KR102076984B1 - Press mould for manufacturing optical dummy lens - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 광학용 더미렌즈 제조용 금형은, 이격된 사이에 450~900℃의 굴복온도를 갖는 광학유리재질로 제조된 판상소재가 수용되고, 서로 근접시 더미렌즈의 외형과 대응하는 성형공간을 형성하여 판상 소재를 가압하는 상형 및 하형과, 상기 하형을 내부에 수용한 상태로 지지하는 베이스와, 상기 상형 및 베이스에 직접 열을 제공하여 상기 판상소재를 전도열로 가열하는 가열유닛을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.In the mold for manufacturing an optical dummy lens according to the present invention, a plate-shaped material made of an optical glass material having a yielding temperature of 450 to 900 ° C. is accommodated therebetween, and a molding space corresponding to an external shape of the dummy lens when adjacent to each other is accommodated. Formed to form the upper and lower molds to press the plate material, the base for supporting the lower mold in the state accommodated therein, and a heating unit for heating the plate material with conductive heat by providing heat directly to the upper mold and the base It is characterized by.
Description
본 발명은 광학 더미렌즈 제조용 프레스금형에 관한 것으로, 광학유리로 제조된 판상의 소재를 가열 및 가압하여 더미렌즈를 제조할 수 있도록 한 광학 더미렌즈 제조용 프레스금형에 관한 것이다.The present invention relates to a press mold for manufacturing an optical dummy lens, and more particularly, to a press mold for manufacturing an optical dummy lens by manufacturing a dummy lens by heating and pressing a plate-shaped material made of optical glass.
본 발명은 가공이 용이하고 재료비가 비교적 저렴한 구상흑연주철(FCD450)로 제조되어 더미렌즈의 다품종 소량생산에 적합한 광학 더미렌즈 제조용 프레스금형에 관한 것이다.The present invention relates to a press mold for manufacturing an optical dummy lens made of spherical graphite cast iron (FCD450) which is easy to process and relatively inexpensive in material cost, and is suitable for small quantity production of a large number of dummy lenses.
일반적으로 광학용 글라스 렌즈는 정밀 가공된 금속재질의 그형 코어의 표면에 글라스 성형재를 올려놓고 열과 압력을 가하여 성형하는 프레스 몰딩 방식에 의해 제조되며, 이에 따라 대량생산이 가능하게 되었다.In general, an optical glass lens is manufactured by a press molding method in which a glass molding is placed on a surface of a metal core of a precisely processed metal and molded by applying heat and pressure, thereby allowing mass production.
통상 금형 코어의 모재는 텅스텐 탄화물에 바인더 역할을 하는 코발트가 그소량 첨가된 합금으로써 기계적 특성인 경도, 항절력이 우수하며, 열팽창계수가 낮아 글라스 렌즈를 고온/고압 분위기에서 성형하기 적합한 소재이므로 현재널리 이용되고 있다.Usually, the base material of the mold core is an alloy containing a small amount of cobalt, which acts as a binder, on tungsten carbide, and has excellent mechanical properties and hardness, and has a low coefficient of thermal expansion. It is widely used.
그러나, 바인더리스 코발트 텅스텐 탄화물 소재로 이루어진 금형 코어는 글라스 렌즈를 성형하기 위해서는 다이아몬드 툴을 이용하여 초정밀 가공 후 초정밀 폴리싱까지 실시하여 경면 가공이 이루어져야 한다.However, in order to mold a glass lens, a mold core made of a binderless cobalt tungsten carbide material should be mirror-finished by performing ultra-precision machining after using a diamond tool to perform ultra-precision polishing.
그 이유는 글라스와 텅스텐 탄화물과의 이형성이좋지 않아 고온/고압 분위기에서 글라스가 금형 코어에 융착되는 현상이 나타나 불량이 발생되기 때문이다.The reason is that the release property between the glass and tungsten carbide is not good, and the glass is fused to the mold core in a high temperature / high pressure atmosphere, resulting in a defect.
이에 따라 초정밀 가공된 금형 코어의 기능면에 글라스와의 이형성을 높임과 동시에 고온에서도 물성이 변하지 않도록 하는 나노 두께의 박막을 개발하기 위한 연구활동이 활발히 이룽러지고 있다.Accordingly, research activities have been actively conducted to develop nano-thick thin films that increase the release property with glass on the functional surface of the ultra-precision mold core and prevent the physical properties from changing even at high temperatures.
종래에는 백금을 이용하여 이온빔 증착 방법으로 박막 제조 기술을 개발하여 구면 및 비구면 글라스 렌즈를 제조하였지만, 라이프 타임이 길지 않고 코팅물질이 고가여서 제조 원가를 증가시키게 되므로 바람직하지 못하다.Conventionally, although a thin film manufacturing technique was developed by using an ion beam deposition method using platinum, spherical and aspherical glass lenses were manufactured, it is not preferable because the life time is not long and the coating material is expensive to increase the manufacturing cost.
한편 코발트 턴스텐 탄화물의 표면에 크롬 또는 티타늄을 증착하고 워크층으로 이리듐, 레늄 합금을 증착하여 물성을 향상시키고자 하였으나 공정 조건 변경 기술개발은 한계가 있다.On the other hand, chromium or titanium is deposited on the surface of the cobalt tungsten carbide and iridium and rhenium alloy is deposited as a work layer to improve physical properties.
이에 따라 대한민국 등록특허 제10-0984140호에는 도 1과 같이 티타늄 알루미늄으로 증착된 제1버퍼층(211)과, 제1버퍼층(211) 상에 증착된 티타늄 알루미늄 질화물층을 포함하는 버퍼층(212)을 형성한 후 이리듐 레늄 합금으로 이루어진 워크층(200)을 증착하여 박막의 접착강도가 향상될 수 있도록 하여 금형 코어의 사용 수명이 향상될 수 있도록 한 렌즈 금형 코어의 박막구조물(20)이 개시되어 있다.Accordingly, Korean Patent No. 10-0984140 discloses a buffer layer 212 including a first buffer layer 211 deposited with titanium aluminum and a titanium aluminum nitride layer deposited on the first buffer layer 211 as shown in FIG. 1. A
또한 대한민국 등록특허 제10-1350768호에는 도 2와 같이 바인더리스의 탄화텅스텐계 초경질 재료를 이용하여 분말소결로 제조되도록 하며 소결제품의 치수정확도 확보와 분말 결합도를 향상시켜 소결제품의 강도를 개선할 수 있도록 한 고품질 비구면 렌즈 제작용 소결 초경합금 금형이 개시되어 있다.In addition, the Republic of Korea Patent No. 10-1350768 is to be manufactured by powder sintering using a binderless tungsten carbide-based ultra-hard material as shown in Figure 2 to secure the dimensional accuracy of the sintered product and improve the powder bonding degree to improve the strength of the sintered product A sintered cemented carbide mold for the manufacture of high quality aspheric lenses has been disclosed that can be improved.
그러나 상기 종래 기술들은 금형의 내구성을 높여 보다 많은 제품을 성형하 수 있도록 한 기술로서, 금형 제조비를 향상시키는 원인이 된다.However, the conventional techniques are techniques for molding more products by increasing the durability of the mold, which is a cause of improving the mold manufacturing cost.
또한 근래에는 다품종 소량생산되는 렌즈가 많아짐에 따라 이를 위한 다수의 금형을 제작해야하므로 유지 및 관리가 어려운 문제점도 발생된다.In addition, as a large number of lenses are produced in small quantities in recent years, a large number of molds have to be manufactured for this purpose, which makes it difficult to maintain and manage.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 광학유리로 제조된 판상의 소재를 가열 및 가압하여 더미렌즈를 제조할 수 있도록 한 광학 더미렌즈 제조용 프레스금형을 제공하는데 있다.An object of the present invention to solve the problems of the prior art as described above, to provide a press mold for manufacturing an optical dummy lens to be able to manufacture a dummy lens by heating and pressing a plate-like material made of optical glass.
본 발명의 다른 목적은 가공이 용이하고 재료비가 비교적 저렴한 구상흑연주철(FCD450)로 제조되어 더미렌즈의 다품종 소량생산에 적합한 광학 더미렌즈 제조용 프레스금형을 제공하는 것에 있다.It is another object of the present invention to provide a press mold for manufacturing an optical dummy lens, which is made of spherical graphite cast iron (FCD450) which is easy to process and relatively inexpensive in material cost, and is suitable for producing small quantities of a large variety of dummy lenses.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 광학용 더미렌즈 제조용 금형은, 이격된 사이에 450~900℃의 굴복온도를 갖는 광학유리재질로 제조된 판상소재가 수용되고, 서로 근접시 더미렌즈의 외형과 대응하는 성형공간을 형성하여 판상 소재를 가압하는 상형 및 하형과, 상기 하형을 내부에 수용한 상태로 지지하는 베이스와, 상기 상형 및 베이스에 직접 열을 제공하여 상기 판상소재를 전도열로 가열하는 가열유닛을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.In the mold for manufacturing the optical dummy lens according to the present invention for achieving the above object, a plate-shaped material made of an optical glass material having a yielding temperature of 450 to 900 ° C. is accommodated therebetween, Upper and lower molds pressurizing the plate-like material by forming a molding space corresponding to the outer shape, a base supporting the lower mold in a state accommodated therein, and providing heat directly to the upper mold and the base to heat the plate material with conductive heat. It characterized in that it comprises a heating unit.
상기 상형과 하형 및 베이스는 구상흑연주철(FCD450)로 형성됨을 특징으로 한다.The upper and lower molds and the base are formed of spherical graphite cast iron (FCD450).
상기 가열유닛은, 상기 상형 및 하형을 각각 내부에 수용한 상태로 내부로 화염을 제공하는 것을 특징으로 한다.The heating unit is characterized in that to provide a flame to the inside in a state of accommodating the upper and lower molds, respectively.
상기 가열유닛은, 상기 상형 및 하형을 향하도록 방사상에서 화염을 발생하는 것을 특징으로 한다.The heating unit is characterized by generating a flame in a radial direction toward the upper and lower molds.
상기 상형과 하형 및 베이스는, 45㎏f/㎟ 이상의 인장강도와, 30㎏f/㎟ 이상의 항복점과, 10% 이상의 연신율을 갖는 것을 특징으로 한다.The upper mold, the lower mold and the base have a tensile strength of 45 kgf /
본 발명에 따르면 광학유리로 제조된 판상의 소재를 가열 및 가압하여 더미렌즈를 제조할 수 있다.According to the present invention, a dummy lens may be manufactured by heating and pressing a plate-shaped material made of optical glass.
또한 본 발명은 구상흑연주철(FCD450)로 제조된다.In addition, the present invention is made of spherical graphite iron (FCD450).
따라서 가공이 용이하며 저렴한 재조비로 인해 제조 원가를 감소시킬 수 있는 이점이 있다.Therefore, there is an advantage that can be easily processed and reduce the manufacturing cost due to low manufacturing costs.
그리고 다품종 소량생산에 적합한 효과를 가진다.And it has the effect that is suitable for small quantity production of many kinds.
도 1 은 대한민국 등록특허 제10-0984140호에 개시된 렌즈 금형 코어의 박막구조물을 보인 개요도.
도 2 는 대한민국 등록특허 제10-1350768호에 개시된 고품질 비구면 렌즈 제작용 소결 초경합금 금형의 개요도.
도 3 은 본 발명에 의한 광학용 더미렌즈 제조용 금형의 외관을 보인 사시도.
도 4 는 본 발명에 의한 광학용 더미렌즈 제조용 금형에서 가열유닛의 세부 구성을 보인 평면도.
도 5 는 본 발명에 의한 광학용 더미렌즈 제조용 금형에서 상형과 하형 및 베이스를 분해하여 나타낸 평면도.
도 6 은 본 발명에 의한 광학용 더미렌즈 제조용 금형에서 상형과 하형의 측면을 보인 사시도.1 is a schematic view showing a thin film structure of the lens mold core disclosed in Republic of Korea Patent No. 10-0984140.
Figure 2 is a schematic diagram of a sintered cemented carbide mold for producing a high quality aspherical lens disclosed in Korean Patent No. 10-1350768.
3 is a perspective view showing the appearance of a mold for manufacturing an optical dummy lens according to the present invention;
Figure 4 is a plan view showing a detailed configuration of the heating unit in the mold for manufacturing an optical dummy lens according to the present invention.
5 is an exploded plan view showing an upper mold, a lower mold, and a base in the mold for manufacturing an optical dummy lens according to the present invention;
Figure 6 is a perspective view showing the side of the upper mold and lower mold in the mold for manufacturing an optical dummy lens according to the present invention.
이하 첨부된 도 3을 참조하여 본 발명에 의한 광학용 더미렌즈 제조용 금형의 구조를 설명한다.Hereinafter, a structure of a mold for manufacturing an optical dummy lens according to the present invention will be described with reference to FIG. 3.
도 3에는 본 발명에 의한 광학용 더미렌즈 제조용 금형(이하 '금형(100)'이라 함)의 외관을 보인 사시도가 도시되어 있다.3 is a perspective view showing the appearance of an optical dummy lens manufacturing mold (hereinafter, referred to as a 'mold 100') according to the present invention.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be construed in the ordinary and dictionary sense, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to best describe their own invention. Based on the principle that the present invention should be interpreted as meanings and concepts corresponding to the technical spirit of the present invention.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configuration shown in the drawings are only exemplary embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical ideas of the present invention, and various equivalents may be substituted for them at the time of the present application. It should be understood that there may be water and variations.
도면과 같이 금형(100)은, 더미렌즈를 성형하기 위한 것으로서, 광학 유리재로 이루어진 판상의 소재를 내부에 수용한 상태에서 가열 및 가압하여 더미렌즈의 성형이 가능하다.As shown in the drawing, the
이를 위해 상기 금형(100)은 프레스장치(10)에 설치되어 일부가 상/하 방향으로 직선 왕복운동함으로써 서로 형합되어 판상의 소재를 가압할 수 있게 된다.To this end, the
그리고 상기 금형(100)은, 서로 근접시 더미렌즈의 외형과 대응하는 성형공간(도 6의 도면부호 130)을 형성하여 판상 소재를 가압하는 상형(120) 및 하형(140)과, 상기 하형(140)을 내부에 수용한 상태로 지지하는 베이스(160)를 포함하여 구성된다.In addition, the
상기 상형(120)과 하형(140) 및 베이스(160)는 구상흑연주철로 형성됨을 특징으로 한다.The
상기 상형(120)과 하형(140)은 동일 직선상에 배치되어 적어도 어느 하나 이상이 직선 왕보운동함으로써 성형공간을 개방했다가 차폐하는 과정을 반복함으로써 판상의 소재를 더미렌즈로 성형할 수 있게 된다.The
본 발명의 실시예에서 상기 상형(120)은 프레스장치(10)에 의 상측에 고정부재(12)에 의해 고정되며, 프레스장치(10)에 의 동작에 의해 상/하 방향으로 직선 왕복운동하도록 작용하게 된다.In the embodiment of the present invention, the
상기 상형(120)의 하측에는 하형(140)이 내부에 수용된 베이스(160)가 설치된다. 상기 하형(140)은 상형(120)과 근접시에 더미렌즈의 외형(상/하면)과 동일한 공간을 형성하여 판상 소재를 더미렌즈의 외형으로 변화되게 강제하게 된다.The
그리고 상기 하형(140)은 베이스(160) 내부에 고정되어 움직임이 제한된다. 즉 상기 베이스(160)의 내부에는 상방향으로 개구된 하형삽입홈(162)이 형성되며, 상기 하형삽입홈(162) 내부에는 하형(140)이 끼워져 고정된다.And the
그리고 상기 하형삽입홈(162)은 하형(140)의 높이보다 깊게 형성됨으로써 성형공간을 형성할 수 있도록 한다.And the lower
상기 베이스(160)의 하면은 취출용홀(164)이 천공된다. 상기 취출용홀(164)은 내부에 삽입된 하형(140)의 분리를 용이하게 하게 위한 구성으로, 베이스(160)의 외측에서 취출용홀(164)을 통해 하형(140)의 하면을 타격하여 하형(140)을 베이스(160)로부터 분리 가능하다.The lower surface of the
상기 상형(120)과 하형(140)은 더미렌즈의 외형에 따라 서로 마주보는 면에 다양한 형상이 적용될 수 있다.The
예컨대, 상기 상형(120)과 하형(140) 모두 외측으로 돌출된 형태라면 양면이 오목한 더미렌즈가 제조될 것이고, 어느 한쪽만 볼록하거나 오목하는 경우 이에 대응하는 더미렌즈 외형을 형성할 수 있게 된다.For example, if both the
본 발명의 실시예에서는 상기 상형(120)의 외면에 볼록한 볼록부(122)를 구비하고, 하형(140)은 평면으로 구성하여 한쪽면만 오목한 형태의 더미렌즈 제조가 가능하도록 구성하였다.In the embodiment of the present invention is provided with a
상기 상형(120)과 베이스(160)의 외측에는 가열유닛(180)이 설치된다. 상기 베이스(160)는 성형공간에 수용된 판상소재를 전도열로 가열하기 위한 구성이다.The
즉, 상기 가열유닛(180)은 450~900℃의 굴복온도를 갖는 광학유리재질로 제조된 판상소재가 성형이 용이한 온도로 가열될 수 있도록 상형(120)과 하형(140) 및 베이스(160)를 가열함으로써 전도열에 의해 판상소재가 가열될 수 있도록 하는 구성이다.That is, the
그리고 상기 상형(120)은 상/하 방향으로 직선 왕복운동하므로 상측에 위치한 가열유닛(180)은 상형(120)이 상사점에 위치했을 때 열을 가하도록 작용하게 된다.In addition, the
상기 가열유닛(180)의 세부 구성을 첨부된 도 4를 참조하여 설명한다.Detailed configuration of the
도 4에는 본 발명에 의한 광학용 더미렌즈 제조용 금형(100)에서 가열유닛(180)의 세부 구성을 보인 평면도가 도시되어 있다.4 is a plan view showing a detailed configuration of the
도 4의 가열유닛(180)은 2개 중 베이스(160)의 외측에 설치된 것으로서, 상형(120) 외측에 설치된 가열유닛(180)의 모든 구성을 포함하고 있으므로 이를 토대로 설명한다. The
상기 가열유닛(180)은, 상기 상형(120) 및 베이스(160)를 각각 내부에 수용한 상태로 내부로 화염을 제공하여 가열하는 구성이다.The
즉 상기 가열유닛(180)은 상형(120) 및 베이스(160)를 향하도록 방사상에서 화염을 발생하도록 구성된다.That is, the
따라서 상기 가열유닛(180)은 상형(120) 또는 베이스(160)를 내부에 수용한 상태로 화염을 발생할 수 있도록 사각 또는 원형으로 제조된 화로(182)를 포함한다.Therefore, the
상기 화로(182)는 내부에 수용된 상형(120) 또는 베이스(160) 방향으로 화염을 보낼 수 있도록 하기 위해 다수의 구멍(184)이 천공 형성되며, 내부가 비어있는 파이프 형태를 가진다.The
그리고 상기 화로(182)는 외부로부터 연료를 공급받을 수 있도록 연료공급파이프(186)와 내부가 연통된다.And the
따라서 상기 연료공급파이프(186)를 통해 공급된 연료(가스 등)는 구멍(184)을 통해 화로(182) 내측 방향으로 분사됨으로써 상형(120) 또는 베이스(160)로 화염을 분사할 수 있게 되며, 상기 구멍(184)은 화로(182)의 내주면에 방사상으로 등간격 천공됨이 바람직하다.Therefore, the fuel (gas, etc.) supplied through the
상기 가열유닛(180)의 하측에는 하형안착대(188)가 구비된다. 상기 하형안착대(188)는 하형(140)이 끼워진 베이스(160)를 내부에 수용하여 움직임을 제한하는 구성으로서, 하형안착대(188)에 끼워진 베이스(160)는 가열유닛(180)의 내부에 위치하여 화염에 의해 가열될 수 있다.A
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.The scope of the present invention is not limited to the above-exemplified embodiments, and many other modifications based on the present invention will be possible to those skilled in the art within the above technical scope.
10. 프레스장치 12. 고정부재
100. 광학용 더미렌즈 제조용 금형 120. 상형
122. 볼록부 140. 하형
160. 베이스 162. 하형삽입홈
164. 취출용홀 180. 가열유닛
182. 화로 184. 구멍
186. 연료공급파이프 188. 하형안착대10.
100. Mold for manufacturing
122.
160.
164. Blowing
182.
186.
Claims (5)
상기 하형을 내부에 수용한 상태로 지지하며, 상기 하형을 취출하기 위한 취출용홀이 하면에 형성된 베이스와,
상기 상형 및 베이스에 직접 열을 제공하여 상기 판상소재를 전도열로 가열하는 가열유닛을 포함하며,
상기 가열유닛의 하부에서 상기 가열유닛과 일체로 결합되어 상기 베이스를 수용하는 하형안착대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학용 더미렌즈 제조용 금형.The upper and lower molds pressurizing the plate material by forming a forming space corresponding to the outer shape of the dummy lens when the plate material is made of an optical glass material having a bowing temperature of 450 ~ 900 ℃ spaced apart from each other,
A base formed in a lower surface of the lower mold for supporting the lower mold and having an ejection hole for ejecting the lower mold;
It includes a heating unit for heating the plate-like material with conductive heat by providing heat directly to the upper mold and the base,
A mold for manufacturing an optical dummy lens further comprising a lower mold seating plate which is integrally coupled with the heating unit at a lower portion of the heating unit to accommodate the base.
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