KR101970680B1 - 적외선 가열 방식 스테이킹 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

적외선 광원, 적외선 광원 주변에 설치되어 광을 일 방향으로 반사시키는 리플렉터, 리플렉터에서 반사된 빛을 받아 대상물에 집중시키도록 대상물 주변에 설치되는 광집속유닛, 리플렉터와 광집속유닛 사이의 공간에 위치하며 이동하여 대상물을 가압하여 일정 형태로 성형할 수 있도록 이루어진 성형틀 및 성형틀에 결합되어 성형틀의 공간 내 이동을 담당하는 액츄에이터를 구비하는 적외선 가열 방식 스테이킹 장치에 있어서, 성형틀에는 대상물과 닿는 성형표면이 리플렉터와 광집속유닛 사이의 공간에서 과열되는 것을 방지하거나 성형표면을 냉각시킬 수 있는 열방지수단이 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 적외선 가열 방식 스테이킹 장치 및 이를 이용한 스테이킹 방법이 개시된다.
본 발명에 따르면 성형틀의 성형표면을 열전쌍을 이용하여 냉각시켜 성형틀과 대상물의 온도차를 둠으로써 이형성을 높일 수 있고, 이형성이 높아짐에 따라, 적외선 가열 방식의 용착 공정에서 공정 불량이 발생하는 것을 억제하고, 이형 불량에 따라 성형틀에 융착된 대상물 일부분을 제거하는 번거로움을 방지할 수 있다.

Description

적외선 가열 방식 스테이킹 장치 및 방법{staking apparatus using infrared light heating and method of staking using the same}

본 발명은 합성수지 스터드 등에 열을 가하고 특정 모양을 가진 성형틀을 이용해 가압 변형을 시켜 두 부재를 결합시키는 스테이킹 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적외선을 스터드 등에 집중시켜 열을 가하는 적외선 가열 방식 스테이킹 장치에 관한 것이다.

많은 상품 제작에 있어서 합성수지 부재의 사용이 일상화되고 있으며, 열가소성을 가진 합성수지 부재와 부재를 결합시키기 위해 열을 가하는 방법으로 주울열을 이용한 히터를 이용하는 방법, 초음파에 의한 마찰열을 이용하는 초음파 융착방법이 많이 사용되고 있으며, 근래에 강한 적외선을 대상에 집중시켜 광에너지를 열에너지로 바꾸어 가열시키는 적외선 가열 방식이 사용되고 있다.

미국등록특허 제7,006,763호에는 적외선 가열로 열가소성 합성수지 부재를 융착시키는 장치가 개시된다.

이런 장치에서는 적외선 광원과 광원에서 모든 방향으로 발산되는 빛을 모으고 인도하여 융착 대상 영역에 집중시켜 가열하기 위한 광 리플렉터가 구비된다. 아울러, 이 장치에서는 가열된 부위를 가압하여 성형할 수 있는 요소(성형틀)도 언급된다.

이러한 가열 및 가압 성형은 스테이킹(staking) 공법에서도 사용된다. 스테이킹 공법은, 금속 리벳의 끝단을 충격력이나 압력으로 변형시켜 부재 사이의 결합에 사용하듯이, 서로 결합되는 부품에 형성된 리브, 보스, 스터드 등을 가열 가압으로 변형시켜 영구적으로 결합시키는 기계적 결합 방법이다.

합성수지 부재의 영구적 결합방법으로서 스테이킹은 기계적 결합방법으로서 강도가 높아 많이 사용되는데, 스테이킹에도 합성수지 가열을 위해 히터, 초음파 혼, 적외선 램프가 열 제공원으로 사용될 수 있다. 가압 성형은 대상물에 닿는 성형틀이 담당하되, 성형틀은 열 제공원을 내장하여 일체로 제작되는 경우가 많다.

그런데, 기존의 스테이킹 공법에서 히터나 초음파를 이용하는 경우, 가열 용융시킬 대상에 열 제공원을 내장한 성형틀이 직접 접촉하는 관계로 용융된 합성수지가 성형틀에 부착되어 이형 과정에서 쉽게 이형되지 못하고, 성형틀에 눌어붙는 등의 문제가 많았다.

적외선 가열 방식에서는 성형틀과 광원이 분리되므로 스테이킹 과정에서 비교적 이형의 문제가 적지만, 최근 공정 효율을 높이기 위해 높은 온도로 가공을 실시하고, 제한된 공간 내에 성형틀이 위치하면서 짧은 주기로 가열과 성형을 되풀이하면서 성형틀도 과열되어 성형 대상물이 성형틀에 부착된 후 잘 이형되지 않는 문제가 발생하고 있다.

이런 경우, 이형을 용이하게 하기 위해 대상물과 닿는 성형틀 표면을 코팅처리하고, 공정 중간중간에 잘 식혀주는 것이 요청되지만 작업 효율을 저하시킬 가능성이 있었다. 따라서, 작업 효율 및 생산성 저하의 문제가 없이도 성형틀을 식혀줄 수 있는 적외선 가열 방식 스테이킹 장치가 요청되고 있다.

미국등록특허 제7,006,763호: METHOD AND APPARATUS FOR INFRAREDWELDING OF THERMOPLASTIC PARTS (열가소성 플라스틱 부재의 적외선 용착을 위한 방법 및 장치)

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 적외선 가열 방식의 스테이킹 장치에 있어서, 가열 가압에 의해 성형되는 열가소성 합성수지가 성형틀에 의한 가압 성형 후에도 쉽게 이형될 수 있는 구성을 가진 적외선 가열방식의 스테이킹 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 적외선 가열 방식 스테이킹 장치는, 적외선 광원, 적외선 광원 주변에 설치되어 광을 일 방향으로 반사시키는 리플렉터, 리플렉터에서 반사된 빛을 받아 대상물에 집중시키도록 대상물 주변에 설치되는 광집속유닛, 리플렉터와 광집속유닛 사이의 공간에 위치하며 이동하여 대상물을 가압하여 일정 형태로 성형할 수 있도록 이루어진 성형틀 및 성형틀에 결합되어 성형틀의 공간 내 이동을 담당하는 액츄에이터를 구비하는 적외선 가열 방식 스테이킹 장치에 있어서,

성형틀에는 대상물과 닿는 성형표면이 리플렉터와 광집속유닛 사이의 공간에서 과열되는 것을 방지하거나 성형표면을 냉각시킬 수 있는 열방지수단이 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 열방지수단은 성형틀 후면에 설치된 광반사층일 수 있다.

본 발명에서 열방지수단은 성형틀에 저온점을 가지는 열전쌍일 수 있다. 이런 경우, 성형틀에는 열전쌍의 저온접점이 설치되고 열전쌍 일부에 연결되어 전압을 인가하고 전류를 흐르게 할 직류전원이 구비된다.

가령, 성형틀과 액츄에이터 중간에서 성형틀을 고정하면서 액츄에이터에 연결하는 막대형 프레임을 열전쌍의 두 금속으로 형성하고, 두 금속 사이의 저온접점이 성형틀에 배치되어 성형표면을 냉각시키도록 하고, 막대형 프레임의 일부에는 단자를 형성하여 열전쌍에 전류를 흘릴 직류전원을 연결하여 본 발명의 스테이킹 장치를 형성할 수 있다.

본 발명의 적외선 가열 방식 스테이킹 방법은, 본 발명의 스테이킹 장치로서 열방지수단으로 열전쌍을 이용하는 스테이킹 장치를 이용함에 있어서,

성형틀이 원위 상태(성형 대상물에서 원위에 이격된 상태)에서 적외선 광원을 점등시켜 대상물을 가열하는 가열단계, 액츄에이터를 이용하여 성형틀을 원위에서 대상물로 이동시키고 성형틀로 대상물을 접촉 가압하여 성형하는 이동 및 성형 단계, 액츄에이터를 이용하여 성형틀을 대상물로부터 원위로 이동시키는 이형단계를 구비하며, 성형틀을 원위에서 대상물로 이동시키는 이동 및 성형 단계 이후부터 이형 단계 전까지 기간 중 적어도 일부 기간에서 열전쌍에 전류를 흘려 성형틀의 성형표면을 냉각시켜 감온하는 감온과정이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 가열단계 이전에는 대상물을 스테이킹 장치의 가열 대상 위치에 놓이도록 하는 설치단계가 통상적으로 구비된다.

본 발명에서 이동 및 성형 단계는 대상물과 성형틀의 접촉 여부에 따라 이동단계와 성형단계로 더 구분할 수 있다.

본 발명에서 성형단계 이후 이형단계 전에 성형틀을 움직이지 않는 상태에서 성형된 대상물을 냉각시키는 냉각단계가 별도로 구분되어 구비될 수 있다.

본 발명에 따르면 성형틀의 성형표면을 열전쌍을 이용하여 냉각시켜 성형틀과 대상물의 온도차를 둠으로써 이형성을 높일 수 있고, 이형성이 높아짐에 따라, 적외선 가열 방식의 용착 공정에서 공정 불량이 발생하는 것을 억제하고, 이형 불량에 따라 성형틀에 융착된 대상물 일부분을 제거하는 번거로움을 방지할 수 있다.

본 발명에 따라 성형틀과 대상물의 온도차로 이형성이 높아지면, 이형 불량에 따라 성형틀을 정비하는 과정에서 오는 성형틀 등 스테이킹 장치 요소의 내구수명이 줄어들고 정상적 가동시간이 줄어들어 가동효율이 떨어지는 것을 예방할 수 있다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 가열 방식 스테이킹 장치에서 가열 대상물이 작업 초기 가열 대상 위치에 놓인 상태를 나타내는 구성도,
도2는 도1의 상태에서 적외선 광원을 점등하여 가열 대상물을 가열시키는 상태 및 광경로를 나타내는 구성도,
도3은 본 발명의 일 실시예에서 일부 요소를 제외하고 성형틀과 성형틀을 냉각시키는 열방지수단을 이루는 요소 위주로 단순화하여 개념적으로 나타내는 구성 개념도,
도4는 도1의 스테이킹 장치에서 대상물을 가열한 뒤 성형틀을 이동시켜 가열된 대상물을 성형하는 상태를 나타내는 구성도,
도5는 도1의 스테이킹 장치에서 성형 후 성형틀을 원위로 움직여 이형시키는 상태를 나타내는 구성도,
도6은 본 발명의 다른 실시예에서 성형틀 후면에 반사막을 형성시킨 경우의 성형틀 후면에서의 광 반사를 나타내는 개념도이다.

이하 도면을 참조하면서 구체적 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도1에 따르면 본 발명의 스테이킹 장치도 기존의 적외선 가열 방식 스테이킹 장치와 공통적으로 적외선 광원(140), 리플렉터(130), 광집속키트, 성형틀(150), 액츄에이터(미도시)를 구비하여 이루어진다.

도1에는 명확히 도시되지 않지만, 이러한 구성에 더하여 본 실시예에서는 성형틀에 열전쌍의 일부가 포함되게 이루어진다. 가령, 성형틀과 액츄에이터의 피스톤 로드를 연결하는 연결 막대 두 개는 서로 다른 재질로 하여 열전쌍을 이루게 하고, 이 열전쌍의 저온접점이 성형틀에 위치하고, 열전쌍의 고온점점은 피스톤 로드나 기타 다른 위치에 있게 한다. 열전쌍을 기능을 위해서는, 가령, 연결막대 가운데 하나에는 중간에 틈을 두고 틈 양쪽은 직류 전원과 연결되는 단자를 이루게 하여 이들 고온접점, 저온접점을 포함하는 두 연결막대와 직류전원이 함께 직류 폐회로를 이루도록 한다.

가열 및 성형이 요구되는 대상물은 속이 빈 원통형 스터드(21)를 가진 제1부재(20)와 홀을 가진 제2부재(10)를 결합시키기 위해 두 부재를 겹치면서 홀을 통과하도록 한 상태의 스터드가 된다. 스터드 상부는 열을 받고 성형틀로 가압되어 성형틀 내면에 따른 형태로 바뀌면서 폭이 늘어나고 제2부재에 일부 융착되어 홀을 역으로 통과하지 못하고 고정되게 된다.

열전쌍은 잘 알려진 열전현상을 이용한 것이며, 열전현상은 두 금속막대의 양 단을 서로 결합시켜 폐루프를 만들고, 그 일부를 절개하여 두 단자를 형성하고, 두 단자에 직류 전압을 인가하면, 전류가 흐르면서 한쪽 단부는 열을 흡수하는 저온접점이, 다른 한쪽 단부는 열을 방출하는 고온접점이 되고, 역으로 한 단부에 열을 가하여 고온으로 하고 다른 단부에 열을 빼앗아 저온으로 하면 두 단자 사이에 전압이 형성되어 전원의 역할을 하는 것을 말한다.

이 실시예에서는 보다 구체적으로 원통형 케이스가 구비되어 케이스 내측 하부에는 리플렉터(130)가 고정 설치된다. 리플렉터(130)는 내측면이 포물면이나 반구면을 형성하는 금속으로 이루어진다. 포물면이나 반구면을 형성하는 리플렉터의 하단은 큰 원형 개구를 형성하여 포물면이나 반구면은 아래쪽을 열려 있고, 리플렉터의 상단 중앙부에도 작은 원형 개구가 형성되어 있다.

작은 원형 개구에는 적외선 램프로 이루어진 적외선 광원(140)을 고정하는 홀더(170)가 설치되고, 적외선 광원(140)은 리플렉터(130)의 포물면이나 반구면의 초점 위치에 설치된다.

리플렉터의 하단에는 광집속키트가 결합된다. 광집속키트는 위쪽의 원통형 실린더 부분(120)과 아래쪽의 광집속부(110)가 일체로 이루어진다. 광집속부(110)는 원통형 실린더 부분(120)을 가운데 놓고 리플렉터(130)와 대략 대칭적 형태를 이룰 수 있고, 광집속부(110)의 상단은 큰 원형 개구를 이루고, 하단은 외부 공간과 연결되는 작은 원형 개구를 형성한다.

광집속부(110) 내측의 곡면은 스테이킹 작업을 하기 위해 광집속부의 작은 개구를 가열 대상물 표면에 접촉시키거나 작은 개구를 통해 가열 대상물이 작업 공간으로 투입되면 가열 대상물에 적외선 광이 최대로 집중될 수 있도록 이루어지며, 따라서, 광집속부(110)의 내측 곡면도 포물면이나 반구면에 가까운 곡면을 이룰 수 있다.

리플렉터(130)와 광집속키트로 둘러싸인 내부 공간은 대략 외부와 차폐되어 적외선 광이 진행되는 작업 공간을 이루게 되며, 광집속키트와 리플렉터(130)의 내측면은 반사도를 높이기 위해 금속표면을 정밀하게 폴리싱하여 형성하며, 재질은 충분한 내열성을 가지는 재질로 형성하는 것이 바람직하다.

이런 실시예에서 대상물을 도1과 같이 스테이킹 장치의 가열 대상 위치에 놓고, 도2에서 보듯이 적외선 광원(140)을 점등하면 광원을 중심으로 모든 방향으로 방사된 빛 가운데 리플렉터(130) 표면에 닿는 빛은 대부분 반사되어 아래쪽을 향하며 대략 평행광을 이루게 된다. 물론, 도2에는 화살표를 통해 도시되지 않지만 방사된 빛의 일부는 리플렉터(130)에 이어지는 통형 실린더 부분(120) 내측면에 닿아 직접 반사되면서 아래쪽에 있는 광집속부(110)의 작은 개구 근처의 가열 대상물로 향할 수 있고, 방사된 빛의 일부는 직접 광집속부(110)의 작은 개구 근처의 가열 대상물을 향하여, 적외선 광원(140)에서 방사된 대부분의 빛이 가열 대상물인 스터드(21)로 집중되도록 한다.

도3은 본 발명의 실시예에서 일부 요소를 제외하고 성형틀(150)과 성형틀을 냉각시키는 열방지수단을 이루는 요소 위주로 개념적으로 나타내고 있다. 도3에 따르면, 적외선 광원을 고정하는 홀더(170)에는 별도의 통과홀이 설치되어 성형틀(150)을 고정하는 막대형 프레임이 통과홀을 통해 상하로 이동할 수 있다, 막대형 프레임의 두 막대(160a, 160b)는 열전쌍의 두 금속으로 각각 이루어진다. 두 막대(160a, 160b)의 저온접점(160c)은 성형틀에 결합되며, 두 막대의 고온접점(160d)은 두 막대(160a, 160b)의 상단에 있는, 액츄에이터의 피스톤 막대(180) 하단에 결합되어 있다.

따라서, 스테이킹 장치의 다른 요소들의 위치가 고정된 상태에서 액츄에이터의 피스톤 막대(180)가 상하 방향으로 움직이면 여기에 고정된 막대형 프레임의 두 막대(160a, 160b)도 홀더(170)의 통과홀을 통해 상하 방향으로 움직이고, 두 막대의 하단에 결합된 성형틀(150)도 상하 방향으로 움직이게 된다.

막대형 프레임을 구성하는 두 막대 중 하나의 막대(160b)에는 틈이 있고, 틈 양쪽의 두 단자는 직류전원(190)의 각 전극과 연결된다. 도선에는 스위치(미도시)가 설치되어 단속함으로써 스테이킹 공정 중의 필요한 시간만 전류를 흐르게 한다.

따라서 공정 단계 진행에 따라 공정의 일정 시점에서 스위치가 닫혀 열전쌍에 전압이 인가되면 전류가 흐르고, 저온접점은 주변보다 낮은 온도로 냉각되어 성형틀의 열을 흡수하고, 가열 대상물과 접하는 성형틀의 성형표면은 대상물보다 낮은 온도가 된다. 여기서는 열전쌍의 저온접점은 대상물이 성형된 상태에서 냉각되어 성형된 대상물로부터 열을 빼앗고 경화시켜 일정 형태를 가지도록 하며, 성형물과 성형표면의 온도차를 만들어 이형이 용이하도록 한다.

도4는 도1의 스테이킹 장치에서 대상물을 도2와 같이 가열한 뒤 액츄에이터를 동작시켜 액츄에이터의 피스톤 막대와 고정결합된 막대형 프레임 및 이 막대형 프레임에 고정결합된 성형틀(150)을 대상물 쪽으로 이동시켜 대개는 반용융 상태 혹은 연화된 상태에 있는 가열 대상물을 가압함으로써 성형하는 상태를 나타낸다.

이런 과정에서 엄밀하게는 성형틀의 이동이 이루어지면서 이동의 마지막 구간에서는 이동과 함께 가열된 대상물에 대한 성형동작이 함께 이루어진다. 성형동작이 이루어질 때에는 대상물은 성형틀(150)로 감싸지고 성형틀 외측의 빛으로부터 차폐되므로 이때에는 적외선 광원(140)은 소등되어 더 이상의 전력 소모가 이루어지지 않도록 하며, 아울러 빛을 받아 성형틀(150)이 가열되는 것도 방지한다.

일단 대상물 성형이 이루어지면 성형된 대상물은 냉각되어 반용융 상태로부터 형태 안정성을 가지는 고체상태로 돌아가도록 하기 위해 냉각이 이루어지도록 하는 것(냉각단계 구비)이 바람직하며, 이런 냉각을 위해 도시되지 않은 별도의 송풍장치를 통해 외기가 작업 공간에 유입되어 화살표와 같이 흐르도록 할 수 있다.

또한, 도3에서 언급하였듯이, 본 실시예의 열전쌍의 저온접점에서 냉각작용이 이루어지도록 열전쌍에 직류전원을 통해 전압을 인가하여 전류가 흐르도록 하는 것이 바람직하다.

물론 성형이 이루어진 후 단계에서 열전쌍의 저온접점에서 냉각이 이루어지지 않고, 그 이전의 단계인 이동 및 성형 단계에서 냉각이 미리 이루어져 냉각 단계에서도 가열 대상물에 비해 낮은 온도를 가지도록 하는 것도 가능하며, 이동 및 성형 단계 및 별도의 냉각 단계에서 모두 냉각이 이루어지는 것도 가능하다. 성형틀(150) 이동 중에 냉각이 이루어지기 위해서 열전쌍 단자가 움직이는 중에도 직류전원으로부터 전압을 인가받을 수 있도록 이동형 접점을 갖추거나 스프링 형태의 탄성형 여유 도선을 통해 단자와 전원이 연결될 수 있다.

도5는 도1의 스테이킹 장치에서 성형 후 성형틀(150)을 원위치로 움직여 이형시킨 상태를 나타내는 구성도이다. 이때의 액츄에이터 구동에 의한 성형틀의 움직임은 도3 및 도4에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있으므로 별도 설명은 생략하기로 한다.

단, 이때에는 이미 성형된 대상물에서 성형틀이 이격된 상태이므로 더 이상 열전쌍을 통해 전류를 흘려 저온접점을 냉각시킬 필요는 없게 되고, 성형틀이 상승하는 동안 외부 공기 유입 및 진행에 의한 성형물의 냉각은 지속될 수 있다.

이후 스테이킹 장치는 성형 대상물로부터 상대적으로 이동하여 이격되고, 다른 성형 대상물을 찾아 이동하여 계속적으로 스테이킹 작업을 하게 된다.

도6은 본 발명의 다른 실시예에서 성형틀 후면에 반사막을 형성시킨 경우의 성형틀 후면에서의 광 경로를 나타내는 구성 개념도이다.

종래에는 적외선 광원(140)에서 직접 가열 대상물 쪽으로 방사되는 빛 가운데 일부가 성형틀(150)에 차단되면서 성형틀(150)의 온도를 높이는 작용을 하던 것을, 이 실시예에서는 성형틀의 후면에 반사도가 높은 반사막(155)을 설치하여 적외선 광원(140)으로 인한 성형틀(150) 가열을 억제하고 있다. 이로써 열전쌍을 이용한 성형틀의 냉각을 더욱 쉽게 할 수 있다.

여기서 성형틀 후면은 위로 볼록하고 반사막(155)도 위로 볼록한 볼록면 거울 형태로 형성되어 여기서 반사된 빛은 대부분 리플렉터 내측의 반사면으로 가고 그 가운데 일부는 다시 광집속키트 내측면에서 반사되어 가열 대상물 표면으로 집속되어, 가열 대상물의 가열을 더 효율적으로 할 수 있다.

이런 작용을 효율적으로 하기 위해 성형틀 후면 및 이 후면에 설치되는 반사막은 단순한 볼록면이 아닌 다른 곡면으로, 가령 위로 오목한 반구형 곡면으로 형성되는 것도 가능하다.

따라서, 성형틀 후면의 반사막은 성형틀에 설치되는 성형틀의 열방지수단의 하나가 될 수 있고, 자체만으로 혹은 앞선 실시예의 열전쌍과 함께 성형틀이 주변보다 낮은 온도를 가지고, 가열된 성형 대상물과 큰 온도차를 가질 수 있도록 하는 역할을 할 수 있다.

이상에서는 한정된 실시예를 통해 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

110: 광집속부 120: 원통형 실린더 부분
130: 리플렉터 140: 적외선 광원
150: 성형틀 155: 반사막(반사층)
160a, 160b: 막대(막대형 프레임) 160c: 저온접점
160d: 고온접점 170: 홀더
180: 피스톤 막대 190: 직류전원

Claims (6)

1. 삭제
2. 적외선 광원, 상기 적외선 광원 주변에 설치되어 광을 일 방향으로 반사시키는 리플렉터, 상기 리플렉터에서 반사된 빛을 받아 대상물에 집중시키도록 대상물 주변에 설치되는 광집속유닛, 상기 리플렉터와 상기 광집속유닛 사이의 공간에 위치하며 이동하여 가열된 대상물을 가압하여 일정 형태로 성형할 수 있도록 이루어진 성형틀 및 상기 성형틀에 결합되어 성형틀의 공간 내 이동을 담당하는 액츄에이터를 구비하는 적외선 가열 방식 스테이킹 장치에 있어서,
   상기 성형틀에는 대상물과 닿는 성형표면이 상기 리플렉터와 상기 광집속유닛 사이의 상기 공간에서 가열되는 것을 방지하거나 상기 성형표면을 냉각시킬 수 있는 열방지수단이 결합되어 이루어지고
   상기 열방지수단은 성형틀 후면에 설치된 광 반사층(반사막)인 것을 특징으로 하는 적외선 가열 방식 스테이킹 장치.
3. 적외선 광원, 상기 적외선 광원 주변에 설치되어 광을 일 방향으로 반사시키는 리플렉터, 상기 리플렉터에서 반사된 빛을 받아 대상물에 집중시키도록 대상물 주변에 설치되는 광집속유닛, 상기 리플렉터와 상기 광집속유닛 사이의 공간에 위치하며 이동하여 가열된 대상물을 가압하여 일정 형태로 성형할 수 있도록 이루어진 성형틀 및 상기 성형틀에 결합되어 성형틀의 공간 내 이동을 담당하는 액츄에이터를 구비하는 적외선 가열 방식 스테이킹 장치에 있어서,
   상기 성형틀에는 대상물과 닿는 성형표면이 상기 리플렉터와 상기 광집속유닛 사이의 상기 공간에서 가열되는 것을 방지하거나 상기 성형표면을 냉각시킬 수 있는 열방지수단이 결합되어 이루어지고
   상기 열방지수단은 상기 성형틀에 저온접점을 가지는 열전쌍인 것을 특징으로 하는 적외선 가열 방식 스테이킹 장치.
4. 제 3 항의 적외선 가열 방식 스테이킹 장치를 이용한 스테이킹 방법으로서,
   상기 성형틀의 원위 상태에서 상기 적외선 광원을 점등시켜 대상물을 가열하는 가열단계,
   상기 액츄에이터를 이용하여 상기 성형틀을 원위에서 대상물로 이동시키고 상기 성형틀로 대상물을 접촉 가압하여 성형하는 이동 및 성형 단계,
   상기 액츄에이터를 이용하여 성형틀을 대상물로부터 원위로 이동시키는 이형단계를 구비하며,
   상기 이동 및 성형 단계 이후부터 상기 이형단계 전까지 기간 중 적어도 일부 기간에서 상기 열전쌍에 전류를 흘려 상기 성형틀의 성형표면을 냉각시켜 감온하는 감온과정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 적외선 가열 방식 스테이킹 방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 이동 및 성형 단계 이후 상기 이형단계 전에 상기 성형틀을 움직이지 않는 상태에서 성형된 대상물을 냉각시키는 냉각단계가 구비되고,
   상기 감온과정은 상기 냉각단계에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 적외선 가열 방식 스테이킹 방법.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 이동 및 성형 단계는 대상물과 접촉이 이루어지는 성형단계와 접촉이 이루어지지 않는 이동단계로 구분되고,
   상기 감온과정은 상기 성형단계에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 적외선 가열 방식 스테이킹 방법.

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