KR102601955B1 - 진공부가 구성되는 사출 금형 가공장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진공부가 구성되는 사출 금형 가공장치에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 제2 압착부의 일측에 길이 방향으로 연장되어 형성되는 성형물 주입부, 제2 압착부의 내부에 삽입되는 한 쌍의 진공부를 포함하고, 제1 실린더가 전방 및 후방으로 이동함에 따라 제1 압착부도 전방 및 후방으로 이동하고, 제1 압착부가 전방으로 이동하여 제2 압착부와 맞닿을 경우, 진공부가 제1 압착부와 제2 압착부의 내부에 위치하는 기체를 외부로 이동시킬 수 있는 금형 가공장치에 대한 발명이다.
Description
본 발명은 진공부가 구성되는 사출 금형 가공장치에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 제2 압착부의 일측에 길이 방향으로 연장되어 형성되는 성형물 주입부, 제2 압착부의 내부에 삽입되는 한 쌍의 진공부를 포함하고, 제1 실린더가 전방 및 후방으로 이동함에 따라 제1 압착부도 전방 및 후방으로 이동하고, 제1 압착부가 전방으로 이동하여 제2 압착부와 맞닿을 경우, 진공부가 제1 압착부와 제2 압착부의 내부에 위치하는 기체를 외부로 이동시킬 수 있는 금형 가공장치에 대한 발명이다.
일반적으로 사출성형금형은 고정측 금형 및 가동측 금형을 포함하고, 고정측 금형 및 가동측 금형이 밀착되면, 고정측 금형 및 가동측 금형 사이에는 제품이 성형되는 캐비티가 형성된다.
이 캐비티 내에 용융수지가 사출 주입되면 제품이 성형되고 성형된 제품이 냉각 고화되면, 고정측 금형 및 가동측 금형을 이격 시켜(이를 형개라 함) 성형된 제품을 취출하게 된다.
한편 사출성형제품에는, 이 제품을 여타 장비나 장치에 스크류 등으로 부착시키기 위해, 스크류가 삽입 고정될수 있는 오목부가 형성된 보스부들이 다수 개 붙어 있을 수 있다.
이러한 보스부들이 있는 제품을 사출성형하기 위한 종래의 사출성형금형이 도 1에 개략적으로 도시되어 있다.
도 1에 도시된 사출성형금형은 고정측 금형과 가동측 금형을 포함하며, 고정측 금형에는 고정측 형판(11), 고정측 설치판(12)이 포함될 수 있고, 가동측 금형 에는 가동측 형판(21), 스페이서 블록(22), 이젝터판(24, 25), 가동측 설치판(23)이 포함될 수 있다.
성형제품(1)의 보스부(1a)를 성형하기 위해 보스부(1a)의 홈 내에 삽입되는 보스 코어핀(26)이 가동측 설치판(23)에 고 정 설치되고, 보스 코어핀(26) 주위에는 보스 코어핀(26)을 따라 상하 이동가능한 슬리브 이젝터 핀(27)이 설치 된다.
이리하여 용융수지가 로케이팅 링(13) 및 수지통로(14)를 통해 캐비티 내에 주입되면 제품이 성형되고, 성형된 제품이 냉각 고화되면, 이젝터판(24, 25)을 밀어올리면, 이젝터판(24, 25)에 고정 설치된 슬리브 이젝터 핀(27)이 보스부(1a)의 하부를 밀어 성형제품(1)을 취출한다.
그러나 슬리브 이젝터 핀(27)이 보스부(1a)의 하부를 강제로 밀어 올릴 때, 보스 코어핀(26)의 상부측이 제품의 보스부(1a) 내에 맞물려 있기 때문에, 성형제품(1)의 보스부(1a)가 일부 파손되는 경우가 많고, 또한 슬리브 이 젝터 핀(27)이 성형제품(1)을 밀어 올릴 때 힘의 언발란스가 발생하여 성형제품(1)에 불량을 가져올 수도 있다.
따라서, 제품을 성형한 후 성형제품에 손상이 가지 않고 안전하게 제품의 성형을 마무리할 수 있는 장치가 필요한 실정이다.
본 발명은 진공부가 구성되는 사출 금형 가공장치에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 제2 압착부의 일측에 길이 방향으로 연장되어 형성되는 성형물 주입부, 제2 압착부의 내부에 삽입되는 한 쌍의 진공부를 포함하고, 제1 실린더가 전방 및 후방으로 이동함에 따라 제1 압착부도 전방 및 후방으로 이동하고, 제1 압착부가 전방으로 이동하여 제2 압착부와 맞닿을 경우, 진공부가 제1 압착부와 제2 압착부의 내부에 위치하는 기체를 외부로 이동시킬 수 있는 금형 가공장치에 대한 발명이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 제1 압착부; 상기 제1 압착부의 일단에 위치되는 제2 압착부; 상기 제1 압착부의 타단에 결합되는 제1 실린더; 상기 제1 압착부와 상기 제2 압착부의 사이에 삽입되는 한 쌍의 탄성 부재; 및 상기 제2 압착부의 일측에 길이 방향으로 연장되어 형성되는 성형물 주입부; 상기 제2 압착부의 내부에 삽입되는 한 쌍의 진공부;를 포함하고, 상기 제1 실린더가 전방 및 후방으로 이동함에 따라 상기 제1 압착부도 전방 및 후방으로 이동하고, 상기 제1 압착부가 전방으로 이동하여 상기 제2 압착부와 맞닿을 경우, 상기 진공부가 상기 제1 압착부와 상기 제2 압착부의 내부에 위치하는 기체를 외부로 이동시킨다.
또한, 본 발명의 상기 제1 압착부와 상기 제2 압착부의 일측에 삽입되는 제1 프레임부; 및 상기 제1 압착부와 상기 제2 압착부의 타측에 삽입되는 제2 프레임부;를 더 포함하고, 상기 제1 프레임부와 상기 제2 프레임부는 상기 제1 압착부 및 상기 제2 압착부를 지지한다.
또한, 본 발명의 상기 제1 압착부와 상기 제2 압착부의 사이에 위치되는 피가공물의 외면에 코팅층을 형성시키는 코팅부;를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 코팅부는 코팅액이 저장되는 코팅액 저장부; 상기 코팅액이 이동하는 유입관; 및 상기 피가공물을 향해 코팅액이 유입되는 유입구;를 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 제2 압착부는 상기 피가공물의 외주면을 따라 회전하면서 상기 피가공물의 모서리를 연마할 수 있는 연마부;가 더 포함된다.
본 발명은 제1 압착부와 제2 압착부가 완전히 밀착되기 전에 제1 압착부와 제2 압착부의 내부가 진공화되었기 때문에 성형물이 제1 압착부와 제2 압착부의 내부의 구석구석까지 주입이 되고, 또한 성형물에서 발생하는 가스 및 수증기 등을 제1 압착부와 제2 압착부의 외부로 잘 배출시킬 수 있어서 양질의 제품을 얻을 수 있다.
또한, 제1 압착부와 제2 압착부가 완전히 밀착된 상태가 아니기 때문에 잉여분의 성형물을 더 주입할 수 있어 용이하다.
도 1은 종래의 사출 성형 금형장치를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 제1 압착부가 전방으로 이동한 형상을 도시한 것이다.
도 3는 본 발명에 따른 제1 압착부가 후방으로 이동한 형상을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 제1 실린더와 제2 실린더를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 코팅부를 도시한 것이다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 연마부를 도시한 것이다.
도 8은 한 쌍의 탄성부재의 구성 대신 진공부가 구성되어 있는 형상을 도시한 것이다.
도 9는 제1 압착부의 일측과 제2 압착부의 타측이 맞닿고, 한 쌍의 돌출부가 제1 압착부의 일 지점에 밀착된 경우를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 제1 압착부가 전방으로 이동한 형상을 도시한 것이다.
도 3는 본 발명에 따른 제1 압착부가 후방으로 이동한 형상을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 제1 실린더와 제2 실린더를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 코팅부를 도시한 것이다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 연마부를 도시한 것이다.
도 8은 한 쌍의 탄성부재의 구성 대신 진공부가 구성되어 있는 형상을 도시한 것이다.
도 9는 제1 압착부의 일측과 제2 압착부의 타측이 맞닿고, 한 쌍의 돌출부가 제1 압착부의 일 지점에 밀착된 경우를 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 제1 프레임부(110)가 형성된 부분이고, '타측'이라 함은 제2 프레임부(120)가 형성된 부분이다.
본 발명에 따른 유압 실린더를 이용한 금형 가공장치는 지지부(100), 압착부(200), 코팅부(300)로 구성된다.
도 2를 참고하면, 지지부(100)는 제1 프레임부(110), 제2 프레임부(120) 및 제1 실린더(130)를 포함하고, 지지부(100)는 수직 방향으로 연장되어 형성되어 제1 프레임부(110)와 제2 프레임부(120)를 지지한다.
제1 프레임부(110)는 지지부(100)의 일측에 결합되되, 길이 방향으로 연장되어 형성되고, 제2 프레임부(120)는 지지부(100)의 타측에 결합되되, 길이 방향으로 연장되어 형성된다.
제1 실린더(130)는 제1 프레임부(110)와 제2 프레임부(120)의 사이에 위치되되, 일단이 지지부(100)에 결합되어 길이 방향으로 연장되어 형성된다.
제1 실린더(130)는 유압 실린더가 사용될 수 있으며, 이의 작동법은 공지의 기술이므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
다른 예로, 제1 실린더(130)의 일단은 탈착 가능하도록 나사 또는 용접에 의해 연결되어 제1 실린더(130)가 전, 후방으로 이동함에 따라 후술할 제1 압착부(210)가 전, 후방으로 이동한다.
이 때, 제1 실린더(130)는 제1 프레임부(110)와 제2 프레임부(120)의 사이에 위치되어 제1 실린더(130)의 구동에 의해 후술할 제1 압착부(210)를 슬라이딩 이동시킨다.
압착부(200)는 제1 압착부(210), 제2 압착부(220), 탄성 부재(230) 및 LED 센서(240)로 구성되어 있다.
제1 압착부(210)의 일측의 내부에는 제1 프레임부(110)가 삽입되어 있고, 제1 압착부(210)의 타측의 내부에는 제2 프레임부(120)가 삽입되어 있다.
즉, 제1 프레임부(110)의 일단에는 지지부(100)가 결합되고, 타단에는 제1 압착부(210) 및 제2 압착부(220)가 결합된다.
마찬가지로 제2 프레임부(120)의 일단에는 지지부(100)가 결합되고, 타단에는 제1 압착부(210) 및 제2 압착부(220)가 결합된다.
제1 압착부(210)와 제2 압착부(220)의 내부에는 피가공물(10)이 삽입되고, 피가공물(10)의 일측과 타측에는 한 쌍의 탄성 부재(230)가 구성된다.
탄성 부재(230)는 제1 압착부(210)와 제2 압착부(220)의 내부에 삽입되어 제1 압착부(210)와 제2 압착부(220)가 이격될 수 있도록 탄성 지지하는 역할을 한다.
또한, 피가공물(10)을 제1 압착부(210)와 제2 압착부(220)에 안정적으로 고정시키는 역할을 하고, 피가공물(10)이 성형 중에 제2 압착부(220)에서 이탈되는 것을 방지하게 된다.
즉, 제1 압착부(210)가 전방으로 이동하여 제2 압착부(220)와 맞닿는 경우, 압착으로 인한 충격을 흡수할 수 있는 효과가 있다.
탄성 부재(230)는 스프링, 탄성고무 등으로 형성될 수 있고, 제2 압착부(220)에 하중을 고르게 작용하기 위해서 우레탄이나 에틸렌 프로필렌디엔과 같은 재료로 형성되는 것이 바람직하다.
제2 압착부(220)의 일 지점에는 LED 센서(240)가 형성되고, LED 센서(240)를 통해 제1 압착부(210)의 작동 중 여부와 제1 압착부(210) 작동 완료 여부를 알 수 있다.
이때, 제1 압착부(210)의 작동이란 제1 압착부(210)와 제2 압착부(220)의 사이에 피가공물(10)이 위치되면 제1 압착부(210)가 전방으로 이동하여 제1 압착부(210)와 제2 압착부(220)에 의해 피가공물(10)이 가압되는 것을 의미한다.
예를 들어, 제1 압착부(210)가 작동 중일 때는 LED 센서(240)가 붉은색으로 점등되고, 제1 압착부(210)의 충전이 완료되었을 때는 LED 센서(240)가 초록색으로 점등된다.
또한, 도면에 도시되어 있지 않지만, 제2 압착부(220)의 내부에 감지 센서(미도시)가 구성된다.
피가공물(10)이 제1 압착부(210)와 제2 압착부(220)의 사이에 삽입될 때, 감지 센서가 피가공물(10)을 감지하여 감지 정보를 생성한다.
감지 센서는 피가공물(10)의 동작(motion)이나 존재(presence)를 검출하여 기기를 제어할 수 있는 방식이며, 동작을 검출하는 방식은 PIR(Passive Infra Red) 센서를 이용하고 센서등, 보안용 카메라 등에 응용되고 있다.
이러한 감지 센서는 피가공물(10)의 움직임을 감지하여 감지 정보를 생성하며, 감지 센서가 피가공물(10)을 감지하여 감지 정보를 제어부(미도시)로 전송할 수 있고, 여기서, 제어부는 센서와 구성들을 제어하기 위한 프로세서(미도시), 데이터를 저장하기 위한 메모리(미도시), 외부와 무선통신 가능한 통신부(미도시)를 더 포함한다.
여기서 무선통신이란, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
프로세서는 전술한 구성에서 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
프로세서란, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
즉, 감지 센서가 제1 압착부(210)와 제2 압착부(220)의 사이에 있는 피가공물(10)을 감지하면, 감지 정보가 제어부로 전달되고 제어부가 LED 센서(240)에 감지 정보를 전달하게 된다.
제1 압착부(210)와 제2 압착부(220)에 의해 피가공물(10)의 압착이 가동 중인 경우와 피가공물(10)의 압착이 완료되었을 경우에 나타나는 LED 센서(240)의 색깔이 상이하게 표시된다.
따라서, 이러한 LED 센서(240)의 구성으로 피가공물(10)의 압착 완료 여부를 간편하게 확인할 수 있어 압착 작업을 하는데 있어서 용이하다.
도 3은 제1 압착부(210)가 후방으로 후진하였을 때를 도시한 것이며, 본 발명에 따른 유압 실린더를 이용한 금형 가공장치의 처음 형상을 도시한 것이다.
제1 실린더(130)는 전방, 후방으로 이동 가능하며, 제1 실린더(130)가 전방으로 이동하는 경우 제1 압착부(210)가 제2 압착부(220)에 맞닿게 되고 제1 압착부(210)와 제2 압착부(220)의 사이에 안착된 피가공물(10)이 압착된다.
즉, 제1 실린더(130)는 제1 압착부(210)의 일단에 결합되어 제1 압착부(210)가 제2 압착부(220)를 전방으로 눌러주는 힘을 제공하는 것이다.
피가공물(10)의 성형이 완료되면 제1 압착부(210)와 결합된 제1 실린더(130)가 후방으로 이동하고, 냉각된 피가공물(10)은 제2 압착부(220)의 내부에 삽입된 채로 제1 압착부(210)가 후방으로 이동하게 된다.
이 때, 제1 압착부(210)와 제2 압착부(220)의 사이에 구성된 한 쌍의 탄성 부재(230)는 이완되고, 제1 프레임부(110)와 제2 프레임부(120)는 전방, 후방으로 이동하는 제1 압착부(210)를 계속해서 지지한다.
따라서, 본 발명에 따른 유압 실린더를 이용한 금형 가공장치는 제1 압착부(210)에 제1 실린더(130)의 이동을 확보하기 위한 공간이 필요 없으므로 홈의 존재로 인한 취약성이 없어서 본 발명이 견고하게 유지될 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에서는 제1 실린더(130)가 제1 압착부(210)의 일단에 결합되는 것을 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 프레임부(110)는 제1 압착부(210)와 제2 압착부(220)의 일측 내부에 삽입되어 있고, 제1 프레임부(110)의 일단에는 제1 실린더(130)가 결합될 수 있다.
또한, 제2 프레임부(120)는 제1 압착부(210)와 제2 압착부(220)의 타측 내부에 삽입되어 있고, 제2 프레임부(120)의 일단에는 제2 실린더(131)가 결합될 수 있다.
제1 실린더(130)와 제2 실린더(131)가 제1 압착부(210)의 일 지점에 한 쌍으로 결합되는 구성으로, 도 3과 비교하여 제1 압착부(210)에 결합되는 실린더 공간을 최소화함으로써 설치 공간에 따른 제약을 해소할 수 있고 본 발명의 외관도 개선할 수 있으며 구조 또한 간소화할 수 있는 효과가 있다.
도 5는 피가공물(10)의 외면에 코팅층을 형성시키는 코팅부(300)를 도시한 것이다.
코팅부(300)는 코팅액 저장부(310), 유입관(320) 및 유입구(330)를 포함하고, 코팅액 저장부(310)는 제1 압착부(210)의 하부에 소정의 간격을 두고 이격되어 형성된다.
코팅액 저장부(310)의 내부에는 피가공물(10)의 외면에 형성될 코팅층의 코팅액이 삽입되어 있으며, 코팅액은 폴리우레탄으로 이루어진 것일 수 있다.
폴리우레탄 코팅층은 고분자 화합물 자체의 특성으로 인해 산 등의 화학성분에 대해서도 강한 내구성을 가지며, 이로 인해 물이 노출되는 경우에도 내부식성을 유지할 수 있다.
하지만, 코팅층의 조성물은 이에 한정되지 않으며 다양한 조성물을 포함할 수 있고 이에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
코팅층 저장부의 일측에는 유입관(320)이 형성되고, 유입관(320)은 제2 압착부(220) 내부에 삽입되되, 수직 방향으로 연장되어 형성된다.
코팅액은 유입관(320)을 통해 삽입부로 삽입되고, 피가공물(10)의 외주면에 코팅액이 감싸는 형상으로 형성된다.
이후, 충분한 시간 동안 코팅액이 형성된 피가공물(10)을 건조시킨 후, 제2 압착부(220)에서 피가공물(10)을 탈착 시키거나 이후에 후처리를 진행할 수 있다.
다음으로, 도 6 및 도 7을 참고하여 피가공물(10)의 외면을 연마하는 연마부(260)를 구체적으로 설명하도록 한다.
제2 압착부(220)의 일측면에 피가공물(10)의 주위를 따라 레일부(250)가 형성되고, 레일부(250)는 피가공물(10)과 소정의 간격을 가지고 이격되어 형성된다.
연마부(260)는 휠부(261), 받침부(262), 끼움부(263) 및 가공부(264)로 구성되고, 휠부(261)의 상부에는 받침부(262)가 형성된다.
받침부(262)는 얇은 판 형태이며, 받침부(262)의 하부의 일측과 타측에 끼움부(263)가 수직 방향으로 연장되어 형성되어 끼움부(263)는 휠부(261)의 중앙에 결합된다.
따라서, 받침부(262)의 하부는 휠부(261)의 외주면과 맞닿지 않게 되어 휠부(261)의 회전이 제한되지 않으며, 후술할 가공부(264)를 지지해주는 역할을 한다.
받침부(262)의 상부에는 가공부(264)가 수직 방향으로 연장되어 형성되고, 가공부(264)는 피가공물(10)의 모서리를 연마하기 위해서 롤 형태로 형성된다.
가공부(264)는 받침부(262)의 상부에 결합되어 회전되므로 가공부(264)를 하부에서 지지해주는 힘이 없으면, 피가공물(10)을 연마 시 상하유동이 발생할 수 있으며 이러한 유동이 발생하면 균일하고 매끄러운 연마작업이 곤란해져 피가공물(10)의 품질이 저하될 수 있다.
따라서, 받침부(262)의 구성으로 가공부(264)를 하부에서 지지하여 이러한 유동을 방지할 수 있는 것이다.
가공부(264)는 다양한 사이즈의 피가공물(10)을 성형할 수 있도록 다양한 크기로 교체할 수 있으며, 가공부(264)의 위치를 조정하여 사용할 수 있다.
휠부(261)는 레일부(250)를 따라 회전하고, 가공부(264)는 위치가 고정된 채로 회전하면서 피가공물(10)의 모서리를 더욱 균일하고 매끄럽게 연마한다.
도 7에는 한 쌍의 연마부(260)가 각각 다른 위치에 위치되어 있지만, 연마부(260)의 개수 및 크기는 이에 한정되지 않는다.
또한, 도면에 도시되어 있지 않지만, 피가공물(10)을 연마 시 발생하는 잔해물 및 이물질 등이 피가공물(10) 압착 작업에 방해가 될 수 있으므로, 이물질 흡입구가 구성될 수 있다.
가공부(264)의 구성으로 피가공물(10)을 전체적으로 연마하지 않고, 모서리만 가공함으로써 가공시간을 단축할 수 있으며 생산비가 절감되는 효과가 있다.
또한, 장치의 구성이 비교적 간단하면서 사용도 매우 쉽기 때문에 저렴한 비용으로 제조 가능하고 사용이 편리한 장점이 있다.
덧붙여, 휠부(261)와 받침부(262) 모두 회전하며 작업이 진행되므로 더욱 매끄럽고 균일하게 연마될 수 있으며, 이를 통해 광택효율이 향상된 피가공물(10)을 제공할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따른 유압 실린더를 이용한 금형 가공장치의 작동 과정을 구체적으로 설명하도록 한다.
먼저, 제1 실린더(130)가 전방으로 이동함에 따라 제1 압착부(210)가 제1 프레임부(110)와 제2 프레임부(120)를 따라 전방으로 이동한다.
한 쌍의 탄성 부재(230)도 마찬가지로 이완되고, 제1 압착부(210)와 제2 압착부(220)의 사이에 피가공물(10)이 주입된다.
압착 진행 중일 경우와 압착 완료될 경우에 LED 센서(240)를 통해 알 수 있고, 압착이 완료된 후 피가공물(10)이 일정 시간 동안 냉각된다.
다음으로, 코팅액 저장부(310)에서 코팅액이 유입관(320)을 통해 이동하여 피가공물(10)의 외면에 코팅층이 형성된다.
이후, 제1 실린더(130)가 후방으로 이동하면 제1 압착부(210)가 따라서 후방으로 이동하게 된다.
피가공물(10)을 제2 압착부(220)에서 탈거 전, 연마부(260)를 통해 피가공물(10)의 모서리를 균일하게 연마하는 후처리 공정을 진행하게 된다.
이처럼 피가공물(10)의 외주면에 코팅층을 형성하고, 피가공물(10)의 모서리를 연마하는 공정이 한 번의 공정으로 해결되므로 별도의 장치가 따로 요구되지 않아 편리하고 용이하다.
도 8은 한 쌍의 탄성 부재(230)의 구성 대신 진공부(500)가 구성되어 있는 형상을 도시한 것이다.
도 8은 제1 압착부(210)의 일측과 제2 압착부(220)의 타측이 완전 밀착되기 전의 상태를 보여주며, 도 8을 참고하면, 제2 압착부(220)의 일측에 성형물 주입부(400)가 길이 방향으로 연장되어 형성되고, 주입관(410)은 제2 압착부(220)의 내부에 삽입되되 성형물 주입부(400)의 타측에 길이 방향으로 연장되어 형성된다.
피가공물이 성형물 주입부(400)를 통해 주입관(410)을 따라 이동하고, 피가공물이 제2 압착부(220)의 내부에 안착된다.
또한, 제2 압착부(220)의 내부의 일측과 타측에 한 쌍의 진공부(500)가 형성되고, 진공부(500)는 제1 몸체부(510) 및 제2 몸체부(520)를 포함한다.
제1 몸체부(510)는 제2 압착부(220)의 타측에 길이 방향으로 연장되어 형성되고, 제2 몸체부(520)는 제2 압착부(220)의 내부에 삽입되어 형성된다.
제1 몸체부(510)는 이동부(511) 및 돌출부(512)로 구성되고, 제1 몸체부(510)의 내부에는 이동부(511)가 전방과 후방으로 슬라이딩 이동 가능하도록 길이 방향으로 연장되어 형성되고, 제1 몸체부(510)의 일단에는 돌출부(512)가 라운드진 형상으로 돌출되어 형성된다.
제1 몸체부(510)와 제2 몸체부(520)는 폭 방향으로의 길이가 상이하여 단턱이 형성된다.
제2 몸체부(520)는 제1 받침부(521) 및 제2 받침부(522)로 구성되고, 제2 몸체부(520)의 내부의 일측에는 제2 받침부(522)가 맞닿아 형성된다.
제2 받침부(522)의 일측에는 제1 받침부(521)가 맞닿아 형성되고, 제1 받침부(521)와 제2 받침부(522)는 폭 방향으로의 길이가 상이하여 단턱이 형성된다.
제1 받침부(521)는 이동부(511)의 일측과 일체형으로 형성되므로, 이동부(511)가 후방으로 이동할 경우 더 이상 후방으로 이동하지 않도록 고정시켜준다.
또한, 도면에 도시되어 있지 않지만, 제1 받침부(521)는 이동부(511)의 일측에 나사식으로 체결되는 것이 조립 및 분해 측면에서 바람직하다.
도면에 도시되어 있지 않지만, 제1 압착부(210)와 제2 압착부(220)가 완전 밀착되기 전, 즉, 한 쌍의 돌출부(512)의 일단이 제1 압착부(210)의 타측에 맞닿을 때 금형 외부의 진공탱크(미도시) 또는 진공펌프(미도시)와 같은 진공원을 통해 제1 압착부(210)와 제2 압착부(220)의 내부를 진공화시킬 수 있다.
즉, 제1 압착부(210)와 제2 압착부(220)가 완전 밀착되기 전에 제1 압착부(210)와 제2 압착부(220)의 사이의 내부를 진공화시키고 성형물을 사출한 후, 제1 압착부(210)와 제2 압착부(220)를 완전히 밀착시키면 돌출부(512)가 제2 압착부(220)의 일측에 밀착된다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
도 9는 제1 압착부(210)의 일측과 제2 압착부(220)의 타측이 맞닿고, 한 쌍의 돌출부(512)가 제1 압착부(210)의 일 지점에 밀착된 경우를 도시한 것이다.
즉, 제1 압착부(210)와 제2 압착부(220)의 사이에 존재하는 기체를 외부로 이동시키는 상태이다.
삭제
이후, 압축성형이 진행되면서 제1 압착부(210) 및 제2 압착부(220)가 매우 복잡한 형상의 경우에도 성형물이 구석구석까지 주입되어 매우 균질화된 밀도를 지닌 양질의 성형제품을 얻을 수 있다.
즉, 제1 압착부(210)와 제2 압착부(220)가 완전히 밀착되기 전에 제1 압착부(210)와 제2 압착부(220)의 내부가 진공화되었기 때문에 성형물이 제1 압착부(210)와 제2 압착부(220)의 내부의 구석구석까지 주입이 되고, 또한 성형물에서 발생하는 가스 및 수증기 등을 제1 압착부(210)와 제2 압착부(220)의 외부로 잘 배출시킬 수 있어서 양질의 제품을 얻을 수 있다.
이때, 제1 압착부(210)와 제2 압착부(220)가 완전히 밀착된 상태가 아니기 때문에 잉여분의 성형물을 더 주입할 수 있어 용이하다.
성형물을 주입한 후, 제1 압착부(210)와 제2 압착부(220)를 완전히 밀착시키면 성형물이 압축되어 압축성형이 진행되고, 돌출부(512)가 제1 몸체부(510)의 내부로 삽입되게 된다.
이렇게 압축성형을 실시함으로써 제1 압착부(210) 및 제2 압착부(220)의 내부에 골고루 성형물이 채워지며, 균일한 밀도의 제품을 성형할 수 있을 뿐만 아니라 매우 미세한 패턴도 양호하게 피압착물의 표면에 전사할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 제1 압착부(210) 및 제2 압착부(220)는 지속적으로 전방 및 후방으로 이동하는 경우 제1 압착부(210) 및 제2 압착부(220)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 제1 압착부(210) 및 제2 압착부(220)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 제1 압착부(210) 및 제2 압착부(220)의 표면에 코팅층을 형성하여, 제1 압착부(210) 및 제2 압착부(220)의 외부 노출을 방지하고, 제1 압착부(210) 및 제2 압착부(220)보다 이온화 경향이 높은 금속을 포함하고 있어, 제1 압착부(210) 및 제2 압착부(220)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 제1 압착부(210) 및 제2 압착부(220)의 표면에 코팅층을 형성하는 경우, 제1 압착부(210) 및 제2 압착부(220)와의 접착력이 우수하여, 외력에 의해 쉽게 코팅층이 벗겨지지 않고, 제1 압착부(210) 및 제2 압착부(220)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 제1 압착부(210) 및 제2 압착부(220)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 제1 압착부(210) 및 제2 압착부(220) 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]
여기서 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 제1 압착부(210) 및 제2 압착부(220) 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 제1 압착부(210) 및 제2 압착부(220)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 : 피가공물,
100 : 지지부,
110 : 제1 프레임부,
120 : 제2 프레임부,
130 : 제1 실린더,
131 : 제2 실린더,
200 : 압착부,
210 : 제1 압착부,
220 : 제2 압착부,
230 : 탄성 부재,
240 : LED 센서,
250 : 레일부,
260 : 연마부,
261 : 휠부,
262 : 받침부,
263 : 끼움부,
264 : 가공부,
300 : 코팅부,
310 : 코팅액 저장부,
320 : 유입관,
330 : 삽입부,
400 : 성형물 주입부,
410 : 주입관,
500 : 진공부,
510 : 제1 몸체부,
511 : 이동부,
512 : 돌출부,
520 : 제2 몸체부,
521 : 제1 받침부,
522 : 제2 받침부.
100 : 지지부,
110 : 제1 프레임부,
120 : 제2 프레임부,
130 : 제1 실린더,
131 : 제2 실린더,
200 : 압착부,
210 : 제1 압착부,
220 : 제2 압착부,
230 : 탄성 부재,
240 : LED 센서,
250 : 레일부,
260 : 연마부,
261 : 휠부,
262 : 받침부,
263 : 끼움부,
264 : 가공부,
300 : 코팅부,
310 : 코팅액 저장부,
320 : 유입관,
330 : 삽입부,
400 : 성형물 주입부,
410 : 주입관,
500 : 진공부,
510 : 제1 몸체부,
511 : 이동부,
512 : 돌출부,
520 : 제2 몸체부,
521 : 제1 받침부,
522 : 제2 받침부.
Claims (5)
- 제1 압착부;
상기 제1 압착부의 일단에 위치되는 제2 압착부;
상기 제1 압착부의 타단에 결합되는 제1 실린더;
상기 제1 압착부와 상기 제2 압착부의 사이에 삽입되는 한 쌍의 탄성 부재; 및
상기 제2 압착부의 일측에 길이 방향으로 연장되어 형성되는 성형물 주입부;
상기 제2 압착부의 내부에 삽입되는 한 쌍의 진공부;를 포함하고,
상기 제1 실린더가 전방 및 후방으로 이동함에 따라 상기 제1 압착부도 전방 및 후방으로 이동하고,
상기 제1 압착부가 전방으로 이동하여 상기 제2 압착부와 맞닿을 경우, 상기 진공부가 상기 제1 압착부와 상기 제2 압착부의 내부에 위치하는 기체를 외부로 이 동시키고,
상기 제1 압착부와 상기 제2 압착부의 일측에 삽입되는 제1 프레임부; 및
상기 제1 압착부와 상기 제2 압착부의 타측에 삽입되는 제2 프레임부;를 더 포함하고,
상기 제1 프레임부와 상기 제2 프레임부는 상기 제1 압착부 및 상기 제2 압착부를 지지하고,
상기 제1 압착부와 상기 제2 압착부의 사이에 위치되는 피가공물의 외면에 코팅층을 형성시키는 코팅부;를 더 포함하고,
상기 코팅부는,
코팅액이 저장되는 코팅액 저장부;
상기 코팅액이 이동하는 유입관; 및
상기 피가공물을 향해 코팅액이 유입되는 유입구;를 포함하고,
상기 제2 압착부는,
상기 피가공물의 외주면을 따라 회전하면서 상기 피가공물의 모서리를 연마 할 수 있는 연마부;가 더 포함되고,
상기 진공부는,
상기 제2 압착부의 타측에 길이 방향으로 연장되어 형성되는 제1 몸체부;
상기 제2 압착부의 내부에 삽입되어 형성되는 제2 몸체부;
상기 제1 몸체부의 내부에 길이 방향으로 연장되어 형성되는 이동부; 및
상기 제1 몸체부의 일단에 형성되는 돌출부;를 포함하고,
상기 진공부가 상기 제1 압착부와 상기 제2 압착부의 내부를 진공화 시키고,
상기 제1 압착부 및 제2 압착부의 표면에는 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 하고,
상기 코팅층은 코팅 조성물을 이용하여 형성되는 것으로, 부식 방지 효과를 나타내며,
상기 코팅 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물; 유기 용매; 금속 화합물; 및 아민 화합물;을 포함하는
진공부가 구성되는 사출 금형 가공장치:
여기서, n은 1 내지 100의 정수이다.
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| KR1020210116886A KR102601955B1 (ko) | 2021-09-02 | 2021-09-02 | 진공부가 구성되는 사출 금형 가공장치 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210116886A KR102601955B1 (ko) | 2021-09-02 | 2021-09-02 | 진공부가 구성되는 사출 금형 가공장치 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230033910A KR20230033910A (ko) | 2023-03-09 |
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