhesive material (1-3) formed of an insulating layer for the upper and lower dies (10-1, 10-2), and the uniformity of current density and current density And particularly, the current leakage path formed by the current-conducting molding die 1-2 is completely cut off, thereby realizing the safety accident of the worker's electric shock due to the leakage of the applied current.

Description

절연금형을 갖춘 통전소성 가공 프레스 시스템{Electroplasticity Manufacturing Press System having Insulation Die}[0001] Electroplasticity Manufacturing Press [0002] System having Insulation Die with Insulation Die [

본 발명은 통전소성 가공 프레스 시스템에 관한 것으로, 특히 전류 인가에 따른 제반 문제가 해소되는 절연금형을 갖춘 통전소성 가공 프레스 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrification-plastic-working press system, and more particularly to an electrification-plastic-working press system equipped with an insulated mold in which all problems due to current application are solved.

일반적으로 금속판에 힘을 가하여 압발 성형하는 펀칭(punching) 성형 또는 굽힘, 전단, 단면수축과 같은 소성 변형을 위해 금속판에 힘을 가하는 스템핑(이하, stamping) 성형이나 금속판에 힘과 열을 가하는 핫 스템핑(hot stamping) 성형은 낮은 제조 단가에 의한 장점을 갖는 프레스 시스템의 예이다.Generally, a stamping (hereinafter referred to as "stamping") which applies force to a metal plate for plastic deformation such as bending, shearing, Hot stamping molding is an example of a press system that has the advantage of low manufacturing costs.

일례로, stamping 성형(또는 hot stamping 성형)은 수소연료전지용 금속 분리판을 저가로 제조함으로써 높은 제조 단가의 카본복합소재(carbon composite material)나 그래핀 소재(graphite)분리판이 적용된 수소연료전지 대비 비용을 크게 낮출 수 있고, 그 결과 수소연료전지가 차량에 널리 적용되는데 기여할 수 있다.For example, stamping (or hot stamping) is a cost-effective alternative to a hydrogen fuel cell with a carbon composite material or a graphite separator, Can be greatly reduced, and as a result, the hydrogen fuel cell can be contributed widely to the vehicle.

특히, 금속 분리판 가공에 통전소성(electroplasticity)현상을 적용한 stamping 성형(또는 hot stamping 성형)은 금속 분리판을 박판화함으로써 고 효율 연료전지를 위한 전압 손실 최소화, 공급되는 수소와 산소의 완벽한 흐름분리, 낮은 제조 단가, 우수한 기계적 강도, 내부식성, 낮은 무게밀도, 낮은 부피밀도, 열적 안정성 등과 같은 금속 분리판 적용 수소연료전지가 갖추어야 하는 요구 성능을 모두 만족시킬 수 있다.In particular, the stamping (or hot stamping) process applying electroplasticity to the metal separator plate minimizes the voltage loss for high efficiency fuel cells, separates the supplied hydrogen and oxygen completely, It is possible to satisfy all the required performance of a metal separator application hydrogen fuel cell such as low manufacturing cost, excellent mechanical strength, corrosion resistance, low weight density, low bulk density and thermal stability.

여기서, 통전소성은 금속재료의 소성변형 중에 전류를 가할 경우 일시적으로 유동응력이 급격히 하락하고, 적정한 통전변수로 전류를 가할 경우에는 과도한 온도 상승 없이 성형성이 현격하게 향상되는 현상으로서, 이를 이용한 가공방식을 통전가공법(electrically assisted manufacturing: EAM)으로 칭한다. 그러므로, 통전소성 stamping 성형(또는 hot stamping 성형)이 이루어지는 프레스 금형 시스템은 전원 공급을 위한 장치나 설비와 연계된다.Herein, the current firing is a phenomenon in which the flow stress temporarily drops when an electric current is applied during the plastic deformation of the metal material, and when the electric current is applied with a proper energizing variable, the formability is remarkably improved without excessive temperature rise. The process is referred to as electrically assisted manufacturing (EAM). Therefore, the press mold system in which the electric plastic stamping molding (or hot stamping molding) is performed is associated with a device or a facility for power supply.

무엇보다. 금속 분리판 가공에 통전소성(electroplasticity)현상을 적용한 stamping 성형(또는 hot stamping 성형)은 수소연료전지의 요구 성능 충족에 가장 우수한 그래핀 소재(graphite)분리판에 비하여 밀도가 높아 무게당 에너지밀도를 증가시키기 위해 약 100㎛ 두께의 모재로 경량화 및 박판화된 금속 분리판을 제조함으로써 금속 분리판 적용 수소연료전지의 차량 적용시 가장 문제되는 차량탑재공간 제약해소에 크게 기여될 수 있다.More than anything. Stamping (or hot stamping) using electroplasticity in the process of metal separator is higher density than graphite separator, which is the best in meeting the required performance of hydrogen fuel cell, The thickness of the metal separator is reduced to about 100 .mu.m by using a base material having a thickness of about 100 .mu.m.

이하, 금속 분리판 가공에 통전소성(electroplasticity)현상을 적용한 stamping 성형(또는 hot stamping 성형)은 통전소성 가공 프레스 시스템으로 칭한다.Hereinafter, stamping (or hot stamping) in which an electroplasticity phenomenon is applied to metal separator processing is referred to as an electrification plastic forming press system.

국내특허공개 10-2015-0078770(2015년07월08일)Korean Patent Publication No. 10-2015-0078770 (Jul. 08, 2015)

하지만, 통전소성 가공 프레스 시스템은 금속 분리판 가공을 위해 전류가 인가됨으로써 금형 주위의 전류 누설로 인한 전류분포 변화 시 가공품질(또는 성형 품질)의 보장을 어렵게 하고, 전력 낭비로 인한 제조비용 상승을 초래할 수 있다.However, in the electrification plastic forming press system, it is difficult to guarantee the machining quality (or the molding quality) when the current distribution due to current leakage due to the current leakage around the metal mold is applied due to the current for processing the metal separator, .

무엇보다, 전류 인가에 따른 제반 문제 중 작업자의 감전 등에 따른 안전사고 방지를 위한 개선이 요구될 수밖에 없다.Among other things, it is inevitable to require improvement for prevention of safety accidents due to electric shock or the like among the problems related to the current application.

이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 접합된 상태에서 통전성형금형과 전류인가금형으로 구분된 절연금형을 적용함으로써 금형으로 인가되는 전류의 통전 및 전류 밀도의 균일성을 확보하고, 특히 통전성형금형으로 형성되는 전류 누설 경로를 완전히 차단시켜줌으로써 인가 전류 누설에 의한 작업자 감전의 안전사고가 방지되는 절연금형을 갖춘 통전소성 가공 프레스 시스템의 제공에 목적이 있다.In view of the above, the present invention provides an electric current to be applied to a mold and uniformity of a current density by applying an insulating mold separated from an energization forming mold and a current applying mold in a joined state, And an electric current leakage path formed by the electric current leakage path is completely cut off, thereby preventing a safety accident of the worker's electric shock due to an applied current leakage.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 통전소성 가공 프레스 시스템은 수소연료전지용 금속 분리판으로 제조되는 소재에 통전소성(electroplasticity)현상이 적용되도록 전류가 인가되는 전류인가금형; 상기 전류인가금형에 결합된 통전성형금형; 상기 전류인가금형과 상기 통전성형금형이 맞대어진 고정면을 절연층으로 형성하고, 상기 절연층이 상기 통전성형금형쪽으로 가는 상기 전류의 누설경로를 차단하는 절연접착소재; 가 포함된 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a current-fed plastic press system comprising: a current-applying mold to which a current is applied so that an electroplasticity phenomenon is applied to a material produced by a metal separator for a hydrogen fuel cell; A current-carrying forming die coupled to the current-applying die; An insulating bonding material for forming the fixing surface where the current-applying mold and the current-conducting mold are brought into contact with each other as an insulating layer, and the insulating layer blocking the leakage path of the current toward the current- Is included.

바람직한 실시예로서, 상기 전류인가금형은 2개로 구성되어 상기 전류가 공급되도록 서로 마주보는 대향부를 갖도록 상기 통전성형금형에 배열되고, 상기 통전성형금형은 서로 인접된 상태에서 연속적으로 배열되어 복수개로 구성된다.In a preferred embodiment, the current-applying mold is arranged in the current-carrying mold so as to have opposing portions facing each other so as to supply the current, and the current-conducting molds are continuously arranged in a state of being adjacent to each other, do.

바람직한 실시예로서, 상기 전류인가금형과 상기 통전성형금형은 사각형 판 형상 또는 정사각형 판 형상의 그 단면을 형성한다.In a preferred embodiment, the current-applying mold and the current-conducting mold form a cross section in the form of a rectangular plate or a square plate.

바람직한 실시예로서, 상기 전류인가금형은 상기 금속 분리판에 적용되는 소재패턴을 형성한 시험편으로 상기 금속 분리판을 가공하는 금형판, 상기 전류의 공급을 위한 통전 홀이 천공되어 상기 금형판에 상기 전류를 인가하는 단자판을 포함한다.In a preferred embodiment of the present invention, the current-applying metal mold is a mold plate for processing the metal separator using a test piece having a workpiece pattern applied to the metal separator, a current-feeding hole for supplying the current is punctured, And a terminal board to which a current is applied.

바람직한 실시예로서, 상기 전류인가금형은 제1,2 전류인가금형으로 구성되고, 상기 통전성형금형은 제1,2 통전성형금형으로 구성되며; 상기 제1 전류인가금형과 상기 제1 통전성형금형이 상기 절연접착소재로 일체화되어 상부금형을 형성하고, 상기 제2 전류인가금형과 상기 제2 통전성형금형이 상기 절연접착소재로 일체화되어 하부금형을 형성하고; 상기 제1 전류인가금형과 상기 제2 전류인가금형(의 사이에서 상기 소재가 상기 금속 분리판으로 제조된다.In a preferred embodiment, the current-applying mold is constituted by the first and second current-applying dies, and the current-conducting mold is constituted by the first and second current-conducting molds; Wherein the first current-applying mold and the first current-conducting mold are integrated with the insulating adhesive material to form an upper mold, the second current-applying mold and the second current-conducting mold are integrated with the insulating adhesive material, ≪ / RTI > The material is made of the metal separator between the first current-applying metal mold and the second current-applying metal mold.

바람직한 실시예로서, 상기 제1,2 전류인가금형의 각각에는 가이드 핀과 가이드 홀이 형성되고, 상기 제1 전류인가금형의 상기 가이드 핀은 상기 제2 전류인가금형의 상기 가이드 홀에 끼워지며, 상기 제2 전류인가금형의 상기 가이드 핀은 상기 제1 전류인가금형의 상기 가이드 홀에 끼워진다. 상기 상부금형과 상기 하부금형의 각각에는 그립돌기를 더 구비한다. 상기 제1,2 전류인가금형의 각각에는 통전성형장치가 연결되고, 상기 제1 전류인가금형은 상기 통전성형장치로 +전류를 인가받으며 상기 제2 전류인가금형은 상기 통전성형장치로 -전류를 인가받는다.According to a preferred embodiment of the present invention, each of the first and second current-applying dies has a guide pin and a guide hole, the guide pin of the first current-applying mold is fitted in the guide hole of the second current- And the guide pin of the second current-applying mold is fitted in the guide hole of the first current-applying mold. Each of the upper mold and the lower mold further includes a grip projection. Wherein the current applying mold is connected to each of the first and second current application dies, the first current applying mold receives a positive current to the current applicator, and the second current applicator supplies current to the current applicator .

이러한 본 발명은 통전소성 가공 프레스 시스템에 절연된 통전성형금형과 전류인가금형을 적용함으로써 전류 인가 시 전류 누설로부터 안전성을 확보할 수 있고, 특히 금속 분리판 가공 및 제조 시 금형으로 인가되는 전류의 통전 및 전류 밀도의 균일성을 확보함으로써 제품 품질 향상이 이루어진다.The present invention can secure safety against leakage of current when a current is applied by applying a current-carrying metal mold and a current-carrying metal mold insulated to an electrification plastic forming press system, and more particularly, And the uniformity of the current density are ensured, thereby improving the product quality.

또한, 본 발명은 전류 누설로부터 안전성이 확보된 통전소성 가공 프레스 시스템을 이용함으로써 작업자는 인가 전류 누설에 의한 감전 우려 없이 안전하게 수소연료전지용 금속 분리판을 제조할 수 있다.Further, according to the present invention, by using the electrification plastic forming press system in which the safety from current leakage is secured, the operator can safely manufacture the metal separator for a hydrogen fuel cell without fear of electric shock due to leakage of applied current.

또한, 본 발명은 통전성형금형과 전류인가금형을 별도 제작한 후 절연 접합 소재로 접합시켜 절연 금형으로 제조함으로써 기존 통전소성 가공 프레스 시스템에 대한 장착성도 용이한 효과가 있다.Further, according to the present invention, the current-carrying metal mold and the current-applied metal mold are separately manufactured and then bonded to each other with an insulating bonding material, so that they can be easily mounted on an existing electropolishing and pressing press system.

도 1은 본 발명에 따른 절연금형의 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 절연금형을 소재가공금형으로 통전소성 가공 프레스 시스템에 적용된 구성이고, 도 3은 본 발명에 따른 소재가공금형의 배열 예이며, 도 4는 본 발명에 따른 통전소성 가공 프레스 시스템 동작 시 절연금형으로 구성된 소재가공금형의 동작 상태이다.FIG. 1 is a configuration diagram of an insulated mold according to the present invention. FIG. 2 shows a configuration in which an insulated mold according to the present invention is applied to an electrification plastic forming press system using a material processing mold, FIG. 3 shows an arrangement Fig. 4 is an operational state of a workpiece machining die constituted by an insulating metal mold in the operation of the electrification plastic working press system according to the present invention.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which illustrate exemplary embodiments of the present invention. The present invention is not limited to these embodiments.

도 1을 참조하면, 절연금형(1)은 전류인가금형(1-1), 통전성형금형(1-2), 절연접착소재(1-3)로 구성된다.Referring to Fig. 1, the insulated mold 1 is composed of a current-applying mold 1-1, an electrification-forming mold 1-2, and an insulating bonding material 1-3.

구체적으로, 상기 전류인가금형(1-1)은 금형판(3), 단자판(4), 시험편(6), 통전 홀(7), 가이드 핀(8), 가이드 홀(9)을 포함하고, 전체적으로 직육면체(rectangular parallelepiped)로 이루어져 사각형 판 형상(quadrangle plate shape) 또는 정사각형 판 형상(square plate shape)의 그 단면을 형성한다.Specifically, the current-applying mold 1-1 includes a mold plate 3, a terminal plate 4, a test piece 6, a current-carrying hole 7, a guide pin 8, and a guide hole 9, And is generally rectangular parallelepiped to form a cross section of a quadrangle plate shape or a square plate shape.

일례로, 상기 금형판(3)은 정사각형 판 형상(또는 사각형 판 형상)을 이루어져 단자판(4)으로 공급된 전류인가로 발열되며, 상기 단자판(4)은 금형판(3)의 한 쪽 면에서 금형판(3)보다 좁은 폭으로 돌출되어 통전성형장치(40)(도 4 참조)와 전기적으로 연결됨으로써 금형판(3)에 인가되는 전류 공급 통로로 작용한다. 상기 시험편(6)은 금속 분리판에 적용되는 음각소재패턴(6-1)이나 양각소재패턴(6-2)으로 금형판(3)에 형성됨으로써 소재(50)(도 4 참조)가 설계된 패턴 구조의 금속 분리판으로 가공 및 제조될 수 있고, 상기 설계된 패턴 구조는 유로 패턴일 수 있다. 상기 통전 홀(7)은 단자판(4)에 천공되어 단자판(4)을 금형단자(30)(도 3 참조)에 연결하고, 상기 금형단자(30)는 통전성형장치(40)와 전기적으로 연결된다. 상기 가이드 핀(8)은 시험편(6)을 벗어난 위치에서 금형판(3)으로부터 돌출되고, 상기 가이드 홀(9)은 시험편(6)을 벗어난 위치에서 금형판(3)에 천공된다. 그러므로, 소재(50)의 가공을 위해 2개의 전류인가금형(1-1)이 서로 마주보며 접촉될 때, 한쪽 전류인가금형(1-1)의 가이드 핀(8)은 다른쪽 전류인가금형(1-1)의 가이드 홀(9)로 끼워짐으로써 금속 분리판 가공 및 제조 시 정확한 위치제어가 가능하다.For example, the mold plate 3 has a square plate shape (or a rectangular plate shape) and is heated by current supplied to the terminal plate 4, and the terminal plate 4 is mounted on one side of the mold plate 3 And protrudes at a narrower width than the mold plate 3 and is electrically connected to the current-carrying molding apparatus 40 (see Fig. 4), thereby serving as a current supply path to be applied to the mold plate 3. [ The test piece 6 is formed on the mold plate 3 with the engraved material pattern 6-1 or the embossing material pattern 6-2 applied to the metal separator so that the material 50 (see FIG. 4) And the designed pattern structure may be a flow path pattern. The conductive hole 7 is formed in the terminal plate 4 to connect the terminal plate 4 to the mold terminal 30 and the mold terminal 30 is electrically connected to the electrification molding apparatus 40 do. The guide pin 8 protrudes from the mold plate 3 at a position deviating from the test piece 6 and the guide hole 9 is punctured in the mold plate 3 at a position away from the test piece 6. Therefore, when the two current-applying dies 1-1 are brought into contact with each other in a face-to-face manner for machining the work 50, the guide pins 8 of the current- 1-1), it is possible to precisely control the position and position of the metal plate when manufacturing and manufacturing the metal plate.

구체적으로, 상기 통전성형금형(1-2)은 전체적으로 직육면체(rectangular parallelepiped)로 이루어져 사각형 판 형상(quadrangle plate shape) 또는 정사각형 판 형상(square plate shape)의 그 단면을 형성한다. 그러므로, 상기 통전성형금형(1-2)은 금형판(3)을 한쪽 면에 덧댄 상태에서 단자판(4)이 통전성형금형(1-2)을 벗어나도록 전류인가금형(1-1)과 결합된다.Specifically, the current-conducting metal mold 1-2 is formed as a rectangular parallelepiped to form a quadrangle plate shape or a square plate shape of the cross section. Therefore, the current-conducting mold 1-2 is connected to the current-applying mold 1-1 so that the terminal plate 4 is separated from the current-carrying mold 1-2 in a state where the mold- do.

구체적으로, 상기 절연접착소재(1-3)는 전류인가금형(1-1)과 통전성형금형(1-2)을 강하게 고정함으로써 전류인가금형(1-1)과 통전성형금형(1-2)이 일체화된 절연금형(1)으로 형성된다. 그러므로, 상기 절연접착소재(1-3)의 요구 성질은 전기가 통하지 않는 완전 절연체의 금속을 결합시킬 수 있는 접착 성능이고, 이를 만족하는 모든 종류의 물질이 절연접착소재(1-3)로 사용될 수 있다.Specifically, the insulating adhesive material 1-3 is used to firmly fix the current-applying mold 1-1 and the current-conducting mold 1-2 so that the current-applying mold 1-1 and the current- Are formed as an integrated insulating mold 1. Therefore, the required property of the insulating adhesive material 1-3 is the ability to bond the metal of a completely insulative material that does not conduct electricity, and all kinds of materials satisfying the requirement are used as the insulating adhesive material 1-3 .

위와 같이, 상기 절연금형(1)은 절연접착소재(1-3)를 매개로 전류인가금형(1-1)과 통전성형금형(1-2)이 고정되어 일체화되고, 일체화된 조립상태에서 전류인가금형(1-1)의 시험편(6)과 통전 홀(7), 가이드 핀(8), 가이드 홀(9)이 노출된다. 또한, 상기 절연금형(1)은 전류인가금형(1-1)에 전류 인가 시 절연접착소재(1-3)의 성질로 전류가 통전성형금형(1-2)으로 흐르지 못함으로써 전류 인가 시 전류 누설이 근본적으로 방지된다.As described above, the insulated metal mold 1 is integrated with the current-applying mold 1-1 and the current-conducting mold 1-2 through the insulating adhesive material 1-3 and integrated in the assembled state, The test piece 6 of the applied mold 1-1 and the electrification hole 7, the guide pin 8 and the guide hole 9 are exposed. When the current is applied to the current-applying mold 1-1, the insulated mold 1 can not flow to the current-conducting mold 1-2 due to the nature of the insulating bonding material 1-3, Leakage is fundamentally prevented.

한편 도 2를 참조하면, 소재가공금형(10)은 상부금형(10-1)과 하부금형(10-2)으로 구성되고, 상기 상부금형(10-1)과 상기 하부금형(10-2)의 각각은 전류인가금형(1-1)과 통전성형금형(1-2) 및 절연접착소재(1-3)로 구성된다.2, the workpiece machining metal mold 10 includes an upper mold 10-1 and a lower mold 10-2, and the upper mold 10-1 and the lower mold 10-2, Each of which is composed of the current-applying mold 1-1, the current-conducting forming mold 1-2 and the insulating bonding material 1-3.

일례로, 전류인가금형(1-1)과 통전성형금형(1-2)은 각각 2개로 구성되고, 2개의 전류인가금형(1-1)중 하나는 2개의 통전성형금형(1-2)중 하나와 절연접착소재(1-3)로 일체화되어 상부금형(10-1)을 형성하며, 나머지 하나의 전류인가금형(1-1)은 나머지 하나의 통전성형금형(1-2)과 절연접착소재(1-3)로 일체화되어 하부금형(10-2)을 형성한다.For example, two current-applying molds 1-1 and two current-carrying molds 1-2 are formed, and one of the two current-applying molds 1-1 is formed by two current- And the other one of the current-applying dies 1-1 is connected to the other one of the current-carrying forming dies 1-2 and the insulating adhesive material 1-3, And integrated with the adhesive material 1-3 to form the lower mold 10-2.

그러므로, 상기 상부금형(10-1)과 상기 하부금형(10-2)의 각각은 도 1을 통해 기술된 절연금형(1)과 동일한 구성요소로 이루어진다. 다만, 상기 상부금형(10-1)과 상기 하부금형(10-2)의 각각은 통전소성 가공 프레스 시스템의 구성부와 연계되어 조립되는 그립돌기(20)를 더 구비하고, 상기 그립돌기(20)는 통전성형금형(1-2)에서 돌출된다. 따라서, 도 1의 절연금형(1)은 그립돌기(20)를 더 갖춤으로써 소재가공금형(10)으로 전환되고, 상기 소재가공금형(10)은 통전소성 가공 프레스 시스템을 구성한다.Therefore, each of the upper mold 10-1 and the lower mold 10-2 has the same components as those of the insulated mold 1 described with reference to FIG. Each of the upper mold 10-1 and the lower mold 10-2 further includes a grip projection 20 which is assembled in association with the constituent parts of the electrification plastic forming press system, Is protruded from the electrification forming metal mold 1-2. Therefore, the insulated mold 1 of Fig. 1 is converted into the material processing metal mold 10 by further having the grip protrusion 20, and the material processing metal mold 10 constitutes an electrification plastic working press system.

한편 도 3을 참조하면, 소재가공금형(10)은 복합 타입 전류인가금형(1-1)을 이용하여 금속 분리판 가공 및 제조에 적합한 구조로 다양한 변형이 가능하다.Referring to FIG. 3, the material processing tool 10 can be modified in various ways by a structure suitable for processing and manufacturing a metal separator using the composite type current-applying mold 1-1.

일례로, 음각소재패턴(6-1)의 시험편(6)을 갖는 전류인가금형(1-1)을 좌측 전류인가금형(1-1)으로 하고, 양각소재패턴(6-2)의 시험편(6)을 갖는 전류인가금형(1-1)을 우측 전류인가금형(1-1)으로 하여 한 쌍을 이루는 복합 타입 전류인가금형(1-1)이 구성될 수 있다. 이 경우, 좌측 전류인가금형(1-1)과 우측 전류인가금형(1-1)의 각 단자판(4)을 마주보도록 하여 절연접착소재(1-3)를 매개로 통전성형금형(1-2)에 나란히 배열하고, 서로 마주보는 단자판(4)부위로 통전성형장치(40)(도 4 참조)와 전기적으로 연결된 금형단자(30)를 위치시킴으로써 전류인가금형(1-1)의 전류공급회로를 보다 효율적으로 할 수 있다.For example, the current-applying mold 1-1 having the test piece 6 of the engraving material pattern 6-1 is referred to as a left current-applying mold 1-1, the test piece of the embossing material pattern 6-2 A current-fed mold 1-1 having a pair of right-side current-applying molds 1-1 and 1-6 is formed as a right current-applying mold 1-1. In this case, the left-side current-applying mold 1-1 and the right-side current-applying mold 1-1 are placed so as to face each other, And the mold terminal 30 electrically connected to the electrification molding apparatus 40 (refer to Fig. 4) is placed at the portion of the terminal plate 4 facing each other, Can be made more efficient.

특히, 소재가공금형(10)은 상기 복합 타입 전류인가금형(1-1)을 소재가공금형(10)의 사이즈 영역내에서 연속적으로 배열하여 구성됨으로써 금속 분리판 가공 및 제조 효율을 크게 높일 수 있다.Particularly, the material processing mold 10 can be formed by continuously arranging the composite type current-applying mold 1-1 within the size range of the material processing metal mold 10, .

한편 도 4를 참조하면, 통전소성 가공 프레스 시스템의 소재가공금형(10)에 적용된 절연금형(1)의 작동 상태를 알 수 있다.On the other hand, referring to Fig. 4, the operating state of the insulating metal mold 1 applied to the material processing metal mold 10 of the electrification plastic forming press system can be known.

이 경우, 통전성형장치(40)가 통전소성 가공 프레스 시스템과 연계됨으로써 전원공급이 이루어지고, 소재공급장치나 설비가 통전소성 가공 프레스 시스템과 연계됨으로써 소재가공금형(10)으로 소재(50)가 공급된다.In this case, the energization forming apparatus 40 is connected to the energization and plastic forming press system to supply power, and the material supplying apparatus and the facility are linked to the energizing and plastic forming press system, .

그러므로, 상부금형(10-1)과 하부금형(10-2)의 사이에서 시험편(6)쪽으로 소재(50)의 공급이 이루어지면, 전류인가금형(1-1)은 통전성형장치(40)를 통해 전류가 인가됨으로써 소재(50)는 통전소성현상을 이용하여 금속 분리판으로 가공 및 제조된다. 본 발명에서, 소재(50)의 금속 분리판 가공 및 제조 절차는 본 발명의 범위를 벗어나므로 이의 설명은 생략한다.Therefore, when the material 50 is supplied to the test piece 6 side between the upper mold 10-1 and the lower mold 10-2, the current applying mold 1-1 is placed in the energization forming apparatus 40, The material 50 is processed and fabricated into a metal separator using the current-voltage firing phenomenon. In the present invention, the process of manufacturing and manufacturing the metal separator of the material 50 is out of the scope of the present invention, and a description thereof will be omitted.

따라서, 상기 소재가공금형(10)은 차량용 수소연료전지에 적용되는 금속 분리판이 갖추어야 하는 낮은 제조 단가, 박판화, 전압 손실 최소화, 수소와 산소의 공급 흐름 완전 분리, 우수한 기계적 강도, 내부식성, 낮은 무게밀도, 낮은 부피밀도, 열적 안정성, 차량탑재공간 제약해소 등과 같은 요구 성능을 모두 만족시키고, 특히 작업자의 전기 감전에 의한 안전사고 위험성 없는 작업 환경을 제공할 수 있다.Therefore, the material machining metal mold 10 can be used as a metal separator for a vehicular hydrogen fuel cell, which requires low manufacturing cost, thinning, minimization of voltage loss, complete separation of supply flow of hydrogen and oxygen, excellent mechanical strength, Density, low bulk density, thermal stability, space constraint on the vehicle, and the like, and can provide a working environment free from the risk of safety accidents due to electric shock of the operator.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 통전소성 가공 프레스 시스템은 수소연료전지용 금속 분리판으로 제조되는 소재에 통전소성(electroplasticity)현상이 적용되도록 전류가 인가되는 전류인가금형(1-1), 전류인가금형(1-1)에 결합된 통전성형금형(1-2), 전류인가금형(1-1)과 통전성형금형(1-2)이 맞대어진 고정면을 통전성형금형(1-2)쪽으로 가는 전류의 누설경로 차단을 위한 절연층으로 형성하는 절연접착소재(1-3)로 이루어진 절연금형(1)을 포함함으로써 상,하부금형(10-1,10-2)으로 인가되는 전류의 통전 및 전류 밀도의 균일성을 확보하고, 특히 통전성형금형(1-2)으로 형성되는 전류 누설 경로를 완전히 차단시켜줌으로써 인가 전류 누설에 의한 작업자 감전의 안전사고가 방지된다.As described above, the energized electropolishing press system according to the present embodiment includes a current-applying mold 1-1 to which a current is applied so that electroplasticity is applied to a workpiece made of a metal separator for a hydrogen fuel cell, The electrification forming mold 1-2 coupled to the applied mold 1-1, the fixing face where the current application mold 1-1 and the electrification forming mold 1-2 are brought into contact with each other, (1) composed of an insulating adhesive material (1-3) formed as an insulating layer for cutting off a leakage path of current to the upper and lower molds (10-1, 10-2) Thereby ensuring uniformity of current flow and current density. In particular, by completely shutting off the current leakage path formed by the current-carrying forming metal mold 1-2, a safety accident of the worker's electric shock due to the applied current leakage is prevented.

1 : 절연금형 1-1 : 전류인가금형
1-2 : 통전성형금형 1-3 : 절연접착소재
3 : 금형판 4 : 단자판
6 : 시험편 6-1 : 음각소재패턴
6-2 : 양각소재패턴 7 : 통전 홀
8 : 가이드 핀 9 : 가이드 홀
10 : 소재가공금형 10-1 : 상부금형
10-2 : 하부금형 20 : 그립돌기
30 : 금형단자 40 : 통전성형장치
50 : 소재1: Insulated mold 1-1: Current-applied mold
1-2: Electroforming Mold 1-3: Insulating Adhesive Material
3: mold plate 4: terminal plate
6: Test piece 6-1: intaglio material pattern
6-2: Embossed material pattern 7: Energizing hole
8: guide pin 9: guide hole
10: Material processing mold 10-1: Upper mold
10-2: Lower mold 20: Grip projection
30: mold terminal 40: energization molding device
50: Material

Claims (12)

수소연료전지용 금속 분리판으로 제조되는 소재에 통전소성(electroplasticity)현상이 적용되도록 전류가 인가되고, 음각소재패턴을 갖는 좌측 전류인가금형과 양각소재패턴을 갖는 우측 전류인가금형으로 한 쌍을 이루어 서로 마주보는 대향부를 갖는 전류인가금형;
상기 좌측 전류인가금형과 상기 우측 전류인가금형을 결합한 통전성형금형;
상기 좌측 전류인가금형과 상기 우측 전류인가금형의 각각과 상기 통전성형금형이 맞대어진 고정면을 절연층으로 형성하고, 상기 절연층이 상기 통전성형금형쪽으로 가는 상기 전류의 누설경로를 차단하는 절연접착소재;
상기 좌측 전류인가금형과 상기 우측 전류인가금형의 각각에 대한 전류공급회로를 형성하도록 상기 대향부로 위치되어 전기적으로 연결되는 금형단자;
가 포함된 것을 특징으로 하는 절연금형을 갖춘 통전소성 가공 프레스 시스템.
A current is applied to a material made of a metal separator for a hydrogen fuel cell so that an electroplasticity phenomenon is applied, a pair of left current-applied metal molds having a depressed material pattern and a right current- A current applying die having opposing opposing portions;
A current-carrying forming die in which the left current-applying mold and the right current-applying mold are combined;
Wherein the insulating layer is formed by a pair of the left current-applying metal mold and the right current-applying metal mold and a fixing surface where the current-conducting mold is butted against each other, Material;
A mold terminal electrically connected to the opposed portion to form a current supply circuit for each of the left current supply mold and the right current supply mold;
Wherein the pressurizing and pressing process is carried out by a pressurizing process.
삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 통전성형금형은 상기 좌측 전류인가금형과 상기 우측 전류인가금형으로 이루어진 상기 전류인가금형을 한 개의 결합 단위로 하고, 서로 인접된 상태에서 연속적으로 배열되어 복수개의 결합 단위로 구성되는 것을 특징으로 하는 절연금형을 갖춘 통전소성 가공 프레스 시스템.
The current-carrying mold according to claim 1, wherein the current-carrying metal mold is a single current-carrying metal mold comprising the left current-applying metal mold and the right current-applying metal mold as one bonding unit and is continuously arranged in a state of being adjacent to each other, Wherein the metal mold is a metal mold.
청구항 1에 있어서, 상기 좌측 전류인가금형과 상기 우측 전류인가금형의 각각은 상기 통전성형금형은 사각형 판 형상 또는 정사각형 판 형상의 그 단면을 형성하는 것을 특징으로 하는 절연금형을 갖춘 통전소성 가공 프레스 시스템.
2. The electrification plastic forming press system according to claim 1, wherein each of the left current-applying metal mold and the right current-applying metal mold has a cross section of a square plate shape or a square plate shape, .
청구항 1에 있어서, 상기 좌측 전류인가금형과 상기 우측 전류인가금형의 각각은 상기 금속 분리판을 가공하는 금형판, 상기 금형판에 상기 전류가 인가되는 상기 대향부로 이루어지는 단자판을 포함하는 것을 특징으로 하는 절연금형을 갖춘 통전소성 가공 프레스 시스템.
[2] The apparatus as claimed in claim 1, wherein each of the left current-applying metal mold and the right current-applying metal mold includes a metallic mold plate for machining the metal separator, and a terminal plate composed of the opposing portion to which the current is applied, An electrification plastic working press system equipped with an insulating mold.
청구항 6에 있어서, 상기 좌측 전류인가금형과 상기 우측 전류인가금형의 각각은 상기 금형판에 시험편을 형성하고, 상기 시험편은 상기 금속 분리판에 적용되는 상기음각소재패턴과 상기 양각소재패턴을 형성한 시험편이 더 포함된 것을 특징으로 하는 절연금형을 갖춘 통전소성 가공 프레스 시스템.
The method as claimed in claim 6, wherein each of the left current-applying metal mold and the right current-applying metal mold forms a test piece on the mold plate, and the test piece is formed by forming the intaglio material pattern and the relief material pattern, And a test piece is further included.
청구항 6에 있어서, 상기 단자판에는 상기 전류의 공급을 위한 통전 홀이 천공된 것을 특징으로 하는 절연금형을 갖춘 통전소성 가공 프레스 시스템.
7. The electrification plastic working press system according to claim 6, wherein the terminal plate is provided with a current-conducting hole for supplying the current.
청구항 1에 있어서, 상기 통전성형금형은 제1 통전성형금형과 제2 통전성형금형으로 한 쌍을 구성하고, 상기 제1 통전성형금형과 상기 제2 통전성형금형의 각각에는 상기 제1 전류인가금형과 상기 제2 전류인가금형이 나란히 배열되며;
상기 제1 전류인가금형과 상기 제1 통전성형금형이 상기 절연접착소재로 일체화되어 상부금형을 형성하고, 상기 제2 전류인가금형과 상기 제2 통전성형금형이 상기 절연접착소재로 일체화되어 하부금형을 형성하고;
상기 제1 전류인가금형과 상기 제2 전류인가금형의 사이에서 상기 소재가 상기 금속 분리판으로 제조되는 것을 특징으로 하는 절연금형을 갖춘 통전소성 가공 프레스 시스템.
2. The method according to claim 1, wherein the current-conducting mold comprises a pair of a first current-conducting mold and a second current-conducting mold, and each of the first energization mold and the second current- And the second current application mold are arranged side by side;
Wherein the first current-applying mold and the first current-conducting mold are integrated with the insulating adhesive material to form an upper mold, the second current-applying mold and the second current-conducting mold are integrated with the insulating adhesive material, ≪ / RTI >
And the material is made of the metal separator plate between the first current-applying metal mold and the second current-applying metal mold.
청구항 9에 있어서, 상기 제1,2 전류인가금형의 각각에는 가이드 핀과 가이드 홀이 형성되고, 상기 제1 전류인가금형의 상기 가이드 핀은 상기 제2 전류인가금형의 상기 가이드 홀에 끼워지며, 상기 제2 전류인가금형의 상기 가이드 핀은 상기 제1 전류인가금형의 상기 가이드 홀에 끼워지는 것을 특징으로 하는 절연금형을 갖춘 통전소성 가공 프레스 시스템.
[12] The method of claim 9, wherein each of the first and second current application dies includes a guide pin and a guide hole, the guide pin of the first current-applying mold is inserted into the guide hole of the second current- And the guide pin of the second current-applying mold is fitted in the guide hole of the first current-applying metal mold.
청구항 9에 있어서, 상기 상부금형과 상기 하부금형의 각각에는 그립돌기를 더 구비한 것을 특징으로 하는 절연금형을 갖춘 통전소성 가공 프레스 시스템.
10. The electrification plastic working press system according to claim 9, wherein each of the upper mold and the lower mold further includes a grip projection.
청구항 9에 있어서, 상기 제1,2 전류인가금형의 각각에는 통전성형장치가 연결되고, 상기 제1 전류인가금형은 상기 통전성형장치로 +전류를 인가받으며 상기 제2 전류인가금형은 상기 통전성형장치로 -전류를 인가받는 것을 특징으로 하는 절연금형을 갖춘 통전소성 가공 프레스 시스템.[12] The method according to claim 9, wherein each of the first and second current application dies is connected to an energization forming device, the first current applying mold is applied with a positive current to the energization forming device, And an electric current is applied to the device.
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