KR101932864B1 - 사출용 단차금형 및 이를 이용한 사출품 제조방법 - Google Patents

사출용 단차금형 및 이를 이용한 사출품 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금형에 관한 것으로서 보다 상세하게는 하나의 금형에 복수의 캐비티가 형성된 금형에 있어서, 캐비티에 안착되는 반제품을 서로 겹쳐서 놓도록 함으로써 금형의 크기를 줄이고 제품의 제작시간을 줄인 사출용 단차금형 및 이를 이용한 사출품의 제조방법이다.

Description

사출용 단차금형 및 이를 이용한 사출품 제조방법{Stair type injection mold and how to make plate product using it}
본 발명은 금형에 관한 것으로서 보다 상세하게는 하나의 금형에 복수의 캐비티가 형성된 금형에 있어서, 캐비티에 안착되는 반제품을 서로 겹쳐서 놓도록 함으로써 금형의 크기를 줄이고 제품의 제작시간을 줄인 사출용 단차금형 및 이를 이용한 사출품의 제조방법이다.
일반적으로 그라인더는 도 1에 나타나 있듯이 모터나 공기압에 의해 회전동력을 발생시키며, 발생된 동력을 그라인더(1)의 일측에 형성된 회전축(2)에 전달하고, 상기 회전축(2)에는 연마디스크나 연삭숫돌과 같은 연마재(6)가 결합되어 공작물의 표면을 절삭가공하거나 절단할 때 사용된다.
종래 판 형상 제품 중 연마디스크의 경우 도 2에 나타나 있듯이, 연마재(6)의 중심에 관통홀(6a)이 형성되고, 상기 관통홀(6a)의 상부와 하부에서 플라스틱으로 만든 사출물 즉, 상부고정판(4)과 하부고정판(5)이 끼워져 연마재(6)와 고정됨으로써 연마디스크(8)가 만들어진다.
이러한 종래의 연마디스크(8) 제조공정을 간략히 살펴보면, 하부고정판(5)의 돌출부가 위로 올라가도록 놓인 상태에서 하부고정판(5)의 단면에 접착제(7)를 도포하고, 연마재(6)의 관통홀(6a) 주위의 하부면에도 접착제(7)를 도포하여 하부고정판(5)을 연마재(6)와 접착 고정시키며, 이후 연마재(6)의 관통홀(6a) 주위의 상부면에 접착제(7)를 도포하고 상부고정판(4)의 단면과 내부원주면에 접착제를 도포하여 상부고정판(4)을 하부고정판(5)과 접착제(7)에 의해 접착 고정시켜 연마디스크를 제조하게 된다.
이러한 종래의 연마디스크는 상부고정판(4)과 하부고정판(5)을 접착제(7)로 고정하게 되어 제조공정이 번거롭게 되고 제조과정이 복잡해지며, 이로써 제조원가가 상승되는 문제가 있으며, 이와 함께 접착제의 접착력이 떨어질 경우 불량품이 발생할 우려가 높다.
특히, 수분이 높은 상태에서 접착작업이 이루어질 경우 높은 수분으로 인해 접착제(7)의 접착력이 떨어져 불량품에 대한 우려가 많고, 시간이 경과 할수록 접착제의 접착력이 서서히 저하되어 사용수명이 저하될 수 있으며, 심한 경우 사용중에 연마재(7)와 상,하부고정판(4, 5)이 분리되어 빠른 속도로 회전되는 연마재(7)로 인해 안전사고가 발생할 우려가 있다.
특히, 이러한 안전사고를 방지하기 위해 상,하부고정판(4, 5) 사이에 볼트 등의 결합부재를 이용해 고정해주는 경우가 있으며, 이로 인해 제조공정이 복잡해지고 제조비용이 상승되는 문제가 있었다.
또한, 접착제의 사용으로 인해 작업장의 제조환경이 불량하다는 또 다른 문제가 있다.
한편, 금형과 관련된 종래기술로서는 특허 제10-1005859호에 개시되어 있는 단차적층 프레스 금형장치가 있다.
상기 특허에는 프레임(210) 상부의 하부다이(225)에 스트립 소재가 공급되면 소재를 가압·해제하는 스트리퍼(224)의 상측에 배치되어 소재의 단차를 형성하는 멀티펀치(222)를 지지하는 펀치홀더(223)으로 구성된 상부다이(221)가 하부다이에 대하여 상·하 왕복운동하면서 적층부재를 제조하며 상·하부다이에 설치되어 스트립소재의 공급방향에 대하여 가로지르는 방향으로 복수의 적층부재들의 폭이나 적층위치가 서로 다르므로 해당하는 거리만큼 간헐적으로 이송되면서 상부다이의 하강력을 전달받아 스템핑하는 이송다이(226)로 구성된 프레스금형이 구비된 단차적층 금형장치(200)에 있어서, 프레스금형(220)의 하부에서 프레스금형 전체를 좌우로 운동시키는 이송다이(226)의 일측에 회전하는 롤러(270)의 일부가 돌출되게 결합 구비되며, 롤러(270)의 돌출부와 편심캠(260)이 접촉하며, 구동원(230)인 구동모터(232)의 하부에는 구동모터(232)의 회전에 따라 회전하는 제1풀리(240)가 연결되고, 제1풀리(240)와 이격된 위치에 편심캠(260)의 하부에 회전하는 제2풀리(241)가 연결되며, 제1풀리(240)와 제2풀리(241)는 벨트(250)에 의하여 연결하므로, 구동원(230)인 구동모터(232)를 작동하면 제1풀리(240)가 회전하게 되고 제1풀리(240)가 회전하면 제1풀리(240)와 연결된 벨트(250)에 의하여 제2풀리(241)도 회전하게 되며 제2풀리(241)가 회전하면 제2풀리(241)와 연결된 편심캠(260)도 회전하고, 회전하는 편심캠(260)과 접촉하는 롤러(270)가 편심캠의 외부형상에 따라 좌우로 이동하므로 롤러(270)가 접촉되어 있는 이송다이(226)도 롤러(270)의 좌우이동거리만큼 좌우로 이동하게 되어 프레스금형(220) 전체가 좌우로 이동하고, 편심캠(260)이 접촉된 이송다이(226)가 있는 프레스금형(220)의 반대편으로 편심캠(226)의 외부형상에 따라 이송다이와 프레스금형이 편심캠(260)이 있는 반대편으로 이동하므로 이를 원위치로 복귀할 수 있도록 하기 위하여 편심캠(260)이 접촉하는 이송다이(226)의 반대편 프레스금형(220)과 프레임(210)의 사이에 스프링(290)을 구비하며, 프레스금형(220)의 이송다이(226) 하부에 다수개의 앗세이로 구성된 플레이트 니들베어링(280)을 구비하여 편심캠(260)의 외부형상에 따라 좌우 이동하는 프레스금형(220)과 이송다이(226)의 이송을 원활하게 하고 프레스금형(220)의 타발력을 견딜 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 단차적층 프레스 금형장치가 있는데, 프레임의 상부에 프레스금형을 구비하여 공급되는 소재를 펀칭하여 소정의 단차가 형성되면서 적층되는 단차적층 프레스 금형장치에 관한 것으로서 사출금형과에 적용되기는 힘들다.
또 다른 종래기술로서는 공개실용신안 제20-2009-0003331호에 제안되어 있는 다중 인서트 용기용 사출금형이 있다.
상기 공개실용신안에는 다중 인서트 용기를 성형하는 사출금형에 있어서, 사출금형을 이루는 통상의 고정 금형과 가동 금형 사이에 다중 인서트 용기를 단계적으로 인서트 성형하기 위한 복수의 캐비티를 순차 형성하여 상기 각 캐비티에 성형품이 순차 공급되면서 동시에 인서트 사출 성형하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 다중 인서트 용기용 사출금형이 제안되어 있는데, 복수의 캐비티가 구성되어 생산속도가 향상될 수는 있으나 각 캐비티가 수평 상태에서 떨어져 형성되게 되므로 비교적 크기가 큰 제품의 경우 금형의 크기가 상태적으로 커져야 하고 금형의 크기가 커짐으로 인해 사출기의 크기 또한 커져야 하는 불합리한 점이 있다.
대한민국 특허공보 제10-1005859호 대한민국 공개실용신안공보 제20-2009-0003331호
따라서 본 발명은 상형과 하형으로 구성되는 하나의 금형에 복수의 캐비티를 형성하되, 위에서 봤을 때 캐비티들끼리 일부분이 서로 겹쳐지도록 형성하여 금형의 크기를 줄일 수 있고 제품의 생산속도를 향상시킬 수 있는 사출용 단차금형 및 이를 이용한 사출품의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 하형의 캐비티 중심부에 홈을 형성하고 상기 홈에 사출원료를 주입되도록 함으로써 연마디스크의 중심부에 고정부를 사출에 의해 형성할 수 있어 제조과정을 간편하게 한 사출용 단차금형 및 이를 이용한 사출품의 제조방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명에 의한 사출용 단차금형은 두 개의 금형이 합형되고 탈형되면서 플라스틱 재료를 사출하는 금형에 있어서, 상기 두 개의 금형은 상형과 하형으로 구성되고, 하형에 형성된 복수의 캐비티는 서로 단차가 져있는 것이 특징이다.
본 발명에 의한 사출용 단차금형 및 이를 이용한 사출품의 제조방법은 상형과 하형으로 구성되는 하나의 금형에 복수의 캐비티를 형성하되, 위에서 봤을 때 캐비티들끼리 일부분이 서로 겹쳐지도록 형성하여 금형의 크기를 줄일 수 있고 제품의 생산속도를 향상시킬 수 있는 현저한 효과가 있으며, 또한 하형의 캐비티 중심부에 홈을 형성하고 상기 홈에 사출원료를 주입되도록 함으로써 사출품의 중심부에 고정부를 사출에 의해 형성할 수 있어 제조과정을 간편하게 한 현저한 효과가 있다.
도 1은 종래 그라인더의 구성도
도 2는 종래 연마디스크의 분리구성도
도 3은 본 발명에 의한 연마디스크의 구성예시도
도 4는 본 발명에 의한 사출용 단차금형을 이용한 제작공정도
도 5는 본 발명에 의한 사출용 단차금형의 일부분 단면도
도 6은 본 발명의 타실시 예시도
도 7은 본 발명에 의한 사출품의 단면구성도
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예시도
도 9는 본 발명에 의한 게이트의 구성예시도
본 발명은 금형에 관한 것으로서 보다 상세하게는 하나의 금형에 복수의 캐비티가 형성된 금형에 있어서, 캐비티에 안착되는 반제품을 서로 겹쳐서 놓도록 함으로써 금형의 크기를 줄이고 제품의 제작시간을 줄인 사출용 단차금형 및 이를 이용한 사출품의 제조방법이다.
이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 의한 연마디스크의 사시구성예시도이고, 도 4는 본 발명에 의한 사출용 단차금형을 이용한 제작공정도이고, 도 5는 본 발명에 의한 사출용 단차금형의 일부분 단면도로써, 본 발명에 의한 사출용 단차금형은 두 개의 금형이 합형되고 탈형되면서 플라스틱 재료를 사출하는 금형에 있어서, 상기 두 개의 금형은 상형(20)과 하형(30)으로 구성되고, 하형(30)에 형성된 복수의 캐비티(31)는 서로 단차가 져있는 것이 특징이다.
먼저, 본 발명에 의한 금형은 상형(20)과 하형(30) 또는 좌형과 우형으로 구성된 한 벌의 금형이며, 상형(20)과 하형(30)이 한 벌이 될 경우 하형(30)이 고정금형이고 상형(20)이 가동금형이 되어 상형(20)이 사출기의 가이드포스트를 따라 이동되면서 하형(30)과 합형되거나 탈형될 수 있다.
상형(20)과 하형(30)이 합형될 경우 사출원료를 주입하기 위한 게이트(21)를 제외하고 금형의 내부는 외부와 밀폐되게 되고, 사출원료가 주입되는 공간인 캐비티(31)가 형성된다.
상기 캐비티(31)에는 상형(20)에 형성된 게이트(21)를 통해 겔 상태의 사출원료가 주입되고, 일정시간 냉각하여 고형화한 다음 상형(20)이 하형(30)과 탈형되어 하형(30)에 들어가 있는 제품이 인젝터 등에 의해 외부로 배출되게 된다.
본 발명의 경우 하형(30)에 형성된 캐비티(31)가 상형(20)에서 하형(30) 쪽으로 봤을 때 즉, 금형의 상부에서 아래쪽으로 봤을 때 일부분이 서로 겹치게 되는데, 겹치는 부분은 게이트(21)를 통과한 사출원료가 들어가지 않는 부분으로 사출을 위한 반제품이 안착되게 된다.
도 4를 참조하면, 하형(30)에는 총 4개의 반제품인 연마디스크의 연마부(11)가 들어가게 되며, 두 개의 캐비티 부분이 서로 겹치도록 형성되어 있으며, 서로 겹치는 부분은 높이차 즉, 단차가 형성되어 있어 캐비티(31)에 안착되는 제품은 금형의 위에서 봤을 때 일부가 서로 겹쳐보이며, 그 단면은 서로 맞닿거나 맞닿지 않을 수 있다.
따라서, 반제품의 일부분이 서로 겹치는 상태로 금형에 안착될 수 있고, 이로써 금형의 폭을 줄일 수 있으며 제품의 생산비용을 줄이고 생산성을 늘릴 수 있다.
본 발명에 의한 단차금형이 사용될 수 있는 부분은 인서트 사출금형 즉, 반제품을 금형 내부에 넣고 반제품의 일부분에 사출원료를 이용한 사출이 필요한 경우에 적용할 수 있는데, 특히 판 형상의 제품 즉, 반제품의 두께가 얇고 넓이가 넓은 제품의 경우에 적용하게 되면, 금형의 크기가 제한된 상태에서도 보다 많은 수의 제품을 한 번의 사출에 의해 생산할 수 있다.
이러한 판 형상의 제품 중 연마디스크를 제조할 경우, 상기 하형(30)의 캐비티(31)는 중심부에는 홈(32)이 형성되고, 상기 홈(32)에는 상형(20)이나 하형(30) 중 어느 하나에 고정된 핀(22)이 들어가며, 홈(32)과 핀(22) 사이의 공간에는 게이트(21)를 통해 사출원료가 주입되어 연마디스크(10)의 고정부(12)가 사출 성형되게 된다.
즉, 캐비티(31)의 중심부에는 반제품이 안착되는 부분보다 높이가 높고 낮도록 일정한 크기의 홈(32)이 형성되고, 상기 홈(32)에는 상형이나 하형에 고정된 핀(22)이 들어가게 되어 홈(32)과 핀(22) 사이의 부분에 사출원료가 주입됨으로써 링 형상의 사출부가 만들어지게 되고, 상기 캐비티(31)에 연마디스크의 연마부(11)를 넣었을 경우 링 형상의 사출부는 연마디스크의 고정부(12)가 된다.
상기 하형(30)에는 연마디스크(10)의 연마부(11)가 안착되되, 상형(20)에서 하형(30) 쪽으로 봤을 때 연마부(11)의 일부분이 서로 겹치도록 위치되는데, 도 4와 도 5에 도시된 실시예의 경우 2개의 캐비티(31)가 서로 겹치도록 형성되어 있으나, 경우에 따라 도 6과 같이 3개의 캐비티(31)가 서로 겹치도록 형성할 수도 있으며, 이 이외에도 보다 많은 수의 캐비티가 서로 겹치도록 형성할 수도 있다.
이러한 경우 캐비티 간에 서로 겹칠 수 있는 부분은 사출원료가 주입될 때 서로 간섭받지 않는 부분까지 겹칠 수 있으며, 금형의 두께를 고려하여 적절한 수의 캐비티(31)를 형성할 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 상형(20)의 일측에는 하형(30)의 홈 쪽으로 사출원료의 주입을 위한 게이트(21)가 형성되되, 각각의 게이트는 캐비티에 형성된 각각의 홈들과 일대 일로 대응되는 것이 바람직하다.
즉, 일반적인 금형의 경우 하나의 게이트를 통해 사출원료가 주입되고, 게이트와 연통된 런너를 통해 각각의 캐비티에 사출원료가 들어가게 되는데, 본 발명의 경우 사출원료가 들어가는 캐비티 간에 높이차가 있으므로, 가능하면 각각의 캐비티와 연통되도록 게이트들을 형성하여 생산되는 제품의 품질을 균일하게 가져가는 것이 더욱 바람직하다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예시도로써, 상형(20)에 하나의 게이트를 구성하여 상기 하나의 게이트를 통해 사출원료를 각각의 캐비티에 넣을 수 있으며, 이러한 경우 도 9와 같이 주입된 사출원료가 게이트에서 굳은 형태로 나타날 수 있다.
즉, 도 9에 나타나 있는 게이트의 형상은 금형에 형성된 캐비티의 높이차에 의해 전단부의 게이트(21a)의 길이보다 후단부의 게이트(21c)의 길이가 더 길게 형성되어 있음을 알 수 있다.
또한, 상기 상형(20)과 하형(30)은 금형의 가동방식에 따라 좌형과 우형으로 대체 구성되고, 상기 좌형과 우형 중 하나의 금형은 고정금형이고, 나머지 하나의 금형은 가동금형이어서 가동금형의 이동에 따라 합형과 탈형이 이루어지게 된다.
즉, 사출기의 경우 수평방향으로 금형이 이동하는 수평사출기가 있고, 수직방향으로 금형이 이동하는 수직사출기가 있는데, 수평사출기에 본 발명을 적용할 경우 한 벌의 금형은 좌형과 우형으로 구성되고, 어느 한쪽의 금형이 가동금형이고 나머지 한쪽의 금형이 고정금형이 될 수 있다.
본 발명에 의한 사출용 단차금형을 이용한 사출품의 제조방법은 두 개의 금형이 합형되고 탈형되면서 플라스틱 재료를 사출하는 금형을 이용한 사출품의 제조방법에 있어서, 상기 두 개의 금형은 상형(20)과 하형(30)으로 구성되고, 하형(30)에 형성된 복수의 캐비티(31)는 서로 단차가 져있으며, 상기 하형(30)에는 판 형상의 반제품이 안착되되, 상형(20)에서 하형(30) 쪽으로 봤을 때 반제품의 일부분이 서로 겹치도록 위치된다.
상기 단차금형을 이용해 연마디스크를 만들 경우에는 상기 하형(30)에는 연마디스크(10)의 연마부(11)가 안착되되, 상형(20)에서 하형(30) 쪽으로 봤을 때 연마부(11)의 일부분이 서로 겹치도록 위치되고 서로 겹쳐지지 않는 부분에 사출원료를 주입하여 연마디스크의 고정부를 형성하게 된다.
결국, 본 발명에 의한 사출용 단차금형 및 이를 이용한 사출품의 제조방법은 상형과 하형으로 구성되는 하나의 금형에 복수의 캐비티를 형성하되, 위에서 봤을 때 캐비티들끼리 일부분이 서로 겹쳐지도록 형성하여 금형의 크기를 줄일 수 있고 제품의 생산속도를 향상시킬 수 있는 현저한 효과가 있으며, 또한 하형의 캐비티 중심부에 홈을 형성하고 상기 홈에 사출원료를 주입되도록 함으로써 사출품의 중심부에 고정부를 사출에 의해 형성할 수 있어 제조과정을 간편하게 한 현저한 효과가 있다.
1. 그라인더 2. 회전축 3. 고정부
4. 상부고정판 5. 하부고정판 6. 연마재
6a. 관통홀 7. 접착제
10; 연마디스크
11. 연마부 12. 고정부
20. 상형 21. 게이트 22. 핀
30. 하형 31. 캐비티 32. 홈

Claims (7)

  1. 두 개의 금형이 합형되고 탈형되면서 플라스틱 재료를 사출하는 금형에 있어서,
    상기 두 개의 금형은 상형(20)과 하형(30)으로 구성되고, 하형(30)에 형성된 복수의 캐비티(31)는 서로 단차가 져있으며,
    상기 하형(30)의 캐비티(31)는 중심부에는 홈(32)이 형성되고, 상기 홈(32)에는 상형(20)이나 하형(30) 중 어느 하나에 고정된 핀(22)이 들어가며, 홈(32)과 핀(22) 사이의 공간에는 게이트(21)를 통해 사출원료가 주입되어 연마디스크(10)의 고정부(12)가 사출 성형되고,
    상기 하형(30)에는 연마디스크(10)의 연마부(11)가 안착되되, 상형(20)에서 하형(30) 쪽으로 봤을 때 연마부(11)의 일부분이 서로 겹치도록 위치되며,
    상기 상형(20)의 일측에는 하형(30)의 홈(32) 쪽으로 사출원료의 주입을 위한 게이트(21)가 형성되되, 각각의 게이트(21)는 캐비티(31)에 형성된 홈들과 일대 일로 대응되되,
    상기 캐비티(31)의 중심부에는 반제품이 안착되는 부분보다 높이가 높고 낮도록 일정한 크기의 홈(32)이 형성되고, 상기 홈(32)에는 상형이나 하형에 고정된 핀(22)이 들어가게 되어 홈(32)과 핀(22) 사이의 부분에 사출원료가 주입됨으로써 링 형상의 사출부가 만들어지게 되고, 상기 캐비티(31)에 연마디스크의 연마부(11)를 넣었을 경우 링 형상의 사출부는 연마디스크의 고정부(12)가 형성되는 것이 특징인 사출용 단차금형.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상형(20)과 하형(30)은 금형의 가동방식에 따라 좌형과 우형으로 구성되고, 상기 좌형과 우형 중 하나의 금형은 고정금형이고, 나머지 하나의 금형은 가동금형이어서 가동금형의 이동에 따라 합형과 탈형이 이루어지는 것이 특징인 사출용 단차금형.
  6. 두 개의 금형이 합형되고 탈형되면서 플라스틱 재료를 사출하는 금형을 이용한 사출품의 제조방법에 있어서,
    상기 두 개의 금형은 상형(20)과 하형(30)으로 구성되고, 하형(30)에 형성된 복수의 캐비티(31)는 서로 단차가 져있으며,
    상기 하형(30)에는 판 형상의 반제품이 안착되되, 상형(20)에서 하형(30) 쪽으로 봤을 때 반제품의 일부분이 서로 겹치도록 위치되되,
    상기 하형(30)에는 연마디스크(10)의 연마부(11)가 안착되되, 상형(20)에서 하형(30) 쪽으로 봤을 때 연마부(11)의 일부분이 서로 겹치도록 위치되고 서로 겹쳐지지 않는 부분에 사출원료를 주입하여 연마디스크의 고정부를 형성하며,
    상기 하형(30)의 캐비티(31)는 중심부에는 홈(32)이 형성되고, 상기 홈(32)에는 상형(20)이나 하형(30) 중 어느 하나에 고정된 핀(22)이 들어가며, 홈(32)과 핀(22) 사이의 공간에는 게이트(21)를 통해 사출원료가 주입되어 연마디스크(10)의 고정부(12)가 사출 성형되고,
    상기 하형(30)에는 연마디스크(10)의 연마부(11)가 안착되되, 상형(20)에서 하형(30) 쪽으로 봤을 때 연마부(11)의 일부분이 서로 겹치도록 위치되며,
    상기 상형(20)의 일측에는 하형(30)의 홈(32) 쪽으로 사출원료의 주입을 위한 게이트(21)가 형성되되, 각각의 게이트(21)는 캐비티(31)에 형성된 홈들과 일대 일로 대응되되,
    상기 캐비티(31)의 중심부에는 반제품이 안착되는 부분보다 높이가 높고 낮도록 일정한 크기의 홈(32)이 형성되고, 상기 홈(32)에는 상형이나 하형에 고정된 핀(22)이 들어가게 되어 홈(32)과 핀(22) 사이의 부분에 사출원료가 주입됨으로써 링 형상의 사출부가 만들어지게 되고, 상기 캐비티(31)에 연마디스크의 연마부(11)를 넣었을 경우 링 형상의 사출부는 연마디스크의 고정부(12)가 형성되는 것이 특징인 사출용 단차금형을 이용한 사출품의 제조방법.
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