KR102222067B1

KR102222067B1 - 클램프를 구비한 3d 포밍필름 제조 장치 및 이를 이용한 3d 포밍필름 제조 방법

Info

Publication number: KR102222067B1
Application number: KR1020190124673A
Authority: KR
Inventors: 임남일
Original assignee: 리얼룩앤컴퍼니 주식회사
Priority date: 2019-10-08
Filing date: 2019-10-08
Publication date: 2021-03-03

Abstract

본 발명의 일 실시 예는 부피가변체를 이용하여 균일한 압력으로 성형을 수행함으로써, 언더컷 부위 성형을 가능하도록 하고, 포밍필름의 두께 편차를 감소시키며, 포밍필름에 대한 고정 지지 효율을 증가시켜, 3D성형된 포밍필름의 품질을 향상시키는 클램프를 구비한 3D 포밍필름 제조 장치를 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 클램프를 구비한 3D 포밍필름 제조 장치는, 포밍필름을 성형하는 금형; 금형과 대응되도록 위치하며, 금형과의 이격된 거리가 가변하는 프레스헤드부; 프레스헤드부와 결합하고, 탄성을 구비하여 프레스헤드부에 의한 유체 유입출로 부피가 가변하는 부피가변체; 및 금형에 인접하도록 설치되며, 포밍필름에 대한 파지 또는 파지 해제를 수행하는 클램프부;를 포함하고, 부피가변체의 부피 변화에 따라 금형 상에 위치한 포밍필름과 부피가변체가 접촉하고, 부피가변체가 포밍필름에 가압을 수행하여 포밍필름이 3D 형상으로 성형되며, 클램프부는, 포밍필름이 금형 상에 위치하는 경우 포밍필름을 파지하여 고정 지지하고, 부피가변체에 의해 포밍필름이 고정되는 경우 포밍필름에 대해 파지 해제를 수행하는 것을 특징으로 한다.

Description

클램프를 구비한 3D 포밍필름 제조 장치 및 이를 이용한 3D 포밍필름 제조 방법 {3D FORMING FILM MANUFACTURING DEVICE WITH CLAMP AND METHOD FOR MANUFACTURING 3D FORMING FILM USING THE SAME}

본 발명은 클램프를 구비한 3D 포밍필름 제조 장치 및 이를 이용한 3D 포밍필름 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 부피가변체를 이용하여 균일한 압력으로 성형을 수행함으로써, 언더컷 부위 성형을 가능하도록 하고, 포밍필름의 두께 편차를 감소시키며, 포밍필름에 대한 고정 지지 효율을 증가시켜, 3D성형된 포밍필름의 품질을 향상시키는 클램프를 구비한 3D 포밍필름 제조 장치에 관한 것이다.

포밍필름은 주로 고분자 물질로 형성되는데, 종래기술에 의해 포밍필름에 대한 성형을 수행하는 경우, 포밍필름의 스프링백 현상 발생으로 성형 범위의 한계가 있고, 3D 형상으로 포밍필름을 성형 시, 열주름이 발생하거나 성형 손상이 발생하는 문제가 있다.

그리고, 종래기술의 성형 방법에 있어서, 핫프레스를 이용하는 경우, 포밍필름의 언더컷 부위에 대한 성형이 불가능하고, 열에 의한 변형 또는 성형 후 두께 편차가 발생할 수 있다. 또한, 포밍필름의 틀어짐도 발생하며, 포밍필름의 틀어짐 방지와 핀트 조정을 위해 이용하는 포밍필름 주위 핀홀로 인해 성형 후의 포밍필름에 추가 커팅 공정이 필요한 문제가 있다.

종래기술의 성형 방법에 있어서, 리블링 성형의 경우, 공기만으로 포밍필름을 연신시킴으로써, 성형 시 포밍필름에 백화현상이 발생하는 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1266375호(발명의 명칭: 포밍기 및 이를 이용한 포밍 방법)에서는, 필름을 열 가압하여 소정 형상으로 포밍하기 위한 금형을 구비하는 포밍유닛과, 포밍유닛의 가압 동작 시 상기 금형에 에어를 공급하기 위한 에어유닛을 포함하되, 상기 포밍유닛은 복수의 필름이 적층되는 필름스택부와, 필름스택부로부터 낱장의 필름을 추출하기 위한 필름분리부와, 낱장 분리된 필름을 포밍유닛으로 이동시키기 위한 필름공급부와, 포밍된 필름을 포밍유닛로부터 외부로 배출하기 위한 필름배출부를 포함하며, 콤프레셔에 의해 동작하는 필름이송유닛을 더 포함하고, 상기 에어유닛은 상기 필름이송유닛의 콤프레셔로부터 에어를 공급받는 포밍기가 개시되어 있다.

대한민국 등록특허 제10-1266375호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 종래기술의 성형 방법으로는 구현하기 용이하지 않은 언더컷 부위 성형을 가능하도록 하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은, 포밍필름의 곡면 부위 등에 열주름이 방지되도록 하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은, 포밍필름의 두께 편차를 감소시키는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은, 포밍필름에 대한 성형 중, 포밍필름의 틀어짐을 방지하고, 성형 후의 추가 커팅 공정을 제외시키는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은, 포밍필름에 대한 성형 시, 포밍필름의 연신에 의한 백화현상을 방지하는 것이다.

그리고, 본 발명의 목적은, 포밍필름의 성형 시, 파지와 파지 해제가 능동적으로 수행됨으로써, 포밍필름의 성형 효율을 증대시키는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 포밍필름을 성형하는 금형; 상기 금형과 대응되도록 위치하며, 상기 금형과의 이격된 거리가 가변하는 프레스헤드부; 상기 프레스헤드부와 결합하고, 탄성을 구비하여 상기 프레스헤드부에 의한 유체 유입출로 부피가 가변하는 부피가변체; 및 상기 금형에 인접하도록 설치되며, 상기 포밍필름에 대한 파지 또는 파지 해제를 수행하는 클램프부;를 포함하고, 상기 부피가변체의 부피 변화에 따라 상기 금형 상에 위치한 상기 포밍필름과 상기 부피가변체가 접촉하고, 상기 부피가변체가 상기 포밍필름에 가압을 수행하여 상기 포밍필름이 3D 형상으로 성형되며, 상기 클램프부는, 상기 포밍필름이 상기 금형 상에 위치하는 경우 상기 포밍필름을 파지하여 고정 지지하고, 상기 부피가변체에 의해 상기 포밍필름이 고정되는 경우 상기 포밍필름에 대해 파지 해제를 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 클램프부는, 상기 금형 상에 포밍필름이 위치하는 경우 상기 포밍필름을 파지하여 고정시키는 집게 형상의 클램프, 상기 클램프와 결합하고 상기 클램프를 지지하는 클램프지지체, 상기 클램프지지체와 결합하는 클램프스크류축, 및 상기 클램프스크류축과 결합하여 회전 운동시키는 클램프모터,를 구비할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 부피가변체가 상기 금형 상의 상기 포밍필름 가압 후, 포밍된 포밍필름의 굴곡 부위 곡률보다 포밍된 상기 포밍필름의 굴곡 부위와 접촉하는 상기 금형의 굴곡면 곡률이 같거나 더 클 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 부피가변체가 상기 금형 상의 상기 포밍필름 가압 후, 포밍된 상기 포밍필름의 굴곡 부위 곡률보다 포밍된 상기 포밍필름의 굴곡 부위와 접촉하는 스마트기기의 액정 굴곡면 곡률이 같거나 더 작을 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 프레스헤드부는, 외부로부터 전달 받은 유체를 상기 부피가변체로 유입시키거나, 또는 상기 부피가변체 내 유체를 유출시키는 유체제어기를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 프레스헤드부는, 프레스프레임, 상기 프레스프레임과 결합하고, 상하 직선운동을 수행하는 상하이동체, 상기 상하이동체와 결합하는 프레스모터, 일단이 상기 프레스모터와 결합하며 타단이 상기 유체제어기의 상부와 결합하고, 상기 프레스프레임과 나사 결합하여, 회전 운동과 상하 직선운동을 수행하는 스크류축 및 상부가 상기 유체제어기와 결합하고, 하부가 상기 부피가변체와 결합하는 프레스헤드를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 흡착력을 이용하여 상기 포밍필름을 고정시키는 흡착배드를 구비하며, 상기 포밍필름을 정렬시키는 필름정렬부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 포밍필름을 상기 필름정렬부로 이송시키는 픽업부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 타발된 상기 포밍필름이 이동하여 취합되는 제1취합부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 성형 후의 상기 포밍필름이 이동하여 취합되는 제2취합부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 금형의 하부에 위치하고 상기 금형을 가열시키는 히팅부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 금형 또는 상기 프레스헤드부의 일측에 연결되어, 상기 금형 또는 상기 프레스헤드부의 상하 위치를 조절하는 높이조절부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 높이조절부는 상기 금형 및 상기 프레스헤드부 중 어느 하나의 상하 위치만을 조절하여 상기 포밍필름에 압력을 가할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 높이조절부는 상기 금형과 상기 프레스헤드부 모두의 위치를 동시에 조절하여 상기 포밍필름에 압력을 가할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 부피가변체는, 상기 포밍필름과의 접촉 전 일부 유체가 유입되어 소정의 부피로 팽창된 후 상기 포밍필름과 접촉하고, 상기 포밍필름과의 접촉 후 잔여 유체가 유입되어 추가 팽창됨으로써, 상기 금형 상의 상기 포밍필름을 가압하여 3D형상으로 성형시키도록 이루어질 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 제작대상에 대한 3D 형상 데이터를 마련하고, 3D 형상 데이터를 2D 데이터로 변환하는 제1단계;

상기 2D데이터에 의해 원자재 필름이 타발되어 형성된 상기 포밍필름이 이송픽업기에 의해 제1취합부로부터 흡착배드로 이송되는 제2단계; 상기 흡착배드 상 상기 포밍필름이 필름정렬부에서 정렬되는 제3단계; 상기 이송픽업기에 의해 상기 포밍필름이 상기 금형 상으로 이송되고 상기 클램프부에 의해 상기 포밍필름이 파지되는 제4단계; 상기 부피가변체의 부피가 증가하고, 상기 프레스헤드가 하강하여 상기 부피가변체와 상기 포밍필름이 접촉하고, 상기 포밍필름에 대한 상기 클램프부의 파지가 해제되는 제5단계; 상기 부피가변체의 부피가 추가로 증가하거나 상기 프레스헤드가 추가로 하강하여, 상기 부피가변체가 상기 히팅부에 의해 가열된 상기 금형 상의 상기 포밍필름을 가압하여 상기 포밍필름이 성형되는 제6단계; 상기 부피가변체의 부피가 감소하면서 상기 프레스헤드가 상승하고, 픽업냉각기가 상기 금형 상으로 이동하여 성형 후의 상기 포밍필름을 냉각시키는 제7단계; 및 상기 픽업냉각기가 성형 후의 상기 포밍필름을 상기 금형으로부터 상기 제2취합부로 이동시키는 제8단계;를 포함한다.

상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 포밍필름의 물성에 따라 스프링백 값을 상쇄한 금형을 사용함으로써, 다양한 굴곡 형상을 가지는 3D형상에 적합한 포밍필름을 용이하게 성형할 수 있다는 것이다.

또한, 본 발명의 효과는, 부피가변체를 이용하여 균일한 압력으로 성형을 수행함으로써, 언더컷 부위 성형이 가능하다는 것이다.

또한, 본 발명의 효과는, 포밍필름의 곡면 부위 등에 열주름이 방지될 수 있다는 것이다.

또한, 본 발명의 효과는, 포밍필름의 두께 편차를 감소시켜, 성형 후의 포밍필름의 품질을 향상시키는 것이다.

또한, 본 발명의 효과는, 포밍필름의 틀어짐을 방지하고, 성형 후의 추가 커팅 공정을 제외시키며, 필름의 고정을 위해 필름에 형성된 핀홀을 제외시켜, 불량률이 저하되고, 생산성이 향상된다는 것이다.

또한, 본 발명의 효과는, 부피가변체에 의해 성형 시 적절한 온도, 압력, 시간 등을 조절할 수 있으므로, 포밍필름에 대한 성형 시, 포밍필름의 연신에 의한 백화현상을 방지할 수 있다는 것이다.

그리고, 본 발명의 효과는, 부피가변체와 클램프가 연동되어 포밍필름에 대한 파지와 파지 해제를 수행함으로써, 포밍필름의 성형 시 포밍필름의 변형 등이 방지될 수 있다는 것이다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 장치의 우측면도이다.
도 4는 본 발명이 일 실시 예에 따른 프레스헤드부의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 프레스헤드부의 평면도와 우측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 클램프부의 평면도와 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 픽업부의 우측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 픽업부의 평면도와 정면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 필름정렬부의 정면도와 우측면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 필름정렬부의 평면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 픽업냉각부의 정면도와 우측면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 픽업냉각부의 평면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1취합부의 정면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1취합부의 평면도와 우측면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2취합부의 정면도이다.
도 16 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2취합부의 평면도 및 우측면도이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 금형의 사시도이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 금형의 평면도이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 금형의 정면도와 측면도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 장치의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 장치의 평면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 장치의 우측면도이다. 또한, 도 4는 본 발명이 일 실시 예에 따른 프레스헤드부(100)의 정면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 프레스헤드부(100)의 평면도와 우측면도이다. 여기서, 도 5의 (a)는 프레스헤드부(100)의 평면도이고, 도 5의 (b)는 프레스헤드부(100)의 우측면도이다. 그리고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 클램프부(800)의 평면도와 정면도이다. 여기서, 도 6의 (a)는 클램프부(800)의 평면도이고, 도 6의 (b)는 클램프부(800)의 정면도이다.

도 1 내지 도 6에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제조 장치는, 포밍필름을 성형하는 금형(220); 금형(220)과 대응되도록 위치하며, 금형(220)과의 이격된 거리가 가변하는 프레스헤드부(100); 프레스헤드부(100)와 결합하고, 탄성을 구비하여 프레스헤드부(100)에 의한 유체 유입출로 부피가 가변하는 부피가변체(210); 및 금형(220)에 인접하도록 설치되며, 포밍필름에 대한 파지 또는 파지 해제를 수행하는 클램프부(800);를 포함한다. 여기서, 본 발명의 제조 장치의 외부에서, 원자재 필름을 타발함으로써, 포밍필름이 형성될 수 있다.

부피가변체(210)의 부피 변화에 따라 금형(220) 상에 위치한 포밍필름과 부피가변체(210)가 접촉하고, 부피가변체(210)가 포밍필름에 가압을 수행하여 포밍필름이 3D 형상으로 성형될 수 있다.

그리고, 클램프부(800)는, 포밍필름이 금형(220) 상에 위치하는 경우 포밍필름을 파지하여 고정 지지하고, 부피가변체(210)에 의해 포밍필름이 고정되는 경우 포밍필름에 대해 파지 해제를 수행할 수 있다.

즉, 종래의 일반적인 필름의 경우 대부분 평면 형태 (평평한 판 형태)의 필름이 주로 사용되었으며, 이러한 평면 필름을 가공하기 위한 프레스 장치들은 한 방향으로만 압력을 가하도록 이루어짐으로써 필름을 성형하여 왔다.

이와 같은 종래의 프레스 장치들을 이용할 경우, 상하 또는 좌우의 직선 방향으로만 프레스 장치의 가압면이 이동하도록 이루어져 굴곡진 면을 가압할 수 없기 때문에 3D 형상의 필름을 성형할 수 없는 문제가 있었으며, 특히 최근들어 많이 사용되고 있는 스마트폰 등의 끝단이 구부러진 스마트기기의 디스플레이를 보호하기 위한 포밍필름을 일정한 곡률을 가지도록 성형하는 것이 불가능하였다.

그러나, 본 발명의 제조 장치는, 금형(220)과 맞닿는 프레스헤드부(100)의 끝단에 별도의 부피가변체(210)를 추가로 부착하고, 이러한 부피가변체(210) 내부로 유체를 유입 또는 유출하도록 제어함으로써, 종래의 프레스 장치와 같이 금형(220)의 평평한 상단을 가압하여 평면 형태의 필름을 제조할 수 있음은 물론, 끝단이 구부러진 형태의 금형 외측을 부피가변체(210)가 가압함으로써 끝단이 구부러진 3D 포밍필름을 프레싱 가공할 수 있는 특징이 있다.

액정 디스플레이가 구비된 다양한 스마트기기의 외형에 따라 각각 별도의 곡률을 가지는 금형을 설계하고, 금형의 구부러진 끝단의 곡률과 관계 없이 부피가변체(210)가 팽창하면서 가압할 수 있으므로, 본 발명의 제조 장치는 대상 제품 또는 금형과 무관하게 자유롭게 사용될 수 있는 장점이 있다.

이와 같은 부피가변체(210)의 팽창 및 가압에 따른 3D 포밍필름 제조를 위한 상세 구성을 설명하면, 금형(220) 또는 프레스헤드부(100)의 일측에 연결되어, 금형(220) 또는 프레스헤드부(100)의 상하 위치를 조절하는 높이조절부를 더 포함하는데, 이러한 높이조절부의 작동에 따라 포밍필름의 성형을 용이하게 조절할 수 있다.

즉, 높이조절부는 금형(220) 및 프레스헤드부(100) 중 어느 하나의 상하 위치만을 조절하여 포밍필름에 압력을 가하거나 또는 금형(220)과 프레스헤드부(100) 모두의 위치를 동시에 조절하여 포밍필름에 압력을 가하도록 이루어질 수 있으며, 어느 하나로 한정될 필요는 없다.

그리고, 프레스헤드부(100)는, 외부로부터 전달 받은 유체를 부피가변체(210)로 유입시키거나, 또는, 부피가변체(210) 내 유체를 유출시키는 유체제어기(120)를 포함할 수 있다. 여기서, 프레스헤드부(100)는, 프레스프레임(160); 프레스프레임(160)과 결합하고, 상하 직선운동을 수행하는 상하이동체(140); 상하이동체(140)와 결합하는 프레스모터(150); 일단이 프레스모터(150)와 결합하며 타단이 유체제어기(120)의 상부와 결합하고, 프레스프레임(160)과 나사 결합하여, 회전 운동과 상하 직선운동을 수행하는 스크류축(130); 및 상부가 유체제어기(120)와 결합하고, 하부가 부피가변체(210)와 결합하는 프레스헤드(110);를 더 포함할 수 있다.

따라서, 부피가변체(210)는, 포밍필름과의 접촉 전 일부 유체가 유입되어 소정의 부피로 팽창된 후 포밍필름과 접촉하고, 포밍필름과의 접촉 후 잔여 유체가 유입되어 추가 팽창됨으로써, 금형(220) 상의 포밍필름을 가압하여 3D형상으로 성형시키도록 이루어지는 것이 보다 바람직하다. 그리고, 이와 같은 부피가변체(210)의 단계적인 부피 변화는, 프레스헤드(110)의 하강에 따른 부피가변체(210)의 하강 위치 변화가 연동되어 수행될 수 있다. 구체적으로, 부피가변체(210)가 하강하여 금형(220) 상의 포밍필름과 접촉하여 포밍필름을 고정시킨 후, 부피가변체(210)의 부피가 증가하거나, 또는, 프레스헤드(110)가 하강하여, 부피가변체(210)가 포밍필름을 가압하는 면적이 증가하다가, 이와 같은 가압 면적의 증가가 정지될 수 있다. 그리고, 다시 부피가변체(210)의 부피 또는 하강 위치가 변화하면서 가압 면적의 증가가 수행될 수 있으며, 이와 같은 과정이 반복되어 수행됨으로써 포밍필름에 대한 성형이 수행될 수 있다.

부피가변체(210)가 금형(220) 상의 포밍필름 가압 후, 포밍된 포밍필름의 굴곡 부위 곡률보다 포밍된 포밍필름의 굴곡 부위와 접촉하는 금형(220)의 굴곡면 곡률이 같거나 더 클 수 있다. 그리고, 부피가변체(210)가 금형(220) 상의 포밍필름 가압 후, 포밍된 포밍필름의 굴곡 부위 곡률보다 포밍된 포밍필름의 굴곡 부위와 접촉하는 스마트기기의 액정 굴곡면 곡률이 같거나 더 작을 수 있다.

여기서, 부피가변체(210)는 탄성을 구비하므로, 포밍필름에 대한 포밍 수행 시, 부피가변체(210)가 포밍필름의 굴곡 부위를 감쌀 수 있다. 그리고, 스마트기기는 스마트폰 또는 태블릿 PC 등의 액정 디스플레이가 구비된 기기일 수 있으며, 포밍된 포밍필름은 스마트폰의 글라스(액정) 또는 태블릿PC의 글라스(액정)에 접착 설치될 수 있다.

이에 따라, 포밍필름이 금형(220)의 굴곡면에 밀착된 상태로 포밍필름의 굴곡 부위 성형이 수행된 다음, 포밍된 포밍필름의 굴곡 부위가 탄성에 의해 설계된 곡률을 구비하게 되므로, 스프링백 현상이 방지되고, 동시에, 열 주름 발생 또는 성형 손상 발생이 방지될 수 있다.

본 발명의 제조 장치는, 본 발명의 제조 장치 최외곽 형상을 형성하는 장치틀부(920)를 포함할 수 있다. 프레스프레임(160)은 장치틀부(920)의 중심에서 상부 방향에 위치하도록 장치틀부(920)와 결합하고, 프레스프레임(160)은 상하방향으로 이동하는 상하이동체(140)와 결합하여 상하이동체(140)를 가이드하는 제1가이드축(161), 제2가이드축(162), 제3가이드축(163) 및 제4가이드축(164)을 구비할 수 있다. 여기서, 제1가이드축(161) 내지 제4가이드축(164)은, 봉의 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

유체제어기(120)는, 본 발명의 제조 장치의 외부에 형성되는 펌프와 연결되며, 펌프는 유체제어기(120)로 유체를 가압 공급하거나 유체제어기(120)에 유체 흡입력을 제공할 수 있다. 여기서, 유체는 공기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 유체제어기(120)는 유체제어밸브를 구비할 수 있다. 펌프가 유체제어기(120)로 유체를 가압 공급하는 경우, 유체제어밸브가 개방되면서 부피가변체(210)로 유체를 유입시켜 부피가변체(210)의 부피가 증가할 수 있다. 여기서, 부피가변체(210)가 미리 설정된 부피로 가변하면 유체제어밸브가 폐쇄되어 부피 증가한 부피가변체(210)의 형태가 유지될 수 있다. 그리고, 펌프가 유체제어기(120)에 유체 흡입력을 제공하는 경우, 유체제어밸브가 개방되면서 펌프로 유체를 유출시켜 부피가변체(210)의 부피가 감소할 수 있다.

프레스헤드부(100)는, 프레스프레임(160)과 고정 결합하고, 내측면에 암나사산이 형성된 스크류가이드체(165)를 더 구비할 수 있다. 여기서, 스크류축(130)은 외측면에 수나사산이 형성될 수 있고, 스크류축(130)과 스크류가이드체(165)가 결합할 수 있다. 그리고, 프레스모터(150)와 결합한 스크류축(130)의 회전 방향에 따라 스크류축(130)은 상하 직선운동을 수행하고, 이에 따라, 프레스모터(150)가 상하 직선운동을 수행함으로써, 프레스모터(150)와 결합한 상하이동체(140)가 상하 직선운동을 수행할 수 있다. 또한, 스크류축(130)의 상하 직선운동에 따라 유체제어기(120)와 프레스헤드(110)가 상하 직선운동을 수행할 수 있다.

프레스헤드부(100)는, 프레스헤드(110)와 결합하고 프레스헤드(110)의 상하 직선운동을 가이드하는 프레스헤드가이드축(170)을 구비할 수 있다. 이에 따라, 스크류축(130)의 회전에도 프레스헤드(110)와 유체제어기(120)는 회전하지 않고, 프레스헤드(110)가 프레스헤드가이드축(170)을 따라 상하 직선운동을 할 수 있다. 여기서, 유체제어기(120)와 결합하는 스크류축(130)의 타단은 수나사산이 형성되지 않은 곡면의 외측면을 구비하고, 스크류축(130)의 타단은 유체제어기(120)에 대해 자유 회전을 수행할 수 있다.

금형(220)은 포밍필름의 성형 형상에 대응되는 형상으로 형성되며, 금속으로 형성될 수 있다. 금형(220)은 프레스프레임(160)과 결합하도록 설치되며, 프레스헤드(110)의 하부 방향으로 프레스헤드(110)와 이격되어 위치할 수 있다.

부피가변체(210)는 탄성을 구비하는 소재로 형성될 수 있으며, 구체적으로, 천연고무 또는 고분자 물질로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는, 부피가변체(210)가 상기와 같은 물질로 형성된다고 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 탄성을 구비하는 다른 물질로 형성될 수도 있다. 부피가변체(210)는 부피가 증가한 경우의 형상이 모서리가 곡면인 직육면체의 형상일 수 있다. 이에 따라, 부피가 증가한 부피가변체(210)의 밑면이 포밍필름과 접촉하고, 프레스헤드(110)의 하강에 의해 부피가변체(210)가 금형(220) 상의 포밍필름을 가압하는 프레스 공정이 수행될 수 있다.

도 6에서 보는 바와 같이, 클램프부(800)는, 금형(220) 상에 포밍필름이 위치하는 경우 포밍필름을 파지하여 고정시키는 집게 형상의 클램프(810), 클램프(810)와 결합하고 클램프(810)를 지지하는 클램프지지체(820), 클램프지지체(820)와 결합하고 외측면에 수나사산이 형성되어 암나사산이 형성되는 클램프지지체(820)와 나사 결합하는 클램프스크류축(830), 클램프스크류축(830)과 결합하고 회전 운동을 수행하여 클램프스크류축(830)을 회전시킴으로써 클램프지지체(820)가 좌우 직선운동을 수행하도록 하는 클램프모터(840),를 포함할 수 있다. 클램프모터(840)는 장치틀부(920)와 결합하여 고정 지지될 수 있다. 클램프부(800)는 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.

클램프부(800)는 금형(220)에 인접하도록 설치되고, 포밍필름이 금형(220) 상에 위치하는 경우, 포밍필름을 파지하여 고정 지지할 수 있다. 그리고, 부피가변체(210)의 부피가 증가하고 프레스헤드(110)가 하강하여 부피가변체(210)와 포밍필름이 접촉하여 부피가변체(210)의 가압에 의해 금형(220) 상 포밍필름이 고정되면 클램프부(800)의 파지가 해제될 수 있다. 구체적으로, 클램프(810)는 부피가변체(210)가 하강하여 금형(220) 상의 포밍필름과 접촉하여 부피가변체(210)와 금형(220)에 의해 포밍필름이 고정 시작되는 경우, 포밍필름에 대해 파지 해제를 수행할 수 있다. 그리고, 클램프부(800)는 클램프센서(850)를 구비하고, 클램프센서(850)는 클램프(810)의 위치를 센싱할 수 있다. 이에 따라, 클램프(810)의 위치가 실시간으로 측정 가능하여 포밍필름의 위치에 따라 클램프(810)의 위치를 정확하게 설정할 수 있다.

구체적으로 클램프부(800)의 작동에 대해 설명하기로 한다. 포밍필름이 금형(220) 상에 위치하면, 클램프모터(840)가 하나의 방향으로 회전하여 클램프스크류축(830)을 회전시켜 클램프지지체(820)가 포밍필름에 근접함으로써 벌어진 집게 형상의 클램프(810)가 포밍필름에 근접하고, 클램프(810)의 벌어진 공간으로 포밍필름의 가장자리가 위치하는 것으로 클램프센서(850)에서 측정되면, 벌어진 클램프(810)가 닫히면서 클램프(810)가 포밍필름을 파지할 수 있다.

다음으로, 부피가 증가한 부피가변체(210)가 하강하여 금형(220) 상의 포밍필름과 접촉하여 부피가변체(210)와 금형(220)에 의해 포밍필름이 고정되면, 닫혀져 있던 클램프(810)가 벌어지고, 클램프모터(840)가 다른 방향으로 회전하여 클램프스크류축(830)을 회전시켜 클램프지지체(820)가 포밍필름으로부터 이격됨으로써 벌어진 집게 형상의 클램프(810)가 포밍필름으로부터 이격될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 픽업부(400)의 우측면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 픽업부(400)의 평면도와 정면도이다. 여기서, 도 8의 (a)는 픽업부(400)의 평면도이고, 도 8의 (b)는 픽업부(400)의 정면도이다. 도 7 및 도 8에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제조 장치는, 포밍필름을 필름정렬부(300)로 이송시키는 픽업부(400),를 더 포함할 수 있다. 픽업부(400)는 장치틀부(920)에 형성된 픽업부가이드(921)를 따라 좌우 직선운동을 수행할 수 있다. 픽업부(400)는, 포밍필름에 흡착력을 제공하여 포밍필름을 픽업하는 이송픽업기(410), 이송픽업기(410)와 결합하고 길이가 가변하며 길이 증가 시 이송픽업기(410)에 흡착되어 픽업된 포밍필름을 밀어서 탈착시키기는 탈착용실린더(420), 이송픽업기(410)와 결합하고 길이가 가변하여 이송픽업기(410)를 상하 직선운동시키는 이송픽업기이송실린더(430), 및, 이송픽업기이송실린더(430)와 결합하고 이송픽업기(410)에 흡착력을 제공하는 이젝터(440),를 포함할 수 있다. 상기와 같은 구성에 의해 이송픽업기(410)는 상하 좌우 직선운동을 수행하여 제1취합부(600)에 있는 포밍필름을 필름정렬부(300)의 흡착배드(310)로 용이하게 이송시킬 수 있다. 그리고, 이송픽업기(410)는 흡착배드(310)에서 포밍필름을 흡착 픽업하여 금형(220) 상으로 이송시킬 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 필름정렬부(300)의 정면도와 우측면도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 필름정렬부(300)의 평면도이다. 여기서, 도 9의 (a)는 필름정렬부(300)의 정면도이고, 도 9의 (b)는 필름정렬부(300)의 우측면도이다. 도 9와 도 10에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제조 장치는, 흡착력을 이용하여 포밍필름을 고정시키는 흡착배드(310)를 구비하며, 포밍필름을 정렬시키는 필름정렬부(300),를 더 포함할 수 있다. 필름정렬부(300)는, 포밍필름에 흡착력을 제공하고 포밍필름을 지지하는 흡착배드(310), 길이가 가변하는 제1정렬실린더(321)와 제2정렬실린더(322), 제1정렬실린더(321)와 결합하고 제1정렬실린더(321)의 길이 가변에 의해 좌우 직선운동을 수행하며 포밍필름의 일 측부를 면가압하여 포밍필름을 정렬시키는 제1필름정렬체(331), 및, 제2정렬실린더(322)와 결합하고 제2정렬실린더(322)의 길이 가변에 의해 좌우 직선운동을 수행하며 포밍필름의 다른 측부를 면가압하여 포밍필름을 정렬시키는 제2필름정렬체(332),를 포함할 수 있다. 여기서, 제1정렬실린더(321)의 중심축과 제2정렬실린더(322)의 중심축은 서로 수직으로 형성될 수 있으며, 제1필름정렬체(331)와 제2필름정렬체(332)에 접촉하지 않는 포밍필름의 또 다른 측부를 지지하는 측방향지지체가 형성될 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 픽업냉각부(500)의 정면도와 우측면도고, 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 픽업냉각부(500)의 평면도이다. 도 11의 (a)는 픽업냉각부(500)의 정면도이고, 도 11의 (b)는 픽업냉각부(500)의 우측면도이다. 여기서, 도 11의 (b)와 도 12는 전후이송실린더(510)의 작동에 따라 픽업냉각기(520)가 전후 방향으로 직선 왕복 운동하는 것을 표현할 수 있다. 본 발명의 제조 장치는, 성형 후의 포밍필름에 냉매기체를 분사하여 포밍필름에 대한 냉각을 수행하는 픽업냉각부(500);를 더 포함할 수 있다. 그리고, 픽업냉각부(500)는 냉매기체 분사 후 포밍필름에 대한 흡착을 수행할 수 있다.

본 발명의 제조 장치는, 상기와 같이 픽업냉각부(500)를 포함하는데, 픽업냉각부(500)는, 장치틀부(920)와 결합하고 전후 방향으로 길이가 가변하는 전후이송실린더(510), 전후이송실린더(510)와 결합하고 상하 방향으로 길이가 가변하는 픽업냉각기이송실린더(530), 및 포밍필름을 냉각시키고 픽업냉각기이송실린더(530)와 결합하여 전후이송실린더(510)와 픽업냉각기이송실린더(530)의 길이 가변에 의해 직선운동을 수행하여 포밍필름을 이송시키는 픽업냉각기(520),를 구비할 수 있다.

픽업냉각기(520)는 성형된 포밍필름에 대한 냉각을 수행하는 기능과 냉각 후의 포밍필름을 제2취합부(700)로 이송시키는 기능을 동시에 수행할 수 있으며, 이를 위해 픽업냉각기(520)는, 포밍필름을 흡착하여 고정 지지하는 진공흡착기(521)를 구비할 수 있다. 그리고, 픽업냉각기(520)는 냉매기체를 분사하는 노즐인 에어노즐을 구비할 수 있다. 상기와 같이, 픽업냉각기(520)가 2개의 기능을 동시 수행할 수 있도록 형성됨으로써, 포밍필름에 대한 냉각과 이송 각 공정 간 소요시간을 단축시킬 수 있다.

도 11과 도 12에서 보는 바와 같이, 진공흡착기(521)는 픽업냉각기(520)의 하부 방향으로 형성되어, 픽업냉각기(520)가 픽업냉각기(520)의 하부 방향에 위치하는 금형(220) 상의 포밍필름에 근접하는 경우, 진공흡착기(521)는 진공 흡착력을 생성하여 포밍필름을 흡착함으로써, 픽업냉각기(520)가 포밍필름을 고정 지지할 수 있고, 픽업냉각기(520)의 이동에 의해 포밍필름이 이송될 수 있다. 그리고, 픽업냉각기(520)에서, 에어노즐은 픽업냉각기(520)의 하부 방향을 향해 냉매기체를 분사하도록 형성되며, 이에 따라, 픽업냉각기(520)가 금형(220) 상의 포밍필름에 근접하는 경우, 에어노즐로부터 포밍필름으로 냉매기체가 분사될 수 있다. 여기서, 픽업냉각기(520)는 거리센서를 구비할 수 있으며, 거리센서에 의해 픽업냉각기(520)와 포밍필름의 거리가 측정되고, 픽업냉각기(520)와 포밍필름 간 거리가 미리 설정된 거리가 되는 경우, 픽업냉각기(520)의 하강이 정지되고 에어노즐로부터 포밍필름으로 냉매기체가 자동으로 분사될 수 있다. 이에 따라, 포밍필름의 전체 부위에 냉매기체를 균일하고 고르게 분사함으로써, 포밍필름의 품질을 향상시킬 수 있다. 다음으로, 포밍필름에 대한 냉각이 수행된 후, 픽업냉각기(520)는 진공흡착기(521)와 포밍필름이 접촉되도록 추가적으로 하강할 수 있고, 이에 따라 진공흡착기(521)가 포밍필름에 대한 흡착을 수행할 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1취합부(600)의 정면도이며, 도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1취합부(600)의 평면도와 우측면도이다. 도 14의 (a)는 제1취합부(600)의 평면도이고, 14의 (b)는 제1취합부(600)의 우측면도이다. 도 13와 도 14에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제조 장치는, 타발된 포밍필름이 이동하여 취합되는 제1취합부(600),를 더 포함할 수 있다. 그리고, 제1취합부(600)는, 제1취합프레임(640), 제1취합프레임(640)과 결합하는 제1취합모터(610), 제1취합모터(610)와 결합하고 제1취합모터(610)의 구동에 의하여 상하 직선운동을 수행하고 타발된 포밍필름이 적재되는 제1취합체(620), 및, 제1취합체(620)에 포밍필름의 적재 여부를 판단하는 제1취합센서(630),를 포함할 수 있다. 여기서, 제1취합센서(630)에 의해 제1취합체(620)에 타발된 포밍필름이 적재되었다고 센싱되면, 이송픽업기(410)가 제1취합체(620)로 이동하여 포밍필름을 흡착 픽업한 후 흡착배드(310)로 이송시켜 포밍필름이 흡착배드(310)에 흡착될 수 있다.

도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2취합부의 정면도이고, 도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2취합부의 평면도와 우측면도이다. 도 15와 도 16에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제조 장치는, 성형 후의 포밍필름이 이동하여 취합되는 제2취합부(700),를 더 포함할 수 있다. 그리고, 제2취합부(700)는, 제2취합프레임(740), 제2취합프레임(740)과 결합하는 제2취합모터(710), 제2취합모터(710)와 결합하고 제2취합모터(710)의 구동에 의하여 상하 직선운동을 수행하고 성형 후의 포밍필름이 적재되는 제2취합체(720), 및, 제2취합체(720)에 성형 후의 포밍필름의 적재 여부를 판단하는 제2취합센서(730),를 포함할 수 있다. 여기서, 제2취합센서(730)에 의해 제2취합체(720)에 성형 후의 포밍필름이 적재되었다고 센싱되면, 경보부에 의해 시각 또는 청각으로 포밍필름의 완성을 표시할 수 있다.

상기와 같이, 각각의 실린더 또는 모터는, 각각의 실린더 또는 모터와 결합한 구성요소를 상하, 좌우 또는 전후 방향으로 직선운동시키며, 이에 따라, 포밍필름이 3차원 각각의 방향으로 이송될 수 있다.

본 발명의 제조 장치는, 금형(220)의 하부에 위치하고 금형(220)을 가열시키는 히팅부(910),를 더 포함할 수 있다. 히팅부(910)는 프레스프레임(160)의 하부와 결합하여, 금형(220)의 하부에서 금형(220)에 대한 가열을 수행할 수 있다. 히팅부(910)는 복수 개의 열선으로 형성될 수 있으며, 복수 개의 열선에 통전되어 열에너지가 생성될 수 있다.

이하, 본 발명의 제조 장치를 이용한 3D 포밍필름 성형 방법에 대해 설명하기로 한다.

제1단계에서, 제작대상에 대한 3D 형상 데이터를 마련하고, 3D 형상 데이터를 2D 데이터로 변환할 수 있다. 제2단계에서, 2D데이터에 의해 원자재 필름이 타발되어 형성된 포밍필름이 이송픽업기(410)에 의해 제1취합부(600)로부터 흡착배드(310)로 이송될 수 있다.

제3단계에서, 흡착배드(310) 상 포밍필름이 필름정렬부(300)에서 정렬될 수 있다. 제4단계에서, 이송픽업기(410)에 의해 포밍필름이 금형(220) 상으로 이송되고 클램프부(800)에 의해 포밍필름이 파지될 수 있다.

제5단계에서, 부피가변체(210)의 부피가 증가하고, 프레스헤드(110)가 하강하여 부피가변체(210)와 포밍필름이 접촉하고, 포밍필름에 대한 클램프부(800)의 파지가 해제될 수 있다. 제6단계에서, 부피가변체(210)의 부피가 추가로 증가하거나 프레스헤드(100)가 추가로 하강하여, 부피가변체(210)가 히팅부(910)에 의해 가열된 금형(220) 상의 포밍필름을 가압하여 포밍필름이 성형될 수 있다.

제7단계에서, 부피가변체(210)의 부피가 감소하면서 프레스헤드(110)가 상승하고, 픽업냉각기(520)가 금형(220) 상으로 이동하여 성형 후의 포밍필름을 냉각시킬 수 있다. 제8단계에서, 픽업냉각기(520)가 성형 후의 포밍필름을 금형(220)으로부터 제2취합부(700)로 이동시킬 수 있다.

도 17은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 금형(220)의 사시도이고, 도 18은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 금형(220)의 평면도이며, 도 19는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 금형(220)의 정면도와 측면도이다. 여기서, 도 19의 (a)는 금형(220)의 정면도이고, 도 19의 (b)는 금형(220)의 측면도이다. 도 17 내지 도 19에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제조 장치는, 포밍필름의 성형에 이용되고, 포밍필름에 가열 또는 냉각을 수행하며, 내부에 냉매가 유동하는 금형유로(221)를 적어도 하나 이상 구비하는 금형(220); 금형(220)과 대응되도록 위치하며, 금형(220)과의 이격된 거리가 가변하는 프레스헤드부(100); 및 프레스헤드부(100)와 결합하고, 탄성을 구비하여 프레스헤드부(100)에 의한 유체 유입출로 부피가 가변하는 부피가변체(210);를 포함한다. 여기서, 부피가변체(210)의 부피 변화에 따라 금형(220) 상에 위치한 포밍필름과 부피가변체(210)가 접촉하고, 부피가변체(210)가 포밍필름에 가압을 수행하여 포밍필름이 3D 형상으로 성형될 수 있다.

그리고, 가열된 금형(220) 상에서 포밍필름이 성형된 후 냉매가 유입구(222)를 통해 금형유로(221)로 유입되어 포밍필름에 대한 냉각이 수행될 수 있으며, 이를 위해 본 발명의 제조 장치는, 냉매가 금형유로(221)로 유입되거나 금형유로(221)로부터 배출되도록 냉매에 유동 힘을 제공하는 펌프를 더 포함할 수 있다. 금형유로(221)는 냉각 효과를 증대시키기 위하여 금형(220)의 상부면에 인접하도록 형성될 수 있으며, 금형(220)의 상부면에 냉각 표면적을 최대화하기 위하여 지그재그의 형상으로 형성될 수 있다.

히팅부(910)에 의해 금형(220)이 가열된 상태에서 포밍필름에 대한 성형이 수행된 후, 포밍필름에 대한 냉각 수행 시, 펌프는 냉매에 유동 힘을 제공하여 유입구(222)를 통해 금형유로(221)로 냉매가 유입되어 포밍필름에 대한 냉각이 수행될 수 있다. 그리고, 포밍필름에 대한 냉각이 완료되면, 픽업냉각부(500)에 의해 포밍필름이 이송될 수 있다. 금형(220)의 금형유로(221)에 의해 포밍필름에 대한 냉각 수행 시, 픽업냉각부(500)의 냉매기체 분사에 의한 냉각이 동시에 수행될 수 있다. 그리고, 금형(220)의 금형유로(221)를 유동하는 냉매만 냉각에 이용되는 경우에는, 픽업냉각부(500)는 포밍필름을 이송하는 기능만 수행할 수도 있다.

금형(220) 상에서 성형된 포밍필름이 제거되면, 펌프에 의해 금형유로(221) 내 존재하던 냉매가 배출구(223)를 통해 배출되고, 금형(220)이 다시 가열될 수 있다. 이와 같이, 포밍필름에 대한 냉각이 수행된 후 금형(220) 내부에서 냉매가 제거됨으로써 가열에 의한 금형(220)의 열효율이 증대될 수 있으며, 가열에 의한 냉매 팽창으로 금형(220)이 손상되는 현상도 방지될 수 있다.

추가적으로, 펌프는 냉매뿐만 아니라 온수도 유동시킬 수 있으며, 펌프는 냉매가 제거된 금형유로(221)로 온수를 유입시킬 수 있다. 이에 따라, 금형(220)에서 금형유로(221) 주위의 부위에 대한 가열이 히팅부(910)에 의한 가열과 별도로 형성될 수 있으며, 이에 따라, 금형(220)의 온도 상승 속도가 증가하여 다음 포밍필름에 대한 성형 준비 시간이 단축될 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 프레스헤드부 110 : 프레스헤드
120 : 유체제어기 130 : 스크류축
140 : 상하이동체 150 : 프레스모터
160 : 프레스프레임 161 : 제1가이드축
162 : 제2가이드축 163 : 제3가이드축
164 : 제4가이드축 165 : 스크류가이드체
170 : 프레스헤드가이드축 210 : 부피가변체
220 : 금형 221 : 금형유로
222 : 유입구 223 : 배출구
300 : 필름정렬부 310 : 흡착배드
321 : 제1정렬실린더 322 : 제2정렬실린더
331 : 제1필름정렬체 332 : 제2필름정렬체
400 : 픽업부 410 : 이송픽업기
420 : 탈착용실린더 430 : 이송픽업기이송실린더
440 : 이젝터 500 : 픽업냉각부
510 : 전후이송실린더 520 : 픽업냉각기
521 : 진공흡착기 530 : 픽업냉각기이송실린더
600 : 제1취합부 610 : 제1취합모터
620 : 제1취합체 630 : 제1취합센서
640 : 제1취합프레임 700 : 제2취합부
710 : 제2취합모터 720 : 제2취합체
730 : 제2취합센서 740 : 제2취합프레임
800 : 클램프부 810 : 클램프
820 : 클램프지지체 830 : 클램프스크류축
840 : 클램프모터 850 : 클램프센서
910 : 히팅부 920 : 장치틀부
921 : 픽업부가이드

Claims

스마트기기의 디스플레이를 보호하기 위한 포밍필름을 성형하는 금형;
상기 금형과 대응되도록 위치하며, 상기 금형과의 이격된 거리가 가변하는 프레스헤드부;
상기 프레스헤드부와 결합하고, 탄성을 구비하여 상기 프레스헤드부에 의한 유체 유입출로 부피가 가변하는 부피가변체;
상기 금형에 인접하도록 설치되며, 상기 포밍필름에 대한 파지 또는 파지 해제를 수행하는 클램프부; 및
흡착력을 이용하여 상기 포밍필름을 고정시키는 흡착배드, 직선운동을 수행하며 상기 포밍필름의 일 측부와 타 측부를 면가압하는 제1필름정렬체와 제2필름정렬체 및, 상기 포밍필름의 일 측부와 타 측부를 제외한 또 다른 측부를 지지하는 측방향지지체를 구비하는 필름정렬부;를 포함하고,
상기 클램프부는, 상기 포밍필름이 상기 금형 상에 위치하는 경우 상기 포밍필름을 파지하여 고정 지지하고, 상기 부피가변체에 의해 상기 포밍필름이 고정되는 경우 상기 포밍필름에 대해 파지 해제를 수행하며,
상기 필름정렬부에 의해 상기 포밍필름이 정렬되고,
상기 부피가변체의 부피 변화에 따라 상기 금형 상에 위치한 상기 포밍필름과 상기 부피가변체가 접촉하고, 상기 부피가변체가 상기 포밍필름에 가압을 수행하여 상기 포밍필름이 3D 형상으로 성형되며,
상기 포밍필름에 대한 성형 시, 상기 부피가변체가 상기 금형 상 상기 포밍필름의 굴곡 부위를 감싸게 됨으로써, 성형된 상기 포밍필름의 굴곡 부위가 미리 설계된 곡률을 구비하게 되고, 상기 포밍필름의 스프링백 현상 발생이 방지되는 것을 특징으로 하는 클램프를 구비한 3D 포밍필름 제조 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 클램프부는,
상기 금형 상에 포밍필름이 위치하는 경우 상기 포밍필름을 파지하여 고정시키는 집게 형상의 클램프,
상기 클램프와 결합하고 상기 클램프를 지지하는 클램프지지체,
상기 클램프지지체와 결합하는 클램프스크류축, 및
상기 클램프스크류축과 결합하여 회전 운동시키는 클램프모터,를 구비하는 것을 특징으로 하는 클램프를 구비한 3D 포밍필름 제조 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 부피가변체가 상기 금형 상의 상기 포밍필름 가압 후, 포밍된 포밍필름의 굴곡 부위 곡률보다 포밍된 상기 포밍필름의 굴곡 부위와 접촉하는 상기 금형의 굴곡면 곡률이 같거나 더 큰 것을 특징으로 하는 클램프를 구비한 3D 포밍필름 제조 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 부피가변체가 상기 금형 상의 상기 포밍필름 가압 후, 포밍된 상기 포밍필름의 굴곡 부위 곡률보다 포밍된 상기 포밍필름의 굴곡 부위와 접촉하는 스마트기기의 액정 굴곡면 곡률이 같거나 더 작은 것을 특징으로 하는 클램프를 구비한 3D 포밍필름 제조 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 프레스헤드부는, 외부로부터 전달 받은 유체를 상기 부피가변체로 유입시키거나, 또는 상기 부피가변체 내 유체를 유출시키는 유체제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 클램프를 구비한 3D 포밍필름 제조 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 프레스헤드부는,
프레스프레임,
상기 프레스프레임과 결합하고, 상하 직선운동을 수행하는 상하이동체,
상기 상하이동체와 결합하는 프레스모터,
일단이 상기 프레스모터와 결합하며 타단이 상기 유체제어기의 상부와 결합하고, 상기 프레스프레임과 나사 결합하여, 회전 운동과 상하 직선운동을 수행하는 스크류축, 및
상부가 상기 유체제어기와 결합하고, 하부가 상기 부피가변체와 결합하는 프레스헤드,를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클램프를 구비한 3D 포밍필름 제조 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 포밍필름을 상기 필름정렬부로 이송시키는 픽업부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클램프를 구비한 3D 포밍필름 제조 장치.
청구항 1에 있어서,
타발된 상기 포밍필름이 이동하여 취합되는 제1취합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클램프를 구비한 3D 포밍필름 제조 장치.
청구항 1에 있어서,
성형 후의 상기 포밍필름이 이동하여 취합되는 제2취합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클램프를 구비한 3D 포밍필름 제조 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 금형의 하부에 위치하고 상기 금형을 가열시키는 히팅부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클램프를 구비한 3D 포밍필름 제조 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 금형 또는 상기 프레스헤드부의 일측에 연결되어, 상기 금형 또는 상기 프레스헤드부의 상하 위치를 조절하는 높이조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클램프를 구비한 3D 포밍필름 제조 장치.
청구항 12에 있어서,
상기 높이조절부는 상기 금형 및 상기 프레스헤드부 중 어느 하나의 상하 위치만을 조절하여 상기 포밍필름에 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 클램프를 구비한 3D 포밍필름 제조 장치.
청구항 12에 있어서,
상기 높이조절부는 상기 금형과 상기 프레스헤드부 모두의 위치를 동시에 조절하여 상기 포밍필름에 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 클램프를 구비한 3D 포밍필름 제조 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 부피가변체는, 상기 포밍필름과의 접촉 전 일부 유체가 유입되어 소정의 부피로 팽창된 후 상기 포밍필름과 접촉하고, 상기 포밍필름과의 접촉 후 잔여 유체가 유입되어 추가 팽창됨으로써, 상기 금형 상의 상기 포밍필름을 가압하여 3D형상으로 성형시키도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 클램프를 구비한 3D 포밍필름 제조 장치.
청구항 6의 클램프를 구비한 3D 포밍필름 제조 장치를 이용한 3D 포밍필름 제조 방법에 있어서,
제작대상에 대한 3D 형상 데이터를 마련하고, 3D 형상 데이터를 2D 데이터로 변환하는 제1단계;
상기 2D 데이터에 의해 원자재 필름이 타발되어 형성된 상기 포밍필름이 이송픽업기에 의해 제1취합부로부터 흡착배드로 이송되는 제2단계;
상기 흡착배드 상 상기 포밍필름이 필름정렬부에서 정렬되는 제3단계;
상기 이송픽업기에 의해 상기 포밍필름이 상기 금형 상으로 이송되고 상기 클램프부에 의해 상기 포밍필름이 파지되는 제4단계;
상기 부피가변체의 부피가 증가하고, 상기 프레스헤드가 하강하여 상기 부피가변체와 상기 포밍필름이 접촉하고, 상기 포밍필름에 대한 상기 클램프부의 파지가 해제되는 제5단계;
상기 부피가변체의 부피가 추가로 증가하거나 상기 프레스헤드가 추가로 하강하여, 상기 부피가변체가 히팅부에 의해 가열된 상기 금형 상의 상기 포밍필름을 가압하여 상기 포밍필름이 성형되는 제6단계;
상기 부피가변체의 부피가 감소하면서 상기 프레스헤드가 상승하고, 픽업냉각기가 상기 금형 상으로 이동하여 성형 후의 상기 포밍필름을 냉각시키는 제7단계; 및
상기 픽업냉각기가 성형 후의 상기 포밍필름을 상기 금형으로부터 제2취합부로 이동시키는 제8단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 포밍필름 제조 방법.