KR102499428B1 - 금형부의 충격을 흡수하는 가공성형장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금형부의 충격을 흡수하는 가공성형장치에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 상부 금형부의 타측에 삽입되되, 수직 방향으로 연장되어 형성되는 지지부, 지지부의 하부에 맞닿는 받침부 및 피압착물의 하부에 형성되는 한 쌍의 고정부를 포함하고, 지지부가 받침부를 따라 폭 방향으로 슬라이딩 이동하면, 상부 금형부가 상방 및 하방으로 이동하고, 상부 금형부가 하방으로 이동하여 하부 금형부와 맞닿을 시, 고정부가 상부 금형부의 충격을 흡수하는 성형장치에 대한 발명이다.
Description
본 발명은 금형부의 충격을 흡수하는 가공성형장치에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 상부 금형부의 타측에 삽입되되, 수직 방향으로 연장되어 형성되는 지지부, 지지부의 하부에 맞닿는 받침부 및 피압착물의 하부에 형성되는 한 쌍의 고정부를 포함하고, 지지부가 받침부를 따라 폭 방향으로 슬라이딩 이동하면, 상부 금형부가 상방 및 하방으로 이동하고, 상부 금형부가 하방으로 이동하여 하부 금형부와 맞닿을 시, 고정부가 상부 금형부의 충격을 흡수하는 성형장치에 대한 발명이다.
일반적으로 프레스(Press) 가공은 프레스 금형 장치를 이용하여 소재의 형상을 성형시키는 소성 가공의 일종으로서, 예를 들면 전단, 펀칭, 트리밍, 벤딩, 버링, 커얼링, 드로잉 등의 여러 형태로 가공될 수 있다.
종래에는 이러한 프레스 가공 중에서 벤딩 가공을 할 때 소재의 양단을 적어도 2단 이상의 다단으로 벤딩 시키려면, 프레스 라인 이외에 다른 전용 라인을 별도로 설치한 후 치구나 전용기를 사용해야만 하므로 수차에 걸친 공정 과정을 거쳐 벤딩 작업을 완료할 수 있었다.
그러므로, 각 공정마다 벤딩 회수에 해당하는 설비 및 금형이 필요함에 따라 과다한 경비나 작업 시간 및 인력이 소요되므로 제품의 원가를 상승시키는 요인이 되었다. 이러한 문제점을 개선한 종래의 벤딩 성형용 프레스 금형 장치를 도 1 에서 개략적으로 나타내고 있다.
도 1 에서 보면, 도시되지 않은 프레스 슬라이더에 고정되는 상부 홀더(1)의 저면 중앙에 펀치(2)가 결합되고, 또한 상기 홀더(1)의 저면 외측에도 판상의 소재(9)를 누를 수 있는 스트리퍼(3)가 탄성 부재(4)에 의하여 상, 하로 유동 가능하게 결합되어 있다.
여기서, 상기 스트리퍼(3) 상에는 도시되지는 않았지만 스트리퍼 볼트가 상부 홀더(1)로부터 유동 가능하게 결합되어 있다.
한편, 상기 펀치(2)의 하부에는 소재(9)를 공급함과 동시에 성형할 공간을 마련하고 다이(5)가 하부 홀더(6)의 상면에 고정되어 서로 대향하고 있다.
그리고, 상기 하부 홀더(6)의 상면 중앙에는 패드(7)가 탄성 부재(8)에 의하여 상, 하로 유동 가능하게 설치되어 있다.
이와 같이 구성된 종래의 프레스 금형 장치에서, 도시되지 않은 프레스 슬라이더의 작동에 따라 펀치(2) 가 하강하게 되면, 스트리퍼(3)가 소재(9)의 상면을 누르는 한편 상기 펀치(2)와 다이(5)와의 상, 하 압박 작용에 의하여 소재(9)가 벤딩 가공된다.
이 때, 상기 스트리퍼(3)를 지지하는 탄성 부재(4)는 압축 됨과 동시에 스트리퍼 볼트(도시 생략)도 밀려 올라간다.
이 후, 상기 펀치(2)를 상승시키면, 다이(5) 및 펀치(2) 사이에 끼어 있던 소재(9)는 탄성 부재(4)(8)의 복원력에 의하여 이탈하게 된다.
그러나, 이러한 종래의 금형 장치에서는 여러 번의 공정을 거칠 필요 없이 한 번의 작동만으로 가공 작 업이 가능하지만, 펀치(2) 및 다이(5)에 소재(9)를 벤딩시킬 단수에 맞도록 각각 절곡단(2a)(5a)을 갖추고 있으므로 이들이 서로 맞물리며 프레싱 되면 소재(9)의 일부가 벤딩되는 과정에서 인장되어 원하는 형상으로 가공되지 못하거나 심하면 파손될 우려도 있는 문제점을 안고 있었다.
따라서, 성형제품을 제품 성형부로부터 취출 할 경우, 성형제품의 손상 없이 금형 장치가 필요한 실정이다.
본 발명은 금형부의 충격을 흡수하는 가공성형장치에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 상부 금형부의 타측에 삽입되되, 수직 방향으로 연장되어 형성되는 지지부, 지지부의 하부에 맞닿는 받침부 및 피압착물의 하부에 형성되는 한 쌍의 고정부를 포함하고, 지지부가 받침부를 따라 폭 방향으로 슬라이딩 이동하면, 상부 금형부가 상방 및 하방으로 이동하고, 상부 금형부가 하방으로 이동하여 하부 금형부와 맞닿을 시, 고정부가 상부 금형부의 충격을 흡수하는 성형장치에 대한 발명이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 상부 금형부; 상기 상부 금형부의 일측에 삽입되는 압착부; 상기 압착부의 하부에 맞닿아 결합되는 프레임부; 피압착물이 위치되는 하부 금형부; 상기 상부 금형부의 타측에 삽입되되, 수직 방향으로 연장되어 형성되는 지지부; 상기 지지부의 하부에 맞닿는 받침부; 및 상기 피압착물의 하부에 형성되는 한 쌍의 고정부;를 포함하고, 상기 지지부가 상기 받침부를 따라 폭 방향으로 슬라이딩 이동하면, 상기 상부 금형부가 상방 및 하방으로 이동하고, 상기 상부 금형부가 하방으로 이동하여 상기 하부 금형부와 맞닿을 시, 상기 고정부가 상기 상부 금형부의 충격을 흡수한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 상부 금형부는, 상기 프레임부의 일측과 타측에 위치되되, 상기 압착부와 결합되는 제1 체결부;를 포함하고, 상기 프레임부는 상기 압착부로부터 탈부착 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 상기 피압착물의 일단과 타단은 상기 하부 금형부의 일 지점에 나사 결합된다.
또한, 본 발명에 따른 상기 하부 금형부는, 상기 피압착물의 성형이 완료된 후, 상기 피압착물을 냉각시키는 냉각부;를 더 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 냉각부는, 냉각수가 저장되는 냉각수 저장부;
상기 냉각수가 유입되는 유입관; 및 상기 유입관으로 유입되는 상기 냉각수의 유량을 조절해주는 밸브;를 포함한다.
본 발명은 고정부는 피압착물의 하부에 형성되므로, 상부 금형부가 하방으로 이동하여 하부 금형부와 맞닿음에 의해 발생하는 충격을 흡수할 수 있는 효과가 있다.
삭제
고정부는 피압착물의 하부에 고정되어 형성될 수 있으나, 피압착물로부터 탈부착 가능하도록 형성되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 벤딩 성형용 프레스 금형 장치를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 프레임부의 교체가 가능한 프레스 벤딩 장치를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 상부 금형부가 하부로 이동하여 상부 금형부와 하부 금형부가 맞닿을 경우를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 프레임부의 일측과 타측에 결합되는 제1 체결부 및 제1-1 체결부를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 프레임부가 교체된 경우를 도시한 것이다.
도 6을 본 발명에 따른 하부 금형부의 내부에 구성된 냉각부를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 프레임부의 교체가 가능한 프레스 벤딩 장치의 회전부를 도시한 것이다.
도 8은 피압착물의 하부에 구성되는 한 쌍의 고정부를 도시한 것이다.
도 9는 하부 금형부의 내부에 형성되는 배출부를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 프레임부의 교체가 가능한 프레스 벤딩 장치를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 상부 금형부가 하부로 이동하여 상부 금형부와 하부 금형부가 맞닿을 경우를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 프레임부의 일측과 타측에 결합되는 제1 체결부 및 제1-1 체결부를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 프레임부가 교체된 경우를 도시한 것이다.
도 6을 본 발명에 따른 하부 금형부의 내부에 구성된 냉각부를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 프레임부의 교체가 가능한 프레스 벤딩 장치의 회전부를 도시한 것이다.
도 8은 피압착물의 하부에 구성되는 한 쌍의 고정부를 도시한 것이다.
도 9는 하부 금형부의 내부에 형성되는 배출부를 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 통상의 실시자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.
본 발명에서 '길이 방향'이라 함은 도 2를 기준으로 X축 방향이고, '폭 방’'이라 함은 도 2를 기준으로 Y축 방향이다. '수직 방향'이라 함은 도 2를 기준으로 Z축 방향이다. '일측'이라 함은 압착부(120)가 형성된 부분이고, '타측'이라 함은 지지부(300)가 형성된 부분이다.
본 발명에 따른 프레임부의 교체가 가능한 프레스 벤딩 장치는 상부 금형부(100), 하부 금형부(200), 지지부(300), 냉각부(400) 및 회전부(500)로 구성된다.
도 2를 참고하면, 상부 금형부(100)의 일측의 내부에는 압착부(120)가 삽입되고, 압착부(120)의 상부에는 결합부(110)가 형성되어 압착부(120)가 상부 금형부(100)의 내부에 결합할 수 있게 된다.
압착부(120)의 상부와 하부는 폭 방향으로의 길이가 상이하여 단턱이 형성된다.
프레임부(130)는 압착부(120)의 하부에 결합되되, 압착부(120)의 하부가 프레임부(130)의 내부에 삽입되어 프레임부(130)의 일단은 압착부(120)에 형성된 단턱과 맞닿게 되어 고정된다.
도 4를 참고하여 프레임부(130)의 일측과 타측에 결합되는 제1 체결부(140) 및 제1-1 체결부(141)를 구체적으로 설명하도록 한다.
프레임부(130)의 일측과 제1 체결부(140)가 폭 방향으로 끼움 결합되고, 타측에는 제1-1 체결부(141)가 폭 방향으로 끼움 결합된다.
이때, 제1 체결부(140)와 제1-1 체결부(141)는 프레임부(130)와 압착부(120)의 내부에 관통되어 프레임부(130)를 압착부(120)에 고정시킨다.
제1 체결부(140)와 제1-1 체결부(141)는 볼트로 이루어지는 것이 바람직하지만 이에 국한되지 않으며, 수용공간에 끼움 결합되어 프레임부(130)의 하향 이탈을 억제하는 역할을 수행하기 때문에 삽입이 용이한 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.
즉, 제1 체결부(140)와 제1-1 체결부(141)가 프레임부(130)의 일단과 타단을 관통하여 압착부(120)의 내부에 삽입되어 조이게 되면 추가적인 결합력을 부여할 수 있게 된다.
또한, 프레임부(130)와 압착부(120)를 제1 체결부(140)와 제1-1 체결부(141)로 체결함으로써 결합이 쉽게 해제되지 않는 효과가 있으며, 프레임부(130)와 압착부(120)의 조립이 간편하여 인건비 절감 및 작업성 향상의 효과가 있다.
또한, 제1 체결부(140)와 제1-1 체결부(141)는 프레임부(130)로부터 분리 가능하여 프레임부(130)를 압착부(120)로부터 탈부착 시킬 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
상부 금형부(100)의 하부에는 하부 금형부(200)가 위치되고, 하부 금형부(200)의 일측에는 하부 홈부(220)가 형성되고, 하부 홈부(220)의 내부에는 피압착물(10)이 삽입된다.
피압착물(10)의 일단과 타단은 굴곡진 형상으로 형성되고, 피압착물(10)의 일단과 하부 금형부(200)의 일측은 제2 체결부(210)를 통해 결합되되, 제2 체결부(210)는 상방에서 하방으로 끼움 결합된다.
또한, 피압착물(10)의 타단과 하부 금형부(200)의 타단은 제2 체결부(210)를 통해 결합되되, 제2 체결부(210)는 상방에서 하방으로 끼움 결합된다.
즉, 한 쌍의 제2 체결부(210)는 하부 금형부(200)의 내부에 형성된 체결부 홈(211)에 삽입된다.
상부 금형부(100)의 타측의 내부에 삽입되되, 지지부(300)가 수직 방향으로 연장되어 형성된다.
또한, 지지부(300)의 일단은 라운드진 형상으로 형성되되, 지지부(300)의 하부에는 받침부(310)가 형성된다.
받침부(310)의 상부 또한 라운드진 형상으로 형성되고, 지지부(300)의 일단은 받침부(310)의 상부와 상호 치합되도록 형성된다.
즉, 받침부(310)의 상부는 중앙의 수직 방향으로의 길이보다 일단과 타단의 수직방향으로의 길이가 낮게 형성된다.
지지부(300)의 일단은 받침부(310)의 상부를 따라 폭 방향으로 이동할 수 있으며, 도 3을 참고하여 이에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3은 상부 금형부(100)가 하부로 이동하여 상부 금형부(100)와 하부 금형부(200)가 맞닿을 경우를 도시한 것이다.
지지부(300)의 일단은 받침부(310)의 상부를 따라 슬라이딩 이동하면 하부 금형부(200)가 하방으로 이동하고 상부 금형부(100)와 맞닿게 된다.
압착부(120)의 일측과 타측에는 한 쌍의 상부 홈부(150)가 형성되고, 상부 금형부(100)가 하부 금형부(200)와 맞닿을 때 피압착물(10)과 하부 금형부(200)를 고정시킨 한 쌍의 제2 체결부(210)는 한 쌍의 상부 홈부(150)의 내부에 삽입된다.
즉, 상부 금형부(100)와 하부 금형부(200)가 맞닿으면 한 쌍의 상부 홈부(150)의 내부에 한 쌍의 제2 체결부(210)가 삽입되는 구성으로, 상부 금형부(100)가 제2 체결부(210)를 가압하여 제2 체결부(210)의 손상 및 파괴되는 문제점을 방지할 수 있다.
따라서, 상부 금형부(100)가 하부 금형부(200)에 가하는 하중이 감소되므로, 상부 금형부(100)와 하부 금형부(200)가 안정적으로 완전하게 맞닿아 고정될 수 있다는 장점이 있다.
도 5는 프레임부(130)가 교체된 경우를 도시한 것이다.
전술한 도 2와 같이, 프레임부(130)는 압착부(120)의 하부에 결합되고, 제1 체결부(140) 및 제1-1 체결부(141)를 통해 프레임부(130)의 내부에 압착부(120)의 하부가 삽입되어 고정된다.
이 때, 제1 체결부(140)와 제1-1 체결부(141)를 분리하면 프레임부(130)가 압착부(120)로부터 분리 가능되어 다양한 형상의 프레임부(130)로 교체 가능하다.
도 2의 도시에서는 프레임부(130)의 하부가 라운드진 형상으로 형성되었지만, 도 5의 도시에서는 프레임부(130)의 하부가 절곡된 형상으로 형성된 것을 볼 수 있다.
따라서, 다양한 형상의 프레임부(130)로 교체하여 사용자가 원하는 피압착물(10)의 형상을 성형할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 별도의 프레임부(130)만 마련하면 다양한 형상의 피압착물(10)을 성형할 수 있어 편리하고, 작업 속도 및 작업 능률도 극대화되는 효과가 있다.
도 6을 참고하여 하부 금형부(200)의 내부에 구성된 냉각부(400)에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
도 6은 상부 금형부(100)가 하방으로 이동한 후, 피압착물(10)이 상부 금형부(100)와 하부 금형부(200) 사이에서 압착된 상태이다.
냉각부(400)는 냉각수 저장부(410), 제1 유입관(420), 밸브(430) 및 제2 유입관(440)을 포함하며, 하부 금형부(200)의 내부에 삽입되어 냉각수를 분사하는 냉각장치이다.
냉각수 저장부(410)는 하부 금형부(200)의 내부의 일측에 삽입되되, 냉각수 저장부(410)의 내부에 냉각수가 삽입되어 있다.
냉각수 저장부(410)의 일단에는 제1 유입관(420)이 길이 방향으로 연장되어 형성되고, 제1 유입관(420)에는 냉각수의 유량을 조절하는 밸브(430)가 구성된다.
본 발명에 따른 밸브(430)는 유량조절밸브인 것이 바람직하며, 종래의 감압밸브는 하나의 유입관을 가지고 있으므로 저압의 원수가 공급되어 감압이 필요 없는 저압지역에서도 유로저항이 심한 유로를 통과하기 때문에 유량손실이 많았다.
도면에 도시되어 있지 않지만, 이를 보완한 유로전환부재를 사용하여 이 유로전환부재의 좌우 회전으로 유로를 전환하여 사용하게 됨으로써 고압의 원수의 감압은 동일하게 이루어진다.
또한, 감압이 필요 없는 경우에도 유로저항이 최소한으로 감소되어 유량의 감소도 최소화할 수 있고, 이에 따라 냉각수가 밸브(430) 내를 통과할 때의 소음도 대폭적으로 낮출 수 있는 장점이 있다.
피압착물(10)의 하부에는 제2 유입관(440)이 구성되고, 제2 유입관(440)의 일단은 제1 유입관(420)과 연통된다.
또한, 제1 유입관(420)을 통해 냉각수가 제2 유입관(440)의 내부에 분사됨으로써 제2 유입관(440)의 내벽에 냉각수가 균일하게 분사되어 상부 금형부(100)와 하부 금형부(200)의 냉각효율을 향상시키는 동시에 상부 금형부(100)와 하부 금형부(200)의 사용수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.
덧붙여, 냉각수가 제2 유입관(440)의 내부에서 순환하며 피압착물(10)을 냉각시킴에 따라 냉각 시간 단축으로 냉각 효율을 높일 수 있고, 작업성 및 생산성 향상으로 인해 제품 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 7은 본 발명에 따른 프레임부의 교체가 가능한 프레스 벤딩 장치의 회전부(500)를 도시한 것이다.
결합부(110)의 하부에는 제1 회전부(510)가 형성되고, 피압착물(10)의 하부에는 제2 회전부(520)가 회전된다.
제1 회전부(510) 및 제2 회전부(520)는 볼 베어링으로 형성되는 것이 바람직하고, 볼 베어링은 베어링 중에서 가장 대표적인 베어링이며 사용 용도가 광범위하다.
볼 베어링은 경방향 하중과 축방향 하중 그리고 합성 하중 등 어느 방향의 하중도 받을 수 있으며 마찰 토크가 적어 고속 회전과 저소음 및 저진동이 요구되는 용도에 가장 적합하다.
제1 회전부(510)와 제2 회전부(520)는 볼 베어링으로 형성되어 있어, 압착부(120)가 회전 시, 프레임부(130)와 피압착물(10)의 마찰저항과 흔들림이 작고 내구성이 높기 때문에 압착부(120)의 회전 반경이 이탈되는 것을 방지하는 효과가 있다.
즉, 상부 금형부(100)와 하부 금형부(200)가 맞닿으면 프레임부(130)의 일단이 피압착물(10)의 내면에 맞닿게 된다.
이 때, 제1 회전부(510)가 회전하면 압착부(120)와 프레임부(130)가 회전하고, 제2 회전부(520)가 회전하면 피압착물(10)이 회전하게 된다.
따라서, 프레임부(130)가 피압착물(10)에 맞닿은 채로 회전하므로, 피압착물(10)의 내면이 정밀하게 연마되고, 프레임부(130)와 피압착물(10)이 동시에 회전하면 신속하게 연마 작업이 진행될 수 있다.
또한, 가공 작업의 신속성과 일정한 회전력에 의한 정밀성을 얻고, 가공 시 발생할 수 있는 불량률을 최소화하여 작업 효율성 및 생산성이 증대된다.
도 8은 피압착물(10)의 하부에 구성되는 한 쌍의 고정부(600)를 도시한 것이다.
고정부(600)는 볼트 형상으로 형성되고, 제1 고정부(610) 및 제2 고정부(620)를 포함한다.
제1 고정부(610)는 일단은 피압착물(10)의 하부의 일 지점과 맞닿고, 제2 고정부(620)는 제1 고정부(610)의 하부에 수직 방향으로 연장되어 형성된다.
즉, 제2 고정부(620)의 일단은 제1 고정부(610)의 하부에 맞닿아 있고, 제2 고정부(620)의 타단은 하부 금형부(200)의 내부의 모서리와 맞닿아 있다.
제2 고정부(620)는 상부 금형부(100)로부터 전달되는 충격을 흡수하므로 에너지 흡수 소재로 구비될 수 있으며, 충격흡수 성능을 향상시키기 위해 탄성력을 가지는 탄성부재로 구성되는 것이 바람직하다.
즉, 고정부(600)는 피압착물(10)의 하부에 형성되므로, 상부 금형부(100)가 하방으로 이동하여 하부 금형부(200)와 맞닿음에 의해 발생하는 충격을 흡수할 수 있다.
이러한 충격으로 인해 고정부(600)가 파손된 경우, 고정부(600)가 단위 모듈 형태로 설치되어 수리 및 복구가 용이하다.
한 쌍의 고정부(600)는 피압착물(10)의 하부의 일 지점과 하부 금형부(200)의 내부의 모서리를 각각 잇는 형상으로 형성된다.
즉, 고정부(600)는 피압착물(10)의 하부에 고정되어 형성될 수 있으나, 피압착물(10)로부터 탈부착 가능하도록 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 제1 고정부(610)는 고무 링 등 다양한 형태로 형성될 수 있고, 제2 고정부(620) 또한 스프링 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.
도 9는 하부 금형부(200)의 내부에 형성되는 배출부(700)를 도시한 것이다.
배출부(700)는 환기구(710), 배출관(720) 및 환기공(730)으로 구성되고, 배출부(700)는 제2 회전부(520)의 하부에 수직 방향으로 연장되어 형성된다.
환기구(710)는 제2 회전부(520)의 하부에 맞닿아 결합되고, 도면에 도시된 바와 같이, 환기구(710)의 단면은 사각형 형상으로 형성될 수 있지만, 이에 국한되지 않고 원형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
환기구(710)의 하부에는 배출관(720)이 수직 방향으로 연장되어 형성되고, 배출관(720)의 일측 및 타측에는 복수 개의 환기공(730)이 형성되어 있다.
상부 금형부(100)가 하방으로 이동하여 피압착물(10)을 성형할 시 계속적인 가열에 의해 발생하는 가스가 배출관(720)을 통해 배출된다.
도면에 도시되지 않지만, 하부 금형부(200)의 내부에 공압식 이젝터(미도시) 또는 진공펌프(미도시)를 이용하여 가스를 강제배출 할 수 있도록 하며, 배출관(720)을 통해 배출하지 못한 가스는 배출관(720)의 일측과 타측에 구성된 복수 개의 환기공(730)을 통해 자연 배출된다.
따라서, 공급되는 원재료에 기반하여 상부 금형부(100) 및 하부 금형부(200)의 내부에 있는 불필요한 가스를 효과적으로 배출시킴으로써 피압착물(10)의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 고온고압으로 가압되는 피압착물(10)의 공급으로 상부 금형부(100) 및 하부 금형부(200)의 내부에서 성형되는 피압착물(10)의 에어 또는 가스로 인해 발생되는 기포 발생을 방지하여 기포로 인한 피압착물(10)의 불량을 원초적으로 예방하여 피압착물(10)의 제작을 보다 신속하고 용이하게 하는 효과가 있다.
본 발명의 상부 금형부(100) 및 하부 금형부(200)는 지속적으로 전방 및 후방으로 이동하는 경우 상부 금형부(100) 및 하부 금형부(200)의 일측이 마모되는 문제점이 발생할 수 있다.
즉, 표면이 접하는 환경 중에 습기의 작용으로 인한 부식현상으로 상온의 공기 중에서 녹스는 대기부식이 발생할 수 있다.
이에, 본 발명의 상부 금형부(100) 및 하부 금형부(200)의 표면에는 부식을 방지하고자 부식방지 코팅을 통해 코팅층이 형성된다.
상기 코팅층(미도시)은 코팅 조성물을 이용하여 코팅되는 것으로, 상기 코팅 조성물을 이용한 코팅층은 부식방지 효과를 나타낼 수 있다. 구체적으로, 상기 코팅층에 의해 상부 금형부(100) 및 하부 금형부(200)의 표면에 코팅층을 형성하여, 상부 금형부(100) 및 하부 금형부(200)의 외부 노출을 방지하고, 상부 금형부(100) 및 하부 금형부(200)보다 이온화 경향이 높은 금속을 포함하고 있어, 상부 금형부(100) 및 하부 금형부(200)의 부식을 방지할 수 있다.
구체적으로 본 발명의 코팅 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 유기 용매, 금속 화합물 및 아민 화합물을 포함할 수 있다:
[화학식 1]
여기서 n은 1 내지 100의 정수이다.
본 발명의 코팅 조성물을 이용하여 상부 금형부(100) 및 하부 금형부(200)의 표면에 코팅층을 형성하는 경우, 상부 금형부(100) 및 하부 금형부(200)와의 접착력이 우수하여, 외력에 의해 쉽게 코팅층이 벗겨지지 않고, 상부 금형부(100) 및 하부 금형부(200)보다 이온화 경향이 높은 금속 화합물을 포함함에 따라, 우수한 부식 방지 효과를 나타낼 수 있다.
구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 화합물이 포함하고 있는 특정 작용기 및 구조적 특성으로 인해 상부 금형부(100) 및 하부 금형부(200)와의 우수한 접착력을 나타낼 수 있을 뿐만 아니라, 코팅 조성물의 점도를 일정 수준으로 유지하여 성형성을 높이고, 안정성을 높일 수 있다.
상기 금속 화합물은 수분, 염분 또는 산소와 접하는 것을 차단하는 침식 및 부식 억제제로서의 역할을 수행한다. 여기서, 금속 화합물은 침식 및 부식 억제제의 역할을 하기 위하여 철보다 이온화 경향이 높은 금속을 사용할 수 있다. 즉, 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 아연(Zn) 등의 금속 또는 합금을 이용할 수 있고, 주로 아연(Zn)이 많이 사용된다.
상기 금속 화합물의 입자 크기는 0.1 내지 10㎛일 수 있다. 금속화합물의 입자가 0.1㎛ 이상이면 금속화합물의 제조 비용을 감소시킬 수 있으며, 금속화합물의 입자가 10㎛ 이하이면 금속 입자가 균일하게 분산될 수 있다.
상기 유기 용매는 메틸에틸케톤(MEK), 톨루엔 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 메틸에틸케톤을 사용할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않는다.
상기 아민 화합물은 변성 지방족 아민 또는 제3급 아민류를 포함할 수 있고, 구체적으로 트리메틸아민 또는 아닐린을 사용할 수 있다. 상기 아민 화합물은 코팅 조성물 내 포함되어, 코팅막의 균열 또는 박리를 방지할 수 있다. 즉 코팅층의 접착력을 높여, 사용에 따른 코팅막의 균열 또는 박리를 방지하는 효과가 우수하다.
상기 코팅 조성물은 기타 첨가제로 안정화제를 추가로 포함할 수 있고, 상기 안정화제는 자외선 흡수제, 산화방지제 등을 포함할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않고 제한 없이 사용 가능하다.
상기 코팅층을 형성하기 위한, 코팅 조성물은 보다 구체적으로 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 유기 용매, 금속 화합물 및 아민 화합물를 포함할 수 있다.
상기 코팅 조성물은 유기용매 100 중량부에 대하여, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 30 내지 50 중량부, 금속 화합물 20 내지 40 중량부 및 아민 화합물 5 내지 15 중량부를 포함할 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 각 구성 성분의 상호 작용에 의한 발수 효과가 임계적 의의가 있는 정도의 상승효과가 발현되며, 상기 범위를 벗어나는 경우 상승효과가 급격히 저하되거나 거의 없게 된다.
보다 바람직하게, 상기 코팅 조성물의 점도는 1500 내지 1800cP이며, 상기 점도가 1500cP 미만인 경우에는 상부 금형부(100) 및 하부 금형부(200) 표면에 도포하면, 흘러내려 코팅층의 형성이 용이하지 않은 문제가 있고, 1800cP를 초과하는 경우에는 균일한 코팅층의 형성이 용이하지 않은 문제가 있다.
[
제조예
1: 코팅층의 제조]
1. 코팅 조성물의 제조
메틸에틸케톤에 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 아연 및 트리메틸아민를 혼합하여, 코팅 조성물을 제조하였다:
[화학식 1]
ㅊ여기서 n은 1 내지 100의 정수이다.
상기 코팅 조성물의 보다 구체적인 조성은 하기 표 1과 같다.
| TX1 | TX2 | TX3 | TX4 | TX5 | |
| 유기용매 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 화학식 1로 표시되는 화합물 | 25 | 30 | 40 | 50 | 55 |
| 금속 화합물 | 15 | 20 | 30 | 40 | 45 |
| 아민 화합물 | 1 | 5 | 10 | 15 | 20 |
(단위 중량부)
2. 코팅층의 제조
대표적으로 부식이 쉽게 일어나는 금속 소재인 알루미늄을 상부 금형부(100) 및 하부 금형부(200) 대신 사용하여 실험을 진행하였다.
10×10cm의 알루미늄 일면에 상기 TX1 내지 TX5의 코팅 조성물을 도포 후, 경화시켜 코팅층을 형성하였다.
실험예
1. 표면
외관에 대한 평가
코팅 조성물의 점도 차이로 인해, 코팅층을 제조한 이후, 균일한 표면이 형성되었는지 여부에 대해 관능 평가를 진행하였다. 균일한 코팅층을 형성하였는지 여부에 대한 평가를 진행하였고, 하기와 같은 기준에 의해 평가를 진행하였다.
○: 균일한 코팅층 형성
×: 불균일한 코팅층의 형성
| TX1 | TX2 | TX3 | TX4 | TX5 | |
| 관능 평가 | × | ○ | ○ | ○ | × |
코팅층을 형성할 때, 일정 점도 미만인 경우에는 상부 금형부(100) 및 하부 금형부(200)의 표면에서 흐름이 발생하여, 경화 공정 이후, 균일한 코팅층의 형성이 어려운 경우가 다수 발생하였다. 이에 따라, 생산 수율이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 점도가 너무 높은 경우에도, 조성물의 균일 도포가 어려워 균일한 코팅층의 형성이 불가하였다.
2. 부식 특성의 측정
부식 특성을 확인하기 위해, 대조군으로 코팅층이 형성되지 않은 알루미늄 판을 사용하고, TX1 내지 TX5의 코팅층이 형성된 알루미늄 판을 이용하여 내부식성 실험을 진행하였다.
10 중량%의 CuCl2 수용액이 담긴 비커에 상기 알루미늄 판을 담궈놓고, 시간의 경과에 따라 부식 정도를 확인하였다.
수소 기체의 발생이 육안으로 확인되는 경우, 부식이 발생함을 의미한다고 할 것이며, 24시간 경과 시까지 부식 발생 여부를 확인하였다.
○: 부식 발생
×: 부식 발생하지 않음
| TX1 | TX2 | TX3 | TX4 | TX5 | 대조군 | |
| 부식 발생 | ○ | × | × | × | × | ○ |
상기 실험의 진행 결과, 대조군인 알루미늄판은 비커에 담고 얼마 지나지 않아 수소 기체가 발생하고, 1시간 미만으로 구리가 석출되는 것을 확인하였다. TX1의 경우 3시간 경과 시점에서 수소 기체가 발생하고, 6시간 경과 시점에 구리 석출이 확인되었다.
그 외의 코팅층의 경우에는 24시간 경과 시점에도 부식이 발생하지 않아, 부식 방지에 우수한 효과가 있음을 확인하였다.
설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10 : 피압착물,
100 : 상부 금형부,
110 : 결합부,
120 : 압착부,
130 : 프레임부,
140 : 제1 체결부,
141 : 제1-1 체결부,
150 : 상부 홈부,
200 : 하부 금형부,
210 : 제2 체결부,
211 : 체결부 홈,
220 : 하부 홈부,
300 : 지지부,
310 : 받침부,
400 : 냉각부,
410 : 냉각수 저장부,
420 : 제1 유입관,
430 : 밸브,
440 : 제2 유입관,
500 : 회전부,
510 : 제1 회전부,
520 : 제2 회전부,
600 : 고정부,
610 : 제1 고정부,
620 : 제2 고정부,
700 : 배출부,
710 : 환기구,
720 : 배출관,
730 : 환기공.
100 : 상부 금형부,
110 : 결합부,
120 : 압착부,
130 : 프레임부,
140 : 제1 체결부,
141 : 제1-1 체결부,
150 : 상부 홈부,
200 : 하부 금형부,
210 : 제2 체결부,
211 : 체결부 홈,
220 : 하부 홈부,
300 : 지지부,
310 : 받침부,
400 : 냉각부,
410 : 냉각수 저장부,
420 : 제1 유입관,
430 : 밸브,
440 : 제2 유입관,
500 : 회전부,
510 : 제1 회전부,
520 : 제2 회전부,
600 : 고정부,
610 : 제1 고정부,
620 : 제2 고정부,
700 : 배출부,
710 : 환기구,
720 : 배출관,
730 : 환기공.
Claims (5)
- 상부 금형부;
상기 상부 금형부의 일측에 삽입되는 압착부;
상기 압착부의 하부에 맞닿아 결합되는 프레임부;
피압착물이 위치되는 하부 금형부;
상기 상부 금형부의 타측에 삽입되되, 수직 방향으로 연장되어 형성되는 지지부;
상기 지지부의 하부에 맞닿는 받침부; 및
상기 피압착물의 하부에 형성되는 한 쌍의 고정부;를 포함하고,
상기 지지부가 상기 받침부를 따라 폭 방향으로 슬라이딩 이동하면, 상기 상부 금형부가 상방 및 하방으로 이동하고,
상기 상부 금형부가 하방으로 이동하여 상기 하부 금형부와 맞닿을 시, 상기 고정부가 상기 상부 금형부의 충격을 흡수하는 것인
금형부의 충격을 흡수하는 가공성형장치.
- 제1항에 있어서,
상기 상부 금형부는,
상기 프레임부의 일측과 타측에 위치되되, 상기 압착부와 결합되는 제1 체결부;를 포함하고,
상기 프레임부는 상기 압착부로부터 탈부착 가능한 것인
금형부의 충격을 흡수하는 가공성형장치.
- 제2항에 있어서,
상기 피압착물의 일단과 타단은 상기 하부 금형부의 일 지점에 나사 결합되는 것인
금형부의 충격을 흡수하는 가공성형장치.
- 제3항에 있어서,
상기 하부 금형부는,
상기 피압착물의 성형이 완료된 후, 상기 피압착물을 냉각시키는 냉각부;를 더 포함하는 것인
금형부의 충격을 흡수하는 가공성형장치.
- 제4항에 있어서,
상기 냉각부는,
냉각수가 저장되는 냉각수 저장부;
상기 냉각수가 유입되는 유입관; 및
상기 유입관으로 유입되는 상기 냉각수의 유량을 조절해주는 밸브;를 포함하는 것인
금형부의 충격을 흡수하는 가공성형장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210116897A KR102499428B1 (ko) | 2021-09-02 | 2021-09-02 | 금형부의 충격을 흡수하는 가공성형장치 |
Applications Claiming Priority (1)
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102499428B1 true KR102499428B1 (ko) | 2023-02-10 |
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ID=85223735
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| Country | Link |
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| KR (1) | KR102499428B1 (ko) |
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