KR102236303B1

KR102236303B1 - 외장패널용 금속복합패널 성형장치와 이를 이용한 성형방법

Info

Publication number: KR102236303B1
Application number: KR1020190049351A
Authority: KR
Inventors: 이승원; 이회랑
Original assignee: 네오비엠(주); 이승원
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2019-04-26
Publication date: 2021-04-05
Also published as: KR20200125288A

Abstract

본 발명은 외장패널용 금속복합패널 성형장치와 이를 이용한 성형방법 및 그에 따른 외장패널에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 폴리에틸렌 복합 심재의 상,하부에 금속층이 적층되어 형성되는 금속복합패널을 성형하는 외장패널용 금속복합패널 성형장치에 있어서, 사각형으로 재단된 금속복합패널의 네 모서리 중 적어도 마주보는 두 모서리를 포함하도록 일정한 면적의 폭으로 각 모서리의 길이방향을 따라 절삭면을 형성하는 면절삭부; 및 일정 간격 이격되어 상호 마주보도록 구비되는 한 쌍의 롤러부가 길이방향을 따라 연속적으로 배치되어 상기 금속복합패널에 상호 마주보도록 형성된 한 쌍의 절삭면을 일정한 형상으로 절곡하는 절곡성형부;를 포함한다.
이로써, 경량화된 보강 외장 패널을 간편하게 제작할 수 있다.

Description

외장패널용 금속복합패널 성형장치와 이를 이용한 성형방법{Metal Composite Panel Forming Apparatus for Exterior Panel, Bending Method}

본 발명은 외장패널용 금속복합패널 성형장치와 이를 이용한 성형방법에 관한 것으로, 폴리에틸렌 복합 심재를 포함하는 금속복합패널을 사각형으로 재단한 상태에서 면절삭부가 적어도 마주보는 두 모서리의 길이방향을 따라 절삭면을 형성하고, 절곡성형부의 한 쌍의 롤러부가 길이방향을 따라 연속적으로 배치되어 한 쌍의 절삭면을 일정한 형상으로 절곡하는 외장패널용 금속복합패널 성형장치와 이를 이용한 성형방법 및 그에 따른 외장패널에 관한 것이다.

일반적으로 건축물의 벽체에 있어 외부의 시선에 노출되는 부위의 경우 그 외관을 미려하게 장식할 수 있도록 벽 구조체의 표면에 외장 공사를 실시하게 된다. 이러한 외장 공사에 있어서는 종래로부터 다양한 방식의 외장재가 시공되고 있었으며, 최근에는 외장재의 종류로서 천연석재 또는 인조석, 금속판재, 합성수지판재, 나무판 등과 같이 일정 크기의 사각 패널형태로 이루어진 단위 외장 패널을 건축물의 벽체에 연속적으로 부착하여 시공하는 방식이 널리 행해지고 있다.

한편, 건축용 외장 패널의 부착 시공에 있어서 종래에는 콘크리트와 같은 벽체 표면에 시멘트 몰탈 등을 도포한 후 벽돌 등을 부착시키는 습식공법이 다수 적용되었으나, 근래에는 벽체에 금속재 지지프레임을 설치한 후 그 위에 외장패널을 각종 결속구를 이용하여 고정시키는 건식공법이 더욱 활발하게 적용되고 있다.

특히, 최근에는 건식공법 중에서도 현대적이고 미적으로 우수한 건축물의 외장을 구현하기 위하여 금속 판재를 절곡하여 제작되는 외장 패널이 널리 적용되고 있다. 이러한 금속재 외장 패널은 얇은 박판형으로 이루어짐으로써 연결부를 상호 절곡하여 시공성이 높고, 경제적인 이점이 있었으나, 연결부의 결속 과정이나 외부의 작은 충격이도 쉽게 변형이 발생되고, 이는 평활도의 저하를 가져와 오히려 미감을 해치는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 금속재의 상판과 하판을 구비하고, 그 사이에 심재로서 금속재 하니컴 구조나 플럭스 구조를 접합하여 강도가 확보되도록 제작하는 보강패널이 제안된 바 있으며, 금속재로는 통상 알루미늄이 적용되어 알루미늄 보강패널이 생산된 바 있다. 이와 관련된 선행문헌으로는 등록특허 제10-0923558호(2009. 10. 19. 등록, 이하 '선행기술문헌 1'이라 한다)의 '조립식 경량패널 및 조립식 경량패널의 설치 방법'이 개시된 바 있다.

상기 선행기술문헌 1은 도 1a에 도시된 바와 같이 심재로서 하니컴 구조를 적용하되, 패널의 연속적인 결속을 위하여 상부와 하부에 각각 상부걸림부와 하부걸림부를 형성하고, 양측에는 각각 인너끼움부와 아우터끼움부를 형성함으로써, 연속적인 패널 결합구조를 형성하고자 하였다.

그러나, 상기 선행기술문헌 1은 금속재 하니컴 구조를 사용함에 자중이 증가되어 양측은 물론 상,하부에도 모두 걸림부를 형성함에 따라 제작비용이 증가하였으며, 상,하부걸림부와 인너끼움부 및 아우터끼움부를 절곡 형성하기 위하여 상,하판의 크기를 사전에 달리 재단하고, 이를 접착재를 이용하여 부착하는 공정이 수반됨에 따라 생산성이 저하되는 추가적인 단점이 있었다.

이에 알루미늄 상판과 하판 사이에 폴리에틸렌 복합의 심재가 구비된 알루미늄복합패널(Aluminum Composit Panel)을 사용함으로써 금속재 외장 패널의 경량화가 가능하도록 하면서도 강성을 보강도 달성할 수 있는 방법이 제안되었다. 이와 관련된 선행문헌으로 등록특허 제10-1521626호(2015. 05. 13. 등록, 이하 '선행기술문헌 2'라 한다)의 '복합아트패널 제조방법 및 복합아트패널'이 제안된 바 있다.

상기 선행기술문헌 2는 도 1b에 도시된 바와 같이 사전에 제작된 알루미늄복합패널을 일정한 사각형으로 재단 후, 일측 및 타측에 길이방향을 따라 절삭부를 형성하고, 상기 절삭부를 일정한 형상으로 절곡함으로써 인너끼움부 및 아우터끼움부를 형성하는 제조방법을 제안하였다.

그런데, 상기 선행기술문헌 2는 패널간의 연결부를 인너끼움부와 아우터끼움부를 바탕으로 결속함에 있어서 단순히 클립을 사이에 구비함으로써 전적으로 클립에 의존하여 패널에 가해지는 하중을 지지프레임으로 전달함에 따라 구조적 강도가 견고하지 못한 문제점이 있었다. 이로 인해, 클립이 변형되거나 이탈되는 현상이 발생되었으며, 잦은 유지보수로 인하여 비용이 증가됨은 물론 시공과정에서 인너끼움부 및 아우터끼움부가 변형되는 또 다른 문제점도 있었다.

상기 선행기술문헌 2을 보완하기 위하여 제안된 선행문헌으로는 등록특허 제10-1466214호(2014. 11. 21. 등록, 이하 '선행기술문헌 3'라 한다)의 '복합아트패널 제조방법'이 있다. 상기 선행기술문헌 3은 도 2a에 도시된 바와 같이 인너끼움부 및 아우터끼움부를 형성함에 있어서, 일측절삭부와 타측절삭부를 단순 절곡하는 것이 아니라, 리브부(수직웹부)에는 심재와 상부 알루미늄층을 잔존시켜 구조적 보강이 이루어지도록 제안하였다.

그러나, 상기 선행기술문헌 3은 리브부(수직웹부)를 형성하기 위하여 일측 및 타측절삭부를 형성하는 절삭공정을 진행한 후, 추가적으로 V자 커팅을 바탕으로 절곡홈을 형성하는 홈가공 단계가 필연적으로 동반되어야 했으며, 이는 전체적인 공정을 증가시켜 제작시간과 비용이 증가되는 문제점이 야기되었다.

뿐만 아니라, 상기 선행기술문헌 3에 의하여 완성되는 패널은 도 2b에 도시된 바와 같이 V자 커팅에 의하여 리브부(수직웹부)의 심재와 상부 알루미늄층의 상당부분이 제거됨에 따라 패널간의 연결과정에서 변형이 발생되어 심미성 확보에 어려움이 있었으며, 이는 구조적 취약부를 제공하게 되어 구조적 강성의 측면에서도 불리한 한계가 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 절삭 및 절곡 과정만으로도 구조적 강성이 확보되는 연결부를 형성할 수 있으며, 이로써 홈 가공 공정을 생략하여 제작 효율을 증진시킬 수 있고, 신속 정확하면서도 정밀하게 동일한 두께로 넓은 면적의 면절삭부를 형성할 수 있으므로 정교한 연결부가 형성되는 외장패널용 금속복합패널 성형장치와 이를 이용한 성형방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 폴리에틸렌 복합 심재(M)의 상,하부에 금속층(AP)이 적층되어 형성되는 금속복합패널(ACP)을 성형하는 외장패널용 금속복합패널 성형장치(D)에 있어서, 사각형으로 재단된 금속복합패널(ACP)의 네 모서리 중 적어도 마주보는 두 모서리를 포함하도록 일정한 면적의 폭으로 각 모서리의 길이방향을 따라 절삭면(1)을 형성하는 면절삭부(100); 및 일정 간격 이격되어 상호 마주보도록 구비되는 한 쌍의 롤러부(210)(220)가 길이방향을 따라 연속적으로 배치되어 상기 금속복합패널(ACP)에 상호 마주보도록 형성된 한 쌍의 절삭면(1)을 일정한 형상으로 절곡하는 절곡성형부(200); 를 포함하여 구비되고, 상기 절곡성형부(200)는, 진입측에 한 쌍의 제1 롤러부(211)(221)가 배치되어 각각 상부롤러(211T)(221T)와 하부롤러(211B)(221B)로 구성되고, 상기 하부롤러(211B)(221B)의 외주면을 따라 첨단형 돌부(231)가 형성되되, 상기 첨단형 돌부(231)가 금속복합패널(ACP)의 절삭면(1)의 내측으로 일정 간격 이격된 위치에 배치되어 상기 금속복합패널(ACP)의 하부 금속층(AP)을 절단하여 하부 절단홈(2)을 형성하고, 진입측에 간격 조절구(250)가 구비되어 각각의 롤러부(210)(220)를 구성하는 상부롤러(211T)(221T), 하부롤러(211B),(222B)사이의 간격이 패널두께에 대응되게 구비되고, 상기 한 쌍의 롤러부(210)(220) 사이의 간격이 폭 조절구(240)에 의하여 금속복합패널(ACP)의 전체적인 폭에 대응되는 거리만큼 위치가 조절되게 구비되고, 진입측에 가이드 롤러(260)가 구비되어 절삭면(1)이 형성된 금속복합패널(ACP)이 자동으로 이송되도록 구비되고, 상기 가이드 롤러(260)의 집입측에 패널 반전부(270)를 구비하여 절삭면(1)이 형성된 금속복합패널(ACP)을 클램핑하여 반전시켜 상기 면절삭부(100)에 의하여 절삭되는 패널 부분이 하부를 향하도록 구비됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 면절삭부(100)는, 외주면에 절삭날(111a)이 형성된 절삭 디스크(111)의 법선 방향으로 회전축(112)이 구비되는 절삭구(110); 상기 절삭구(110)를 이송하면서 상기 금속복합패널(ACP)에 절삭면(1)을 형성하는 절삭구 이송부(120); 및 상기 절삭구 이송부(120)의 상하, 좌우 이동을 제어하는 이송 제어부(130);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

또한, 상기 제1 롤러부(211)(221)의 후방에는 제2 롤러부(212)(222)가 배치되되, 상기 제2 롤러부(212)(222)는 상기 첨단형 돌부(231)가 형성한 상기 금속복합패널(ACP)의 하부 절단홈(2)의 외측을 상향되게 가압하여 심재(M)가 파단되도록 함으로써 연결부(3)를 형성하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 제2 롤러부(212)(222)의 후방에는 복수의 절곡 롤러부(213)(223)가 길이방향을 따라 연속적으로 배치되어 상기 연결부(3)를 일정한 형상으로 절곡 성형하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은 금속복합패널 성형장치(D)를 이용하여 폴리에틸렌 복합 심재(M)의 상,하부에 금속층(AP)이 적층되어 형성되는 금속복합패널(ACP)을 성형하는 외장패널용 금속복합패널 성형방법(FM)에 있어서, 일정한 길이를 지니도록 절단하여 사각형의 금속복합패널(ACP)을 형성하는 패널 재단단계(S100); 면절삭부(100)가 재단된 금속복합패널(ACP)의 네 모서리 중 적어도 마주보는 두 모서리를 포함하도록 일정한 면적의 폭으로 각 모서리의 길이방향을 따라 절삭면(1)을 형성하는 절삭면 형성단계(S200); 및 절곡성형부(200)가 상기 금속복합패널(ACP)에 상호 마주보도록 형성된 한 쌍의 절삭면(1)을 일정한 형상으로 절곡하는 절곡 성형단계(S300);를 포함하되, 상기 절삭면 형성단계(S200)는, 상기 금속복합패널(ACP)의 폭과 두께에 대응되도록 절삭구 이송부(120)의 상하, 좌우 이동이 이송 제어부(130)에 의하여 제어됨으로써 절삭구(110)가 금속복합패널(ACP)에 일정한 면적의 폭과 두께로 각 모서리의 길이방향을 따라 절삭면(1)을 형성하도록 하고, 상기 금속복합패널(ACP)과 나란하게 배치된 상태에서 법선 방향으로 구비되는 회전축(112)에 의하여 절삭 디스크(111)가 수평 회전하면서 절삭면(1)을 형성하는 것이 포함되도록 하고, 가이드 롤러(260)의 진입측에 구비된 패널 반전부(270)에 의하여 절삭면(1)이 형성된 금속복합패널(ACP)이 클램핑되어 반전시킴으로써 상기 면절삭부(100)에 의하여 절삭되는 패널 부분이 하부를 향하는 패널 반전단계(S210)가 포함됨을 특징으로 한다.

삭제

그리고 상기 절곡 성형단계(S300)는 상기 절곡성형부(200)의 제1 롤러부(211)(221) 외주면을 따라 형성된 첨단형 돌부(231)가 금속복합패널(ACP)의 절삭면(1)의 내측으로 일정 간격 이격된 위치에 배치된 상태에서 하부 금속층(AP)을 절단함으로써 하부 절단홈(2)을 형성하는 절단홈 형성단계(S310); 상기 제1 롤러부(211)(221)의 후방에 배치되는 제2 롤러부(212)(222)가 상기 금속복합패널(ACP)의 하부 절단홈(2)의 외측을 상향되게 가압하여 심재(M)를 파단함으로써 연결부(3)를 형성하는 연결부 형성단계(S320); 및 상기 제2 롤러부(212)(222)의 후방에 배치되는 복수의 절곡 롤러부(213)(223)가 길이방향을 따라 연속적으로 배치된 상태에서 상기 연결부(3)를 일정한 형상으로 절곡 성형하는 연결부 성형단계(S330);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명의 외장패널용 금속복합패널 성형장치 및 성형방법은 면절삭부가 폴리에틸렌 복합 심재를 포함하는 금속복합패널의 상부 금속층과 심재를 절삭하여 절삭면을 제공하고, 절곡성형부가 절삭면을 포함하도록 연결부를 성형함으로써 경량화된 보강 외장 패널을 간편하게 제작할 수 있다.

또한, 절삭구는 외주면에 절삭날이 형성된 절삭 디스크의 법선 방향으로 회전축이 구비되어 동일한 두께로 절삭 디스크에 상응하는 넓은 면적의 면절삭부를 일시에 형성할 수 있다.

뿐만 아니라, 이송 제어부에 의하여 상기 절삭구를 이송하면서 절삭면을 형성하는 절삭구 이송부의 상하, 좌우 이동을 정밀하게 제어함으로써 신속 정확하면서도 정밀하게 동일한 두께로 절삭이 가능하며, 패널의 사이즈와 두께에 따라 유연한 작업이 가능한 이점이 있다.

나아가, 상기 절곡성형부의 진입측에 배치되는 제1 롤러부의 하부롤러는 외주면을 따라 첨단형 돌부가 일체로 형성되어 금속복합패널의 절삭면 내측으로 일정 간격 이격된 위치에 하부 절단홈을 손쉽게 가공할 수 있다.

그리고 상기 제1 롤러부의 후방에 배치되는 제2 롤러부가 금속복합패널의 하부 절단홈의 외측을 상향되게 가압하여 심재가 파단되도록 함으로써 별도의 홈 가공 공정을 생략하더라도 손쉽게 연결부를 제작할 수 있어 제작효율이 증진될 수 있다.

한편, 상기한 금속복합패널 성형방법에 의하여 제작되는 외장패널은 네 모서리 중 적어도 마주보는 두 모서리에 각각 일측 및 타측 연결부가 형성되고, 상기 일측 연결부 및 타측 연결부는 심재와 상,하부 금속층을 포함하도록 리브편이 형성되어 연결부의 구조적 보강을 기대할 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 일측 및 타측 리브편에 구비되는 심재와 상,하부에 금속층은 성형방법상의 특이성을 바탕으로 그 길이가 상호 동일하도록 형성될 수 있어 인접 패널간의 연결부 결속과정에서 변형이 발생되거나 구조적 취약부가 형성됨이 없이 구조적 강성이 확보된 연결부를 제공할 수 있다.

도 1a는 종래기술에 따른 하니컴 알루미늄 보강패널을 도시한 사시도.
도 1b는 종래기술에 따른 알루미늄복합패널을 이용한 외장패널을 도시한 사시도.
도 2a는 종래기술에 따른 리브 보강형 외장패널을 도시한 사시도.
도 2b는 종래기술에 따른 리브 보강형 외장패널의 결합상태를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속복합패널 성형장치의 전체적인 형상을 도시한 개략도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 성형장치의 면절삭부를 도시한 개략도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 면절삭부의 절삭구를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 성형장치의 절곡성형부를 도시한 개략도.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 성형장치의 제1 롤러부 및 제2 롤러부를 도시한 단면도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속복합패널 성형방법의 시계열적 순서를 도시한 개념도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속복합패널 성형방법의 시계열적 순서를 도시한 블록도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 성형방법에 의하여 제작되는 외장패널을 도시한 사시도.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 외장패널의 결합상태를 도시한 단면도.

이하에서는 첨부한 도면을 바탕으로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 3은 본 발명의 외장패널용 금속복합패널 성형장치(D)의 전체적인 형상을 도시한 것으로, 면절삭부(100)와 절곡성형부(200)를 포함하여 구성된다.

한편, 본 발명의 성형장치(D)에 의하여 완성되는 외장패널(EP)은 폴리에틸렌 복합 심재(M)의 상,하부에 금속층(AP)이 적층되어 형성되는 금속복합패널(ACP)을 바탕으로 성형된다. 상기 금속복합패널(Metal Composite Panel)의 심재(M)는 폴리에틸렌 복합 소재인 것이 바람직하며, 상,하부의 금속재는 알루미늄, 티타늄, 강판, 동판 등이 적용될 수 있고, 상기 금속층(AP)는 각각 0.3 ~ 0.8 mm로 제작되며, 전체적인 두께(t)는 4 내지 6 mm로 제작되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 규정하는 상부, 하부 및 폭방향, 길이방향은 성형장치(D)의 절곡성형부(200)에 구비되는 패널을 중심으로 이동되는 방향을 길이방향으로 정의하며, 그와 수직되는 방향을 폭방향으로 정의한다.

상기 금속복합패널(ACP)은 폴리에틸렌 복합 심재(M)에 의하여 외력에 대한 강도가 확보되면서도 자중이 비교적 경량인 이점이 있어 시공성이 확보될 수 있음은 물론 폴리에틸렌 복합 심재(M)의 특성상 준불연성능이 있으며, 단열성도 기대할 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명의 성형장치(D)를 구성하는 상기 면절삭부(100)는 사각형으로 재단된 금속복합패널(ACP)의 네 모서리 중 적어도 마주보는 두 모서리를 포함하도록 일정한 면적의 폭으로 각 모서리의 길이방향을 따라 절삭면(1)을 형성하는 것으로, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 면절삭부(100)는 절삭구(110)와 절삭구 이송부(120) 및 이송 제어부(130)를 포함할 수 있다.

도 4의 (a)는 면절삭부(100)를 길이방향으로 도시한 것으로, 패널의 길이방향을 따라 절삭구(110)를 이송시키고, 상하로 높이 조절되는 실시 형태를 도시하고 있다. 도 4의 (b)는 면절삭부(100)를 폭방향으로 도시한 것으로, 패널의 폭방향으로 절삭구(110)가 이송되는 실시 형태를 도시하고 있으며, 이는 길이방향 및 폭방향 그리고 상하방향으로 이동될 수 있는 절삭구 이송부(120)에 의하여 구현될 수 있음을 도시한 것이다.

상기 절삭구(110)는 도 5에 도시된 바와 같이 외주면에 절삭날(111a)이 형성된 절삭 디스크(111)의 법선 방향으로 회전축(112)이 구비되는 것으로, 상기 절삭 디스크(111)는 회동수단에 의하여 회전되는 회전축(112)에 종속되어 회전되어진다. 상기 절삭 디스크(111)은 패널과 나란하게 배치된 상태에서 상하, 좌우로 이동하면서 디스크가 맞닿는 면적에 대응되는 만큼 절삭면(1)을 형성하게 되는 것으로, 외주면에 배치되는 절삭날(111a)에 의하여 절삭공정이 이루어진다.

또한, 상기 절삭구 이송부(120)는 상기 절삭구(110)를 구비한 상태에서 이송하면서 상기 금속복합패널(ACP)에 절삭면(1)을 형성한다. 따라서, 상기 절삭구(110)는 절삭구 이송부(120)의 움직임에 따라 그 상하,좌우 위치에 종속되어 절삭면(1)을 형성하게 된다.

이때, 상기 이송 제어부(130)는 금속복합패널(ACP)의 두께(t)와 전체적인 폭과 길이에 상응하도록 절삭구 이송부(120)의 상하, 좌우 이동을 제어할 수 있다. 따라서, 절삭하고자 하는 절삭면(1)의 정보에 상응하도록 미리 입력된 정보를 바탕으로 상기 이송 제어부(130)가 절삭구 이송부(120)의 위치와 움직임을 관리하게 된다.

다만, 본 발명의 성형장치(D)의 면절삭부(100)에 의하여 가공되어지는 금속복합패널(ACP)의 절삭면(1)은 추후 연결부(3)를 구성하는 것으로, 상부 금속층(AP)과 심재(M)의 상부가 절삭되어 형성되는 면이다. 이때, 상기 절삭면(1)은 하부 금속층(AP)만 잔존하도록 절삭하는 것도 가능하나, 폴리에틸렌 복합 심재(M)의 특성상 어느정도 잔존부분이 존재하여도 연결부(3)를 형성하는 것에 제약이 되지 않는다면, 동일한 두께(t1)로 일정부분 잔존 심재(M)가 존재하도록 절삭면(1)을 가공하는 것도 가능하다.

한편, 본 발명의 성형장치(D)를 구성하는 상기 절곡성형부(200)는 일정 간격 이격되어 상호 마주보도록 구비되는 한 쌍의 롤러부(210)(220)가 길이방향을 따라 연속적으로 배치되어 상기 금속복합패널(ACP)에 상호 마주보도록 형성된 한 쌍의 절삭면(1)을 일정한 형상으로 절곡하는 것으로, 전체적으로 도 6에 도시된 바와 같은 형상을 지닌다.

이때, 길이방향을 따라 연속적으로 배치되는 한 쌍의 롤러부(210)(220)는 연결부(3)의 형상에 따라 다른 형상으로 형성될 수 있으며, 금속복합패널(ACP)의 전체적인 폭에 대응되는 거리 만큼 위치 조절되도록 폭 조절구(240)에 의하여 한 쌍의 롤러부(210)(220) 사이의 간격이 조절되도록 구성될 수 있다.

또한, 통상적으로 각각의 롤러부(210)(220)는 상하 또는 좌우로 배치되는 상부롤러와 하부롤러로 구성되고, 그 사이에 패널이 구비됨으로써 가압 절곡되므로 각각의 롤러부(210)(220)를 구성하는 상,하부롤러 사이의 간격은 패널의 두께에 대응되도록 간격 조절구(250)에 의하여 조절될 수 있다.

한편, 도 7a에 도시된 바와 같이 상기 절곡성형부(200)는 진입측에 한 쌍의 제1 롤러부(211)(221)가 배치되어 각각 상부롤러(211T)(221T)와 하부롤러(211B)(221B)로 구성되고, 상기 하부롤러(211B)(221B)의 외주면을 따라 첨단형 돌부(231)가 형성될 수 있다.

이때, 상기 진입측으로 절삭면(1)이 형성된 금속복합패널(ACP)이 용이하게 이송되도록 가이드 롤러(260)가 추가적으로 구비되어 자동적으로 이송되도록 가이드할 수 있다. 또한, 상기 면절삭부(100)에 의하여 절삭되는 패널 부분이 하부를 향하도록 절삭면(1)이 형성된 금속복합패널(ACP)을 클램핑하여 반전시키는 패널 반전부(270)를 가이드 롤러(260)의 집입측 내지 배출측에 추가적으로 구비할 수 있다.

상술한 바와 같이 제1 롤러부(211)(221) 상호간의 거리는 패널의 폭에 상응하도록 상기 폭 조절구(240)에 의하여 조절될 수 있으며, 상기 상,하부롤러(211T)(221T)(211B)(221B) 사이의 간격은 상기 간격 조절구(250)에 의하여 패널의 두께에 상응하도록 조절될 수 있다.

상기 첨단형 돌부(231)는 금속복합패널(ACP)의 절삭면(1)의 내측으로 일정 간격 이격된 위치에 배치되어 상기 금속복합패널(ACP)의 하부 금속층(AP)을 절단하여 하부 절단홈(2)을 형성할 수 있다. 이때, 상기 하부 절단홈(2)은 하부 금속층(AP)의 두께에 상응하는 깊이만큼 형성되거나, 그 이하로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 도 7b에 도시된 바와 같이 상기 제1 롤러부(211)(221)의 후방에 배치되는 제2 롤러부(212)(222)도 상부롤러(212T)(222T)와 하부롤러(212B)(222B)로 구성되어 그 형상에 의하여 상기 첨단형 돌부(231)가 형성한 상기 금속복합패널(ACP)의 하부 절단홈(2)의 외측을 상향 가압하여 자연스럽게 심재(M)가 파단되도록 함으로써 연결부(3)를 상향 절곡되게 형성할 수 있다.

이는 하부 금속층(AP)에 기 형성된 하부 절단홈(2)이 가압력에 의하여 폴리에틸렌 복합 심재(M)의 파단 균열을 유도하는 것으로, 하부 절단홈(2)의 형상에 의하여 금속층(AP)과 실질적으로 수직된 방향으로 파단면을 형성할 수 있다. 특히, 폴리에틸렌 복합 심재(M)는 폴리에틸렌 복합 소재로 제작되는 경우 이상적인 파단면을 형성할 수 있다.

한편, 상기 제2 롤러부(212)(222)의 후방에 길이방향을 따라 연속적으로 배치되는 복수의 절곡 롤러부(213)(223)는 성형하고자 하는 연결부(3)의 형상에 대응되도록 설계 배치될 수 있으며, 상기 절곡 롤러부(213)(223)는 그 형상에 의하여 상기 연결부(3)를 일정한 형상으로 절곡 성형할 수 있게 된다.

길이방향으로 배치되는 복수의 절곡 롤러부(213)(223)의 형상과 그에 따라 제작되는 연결부(3)의 절곡형상은 롤 포밍과 관련된 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 적절한 설계를 바탕으로 자유롭게 구현할 수 있는 것으로, 이하 구체적인 설명은 생략한다.

본 발명의 외장패널용 금속복합패널 성형방법(FM)은, 상술한 금속복합패널 성형장치(D)를 이용하여 폴리에틸렌 복합 심재(M)의 상,하부에 금속층(AP)이 적층되어 형성되는 금속복합패널(ACP)을 성형하는 것으로, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 패널 재단단계(S100), 절삭면 형성단계(S200) 및 절곡 성형단계(S300)를 포함할 수 있다.

상기 패널 재단단계(S100)는 코일링된 금속복합패널을 일정한 길이를 지니도록 절단하여 사각형의 금속복합패널(ACP)을 형성하는 단계이다. 적용되는 설계 현장의 여건에 다라 다양한 길이로 재단될 수 있다.

이후 진행되는 절삭면 형성단계(S200)는 상기 성형장치(D)의 면절삭부(100)가 재단된 금속복합패널(ACP)의 네 모서리 중 적어도 마주보는 두 모서리를 포함하도록 일정한 면적의 폭으로 각 모서리의 길이방향을 따라 절삭면(1)을 형성하는 단계이다.

한편, 상기 면절삭부(100)는 절삭구(110)와 절삭구 이송부(120) 및 이송 제어부(130)를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 절삭면 형성단계(S200)는 상기 면절삭부(100)의 이송 제어부(130)가 상기 금속복합패널(ACP)의 폭과 두께에 대응되도록 상기 절삭구 이송부(120)의 상하, 좌우 이동을 제어할 수 있다.

이로써, 상기 절삭구 이송부(120)에 종속된 절삭구(110)가 절삭구 이송부(120)의 움직임에 따라 금속복합패널(ACP)에 일정한 면적의 폭과 두께로 각 모서리의 길이방향을 따라 절삭면(1)을 형성할 수 있다.

이때, 상기 이송 제어부(130)는 금속복합패널(ACP)의 두께와 전체적인 폭과 길이에 상응하도록 절삭구 이송부(120)의 상하, 좌우 이동을 제어하므로 절삭하고자 하는 절삭면(1)의 정보에 상응하도록 미리 입력된 정보를 바탕으로 상기 이송 제어부(130)가 절삭구 이송부(120)의 위치와 움직임을 관리할 수 있다.

또한, 상기 절삭구(110)는 외주면에 절삭날(111a)이 형성된 절삭 디스크(111)의 법선 방향으로 회전축(112)이 구비되는 것으로, 상기 절삭 디스크(111)는 회동수단에 의하여 회전되는 회전축(112)에 종속되어 회전되어진다. 따라서, 상기 절삭 디스크(111)가 상기 금속복합패널(ACP)과 나란하게 배치된 상태에서 법선 방향으로 구비되는 회전축(112)에 의하여 수평 회전하면서 절삭면(1)을 형성할 수 있다.

상기 절삭면 형성단계(S200) 이후 패널 반전단계(S210)로 가이드 롤러(260)의 진입측에 구비된 패널 반전부(270)에 의하여 절삭면(1)이 형성된 금속복합패널(ACP)이 클램핑되어 반전시킴으로써 상기 면절삭부(100)에 의하여 절삭되는 패널 부분이 하부를 향하도록 하여 이어 절곡 성형단계(S300)가 원활하게 진행될 수 있게 된다.
이어 진행되는 절곡 성형단계(S300)는 절곡성형부(200)가 상기 금속복합패널(ACP)에 상호 마주보도록 형성된 한 쌍의 절삭면(1)을 일정한 형상으로 절곡하는 단계로, 절단홈 형성단계(S310), 연결부 형성단계(S320) 및 연결부 성형단계(S330)을 포함할 수 있다.

상기 절단홈 형성단계(S310)는 상기 절곡성형부(200)의 제1 롤러부(211)(221) 외주면을 따라 형성된 첨단형 돌부(231)가 금속복합패널(ACP)의 절삭면(1)의 내측으로 일정 간격 이격된 위치에 배치된 상태에서 하부 금속층(AP)을 절단함으로써 하부 절단홈(2)을 형성하는 단계이다. 이때, 상기 절단홈 형성단계(S310)에 의하여 형성되는 하부 절단홈(2)은 하부 금속층(AP)의 두께에 상응하는 깊이만큼 형성되거나, 그 이상으로 형성되는 것이 바람직하다.

이후 진행되는 연결부 형성단계(S320)는 상기 제1 롤러부(211)(221)의 후방에 배치되는 제2 롤러부(212)(222)가 상기 금속복합패널(ACP)의 하부 절단홈(2)의 외측을 상향되게 가압하여 심재(M)를 파단함으로써 연결부(3)를 형성하는 단계이다.

상기 제2 롤러부(212)(222)는 상부롤러(212T)(222T)와 하부롤러(212B)(222B)로 구성되어 그 형상에 의하여 상기 첨단형 돌부(231)가 형성한 상기 금속복합패널(ACP)의 하부 절단홈(2)의 외측을 상향 가압하여 자연스럽게 심재(M)가 파단되도록 함으로써 연결부(3)를 상향 절곡시키는 것으로 하부 절단홈(2)의 형상에 의하여 금속층(AP)과 실질적으로 수직된 방향으로 파단면을 형성할 수 있다. 이때, 폴리에틸렌 복합 심재(M)는 폴리에틸렌 복합 소재로 제작되는 경우 이상적인 파단면을 형성할 수 있다.

상기 연결부 형성단계(S320) 이후에 진행되는 연결부 성형단계(S330)는 상기 제2 롤러부(212)(222)의 후방에 배치되는 복수의 절곡 롤러부(213)(223)가 길이방향을 따라 연속적으로 배치된 상태에서 상기 연결부(3)를 일정한 형상으로 절곡 성형하는 단계이다. 상기 복수의 절곡 롤러부(213)(223)는 성형하고자 하는 연결부(3)의 형상에 대응되도록 설계 배치될 수 있으며, 상기 절곡 롤러부(213)(223)는 그 형상에 의하여 상기 연결부(3)를 일정한 형상으로 절곡 성형할 수 있게 된다.

본 발명의 외장패널용 금속복합패널 성형방법(FM)에 의하여 제작되는 외장패널(EP)은 폴리에틸렌 복합 심재(M)의 상,하부에 금속층(AP)이 적층되며, 네 모서리 중 적어도 마주보는 두 모서리에 각각 일측 연결부(31)와 타측 연결부(32)가 형성되는 연결부(3)로 구성된다.

일 실시예로, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 절삭면 형성단계(S200)에 의하여 형성된 절삭면(1)을 구비한 상태에서 상기 절곡 성형단계(S300)에 의하여 연결부(3)의 일측 연결부(31)는 수직 절곡되어 일측 리브편(311)이 형성되며, 상기 일측 리브편(311)의 단부에만 절삭 형성된 절삭면(1)이 마련될 수 있다. 상기 절삭면(1)은 외측으로 절곡되어 외장패널과 나란하도록 수평 연결편(312)이 형성되고, 상기 수평 연결편(312)이 수직 절곡되어 마감편(313)이 형성될 수 있다.

또한, 상기 타측 연결부(32)도 절삭면(1)을 구비하도록 절삭된 상태에서 수직 절곡되어 타측 리브편(321)이 형성되고, 상기 타측 리브편(321)의 단부에만 절삭 형성된 절삭면(1)이 마련되며, 상기 절삭면(1)은 외측으로 절곡되어 외장패널과 나란하도록 수평 연결편(322)이 형성될 수 있다.

한편, 상기 절곡 성형단계(S300)는 상술한 절단홈 형성단계(S310) 및 연결부 형성단계(S320)를 포함하도록 진행되는 경우, 상기 절단홈 형성단계(S310)에 의하여 상기 절곡성형부(200)의 제1 롤러부(211)(221) 외주면을 따라 형성된 첨단형 돌부(231)가 금속복합패널(ACP)의 절삭면(1)의 내측으로 일정 간격 이격된 위치에 배치된 상태에서 하부 금속층(AP)을 절단함으로써 하부 절단홈(2)이 형성되고, 상기 연결부 형성단계(S320)에 의하여 제2 롤러부(212)(222)가 상기 금속복합패널(ACP)의 하부 절단홈(2)의 외측을 상향되게 가압하여 심재(M)를 파단함으로써 금속층(AP)과 실질적으로 수직된 방향으로 파단면을 형성할 수 있으므로 상기 일측 리브편(311)과 타측 리브편(321)에 구비되는 심재(M)와 상,하부에 금속층(AP)은 상호 길이가 동일하도록 형성될 수 있다.

이로써, 도 11의 결합상태 단면도에서 확인되듯 상기 외장패널(EP)을 폭방향으로 인접한 패널과 결속함에 있어 상기 일측 리브편(311)과 타측 리브편(321)이 심재(M)와 상부 금속층(AP)을 구비한 상태로 상호 맞닿도록 배치되어 패널에 가해지는 하중을 수용하도록 구조적 보강부로 기능할 수 있다.

또한, 종래기술의 V자 커팅에서 벗어나 하부 절단홈(2)을 바탕으로 가압만으로 리브편(311)(321)의 제작이 가능한 바 상기 일측 리브편(311)과 타측 리브편(321)에 구비되는 심재(M)와 상,하부에 금속층(AP)은 상호 길이가 동일하도록 형성될 수 있게 된다.

따라서, 심재와 상부 금속층이 제거됨이 없이도 일측 및 타측 리브편(311)(312)을 형성할 수 있어 패널을 연결하는 과정에서 변형이 발생됨이 없으며, 특히 일측 및 타측 리브편(311)(321)과 상기 수평 연결편(312)(322) 사이에 공극이 없이 밀착된 절곡 구조를 제공할 수 있어 견고한 결합구조를 제공할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 외장패널용 금속복합패널 성형장치(D)와 이를 이용한 성형방법(FM) 및 그에 따른 외장패널(EP)은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있는 범위까지 특허청구범위의 보호범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

ACP:금속복합패널
M:심재 AP:상,하부 금속층
1:절삭면 2:하부 절단홈
D:금속복합패널 성형장치 100:면절삭부
110:절삭구 111:절삭 디스크
111a:절삭날 112:회전축
120:절삭구 이송부 130:이송 제어부
200:절곡성형부 210,220:한 쌍의 롤러부
211,221:제1 롤러부 211T,221T:상부롤러
211B,221B:하부롤러 231:첨단형 돌부
212,222:제2 롤러부 212T,222T:상부롤러
212B,222B:하부롤러 213,223:절곡 롤러부
240:폭 조절구 250:간격 조절구
260:가이드 롤러
M:금속복합패널 성형방법 S100:패널 재단단계(S100)
S200:절삭면 형성단계 S300:절곡 성형단계
S310:절단홈 형성단계 S320:연결부 형성단계
S330:연결부 성형단계
EP:외장패널 3:연결부
31:일측 연결부 32:타측 연결부
311:일측 리브편 321:타측 리브편
312:수평 연결편 322:수평 연결편
313:마감편

Claims

폴리에틸렌 복합 심재(M)의 상,하부에 금속층(AP)이 적층되어 형성되는 금속복합패널(ACP)을 성형하는 외장패널용 금속복합패널 성형장치(D)에 있어서,
사각형으로 재단된 금속복합패널(ACP)의 네 모서리 중 적어도 마주보는 두 모서리를 포함하도록 일정한 면적의 폭으로 각 모서리의 길이방향을 따라 절삭면(1)을 형성하는 면절삭부(100); 및
일정 간격 이격되어 상호 마주보도록 구비되는 한 쌍의 롤러부(210)(220)가 길이방향을 따라 연속적으로 배치되어 상기 금속복합패널(ACP)에 상호 마주보도록 형성된 한 쌍의 절삭면(1)을 일정한 형상으로 절곡하는 절곡성형부(200);
를 포함하여 구비되고,
상기 절곡성형부(200)는,
진입측에 한 쌍의 제1 롤러부(211)(221)가 배치되어 각각 상부롤러(211T)(221T)와 하부롤러(211B)(221B)로 구성되고, 상기 하부롤러(211B)(221B)의 외주면을 따라 첨단형 돌부(231)가 형성되되, 상기 첨단형 돌부(231)가 금속복합패널(ACP)의 절삭면(1)의 내측으로 일정 간격 이격된 위치에 배치되어 상기 금속복합패널(ACP)의 하부 금속층(AP)을 절단하여 하부 절단홈(2)을 형성하고, 진입측에 간격 조절구(250)가 구비되어 각각의 롤러부(210)(220)를 구성하는 상부롤러(211T)(221T), 하부롤러(211B),(222B)사이의 간격이 패널두께에 대응되게 구비되고, 상기 한 쌍의 롤러부(210)(220) 사이의 간격이 폭 조절구(240)에 의하여 금속복합패널(ACP)의 전체적인 폭에 대응되는 거리만큼 위치가 조절되게 구비되고, 진입측에 가이드 롤러(260)가 구비되어 절삭면(1)이 형성된 금속복합패널(ACP)이 자동으로 이송되도록 구비되고, 상기 가이드 롤러(260)의 진입측에 패널 반전부(270)를 구비하여 절삭면(1)이 형성된 금속복합패널(ACP)을 클램핑하여 반전시켜 상기 면절삭부(100)에 의하여 절삭되는 패널 부분이 하부를 향하도록 구비됨을 특징으로 하는 외장패널용 금속복합패널 성형장치.
제1항에 있어서,
상기 면절삭부(100)는,
외주면에 절삭날(111a)이 형성된 절삭 디스크(111)의 법선 방향으로 회전축(112)이 구비되는 절삭구(110);
상기 절삭구(110)를 이송하면서 상기 금속복합패널(ACP)에 절삭면(1)을 형성하는 절삭구 이송부(120); 및
상기 절삭구 이송부(120)의 상하, 좌우 이동을 제어하는 이송 제어부(130);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 외장패널용 금속복합패널 성형장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 롤러부(211)(221)의 후방에는 제2 롤러부(212)(222)가 배치되되, 상기 제2 롤러부(212)(222)는 상기 첨단형 돌부(231)가 형성한 상기 금속복합패널(ACP)의 하부 절단홈(2)의 외측을 상향되게 가압하여 심재(M)가 파단되도록 함으로써 연결부(3)를 형성하는 것을 특징으로 하는 외장패널용 금속복합패널 성형장치.
제4항에 있어서,
상기 제2 롤러부(212)(222)의 후방에는 복수의 절곡 롤러부(213)(223)가 길이방향을 따라 연속적으로 배치되어 상기 연결부(3)를 일정한 형상으로 절곡 성형하는 것을 특징으로 하는 외장패널용 금속복합패널 성형장치.
청구항 1의 금속복합패널 성형장치(D)를 이용하여 폴리에틸렌 복합 심재(M)의 상,하부에 금속층(AP)이 적층되어 형성되는 금속복합패널(ACP)을 성형하는 외장패널용 금속복합패널 성형방법(FM)에 있어서,
일정한 길이를 지니도록 절단하여 사각형의 금속복합패널(ACP)을 형성하는 패널 재단단계(S100);
면절삭부(100)가 재단된 금속복합패널(ACP)의 네 모서리 중 적어도 마주보는 두 모서리를 포함하도록 일정한 면적의 폭으로 각 모서리의 길이방향을 따라 절삭면(1)을 형성하는 절삭면 형성단계(S200); 및
절곡성형부(200)가 상기 금속복합패널(ACP)에 상호 마주보도록 형성된 한 쌍의 절삭면(1)을 일정한 형상으로 절곡하는 절곡 성형단계(S300);
를 포함하되,
상기 절삭면 형성단계(S200)는,
상기 금속복합패널(ACP)의 폭과 두께에 대응되도록 절삭구 이송부(120)의 상하, 좌우 이동이 이송 제어부(130)에 의하여 제어됨으로써 절삭구(110)가 금속복합패널(ACP)에 일정한 면적의 폭과 두께로 각 모서리의 길이방향을 따라 절삭면(1)을 형성하도록 하고,
상기 금속복합패널(ACP)과 나란하게 배치된 상태에서 법선 방향으로 구비되는 회전축(112)에 의하여 절삭 디스크(111)가 수평 회전하면서 절삭면(1)을 형성하는 것이 포함되도록 하고,
가이드 롤러(260)의 진입측에 구비된 패널 반전부(270)에 의하여 절삭면(1)이 형성된 금속복합패널(ACP)이 클램핑되어 반전시킴으로써 상기 면절삭부(100)에 의하여 절삭되는 패널 부분이 하부를 향하는 패널 반전단계(S210)가 포함됨을 특징으로 하는 외장패널용 금속복합패널 성형방법.
삭제
삭제
제6항에 있어서,
상기 절곡 성형단계(S300)는,
상기 절곡성형부(200)의 제1 롤러부(211)(221) 외주면을 따라 형성된 첨단형 돌부(231)가 금속복합패널(ACP)의 절삭면(1)의 내측으로 일정 간격 이격된 위치에 배치된 상태에서 하부 금속층(AP)을 절단함으로써 하부 절단홈(2)을 형성하는 절단홈 형성단계(S310);
상기 제1 롤러부(211)(221)의 후방에 배치되는 제2 롤러부(212)(222)가 상기 금속복합패널(ACP)의 하부 절단홈(2)의 외측을 상향되게 가압하여 심재(M)를 파단함으로써 연결부(3)를 형성하는 연결부 형성단계(S320); 및
상기 제2 롤러부(212)(222)의 후방에 배치되는 복수의 절곡 롤러부(213)(223)가 길이방향을 따라 연속적으로 배치된 상태에서 상기 연결부(3)를 일정한 형상으로 절곡 성형하는 연결부 성형단계(S330);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 외장패널용 금속복합패널 성형방법.
삭제
삭제