KR102307965B1 - Fuel cell metal separator manufacturing device that combines roll forming method and press method - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a device for manufacturing a metal separator for a fuel cell by a combined roll forming method and press method. More specifically, the present invention relates to a device for manufacturing a metal separator for a fuel cell by a combined roll forming method and press method capable of improving product productivity. To this end, the present invention includes a coil holder, a mold roller, a piercing press, a trim press, and a scrap holder.

Description

롤 성형 방식과 프레스 방식을 융합한 연료전지용 금속분리판 제조장치 {Fuel cell metal separator manufacturing device that combines roll forming method and press method}{Fuel cell metal separator manufacturing device that combines roll forming method and press method}

본 발명은 롤 성형 방식과 프레스 방식을 융합한 연료전지용 금속분리판 제조장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 금속분리판에 포함된 구성 중 성형의 정밀성이 요구되는 유로를 박판형소재에 성형할 때, 외주면 둘레에 유로 형상이 형성된 회전롤러를 이용하여 박판형소재에 유로를 압인하여 성형하고, 금속분리판에 형성된 천공부는 프레스에 의한 스템핑 방식으로 가공할 수 있어 성형의 정밀도는 향상시킬 수 있는 동시에 성형 불량률은 감소시킬 수 있으며, 특히, 박판형소재에 유로를 형성할 때, 직선 형태의 유로 뿐만아니라 성형이 용이하지 않은 경사진 형태의 유로도 한 번의 롤 성형으로 동시에 성형이 가능하고, 완성품 형태의 금속분리판을 제작할 때, 로봇이나 트렌스퍼 등을 포함한 별도의 이송장치 없이 전체 공정을 연속적으로 진행할 수 있어 제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 롤 성형 방식과 프레스 방식을 융합한 연료전지용 금속분리판 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for manufacturing a metal separator for a fuel cell in which a roll forming method and a press method are fused. More specifically, when forming a flow path that requires precision in molding among the components included in the metal separator on a thin plate material, the flow path is pressed into the thin plate material by using a rotary roller having a flow path shape around the outer circumferential surface and molded, The perforation formed in the metal separator can be processed by a stamping method by a press, so that the precision of molding can be improved and the molding defect rate can be reduced. In addition, it is possible to simultaneously form a sloped flow path, which is difficult to form, with one roll forming. It relates to an apparatus for manufacturing a metal separator for a fuel cell that combines a roll forming method and a press method that can improve product productivity.

연료전지(Cell)는 연료와 산화제를 전기화학적으로 반응시켜 전기에너지를 발생시키는 장치이며, 연료전지의 스택(stack)은 약 440개의 셀로 구성되며, 각 셀은 금속분리판과 이를 밀폐시키는 가스켓, 기체확산층(GDL), 막전극접합체(MEA)를 포함하여 구성된다.A fuel cell is a device that generates electric energy by electrochemically reacting a fuel and an oxidizing agent. It consists of a gas diffusion layer (GDL) and a membrane electrode assembly (MEA).

이중 금속분리판은 연료전지의 핵심부품으로서 기체확산층과 막전극접합체를 지지하는 지지대 기능을 수행하는 동시에 외부에서 공급된 수소와 산소가 서로 섞이지 않고, 각 전극 내부로 균일하게 공급되도록 하는 기능을 수행한다.The double metal bipolar plate is a key component of the fuel cell, and it functions as a support for supporting the gas diffusion layer and the membrane electrode assembly, while at the same time ensuring that the hydrogen and oxygen supplied from the outside do not mix with each other and are uniformly supplied to the inside of each electrode. do.

금속분리판에 형성되는 구성 중 수소 또는 산소 등의 유체가 유동하는 유로는 그 형상이 매우 미세하여 이러한 유로 형상을 두께가 얇은 박판형의 소재에 성형하는 과정은 고도의 정밀성이 요구된다. Among the components formed in the metal separator, the flow path through which a fluid such as hydrogen or oxygen flows has a very fine shape, so the process of forming the flow path shape on a thin plate-like material with a thin thickness requires high precision.

그러나, 종래에 이러한 금속분리판을 제작하기 위한 전체 공정은 연속적이지 않아 생산성이 현저히 떨어지고, 성형 과정에서 성형 정밀도가 떨어져 불량률이 증가하는 문제점이 있다.However, in the prior art, the entire process for manufacturing such a metal separator is not continuous, so productivity is remarkably reduced, and the molding precision is lowered in the molding process, thereby increasing the defect rate.

또한, 박판형소재에 유로를 형성할 때, 직선 형태의 유로는 비교적 성형이 용이하나, 경사진 형태로 기울기가 있는 유로의 경우, 한 번의 성형과정으로 용이하게 형성할 수 없는 문제점이 있다.In addition, when forming a flow path in a thin plate material, a straight flow path is relatively easy to form, but in the case of a sloped flow path in an inclined shape, there is a problem in that it cannot be easily formed in a single molding process.

따라서, 금속분리판을 제작하는 전체 과정을 연속적으로 진행하여 생산성을 향상시킬 수 있는 동시에 성형 과정에서 발생하는 제품 불량률을 낮출 수 있는 새로운 방식의 제조장치가 필요하다.Therefore, there is a need for a new type of manufacturing apparatus capable of continuously performing the entire process of manufacturing the metal separator to improve productivity and at the same time lower the product defect rate generated during the forming process.

선행기술문헌 : KR등록특허공보 제10-1371496호(2014.03.03. 공고)Prior art document: KR Registered Patent Publication No. 10-1371496 (2014.03.03. Announcement)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 금속분리판에 포함된 구성 중 성형의 정밀성이 요구되는 유로를 박판형소재에 성형할 때, 외주면 둘레에 유로 형상이 형성된 회전롤러를 이용하여 박판형소재에 유로를 압인하여 성형하고, 금속분리판에 형성된 천공부는 프레스에 의한 스템핑 방식으로 가공할 수 있어 성형의 정밀도는 향상시킬 수 있는 동시에 성형 불량률은 감소시킬 수 있으며, 특히, 박판형소재에 유로를 형성할 때, 직선 형태의 유로 뿐만아니라 성형이 용이하지 않은 경사진 형태의 유로도 한 번의 롤 성형으로 동시에 성형이 가능하고, 완성품 형태의 금속분리판을 제작할 때, 로봇이나 트렌스퍼 등을 포함한 별도의 이송장치 없이 전체 공정을 연속적으로 진행할 수 있어 제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 롤 성형 방식과 프레스 방식을 융합한 연료전지용 금속분리판 제조장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and when forming a flow path that requires precision in molding among components included in a metal separator on a thin plate material, using a rotating roller having a flow path shape around the outer circumferential surface. It is molded by stamping the flow path into the thin plate material, and the perforations formed in the metal separator can be processed by stamping by a press, so that the precision of molding can be improved and the molding defect rate can be reduced. When forming a flow path, not only a straight flow path but also a sloped flow path that is not easy to form can be formed at the same time by one roll forming. An object of the present invention is to provide an apparatus for manufacturing metal separators for fuel cells that combines the roll forming method and the press method, which can continuously perform the entire process without a separate transfer device, thereby improving product productivity.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 롤 성형 방식과 프레스 방식을 융합한 연료전지용 금속분리판 제조장치는 금속분리판(200)을 제작하기 위한 박판형소재(2)가 권취되어 있는 코일홀더(10); 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)로 구성되며, 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)의 외주면 둘레에는 양각 또는 음각 형태로 성형부가 각 형성되며, 코일홀더(10)에서 풀리는 박판형소재(2)가 서로 상반되는 방향으로 회전하는 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24) 사이에 삽입되어 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)에 형성된 성형부의 형상이 박판형소재(2)에 압인되어 형성되도록 성형작업을 수행하는 금형롤러(20); 스템핑 방식으로 박판형소재(2)에 다수의 천공부(112)를 형성하는 피어싱프레스(30); 유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108), 배출부(110) 및 천공부(112)가 형성된 박판형소재(2)의 외곽 가장자리를 프레스 방식으로 절취하여 유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108), 배출부(110) 및 천공부(112)가 포함된 금속분리판(200)이 제품 형태로 취출되도록 하는 트림프레스(40); 및 트림프레스(40)에 의해 금속분리판(200) 형태의 제품이 절취된 후 남은 박판형소재(2)의 외곽 가장자리 부분의 스크랩(300)을 권취하는 스크랩홀더(50)를 포함한다.In order to achieve the above object, the apparatus for manufacturing a metal separator for fuel cell that combines a roll forming method and a press method according to the present invention devised to achieve the above object is a coil holder in which a thin plate material 2 for manufacturing the metal separator 200 is wound. (10); It is composed of an upper mold roller 22 and a lower mold roller 24, and around the outer peripheral surfaces of the upper mold roller 22 and the lower mold roller 24, a molding part is formed in an embossed or engraved shape, respectively, and a coil holder (10) The shape of the molded part formed in the upper mold roller 22 and the lower mold roller 24 by inserting the thin plate material 2 to be unrolled between the upper mold roller 22 and the lower mold roller 24 rotating in opposite directions to each other a mold roller 20 for performing a molding operation to be formed by being stamped on the thin plate-shaped material 2; Piercing press 30 for forming a plurality of perforations 112 in the thin plate material (2) in a stamping manner; Pressing the outer edge of the thin plate-shaped material 2 having the inlet 102, the upward inclined passage 104, the straight passage 106, the downward inclined passage 108, the outlet 110 and the perforation 112 formed therein. The metal separation plate 200 including the inlet 102, the upward inclined passage 104, the straight passage 106, the downward inclined passage 108, the outlet 110 and the perforated portion 112 is Trim press 40 to be taken out in the form of a product; and a scrap holder 50 that winds up the scrap 300 of the outer edge portion of the thin plate-like material 2 remaining after the product in the form of the metal separator 200 is cut by the trim press 40 .

또한, 금형롤러(20)를 구성하는 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)의 외주면 둘레를 따라 형성된 성형부는 박판형소재(2)에 다수의 유입부(102), 다수의 상방경사유로(104), 다수의 직선유로(106), 다수의 하방경사유로(108) 및 다수의 배출부(110)를 하나의 성형단위로 하여 형성하는 유로성형부와 박판형소재(2)에 성형이 이루어지지 않는 비성형부로 구성되는 것을 더 포함할 수 있다.In addition, the molding part formed along the outer peripheral surface of the upper mold roller 22 and the lower mold roller 24 constituting the mold roller 20 is formed in a thin plate material 2 with a plurality of inlets 102, a plurality of upward slope passages. (104), a plurality of straight flow passages 106, a plurality of downward slope flow passages 108, and a plurality of discharge parts 110 are formed by forming a flow path forming unit and a thin plate material 2 as a single molding unit. It may further include a non-formed part that does not support.

또한, 코일홀더(10)에서 풀려나는 박판형소재(2)가 금형롤러(20)에 삽입될 때 박판형소재(2)에 장력을 부여하고, 박판형소재(2)의 위치를 관리하기 위한 구비되는 피더(60)를 더 포함할 수 있다.In addition, when the thin plate-shaped material 2 released from the coil holder 10 is inserted into the mold roller 20, a feeder provided for applying tension to the thin-plate-shaped material 2 and managing the position of the thin-plate-shaped material 2 (60) may be further included.

본 발명에 의하면 금속분리판 제작 시 성형의 정밀도는 향상시킬 수 있는 동시에 성형 불량률은 감소시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to improve the precision of molding when manufacturing the metal separator and at the same time reduce the molding defect rate.

또한, 전체 공정을 연속적으로 진행할 수 있어 제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, since the entire process can be continuously performed, there is an effect of improving the productivity of the product.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 롤 성형 방식과 프레스 방식을 융합한 연료전지용 금속분리판 제조장치를 도시한 도면,
도 2는 금형롤러에 의해 박판형소재에 유로가 형성된 상태를 도시한 도면,
도 3은 금형롤러에 의해 박판형소재에 병렬적으로 다수 형성된 유로의 세로 방향의 단면을 도시한 도면,
도 4는 피어싱프레스에 의해 박판형소재에 천공부가 형성된 상태를 도시한 도면,
도 5는 트림프레스에 의해 금속분리판이 분리된 상태를 도시한 도면,
도 6은 트림프레스에 의해 금속분리판이 분리되고 스크랩만 남은 박판형소재를 도시한 도면,
도 7은 롤 성형 방식과 프레스 방식을 융합한 연료전지용 금속분리판 제조장치에서 레벨러가 위치한 상태를 도시한 도면,
도 8은 롤 성형 방식과 프레스 방식을 융합한 연료전지용 금속분리판 제조장치에서 리스트라이킹프레스가 위치한 상태를 도시한 도면,
도 9는 롤 성형 방식과 프레스 방식을 융합한 연료전지용 금속분리판 제조장치에서 레벨러와 리스트라이킹프레스가 동시에 위치한 상태를 도시한 도면.1 is a view showing an apparatus for manufacturing a metal separator for a fuel cell in which a roll forming method and a press method are fused according to a preferred embodiment of the present invention;
2 is a view showing a state in which a flow path is formed in a thin plate-shaped material by a mold roller;
3 is a view showing a longitudinal cross-section of a flow path formed in parallel to a thin plate-shaped material by a mold roller;
4 is a view showing a state in which a perforation is formed in a thin plate-shaped material by a piercing press;
5 is a view showing a state in which the metal separator is separated by a trim press;
6 is a view showing a thin plate-type material in which a metal separator is separated by a trim press and only scrap remains;
7 is a view showing a state in which a leveler is positioned in an apparatus for manufacturing a metal separator for a fuel cell in which a roll forming method and a press method are fused;
8 is a view showing a state in which the restrike press is positioned in an apparatus for manufacturing a metal separator for a fuel cell in which the roll forming method and the press method are fused;
9 is a view showing a state in which a leveler and a restrike press are positioned at the same time in an apparatus for manufacturing a metal separator for a fuel cell in which a roll forming method and a press method are fused;

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, preferred embodiments of the present invention will be described below, but the technical spirit of the present invention is not limited thereto and may be variously implemented by those skilled in the art without being limited thereto.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 롤 성형 방식과 프레스 방식을 융합한 연료전지용 금속분리판 제조장치를 도시한 도면, 도 2는 금형롤러에 의해 박판형소재에 유로가 형성된 상태를 도시한 도면, 도 3은 금형롤러에 의해 박판형소재에 병렬적으로 다수 형성된 유로의 세로 방향의 단면을 도시한 도면, 도 4는 피어싱프레스에 의해 박판형소재에 천공부가 형성된 상태를 도시한 도면, 도 5는 트림프레스에 의해 금속분리판이 분리된 상태를 도시한 도면, 도 6은 트림프레스에 의해 금속분리판이 분리되고 스크랩만 남은 박판형소재를 도시한 도면, 도 7은 롤 성형 방식과 프레스 방식을 융합한 연료전지용 금속분리판 제조장치에서 레벨러가 위치한 상태를 도시한 도면, 도 8은 롤 성형 방식과 프레스 방식을 융합한 연료전지용 금속분리판 제조장치에서 리스트라이킹프레스가 위치한 상태를 도시한 도면, 도 9는 롤 성형 방식과 프레스 방식을 융합한 연료전지용 금속분리판 제조장치에서 레벨러와 리스트라이킹프레스가 동시에 위치한 상태를 도시한 도면이다. 1 is a view showing an apparatus for manufacturing a metal separator for a fuel cell in which a roll forming method and a press method are fused according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view showing a state in which a flow path is formed in a thin plate material by a mold roller , Figure 3 is a view showing a longitudinal cross-section of a flow path formed in parallel to a plurality of thin plate-shaped material by a mold roller, Fig. 4 is a view showing a state in which a perforation is formed in a thin plate-shaped material by a piercing press, Fig. 5 is a trim A view showing a state in which the metal separator is separated by pressing, FIG. 6 is a view showing a thin plate-like material that is separated by a trim press and only scrap remains, and FIG. 7 is a fuel cell fusion of a roll forming method and a press method A view showing a state in which the leveler is positioned in an apparatus for manufacturing a metal separator, FIG. 8 is a view showing a state in which the restrike press is positioned in an apparatus for manufacturing a metal separator for a fuel cell that combines a roll forming method and a press method, FIG. 9 is a roll It is a view showing a state in which the leveler and the restrike press are positioned at the same time in an apparatus for manufacturing a metal separator for a fuel cell in which the molding method and the press method are fused.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 롤 성형 방식과 프레스 방식을 융합한 연료전지용 금속분리판 제조장치는, 도 1 내지 도 9를 참조하면, 코일홀더(10), 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)를 포함하는 금형롤러(20), 피어싱프레스(30), 트림프레스(40), 스크랩홀더(50), 피더(60), 레벨러(70), 리스트라이킹프레스(80)를 포함하여 이루어진다.1 to 9, an apparatus for manufacturing a metal separator for a fuel cell in which a roll forming method and a press method are fused according to a preferred embodiment of the present invention, a coil holder 10, an upper mold roller 22 and a lower mold Including a mold roller 20 including a roller 24, a piercing press 30, a trim press 40, a scrap holder 50, a feeder 60, a leveler 70, a restriking press 80 is done

먼저, 본 발명에 따른 롤 성형 방식과 프레스 방식을 융합한 연료전지용 금속분리판 제조장치는 금속분리판에 포함된 구성 중 성형의 정밀성이 요구되는 유로를 박판형소재에 성형할 때, 외주면 둘레에 유로 형상이 형성된 회전롤러를 이용하여 박판형소재에 유로를 압인하여 성형하고, 금속분리판에 형성된 천공부는 프레스 의한 스템핑 방식으로 가공할 수 있어 성형의 정밀도는 향상시킬 수 있는 동시에 성형 불량률은 감소시킬 수 있는 데 그 특징이 있다.First, the apparatus for manufacturing a metal separator for fuel cell that combines the roll forming method and the press method according to the present invention is a flow path around the outer circumferential surface when forming a flow path requiring precision of molding among components included in the metal separator in a thin plate material. It is molded by pressing the flow path into the thin plate material using a rotating roller with a shape, and the perforation formed in the metal separator can be processed by a stamping method by press, so that the precision of molding can be improved and the molding defect rate can be reduced. There is a characteristic of it.

특히, 박판형소재에 유로를 형성할 때, 직선 형태의 유로 뿐만아니라 성형이 용이하지 않은 경사진 형태의 기울기가 있는 유로도 한 번의 롤 성형으로 동시에 성형형성할 수 있는 데 그 특징이 있다.In particular, when forming a flow path in a thin plate material, it is characterized in that not only a straight flow path but also a sloped flow path that is not easy to form can be formed at the same time by one roll forming.

또한, 완성품 형태의 금속분리판을 제작할 때, 로봇이나 트렌스퍼 등을 포함한 별도의 이송장치 없이 전체 공정을 연속적으로 진행할 수 있어 제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 데 그 특징이 있다.In addition, when manufacturing a metal separator in the form of a finished product, the entire process can be continuously performed without a separate transfer device including a robot or a transfer device, thereby improving the productivity of the product.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 롤 성형 방식과 프레스 방식을 융합한 연료전지용 금속분리판 제조장치의 구성 요소에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, components of an apparatus for manufacturing a metal separator for a fuel cell in which a roll forming method and a press method are fused according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

코일홀더(10)는 도 1을 참조하면, 금속분리판(200)을 제작하기 위한 스테인리스 강 등의 박판형소재(2)가 코일형태로 권취되어 있다.Referring to FIG. 1 , the coil holder 10 is a thin plate-shaped material 2 such as stainless steel for manufacturing a metal separator 200 is wound in a coil form.

코일홀더(10)에 권취된 박판형소재(2)는 코일홀더(10)가 회전함에 따라 아래에 서술된 금형롤러(20)가 위치한 방향으로 연속적으로 풀려나며 금형롤러(20)를 구성하는 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24) 사이에 삽입하게 된다.The thin plate material 2 wound on the coil holder 10 is continuously released in the direction in which the mold roller 20 described below is located as the coil holder 10 rotates, and the upper mold constituting the mold roller 20 . It is inserted between the roller 22 and the lower mold roller 24 .

금형롤러(20)는 도 1을 참조하면, 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)로 구성되며, 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)의 외주면 둘레에는 양각 또는 음각 형태로 성형부가 각 형성된다.1, the mold roller 20 is composed of an upper mold roller 22 and a lower mold roller 24, and around the outer peripheral surface of the upper mold roller 22 and the lower mold roller 24 is an embossed or engraved shape. Each of the molded portions is formed.

금형롤러(20)에서는 코일홀더(10)에서 풀리는 박판형소재(2)가 서로 상반되는 방향으로 회전하는 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24) 사이에 삽입되어 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)에 형성된 성형부의 형상이 박판형소재(2)에 압인되어 형성되도록 성형작업을 수행하게 된다.In the mold roller 20, the thin plate material 2 released from the coil holder 10 is inserted between the upper mold roller 22 and the lower mold roller 24 that rotate in opposite directions to the upper mold roller 22 and The forming operation is performed so that the shape of the forming part formed on the lower mold roller 24 is pressed into the thin plate material 2 to be formed.

여기서, 금형롤러(20)를 구성하는 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)의 외주면 둘레를 따라 형성된 성형부는 도 2에 도시한 바와 같이 박판형소재(2)에 기상의 유체가 유입되는 다수의 유입부(102), 유체가 유동하는 다수의 상방경사유로(104), 상방경사유로(104)와 일측이 연결되고 다수 개가 병렬적으로 위치하는 직선유로(106), 직선유로(106)의 타측과 연결되는 다수의 하방경사유로(108), 및 유체가 배출되는 배출부(110)를 하나의 성형단위로 하여 성형하는 유로성형부와 박판형소재(2)에 성형이 이루어지지 않는 비성형부로 구성된다.Here, the forming part formed along the outer peripheral surface of the upper mold roller 22 and the lower mold roller 24 constituting the mold roller 20, as shown in FIG. A plurality of inlets 102, a plurality of upwardly inclined passageways 104 through which the fluid flows, one side of the upwardly inclined passageway 104 and a plurality of straight passageways 106 and linear passageways 106 are connected in parallel. A plurality of downward sloped passages 108 connected to the other side of the , and a flow path forming unit that is formed by forming the discharge unit 110 through which the fluid is discharged as a single molding unit, and a non-molding in which the thin plate material 2 is not molded made up of wealth

따라서, 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)로 구성된 금형롤러(20)가 회전하면, 금형롤러(20)의 외주면 둘레를 따라 형성된 성형부의 형상과 같은 형상이 박판형소재(2)에 압인이 되어 형성되며, 비성형부에는 성형이 이루어지지 않게 된다. Therefore, when the mold roller 20 composed of the upper mold roller 22 and the lower mold roller 24 rotates, the same shape as the shape of the molded part formed along the outer peripheral surface of the mold roller 20 is applied to the thin plate material (2). It is formed by stamping, and molding is not performed on the non-formed part.

특히, 본 발명에서는 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)의 외주면 둘레를 따라 직선유로(106) 뿐만아니라 상방경사유로(104)와 하방경사유로(108) 같이 기울기가 형성된 유로를 성형하기 위한 성형부가 함께 형성되어 박판형소재에 직선 형태의 유로 및 직선 형태의 유로와 동시에 성형이 용이하지 않은 기울기가 있는 형태의 유로를 한 번의 롤 성형에 의해 동시에 성형을 할 수 있게 된다. In particular, in the present invention, along the outer circumferential surfaces of the upper mold roller 22 and the lower mold roller 24, not only the linear flow path 106 but also the upward slope flow path 104 and the downward slope flow path 108 are formed to form a sloped flow path. The forming part for this purpose is formed together, so that it is possible to simultaneously form a flow path in a straight shape and a flow path in a straight shape in a thin plate material and a flow path having a slope that is not easy to form at the same time by one roll forming.

또한, 금형롤러(20)를 구성하는 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)에 형성된 성형부 중에서 직선유로(106)를 형성하는 성형부는 도 3에 도시한 바와 같이 그 폭과 형상이 불규칙적인 모양으로 형성되어 금속분리판(200)에 직선유로(106)가 성형될 때, 폭과 형상이 불규칙적인 형상으로 성형이 이루어지게 된다.In addition, as shown in FIG. 3 , the width and shape of the molding part forming the linear flow path 106 among the molding parts formed on the upper mold roller 22 and the lower mold roller 24 constituting the mold roller 20 are different. When the linear flow path 106 is formed in an irregular shape and the metal separating plate 200 is formed, the forming is performed in an irregular shape in width and shape.

한편, 금형롤러(20)는 도 1에 도시한 바와 같이 하나 이상이 순차적으로 위치하여 박판형소재가 각 금형롤러를 순차적으로 통과할 수록 박판형소재에 형성되는 유로에 대한 성형 정밀도를 점진적으로 높일 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 1, one or more mold rollers 20 are sequentially positioned, so that as the thin plate-shaped material sequentially passes through each mold roller, the molding precision for the flow path formed in the thin plate-shaped material can be gradually increased. .

즉, 박판형소재에 유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108) 및 배출부(110)를 성형할 때, 각 유로 또는 유입부 또는 배출부의 폭이나 깊이, 단면의 형상을 포함한 모양이 일시에 성형되지 않고, 점진적으로 성형이 될 수 있도록 한다.That is, when forming the inlet portion 102, the upwardly inclined passageway 104, the straight passageway 106, the downwardly inclined passageway 108 and the discharger 110 in the thin plate material, the width of each passage or the inlet or the discharge portion However, the shape including the shape of depth and cross-section should not be formed at once, but should be formed gradually.

피어싱프레스(30)는 도 4를 참조하면, 금속분리판(200)에 형성된 다수의 천공부(112)를 형성시키기 위해 스템핑 방식으로 박판형소재(2)에 천공부(112)를 형성한다.The piercing press 30 forms the perforations 112 in the thin plate-shaped material 2 in a stamping manner in order to form a plurality of perforations 112 formed in the metal separator 200, referring to FIG. 4 .

트림프레스(40)는 도 5와 도 6을 참조하면, 금형롤러(20)와 피어싱프레스(30)에 의해 유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108), 배출부(110) 및 천공부(112)가 형성된 박판형소재(2)의 외곽 가장자리를 프레스 방식으로 절취하여 유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108), 배출부(110) 및 천공부(112)가 포함된 금속분리판(200)이 하나의 완제품 형태로 취출될 수 있도록 한다.5 and 6, the trim press 40 includes an inlet 102, an upward slope flow path 104, a straight flow path 106, and a downward slope flow path by the mold roller 20 and the piercing press 30. (108), by cutting the outer edge of the thin plate-shaped material (2) formed with the discharge portion 110 and the perforation portion 112 in a press method, the inlet portion 102, the upward slope passage 104, the straight passage 106, The metal separation plate 200 including the downward inclined passage 108 , the discharge part 110 and the perforation part 112 can be taken out in the form of one finished product.

즉, 트림프레스(40)에서는 박판형소재(2)에 유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108), 배출부(110) 및 천공부(112)가 형성된 부분을 제외한 박판형소재(2)의 외곽 가장자리 부분을 프레스 방식으로 잘라내어 완제품 형태의 금속분리판(200)이 박판형소재(2)로부터 분리될 수 있도록 한다.That is, in the trim press 40 , the inlet 102 , the upwardly inclined passage 104 , the straight passage 106 , the downwardly inclined passage 108 , the discharge portion 110 and the perforated portion 112 to the thin plate material 2 . ), the outer edge of the thin plate-shaped material (2) except for the formed part is cut by a press method so that the metal separator 200 in the form of a finished product can be separated from the thin plate-shaped material (2).

트림프레스(40)에서 절취된 완제품 형태의 금속분리판(200)은 하방으로 낙하하여 취출된다.The metal separator 200 in the form of a finished product cut out by the trim press 40 is taken out by falling downward.

스크랩홀더(50)는 도 1을 참조하면, 트림프레스(40)에 의해 금속분리판(200) 형태의 제품이 절취된 후 남은 박판형소재(2)의 외곽 가장자리 부분의 스크랩(300)을 롤러 방식으로 권취한다.1, the scrap holder 50 is the scrap 300 of the outer edge of the thin plate-shaped material 2 remaining after the product in the form of a metal separator 200 is cut by the trim press 40 in a roller method wind up with

한편, 본 발명에 따른 회전롤러와 프레스를 이용한 롤 성형 방식과 프레스 방식을 융합한 연료전지용 금속분리판 제조장치를 사용하여 금속분리판(200)이 제작되는 과정을 정리하여 설명하면 다음과 같다.On the other hand, the process of manufacturing the metal separator 200 using the device for manufacturing the metal separator for fuel cell that combines the roll forming method and the press method using a rotary roller and a press according to the present invention will be summarized and described as follows.

먼저, 코일홀더(10)에 권취된 박판형소재(2)가 풀리면서 금형롤러(20)를 구성하는 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)사이에 삽입되고, 서로 상반되는 방향으로 회전하는 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)에 각 형성된 성형부에 의해 박판형소재(2)에는 유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108), 및 배출부(110)가 압인되어 성형된다.First, the thin plate material 2 wound on the coil holder 10 is unwound and inserted between the upper mold roller 22 and the lower mold roller 24 constituting the mold roller 20, and rotates in opposite directions. The thin plate material 2 has an inlet 102, an upward inclined passage 104, a straight passage 106, a downward inclined passage ( 108), and the discharge part 110 is pressed and molded.

이후, 유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108), 및 배출부(110)가 형성된 박판형소재(2)가 피어싱프레스(30)로 이동하면, 피어싱프레스(30)에서는 스템핑 방식으로 박판형소재(2)에 천공부(112)를 형성한다.After that, when the thin plate-shaped material 2 formed with the inlet 102 , the upward inclined passage 104 , the straight passage 106 , the downward inclined passage 108 , and the outlet 110 is moved to the piercing press 30 , , in the piercing press 30 to form a perforation 112 in the thin plate-shaped material 2 in a stamping manner.

이후, 유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108), 배출부(110) 및 천공부(112)가 형성된 박판형소재(2)는 트림프레스(40)로 이동하게 되며, 트림프레스(40)에서 유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108), 배출부(110) 및 천공부(112)를 제외한 박판형소재(2)의 가장자리를 절취하여 유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108), 배출부(110) 및 천공부(112)가 포함된 금속분리판(200)을 완제품 형태으로 취출하게 된다.Thereafter, the thin plate-shaped material 2 having the inlet 102, the upward inclined passage 104, the straight passage 106, the downward inclined passage 108, the outlet 110, and the perforated portion 112 formed therein is processed by a trim press ( 40), and in the trim press 40, the inlet 102, the upwardly inclined passage 104, the straight passage 106, the downwardly inclined passage 108, the outlet 110 and the perforated portion 112. By cutting the edge of the thin plate material (2) except for The included metal separator 200 is taken out in the form of a finished product.

피더(60)는 도 1을 참조하면, 코일홀더(10)와 금형롤러(20) 사이에 위치할 수 있으며, 코일홀더(10)에서 풀려나는 박판형소재(2)가 금형롤러(20)에 삽입될 때, 처짐이 발생하지 않고 팽팽한 상태로 삽입될 수 있도록 박판형소재(2)에 장력을 부여하고, 박판형소재(2)가 직진하는 진행 방향에 대해 다른 방향 비스듬하게 치우치지 않도록 박판형소재(2)의 위치를 관리하기 위해 구비된다.1, the feeder 60 may be positioned between the coil holder 10 and the mold roller 20, and the thin plate-shaped material 2 released from the coil holder 10 is inserted into the mold roller 20. When it becomes, tension is applied to the thin plate-shaped material 2 so that it can be inserted in a taut state without sagging, and the thin plate-shaped material 2 is not inclined in another direction with respect to the direction in which the thin plate-shaped material 2 goes straight. It is provided to manage the location of

또한, 피더(60)는 금속분리판(200) 형태의 제품이 박판형소재(2)로부터 분리되고 남은 박판형소재(2)의 스크랩이 스크랩홀더(50)에 권취될 때 장력을 부여하고, 박판형소재(2)의 위치를 관리하기 위해 트림프레스(40)와 스크랩홀더(50)의 사이에도 위치할 수 있다.In addition, the feeder 60 gives tension when the metal separator 200-shaped product is separated from the thin plate-shaped material 2 and the remaining scrap of the thin plate-shaped material 2 is wound on the scrap holder 50, and the thin plate-shaped material It may also be located between the trim press 40 and the scrap holder 50 in order to manage the position of (2).

즉, 피더(60)는 코일홀더(10)와 금형롤러(20) 사이 또는 트림프레스(40)와 스크랩홀더(50)의 사이 중 어느 하나의 위치에 구비되거나 코일홀더(10)와 금형롤러(20) 사이 또는 트림프레스(40)와 스크랩홀더(50)의 사이 모두에 위치하며 구비될 수 있다.)That is, the feeder 60 is provided at any one position between the coil holder 10 and the mold roller 20 or between the trim press 40 and the scrap holder 50, or the coil holder 10 and the mold roller ( 20) or between the trim press 40 and the scrap holder 50 and may be provided.)

레벨러(70)는 도 7을 참조하면, 코일홀더(10)와 금형롤러(20) 사이에 위치하며, 코일홀더(10)에서 풀려진 박판형소재(2)가 금형롤러(20)를 구성하는 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24) 사이에 삽입되어 성형이 이루어지기 전에 박판형소재(2)에 굴곡면이 생기지 않도록 박판형소재(2)의 평탄도를 높이기 위해 구비된다. Referring to FIG. 7 , the leveler 70 is positioned between the coil holder 10 and the mold roller 20 , and the thin plate-shaped material 2 released from the coil holder 10 constitutes the mold roller 20 . It is inserted between the mold roller 22 and the lower mold roller 24 and is provided to increase the flatness of the thin plate-shaped material 2 so that a curved surface does not occur in the thin-plate-shaped material 2 before molding is performed.

리스트라이킹프레스(80)는 도 8을 참조하면, 금형롤러(20)와 피어싱프레스(30) 사이에 위치하며, 금형롤러(20)에 의해 박판형소재(2)에 형성된 유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108), 및 배출부(110)의 형상 또는 치수정밀도 또는 평탄도를 높이기 위해 구비된다.Referring to FIG. 8, the rewriting press 80 is located between the mold roller 20 and the piercing press 30, and the inlet portion 102 formed in the thin plate material 2 by the mold roller 20, the upper It is provided to increase the shape or dimensional accuracy or flatness of the inclined passage 104 , the straight passage 106 , the downward inclined passage 108 , and the discharge unit 110 .

여기서, 레벨러(70)와 리스트라이킹프레스(80)는 어느 하나만이 구비되거나 도 9에 도시한 바와 같이 두 개가 동시에 구비될 수 있다.Here, the leveler 70 and the rewriting press 80 may be provided with either one or two at the same time as shown in FIG. 9 .

한편, 금형롤러(20)에 형성되는 유로성형부와 비성형부로 구성된 성형부는 두 개 이상이 금형롤러(20)에 형성되어 금형롤러(20)가 일 회전할 때, 비성형부를 간극으로 하여 두 개 이상의 유로성형부가 박판형소재(2)에 동시에 형성되어 다수의 금속분리판(200)을 동시에 제작할 수 있다.On the other hand, when two or more molded parts composed of a flow path forming part and a non-formed part formed on the mold roller 20 are formed on the mold roller 20 and the mold roller 20 rotates once, the non-formed part is used as a gap to form two parts. More than one flow path forming part is simultaneously formed on the thin plate-shaped material 2, so that a plurality of metal separator plates 200 can be simultaneously manufactured.

즉, 유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108) 및 배출부(110)를 하나의 성형단위로 성형하기 위해 금형롤러(20)에 형성되는 유로성형부와 비성형부가 금형롤러(20)의 둘레를 따라 다수 개가 형성되어 금형롤러(20)가 일 회전할 때, 비성형부를 유로성형부 간의 간격으로 하여 다수 개의 유로성형부를 박판형소재(2)에 동시에 압인함으로서 다수 개의 금속분리판(200)이 금형롤러(20)의 일 회전으로 제작될 수 있다.That is, in order to mold the inlet 102, the upward inclined passage 104, the straight passage 106, the downward inclined passage 108, and the discharge portion 110 into one molding unit, the mold roller 20 is formed. A plurality of flow path forming parts and non-formed parts are formed along the periphery of the mold roller 20 so that when the mold roller 20 rotates once, the non-formed parts are used as the intervals between the flow path forming parts to form a plurality of flow path forming parts in a thin plate material (2). ), a plurality of metal separating plates 200 can be manufactured by one rotation of the mold roller 20 by simultaneously stamping.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications, changes, and substitutions are possible within the range that does not depart from the essential characteristics of the present invention by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are for explaining, not limiting, the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings. . The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

10 - 코일홀더 20 - 금형롤러
22 - 상부금형롤러 24 - 하부금형롤러
30 - 피어싱프레스 40 - 트림프레스
50 - 스크랩홀더 60 - 피더
70 - 레벨러 80 - 리스트라이킹프레스10 - Coil holder 20 - Mold roller
22 - Upper mold roller 24 - Lower mold roller
30 - Piercing Press 40 - Trim Press
50 - scrap holder 60 - feeder
70 - Leveler 80 - Restriking Press

Claims (3)

금속분리판(200)을 제작하기 위한 박판형소재(2)가 권취되어 있는 코일홀더(10);
상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)로 구성되며, 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)의 외주면 둘레에는 양각 또는 음각 형태로 성형부가 각 형성되며, 코일홀더(10)에서 풀리는 박판형소재(2)가 서로 상반되는 방향으로 회전하는 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24) 사이에 삽입되어 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)에 형성된 성형부의 형상이 박판형소재(2)에 압인되어 형성되도록 성형작업을 수행하는 금형롤러(20);
스템핑 방식으로 박판형소재(2)에 다수의 천공부(112)를 형성하는 피어싱프레스(30);
유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108), 배출부(110) 및 천공부(112)가 형성된 박판형소재(2)의 외곽 가장자리를 프레스 방식으로 절취하여 유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108), 배출부(110) 및 천공부(112)가 포함된 금속분리판(200)이 제품 형태로 취출되도록 하는 트림프레스(40); 및
트림프레스(40)에 의해 금속분리판(200) 형태의 제품이 절취된 후 남은 박판형소재(2)의 외곽 가장자리 부분의 스크랩(300)을 권취하는 스크랩홀더(50)
를 포함하며,
금형롤러(20)를 구성하는 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)의 외주면 둘레를 따라 형성된 성형부는 박판형소재(2)에 다수의 유입부(102), 다수의 상방경사유로(104), 다수의 직선유로(106), 다수의 하방경사유로(108) 및 다수의 배출부(110)를 하나의 성형단위로 하여 형성하는 유로성형부와 박판형소재(2)에 성형이 이루어지지 않는 비성형부로 구성되는 것
을 포함하고,
코일홀더(10)에서 풀려나는 박판형소재(2)가 금형롤러(20)에 삽입될 때 박판형소재(2)에 장력을 부여하고, 박판형소재(2)의 위치를 관리하기 위한 구비되는 피더(60)
를 포함하며
금형롤러(20)를 구성하는 상부금형롤러(22)와 하부금형롤러(24)에 형성된 성형부 중에서 직선유로(106)를 형성하는 성형부는 폭과 형상이 불규칙적인 모양으로 형성되어 금속분리판(200)에 직선유로(106)가 성형될 때, 폭과 형상이 불규칙적인 형상으로 성형이 이루어지는 것
을 포함하고,
금형롤러(20)와 피어싱프레스(30) 사이에 위치하며, 금형롤러(20)에 의해 박판형소재(2)에 형성된 유입부(102), 상방경사유로(104), 직선유로(106), 하방경사유로(108), 및 배출부(110)의 형상 또는 치수정밀도 또는 평탄도를 높이기 위해 구비되는 리스트라이킹프레스(80)
를 포함하는, 롤 성형 방식과 프레스 방식을 융합한 연료전지용 금속분리판 제조장치.a coil holder 10 on which a thin plate-shaped material 2 for manufacturing a metal separator 200 is wound;
It is composed of an upper mold roller 22 and a lower mold roller 24, and around the outer peripheral surfaces of the upper mold roller 22 and the lower mold roller 24, a molding part is formed in an embossed or engraved shape, respectively, and a coil holder (10) The shape of the molded part formed in the upper mold roller 22 and the lower mold roller 24 by inserting the thin plate material 2 to be unrolled between the upper mold roller 22 and the lower mold roller 24 rotating in opposite directions. a mold roller 20 for performing a molding operation to be formed by being stamped on the thin plate-shaped material 2;
Piercing press 30 for forming a plurality of perforations 112 in the thin plate material (2) in a stamping manner;
Pressing the outer edge of the thin plate-shaped material 2 having the inlet 102, the upward inclined passage 104, the straight passage 106, the downward inclined passage 108, the outlet 110 and the perforation 112 formed therein. The metal separation plate 200 including the inlet 102, the upward inclined passage 104, the straight passage 106, the downward inclined passage 108, the outlet 110 and the perforated portion 112 is Trim press 40 to be taken out in the form of a product; and
A scrap holder 50 that winds up the scrap 300 of the outer edge portion of the thin plate-shaped material 2 remaining after the product in the form of a metal separator 200 is cut by the trim press 40
includes,
The molding part formed along the outer peripheral surface of the upper mold roller 22 and the lower mold roller 24 constituting the mold roller 20 includes a plurality of inflow parts 102 and a plurality of upward slope passages 104 in the thin plate material 2 . ), a plurality of straight flow passages 106, a plurality of downward slope passages 108, and a plurality of discharge portions 110 as a single molding unit and the flow passage forming part and the thin plate material 2 are not molded. Consisting of non-formed parts
including,
When the thin plate-shaped material 2 released from the coil holder 10 is inserted into the mold roller 20, a feeder 60 provided for applying tension to the thin-plate-shaped material 2 and managing the position of the thin-plate-shaped material 2 )
includes
Among the molding parts formed on the upper mold roller 22 and the lower mold roller 24 constituting the mold roller 20, the molding part forming the straight flow path 106 is formed in an irregular shape in width and shape, so that the metal separator plate ( When the straight flow path 106 is formed in 200), the molding is made into an irregular shape in width and shape.
including,
Located between the mold roller 20 and the piercing press 30, the inlet portion 102 formed in the thin plate material 2 by the mold roller 20, the upward slope flow path 104, the straight flow path 106, the lower Re-strike press 80 provided to increase the shape or dimensional precision or flatness of the inclined passage 108 and the discharge unit 110 .
A device for manufacturing a metal separator for a fuel cell that combines a roll forming method and a press method, including a. 삭제delete 삭제delete
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