KR102348500B1 - 샌드위치 패널의 제조장치 및 제조방법 - Google Patents

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KR102348500B1 KR1020200119088A KR20200119088A KR102348500B1 KR 102348500 B1 KR102348500 B1 KR 102348500B1 KR 1020200119088 A KR1020200119088 A KR 1020200119088A KR 20200119088 A KR20200119088 A KR 20200119088A KR 102348500 B1 KR102348500 B1 KR 102348500B1
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정기석
유혜진
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Abstract

본 발명은 상부금속판과 하부금속판의 사이에 비전도층이 형성된 모재를 가압하는 상부금형; 상기 상부금형의 하측에 배치되어 상기 모재의 하부를 지지하고, 상기 모재의 압착영역을 가열하여 상기 비전도층을 연화시키는 하부금형;을 포함하고, 상기 상부금형과 상기 하부금형은, 가열된 상기 압착영역을 압착시켜 상기 비전도층의 두께를 감소시킴으로써, 상기 압착영역에서 상기 상부금속판과 상기 하부금속판이 서로 통전 가능하게 하고, 상기 상부금형은, 하강하면서 상기 압착영역의 상부를 압착하는 상부압착부; 및 상기 상부압착부의 주변에 배치되고, 상기 상부압착부가 상기 압착영역을 압착시 상기 압착영역의 주변인 비압착영역의 상부를 지지하는 상부지지부;를 포함하고, 상기 하부금형은, 상기 상부압착부의 하측에 배치되어 상기 압착영역의 하부를 가열 및 지지하는 하부가열부; 및 상기 하부가열부의 주변에 배치되고, 상기 비압착영역의 하부를 지지하는 하부지지부;를 포함하는 샌드위치 패널의 제조장치를 제공한다.

Description

샌드위치 패널의 제조장치 및 제조방법{MANUFACTURING APPARATUS AND METHOD FOR SANDWITCH PANEL}
본 발명은 경제성이 향상된 샌드위치 패널의 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아님을 밝혀둔다.
종래의 샌드위치 패널의 경우, 강판의 사이에 비전도층이 형성되면서 샌드위치 패널이 통전이 되지 않은 관계로 타부품과의 접합시 클린칭, 리벳 등 기계적 방법을 이용하여 접합하거나, 통전경로를 별도로 마련하여 용접 접합하여야 한다.
따라서, 종래의 샌드위치 패널의 경우, 별도의 접합장치나 별도의 통전설비를 확보하여야 하는 점에서 설비비용이 증가하면서 경제성이 저하되는 문제점이 있다.
KR 10-1997-0021574 A
본 발명은 일 측면으로서, 추가적인 설비를 확보할 필요없이 기존의 설비라인을 그대로 활용할 수 있어 설비비용이 절감되면서 경제성이 향상될 수 있는 샌드위치 패널의 제조장치 및 제조방법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 상부금속판과 하부금속판의 사이에 비전도층이 형성된 모재를 가압하는 상부금형; 상기 상부금형의 하측에 배치되어 상기 모재의 하부를 지지하고, 상기 모재의 압착영역을 가열하여 상기 비전도층을 연화시키는 하부금형;을 포함하고, 상기 상부금형과 상기 하부금형은, 가열된 상기 압착영역을 압착시켜 상기 비전도층의 두께를 감소시킴으로써, 상기 압착영역에서 상기 상부금속판과 상기 하부금속판이 서로 통전 가능하게 하고, 상기 상부금형은, 하강하면서 상기 압착영역의 상부를 압착하는 상부압착부; 및 상기 상부압착부의 주변에 배치되고, 상기 상부압착부가 상기 압착영역을 압착시 상기 압착영역의 주변인 비압착영역의 상부를 지지하는 상부지지부;를 포함하고, 상기 하부금형은, 상기 상부압착부의 하측에 배치되어 상기 압착영역의 하부를 가열 및 지지하는 하부가열부; 및 상기 하부가열부의 주변에 배치되고, 상기 비압착영역의 하부를 지지하는 하부지지부;를 포함하는 샌드위치 패널의 제조장치를 제공한다.
상부금형 및 상기 하부금형은, 상기 압착영역을 압착하면서 상기 압착영역 주변의 비압착영역을 지지하여 상기 압착영역에서만 변형이 발생하도록 유도할 수 있다.
상부압착부는, 상측에 배치되는 압착베이스; 및 상기 압착베이스의 중앙부분에서 하측으로 연장 형성되고, 구동부재의 구동력을 매개로 상기 압착영역을 압착시키는 압착로드; 를 포함할 수 있다.
상부금형은, 상기 압착베이스와 상기 상부지지부의 사이에 설치되고, 상기 상부지지부를 탄성지지하는 탄성부재;를 더 포함하는 샌드위치 패널의 제조장치.
하부가열부에서 상기 하부지지부로 열이 전달되는 것을 저감시키도록, 상기 하부가열부와 상기 하부지지부의 사이에 형성되는 단열공간부;를 더 포함할 수 있다.
하부가열부에서 상기 하부지지부로 열이 전달되는 것을 저감시키도록, 상기 하부가열부와 상기 하부지지부의 사이에 형성되는 단열재부;를 더 포함할 수 있다.
하부가열부에서 상기 하부지지부로 열이 전달되는 것을 저감시키도록, 상기 하부가열부와 상기 하부지지부의 사이에 형성되는 단열공간부; 및 상기 하부가열부에서 상기 하부지지부로 열이 전달되는 것을 저감시키도록, 상기 하부가열부와 상기 하부지지부의 사이에 형성되는 단열재부;를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 다른 일 측면으로서, 본 발명은 상부금속판과 하부금속판의 사이에 비전도층이 형성된 모재를 준비하는 모재준비단계; 상부금형과 하부금형의 사이에 상기 모재를 배치하는 금형준비단계; 상기 하부금형이 모재의 압착영역의 하부를 가열하여 상기 비전도층을 연화시키는 모재가열단계; 및 상기 상부금형과 상기 하부금형이 상기 압착영역을 압착하고, 상기 압착영역에서 상기 비전도층의 두께를 감소시켜 상기 상부금속판과 상기 하부금속판과 사이를 통전 가능하게 하는 모재압착단계;를 포함하는 샌드위치 패널의 제조방법을 제공한다.
모재압착단계는, 상기 상부금형과 상기 하부금형이 상기 압착영역을 압착하면서 상기 압착영역 주변의 비압착영역을 지지하여 상기 압착영역에서만 변형이 발생하도록 유도할 수 있다.
모재압착단계는, 상기 비전도층의 두께는 50 ㎛ 이하로 압착되면서 상기 상부금속판과 상기 하부금속판 사이가 통전될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 추가적인 설비를 확보할 필요없이 기존의 설비라인을 그대로 활용할 수 있어 설비비용이 절감되면서 경제성이 향상될 수 있는 효과가 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널의 제조장치가 샌드위치 패널을 제조하는 과정을 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 샌드위치 패널의 제조장치가 샌드위치 패널을 제조하는 과정을 도시한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 샌드위치 패널의 제조장치가 샌드위치 패널을 제조하는 과정을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널의 제조장치에 의해 제조된 샌드위치 패널을 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 Ⅰ-Ⅰ' 방향의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널의 제조방법을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 도 1a 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널의 제조장치에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널의 제조장치가 샌드위치 패널을 제조하는 과정을 도시한 도면이다.
이하에서는, 도 1a 및 도 1b를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널(10')에 포함된 구성요소들을 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널의 제조장치 상부금형(100), 하부금형(200)을 포함할 수 있다.
도 1a를 참조하면, 모재(10)는 상측에서부터 상부금속판(11), 비전도층(15), 하부금속판(13)이 순차적으로 적층될 수 있다.
일례로, 상부금속판(11)과 하부금속판(13)은 강판으로 구성될 수 있고, 비전도층(15)은 비전도성 폴리머로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널(10')은 모재(10)를 상부금형(100)과 하부금형(200)이 함께 가압하여 제조할 수 있다.
도 1b를 참조하면, 샌드위치 패널(10')은 압착영역(S1)과 비압착영역(S2)으로 구분될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널의 제조장치에 의해 제조된 샌드위치 패널(10')을 활용하여 자동차용 부품을 제조할 수 있다.
상부금형(100)은 상부금속판(11)과 하부금속판(13)의 사이에 비전도층(15)이 형성된 모재(10)를 가압할 수 있다.
상부금형(100)은 하강하면서 모재(10)의 압착영역(S1)의 상부를 가압할 수 있다.
상부금형(100)은 상하방향으로 이동 가능하게 설치되고, 하부금형(200) 방향으로 모재(10)를 가압할 수 있다.
상부금형(100)은 압착영역(S1)을 압착하고, 압착영역(S1)의 주변을 지지할 수 있다.
일례로, 압착영역(S1)은 평면상에서 원형의 형상을 가질 수 있다.
하부금형(200)은 상부금형(100)의 하측에 배치되어 모재(10)의 하부를 지지하고, 압착영역(S1)을 가열할 수 있다.
하부금형(200)은 압착영역(S1)의 하부를 지지할 수 있다.
하부금형(200)은 모재(10)의 압착영역(S1) 하부를 가열하여, 모재(10) 내부의 비전도층(15)을 연화시킬 수 있다. 일례로, 하부금형(200)은 압착영역(S1)에서 비전도층(15)을 용융점 이상으로 승온시켜 유동 가능한 상태로 만들 수 있다. 연화된 비전도층(15)은 압착영역(S1)에서 비압착영역(S2) 방향으로 이동되면서 비전도층(15)은 두께가 감소될 수 있다.
이후, 상부금형(100)과 하부금형(200)이 함께 압착영역(S1)을 압착하여 비전도층(15)의 두께를 감소시킴으로써, 상부금속판(11)과 하부금속판(13)은 통전 가능한 상태로 제조될 수 있다. 상부금속판(11)과 하부금속판(13)은 압착영역(S1)에서 서로 통전 가능하게 할 수 있다.상부금형(100)은 하부금형(200)에 의해 지지된 모재(10)의 압착영역(S1)을 압착할 수 있고, 연화된 비전도층(15)은 압착영역(S1)에서 비압착영역(S2) 방향으로 이동되면서 비전도층(15)은 두께가 감소될 수 있다.
일례로, 상부금형(100)과 하부금형(200)은, 압착영역(S1)을 압착하여 상부금속판(11)과 하부금속판(13)을 밀착시킬 수 있다.
다른 일례로, 상부금속판(11)과 하부금속판(13) 사이가 통전되도록 비전도층(15)의 두께를 감소시켜 극박화할 수 있다.
상부금형(100)과 하부금형(200)은, 압착영역(S1)을 압착시키고, 압착영역(S1)에서 상부금속판(11)과 하부금속판(13)은 관통되지 않는다.
상부금속판(11)과 하부금속판(130)을 관통시키기 위해서는 많은 힘이 필요하여 공정시간이 오래 걸리면서 공정효율의 저하가 발생할 수 있고, 에너지 낭비가 발생할 수 있기 때문이다.
압착영역(S1)에 용접팁(미도시)이 진입되면서상부금속판(11)과 하부금속판(13)이 용접될 수 있다. 따라서, 일례로 압착영역(S1)이 평면상에서 원형인 경우, 압착영역(S1)의 직경은 용접팁(미도시)의 직경보다 크게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널의 제조장치는 모재(10)의 압착영역(S1)에서 상부금속판(11)과 하부금속판(13)이 서로 통전 가능한 상태인바, 용접시 별도의 통전설비를 확보할 필요가 없고, 기존의 점용접설비를 그대로 활용할 수 있어 설비비용이 절감되면서 경제성이 향상될 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널의 제조장치는 모재(10)를 전체적으로 가열하지 않고, 압착영역(S1)을 집중적으로 가열함으로써, 불필요한 부분을 가열하지 않아 에너지원 등의 비용이 절감되면서 경제성이 향상될 수 있는 효과가 있다.
상부금형(100) 및 하부금형(200)은, 압착영역(S1)을 압착하면서 압착영역(S1) 주변의 비압착영역(S2)을 지지하여 압착영역(S1)에서 변형이 발생하도록 유도할 수 있다.
상부금형(100)은 상부압착부(110) 및 상부지지부(130)를 포함할 수 있다.
상부압착부(110)는 하강하면서 압착영역(S1)의 상부를 압착할 수 있다.
상부지지부(130)는 상부압착부(110)의 주변을 둘러싸도록 배치되고, 상부압착부(110)가 압착영역(S1)을 압착시 압착영역(S1)의 주변인 비압착영역(S2)의 상부를 접촉지지할 수 있다.
상부압착부(110)는 압착베이스(111) 및 압착로드(113)를 포함할 수 있다.
압착베이스(111)는 압착로드(113)의 상측에 배치될 수 있다.
압착로드(113)는 압착베이스(111)의 중앙부분에서 하측으로 연장 형성되고, 구동부재(미도시)의 구동력을 매개로 압착영역(S1)을 압착시킬 수 있다.
압착로드(113)는 압착영역(S1)의 형상에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
일례로, 압착영역(S1)이 평면상에서 원형으로 구성될 경우, 압착로드(113)는 평면상에서 원형의 단면을 가지는 원통형의 부재로 구성될 수 있다.
일례로, 구동부재(미도시)는 유압 또는 공압의 구동력을 활용한 압착실린더로 구성될 수 있다.
압착베이스(111)와 압착로드(113)는 일체로 형성될 수 있고, 종방향으로 'T자형'의 단면을 가질 수 있다.
상부금형(100)은, 압착베이스(111)와 상부지지부(130)의 사이에 설치되고, 상부지지부(130)를 탄성지지하는 탄성부재(150)를 더 포함할 수 있다.
일례로, 탄성부재(150)는 코일스프링으로 구성될 수 있다.
상부지지부(130)의 하면이 비압착영역(S2)을 접촉 지지시, 압착베이스(111)는 탄성부재(150)를 매개로 상부지지부(130)의 상면을 지지할 수 있다.
압착영역(S1)에서 통전되도록 압착로드(113)가 설정된 압착깊이로 하강한 상태에서 비압착영역(S2)의 상면은 상부지지부(130)의 하면과 접촉되면서 지지됨으로써, 압착영역(S1)에서만 변형이 일어나고 비압착영역(S2)의 변형이 최소화되도록 유도할 수 있는 효과가 있다.
하부금형(200)은 하부가열부(210) 및 하부지지부(230)를 포함할 수 있다.
하부가열부(210)는 상부압착부(100) 또는 압착영역(S1)의 하측에 배치되어 압착영역(S1)의 하부를 가열 및 지지할 수 있다. 하부가열부(210)는 평면상에서 압착영역(S1)에 대응되는 형상으로 구성되어, 압착영역(S1)을 가열할 수 있다.
하부가열부(210)는 압착영역(S1)의 하부에 배치된 하부금속판(13)과 접촉되면서 압착영역(S1)을 가열할 수 있다.
하부가열부(210)는 압착영역(S1)의 하부를 가열하여, 비전도층(15) 부분이 비전도층(15)의 취성 천이온도 이상의 온도에 도달하도록 가열할 수 있다. 여기서, 취성 천이온도(nil ductility transition temperature)는 어떤 물질에 대해 그 이상에서는 연성을, 그 이하에서는 취성을 나타내는 온도를 말한다.
하부가열부(210)에 의해 비전도층(15)이 취성 천이온도 이상의 온도로 가열됨으로써, 비전도층(15)에 충분한 유동이 발생할 수 있다.
일례로, 하부가열부(210)의 표면온도 400도(℃)로 설정될 경우, 하부가열부(210)에 의해 가열되는 모재(10)의 압착영역(S1)은 150도(℃) 정도로 가열될 수 있다.
하부지지부(230)는 하부가열부(210)의 주변에 배치되고, 비압착영역(S2)의 하부를 지지할 수 있다.
하부지지부(230)는 상부지지부(130)의 하측에 배치될 수 있다.
하부지지부(230)와 상부지지부(130)는 상하방향으로 대향되게 배치되어 모재(10)의 비압착영역(S2)의 상면과 하면을 함께 지지할 수 있다.
하부가열부(210)와 하부지지부(230)는 서로 이격되거나, 하부가열부(210)와 하부지지부(230)의 사이가 단열처리되면서 하부가열부(210)에서 하부지지부(230) 로 열이 전달되는 것을 저감되면서 하부가열부(210)의 가열효율이 향상될 수 있다.
샌드위치 패널의 제조장치는 단열공간부(300)를 더 포함할 수 있다.
단열공간부(300)는 하부가열부(210)에서 하부지지부(230)로 열이 전달되는 것을 저감시키도록, 하부가열부(210)와 하부지지부(230)의 사이에 형성되는 빈공간일 수 있다.
이때, 하부지지부(230)는 단열공간부(300)를 사이에 두고 하부가열부(210)를 둘러싸도록 구성될 수 있다.
단열공간부(300)는 하부가열부(210)와 하부지지부(230)가 적어도 5mm 이상 이격될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널의 제조장치는 단열공간부(300)를 포함함으로써, 하부가열부(210)에서 하부지지부(230) 방향으로의 열이 전달되는 것을 최소화하여 하부가열부(210)에서 모재(10)의 압착영역(S1)으로 열이 효과적으로 전달되면서 압착영역(S1)이 효율적으로 가열될 수 있다.
하부가열부(210)가 원통형의 형상으로 구성될 경우, 단열공간부(300)는 하부가열부(210)와 하부지지부(230)의 사이에 형성된 링상의 빈 공간으로 구성될 수 있다.
일례로, 링상의 단열공간부(300)의 설치폭인 하부가열부(210)와 하부지지부(230) 사이의 이격거리(D2)는 원통형 하부가열부(210)의 직경(D1)의 10 ~ 15 %의 범위를 가지도록 설치될 수 있다.
하부가열부(210)와 하부지지부(230) 사이의 이격거리(D2)가 하부가열부(210)의 직경(D1)의 10% 미만이 될 경우, 하부가열부(210)에서 하부지지부(230) 방향으로의 전달되는 열의 양이 증가하면서 하부가열부(210)에서 모재(10)의 압착영역(S1) 방향으로 전달되는 열의 양이 감소할 수 있는 문제점이 있기 때문이다.
또한, 하부가열부(210)와 하부지지부(230) 사이의 이격거리(D2)가 하부가열부(210)의 직경(D1)의 15%를 초과할 경우, 이격거리가 과도하게 커지면서 상부금형(100)과 하부금형(200)이 압착영역(S1)을 가압시 변형이 발생할 수 있기 때문이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 샌드위치 패널의 제조장치가 샌드위치 패널을 제조하는 과정을 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널(10')의 구성요소인 단열재부(400)에 대해 설명한다.
샌드위치 패널의 제조장치는 단열재부(400)를 더 포함할 수 있다.
단열재부(400)는 하부가열부(210)에서 하부지지부(230)로 열이 전달되는 것을 저감시키도록,세라믹 소재 등의 무기단열재료로 형성될 수 있다.
일례로, 링상의 단열재부(400)의 설치폭인 하부가열부(210)와 하부지지부(230) 사이의 이격거리(D2)는 원통형 하부가열부(210)의 직경(D1)의 10 ~ 15 %의 범위를 가지도록 설치될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 샌드위치 패널의 제조장치가 샌드위치 패널을 제조하는 과정을 도시한 도면이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널(10')의 구성요소인 단열공간부(300) 및 단열재부(400)에 대해 설명한다.
샌드위치 패널의 제조장치는 단열공간부(300) 및 단열재부(400)를 더 포함할 수 있다.
단열공간부(300)는 하부가열부(210)에서 하부지지부(230)로 열이 전달되는 것을 저감시키도록, 하부가열부(210)와 하부지지부(230)의 사이에 형성되는 빈공간일 수 있다.
단열재부(400)는 하부가열부(210)에서 하부지지부(230)로 열이 전달되는 것을 저감시키도록, 하부가열부(210)와 하부지지부(230)의 사이에 무기단열재료로 형성될 수 있다.
하부금형(200)은 하부가열부(210)를 기준으로 외측방향으로 하부가열부(210), 단열공간부(300), 단열재부(400), 하부지지부(230)가 순차적으로 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널의 제조장치는 단열공간부(300) 및 단열재부(400)를 동시에 포함함으로써, 압착영역(S1)이 보다 효율적으로 가열될 수 있다.
일례로, 링상의 단열공간부(300)와, 단열재부(400)의 설치폭인 하부가열부(210)와 하부지지부(230) 사이의 이격거리(D2)는 원통형 하부가열부(210)의 직경(D1)의 10 ~ 15 %의 범위를 가지도록 설치될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널의 제조장치에 의해 제조된 샌드위치 패널을 도시한 도면이고, 도 5는 도 4의 Ⅰ-Ⅰ' 방향의 단면도이다.
샌드위치 패널(10')의 압착영역(S1)은 평면상에서 원형의 단면을 가질 수 있고, 이 경우, 상부압착부(110)도 평면상에서 이에 대응되는 원형의 단면을 가질 수 있다.
샌드위치 패널(10')의 비압착영역(S2)에서 압착영역(S1)의 주변을 둘러싸도록 고정흔적부(도 4에 점선으로 도시됨)가 형성될 수 있다.
고정흔적부는 상부지지부(130)에 의해 눌리는 부분에서 형성될 수 있다.
샌드위치 패널(10')은 복수 개의 압착영역(S1)이 이격하여 형성되고, 압착영역(S1)에는 용접팁(미도시)이 진입되면서 압착영역(S1)에서 상부금속판(11)과 하부금속판(13)이 용접될 수 있다.
다음으로, 도면을 참조하여 샌드위치 패널의 제조방법에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널의 제조방법을 도시한 도면이다.본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널의 제조방법은 모재준비단계, 금형준비단계, 모재가열단계 및 모재압착단계를 포함할 수 있다.
도 1a를 참조하면, 모재준비단계는 상부금속판(11)과 하부금속판(13)의 사이에 비전도층(15)이 형성된 모재(10)를 준비할 수 있다.
일례로, 모재(10)는 상부금속판(11), 비전도층(15), 하부금속판(13)이 순차적으로 적층될 수 있고, 일례로, 상부금속판(11)과 하부금속판(13)은 강판으로 구성될 수 있다.
도 1a를 참조하면, 금형준비단계는 상부금형(100)과 하부금형(200)의 사이에 모재(10)를 배치할 수 있다.
이때, 하부금형(200)의 상부에 모재(10)가 거치될 수 있고, 하부금형(200)의 상측에 상부금형(100)이 이격하여 배치될 수 있다.
도 1a를 참조하면, 모재가열단계는 하부금형(200)이 모재(10)의 압착영역(S1)의 하부를 가열하여 비전도층(15)을 연화시킬 수 있다.
하부금형(200)은 압착영역(S1) 하부를 가열하여, 모재(10) 내부의 비전도층(15)을 연화시킬 수 있다.
도 1b를 참조하면, 모재압착단계는 상부금형(100)과 하부금형(200)이 압착영역(S1)을 압착하고, 압착영역(S1)에서 비전도층(15)의 두께를 감소시켜 상부금속판(11)과 하부금속판(13)과 사이를 통전 가능하게 할 수 있다.
상부금형(100)은 하강하면서 모재(10)의 압착영역(S1)의 상부를 가압할 수 있고, 하부금형(200)은 상부금형(100)의 하측에 배치되어, 압착영역(S1)의 하부를 지지할 수 있다.
이때, 하부금형(200)이 모재(10)의 압착영역(S1) 하부를 가열하여 내부의 비전도층(15)을 연화시킨 상태인바, 상부금형(100)이 하부금형(200)에 의해 지지된 압착영역(S1)을 압착할 경우, 연화된 비전도층(15)은 압착영역(S1)에서 비압착영역(S2) 방향으로 이동되면서 비전도층(15)의 두께는 감소될 수 있다.
일례로, 상부금형(100)과 하부금형(200)은, 압착영역(S1)을 압착하여 상부금속판(11)과 하부금속판(13)을 밀착시킴으로써, 압착영역(S1)에서 상부금속판(11)과 하부금속판(13)과 사이를 통전 가능하게 할 수 있다.
다른 일례로, 상부금속판(11)과 하부금속판(13) 사이가 통전되도록 비전도층(15)의 두께를 감소시켜 극박화함으로써, 압착영역(S1)에서 상부금속판(11)과 하부금속판(13)과 사이를 통전 가능하게 할 수 있다.
도 1b를 참조하면, 모재압착단계는, 상부금형(100)과 하부금형(200)이, 압착영역(S1)을 압착하면서 압착영역(S1) 주변의 비압착영역(S2)을 지지하여 압착영역(S1)에서만 변형이 발생하도록 유도할 수 있다.
모재압착단계에서, 비전도층(15)의 두께는 50 ㎛ 이하로 압착되면서 상부금속판(11)과 하부금속판(13) 사이가 통전될 수 있다.
이와 같이, 비전도층(15)의 두께가 50 ㎛ 를 초과할 경우, 압착영역(S1)에서 비전도층(15)이 상부금속판(11)과 하부금속판(13) 사이의 통전을 방해하면서 압착영역(S1)에서 용접불량이 발생할 수 있기 때문이다.
일례로, 비전도층(15)은 비전도성 폴리머로 구성될 수 있다.
이후, 샌드위치 패널의 제조방법에 의해 제조된 샌드위치 패널(10')의 압착영역(S1)에 용접팁(미도시)이 진입되면서 압착영역(S1)에서 상부금속판(11)과 하부금속판(13)이 용접될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널의 제조방법의 모재압착단계는 일반적인 드로잉/폼성형 공정의 마지막에 추가할 수 있다.
일반적인 드로인/폼성형 공정은 3~4벌의 금형세트를 활용한 3~4 공정으로 구성될 수 있고, 프레스공정, 열압착공정 등이 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널의 제조방법에 리스트라이크 공정이 포함될 경우, 리스크라이크 공정은 상부금형(100)과 하부금형(200) 내에서 함께 구현될 수 있다.
즉, 상부금형(100)과 하부금형(200)은 리스크라이크 공정을 함께 구현할 수 있는 형태로 제작될 수 있다.
리스트라이크 공정은 제품의 성형과정에서 발생된 스프링백을 제거하도록 재가공하는 공정이다.
여기서, 스프링백(spring back)은 소성재료의 굽힘 가공에서 재료를 굽힌 다음 압력을 제거한 원상으로 회복되려는 탄력 작용으로 굽힘량이 감소되는 현상이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 샌드위치 패널의 제조방법에는 앞서 설명한바 있는 다양한 실시형태를 가지는 샌드위치 패널의 제조장치의 다양한 실시형태가 적용될 수 있음은 물론이다.
따라서, 샌드위치 패널의 제조방법에서 활용되는 샌드위치 패널의 제조장치의 상부금형(100), 하부금형(200) 등의 구성은 이미 설명한 바와 같이 샌드위치 패널의 제조장치의 구성과 동일한바 이에 대한 자세한 설명은 중복을 피하기 위해 생략한다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
10: 모재 10': 샌드위치 패널
11: 상부금속판 13: 하부금속판
15: 비전도층 100: 상부금형
110: 상부압착부 111: 압착베이스
113: 압착로드 130: 상부지지부
150: 탄성부재 200: 하부금형
210: 하부가열부 230: 하부지지부
300: 단열공간부 400: 단열재부
D1: 하부가열부의 직경
D2: 하부가열부와 하부지지부 사이의 이격거리
S1: 압착영역 S2: 비압착영역

Claims (10)

  1. 상부금속판과 하부금속판의 사이에 비전도층이 형성된 모재를 가압하는 상부금형;
    상기 상부금형의 하측에 배치되어 상기 모재의 하부를 지지하고, 상기 모재의 압착영역을 가열하여 상기 비전도층을 연화시키는 하부금형;을 포함하고,
    상기 상부금형과 상기 하부금형은,
    가열된 상기 압착영역을 압착시켜 상기 비전도층의 두께를 감소시킴으로써, 상기 압착영역에서 상기 상부금속판과 상기 하부금속판이 서로 통전 가능하게 하고,
    상기 상부금형은,
    하강하면서 상기 압착영역의 상부를 압착하는 상부압착부; 및
    상기 상부압착부의 주변에 배치되고, 상기 상부압착부가 상기 압착영역을 압착시 상기 압착영역의 주변인 비압착영역의 상부를 지지하는 상부지지부;를 포함하고,
    상기 하부금형은,
    상기 상부압착부의 하측에 배치되어 상기 압착영역의 하부를 가열 및 지지하는 하부가열부; 및
    상기 하부가열부의 주변에 배치되고, 상기 비압착영역의 하부를 지지하는 하부지지부;를 포함하는 샌드위치 패널의 제조장치.

  2. 제1항에 있어서, 상기 상부금형 및 상기 하부금형은,
    상기 압착영역을 압착하면서 상기 압착영역 주변의 비압착영역을 지지하여 상기 압착영역에서만 변형이 발생하도록 유도하는 샌드위치 패널의 제조장치.

  3. 제1항에 있어서, 상기 상부압착부는,
    상측에 배치되는 압착베이스; 및
    상기 압착베이스의 중앙부분에서 하측으로 연장 형성되고, 구동부재의 구동력을 매개로 상기 압착영역을 압착시키는 압착로드;를 포함하는 샌드위치 패널의 제조장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 상부금형은,
    상기 압착베이스와 상기 상부지지부의 사이에 설치되고, 상기 상부지지부를 탄성지지하는 탄성부재;를 더 포함하는 샌드위치 패널의 제조장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하부가열부에서 상기 하부지지부로 열이 전달되는 것을 저감시키도록, 상기 하부가열부와 상기 하부지지부의 사이에 형성되는 단열공간부;를 더 포함하는 샌드위치 패널의 제조장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하부가열부에서 상기 하부지지부로 열이 전달되는 것을 저감시키도록, 상기 하부가열부와 상기 하부지지부의 사이에 형성되는 단열재부;를 더 포함하는 샌드위치 패널의 제조장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하부가열부에서 상기 하부지지부로 열이 전달되는 것을 저감시키도록, 상기 하부가열부와 상기 하부지지부의 사이에 형성되는 단열공간부; 및
    상기 하부가열부에서 상기 하부지지부로 열이 전달되는 것을 저감시키도록, 상기 하부가열부와 상기 하부지지부의 사이에 형성되는 단열재부;를 더 포함하는 샌드위치 패널의 제조장치.
  8. 상부금속판과 하부금속판의 사이에 비전도층이 형성된 모재를 준비하는 모재준비단계;
    상부금형과 하부금형의 사이에 상기 모재를 배치하는 금형준비단계;
    상기 하부금형이 모재의 압착영역의 하부를 가열하여 상기 비전도층을 연화시키는 모재가열단계; 및
    상기 상부금형과 상기 하부금형이 상기 압착영역을 압착하고, 상기 압착영역에서 상기 비전도층의 두께를 감소시켜 상기 상부금속판과 상기 하부금속판과 사이를 통전 가능하게 하는 모재압착단계;를 포함하는 샌드위치 패널의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 모재압착단계는,
    상기 상부금형과 상기 하부금형이 상기 압착영역을 압착하면서 상기 압착영역 주변의 비압착영역을 지지하여 상기 압착영역에서만 변형이 발생하도록 유도하는 샌드위치 패널의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 모재압착단계는,
    상기 비전도층의 두께는 50 ㎛ 이하로 압착되면서 상기 상부금속판과 상기 하부금속판 사이가 통전되는 샌드위치 패널의 제조방법.
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