KR102108266B1 - 금형 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 성형물의 전 영역에 균일하게 열을 전달할 수 있는 금형 장치에 관한 것으로서, 제 1 금형 모듈; 및 성형물이 성형되는 캐비티가 형성될 수 있도록 상기 제 1 금형 모듈과 결합될 수 있는 제 2 금형 모듈;을 포함하고, 상기 제 1 금형 모듈은, 제 1 금형 베이스부; 상기 제 1 금형 베이스부에 설치되고, 상기 성형물과 직접적으로 접촉될 수 있도록 상기 캐비티를 형성하는 제 1 금형 표피부; 및 상기 제 1 금형 베이스부와 상기 제 1 금형 표피부 사이에 설치되고, 상기 성형물을 간접적으로 가열할 수 있도록 상기 제 1 금형 표피부를 가열할 수 있는 적어도 하나 이상의 제 1 히터부;를 포함할 수 있다.

Description

금형 장치{Molding apparatus}
본 발명은 금형 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 성형물의 전 영역에 균일하게 열을 전달할 수 있는 금형 장치에 관한 것이다.
자동차 내장재로, 대쉬보드(Dash board), 패키지 트레이(Package tray)와 같은 부품은 금형장치를 이용하여 성형 및 제조될 수 있다. 주로 완전 경화되지 않은 고분자 수지나 플라스틱 같은 소재를 가열하며 성형하여 원하는 형상을 가지도록 제조할 수 있다.
자동차 내장재의 소재로 섬유 강화 플라스틱(Fiber reinforced plastic)을 성형할 때, 금형의 압착시 가열과 함께 섬유 강화 플라스틱을 완전 경화시키며 형상을 갖춰 성형한다. 이때, 금형장치의 상형 및 하형을 통해 섬유 강화 플라스틱의 전 영역에 균일하게 열을 전달해야 성형물의 원하는 물성을 가질 수 있다. 성형물에 일부 영역에만 열이 잘 전달되고 다른 영역에는 열이 전달되지 않을 경우, 성형물의 경화속도나 경화된 정도가 달라 성형 중 휘어지거나 최종 성형품의 강도가 약해질 수 있다.
특히, 자동차 내장재의 경우 일부 영역이 곡면을 가지거나 울퉁불퉁한 형상인 경우가 많은데 통상적인 금형장치는 성형물의 전 영역에 균일한 열 전달이 어려운 문제가 있었다. 자동차 부품의 경량화 추세에 맞춰 뛰어난 물성을 가진 소재의 개발뿐만 아니라, 이러한 소재들을 이용하여 물성이 개선된 성형물을 제조하는 공법도 요구되고 있다.
본 발명의 사상은, 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 성형물의 형상에 대응되는 제 1 금형 표피부나 제 2 금형 표피부를 포함하는 금형 장치로 원하는 형태를 가지는 자동차 내장재의 성형이 가능하고, 상기 표피부들의 일부 영역을 따라 히터부를 설치하여 성형물의 형상에 맞춰 균일한 열전달을 가능하게 하는 금형 장치를 제공함에 있다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로서, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 금형 장치는, 제 1 금형 모듈; 및 성형물이 성형되는 캐비티가 형성될 수 있도록 상기 제 1 금형 모듈과 결합될 수 있는 제 2 금형 모듈;을 포함하고, 상기 제 1 금형 모듈은, 제 1 금형 베이스부; 상기 제 1 금형 베이스부에 설치되고, 상기 성형물과 직접적으로 접촉될 수 있도록 상기 캐비티를 형성하는 제 1 금형 표피부; 및 상기 제 1 금형 베이스부와 상기 제 1 금형 표피부 사이에 설치되고, 상기 성형물을 간접적으로 가열할 수 있도록 상기 제 1 금형 표피부를 가열할 수 있는 적어도 하나 이상의 제 1 히터부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 1 금형 표피부는, 제 1 고정구를 이용하여 상기 제 1 금형 베이스부에 착탈이 가능하게 설치될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 1 히터부는, 제 2 고정구를 이용하여 상기 제 1 금형 베이스부에 착탈이 가능하게 설치될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 1 히터부의 열에너지가 상기 성형물에 균일하게 전달될 수 있도록 상기 제 1 금형 표피부의 상기 제 1 히터부 대응부의 두께가 동일하고, 상기 제 1 히터부와 이웃하는 제 1 히터부의 간격이 열용량을 고려하여 열적으로 동일할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 성형물은, 자동차 내장재용 섬유 강화 플라스틱(fiber reinforced plastic)일 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 성형물의 형상에 대응되는 제 1 금형 표피부나 제 2 금형 표피부를 포함하는 금형 장치로 원하는 형태를 가지는 자동차 내장재의 성형이 가능하고, 상기 표피부들의 일부 영역을 따라 히터부를 설치하여 성형물의 형상에 맞춰 균일한 열전달을 가능한 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 금형 장치의 제 1 금형 모듈을 투시하여 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 금형 장치의 제 2 금형 모듈을 투시하여 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 1의 금형 장치의 제 1 금형 모듈의 제 1 히터부를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 1의 금형 장치의 정면도이다.
도 5는 도 1의 금형 장치의 A-A 절단면을 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 1의 금형 장치의 B-B 절단면을 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 1의 금형 장치의 C-C 절단면을 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 금형 장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 금형 장치(100)의 제 1 금형 모듈(10)을 투시하여 나타내는 평면도이고, 도 2는 도 1의 금형 장치(100)의 제 2 금형 모듈(20)을 투시하여 나타내는 평면도이고, 도 3은 도 1의 금형 장치(100)의 제 1 금형 모듈(10)의 제 1 히터부를 나타내는 평면도이고, 도 4는 도 1의 금형 장치(100)의 정면도이다.
먼저, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 금형 장치(100)는, 크게 프레임(2)과, 제 1 금형 모듈(10) 및 제 2 금형 모듈(20)을 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 프레임(2)은 상기 제 1 금형 모듈(10) 또는 상기 제 2 금형 모듈(20)을 상기 제 2 금형 모듈(20) 또는 상기 제 1 금형 모듈(10) 방향으로 가압하여 서로 형합하거나 형개할 수 있는 일종의 프레스 장치나 상기 프레스 장치를 포함할 수 있다.
여기서, 이러한 상기 프레스 장치를 포함하는 프레임은 각종 가로 막대나 세로 막대 등을 조립하여 이루어지고, 여기에 유압 실린더나 모터를 구동시켜서 프레스 기능을 구현하는 것으로서, 다양한 형태나 종류의 프레스 장치나 프레임 등이 모두 적용될 수 있다.
예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 금형 모듈(10)은, 성형물(1)이 성형되기 위한 공간, 즉 캐비티를 형성할 수 있도록 상기 제 2 금형 모듈(20)과 형합 또는 형개될 수 있는 상형이나 하형이나 좌형이나 우형이나 코어 금형 등의 금형을 포함할 수 있다.
또한, 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 금형 모듈(20)은, 상기 성형물(1)이 성형되는 캐비티가 형성될 수 있도록 상기 제 1 금형 모듈(10)과 결합될 수 있는 하형이나 상형이나 우형이나 좌형이나 코어 금형 등의 금형을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 성형물(1)은, 자동차 내장재용 섬유 강화 플라스틱(fiber reinforced plastic)일 수 있다. 이러한 상기 섬유 강화 플라스틱은 전 영역에 걸쳐서 균일한 열이 전달되어야 원하는 물성을 가질 수 있다.
이러한 균일한 열전달을 위해서, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 금형 모듈(10)은, 제 1 금형 베이스부(11)와, 상기 제 1 금형 베이스부(11)에 설치되고, 상기 성형물(1)과 직접적으로 접촉될 수 있도록 상기 캐비티를 형성하는 제 1 금형 표피부(12) 및 상기 제 1 금형 베이스부(11)와 상기 제 1 금형 표피부(12) 사이에 설치되고, 상기 성형물(1)을 간접적으로 가열할 수 있도록 상기 제 1 금형 표피부(12)를 가열할 수 있는 적어도 하나 이상의 제 1 히터부(13)를 포함할 수 있다.
아울러, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 금형 모듈(20) 역시, 상기 제 1 금형 모듈(10)과 마찬가지로, 제 2 금형 베이스부(21)와, 상기 제 2 금형 베이스부(21)에 설치되고, 상기 성형물(1)과 직접적으로 접촉될 수 있도록 상기 캐비티를 형성하는 제 2 금형 표피부(22) 및 상기 제 2 금형 베이스부(21)와 상기 제 2 금형 표피부(22) 사이에 설치되고, 상기 성형물(1)을 간접적으로 가열할 수 있도록 상기 제 2 금형 표피부(22)를 가열할 수 있는 적어도 하나 이상의 제 2 히터부(23)를 포함할 수 있다.
도 5는 도 1의 금형 장치(100)의 A-A 절단면을 나타내는 단면도이고, 도 6은 도 1의 금형 장치(100)의 B-B 절단면을 나타내는 단면도이고, 도 7은 도 1의 금형 장치(100)의 C-C 절단면을 나타내는 단면도이다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 예컨대, 상기 제 1 금형 표피부(12)는, 제 1 고정구(F1)를 이용하여 상기 제 1 금형 베이스부(11)에 착탈이 가능하게 설치될 수 있다.
따라서, 성형물이 달라지거나 부품이 손상되는 경우, 상기 제 1 금형 베이스(11)는 그대로 두고, 상기 제 1 고정구(F1)를 해체하여 상기 제 1 금형 표피부(12)만을 손쉽게 교체할 수 있기 때문에 하나의 금형에서 다양한 성형물을 제조할 수 있다는 경제적인 이점은 물론이고, 상기 제 1 금형 베이스부(11)를 그대로 사용할 수 있어서 부품 교체 비용 및 교체 시간을 절감할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 예컨대, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 히터부(13)는, 제 2 고정구(F2)를 이용하여 상기 제 1 금형 베이스부(11)에 착탈이 가능하게 설치될 수 있다.
따라서, 히팅 용량이 달라지거나 부품이 손상되는 경우, 상기 제 1 금형 베이스(11)는 그대로 두고, 상기 제 2 고정구(F2)를 해체하여 상기 제 1 히터부(13)만을 손쉽게 교체할 수 있기 때문에 하나의 금형에서 다양한 용량의 히팅이 가능하다는 경제적인 이점은 물론이고, 상기 제 1 금형 베이스부(11)를 그대로 사용할 수 있어서 부품 교체 비용 및 교체 시간을 절감할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 히터부(13)의 열에너지가 상기 성형물(1)에 균일하게 전달될 수 있도록 상기 제 1 금형 표피부(12)의 상기 제 1 히터부 대응부의 두께(T)가 동일하고, 상기 제 1 히터부(13)와 이웃하는 제 1 히터부(13)의 간격(L)이 열용량을 고려하여 열적으로 동일할 수 있다.
아울러, 상기 제 1 히터부(13)의 히팅 용량을 조절하여 성형물(1)의 전 영역에 걸쳐서 균일한 열전달이 이루어지게 할 수 있다.
특히, 성형물(1)의 곡률부를 따라 상기 제 1 히터부(13)를 배치함으로써 성형시 열전달이 원활하지 않는 성형물의 곡면부나 요철부에 직접적으로 열을 전달할 수 있다. 이를 통해 성형물(1) 전 영역에 균일한 열 전달이 가능하여 성형물(1)의 휘어짐이나 비틀림 현상을 억제하고 균일한 물성을 가지도록 성형이 가능하다.
따라서, 다양한 성형물(1)을 원하는 형태를 가지는 자동차 내장재의 성형이 가능하고, 상기 표피부들의 일부 영역을 따라 히터부를 설치하여 성형물의 형상에 맞춰 균일한 열전달을 가능하다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 성형물
2: 프레임
10: 제 1 금형 모듈
11: 제 1 금형 베이스부
12: 제 1 금형 표피부
13: 제 1 히터부
20: 제 2 금형 모듈
21: 제 2 금형 베이스부
22: 제 2 금형 표피부
23: 제 2 히터부
F1: 제 1 고정구
F2: 제 2 고정구
T: 두께
L: 간격
100: 금형 장치

Claims (5)

  1. 제 1 금형 모듈; 및
    성형물이 성형되는 캐비티가 형성될 수 있도록 상기 제 1 금형 모듈과 결합될 수 있는 제 2 금형 모듈;을 포함하고,
    상기 제 1 금형 모듈은,
    제 1 금형 베이스부;
    상기 제 1 금형 베이스부에 설치되고, 상기 성형물과 직접적으로 접촉될 수 있도록 상기 캐비티를 형성하는 제 1 금형 표피부; 및
    상기 제 1 금형 베이스부와 상기 제 1 금형 표피부 사이에 설치되고, 상기 성형물을 간접적으로 가열할 수 있도록 상기 제 1 금형 표피부를 가열할 수 있는 적어도 하나 이상의 제 1 히터부;를 포함하고,
    상기 제 1 금형 표피부는,
    제 1 고정구를 이용하여 상기 제 1 금형 베이스부에 착탈이 가능하게 설치되며, 상기 제 1 히터부 대응부의 두께가 동일하고,
    상기 제 1 히터부는,
    상기 제 1 히터부의 열에너지가 상기 성형물에 균일하게 전달될 수 있도록, 상기 성형물의 곡률부를 따라 형성된 상기 제 1 금형 표피부의 일부 영역을 따라 제 2 고정구를 이용하여 상기 제 1 금형 베이스부에 착탈이 가능하게 설치되고, 상기 제 1 히터부와 이웃하는 제 1 히터부의 간격이 열용량을 고려하여 열적으로 동일한, 금형 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 성형물은, 자동차 내장재용 섬유 강화 플라스틱(fiber reinforced plastic)인, 금형 장치.
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