KR102437672B1

KR102437672B1 - 회전 성형 장치

Info

Publication number: KR102437672B1
Application number: KR1020200101123A
Authority: KR
Inventors: 정영화; 이연형; 정동연
Original assignee: (주)대호테크
Priority date: 2020-08-12
Filing date: 2020-08-12
Publication date: 2022-08-30
Also published as: CN114074439B; KR20220020613A; CN114074439A

Abstract

본 발명의 성형 장치는, 금형에 수납된 피성형물을 성형하는 챔버; 상기 금형이 안착되고, 상기 챔버의 내부에서 회전하면서 상기 금형을 상기 챔버 내부의 각 공정 영역으로 이송하는 인덱스 유니트; 를 포함할 수 있다.

Description

회전 성형 장치{Rotary Forming Device}

본 발명은 피성형물을 수납하는 금형을 회전시키면서 예열, 성형, 냉각 공정을 전환하는 회전 성형 장치에 관한 것이다.

유리, 렌즈, 사파이어, 복합 소재, 플라스틱 중 적어도 하나를 포함하는 피성형물을 휘어진 곡면부를 갖도록 성형하면 휴대용 단말기의 정면 커버, 후면 커버, 카메라용 렌즈로 사용될 수 있다.

피성형물을 금형에 넣고 금형을 가열 및 가압하면 원하는 3D 형상의 피성형물을 획득할 수 있다.

본 발명은 피성형물을 성형하는 성형 장치의 처리 공정 전환을 회전 타입으로 구성하여 공간을 적게 차지하고 보다 많은 수의 금형 처리가 가능하며, 피성형물이 수납되는 캐비티를 복수개 구비한 금형을 정확한 위치에 이송할 수 있는 회전 성형 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 성형 장치는, 피성형물을 정렬하는 센터링 수단을 챔버의 외부에 구비할 수 있다. 센터링 수단은, 피성형물을 흡입하는 진공 구멍과, 피성형물의 외곽에 접촉되는 고정 가이드와, 고정 가이드에 대하여 이동 가능한 이동 가이드를 구비할 수 있다.

본 발명의 성형 장치는 회전하는 인덱스 타입으로 구성될 수 있다. 피성형물이 수납되는 금형의 이동시, 금형을 상승시킨 상태로 인덱스 유니트를 회전시키므로 상부 블록 또는 하부 블록과 비접촉 상태로 금형이 회전될 수 있다.

따라서, 종래의 직선 이동 방식에서 금형이 하부 블록에 대하여 접촉되고 슬라이딩 이동되던 방식에 비하여 마찰에 따른 파티클 발생을 방지할 수 있고, 금형의 마모를 방지할 수 있다.

인덱스 유니트를 이루는 복수의 회전판은 소정의 피치로 함께 회전하면서 금형의 공정 단계별 처리를 할 수 있다. 회전판의 회전시 구동 수단의 각도 제어에 의해 각 공정별 위치를 정확하게 찾아갈 수 있다. 인덱스 타입은, 종래의 직선 이송 방식에 비해 공간을 적게 차지하여 공간 활용도를 높일 수 있다.

챔버에는 투입부가 마련될 수 있다. 금형에 피성형물을 투입하는 피성형물 투입 공정과, 금형로부터 피성형물을 회수하는 피성형물 배출 공정이 챔버의 외부에서 수행되는 것이 아니라 챔버의 일부인 투입부에서 수행될 수 있다. 따라서, 금형 조립 및 분리에 필요한 점유 공간 절약 및 금형 가열에 필요한 에너지 절감을 달성할 수 있다. 핵심적으로, 챔버 내부의 각 회전판에는 하부 금형이 안착된 상태로 피성형물만 외부에서 투입되므로 금형을 이동시키는 공정 부담이 적다.

투입 유니트에 의해 피성형물을 하부 금형에 삽입하고 상부의 승강 구조물에 흡착된 상부 금형이 하강하여 하부 금형과 형합되면, 피성형물의 투입이 완료될 수 있다. 따라서, 금형의 이동에 따른 열손실과 마모를 대폭 줄일 수 있다. 피성형물의 금형 투입과 배출은 투입 유니트의 피성형물 흡착에 의하므로 금형을 챔버 외부로 이동할 필요가 없고, 금형은 회전판의 회전에 의하여 각 공정을 거칠 수 있다.

투입부에서 에어를 분사하는 클리닝 유니트를 통해 금형 및 투입부 내부를 클리닝할 수 있으므로, 챔버에 클리닝 유니트가 내장될 수 있는 장점이 있다. 인덱스 유니트 또는 그 구성품인 회전판은 챔버 내에서 회전되므로 클리닝 유니트를 인덱스 유니트 또는 회전판에 인접한 챔버 내부의 투입부의 특정 위치에 설치하는 것이 바람직하다.

한편, 정상 동작시 금형은 챔버 외부로 꺼낼 일이 없으므로 클리닝 유니트는 챔버에 내장되는 것이다. 종래의 챔버 외부에 클리닝 유니트를 설치하던 것에 비하여 챔버 내부인 정해진 밀폐 공간에서 일정한 클리닝 공정을 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 성형 장치의 각 영역별 공정을 설명하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 성형 장치의 개략적인 평면도이다.
도 3은 본 발명의 구동 수단을 나타낸 측면도이다.
도 4는 본 발명의 투입부를 나타낸 정면도이다.
도 5는 본 발명의 금형을 승강시키는 승강 유니트를 나타낸 평면도이다.
도 6은 본 발명의 승강 유니트의 동작을 설명하는 측면도이다.
도 7은 본 발명의 하부 블록 및 상부 블록과 인덱스 유니트의 관계를 나타낸 측면도이다.
도 8은 본 발명의 센터링 수단 및 투입 유니트를 나타낸 평면도이다.

도 1을 참조하면, 피성형물(10)을 수납하는 금형(20)을 처리하는 챔버(100)안에서 회전하며 각 공정별 영역이 구획된 인덱스 유니트(200)를 볼 수 있다.

본 발명의 피성형물(10)은, 복합 소재로서 예를 들어 PC(polycarbonate), PMMA(Poly methyl methacrylate), PET(polyethylene terephthalate) 소재를 이종으로 적층해서 구성할 수 있고, 휴대 단말기의 백 커버 등으로 활용될 수 있다.

인덱스 유니트(200)는 각 공정별 영역에 대응되는 복수의 회전판으로 구성될 수 있다. 인덱스 유니트(200)는 각 공정마다 소정의 각도로 회전되는 로터리 회전 방식으로 이루어질 수 있다. 인덱스 유니트(200)에 금형(20)이 안착될 수 있다.

복수의 공정별 영역은 제1 영역(①), 제2 영역(②), 제3 영역(③), 제4 영역(④), 제5 영역(⑤), 제6 영역(⑥), 제7 영역(⑦), 제8 영역(⑧)으로 이루어질 수 있다. 각 영역마다 하부 블록 및 상부 블록이 마련될 수 있다.

본 발명은 회전하는 인덱스 방식이면서도, 접촉 부품인 블록으로 금형을 예열, 성형 및 냉각하는 접촉 성형 방식이 특징이다. 블록의 접촉 및 인덱스 유니트의 회전이 모두 가능하려면, 회전시에는 금형과 블록의 간섭을 회피하고, 각 영역별 공정시에는 금형과 블록을 접촉시키는 특별한 구조가 필요하다. 이를 위하여 승강 유니트(400)를 고안하였다.

제1 영역(①)은 투입부이다. 제1 영역(①)은 피성형물(10)을 금형(20)에 투입 또는 배출하는 공정과, 상부 금형 및 하부 금형을 형합하는 공정을 수행할 수 있다.

제2 영역(②) 내지 제 제8 영역(⑧)에는 각각 예열 유니트, 성형 유니트, 냉각 유니트가 마련되어 공정 처리를 수행할 수 있다. 예를 들면 제2 영역 및 제3 영역에 예열 유니트 두 개가 위치하고, 제4 영역 및 제5 영역에 성형 유니트 두 개가 위치하며, 제6 영역 및 제7 영역에 냉각 유니트 두 개가 위치할 수 있다. 제8 영역에는 강제 냉각 유니트가 위치할 수 있다. 냉각 유니트와 강제 냉각 유니트의 차이점은 블록에 히터가 설치되는지 여부일 수 있다. 강제 냉각 유니트는 냉각 유니트의 하류에서 최종적으로 강력한 냉각 기능을 수행할 수 있다. 강제 냉각 유니트는 상부 블록 또는 하부 블록에 히터 설치없이 냉각수만 순환시켜 다른 유니트보다 저온으로 빠른 강제 냉각을 수행할 수 있다.

도 2를 참조하면, 인덱스 유니트(200)는 금형(20)이 안착될 수 있는 안착공(202)이 형성된 회전판으로 이루어질 수 있다.

인덱스 유니트(200)는 회전판이 조립되면 원형을 이룰 수 있다. 조립된 인덱스 유니트(200)의 중앙에는 인덱스 유니트(200) 전체를 회전시킬 수 있는 구동 수단(300) 또는 로터리 조인트(290)가 마련될 수 있다.

인덱스 유니트(200)는 각 공정별 영역인 제1 영역 및 제8 영역에 대응되는 제1 회전판(210), 제 2회전판(220), 제3 회전판(230), 제4 회전판(240), 제5 회전판(250), 제6 회전판(260), 제7 회전판(270), 제8 회전판(280)을 포함할 수 있다.

투입부가 위치한 제1 영역 또는 제1 회전판은 투입부이며, 금형의 분리 및 형합 수단이 마련되고 예열, 성형, 냉각 공정을 위한 상부 블록 및 하부 블록은 설치될 필요가 없다. 제1 영역을 제외한 나머지 영역은 예열, 성형, 냉각 공정 수행을 위하여 각 회전판에 대응되는 하부 블록 또는 상부 블록이 마련될 수 있다. 각 회전판마다 각각의 하부 블록 및 상부 블록이 대응되고 금형이 각 영역 사이를 각 회전판에 의하여 이송되며 접촉식 성형을 하는 것이 본 발명의 특징이다.

금형(20)은 하부에 위치하는 하부 금형(22)과, 하부 금형(22)의 상부에 위치하는 상부 금형(24)으로 이루어질 수 있다. 하부 금형(22)과 상부 금형(24)에는 2개의 피성형물을 성형할 수 있도록 두 개의 캐비티가 마련될 수 있다. 각 캐비티는 빈 공간을 형성하며, 피성형물이 수납되는 공간이다.

각 캐비티는 인덱스 유니트의 원주 방향을 따라 배열될 수 있다. 도시된 바와 달리, 캐비티가 인덱스 유니트의 반지름 방향으로 배열될 수도 있다. 캐비티가 하부 금형에 형성되는 방향은 피성형물의 크기나, 피성형물의 가로 세로 비율에 따라 결정될 수 있다.

구동 수단(300)은 예를 들어 모터 등으로 이루어질 수 있다.

인덱스 유니트(200)의 중앙에는 로터리 조인트(290)가 수직 방향으로 마련될 수 있다.

인덱스 유니트(200)를 이루는 제1 회전판(210) 내지 제8 회전판(280)은 모두 동일 구조 및 등각도 간격으로 배열될 수 있다. 따라서, 각 회전판에 금형(20)을 안착하고 등각도 간격으로 회전하면 각 공정별로 전환될 수 있다.

챔버(100)는 상면, 측면, 바닥면이 모두 격벽으로 구성될 수 있다.

피성형물(10)을 투입 또는 배출하는 투입부(110)는 챔버(100)의 입구에 위치하고, 투입부(110)의 일부는 노출될 수 있다. 챔버(100)의 진공 분위기 또는 질소 분위기를 밀폐할 수 있도록, 투입부(110)의 3면은 모두 차단벽으로 이루어질 수 있다. 각 공정이 수행되는 챔버에서 금형 또는 피성형물의 산화 방지를 위함이다.

차단벽은 제1 차단벽(112), 제2 차단벽(114), 제3 차단벽(116)을 포함할 수 있고, 출입구(118)만 개방된 상태로 형성될 수 있다. 제1 차단벽(112)과 제2 차단벽(114)은 서로 마주볼 수 있고, 제3 차단벽(116)은 제1 차단벽(112)과 제2 차단벽(114) 사이에 마련될 수 있다.

제3 차단벽(116)은 투입부(110) 및 챔버(100)의 입구에 해당하는 출입구(118)과 대면될 수 있다. 출입구(118)는 인덱스 유니트(200)의 외주에 인접하고, 제3 차단벽(116)은 인덱스 유니트(200)의 중심에 인접할 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 금형(20)의 이물질 제거를 위하여 출입구(118)에 클리닝 유니트(811)의 에어 노즐이 마련되고, 제3 차단벽(116)에 집진부(812)가 마련될 수 있다.

도 4를 참조하면, 제1 차단벽(112)과 제2 차단벽(114)은 각각 인덱스 유니트(200)를 이루는 회전판의 회전 통로인 제1 통과공(112a)과 제2 통과공(114a)을 구비할 수 있다. 제1 통과공(112a)과 제2 통과공(114a)을 통하여 회전판은 차단벽에 간섭없이 회전될 수 있다. 제3 차단벽(116)의 하단부는 회전판의 바닥면과 간격을 두고 형성될 수 있다.

제1 통과공(112a)과 제2 통과공(114a)은 승강되는 셔터로 개폐될 수 있다. 셔터는 회전판의 회전시 제1 통과공(112a)과 제2 통과공(114a)을 개방할 수 있다. 투입부(110)에서 피성형물(10)의 투입 공정, 피성형물(10)의 배출 공정, 금형(20)의 클리닝 공정이 수행될 때, 셔터는 제1 통과공(112a)과 제2 통과공(114a)을 폐쇄할 수 있다.

상부 금형(24)은 하부 금형(22)의 상부에 안착될 수 있다. 투입부(110)에서 상부 금형(24)은 흡착부(120)에 흡착된 상태로 그 하중이 지지되거나, 피성형물(10)의 투입 배출이 완료되면 하부 금형(22)을 향하여 하강할 수 있다.

도 5 및 도 6은 각 회전판에 안착된 금형(20)을 승강시키는 승강 유니트(400)를 나타낸다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 회전판(210)에 안착된 2 캐비티 타입의 하부 금형(22)에는 2개의 피성형물(10)이 안착되고, 하부 금형(22)의 양측에는 승강 유니트(400)가 형성될 수 있다.

하부 금형(22)에는 상부 금형(24)의 하강 및 대면시, 상부 금형(24)을 정위치로 가이드하는 복수의 가이드 핀(23)이 형성될 수 있다.

승강 유니트(400)는 모든 회전판에 동일한 형태로 구성될 수 있다.

승강 유니트(400)는 제1 회전판(210)에 고정되는 회전축(410), 회전축(410)에 회전 가능하게 결합되는 회동 부재(420), 회동 부재(420)에 형성되고 하부 금형(22)의 양 측면에 형성되는 걸림홈(22a)에 끼워져서 하부 금형(22)을 상승시키는 걸림 부재(430), 회동 부재(420)를 회동시킬 수 있는 구동부(440)로 이루어질 수 있다.

걸림 부재(430)는 걸림홈(22a)에 끼워지는 걸림편(432)이 형성되는 절곡된 구조의 'ㄴ'자형으로 형성될 수 있다. 구동부(440)는 회동 부재(420) 또는 걸림 부재(430)와 대면하고 회동 부재(420) 또는 걸림 부재(430)를 미는 푸시 부재(442), 푸시 부재(442)를 왕복 이동시키는 실린더(444)로 이루어질 수 있다.

도 6을 참조하면, 실린더(444)의 작동으로 푸시 부재(442)가 금형(20)쪽으로 이동하면, 푸시 부재(442)와 대면하고 있는 회동 부재(420) 또는 걸림 부재(430)는 회전축(410)을 중심으로 편심 위치에 있다. 실린더(444)의 작동시 회동 부재(420) 또는 걸림 부재(430)는 회전하며, 걸림편(432)이 회전하여 금형(20)을 갭(G) 만큼 상승시킬 수 있다.

반대로 금형(20)의 하강시에는 실린더(444)를 후퇴시키면, 푸시 부재(442)는 회동 부재(420)로부터 이격되고, 그에 따라 금형(20)은 자중에 의해 하강하면서 회동 부재(420)를 원래 위치로 복귀시킬 수 있다.

도 6에서 보는 바와 같이, 실선의 금형(20)은 점선의 금형(20) 위치로 상승된 상태가 될 수 있다.

금형(20)이 상승하면, 제1 회전판(210)의 저면으로부터 돌출된 상태에서 안착공(202)안으로 삽입됨으로써 금형(20)이 하부 블록(30)으로부터 비접촉 상태가 될 수 있다. 금형(20) 또는 하부 금형(22)이 상승하면 회전판의 회전이 개시될 수 있다.

도 7을 참조하면, 제1 회전판(210)은 구동 수단(300)의 작동으로 제2 영역(②) 위치로 이동하고, 예열 공정을 위하여 제1 회전판(210) 및 금형(20)이 하부 블록(30)과 상부 블록(40)의 사이에 배치될 수 있다. 제1 회전판(210)은 하부 블록(30)으로부터 간격(D) 만큼 이격된 상태로 회전될 수 있다.

금형(20)을 사이에 두고, 하부 블록(30)은 제1 회전판(210)의 하부에 위치하고, 상부 블록(40)은 제1 회전판(210)의 상부에 위치할 수 있다. 하부 블록(30) 및 상부 블록(40)에는 각각 복수의 히터(32)(42)가 마련될 수 있다.

도 5 및 도 8을 참조하면, 센터링 수단(50) 및 투입 유니트(500)와 클리닝 유니트(811)가 도시된다.

성형 장치(1)에는 투입부(110)에 피성형물(10)을 투입하기 위한 투입 유니트(500)와 금형(20)을 청소해주는 클리닝 유니트(811)가 마련될 수 있다. 투입 유니트(500)는 지지대(510), 지지대(510)의 단부측에 마련되는 복수의 흡착 부재(520)로 이루어질 수 있다.

흡착 부재(520)는 공기를 흡입할 수 있고, 따라서, 센터링 수단(50)에 정확한 위치에 정렬되어 투입을 대기중인 피성형물(10)을 흡착하고, 투입부(110)의 하부 금형(22)에 삽입할 수 있다.

센터링 수단(50)은 챔버(100)안으로 투입하여 성형하기 위한 피성형물(10)을 정위치에 안치할 수 있다. 성형전의 피성형물(10)과 성형후의 피성형물(10)은 센터링 수단(50)에 인접한 위치에 있는 로딩/언로딩 유니트에 적재될 수 있다.

센터링 수단(50)의 하부에는 이동 가이드(52)를 이동시킬 수 있는 이동 수단이 마련될 수 있다. 이동 수단으로서는 예를 들어 실린더 등으로 이루어질 수 있다.

성형 장치에 투입될 피성형물(10)은 로딩/언로딩 유니트에 적재될 수 있다. 이동 로봇이 로딩/언로딩 유니트로부터 피성형물(20)을 꺼내어 센터링 수단(50)으로 이송할 수 있다. 센터링 수단(50)에 이송된 피성형물(20)은 센터링 수단(50)의 표면에 노출된 진공 구멍(53)을 통하여 유동이 억제될 수 있다. 특히, 핸드폰의 백커버로 사용되는 피성형물은 플라스틱 등의 얇은 복합 소재로 이루어지므로, 강성이 약할 수 있다. 아무런 고정 수단없이 센터링 수단(50)에 올려놓으면 낭창거리는 연성 때문에 정위치를 유지하기 어려울 수 있다. 센터링 수단(50)에 진공 구멍(53)을 형성하면 피성형물(20)의 불규칙한 유동을 방지할 수 있다.

한편, 투입 유니트(500)가 피성형물을 금형에 투입할 때, 위치 정렬없이 피성형물을 갖다 놓으면 금형과 피성형물의 상대 위치가 문제될 수 있다. 따라서, 금형에 피성형물을 투입하기 전의 대기 위치이자 투입 유니트(500)에 피성형물을 공급하는 위치인 센터링 수단(50)에서 피성형물의 위치를 정렬해 주는 것이 바람직하다.

센터링 수단(50)은 앞에서 설명한 진공 구멍(53)과, 피성형물의 외곽에 접촉되는 고정 가이드(51)와, 고정 가이드(51)에 대하여 이동 가능한 이동 가이드(52, 54)를 구비할 수 있다. 고정 가이드는 'ㄱ'자 형상이며, 피성형물의 상면 일측과 측면 일측에 접촉되어 위치를 정렬할 수 있다. 이동 가이드는 공압 실린더 등에 의하여 움직일 수 있고, 피성형물의 외곽을 툭툭 쳐서 피성형물을 고정 가이드에 정확하게 밀착시킬 수 있다. 고정 가이드와 이동 가이드에 의하여 피성형물의 위치 정렬이 완료될 수 있다.

센터링 수단의 정위치에 정렬된 피성형물은 투입 유니트에 의하여 투입부의 금형에 공급될 수 있다. 투입 유니트(500)는 지지대(510) 및 흡착 부재(520)를 구비할 수 있다.

센터링 수단(50)의 상면에 놓여진 피성형물(10)을 흡착 부재(520)에 의해 투입부(110)안에 투입 또는 회수될 수 있다. 흡착 부재(520)가 고정된 지지대(510)는 90도 간격으로 회전되거나 직선 이동될 수 있다. 지지대(510)는 회전 동작 및 직선 이동 동작에 의해 흡착 부재를 센터링 수단(50)과 투입부(110)에 접근시킬 수 있다.

투입 유니트(500)의 지지대(510)의 단부에는 회전 동작, 승강 동작, 투입부(110) 방향으로의 전후진 동작을 구동하는 액츄에이터가 연결될 수 있다.

액츄에이터는 회전 동작을 수행하는 제1 액츄에이터(710), 제1 액츄에이터(710)의 일면에 마련되고 승강 동작을 수행하는 제2 액츄에이터(720), 투입부(110)쪽으로 전후진되도록 하는 제3 액츄에이터(730)로 이루어질 수 있다.

도시된 바에 의하면 클리닝 유니트(811)는 투입부(110)에 마련된다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 투입 유니트와 클리닝 유니트가 등각도로 마련되어 함께 움직이는 실시예도 가능하다. 도시하지는 않았지만, 클리닝 유니트(811)는 상부쪽으로 에어를 분사하여 상부 금형을 클리닝해주는 제1 클리닝 부재와 하부쪽으로 에어를 분사하여 하부 금형을 클리닝해주는 제2 클리닝 부재를 포함할 수 있다.

제1 액츄에이터(710)에 의해 투입 유니트(500)의 지지대(510)는 회전될 수 있다. 제2 액츄에이터(720)는 승강 동작을 수행하므로, 투입 유니트(500)는 승강될 수 있다. 제3 액츄에이터(730)는 제2 액츄에이터(720)의 일측면에 결합되며, 투입 유니트(500)를 투입부(110)쪽으로 전후진시킬 수 있다.

투입 유니트(500)는 액츄에이터에 의해 투입부(110)쪽으로 회동하여 접근 또는 멀어지는 동작, 접근 또는 멀어지는 동작과 직교 방향으로 승강하는 동작, 상기 투입부(110)로 전후진하는 동작중 적어도 하나 이상을 수행할 수 있다.

인덱스 유니트(200)를 구성하는 복수의 회전판의 중앙에는 로터리 조인트(290)를 마련하고, 로터리 조인트(290)의 원주 방향을 따라 각 회전판에 연결되는 연결 튜브(292)를 마련할 수 있다. 연결 튜브(292)는 회전판의 냉각수 파이프(830)를 로터리 조인트(290)와 연결할 수 있고, 냉각수를 외부로부터 로터리 조인트(290)를 거쳐 냉각수 파이프(830)로 공급하는 통로가 될 수 있다.

한편, 제1 회전판(210)을 포함한 각 회전판에는 하부 금형(22)에 안착된 피성형물(10)의 위치가 변동되지 않고 그 상태를 유지할 수 있도록 공기로 흡착하는 구조를 마련할 수 있다.

일 실시예로서, 연결 튜브(292)가 진공 공급 수단이 되는 경우, 제1 회전판(210)을 포함한 각 회전판의 내부에는, 연결 튜브(292)과 연통되게 연결되고, 하부 금형(22)의 피성형물(10)을 흡착할 수 있도록 하는 흡착 통로가 형성될 수 있다.

로터리 조인트(290)는 인덱스 유니트(200)의 회전시 동시에 회전하므로, 각 회전판에 연결된 연결 튜브(292)는 꼬일 염려가 전혀 없다.

하부 금형(22)은 다공성 소재로 구성될 수 있다. 다공성 소재로서, 예를 들어 알루미늄, 그라파이트 등으로 이루어질 수 있다. 알루미늄 분말이나, 그라파이트 분말을 소결하고, 각각의 분말 사이의 틈새를 공기 유동 통로로서 사용할 수 있다. 따라서, 하부 금형(22)은 금속 분말을 소결시킨 다공성 소재일 수 있다. 금속 분말이 적합한 이유는 원하는 성형 온도로 가열 또는 냉각이 빠르고 온도 변화에 따른 변형을 최소화할 수 있기 때문이다.

인덱스 유니트(200)를 구성하는 복수의 회전판에 각각 하부 금형(22)을 안착하고, 챔버(100)에 형성된 투입부(110)내에서 투입 유니트(500)에 의해 피성형물(10)을 하부 금형(22)에 삽입할 수 있다. 투입부(110)의 상부에 흡착된 상부 금형(24)이 하강하여 하부 금형(22)에 형합된 다음, 제1 통과공(112a)을 통해 금형(20)은 다음 공정 단계로 회전될 수 있다.

한편, 인덱스 유니트(200)의 회전으로 성형이 완료된 피성형물(10)에 수납된 금형(20)은 제2 통과공(114b)을 통해 투입부(110)안에 진입하면, 투입부(110)의 상부에서 흡착부(120)가 하강하여 상부 금형(24)을 흡착하고 상승함으로써 하부 금형(22)으로부터 상부 금형(24)을 분리하는 동작을 수행하며, 개방된 하부 금형(22)안에 수납된 성형 완료된 피성형물(10)은 투입 유니트(500)의 흡착 부재(520)에 의해 흡착하여 회수할 수 있다. 회수된 피성형물(10)은 투입 유니트(500)에 의하여 로딩/언로딩 유니트로 이동되며, 로딩/언로딩 유니트에 적재될 수 있다.

한편, 회전판에는 냉각수 파이프(830)가 마련되며, 냉각수에 의하여 회전판의 온도 상승이 억제될 수 있다. 회전판에 마련된 작동 부품인 승강 유니트(400) 등의 온도 상승에 의한 오동작을 막기 위하여 온도제어가 필요하기 때문이다.

한편, 상부 금형 및 하부 금형의 이물질을 제거하는 클리닝 유니트(811)가 챔버에 마련될 수 있다. 클리닝 유니트(811)는 인덱스 유니트(200)의 외주 쪽에 마련되는 에어 노즐과 인덱스 유니트(200)의 중심부 쪽에 배치되는 집진부(812)를 포함할 수 있다. 에어 노즐은 인덱스 유니트(200)에 대면되는 챔버(100)에 마련될 수 있다. 클리닝 유니트(811)의 에어 노즐에서 분사된 에어는 금형의 이물질을 털어서 투입부 내로 날려보낼 수 있고, 날려진 이물질은 집진부(812)의 음압에 의하여 포집될 수 있다. 집진부(812)에는 진공이 연결될 수 있다. 집진부(812)는 인덱스 유니트(200)에 인접한 챔버(100)에 마련될 수 있고, 구체적으로 제3 차단벽(116)에 마련될 수 있다.

한편, 금형에서 성형 완료된 피성형물을 금형으로부터 쉽게 분리하기 위한 수단이 필요하다. 열에 의한 피성형물의 부착력을 제거하기 위함이다. 투입부(110)의 노출면인 출입구(118) 쪽에 에어 자바라(820)가 마련될 수 있다. 에어 자바라(820)는 적당한 탄성을 가지므로 쉽게 휘어질 수 있다. 작업자가 에어 자바라(820)를 휘어서 에어 자바라(820) 단부의 노즐을 원하는 방향으로 향하게 할 수 있다. 에어 자바라(820)에서 분사되는 에어는 금형 내부에 수납된 피성형물이 금형의 표면으로부터 쉽게 떨어질 수 있게 할 수 있다.

D... 간격 G... 갭(gap)
1... 성형 장치 10... 피성형물
20... 금형 22... 하부 금형
23... 가이드핀 24... 상부 금형
30... 하부 블록 32,42... 히터
40...상부 블록 50... 센터링 수단
51...고정 가이드 52,54...이동 가이드
53...진공 구멍 100... 챔버
110... 투입부
112... 제1 차단벽 114... 제2 차단벽
116... 제3 차단벽 118... 출입구
120... 흡착부 200... 인덱스 유니트
202... 안착공 204... 흡착 통로
210... 제1 회전판 220... 제2 회전판
230... 제3 회전판 240... 제4 회전판
250... 제5 회전판 260... 제6 회전판
270... 제7 회전판 280... 제8 회전판
290... 로터리 조인트 292.. 연결 튜브
300... 구동 수단 310... 연결 부재
400... 승강 유니트 410... 회전축
420... 회동 부재 ` 430... 걸림 부재
432... 걸림편 440... 구동부
442... 푸시 부재 444... 실린더
500... 투입 유니트 510... 지지대
520... 흡착 부재 710... 제1 액츄에이터
720... 제2 액츄에이터 730... 제3 액츄에이터
811...클리닝 유니트 812...집진부
820...에어 자바라 830...냉각수 파이프

Claims

금형에 수납된 피성형물을 성형하는 챔버;
상기 금형이 안착되고, 상기 챔버의 내부에서 회전하면서 상기 금형을 상기 챔버 내부의 각 공정 영역으로 이송하는 인덱스 유니트; 를 포함하고,
상기 금형은 상부 금형 및 하부 금형을 포함하며,
상기 상부 금형은 상기 하부 금형에 형합되거나 상기 하부 금형으로부터 분리되고,
상기 하부 금형과 상부 금형이 형합된 금형은 상기 인덱스 유니트의 회전으로 소정의 피치만큼 상기 챔버 내에서 이동하며,
상기 인덱스 유니트는 복수의 회전판을 포함하고,
상기 회전판마다 상기 금형이 안착되며,
상기 금형의 하부를 지지하는 하부 블록 및 상기 금형의 상부에 승강되는 상부 블록이 상기 회전판에 대면되는 성형 장치.
제1 항에 있어서,
상기 회전판이 정지하면 상기 회전판의 하부에는 하부 블록이 위치하고, 상기 회전판의 상부에는 상부 블록이 승강되는 성형 장치.
제1 항에 있어서,
상기 회전판은 상기 금형이 안착되는 안착공을 구비하고,
상기 회전판은 상기 공정 단계별로 소정의 피치만큼 함께 회전되는 성형 장치.
제1 항에 있어서,
상기 인덱스 유니트 및 상기 금형이 회전하는 것과 별도로, 상기 상부 블록 및 하부 블록이 상기 금형에 접촉하며 상기 금형을 예열, 성형 및 냉각하고,
상기 인덱스 유니트 및 금형의 회전시, 상기 상부 블록 및 하부 블록은 상기 금형에 대한 접촉이 해제되는 성형 장치.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 챔버의 투입부에는 상기 상부 금형을 흡착한 상태에서 상기 인덱스 유니트에 대하여 승강되는 흡착부가 마련되는 성형 장치.
제1 항에 있어서,
상기 피성형물이 투입 또는 배출되는 투입부가 상기 챔버에 마련되고,
상기 투입부는 상기 피성형물을 투입 또는 배출하는 출입구와, 상기 출입구의 측면에 형성되는 차단벽을 구비하는 성형 장치.
제1 항에 있어서,
상기 금형이 소정의 간격으로 상승된 상태에서 상기 인덱스 유니트가 회전하고,
상기 인덱스 유니트의 회전에 의하여 상기 금형이 다음 공정 단계로 이송되면 상기 금형은 재하강하는 성형 장치.
제1 항에 있어서,
상기 회전판은 소정 피치만큼 등각도로 회전되고,
상기 회전판의 회전시 상기 금형이 상승하면서 상기 하부 블록으로부터 이격되고, 상기 회전판의 정지시 상기 금형이 하강하면서 상기 하부 블록에 접촉 지지되는 성형 장치.
제1 항에 있어서,
상기 인덱스 유니트에는 상기 금형을 소정의 간격으로 상승시키는 승강 유니트가 마련되고,
상기 인덱스 유니트는 상기 승강 유니트가 설치된 상태로 회전하는 성형 장치.
제1 항에 있어서,
상기 인덱스 유니트에는 상기 금형을 소정의 간격으로 상승시키는 승강 유니트가 마련되고,
상기 승강 유니트는, 상기 금형의 양 측면에서 회동되고 상기 금형을 승강시키는 걸림 부재, 상기 걸림 부재를 밀거나 잡아 당기는 구동부를 포함하는 성형 장치.
제1 항에 있어서,
상기 피성형물이 투입 또는 배출되는 투입부가 상기 챔버에 마련되고,
상기 인덱스 유니트에 놓여진 금형에 상기 피성형물을 투입하거나 성형이 완료된 피성형물을 상기 금형으로부터 꺼내는 투입 유니트가 상기 챔버의 외부에 배치되며,
상기 투입 유니트는 상기 피성형물을 흡착한 상태에서 상기 투입부에 대하여 회전 또는 직선 이동하는 성형 장치.
제1 항에 있어서,
상기 챔버의 금형에 상기 피성형물을 투입 또는 배출하는 투입 유니트가 상기 챔버의 외부에 배치되고,
상기 투입 유니트를 회전시키는 제1 액츄에이터, 상기 투입 유니트를 승강시키는 제2 액츄에이터, 상기 투입 유니트를 직선 이동시키는 제3 액츄에이터를 구비하는 성형 장치.
제1 항에 있어서,
상기 금형을 이루는 하부 금형 또는 상부 금형에 에어를 분사하여 이물질을 클리닝하는 클리닝 유니트가 마련되고,
상기 클리닝 유니트는 상기 인덱스 유니트의 외주에 에어를 분사하는 에어 노즐과 상기 인덱스 유니트의 중심부 쪽에서 이물질을 포집하는 집진부를 구비하는 성형 장치.
제1 항에 있어서,
상기 금형에서 성형 완료된 피성형물을 분리하는 에어 자바라가 마련되고,
상기 에어 자바라는 상기 챔버의 투입부의 노출면인 투입구 쪽에 위치하며, 상기 금형 또는 피성형물을 향하여 공기를 분사하도록 휘어지는 성형 장치.
제1 항에 있어서,
상기 인덱스 유니트에는 금형이 안착되며,
상기 금형은 피성형물이 수납되는 공간인 캐비티를 복수로 구비하고,
상기 캐비티는 상기 회전판의 원주 방향을 따라 상기 금형에 배열되는 성형 장치.
제1 항에 있어서,
상기 금형에 투입된 피성형물이 고정된 상태를 유지하도록 상기 금형에 연결되는 흡착 통로가 상기 회전판에 형성되고,
상기 흡착 통로는 로터리 조인트에 연결되어 흡착력을 제공받으며,
상기 로터리 조인트는 복수의 회전판의 회전 중심에 위치하고 상기 인덱스 유니트와 함께 회전하는 성형 장치.
제1 항에 있어서,
상기 회전판에는 냉각수가 흐르는 냉각수 파이프가 마련되는 성형 장치.
제1 항에 있어서,
상기 피성형물의 위치를 정렬하는 센터링 수단이 상기 챔버의 외부에 마련되고, 상기 피성형물을 상기 챔버에 공급하는 투입 유니트는 상기 센터링 수단에 의하여 위치 정렬된 피성형물을 흡착하여 상기 챔버에 공급하는 성형 장치.
제1 항에 있어서,
상기 피성형물을 정렬하는 센터링 수단을 상기 챔버의 외부에 구비하고,
상기 센터링 수단은, 상기 피성형물을 흡입하는 진공 구멍과, 상기 피성형물의 외곽에 접촉되는 고정 가이드와, 상기 고정 가이드에 대하여 이동 가능한 이동 가이드를 구비하며,
상기 고정 가이드는 상기 피성형물의 일측에 접촉되고,
상기 이동 가이드는 상기 피성형물의 외곽을 밀어서 상기 고정 가이드에 밀착시키며,
상기 고정 가이드와 이동 가이드에 의하여 상기 피성형물의 위치 정렬이 완료되는 성형 장치.