KR102280706B1

KR102280706B1 - 진공성형 금형의 냉각패널

Info

Publication number: KR102280706B1
Application number: KR1020180081508A
Authority: KR
Inventors: 최영호
Original assignee: 최영호
Priority date: 2018-07-13
Filing date: 2018-07-13
Publication date: 2021-07-21
Also published as: KR20200007416A

Abstract

본 발명은 진공성형 금형의 냉각패널 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 냉각패널은 일정 깊이로 요입된 냉각수유로가 일면에 형성되고, 타면은 진공성형 금형에 결합되는 본체패널부와, 상기 냉각수유로가 형성된 본체패널부의 일면에 밀착 결합되어 냉각수유로를 폐쇄하며, 상기 냉각수유로의 냉각수 출입을 위한 유입구와 유출구가 형성되는 덮개패널부를 포함한다.
이러한 본 발명에 따르면, 진공성형 금형의 형태나 구조에 따른 최적의 냉각수유로를 형성함으로써 냉각효율을 향상시킬 수 있고, 이를 통하여 성형품의 품질 개선은 물론 성형시간의 단축을 통해 생산성을 증대시킬 수 있다.

Description

진공성형 금형의 냉각패널 {Cooling device for vacuum mold}

본 발명은 진공성형 금형의 냉각패널에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 금형의 구조나 형태에 최적화된 냉각수유로를 효율적으로 형성하여 냉각효율의 향상 및, 진공성형의 생산성과 성형품질을 개선할 수 있는 진공성형 금형의 냉각패널에 관한 것이다.

일반적으로 합성수지를 성형함에 있어 사출성형 또는 압출성형과 같은 성형방법은 금형이 복잡하고 제품 표면이 깨끗하지 못하여 제품 가격 대비 제조원가가 높아 경제성이 저하되는 단점이 있으며, 그에 따라 얇은 합성수지 시트나 필름에 열을 가한 후 진공 흡입을 통해 성형하는 진공성형이 활발히 이루어지고 있다.

상기 진공성형은 일 예로서, 등록특허 제10-1306075호(진공성형용 금형장치) 에 개시되어 있는 것처럼, 진공성형 금형에 가열된 합성수지시트나 필름을 올려놓고, 진공성형 금형에 형성된 에어홀을 통해 공기를 흡입함으로써 진공력에 의해 합성수지시트를 소정 형상으로 성형하는 방식이다.

이러한 진공성형은 성형 후 진공성형품의 경화 및 금형으로부터의 용이한 이탈 등을 위하여 냉각수단이 필히 요구되는데, 진공 형성을 위하여 다수의 에어홀이 진공성형 금형에 형성되어야 하는 금형구조의 특성상, 사출금형과는 달리 금형 자체에 냉각유로를 형성하는 직접 냉각방법을 채택하기 어려우며, 그에 따라 냉각수를 순환시키는 별도의 냉각패널을 제조하여 진공금형에 결합시키는 간접 냉각방식을 채택할 수 밖에 없다.

그런데, 진공성형 금형에 결합되는 종래의 냉각패널은 건드릴을 이용한 구멍의 천공 또는 주물방식을 통해 냉각패널 내부에 동파이프가 배설되도록 제조하거나 또는 압출방식으로 냉각바를 형성하여 냉각패널을 제조하였는데, 제조상의 어려움이 있음과 함께, 특히 금형의 형태나 구조에 맞추어 냉각수라인을 다양하게 형성하는 것이 곤란하여 전체적으로 냉각효율이 좋지 못한 단점이 있었다.

등록특허 제10-1306075호 : 진공성형용 금형장치

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안되는 것으로서, 본 발명의 목적은 분리된 본체패널부와 덮개패널부의 결합구조를 통하여 금형의 형태나 구조에 따른 최적화된 냉각수유로를 형성함으로써 냉각효율의 향상을 통한 성형품질 및 작업생산성을 증진시킬 수 있는 진공성형 금형의 냉각패널을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 과제해결수단으로서,

일정 깊이의 홈 형태로 요입되면서 라인 형태로 연장되며 내부를 따라 냉각수가 순환되는 냉각수유로와, 상기 냉각수유로의 둘레를 따라 라인 형태로 연장되는 패킹홈이 일면에 각각 형성되고, 타면은 진공성형 금형에 결합되는 본체패널부와, 상기 냉각수유로가 형성된 본체패널부의 일면에 밀착 결합되어 냉각수유로를 폐쇄하며, 상기 냉각수유로의 냉각수 출입을 위한 유입구와 유출구가 형성되는 덮개패널부와, 상기 본체패널부의 패킹홈에 끼워짐으로써 냉각수유로의 둘레를 감싸는 형태로 장착되어 냉각수유로의 경로를 따라 연장되며, 덮개패널부가 본체패널부에 결합되면 가압에 의해 탄성 변형되면서 본체패널부와 덮개패널부 사이에서 냉각수유로의 둘레를 밀폐시키는 패킹오링을 포함하는 진공성형 금형의 냉각패널이 개시된다.

삭제

또한, 상기 냉각수유로 및 패킹홈은 CNC 기계가공을 통해 본체패널부의 일면을 절삭함으로써 형성될 수 있다.

삭제

본 발명에 따른 진공성형 금형의 냉각패널에 의하면,

본체패널부와 덮개패널부의 분리 결합구조에 따라 CNC 기계가공을 통하여 냉각패널에 냉각수유로를 다양하게 형성하는 것이 가능하며, 이에 따라 진공성형 금형의 형태나 구조에 따른 최적의 냉각수유로를 형성함으로써 냉각효율을 향상시킬 수 있고, 이를 통하여 성형품의 품질 개선은 물론 성형시간의 단축을 통해 생산성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 냉각수 순환을 위해 결합되는 배관자재를 대폭 절감할 수 있음과 함께, 덮개패널부의 분리를 통해 냉각수라인의 유지보수를 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있다.

아울러, 상기한 바와 같이 구체적으로 명시한 효과 이외에 본 발명의 특징적인 구성으로부터 용이하게 도출되고 기대될 수 있는 특유한 효과 또한 본 발명의 효과에 포함될 수 있음을 첨언한다.

도 1은 본 발명에 따른 진공성형 금형의 냉각패널을 일 예시한 도면,
도 2는 도 1을 분해하여 일 예시한 도면,
도 3은 도 1의 “A-A”선에 따른 단면구성을 일 예시한 도면,
도 4는 다양한 라인 형태로 냉각수유로가 형성된 본체패널부를 평편에서 일 예시한 도면,
도 5는 본 발명의 냉각패널이 진공성형 금형에 결합 설치된 상태를 일 예시한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 냉각패널의 제조방법의 순서를 일 예시한 도면이다.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 진공성형 금형의 냉각패널 및 그 제조방법에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로서, 첨부된 도면에서의 요소의 형상, 크기, 요소간의 간격 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 축소되거나 과장되어 표현될 수 있음을 유의하여야 한다.

또한, 실시예를 설명하는데 있어서, 만일 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “구비되어”, “형성되어”, “연결되어”, “결합되어”, “설치되어”있다고 기재된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 구비, 형성, 연결, 결합, 설치되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

아울러, 실시예를 설명하는데 있어서 원칙적으로 관련된 공지의 기능이나 공지의 구성과 같이 이미 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 기술적 특징을 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 1 내지 도 5에는 본 발명에 따른 진공성형 금형의 냉각패널(100, 이하, “냉각패널”이라 약칭함.)이 일 예시되어 있다.

상기 도면들에 일 예시된 것처럼, 본 발명에 따른 냉각패널(100)은 상호 간에 분리 구성되면서 결합이 이루어지는 본체패널부(10)와 덮개패널부(20), 및 상기 본체패널부(10)와 덮개패널부(20) 사이에 개재되는 패킹오링(30)을 포함한다.

상기 본체패널부(10)와 덮개패널부(20)는 열전달이 우수하면서 상호 간에 밀착이 가능하도록 평평한 금속 판재로 이루어지는데, 일 예로서 알루미늄(Al) 판재로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 본체패널부(10)와 덮개패널부(20)는 상호간에 결합이 이루어지는데, 볼트 체결을 통해 상호 분리 가능하게 결합될 수 있다.

또한, 상기 본체패널부(10)와 덮개패널부(20)의 형상 및 크기는 본 발명의 냉각패널(100)이 설치되는 진공성형 금형(200)의 크기나 형태, 구조에 따라 적절하게 채택될 수 있다.

여기서, 상기 본체패널부(10)의 평평한 일면에는 냉각수의 순환을 위한 냉각수유로(11)가 형성된다.

상기 냉각수유로(11)는 일정 깊이를 갖는 홈 형태로 요입되게 형성되는데, 이 때 요입된 홈의 단면은 열전달 면적의 증대를 위하여 도 3에 일 예시된 것처럼 사각 형상으로 형성될 수 있다.

그리고, 요입되게 형성된 냉각수유로(11)는 본체패널부(10)의 일면을 따라 연속적인 라인(line) 형태로 연장되는데, 단순한 직선 라인 형태뿐만 아니라, 지그재그 형태 등 냉각대상인 진공성형 금형(200)의 형태나 구조에 맞추어, 냉각이 효율적으로 이루어지도록 최적의 라인 형태로 형성될 수 있으며, 도 4에는 이러한 냉각수유로(11)가 다양한 라인 형태로 형성된 본체패널부(10)가 일 예시되어 있다.

이렇게 일정깊이로 요입되면서 라인 형태로 연장되는 냉각수유로(11)는 CNC 기계가공을 통해 본체패널부(10)의 일면을 절삭함으로써 용이하게 형성될 수 있다.

또한, 냉각수유로(11)가 형성되는 상기 본체패널부(10)의 일면에는 패킹홈(12)이 추가로 형성될 수 있다.

상기 패킹홈(12)은 상기 냉각수유로(11)의 둘레를 따라 연장되는 라인형태로 형성되며, 이러한 패킹홈(12)에는 후술하는 패킹오링(30)이 끼워져 장착된다.

이러한 패킹홈(12) 또한 CNC 기계가공을 통해 본체패널부(10)의 일면을 절삭함으로써 형성될 수 있다.

상기 덮개패널부(20)는 상기 냉각수유로(11)가 형성된 본체패널부(10)의 일면에 밀착 결합되며, 따라서, 덮개패널부(20)의 결합에 의해 본체패널부(10) 일면을 따라 형성된 상기 냉각수유로(11)는 개방된 부분의 폐쇄가 이루어지게 된다.

그리고, 상기 덮개패널부(20)에는 결합에 의해 폐쇄된 상기 냉각수유로(11)로 냉각수가 유입되거나 또는 냉각수유로(11)로부터 냉각수가 유출될 수 있게 하는 유입구(21)와 유출구(22)가 관통되게 형성된다.

이러한 유입구(21)와 유출구(22)에는 냉각수의 공급 및 회수를 위한 냉각수 배관(300)이 연결될 수 있도록 한쌍의 커넥터(40)가 결합될 수 있다.

상기 패킹오링(30)은 위와 같이 상호간 결합되는 본체패널부(10)와 덮개패널부(20) 사이에 개재되어 냉각수의 누수를 방지하는 기능을 한다.

이러한 패킹오링(30)은 길게 연장되는 띠 형태로 이루어지며, 본체패널부(10)에 형성된 상기 패킹홈(12)에 끼워져 냉각수유로(11)의 둘레를 감싸는 형태로 장착된다.

따라서, 상기 덮개패널부(20)가 본체패널부(10)에 결합되면 패킹오링(30)은 가압에 의해 탄성 변형되면서 본체패널부(10)와 덮개패널부(20) 사이에서 냉각수유로(11)의 둘레를 밀폐시켜 기밀성을 제공함으로써, 냉각수유로(11)를 따라 순환하는 냉각수가 누수되는 것을 방지하게 된다.

상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 냉각패널(100)은 도 5에 일 예시된 것처럼, 진공성형 금형(200)의 저면에 상기 본체패널부(10)의 타면이 밀착되어 결합되도록 설치가 되며, 이러한 설치상태에서 본체패널부(10)의 냉각수유로(11)를 순환하는 냉각수에 의해 접촉된 진공성형 금형(200)을 냉각시키게 된다.

이 때, 본 발명의 냉각패널(100)은 진공성형 금형(200)의 형태나 구조에 따라 냉각수유로(11)가 최적화되어 형성되므로, 냉각효율의 향상을 기대할 수 있다.

한편, 도 6에는 본 발명에 따른 냉각패널(100)을 제조하는 방법이 일 예시되어 있다.

도 6을 참조하면,본 발명의 냉각패널(100) 제조는, 먼저 금속판재를 일정 형태와 크기로 절단하여 본체패널부(10)와 덮개패널부(20)를 각각 형성한다.(S110)

여기서, 금속판재로는 열전달이 우수한 알루미늄(Al) 판재가 적용될 수 있으며, 상기 절단하는 형태와 크기는 냉각대상인 진공성형 금형(200)의 크기, 형태나 구조 등에 따라 적절하게 채택될 수 있다.

위와 같은 공정을 통해 본체패널부(10)와 덮개패널부(20)가 준비되면, 이어서 CNC 기계가공을 통하여 상기 본체패널부(10)의 일면에는 냉각수유로(11)와 패킹홈(12)을 생성하고, 상기 덮개패널부(20)에는 유입구(21)와 유출구(22)를 생성한다.(S120)

보다 구체적으로, CNC 밀링가공을 통해 본체패널부(10)의 일면을 절삭함으로써 일정깊이로 요입되면서 라인 형태로 연장되는 냉각수유로(11)를 생성하고, 또한 상기 생성된 냉각수유로(11)의 둘레를 따라 패킹홈(12)을 생성하며, CNC 드릴가공을 통해 덮개패널부(20)를 천공함으로써 상하를 관통하는 유입구(21)와 유출구(22)를 생성한다.

이 때, 특히 CNC 기계가공을 통하여 냉각수유로(11)를 생성하므로, 설치될 진공성형 금형(200)의 형태나 구조에 따라 냉각라인이 최적으로 배열되도록, 냉각수유로(11)는 다양한 라인 형태로 설계되어 생성되는 것이 가능하다.

위와 같은 CNC 가공공정이 완료되면, 상기 본체패널부(10)의 패킹홈(12)에 패킹오링(30)을 끼워 장착한다.(S130)

이어서 패킹오링(30)이 장착된 본체패널부(10)의 일면에 상기 덮개패널부(20)를 밀착시켜 볼트체결을 통해 본체패널부(10)와 덮개패널부(20)를 상호 결합하면 냉각패널(100)의 제조가 간단하게 완료된다.(S140)

물론, 상기한 제조공정의 과정에 있어, S120 단계 이후에는 덮개패널부(20)의 유입구(21)와 유출구(22)에 한쌍의 커넥터(40)를 결합하고 커넥터(40)에는 냉각수배관(300)을 연결하는 공정이 순서에 관계없이 자유롭게 포함될 수 있다.

이상에서 살펴본 것처럼, 본 발명의 경우, 본체패널부와 덮개패널부의 결합구조로 인하여, CNC 기계가공을 통하여 냉각패널에 냉각수유로를 다양하게 형성하는 것이 가능하다.

따라서 냉각대상인 진공성형 금형의 형태나 구조에 따라 최적의 냉각수유로를 형성함으로써 냉각효율을 향상시킬 수 있으며, 이를 통하여 성형품의 품질 개선은 물론 성형시간의 단축을 통한 생산성의 증대를 기대할 수 있음을 알 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였는데, 본 발명의 기술적 범위는 상술한 실시예 및 도면들에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 수정 또는 변경된 등가의 구성은 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 것이라 할 것이다.

첨부된 도면들의 주요부위에 대한 부호를 설명하면 다음과 같다.
10: 본체패널부 11; 냉각수유로
12: 패킹홈 20: 덮개패널부
21: 유입구 22: 유출구
30: 패킹오링 40: 커넥터

Claims

일정 깊이의 홈 형태로 요입되면서 라인 형태로 연장되며 내부를 따라 냉각수가 순환되는 냉각수유로(11)와, 상기 냉각수유로(11)의 둘레를 따라 라인 형태로 연장되는 패킹홈(12)이 일면에 각각 형성되고, 타면은 진공성형 금형(200)에 결합되는 본체패널부(10);
상기 냉각수유로(11)가 형성된 본체패널부(10)의 일면에 밀착 결합되어 냉각수유로(11)를 폐쇄하며, 상기 냉각수유로(11)의 냉각수 출입을 위한 유입구(21)와 유출구(22)가 형성되는 덮개패널부(20);
상기 본체패널부(10)의 패킹홈(12)에 끼워짐으로써 냉각수유로(11)의 둘레를 감싸는 형태로 장착되어 냉각수유로(11)의 경로를 따라 연장되며, 덮개패널부(20)가 본체패널부(10)에 결합되면 가압에 의해 탄성 변형되면서 본체패널부(10)와 덮개패널부(20) 사이에서 냉각수유로(11)의 둘레를 밀폐시키는 패킹오링(30);을 포함하는 진공성형 금형의 냉각패널.
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제 1항에 있어서,
상기 냉각수유로(11) 및 패킹홈(12)은 CNC 기계가공을 통해 본체패널부(10)의 일면을 절삭함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 진공성형 금형의 냉각패널.
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