KR102319135B1 - 온도 제어가 가능한 3d 포밍필름 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시 예는 포밍필름에 가압을 하는 가압 구성에 대한 온도 제어가 가능하도록 하여, 포밍필름 성형 효율을 증대시키는 기술을 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 온도 제어가 가능한 3D 포밍필름 제조 장치는, 포밍필름을 성형하는 금형부; 금형부와 대응되도록 위치하며, 금형부와의 이격된 거리가 가변하는 프레스부; 및 프레스부와 결합하고, 탄성을 구비하여 프레스부에 의한 유체 유입출로 부피가 가변하며, 부피를 변화시켜 금형부에 위치한 포밍필름과 접촉하여 포밍필름에 가압을 수행함으로써, 포밍필름이 3D 형상으로 성형되도록 하는 부피가변체; 프레스부와 결합하고, 부피가변체의 둘레 방향을 따라 배치되어 포밍필름으로 열을 전달하는 둘레가열부; 및 둘레가열부와 연결되어, 둘레가열부를 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

온도 제어가 가능한 3D 포밍필름 제조 장치 {3D FOAMING FILM MANUFACTURING DEVICE WITH TEMPERATURE CONTROL}

본 발명은 온도 제어가 가능한 3D 포밍필름 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 포밍필름의 각 부위에 대한 온도 제어가 가능하도록 하여, 포밍필름 성형 효율을 증대시키는 기술에 관한 것이다.

최신 스마트기기의 경우, 전후 표면에 강화유리나 다양한 고분자 재질의 소재로 구성된 필름 등을 사용하고 있다. 또한, 스마트기기에 디자인 또는 기능적 요소를 부가시키기 위하여 해당 소재의 전체 또는 일 부분에 대해 곡률 또는 일정 기울기가 구비되도록 가공이나 성형을 수행하고 있다. 그리고, 이와 같은 경향에 의해, 현재 스마트기기용 필름 디자인의 대부분을 차지하고 있는 좌우 또는 상하좌우 동일한 곡률 형상에서 나아가 필름의 부위별로 다양한 곡률과 형상이 복합적으로 적용된 스마트기기용 필름이 제작될 것으로 예상된다.

스마트기기용 필름을 성형하는 주된 원리는 마이크로 브라운 운동으로써, 필름의 온도를 올려주었을 때 각 고분자 물질들은 각기 온도에 의해 분자들이 활성을 가지고 움직이기 시작하는 온도인 Tg(유리화온도)와 Tm(용융온도)에 순차적으로 도달하게 되는데, 이를 이용하여 필름의 온도를 각 고분자 물질들의 Tg(유리화온도)와 Tm(용융온도) 사이에 도달하도록 하여 성형한 후 다시금 Tg(유리화온도) 아래로 내리는 과정을 통해 성형을 수행할 수 있다.

종래기술의 스마트기기용 필름 성형에서는 금형 전체에 온도가 고르게 전달되도록 금형에 직, 간접적으로 고온의 액체나 기체 등을 순환시키는 방식을 사용하거나 카트리지 히터를 사용한 단순 열전도 방식이 대부분을 차지하여, 금형을 이용한 스마트기기용 필름의 다양한 형상 구현에 한계가 있었다.

그리고, 종래기술의 스마트기기용 필름 성형에서는, 금형 상의 필름을 가압하는 가압 구성이 금속이 아닌 다른 소재로 형성되는 경우, 가압 구성 자체의 온도 제어 등에 한계가 있었다.

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 방지하는 것이다.

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

또한, 본 발명의 목적은, 각 부위별로 형상, 두께 또는 소재가 상이하여 복합적으로 형성된 포밍필름에 대한 성형이 가능하도록 하는 것이다.

그리고, 본 발명의 목적은, 포밍필름의 각 부위에 대한 온도 제어가 가능하도록 하는 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 금형부; 상기 금형부와 대응되도록 위치하며, 상기 금형부와의 이격된 거리가 가변하는 프레스부; 및 상기 프레스부와 결합하고, 탄성을 구비하여 상기 프레스부에 의한 유체 유입출로 부피가 가변하며, 부피를 변화시켜 상기 금형부에 위치한 상기 포밍필름과 접촉하여 상기 포밍필름에 가압을 수행함으로써, 상기 포밍필름이 3D 형상으로 성형되도록 하는 부피가변체; 상기 프레스부와 결합하고, 상기 부피가변체의 둘레 방향을 따라 배치되어 상기 포밍필름으로 열을 전달하는 둘레가열부; 및 상기 둘레가열부와 연결되어, 상기 둘레가열부를 제어하는 제어부;를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 둘레가열부는 복수 개로 형성되고, 상기 포밍필름을 향하여 복사 열전달을 수행할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 제어부가 복수 개의 상기 둘레가열부 각각을 제어함으로써, 상기 포밍필름의 각 부위에 전달되는 열량이 각각 별도로 제어될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 둘레가열부는, 상기 프레스부와 결합하고 축회전 운동을 수행하는 지지작동체, 및 상기 지지작동체와 결합하고 상기 포밍필름으로 복사열을 전달하는 둘레가열체,를 구비할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 금형부는, 포밍필름의 성형에 이용되고, 상부의 가장자리에 곡면이 형성된 금형, 상기 금형의 바닥면과 결합되어 상기 금형을 지지하는 바닥벽체와, 상기 바닥벽체의 둘레 방향을 따라 형성되고 상기 금형으로부터 이격되어 상기 금형의 측면을 둘러싸는 형상으로 형성되는 측벽체를 구비하는 하우징, 상기 하우징의 상기 측벽체의 내부면의 둘레 방향을 따라 배치되어 상기 하우징과 결합되고, 상기 금형으로 열을 전달하는 복수 개의 측부가열체, 및 상기 하우징의 상기 바닥벽체와 결합되고, 상기 금형의 바닥면과 접촉되도록 배치되어 상기 금형으로 열을 전달하는 복수 개의 제1하부가열체를 구비할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 제어부가 상기 복수 개의 측부가열체 각각을 제어하고 상기 복수 개의 제1하부가열체 각각을 제어함으로써, 상기 포밍필름의 각 부위에 전달되는 열량이 각각 별도로 제어될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 복수 개의 측부가열체 중 선택되는 어느 하나의 측부가열체는 대류 열전달을 수행하고 다른 측부가열체는 복사 열전달을 수행함으로써, 상기 복수 개의 측부가열체 각각의 열전달 방식이 상이하게 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 금형부는, 상기 하우징의 상기 바닥벽체와 결합되고, 상기 금형의 둘레 방향을 따라 배치되어, 상기 금형 주위에 대류 또는 복사 열전달을 수행하는 제2하부가열체를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 프레스부는, 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 구비할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 프레스부는, 외부로부터 전달받은 유체를 상기 부피가변체로 유입시키거나, 또는 상기 부피가변체 내 유체를 유출시키는 유체제어기를 더 구비할 수 있다.

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.

또한, 본 발명의 효과는, 포밍필름의 각각의 부위별로 각각 다른 가열 온도 또는 각각 다른 가열 시간을 적용 가능하여, 포밍필름에서 각 부위별로 형상, 두께 또는 소재가 상이하더라도, 각 부위에 적합한 가열 수행 후 포밍필름에 대한 성형을 수행할 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 포밍필름 제조 장치에 대한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 포밍필름 제조 장치에 대한 평면도와 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 둘레가열부와 부피가변체 및 금형에 대한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 금형부에 대한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따른 금형부에 대한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른 금형부에 대한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시 예에 따른 금형부의 일 부위에 대한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 각 실시 예에 따른 반사체의 형성에 대한 단면도이다.
도 9와 도 10은 본 발명의 제2실시 예에 따른 금형부에 대한 사시도이다.
도 11과 도 12는 본 발명의 본 발명의 제3실시 예에 따른 금형부에 대한 사시도이다.

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 포밍필름 제조 장치에 대한 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 포밍필름 제조 장치에 대한 평면도와 측면도이다. 여기서, 도 2의 (a)는 본 발명의 포밍필름 제조 장치의 평면도이고, 도 2의 (b)는 본 발명의 포밍필름 제조 장치의 측면도이다.

그리고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 둘레가열부(100)와 부피가변체(410) 및 금형(210)에 대한 단면도이다. 여기서, 도 3은, 도 2의 (b)에서 a-a'라인을 기준으로 한 단면도이다.

도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 포밍필름 제조 장치는, 포밍필름(10)을 성형하는 금형부(200); 금형부(200)와 대응되도록 위치하며, 금형부(200)와의 이격된 거리가 가변하는 프레스부; 및 프레스부와 결합하고, 탄성을 구비하여 프레스부에 의한 유체 유입출로 부피가 가변하며, 부피를 변화시켜 금형부(200)에 위치한 포밍필름(10)과 접촉하여 포밍필름(10)에 가압을 수행함으로써, 포밍필름(10)이 3D 형상으로 성형되도록 하는 부피가변체(410); 프레스부와 결합하고, 부피가변체(410)의 둘레 방향을 따라 배치되어 포밍필름(10)으로 열을 전달하는 둘레가열부(100); 및 둘레가열부(100)와 연결되어, 둘레가열부(100)를 제어하는 제어부;를 포함한다.

부피가변체(410)의 부피 변화에 따라 금형(210) 상에 위치한 포밍필름(10)과 부피가변체(410)가 접촉하고, 부피가변체(410)가 포밍필름(10)에 가압을 수행하여 포밍필름(10)이 3D 형상으로 성형될 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 최근 들어 많이 사용되고 있는 스마트폰 등의 끝단이 구부러진 스마트기기의 디스플레이를 보호하기 위한 포밍필름(10)을 일정한 곡률을 가지도록 성형하는 것이 불가능하였다.

그러나, 본 발명의 포밍필름 제조 장치는, 금형(210)과 맞닿는 프레스헤드(510)의 끝단에 별도의 부피가변체(410)를 추가로 부착하고, 이러한 부피가변체(410) 내부로 유체를 유입 또는 유출하도록 제어함으로써, 종래의 프레스 장치와 같이 금형의 평평한 상단을 가압하여 평면 형태의 필름을 제조할 수 있음은 물론, 끝단이 구부러진 형태의 금형(210) 외측을 부피가변체(410)가 가압함으로써 끝단이 구부러진 3D 포밍필름을 프레싱 가공할 수 있는 특징이 있다.

액정 디스플레이가 구비된 다양한 스마트기기의 외형에 따라 각각 별도의 곡률을 가지는 금형(210)을 설계하고, 금형(210)의 구부러진 끝단의 곡률과 관계 없이 부피가변체(410)가 팽창하면서 가압할 수 있으므로, 본 발명의 포밍필름 제조 장치는 대상 제품 또는 금형(210)과 무관하게 자유롭게 사용될 수 있는 장점이 있다.

프레스부는, 프레스프레임(560), 프레스프레임(560)과 결합하고, 상하 직선운동을 수행하는 상하이동체(540), 상하이동체(540)와 결합하는 프레스모터(550), 일단이 프레스모터(550)와 결합하며 타단이 유체제어기(520)의 상부와 결합하고, 프레스프레임(560)과 나사 결합하여, 회전 운동과 상하 직선운동을 수행하는 스크류축(530), 및 상부가 유체제어기(520)와 결합하고, 하부가 부피가변체(410)와 결합하는 프레스헤드(510)를 구비할 수 있다. 그리고, 프레스부는, 외부로부터 전달받은 유체를 부피가변체(410)로 유입시키거나, 또는 부피가변체(410) 내 유체를 유출시키는 유체제어기(520)를 더 구비할 수 있다.

프레스프레임(560)은 상하방향으로 이동하는 상하이동체(540)와 결합하여 상하이동체(540)를 가이드하는 제1가이드축(561), 제2가이드축(562), 제3가이드축(563) 및 제4가이드축(564)을 구비할 수 있다. 여기서, 제1가이드축(561) 내지 제4가이드축(564)은, 봉의 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

따라서, 부피가변체(410)는, 포밍필름(10)과의 접촉 전 일부 유체가 유입되어 소정의 부피로 팽창된 후 포밍필름(10)과 접촉하고, 포밍필름(10)과의 접촉 후 잔여 유체가 유입되어 추가 팽창됨으로써, 금형(210) 상의 포밍필름(10)을 가압하여 3D형상으로 성형시키도록 이루어지는 것이 보다 바람직하다. 그리고, 이와 같은 부피가변체(410)의 단계적인 부피 변화는, 프레스헤드(510)의 하강에 따른 부피가변체(410)의 하강 위치 변화가 연동되어 수행될 수 있다. 구체적으로, 부피가변체(410)가 하강하여 금형(210) 상의 포밍필름(10)과 접촉하여 포밍필름(10)을 고정시킨 후, 부피가변체(410)의 부피가 증가하거나, 또는, 프레스헤드(510)가 하강하여, 부피가변체(410)가 포밍필름(10)을 가압하는 면적이 증가하다가, 이와 같은 가압 면적의 증가가 정지될 수 있다. 그리고, 다시 부피가변체(410)의 부피 또는 하강 위치가 변화하면서 가압 면적의 증가가 수행될 수 있으며, 이와 같은 과정이 반복되어 수행됨으로써 포밍필름(10)에 대한 성형이 수행될 수 있다.

부피가변체(410)가 금형(210) 상의 포밍필름(10) 가압 후, 포밍된 포밍필름(10)의 굴곡 부위 곡률보다 포밍된 포밍필름(10)의 굴곡 부위와 접촉하는 금형(210)의 굴곡면 곡률이 같거나 더 클 수 있다. 그리고, 부피가변체(410)가 금형(210) 상의 포밍필름(10) 가압 후, 포밍된 포밍필름(10)의 굴곡 부위 곡률보다 포밍된 포밍필름(10)의 굴곡 부위와 접촉하는 스마트기기의 액정 굴곡면 곡률이 같거나 더 작을 수 있다.

여기서, 부피가변체(410)는 탄성을 구비하므로, 포밍필름(10)에 대한 포밍 수행 시, 부피가변체(410)가 포밍필름(10)의 굴곡 부위를 감쌀 수 있다. 그리고, 스마트기기는 스마트폰 또는 태블릿 PC 등의 액정 디스플레이가 구비된 기기일 수 있으며, 포밍된 포밍필름(10)은 스마트폰의 글라스(액정) 또는 태블릿PC의 글라스(액정)에 접착 설치될 수 있다.

이에 따라, 포밍필름(10)이 금형(210)의 굴곡면에 밀착된 상태로 포밍필름(10)의 굴곡 부위 성형이 수행된 다음, 포밍된 포밍필름(10)의 굴곡 부위가 탄성에 의해 설계된 곡률을 구비하게 되므로, 스프링백 현상이 방지되고, 동시에, 열 주름 발생 또는 성형 손상 발생이 방지될 수 있다.

유체제어기(520)는, 본 발명의 포밍필름 제조 장치의 외부에 형성되는 펌프와 연결되며, 펌프는 유체제어기(520)로 유체를 가압 공급하거나 유체제어기(520)에 유체 흡입력을 제공할 수 있다. 여기서, 유체는 공기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 유체제어기(520)는 유체제어밸브를 구비할 수 있다. 펌프가 유체제어기(520)로 유체를 가압 공급하는 경우, 유체제어밸브가 개방되면서 부피가변체(410)로 유체를 유입시켜 부피가변체(410)의 부피가 증가할 수 있다. 여기서, 부피가변체(410)가 미리 설정된 부피로 가변하면 유체제어밸브가 폐쇄되어 부피 증가한 부피가변체(410)의 형태가 유지될 수 있다. 그리고, 펌프가 유체제어기(520)에 유체 흡입력을 제공하는 경우, 유체제어밸브가 개방되면서 펌프로 유체를 유출시켜 부피가변체(410)의 부피가 감소할 수 있다.

프레스부는, 프레스프레임(560)과 고정 결합하고, 내측면에 암나사산이 형성된 스크류가이드체(565)를 더 구비할 수 있다. 여기서, 스크류축(530)은 외측면에 수나사산이 형성될 수 있고, 스크류축(530)과 스크류가이드체(565)가 결합할 수 있다. 그리고, 프레스모터(550)와 결합한 스크류축(530)의 회전 방향에 따라 스크류축(530)은 상하 직선운동을 수행하고, 이에 따라, 프레스모터(550)가 상하 직선운동을 수행함으로써, 프레스모터(550)와 결합한 상하이동체(540)가 상하 직선운동을 수행할 수 있다. 또한, 스크류축(530)의 상하 직선운동에 따라 유체제어기(520)와 프레스헤드(510)가 상하 직선운동을 수행할 수 있다.

프레스부는, 프레스헤드(510)와 결합하고 프레스헤드(510)의 상하 직선운동을 가이드하는 프레스헤드가이드축(570)을 구비할 수 있다. 이에 따라, 스크류축(530)의 회전에도 프레스헤드(510)와 유체제어기(520)는 회전하지 않고, 프레스헤드(510)가 프레스헤드가이드축(570)을 따라 상하 직선운동을 할 수 있다. 여기서, 유체제어기(520)와 결합하는 스크류축(530)의 타단은 수나사산이 형성되지 않은 곡면의 외측면을 구비하고, 스크류축(530)의 타단은 유체제어기(520)에 대해 자유 회전을 수행할 수 있다.

금형(210)은 포밍필름(10)의 성형 형상에 대응되는 형상으로 형성되며, 금속으로 형성될 수 있다. 금형부(200)는 프레스프레임(560)과 결합하도록 설치되며, 프레스헤드(510)의 하부 방향으로 프레스헤드(510)와 이격되어 위치할 수 있다. 구체적으로, 프레스프레임(560)은 금형부(200)를 지지하는 지지부(566)를 구비할 수 있고, 지지부(566)에 금형부(200)가 고정됨으로써 프레스헤드(510)와 대향되는 위치에 설치될 수 있다.

부피가변체(410)는 탄성을 구비하는 소재로 형성될 수 있으며, 구체적으로, 천연고무 또는 고분자 물질로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는, 부피가변체(410)가 상기와 같은 물질로 형성된다고 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 탄성을 구비하는 다른 물질로 형성될 수도 있다. 부피가변체(410)는 부피가 증가한 경우의 형상이 모서리가 곡면인 직육면체의 형상일 수 있다. 이에 따라, 부피가 증가한 부피가변체(410)의 밑면이 포밍필름(10)과 접촉하고, 프레스헤드(510)의 하강에 의해 부피가변체(410)가 금형(210) 상의 포밍필름(10)을 가압하는 프레스 공정이 수행될 수 있다.

둘레가열부(100)는 복수 개로 형성되고, 포밍필름(10)을 향하여 복사 열전달을 수행할 수 있다. 그리고, 둘레가열부(100)는, 프레스부와 결합하고 축회전 운동을 수행하는 지지작동체(120), 및 지지작동체(120)와 결합하고 포밍필름(10)으로 복사열을 전달하는 둘레가열체(110),를 구비할 수 있다.

도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 둘레가열부(100)는 프레스헤드(510)와 결합하고, 프레스헤드(510)의 하부면에서 부피가변체(410)의 둘레 방향을 따라 배치될 수 있다. 여기서, 지지작동체(120)의 상단이 프레스헤드(510)의 하부면과 결합하고, 지지작동체(120)는 축회전 운동을 수행할 수 있는데, 지지작동체(120)의 축회전 운동은 지지작동체(120)의 상단을 축으로 하여 소정의 각도 범위에서 지지작동체(120)가 회전 운동을 수행하는 것을 의미할 수 있다. 그리고, 부피가변체(410)가 하강하는 경우, 지지작동체(120)는 부피가변체(410)로부터 이격되는 방향으로 회전 운동을 수행하고, 이에 따라, 둘레가열체(110)와 지지작동체(120)가 부피가변체(410)로부터 이격되어, 둘레가열부(100)와 포밍필름(10)이 접촉 간섭되는 현상이 방지될 수 있다.

지지작동체(120)에서 포밍필름(10)을 향하는 부위에는 복사열을 생성하여 포밍필름(10)의 표면으로 복사 열전달을 수행하는 둘레가열체(110)가 결합할 수 있고, 둘레가열체(110)는 적외선을 포밍필름(10)으로 발사함으로써 복사 열전달을 수행할 수 있으나, 둘레가열체(110)의 열 생성 방식이 이에 한정되는 것은 아니다.

상기와 같이 둘레가열부(100)가 복수 개 형성됨으로써 하나의 지지작동체(120)가 복사 열전달을 수행하는 포밍필름(10)의 일 부위와 다른 지지작동체(120)가 복사 열전달을 수행하는 포밍필름(10)의 다른 부위는 서로 다르게 형성될 수 있다. 즉, 각각의 둘레가열부(100)에 의해 포밍필름(10)의 열전달 영역이 구분될 수 있다.

제어부가 복수 개의 둘레가열부(100) 각각을 제어함으로써, 포밍필름(10)의 각 부위에 전달되는 열량이 각각 별도로 제어될 수 있다. 구체적으로, 제어부의 제어에 의하여, 지지작동체(120) 각각이 각각 별도의 축회전 운동을 수행함으로써, 하나의 지지작동체(120)는 포밍필름(10) 내 하나의 열전달 영역 내에서 복사 열전달을 수행하는 부위인 전달 부위를 선택할 수 있다. 즉, 지지작동체(120)의 축회전 운동을 통해 둘레가열체(110)에 의한 복사열이 포밍필름(10)의 특정 부위를 향해 전달될 수 있다. 또한, 하나의 지지작동체(120)의 축회전 운동이 소정의 각도 범위에서 반복적으로 수행되는 경우(반복 스윙 운동)에는, 포밍필름(10) 내 하나의 열전달 영역에 대해 복사 열전달이 균일하게 수행될 수 있다.

지지작동체(120)의 축회전 운동 시, 둘레가열체(110)와 포밍필름(10)의 표면 간 거리가 변경될 수 있으므로, 제어부는, 둘레가열체(110)로부터 포밍필름(10)으로 전달되는 복사열의 열량 연산 시, 둘레가열체(110)와 포밍필름(10)의 표면 간 거리에 따른 열량 저하를 보상할 수 있다. 즉, 지지작동체(120)의 축회전 운동에 따라 둘레가열체(110)에서 발사되는 복사열의 열량이 실시간으로 가변될 수 있다.

본 발명의 포밍필름 제조 장치는, 포밍필름(10)의 온도를 측정하는 온도센서(420)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 도 1에서 보는 바와 같이, 복수 개의 온도센서(420)가 프레스프레임(560)과 결합하여 포밍필름(10)의 전체 표면에 대한 온도를 측정할 수 있다. 그리고, 포밍필름(10)의 전체 표면에 대한 온도 분포가 제어부로 전달될 수 있다.

제어부는 포밍필름(10) 표면의 온도 분포 정보를 이용하여 제어신호를 생성하고, 제어신호를 각각의 둘레가열부(100)로 전달하여, 둘레가열부(100)로부터 포밍필름(10)으로 전달되는 복사열의 전달량 또는 전달 부위를 제어할 수 있다.

구체적인 일 실시 예로써, 포밍필름(10)에 대한 가열을 수행하는 중, 포밍필름(10)의 표면 중 하나의 열전달 영역에서 소정의 부위에 복사열 전달이 부족한 것으로 온도센서(420)에 의해 측정되는 경우, 제어부는 해당 하나의 열전달 영역 내 복사열 전달 부위를 특정하고, 해당 전달 부위에 대한 복사열 전달 온도, 전달 시간 등을 제어하여, 해당 전달 부위의 온도를 상승시킬 수 있다.

상기와 같은 각각의 둘레가열부(100)의 제어에 의한 포밍필름(10)의 가열은, 하기와 같은 금형부(200)에 구비된 복수 개의 측부가열체(230)와 복수 개의 제1하부가열체(241) 및 복수 개의 제2하부가열체(242) 각각의 제어에 의한 포밍필름(10)의 가열과 복합적으로 수행될 수 있다. 그리고, 상기와 같이, 포밍필름(10)의 성형을 위한 포밍필름(10)의 표면 가열이 둘레가열부(100)에 의해 수행되므로, 금형부(200)에 의한 포밍필름(10)의 가열과 함께 포밍필름(10) 전체에 있어서 가열 오차를 최소화할 수 있고, 이에 따라, 포밍필름(10)의 성형 후 치수 오차를 최소화하고, 곡률을 구비하는 포밍필름(10)의 부위(가장자리 등)에 스프링백 현상이 최소화될 수 있다.

도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 금형부(200)에 대한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따른 금형부(200)에 대한 평면도이며, 도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른 금형부(200)에 대한 단면도이다. 그리고, 도 7은 본 발명의 제1실시 예에 따른 금형부(200)의 일 부위에 대한 평면도이고, 도 8은 본 발명의 각 실시 예에 따른 반사체(330)의 형성에 대한 단면도이다. 도 7에서는, 이해의 편의를 위하여 측부가열체(230), 측부단열체(310), 반사체(330) 등이 생략되어 있다.

도 1 내지 도 8에서 보는 바와 같이, 금형부(200)는, 포밍필름(10)의 성형에 이용되고, 상부의 가장자리에 곡면이 형성된 금형(210), 금형(210)의 바닥면과 결합되어 금형(210)을 지지하는 바닥벽체(221)와, 바닥벽체(221)의 둘레 방향을 따라 형성되고 금형(210)으로부터 이격되어 금형(210)의 측면을 둘러싸는 형상으로 형성되는 측벽체(222)를 구비하는 하우징(220), 하우징(220)의 측벽체(222)의 내부면의 둘레 방향을 따라 배치되어 하우징(220)과 결합되고, 금형(210)으로 열을 전달하는 복수 개의 측부가열체(230), 및 하우징(220)의 바닥벽체(221)와 결합되고, 금형(210)의 바닥면과 접촉되도록 배치되어 금형(210)으로 열을 전달하는 복수 개의 제1하부가열체(241)를 구비할 수 있다. 또한, 금형부(200)는, 하우징(220)의 바닥벽체(221)와 결합되고, 금형(210)의 둘레 방향을 따라 배치되어, 금형(210) 주위에 대류 또는 복사 열전달을 수행하는 제2하부가열체(242)를 더 구비할 수 있다.

제어부는 복수 개의 측부가열체(230) 및 복수 개의 제1하부가열체(241)와 연결되며, 제어부가 복수 개의 측부가열체(230) 각각을 제어하고 복수 개의 제1하부가열체(241) 각각을 제어함으로써, 포밍필름(10)의 각 부위에 전달되는 열량이 각각 별도로 제어될 수 있다.

상기와 같이, 제어부는, 복수 개의 측부가열체(230)와 복수 개의 제1하부가열체(241) 및 복수 개의 제2하부가열체(242) 각각에 제어 신호를 전달할 수 있으며, 제어부로부터 전달된 제어 신호에 의해 복수 개의 측부가열체(230) 각각, 복수 개의 제1하부가열체(241) 각각 및 복수 개의 제2하부가열체(242) 각각은 서로 다른 가열 온도로 발열을 수행할 수 있다. 금형(210)에서 포밍되는 필름인 포밍필름(10)은 부위별로 다양한 곡률과 형상이 복합적으로 적용된 형상일 수 있으며, 이와 같은 경우, 포밍필름(10)의 각 부위별로 각각 다른 가열 온도와 가열 시간으로 가열이 수행되어 포밍이 수행될 수 있다. 이와 같이, 포밍필름(10)의 각 부위별 형상, 두께, 소재 등에 따라 각각 다른 가열이 수행되므로, 다양한 곡률과 형상(또는 소재)이 복합적으로 적용된 포밍필름(10)의 각 부위에 적합한 열처리가 가능하여 포밍필름(10) 성형의 오차를 최소화할 수 있다.

제어부의 제어 신호에 의하여 복수 개의 측부가열체(230)와 복수 개의 제1하부가열체(241) 및 복수 개의 제2하부가열체(242) 각각의 가열 온도와 가열 시간이 제어되는 것에서 더 나아가, 복수 개의 측부가열체(230) 중 선택되는 어느 하나의 측부가열체(230)는 대류 열전달을 수행하고 다른 측부가열체(230)는 복사 열전달을 수행하고, 복수 개의 제2하부가열체(242) 중 선택되는 어느 하나의 제2하부가열체(242)는 대류 열전달을 수행하고 다른 제2하부가열체(242)는 복사 열전달을 수행함으로써, 복수 개의 측부가열체(230)와 복수 개의 제2하부가열체(242) 각각의 열전달 방식이 상이하게 형성될 수 있다. 이와 같이 각각의 가열체의 열전달 방식을 상이하게 형성함으로써, 포밍필름(10)의 어느 하나의 측부위는 대류 열전달, 복사 열전달 또는 대류 열전달과 복사 열전달의 조합 중 선택되는 방식에 의해 가열될 수 있다. 그리고, 포밍필름(10)의 측부위 외 다른 부위는 전도 열전달에 의해 가열될 수 있다.

이에 따라, 구체적인 일 실시 예로써, 상대적으로 고온의 가열이 요구되는 포밍필름(10)의 일 부위에는 인접한 측부가열체(230)로부터 포밍필름(10)의 일 부위로 대류 열전달이 수행되고, 미세한 온도 변화가 요구되는 포밍필름(10)의 타 부위에는 인접한 측부가열체(230)로부터 포밍필름(10)의 타 부위로 복사 열전달이 수행되며, 용도에 따라 측부가열체(230)와 제2하부가열체(242)에 의해 포밍필름(10)의 또 다른 부위로 대류와 복사의 조합에 의한 열전달이 수행되고, 금형(210)과 맞닿는 부위로 전도 열전달이 수행되어, 포밍필름(10)의 성형을 위한 가열이 복합적으로 수행됨으로써, 포밍필름(10)의 성형 후 치수 오차를 최소화하고, 곡률을 구비하는 포밍필름(10)의 부위(가장자리 등)에 스프링백 현상이 최소화될 수 있다.

제어부의 제어 신호에 의해 각각의 가열체의 가열 온도와 가열 시간이 제어됨에 있어서, 금형(210)의 종류에 따라 포밍되는 포밍필름(10)의 종류가 상이하므로, 사용자가 금형(210)의 종류를 제어부에 입력하면, 제어부는 성형되는 포밍필름(10)의 종류를 판단할 수 있고, 사전에 마련된 참조 데이터를 이용하여 사용자에 의해 선택된 포밍필름(10)에 대해 각각의 가열체의 가열 온도 및 가열 시간을 분석한 후, 각각의 가열체를 제어할 수 있다.

도 4 내지 도 6에서 보는 바와 같이, 복수 개의 측부가열체(230) 중 하나의 측부가열체(230)와 다른 측부가열체(230) 사이에 형성되어 단열을 수행하는 측부단열체(310)를 더 포함할 수 있다. 상기와 같이, 제어부의 제어에 의해 각각의 측부가열체(230)가 제어되므로, 하나의 측부가열체(230)와 다른 측부가열체(230)는 각각 가열 온도 또는 가열 시간이 상이할 수 있고, 이에 따라, 인접한 측부가열체(230) 간 열적 간섭이 발생할 수 있다. 이와 같은 현상을 방지하기 위해 하나의 측부가열체(230)와 다른 측부가열체(230) 사이에 측부단열체(310)가 형성될 수 있다. 측부단열체(310)에 의해 인접한 측부가열체(230) 간 열이 차단되므로, 각각의 측부가열체(230)에 대한 제어가 용이할 수 있다. 측부단열체(310)는 열을 차단하기 위해 단열 효과가 우수한 합성수지, 유기질 또는 무기질의 소재(유리, 금속, 실리콘, 세라믹 등)로 등으로 형성될 수 있다. 그리고, 측부단열체(310)는 판의 형상을 구비할 수 있다. 동시에, 측부단열체(310)는, 복수 개의 기공을 포함하는 세포형, 측부가열체(230)를 향하는 면이 곡면으로 형성된 반사형, 내부의 공간에 유체가 충진된 용량형 또는 내부의 공간이 진공으로 형성된 진공형으로 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 도 6과 도 7에서 보는 바와 같이, 금형부(200)는, 하우징(220)의 바닥벽체(221)와 결합되고, 금형(210)의 둘레 방향을 따라 형성되어, 금형(210)과 제2하부가열체(242) 간 단열을 수행하는 하부단열체(320)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 바닥벽체(221)에는 홈의 형상인 바닥홈(221a)이 형성되고, 이와 같은 바닥홈(221a)에 금형(210)의 몸체가 인입 결합되어, 금형(210)과 하우징(220)의 바닥벽체(221)가 결합될 수 있다. 제1하부가열체(241)는 바닥홈(221a)의 바닥면에 형성되어 금형(210)과 접촉되어 금형(210)에 대한 전도 열전달을 수행할 수 있다. 제2하부가열체(242)는 바닥홈(221a)이 형성되지 않은 바닥벽체(221)의 일 부위에 형성될 수 있으며, 대류 또는 복사 열전달을 용이하게 수행하기 위하여 상기와 같은 바닥벽체(221)의 일 부위의 상부면에 인접하게 형성될 수 있다. 도 6에서 보는 바와 같이, 제1하부가열체(241)에 의한 전도 열전달 제어와 제2하부가열체(242)에 의한 대류 또는 복사 열전달 제어 간 간섭을 방지하기 위하여 금형(210)의 둘레 방향을 따라, 즉, 바닥홈(221a)의 둘레를 따라 하부단열체(320)가 형성될 수 있으며, 하부단열체(320)에 의해 제1하부가열체(241)와 제2하부가열체(242)는 공간 분리되어 단열이 수행될 수 있다.

그리고, 도 4 내지 도 8에서 보는 바와 같이, 금형부(200)는, 복수 개의 측부가열체(230) 중 어느 하나의 측부가열체(230)에 인접하게 형성되어 열전달 방향을 조절하는 반사체(330)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 반사체(330)는 거울과 같이 빛을 반사하는 부위를 포함하여 형성될 수 있으며, 이와 같이 빛을 반사하는 부위가 측부가열체(230)를 향하도록 반사체(330)가 형성될 수 있다. 반사체(330)의 형성에 의해 대류 열전달을 수행하는 측부가열체(230) 또는 복사 열전달을 수행하는 측부가열체(230)로부터 전달되는 열이 반사체(330)에 반사되어 포밍필름(10)의 일 부위를 향하게 됨으로써, 측부가열체(230)로부터 포밍필름(10)의 일 부위에 직접 전달되는 열에 반사되는 열이 합해짐으로써, 포밍필름(10)의 일 부위에 대한 열 집중이 구현되고, 이에 따라 손실되는 열량을 최소화함으로써, 금형부(200)의 열효율을 증대시킬 수 있다.

도 9와 도 10은 본 발명의 제2실시 예에 따른 금형부(200)에 대한 사시도이며, 도 11과 도 12는 본 발명의 본 발명의 제3실시 예에 따른 금형부(200)에 대한 사시도이다. 여기서, 도 9와 도 11은 각각의 커버체(250)가 열린 상태를 나타낸 것이고, 도 10과 도 12는 각각의 커버체(250)가 닫힌 상태를 나타낸 것이다.

도 9 내지 도 12에서 보는 바와 같이, 금형부(200)는, 하우징(220)과 결합되고, 하우징(220)의 개방된 상부의 일부를 선택적으로 가리는 커버부를 더 포함할 수 있다. 여기서, 커버부는, 하우징(220)의 상부에서 슬라이딩 운동을 수행하여 하우징(220)의 개방된 상부의 일부를 선택적으로 가리는 커버체(250), 및 하우징(220)과 결합되고 커버체(250)의 슬라이딩 운동을 가이드하는 가이드체(260),를 구비할 수 있다. 여기서, 각각의 커버체(250)는 양 단에 돌출부(250a)를 구비하고, 각각의 가이드체(260)는 가이드체(260)의 길이 방향을 따라 홈 형상으로 형성된 가이드홈(262)을 구비하여, 돌출부(250a)가 가이드홈(262)을 따라 이동함으로써 각각의 커버체(250)가 슬라이딩 운동을 수행할 수 있다.

금형(210)에 대한 가열 수행 시 각각의 커버체(250)가 서로 근접하도록 슬라이딩 운동을 수행하는 경우, 각각의 커버체(250)에 의해 하우징(220)의 개방된 상부의 일부가 가려질 수 있다. 이에 따라, 각각의 커버체(250)는 측부가열체(230) 상에 위치하게 되고, 동시에, 금형(210)에 인접하게 위치하여, 하우징(220)의 내부로부터 외부로 배출되는 열량을 최소화시킬 수 있다. 결과적으로, 측부가열체(230) 또는 가열된 금형(210)으로부터 외기로 방출되는 열이 최소화되어 측부가열체(230) 및 제1하부가열체(241)의 열효율을 증대시킬 수 있다. 여기서, 금형(210) 상부는 커버부에 의해 가려지지 않을 수 있으며, 이에 따라, 가려지지 않은 부위를 통해 부피가변체(410)와 금형(210) 상 포밍필름(10)이 접촉될 수 있다.

그리고, 금형(210)에 대한 냉각 수행 시 각각의 커버체(250)가 서로 이격되도록 슬라이딩 운동을 수행하는 경우, 각각의 커버체(250)에 의해 일부 가려져 있던 하우징(220)의 상부는 개방될 수 있다. 이에 따라, 각각의 커버체(250)는 각각의 측부가열체(230)로부터 이격되게 위치하여, 하우징(220)의 내부 열기를 외기로 용이하게 배출시켜, 금형(210)의 냉각 효율을 증대시킬 수 있다.

커버부에 대한 일 실시 예로써, 도 9와 도 10에서 보는 바와 같이, 커버체(250)로써, 각각이 판의 형상인 제1-1커버체(251a), 제1-2커버체(251b), 제1-3커버체(251c) 및 제1-4커버체(251d)가 형성되고, 각각의 커버체(250)는 가이드홈(262)에 인입되어 가이드홈(262)을 따라 슬라이딩 운동을 수행하는 돌출부(250a)를 구비할 수 있다. 그리고, 금형(210)에 대한 가열 수행 시, 제1-1커버체(251a)와 제1-2커버체(251b)가 서로 근접하도록 각각 제1-1가이드체(261a)의 가이드홈(262)과 제1-2가이드체(261b)의 가이드홈(262)을 따라 슬라이딩 운동을 수행하고, 제1-3커버체(251c)와 제1-4커버체(251d)가 서로 근접하도록 각각 제1-3가이드체(261c)의 가이드홈(262)과 제1-4가이드체(261d)의 가이드홈(262)을 따라 슬라이딩 운동을 수행하여, 각각의 커버체(250)는 각각의 측부가열체(230) 상에 위치하게 되고, 동시에, 금형(210)에 인접하게 위치할 수 있다. 여기서, 제1-1가이드체(261a)와 제1-2가이드체(261b)에 연결된 측벽체(222)에도 제1-1커버체(251a)와 제1-2커버체(251b)의 슬라이딩 운동을 위해 가이드홈(262)이 형성되고, 이와 같이 형성된 가이드홈(262)을 따라 돌출부(250a)가 슬라이딩 운동을 수행할 수 있다.

커버부에 대한 다른 실시 예로써, 도 11과 도 12에서 보는 바와 같이, 커버체(250)로써, 각각 서로 대응되는 'ㄷ'의 형상인 제2-1커버체(252a) 및 제2-2커버체(252b)가 형성되고, 각각의 커버체(250)는 가이드홈(262)에 인입되어 가이드홈(262)을 따라 슬라이딩 운동을 수행하는 돌출부(250a)를 구비할 수 있다. 그리고, 금형(210)에 대한 가열 수행 시, 제2-1커버체(252a)와 제2-2커버체(252b)가 서로 근접하도록 각각 결합된 가이드홈(262)을 따라 슬라이딩 운동을 수행하여, 각각의 커버체(250)는 측부가열체(230) 상에 위치하게 되고, 동시에, 금형(210)에 인접하게 위치할 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.

10 : 포밍필름 100 : 둘레가열부
110 : 둘레가열체 120 : 지지작동체
200 : 금형부 210 : 금형
220 : 하우징 221 : 바닥벽체
221a : 바닥홈 222 : 측벽체
230 : 측부가열체 241 : 제1하부가열체
242 : 제2하부가열체 250 : 커버체
250a : 돌출부 251a : 제1-1커버체
251b : 제1-2커버체 251c : 제1-3커버체
251d : 제1-4커버체 252a : 제2-1커버체
252b : 제2-2커버체 260 : 가이드체
261a : 제1-1가이드체 261b : 제1-2가이드체
261c : 제1-3가이드체 261d : 제1-4가이드체
262 : 가이드홈 310 : 측부단열체
320 : 하부단열체 330 : 반사체
410 : 부피가변체 420 : 온도센서
510 : 프레스헤드 520 : 유체제어기
530 : 스크류축 540 : 상하이동체
550 : 프레스모터 560 : 프레스프레임
561 : 제1가이드축 562 : 제2가이드축
563 : 제3가이드축 564 : 제4가이드축
565 : 스크류가이드체 566 : 지지부
570 : 프레스헤드가이드축

Claims (10)

1. 포밍필름을 성형하는 금형부;
   상기 금형부와 대응되도록 위치하며, 상기 금형부와의 이격된 거리가 가변하는 프레스부;
   상기 프레스부와 결합하고, 탄성을 구비하여 상기 프레스부에 의한 유체 유입출로 부피가 가변하며, 부피를 변화시켜 상기 금형부에 위치한 상기 포밍필름과 접촉하여 상기 포밍필름에 가압을 수행함으로써, 상기 포밍필름이 3D 형상으로 성형되도록 하는 부피가변체;
   상기 프레스부와 결합하고, 상기 부피가변체의 둘레 방향을 따라 배치되어 상기 포밍필름으로 열을 전달하며, 상기 프레스부와 결합하고 축회전 운동을 수행하는 지지작동체, 및 상기 지지작동체와 결합하고 상기 포밍필름으로 복사열을 전달하는 둘레가열체를 구비하는 둘레가열부; 및
   상기 둘레가열부와 연결되어, 상기 둘레가열부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
   상기 지지작동체의 상단이 상기 프레스부와 결합하며,
   상기 지지작동체에서 상기 포밍필름을 향하는 부위에 상기 둘레가열체가 결합하고,
   상기 지지작동체는, 상기 지지작동체의 상단을 축으로 하여 소정의 각도 범위에서 수행되는 회전 운동인 축회전 운동을 수행하며,
   상기 부피가변체가 하강하는 경우, 상기 지지작동체는 상기 부피가변체와 이격되는 방향으로 축회전 운동을 수행하여, 상기 둘레가열부와 상기 포밍필름 간 접촉 간섭 현상이 방지되는 것을 특징으로 하는 온도 제어가 가능한 3D 포밍필름 제조 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 둘레가열부는 복수 개로 형성되고, 상기 포밍필름을 향하여 복사 열전달을 수행하는 것을 특징으로 하는 온도 제어가 가능한 3D 포밍필름 제조 장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제어부가 복수 개의 상기 둘레가열부 각각을 제어함으로써, 상기 포밍필름의 각 부위에 전달되는 열량이 각각 별도로 제어되는 것을 특징으로 하는 온도 제어가 가능한 3D 포밍필름 제조 장치.
   
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 금형부는,
   상기 포밍필름의 성형에 이용되고, 상부의 가장자리에 곡면이 형성된 금형,
   상기 금형의 바닥면과 결합되어 상기 금형을 지지하는 바닥벽체와, 상기 바닥벽체의 둘레 방향을 따라 형성되고 상기 금형으로부터 이격되어 상기 금형의 측면을 둘러싸는 형상으로 형성되는 측벽체를 구비하는 하우징,
   상기 하우징의 상기 측벽체의 내부면의 둘레 방향을 따라 배치되어 상기 하우징과 결합되고, 상기 금형으로 열을 전달하는 복수 개의 측부가열체, 및
   상기 하우징의 상기 바닥벽체와 결합되고, 상기 금형의 바닥면과 접촉되도록 배치되어 상기 금형으로 열을 전달하는 복수 개의 제1하부가열체를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 제어가 가능한 3D 포밍필름 제조 장치.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 제어부가 상기 복수 개의 측부가열체 각각을 제어하고 상기 복수 개의 제1하부가열체 각각을 제어함으로써, 상기 포밍필름의 각 부위에 전달되는 열량이 각각 별도로 제어되는 것을 특징으로 하는 온도 제어가 가능한 3D 포밍필름 제조 장치.
   
7. 청구항 5에 있어서,
   상기 복수 개의 측부가열체 중 선택되는 어느 하나의 측부가열체는 대류 열전달을 수행하고 다른 측부가열체는 복사 열전달을 수행함으로써, 상기 복수 개의 측부가열체 각각의 열전달 방식이 상이하게 형성되는 것을 특징으로 하는 온도 제어가 가능한 3D 포밍필름 제조 장치.
   
8. 청구항 5에 있어서,
   상기 금형부는, 상기 하우징의 상기 바닥벽체와 결합되고, 상기 금형의 둘레 방향을 따라 배치되어, 상기 금형 주위에 대류 또는 복사 열전달을 수행하는 제2하부가열체를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 제어가 가능한 3D 포밍필름 제조 장치.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 프레스부는, 외부로부터 전달받은 유체를 상기 부피가변체로 유입시키거나, 또는 상기 부피가변체 내 유체를 유출시키는 유체제어기를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 제어가 가능한 3D 포밍필름 제조 장치.
   
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 프레스부는,
    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 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 제어가 가능한 3D 포밍필름 제조 장치.

Images