KR102174318B1

KR102174318B1 - Method and Apparatus for Sheet Hydroforming

Info

Publication number: KR102174318B1
Application number: KR1020140014142A
Authority: KR
Inventors: 강대건
Original assignee: 강대건
Priority date: 2014-02-07
Filing date: 2014-02-07
Publication date: 2020-11-04
Also published as: DE112015000684T5; WO2015119421A1; KR20150093407A

Abstract

본 발명은 서로 다른 크기의 정수압(Hydrostatic Pressure)을 각각 크기를 조절하여 판재(Sheet)의 양면에 작용시켜 복잡한 형태의 큰 성형도(Strain)를 필요로 하는 부품을 성형하는 기술과 그에 필요한 장치에 관한 것으로, 연료전지의 금속분리판과 같이 금속박판(Metallic Thin Plate)을 미로(Labyrinth)형태의 유로(Flow Channel)를 가지는 부품으로 국부결함이나 터짐현상 없이 성형하는 데에 유용하게 이용될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 최종부품과 소재의 면적비율을 고려하여 성형 전에 미리 여유소재 유입량을 계산하고 최종부품의 형상을 가지는 금형측으로부터 판재에 정수압을 인가하여 여유소재 유입량을 확보하며 이어서 판재의 반대편에 높은 압력을 인가하여 미리 확보된 여유소재 유입량이 최종부품 형상으로의 성형에 소진되어 종래의 판재 성형기술에서 보다 높은 성형도를 필요로 하는 판재부품의 성형을 가능 하도록 한다. The present invention is a technology for forming parts that require a large strain of a complex shape by controlling the size of each hydrostatic pressure of different sizes and acting on both sides of a sheet, and a device required therefor. In this regard, as a component having a flow channel in the form of a labyrinth like a metal separation plate of a fuel cell, it can be usefully used for molding without local defects or bursting. .
In order to achieve the above object, in the present invention, the amount of excess material is calculated before molding in consideration of the area ratio of the final part and the material, and hydrostatic pressure is applied to the plate material from the mold side having the shape of the final part to secure the amount of excess material. Then, a high pressure is applied to the opposite side of the plate, so that the amount of inflow of excess material secured in advance is exhausted for molding into the shape of the final part, thereby enabling the molding of plate parts that require a higher degree of molding in the conventional plate molding technology.

Description

Sheet Hydroforming Method and Apparatus {Method and Apparatus for Sheet Hydroforming}

본 발명은 복잡한 부품형상으로 인하여 고도의 성형도(High Strain)를 필요로 하는 판재부품의 성형기술에 속하며 더 자세하게는 판재의 한쪽에만 부품형상을 가지는 금형을 필요로 하는 정수압(Hydrostatic Pressure)을 이용하여 판재부품을 성형하는 판재액압성형(Sheet Hydroforming)기술에 속한다. 유사한 형상의 판재부품을 성형하기 위해서 종래에는 기계식 K드로잉(Deep Drawing)방법을 이용하거나 단순 판재액압성형 방법을 이용한다.
The present invention belongs to the molding technology of plate parts that require high strain due to the complicated part shape, and more specifically, uses hydrostatic pressure that requires a mold having a part shape only on one side of the plate. Thus, it belongs to the sheet hydroforming technology that forms sheet parts. In order to form plate parts of similar shape, conventionally, a mechanical deep drawing method is used or a simple plate material hydraulic pressure molding method is used.

기계식 K드로잉 방법은 판재부품의 성형을 위해 오래 전부터 널리 사용되는 기술로서 판재의 양측에 요철 형태로 부품의 형상을 가지는 금형이 있어야 하며 부품의 형상이 간단한 경우, 예를 들어 컵드로잉 (Cup Drawing)같은 경우, 주변으로부터 소재의 유입이 원활하여 국부적 소재결함이나 파단이 없이 상당한 컵 깊이를 가지는 최종형상의 성형이 가능하다. 그러나 부품의 형상이 복잡해 지면, 예를 들어 하나의 판재에 다수의 컵 형상이 있는 경우, 바깥부분에 있는 컵에는 성형이 진행되는 과정에서 소재의 유입이 어느정도 이루어 지나 가운데 부분에 있는 컵에는 주변으로부터 소재의 유입을 기대할 수 없어 깊은 컵 형태의 최종형상으로 성형이 불가능하다. The mechanical ‹K drawing method has been widely used for a long time for the molding of plate parts, and there must be a mold having the shape of the part in the form of irregularities on both sides of the plate, and if the shape of the part is simple, for example, Cup Drawing In the case of ), the inflow of material from the periphery is smooth, so that the final shape having a considerable cup depth can be formed without local material defects or breakage. However, when the shape of the part becomes complicated, for example, if there are multiple cups in one plate, the inflow of material to the cup in the outer part occurs to some extent during the molding process, and the cup in the middle part has As the material cannot be expected to flow in, it is impossible to mold into the final shape of a deep cup.

종래의 판재액압성형 기술에서는 최종부품의 형상을 가지는 금형이 판재의 한쪽에만 필요하고 다른쪽에는 성형에 필요한 정수압이 작용하므로써 판재가 성형되며 K드로잉에 비하여 성형도를 높이는데 유리하기는 하나, 다수의 컵을 가지는 형태의 복잡한 부품의 성형은 K드로잉의 경우에서와 동일하게 소재유입의 한계가 있어 성형도를 제한하여야 가능하다. In the conventional plate material hydraulic molding technology, a mold having the shape of the final part is required only on one side of the plate, and the hydrostatic pressure required for molding is applied to the other side, so that the plate is molded, and it is advantageous in increasing the degree of molding compared to ‹K drawing. As in the case of ‹K drawing, the molding of a complex part having a large number of cups is possible only when the degree of molding is limited because there is a limit of material inflow.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여, 최종부품의 형상으로 성형하기에 필요한 여유소재 유입량을 최종부품의 형상을 가지는 금형측으로부터 압력을 인가하여 미리 확보하고, 이어서 판재의 반대측에 더욱 높은 압력을 가하여 미리 확보한 여유소재 유입량이 최종부품의 성형에 사용됨으로써 국부적 결함이나 파단과 같은 문제를 사전에 예방하여 판재를 최종부품의 형상으로 성형하는 기술적 과제를 해결한다.
In order to solve the above problems, the present invention secures the amount of inflow of excess material necessary for molding into the shape of the final part in advance by applying pressure from the side of the mold having the shape of the final part, and then a higher pressure on the opposite side of the plate material. As the amount of excess material secured in advance is used for molding of the final part, problems such as local defects and fractures are prevented in advance, thereby solving the technical problem of molding the plate into the shape of the final part.

판재의 성형시에 판재의 소재에 의해 정해 지는 성형한계를 초과하지 않도록 판재의 성형전과 성형후 부품의 넓이를 미리 계산하여 필요한 여유소재의 유입량을 정하는 단계, 성형 후 부품의 형상을 가지는 금형측으로부터 압력을 인가하여 상기 여유소재의 유입량을 확보하는 단계 (도2, 제3단계), 상기 압력보다 큰 압력을 판재의 반대편에 인가하여 상기 확보된 여유소재 유입량이 최종부품의 형상으로 성형되는 데에 사용되어 소진되는 단계(도2, 제4,5 단계), 그리고 성형이 완료된 후 부품의 형상을 가지는 금형의 반대측 금형을 열고 부품의 형상을 가지는 금형측에 압력을 인가하여 성형된 부품이 금형으로부터 취출되는 단계(도2, 제6단계)를 포함하도록 판재를 성형함으로써 과제를 해결한다.
In order not to exceed the molding limit determined by the material of the plate material during the molding of the plate material, the step of determining the required amount of excess material by calculating the area of the part before and after the molding of the plate material in advance, from the mold side having the shape of the part after molding The step of securing the inflow amount of the excess material by applying pressure (Fig. 2, step 3), and applying a pressure greater than the pressure to the opposite side of the plate material to form the secured inflow amount of the excess material into the shape of the final part. The used and exhausted steps (Fig. 2, 4, 5), and after the molding is completed, open the mold on the opposite side of the mold having the shape of the part, and apply pressure to the mold having the shape of the part, so that the molded part is removed from the mold. The problem is solved by shaping the plate to include the step of taking out (Fig. 2, step 6).

종래의 성형방법으로는 소재의 고유한 파단변형률 이상으로 성형할 수 있어야만 원하는 복잡한 형상으로 성형이 가능할 것이나 국부적인 소재결함 또는 터짐현상이 있어 원하는 형상의 활용 가능한 부품의 성형이 어려웠으나,본 발명에서는 상기 부품의 성형 첫 단계에서 여유소재 유입량을 미리 확보하고 이어지는 성형단계에서 성형에 필요한 소재량이 이미 확보된 여유소재 유입량 으로부터 공급되어 성형된 부품의 모든 영역에서 국부적인 소재결함(local necking) 이 생기지 않고 터짐현상(Rupture,Bursting)도 없이 원하는 형상의 부품이 성형되는 효과가 있다.
With the conventional molding method, it would be possible to mold into a desired complex shape only if it could be molded at more than the inherent breaking strain of the material.However, it was difficult to mold a part that can be utilized in a desired shape due to local material defects or bursting phenomenon. In the first step of molding the part, the amount of material required for molding is secured in advance, and in the subsequent molding step, the amount of material required for molding is supplied from the amount of material that has already been secured, so that local necking does not occur in all areas of the molded part. It has the effect of forming a part of a desired shape without bursting (Rupture, Bursting).

도1은 일반적인 판재성형의 개요를 나타낸다.
도2는 본 발명에서 제안하는 성형방법을 단계적으로 나타낸다.1 shows an outline of a general plate molding.
Figure 2 shows step by step the molding method proposed in the present invention.

도1은 판재(10) 및 최종부품(20)을 도시한다. 도1의 오른쪽에는 최종부품(20)의 예로써 연료전지용 금속분리판이 평면도로 도시되어 있다. 금속분리판에는 다양한 형태의 유로(Flow Channel)가 형성되는데 도1의 예시에서는 위에서 아래로 이어지는 많은 수의 좁은 유로들이 끝에서 연결되어 하나의 긴 유로가 형성됨을 나타내며 세 개의 점들은 상기 유로의 형상이 계속해서 반복됨을 나타낸다. 1 shows a plate 10 and a final part 20. On the right side of FIG. 1, as an example of the final part 20, a metal separator for a fuel cell is shown in plan view. Various types of flow channels are formed on the metal separating plate. In the example of FIG. 1, a number of narrow flow paths from top to bottom are connected at the ends to form one long flow path. This indicates that it is repeated over and over again.

도1에 예시한 판재(10)를 K드로잉 방법이나 종래의 판재액압성형 방법을 이용하여 금형형상(30)으로 성형할 경우 소재(10)의 처음길이가 l0 이고 성형후 최종부품(20)의 길이는, 즉, 부품을 펼쳤을 때의 길이(21), l1 이어야 하고 이때의 공칭성형도(Nominal Strain)는 e=(l1-l0)/l0 로 표기된다. 소성적으로 가공이 가능한 소재는 소재별로 각기 정해지는 소성변형(Plastic Deformation, Elongation)의 한계값을 가지며 국부적으로 이 한계값 이상으로 소성변형이 진행되면 국부결함(Local Necking) 또는 파단(Rupture, Bursting))과 같은 결함이 나타나므로 최종부품으로의 성형이 불가능 하다. 도1에서 delta L 이 소재의 균일소성변형한계를 넘지 않으면 최종부품(20)의 성형이 가능하나 그렇지 않은 경우 성형되는 부품이 파단되거나 육안으로 파악이 어려운 국부적인 결함(Local Necking)이 생기게 되어 성형된 부품의 설계기능이 불가능 하다. When the plate 10 illustrated in FIG. 1 is molded into a mold shape 30 using the K drawing method or the conventional plate hydraulic molding method, the initial length of the material 10 is 10 and the final part 20 after molding The length of is, that is, the length when the part is unfolded (21), l1 , and the nominal strain at this time is expressed as e=(l1-l0)/l0 . Materials that can be processed plastically have a plastic deformation (elongation) limit value that is determined for each material, and if the plastic deformation progresses above this limit locally, local necking or rupture (bursting) Since defects such as )) appear, molding into final parts is impossible. In Fig. 1, if delta L does not exceed the uniform plastic deformation limit of the material, the final part 20 can be molded, but if not, the molded part is broken or local necking that is difficult to identify with the naked eye occurs. The design function of the damaged part is impossible.

상기의 성형한계를 극복하기 위하여 본 발명에서는 판재의 성형시에 실질적으로 모든 미세한 물질점(Infinitesimal Small Material Point)에서 소재의 성형한계를 넘지 않도록 성형에 필요한 여유소재 유입량을 미리 확보하여 큰 성형도가 필요한 곳에 확보된 여유소재 유입량을 성형도에 따라 보충되도록 하여 최종부품의 형상으로 성형이 가능하도록 성형공정을 제안한다. In order to overcome the above molding limitation, in the present invention, the amount of excess material required for molding is secured in advance so as not to exceed the molding limit of the material at substantially all fine material points (Infinitesimal Small Material Point) at the time of molding the plate material. A molding process is proposed so that the inflow of excess material secured where necessary is supplemented according to the molding degree, so that molding into the shape of the final part is possible.

본 발명에서의 성형공정은 판재성형 공정을 개선한 것으로 복잡한 형상의 부품을 성형할 수 있도록 하며, 성형공정의 첫 단계로 판재소재를 금형에 장착한(도2의 제1단계) 후에 상금형(40)을 닫아 하금형(30)에 밀착(도2 2단계)시키고 상금형에 힘 F1을 가하는데 이 때 힘 F1의 크기는 성형 제3단계에서 부품의 형상을 가지는 금형인 하금형측에서 판재에 압력 P1을 가할 때 하금형과 판재 사이에 밀폐가 유지될 수 있을 만큼 크고 판재의 유입이 원활히 이루어 질 수 있을 만큼 작은 것이 바람직 하다. 하금형측으로부터 판재에 가해지는 압력 P1의 최소크기는 판재를 돔(Dome)형태로 변형을 시작 시킬 수 있을 만큼 크고 최대크기는 최종부품의 면적만큼 돔(Dome)면적이 생성되도록 하는 압력보다 작아야 한다. 이 때 돔(Dome)의 크기와 형태는 성형되는 부품의 크기와 형상에 따라 상금형의 크기와 형태를 다르게 설계함으로써 달라진다. 이어지는 성형의 제4단계에서는 상금형측에 판재의 성형이 시작될 수 있는 정도의 압력 P3를 가하고 하금형측에는 압력 P3의 크기가 커짐에 따라 여유소재 유입량이 서서히 최종부품의 형상으로 성형되어 소진되도록 압력 P2를 증가시키면 판재의 양측에 압력이 작용하고 있고 두 압력사이에 차이가 있어 제3단계에서 미리 생성된 돔(Dome)이 형태를 유지하면서 하금형 쪽으로 작아지므로 바람직 하게는 판재가 돔의 가장자리부터 하금형에 닿기 시작하고 가장자리부터 성형이 시작되며 이 때 국부적으로 소재의 최대변형율보다 큰 성형이 필요한 경우 필요한 추가소재량은 이미 확보된 여유소재 유입량 으로부터 공급되어 국부결함이나 파단이 생기지 않고 마지막으로 금형의 가운데 부분이 성형될 때 까지 성형이 원만히 이루어 진다. 제4단계에서 상금형에 가해지는 힘 F2는 판재의 양측에 작용하는 압력 P2와 P3의 작용으로 형성되어 양측 금형을 분리시키려고 하는 분리력보다 크고 상금형, 하금형 그리고 판재 사이에 밀폐를 유지할 수 있을 만큼 충분한 크기여야 한다. 성형의 마지막 제5단계에서는 부품의 최종형상으로 사이징(Sizing)하기 위하여 압력 P2를 제거하고, 즉 대기압에 통하게 하고, 성형압력 P4를 더욱 높게 하는데 그 크기는 소재의 물성치와 최종부품이 요구하는 최소 라운드니스(Roundness)에 의해서 정해 지고 동시에 상금형이 하금형으로부터 분리 되지 않고 상금형과 판재사이의 밀폐가 계속 유지될 만큼 큰 밀폐력 F3가 상금형에 가해져 최종부품의 성형이 완료된다. 이어서 제6단계에서는 성형시스템에 작용하는 모든 압력과 힘을 제거한 후 상금형을 열고 하금형측에 다시 압력 P5를 인가하면 최종부품이 하금형으로부터 분리되어 취출된다. The molding process in the present invention is an improvement of the plate molding process, which enables the molding of complex shaped parts, and as the first step of the molding process, after mounting the plate material to the mold (the first step in Fig. 2), the upper mold ( 40) is closed to the lower mold 30 (Fig. 2 step 2), and a force F1 is applied to the upper mold. At this time, the size of the force F1 is the plate material from the lower mold side, which is the mold having the shape of the part in the third step of molding. When the pressure P1 is applied to the plate, it is desirable that it is large enough to maintain the sealing between the lower mold and the plate material and small enough to allow the inflow of the plate material smoothly. The minimum size of the pressure P1 applied to the plate from the lower mold side is large enough to start deformation of the plate into a dome shape, and the maximum size must be less than the pressure to create the dome area as much as the area of the final part. do. At this time, the size and shape of the dome are changed by designing the size and shape of the upper mold differently according to the size and shape of the part to be molded. In the fourth stage of the subsequent molding, pressure P3 is applied to the upper mold side to the extent that the plate material can start, and as the pressure P3 increases on the lower mold side, the inflow of excess material is gradually molded into the shape of the final part and exhausted. When is increased, the pressure is acting on both sides of the plate and there is a difference between the two pressures, so that the dome created in advance in the third step maintains its shape and decreases toward the lower mold, so preferably the plate is lowered from the edge of the dome. It starts to touch the mold and starts molding from the edge. At this time, if a molding larger than the maximum deformation rate of the material is required locally, the amount of additional material required is supplied from the inflow of excess material already secured, so that local defects or breakage do not occur. Molding is smooth until the middle part is molded. In the fourth step, the force F2 applied to the upper mold is formed by the action of pressures P2 and P3 acting on both sides of the plate, which is greater than the separating force that attempts to separate the molds on both sides, and can maintain a seal between the upper mold, the lower mold and the plate. It should be large enough. In the final 5th stage of molding, the pressure P2 is removed to sizing into the final shape of the part, that is, it is passed through atmospheric pressure, and the molding pressure P4 is increased. The size is the minimum required for the material properties and the final part. It is determined by the roundness, and at the same time, the upper mold is not separated from the lower mold, and the sealing force F3 is applied to the upper mold so that the seal between the upper mold and the plate is maintained continuously, thereby completing the molding of the final part. Subsequently, in the sixth step, after removing all the pressure and force acting on the molding system, open the upper mold and apply pressure P5 to the lower mold again, the final part is separated from the lower mold and taken out.

상기 성형공정을 위한 금형의 운동과 밀폐력 그리고 다양한 압력의 크기는 대개 프레스 시스템에 의해서 바람직하게는 컴퓨터수치제어(Computer Numeric Control) 방법으로 제어된다. The movement and sealing force of the mold for the molding process and the magnitude of various pressures are usually controlled by a press system, preferably by a computer numerical control method.

상기 발명기술의 하나의 실시예로서 연료전지의 금속분리판(Bi[polar Plate)의 성형을 들 수 있는데, 연료전지용의 금속분리판 제작을 위해서 종래에는 일반적으로 최종부품의 형상을 가지는 상금형(Upper Die)과 하금형(Lower Die)사이에 금속판재를 넣고 K드로잉(Deep Drawing)공정을 수행하여 왔으나, 이 경우에 성형도(Strain)는 소재의 고유한 기계적 성질에서 정해진 성형한계와 금형의 마찰 및 기계의 동작특성에 의해서 제한을 받는다. 그러므로 연료전지용 금속분리판을 종래의 방법으로 성형하는 경우 유로의 깊이를 일정수준보다 깊게 하는 것이 불가능 하여 연료전지의 금속분리판 유로를 설계하는 데에 큰 제약이 되어 왔다. As an embodiment of the above-described invention technology, there may be mentioned the molding of a metal separator (Bi (polar plate) for a fuel cell). In order to manufacture a metal separator for a fuel cell, conventionally, a top mold having the shape of a final part ( A metal plate was put between the upper die and the lower die, and the ‹K-Deep Drawing process was performed, but in this case, the strain is determined by the inherent mechanical properties of the material and the molding limit and mold Is limited by the friction of the machine and the operating characteristics of the machine. Therefore, in the case of forming a metal separator for a fuel cell by a conventional method, it is impossible to increase the depth of the flow path more than a certain level, which has been a great limitation in designing a flow path for the metal separator for a fuel cell.

상기와 같은 성형도에 대한 제약을 극복하기 위하여 위하여 본 발명에 따른 판재성형장치의 구조는 부품의 형상을 가지는 금형, 밀폐의 역할을 하는 금형, 금형을 개폐하고 판재의 유입을 조절하는 힘을 조절하는 프레스, 판재의 양측에 인가하는 압력을 조절하는 장치 등으로 구성된다. 이하 본 발명에 의한 바람직한 실시 예에 대해 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명하면 다음과 같다.In order to overcome the constraints on the molding degree as described above, the structure of the plate molding apparatus according to the present invention is a mold having a shape of a part, a mold serving as a seal, and controlling the force to open and close the mold and control the inflow of the plate. It is composed of a press and a device that adjusts the pressure applied to both sides of the plate. Hereinafter, a preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 판재성형의 개요를 나타낸 것으로서, 오스테나이트계 스테인리스 소재 SUS304, 가로방향 100mm, 세로방향 200mm, 두께 0.1mm, 유로깊이 0.5mm, 유로폭 1.0mm 인 연료전지용 금속 바이폴라 플레이트(bipolar plate)를 예로 들어 설명하면, 도1의 가로방향으로 유로의 개수는 50개로 볼 수 있고 유로의 깊이가 0.5mm이므로 소재가 최종 금속분리판으로 성형되려면 초기100mm의 소재길이가 150mm (100 + 0.5x2x50)가 되어야 하므로 공칭변형률은 50%가 된다. 성형도가 매우 높은 소재로 알려진 SUS304의 파단 변형률은 약 45%정도이므로 이 소재를 사용할 경우 상기 성형이 불가능 하다는 결론을 얻을 수 있다. 유로의 깊이를 0.5mm가 아닌 0.45mm로 설계변경 하면 공칭변형률이 45%가 되어 소재의 파단변형률과 동일하게 되나 소재의 파단이 우려되어 성형이 실질적으로 불가능 하다. 그러므로 종래의 성형방법으로는 유로의 깊이를 더 낮게 해야만 부품의 성형을 할 수 있다. 본 발명에서 제안하는 방법에서는 여유소재 유입량 50mm를 포함하여 최종부품이 필요로 하는 최대 150mm 이하인 소재길이가 성형이 시작되기 전에 돔형태로 확보되고 성형이 진행되는 과정에서 여유소재 유입량이 성형에 사용되어 소재의 공칭변형률이 소재의 파단변형률보다 작아 결함이나 파단이 일어나지 않고 부품이 성형될 수 있어 상기 실시예에서 유로의 깊이를 0.45mm보다 깊게 하는 것이 가능 하다
1 shows an outline of plate molding, a metal bipolar plate for fuel cells having an austenitic stainless steel material SUS304, 100mm in width, 200mm in length, 0.1mm in thickness, 0.5mm in channel depth, and 1.0mm in channel width. For example, the number of flow paths in the horizontal direction in Fig. 1 can be seen as 50 and the depth of the flow path is 0.5mm, so the initial 100mm material length is 150mm (100 + 0.5x2x50) to be molded into the final metal separator. So the nominal strain is 50%. The fracture strain of SUS304, which is known as a material with a very high degree of moldability, is about 45%, so it can be concluded that the above molding is impossible when this material is used. If the design change of the channel depth to 0.45mm instead of 0.5mm, the nominal strain rate becomes 45%, which is the same as the fracture strain rate of the material, but molding is practically impossible due to concern about the material breakage. Therefore, with the conventional molding method, the part can be molded only by lowering the depth of the flow path. In the method proposed in the present invention, a material length of up to 150 mm or less required by the final part, including 50 mm of the amount of extra material inflow, is secured in a dome shape before the start of molding, and the amount of extra material inflow is used for molding in the process of molding. Since the nominal strain rate of the material is less than the breaking strain rate of the material, the part can be molded without defects or breakage, so it is possible to increase the depth of the flow path more than 0.45mm in the above embodiment.

본 발명에서 제시한 기술적 방법은 연료전지용 금속분리판의 성형 및 유사한 형태를 가지는 부품의 성형에 이용 가능하다.
The technical method presented in the present invention can be used for molding a metal separator for a fuel cell and for molding a component having a similar shape.

P0,P1,P2,P3,P4 = 압력
F1,F2,F3 = 힘P0,P1,P2,P3,P4 = pressure
F1,F2,F3 = force

Claims

Determining an inflow amount of the necessary spare material by calculating in advance the area of the part before and after the molding of the plate material so as not to exceed the molding limit determined by the material of the plate material when forming the plate material;
Securing an inflow amount of the spare material by applying pressure from the mold side having the shape of the part after molding (Fig. 2, step 3);
After the step of securing the amount of excess material inflow, a pressure greater than the pressure applied in the step of securing the amount of extra material inflow is applied to the opposite side of the plate material in a direction opposite to the pressure applied in the step of securing the amount of extra material inflow. A main molding step (steps 4 and 5) used to form a part and exhausted;
After the molding is completed, opening the mold on the opposite side of the mold having the shape of the part, applying pressure to the mold having the shape of the part, and removing the molded part from the mold (Fig. 2, step 6);
Containing,
How to form a plate.

The method of claim 1,
The maximum value of the amount of inflow of excess material secured in advance is used for molding and exhausted when the molding of the final part is completed, and the pressure applied to the plate from the mold side having the shape of the final part in order to secure the amount of inflow of excess material in advance (P1) The size of) is variably set in consideration of the physical properties of the material, the size and thickness of the material, and the size of the amount of extra material inflow.

The method of claim 1,
The minimum size of the pressure (P3) applied to the plate from the opposite side of the mold having the shape of the final part is larger than the pressure (P2) from the mold side having the shape of the final part, and the maximum size is the size at which the plate can be molded into the final shape. A method of forming a plate, characterized in that it is variable depending on the material properties and the size and thickness of the material.

The method of claim 1,
A method for forming a plate, characterized in that the pressure medium, which is a means for transmitting pressure to both sides of the plate, is a gas or a liquid.

The method of claim 1,
A method for forming a plate material, characterized in that the material of the plate material that can be used for molding is a material that can be plastically molded.

The method of claim 1,
Molding method of a plate, characterized in that the molding can be made in all temperature ranges.

It has an upper mold 40 and a lower mold 30 on both sides of the plate to be molded,
One of the two molds has the shape of the final part, and the other mold provides a space to accommodate the inflow of excess material secured in the step of securing the amount of inflow of excess material during the molding of the plate (Fig. 2, step 3).
The shape of the space may vary depending on the shape of the part to be molded, and the upper mold and the lower mold are provided with one or more passages 50 and 60 through which a pressure medium can be charged,
The passage for charging the pressure medium to secure the inflow amount of the extra material and the passage for charging the pressure medium for molding the final part shape are installed on different molds,
A mold device for plate molding.