KR102626343B1 - Apparatus for superplastic forming of large-area plates - Google Patents

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Abstract

대면적 소재를 초소성 가공하는 성형장치가 소개된다.
본 발명의 대면적 소재용 초소성 성형장치는, 적어도 일측면에 개방 가능한 도어가 마련된 챔버; 상기 챔버에 수용되며, 상기 챔버 내부에서 승강 가능하게 설치된 상부 금형과, 상기 챔버 내부로 입출되고, 상기 챔버 내부에서 상기 상부 금형과 선택적으로 합형되며, 소재를 지지하는 하부 금형을 포함하는 금형 유닛; 상기 금형 유닛을 통하여 상기 소재에 열을 전달하는 제1히터 유닛; 상기 상부 금형을 승강시키는 구동 실린더; 상기 소재가 초소성 성형될 수 있도록 상기 소재에 가스압을 제공하는 가스 공급부; 및 상기 소재의 초소성 가공 시 진동을 방지할 수 있도록 상기 구동 실린더의 일단에 결합되어 상기 소재를 가압하는 플레이트 유닛을 포함한다.
A molding device for superplastic processing of large-area materials is introduced.
The superplastic forming device for large-area materials of the present invention includes a chamber provided with an openable door on at least one side; A mold unit including an upper mold accommodated in the chamber and installed to be able to be raised and lowered within the chamber, and a lower mold that enters and exits the chamber, is selectively joined with the upper mold within the chamber, and supports a material; a first heater unit that transfers heat to the material through the mold unit; a driving cylinder that elevates the upper mold; a gas supply unit that provides gas pressure to the material so that the material can be superplastically molded; and a plate unit coupled to one end of the driving cylinder to press the material to prevent vibration during superplastic processing of the material.

Description

대면적 소재용 초소성 성형장치{Apparatus for superplastic forming of large-area plates}{Apparatus for superplastic forming of large-area plates}

본 발명은 대면적 소재를 초소성 성형하는 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 폭 1.0m 이상의 타이타늄 합금 소재, 바람직하게는 폭 1.5m 이상의 타이타늄 합금 소재를 초소성 성형하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for superplastic forming a large-area material, and more specifically, to an apparatus for superplastic forming a titanium alloy material with a width of 1.0 m or more, preferably a titanium alloy material with a width of 1.5 m or more.

일반적으로 티타늄 합금은 대표적인 경량 금속으로 높은 강도와, 우수한 내식성을 가지고 있기 때문에, 항공 우주용 재료, 화학 공업용 재료로 널리 사용되고 있는 바, 특히 Ti-6Al-4V 합금 등은 복잡한 형상의 항공기 부품을 제조하는 널리 사용되고 있다.In general, titanium alloy is a representative lightweight metal and has high strength and excellent corrosion resistance, so it is widely used as aerospace material and chemical industry material. In particular, Ti-6Al-4V alloy is used to manufacture aircraft parts of complex shapes. is widely used.

이러한 종류의 티타늄 합금은 강도 및 내식성이 우수하나, 가공이 어려운 단점(난삭재)을 가지고 있기 때문에, 다양하고, 복잡한 형상의 항공기 부품으로 제조하기 위해 초소성 가공(Superplastic Forming, SPF) 방법이 활용된다.This type of titanium alloy has excellent strength and corrosion resistance, but has the disadvantage of being difficult to process (difficult-to-machine material), so the superplastic forming (SPF) method is used to manufacture aircraft parts of various and complex shapes. do.

초소성 가공은 고온에서 가스 압력을 천천히 가하여 난가공성 금속을 플라스틱처럼 자유롭게 성형하는 가공 방법으로, 복잡한 형상이나, 다층 구조물을 가공하는데 적합한 가공 방법이다. Superplastic processing is a processing method that freely molds difficult-to-process metals like plastic by slowly applying gas pressure at high temperatures. It is a processing method suitable for processing complex shapes or multi-layer structures.

이러한 초소성 성형 방법은 일반적인 성형 방법에 비하여 복잡한 형상을 갖는 제품 제조가 용이하고, 제조 비용이 절감되는 것은 물론, 부품을 일체화하여 제조할 수 있기 때문에, 조립 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.Compared to general molding methods, this superplastic molding method has the advantage of making it easier to manufacture products with complex shapes, reducing manufacturing costs, and reducing assembly costs because parts can be integrated and manufactured.

한국등록특허 제10-1676762호(2016.11.10)에는 상술한 초소성 성형에 사용되는 "초소성 성형장치"가 개시되어 있다.Korean Patent No. 10-1676762 (2016.11.10) discloses a “superplastic forming device” used for the above-described superplastic forming.

선행문헌에 개시된 '초소성 성형장치'는 금형의 온도를 판재의 변형 가능 온도까지 높이는 과정에서 장시간이 소요되는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 히팅 작업 챔버가 구비된 메인 바디 유닛, 메인 바디 유닛의 상측을 관통하여 설치되는 구동실린더, 성형물의 성형이 이루어지도록 가스가 공급되는 동안 가스에 의한 반발력을 저지하기 위해 금형 성형 챔버의 상측을 가압하여 금형 성형 챔버를 고정시키는 가압핀 유닛을 포함한다.The 'super plastic molding device' disclosed in prior literature is intended to solve the problem of taking a long time in the process of raising the temperature of the mold to the deformable temperature of the plate, and includes a main body unit equipped with a heating work chamber, and the upper side of the main body unit. It includes a driving cylinder installed through the molding chamber and a pressure pin unit that pressurizes the upper side of the molding chamber to prevent the repulsive force caused by the gas while the gas is supplied to form the molded product and fix the molding chamber.

메인 바디 유닛에는 히팅 작업 챔버가 구비되며, 히팅 작업 챔버 내부로 소재가 인입되면, 히팅 작업 챔버 내부 온도는 초소성 성형 가능 온도까지 온도가 상승하게 된다. 이 과정에서 구동 실린더의 작동에 의해 상부 금형과, 하부 금형이 합형된 상태에서 가스가 주입되어 제품 성형이 이루어지게 된다.The main body unit is equipped with a heating chamber, and when the material is introduced into the heating chamber, the temperature inside the heating chamber increases to the temperature at which superplastic forming is possible. In this process, gas is injected while the upper mold and lower mold are joined by the operation of the driving cylinder to form the product.

이 과정에서 가스 주입에 따른 반발력이 발생할 수 있는데, 선행기술에서는 가압핀 유닛을 이용하여 진동을 방지함으로써, 제품 성형 과정에서 발생할 수 있는 불량 문제를 해결하고 있다.In this process, a repulsive force may occur due to gas injection, and in the prior art, a pressure pin unit is used to prevent vibration, thereby solving defective problems that may occur during the product molding process.

그러나, 가압핀 유닛은 국부적으로 상부 금형을 지지하여 가스 주입 과정에서 발생하는 진동을 방지할 수 있지만, 금형 전체로 전달되는 진동은 방지할 수 없는 문제점을 가지고 있다.However, although the pressure pin unit can prevent vibration occurring during the gas injection process by supporting the upper mold locally, it has a problem in that it cannot prevent vibration transmitted to the entire mold.

즉, 가압핀 유닛을 활용하는 경우에는 폭이 약 40cm 정도의 타이타늄 소재를 생산하는 과정에서 발생되는 진동을 방지할 수 있지만, 최근 부품의 일체화, 대형화 추세에 따라 초소성 성형되는 타이타늄 소재의 폭은 약 1m ~ 1.5m에 이르며, 가입핀 유닛을 이용하여 이러한 대면적 타이타늄 소재의 초소성 성형 과정 중에 발생되는 진동을 방지하기에는 한계가 존재한다.In other words, when using a pressure pin unit, it is possible to prevent vibrations that occur during the production of titanium material with a width of approximately 40 cm. However, with the recent trend of integration and enlargement of parts, the width of titanium material that is ultraplasticized is limited. It reaches approximately 1m to 1.5m, and there is a limit to preventing vibration generated during the superplastic forming process of such large-area titanium material using a joining pin unit.

또한, 선행기술에서는 단일의 구동 실린더를 이용하여 상부 금형을 이동시켜 하부 금형과 합형시키고 있지만, 상술한 대면적 타이타늄 소재 가공 과정에 단일 구동 실린더를 적용하는 경우, 제품 불량이 발생할 수 있는 단점이 존재한다.In addition, in the prior art, a single driving cylinder is used to move the upper mold and merge it with the lower mold, but when a single driving cylinder is applied to the above-mentioned large-area titanium material processing process, there is a disadvantage that product defects may occur. do.

즉, 통상 상부 금형과, 하부 금형이 합형되어 완벽하게 밀폐된 상태에서 가스가 주입되는데, 대면적 타이타늄 소재 성형 시 단일의 구동 실린더를 사용하게 되는 경우, 금형의 밀폐력이 저하되고, 이로 인해 내부 가스 압력을 제대로 컨트롤할 수 없기 때문에, 최종 제품의 형상 등에 불량이 발생하게 되는 것이다.That is, gas is usually injected in a completely sealed state by combining the upper mold and the lower mold. However, when a single driving cylinder is used when molding a large-area titanium material, the sealing power of the mold is reduced, which causes internal gas Since the pressure cannot be properly controlled, defects in the shape of the final product occur.

상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as the above background art are only for the purpose of improving the understanding of the background of the present invention, and should not be taken as an acknowledgment that they correspond to prior art already known to those skilled in the art.

KRKR 10-1676762 10-1676762 B1(2016.B1(2016. 11.11. 10)10)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 대면적 소재를 초소성 가공하는 과정에서 진동을 방지함으로써, 최종 가공물의 불량을 방지할 수 있는 대면적 소재용 초소성 성형장치을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was developed to solve the above problems, and provides a superplastic forming device for large-area materials that can prevent defects in the final workpiece by preventing vibration during the superplastic processing of large-area materials. There is a purpose.

또한, 챔버의 위치에 따른 온도 편차를 최소화하고, 히터유닛을 선택적으로 가동하여 에너지를 절감할 수 있는 대면적 소재용 초소성 성형장치을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, the purpose is to provide a super plastic molding device for large-area materials that can minimize temperature deviation depending on the location of the chamber and save energy by selectively operating the heater unit.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the present invention.

본 발명의 대면적 소재용 초소성 성형장치는, 적어도 일측면에 개방 가능한 도어가 마련된 챔버; 상기 챔버에 수용되며, 상기 챔버 내부에서 승강 가능하게 설치된 상부 금형과, 상기 챔버 내부로 입출되고, 상기 챔버 내부에서 상기 상부 금형과 선택적으로 합형되며, 소재를 지지하는 하부 금형을 포함하는 금형 유닛; 상기 금형 유닛을 통하여 상기 소재에 열을 전달하는 제1히터 유닛; 상기 상부 금형을 승강시키는 구동 실린더; 상기 소재가 초소성 성형될 수 있도록 상기 소재에 가스압을 제공하는 가스 공급부; 및 상기 소재의 초소성 가공 시 진동을 방지할 수 있도록 상기 구동 실린더의 일단에 결합되어 상기 소재를 가압하는 플레이트 유닛을 포함한다. The superplastic forming device for large-area materials of the present invention includes a chamber provided with an openable door on at least one side; A mold unit including an upper mold accommodated in the chamber and installed to be able to be raised and lowered within the chamber, and a lower mold that enters and exits the chamber, is selectively joined with the upper mold within the chamber, and supports a material; a first heater unit that transfers heat to the material through the mold unit; a driving cylinder that elevates the upper mold; a gas supply unit that provides gas pressure to the material so that the material can be superplastically molded; and a plate unit coupled to one end of the driving cylinder to press the material to prevent vibration during superplastic processing of the material.

상기 플레이트 유닛은, 상기 소재의 폭 길이 이상으로 형성되고, 내부는 빈 공간으로 형성된 케이스와, 상기 소재의 초소성 가공 시 상기 케이스에 전달되는 하중을 지지할 수 있도록 설치된 복수 개의 하중 지지바를 포함할 수 있다.The plate unit may include a case formed to be more than the width and length of the material, the interior of which is formed as an empty space, and a plurality of load support bars installed to support the load transmitted to the case during superplastic processing of the material. You can.

상기 하중 지지바는, 상기 케이스의 길이 방향으로 일정 간격 이격되어 복수 개가 설치되고, 상기 케이스 내부에 상하 방향으로 길게 설치되며, 상기 케이스 내부의 빈 공간에는 단열재가 충진될 수도 있다.The load support bar is installed in plural pieces at regular intervals in the longitudinal direction of the case, and is installed long in the vertical direction inside the case, and the empty space inside the case may be filled with an insulating material.

상기 제1히터 유닛은, 상기 케이스 내부에 설치되되, 그 일면이 상기 케이스로부터 노출될 수 있다.The first heater unit may be installed inside the case, but one surface may be exposed from the case.

상기 플레이트 유닛 및 제1히터 유닛은 한 쌍이 설치되되, 상기 금형 유닛을 사이에 두고 상하 방향으로 일정 간격 이격되어 서로 마주보게 설치될 수 있다.The plate unit and the first heater unit may be installed as a pair, facing each other at a certain distance in the vertical direction with the mold unit in between.

상기 구동 실린더는 소재의 폭 방향으로 일정 간격 이격되어 복수 개가 설치되고, 상기 제1히터 유닛은 슬롯이 형성된 히팅 블록과, 상기 슬롯에 삽입 설치되는 카트리지 히터를 포함할 수 있다.A plurality of driving cylinders may be installed at regular intervals in the width direction of the material, and the first heater unit may include a heating block with a slot, and a cartridge heater inserted into the slot.

상기 챔버 내벽에는 제2히터 유닛이 설치되고, 상기 제2히터 유닛은 상기 챔버의 높이 방향으로 복수 개 설치되어 상기 챔버 내부 공간의 위치별 온도에 따라 개별적으로 제어될 수 있다.A second heater unit is installed on the inner wall of the chamber, and a plurality of second heater units are installed in the height direction of the chamber and can be individually controlled according to the temperature of each location of the inner space of the chamber.

상기 소재는 폭이 1m 이상인 티타늄 합금 판재일 수 있다.The material may be a titanium alloy plate with a width of 1 m or more.

본 발명에 따르면 대면적 소재를 초소성 가공하는 과정에서 진동을 방지함으로써, 최종 가공물의 불량을 방지하고, 챔버의 위치에 따른 온도 편차를 최소화하며, 히터유닛을 선택적으로 가동하여 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by preventing vibration during superplastic processing of large-area materials, defects in the final workpiece can be prevented, temperature deviation depending on the location of the chamber can be minimized, and energy can be saved by selectively operating the heater unit. There is an effect.

도 1은 본 발명의 대면적 소재용 초소성 성형장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 대면적 소재용 초소성 성형장치의 평면도를 개략적으로 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일요부인 제2히터 유닛가 설치된 상태를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 일요부인 제2히터 유닛의 상세도이다.
1 is a configuration diagram of the superplastic forming device for large-area materials of the present invention;
Figure 2 is a schematic plan view of the superplastic forming device for large-area materials of the present invention;
Figure 3 is a view showing the installed state of the second heater unit, which is an essential part of the present invention;
Figure 4 is a detailed view of the second heater unit, which is an essential part of the present invention.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments. For reference, in this description, the same numbers refer to substantially the same elements, and under these rules, the description can be made by citing the content shown in other drawings, and content that is judged to be obvious to those skilled in the art or that is repeated can be omitted.

본 발명은 대면적 소재를 초소성 가공하는 과정에서 진동을 방지함으로써, 최종 가공물의 불량을 방지하고, 챔버의 위치에 따른 온도 편차를 최소화하며, 히터유닛을 선택적으로 가동하여 에너지를 절감할 수 있는 대면적 소재용 초소성 성형장치에 관한 것이다.The present invention prevents vibration during superplastic processing of large-area materials, thereby preventing defects in the final workpiece, minimizing temperature deviation depending on the location of the chamber, and saving energy by selectively operating the heater unit. This relates to a superplastic forming device for large-area materials.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 대면적 소재용 초소성 성형장치는, 챔버(100), 상부 금형(210) 및 하부 금형(220)을 포함하는 금형 유닛(200), 제1히터 유닛(300), 구동 실린더(500), 가스 공급부(미도시) 및 플레이트 유닛(600)을 포함한다.As shown in Figures 1 to 4, the superplastic forming apparatus for large-area materials of the present invention includes a mold unit 200 including a chamber 100, an upper mold 210, and a lower mold 220. 1Includes a heater unit 300, a driving cylinder 500, a gas supply unit (not shown), and a plate unit 600.

챔버(100)는 금형 유닛(200)이 수용되어 소재의 성형이 이루어지는 공간으로, 적어도 그 일측면에는 개방 가능한 도어(D)가 마련된다. 이러한 챔버(100)는 소재의 출입, 도어 설치의 편의성 등을 고려하여 다양한 형상으로 형성될 수 있다.The chamber 100 is a space in which the mold unit 200 is accommodated and the material is molded, and an openable door D is provided on at least one side thereof. This chamber 100 may be formed in various shapes in consideration of material entry and exit, convenience of door installation, etc.

또한, 성형 과정에서 챔버(100)의 밀폐성을 유지할 수 있도록 챔버(100) 외부에 별도의 유압 기구(H)를 설치할 수도 있다.Additionally, a separate hydraulic mechanism (H) may be installed outside the chamber 100 to maintain the airtightness of the chamber 100 during the molding process.

도어(D)는 소재(M)가 인입되거나, 인출될 때 개방되고, 소재(M)가 인입되어 성형이 진행될 때는 폐쇄하는 기능을 한다. 이러한 도어(D)는 슬라이딩 개폐 가능하게 설치되거나, 그 일측을 중심으로 회전 가능하게 설치될 수도 있다.The door (D) opens when the material (M) is introduced or withdrawn, and closes when the material (M) is introduced and molding is in progress. This door (D) may be installed to be sliding to open and close, or may be installed to be rotatable about one side.

소재(M)의 인입 또는 인출이 용이하게 진행될 수 있도록 소재(M)는 하부 금형(220)에 적재된 상태로 출입될 수 있는데, 작업의 편의성을 위해 소재(M)가 하부 금형(220)을 이송하는 레일 시스템이 설치될 수도 있다.To facilitate the insertion or withdrawal of the material (M), the material (M) can be loaded into and out of the lower mold (220). For convenience of work, the material (M) is placed in the lower mold (220). A transport rail system may also be installed.

본 발명의 초소성 성형장치는 대면적 소재를 초소성 가공하는 장치에 관한 것으로, 소재(M)는 그 폭이 약 1.0m 이상 바람직하게는 1.5m 이상의 타이타늄 합금 소재일 수 있으며, 필요에 따라 알루미늄 합금 소재를 선택하여 사용할 수도 있다.The superplastic forming device of the present invention relates to a device for superplastic processing of large-area materials. The material (M) may be a titanium alloy material with a width of about 1.0m or more, preferably 1.5m or more, and aluminum if necessary. You can also select and use alloy materials.

상술한 타이타늄 소재는 Ti-6Al-4V 합금일 수 있는데, 이는 대면적 타이타늄 합금은 항공기 부품 등에 사용되는 대면적 소재로, 최근 들어 항공기 부품으로 그 수요가 증가하고 있는 소재이다.The titanium material described above may be Ti-6Al-4V alloy, which is a large-area titanium alloy used in aircraft parts, etc., and the demand for it has recently been increasing for aircraft parts.

타이타늄 합금 소재를 사용하여 항공기 부품을 제조하는 과정에서 소재 산화에 따른 알파 케이스 발생을 방지하기 위해 챔버(100) 내부는 불활성 분위기로 조성될 수도 있다. 최종 부품으로 제조된 후, 부품 표면에 형성된 알파 케이스 제거를 위해 별도로 산세 처리를 하거나, 숏 블라스트(shot blasting) 처리를 하기도 하지만, 성형 과정에서 알파 케이스 발생을 방지하게 되면, 후처리 공정에 대한 의존도를 줄일 수 있게 된다.In the process of manufacturing aircraft parts using titanium alloy material, the inside of the chamber 100 may be created in an inert atmosphere to prevent the occurrence of alpha cases due to oxidation of the material. After the final part is manufactured, it is separately pickled or shot blasted to remove the alpha case formed on the surface of the part. However, if the alpha case is prevented during the molding process, there is a need for a post-processing process. can be reduced.

불활성 분위기 조성을 위해 다양한 가스가 공급될 수 있다.Various gases can be supplied to create an inert atmosphere.

초소성 성형 시 금형에 공급되는 가스 역시 소재의 산화 방지를 위해 불활성 가스가 공급되는데, 이 때 공급되는 가스는 주로 아르곤(Ar) 가스가 사용되는 바, 챔버(100) 내부의 불활성 분위기 조성을 위해 공급되는 가스 역시 상술한 아르곤 가스일 수 있고, 필요에 따라 헬륨(He), 네온(Ne) 가스를 사용할 수도 있다.The gas supplied to the mold during superplastic molding is also an inert gas to prevent oxidation of the material. The gas supplied at this time is mainly argon (Ar) gas, which is supplied to create an inert atmosphere inside the chamber 100. The gas used may also be the argon gas described above, and helium (He) or neon (Ne) gas may be used as needed.

금형 유닛(200)은 상부 금형(210)과, 하부 금형(220)을 포함하며, 상부 금형(210) 및 하부 금형(220)에 의해 형성되는 캐비티의 형상은 제조하고자 하는 부품의 형상에 따라 다양하게 형성될 수 있고, 상부 금형(210) 및 하부 금형(220)은 설계자의 선택에 따라 다양한 금형강을 사용하여 제조될 수 있다.The mold unit 200 includes an upper mold 210 and a lower mold 220, and the shape of the cavity formed by the upper mold 210 and the lower mold 220 varies depending on the shape of the part to be manufactured. The upper mold 210 and the lower mold 220 can be manufactured using various mold steels depending on the designer's selection.

상부 금형(210)은 후술하는 구동 실린더(500)의 작동에 의해 승강하면서 하부 금형(220)에 선택적으로 합형되고, 하부 금형(220)은 상술한 바와 같이 소재(M)를 적재한 상태로 레일 상을 주행하여 챔버(100) 내부로 인입된 뒤, 승강하는 상부 금형(210)과 선택적으로 합형된다.The upper mold 210 is selectively joined to the lower mold 220 while being raised and lowered by the operation of the driving cylinder 500, which will be described later, and the lower mold 220 is placed on a rail with the material M loaded as described above. After traveling on the table and being drawn into the chamber 100, it is selectively joined with the upper mold 210 that moves up and down.

상부 금형(210) 및 하부 금형(220)이 합형된 상태에서 가스 공급부에 의해 불활성 가스가 공급되면서 소재(M)가 변형되기 시작한다. 이 과정에서 상부 금형(210) 및 하부 금형(220) 사이에 미세한 틈이 발생하여 불활성 가스가 누출되는 경우, 제품 불량을 야기하게 되므로, 상부 금형(210) 및 하부 금형(220) 사이에 오링(O-RING) 등 다양한 밀폐기구를 설치하는 것이 바람직하다.In a state where the upper mold 210 and the lower mold 220 are combined, the material M begins to deform as an inert gas is supplied by the gas supply unit. In this process, if a fine gap occurs between the upper mold 210 and the lower mold 220 and the inert gas leaks, it will cause product defects, so an O-ring ( It is desirable to install various sealing devices such as O-RING).

제1히터 유닛(300)은 금형 유닛(200)을 통하여 소재(M)에 열을 전달한다.The first heater unit 300 transfers heat to the material M through the mold unit 200.

소재(M)의 초소성 변형을 위해 챔버(100) 내부는 일정한 온도를 유지해야 하고, 소재(M) 역시 초소성 변형 가능한 온도로 가열되어야 한다.For superplastic deformation of the material (M), the inside of the chamber 100 must maintain a constant temperature, and the material (M) must also be heated to a temperature at which superplastic deformation is possible.

타이타늄 합금 소재인 Ti-6Al-4V 합금을 초소성 성형하는 경우, 소재(M)는 850°C 이상으로 가열되어야 하고, 그 소재(M)가 AA5083 알루미늄 합금 소재인 경우에는 450-520°C로 가열되어야 하며, 이러한 온도 조건에서 소정의 가스압이 작용하게 되면 소재(M)의 초소성 변형이 일어나게 된다.When performing superplastic forming of Ti-6Al-4V alloy, a titanium alloy material, the material (M) must be heated to over 850°C, and if the material (M) is AA5083 aluminum alloy material, it must be heated to 450-520°C. It must be heated, and when a certain gas pressure is applied under these temperature conditions, superplastic deformation of the material (M) occurs.

제1히터 유닛(300)과 후술하는 제2히터 유닛(400)은 소재(M)를 상술한 온도 범위로 가열하는 기능을 한다.The first heater unit 300 and the second heater unit 400, which will be described later, function to heat the material M to the above-mentioned temperature range.

한편, 가스 공급부에 의해 공급된 불활성 가스에 의해 소재(M)가 초소성 성형되는 과정에서 가스압으로 인해 소정의 진동이 발생하게 되는데, 이러한 진동은 최종 부품의 불량을 발생시키는 근본적인 원인이 되기도 한다.Meanwhile, during the process of superplastic forming the material M using the inert gas supplied by the gas supply unit, certain vibrations occur due to gas pressure, and these vibrations can become a fundamental cause of defects in the final parts.

본 발명에서는 플레이트 유닛(600)을 이용하여 이러한 문제점을 해결하였다.In the present invention, this problem was solved by using the plate unit 600.

플레이트 유닛(600)은 금형 유닛(200)을 사이에 두고 상하 방향으로 일정 간격 이격되어 서로 마주보는 위치에 한 쌍이 설치된다.A pair of plate units 600 are installed facing each other at regular intervals in the vertical direction with the mold unit 200 in between.

즉, 하부 금형(220)을 지지하는 플레이트 유닛(600)이 챔버(100) 내부로 인입한 상태에서, 구동 실린더(500) 끝단에 결합된 플레이트 유닛(600)이 상부 금형(210)을 가압한 후, 초소성 성형이 이루어지게 되는 바, 가스압에 의해 발생된 진동은 플레이트 유닛(600)으로 전달되어 소멸됨으로써, 최종 제품의 불량을 방지할 수 있게 되는 것이다.That is, with the plate unit 600 supporting the lower mold 220 retracted into the chamber 100, the plate unit 600 coupled to the end of the driving cylinder 500 presses the upper mold 210. Afterwards, superplastic forming is performed, and the vibration generated by the gas pressure is transmitted to the plate unit 600 and dissipated, thereby preventing defects in the final product.

본 발명에 적용되는 소재(M)는 폭 1.0m 이상급, 바람직하게는 폭 1.5m급 소재로, 상부 금형(210)을 국부적으로 가압하는 것만으로 금형 유닛(200)으로 전달되는 진동을 충분히 방지할 수 없다. 즉, 성형 과정에서 소재(M) 및 금형 유닛(200)의 폭 방향 전면적을 가압해 주어야 소정의 목적을 달성할 수 있는 바, 본 발명에서는 이러한 목적 달성을 위해 플레이트 유닛(600)을 도입한 것이다.The material (M) applied to the present invention is a material with a width of 1.0 m or more, preferably a width of 1.5 m, which can sufficiently prevent vibration transmitted to the mold unit 200 just by locally pressing the upper mold 210. I can't. That is, in the molding process, the entire width direction of the material M and the mold unit 200 must be pressed to achieve the desired purpose. In the present invention, the plate unit 600 is introduced to achieve this purpose. .

또한, 플레이트 유닛(600)에 소정의 압력을 전달할 수 있도록 복수 개의 구동 실린더(500)를 적용할 필요성이 있으며, 본 발명에서는 상부 금형(210) 측에 복수 개의 구동 실린더(500)를 적용하였다.In addition, there is a need to apply a plurality of driving cylinders 500 to transmit a predetermined pressure to the plate unit 600, and in the present invention, a plurality of driving cylinders 500 are applied to the upper mold 210 side.

다양한 실험을 통하여 폭 방향으로 3개의 구동 실린더(500)를 2열로 배치하여 총 6개의 구동 실린더(500)를 적용한 결과, 금형 유닛(200)으로 전달되는 진동을 최소화할 수 있었으며, 본 발명의 일 실시예에서는 상술한 바와 같이 6개의 구동 실린더(500)를 적용하였다. Through various experiments, a total of six driving cylinders 500 were applied by arranging three driving cylinders 500 in two rows in the width direction. As a result, it was possible to minimize the vibration transmitted to the mold unit 200, and it was possible to minimize the vibration transmitted to the mold unit 200. In the embodiment, six driving cylinders 500 were applied as described above.

플레이트 유닛(600)은, 케이스(610), 하중 지지브(620), 단열재(630)를 포함할 수 있으며, 플레이트 유닛(600)과 상부 금형(210) 사이, 플레이트 유닛(600)과 하부 금형(220) 사이에는 각각 상술한 제1히터 유닛(300)이 개재될 수 있다.The plate unit 600 may include a case 610, a load support rib 620, and an insulating material 630, between the plate unit 600 and the upper mold 210, and between the plate unit 600 and the lower mold. The above-described first heater unit 300 may be interposed between 220 .

케이스(610)는 소재(M)의 폭 길이 이상의 길이를 갖도록 제조되고, 그 내부는 빈 공간으로 형성될 수 있다.Case 610 may be manufactured to have a length greater than the width of the material M, and its interior may be formed as an empty space.

케이스(610) 평면에는 상술한 복수 개의 구동 실린더(500)가 설치되며, 구동 실린더(500)와 케이스(610)의 결합의 편의성을 위해 케이스 평면에는 별도의 브라켓(B)이 형성될 수도 있다.The plurality of driving cylinders 500 described above are installed on the plane of the case 610, and a separate bracket B may be formed on the plane of the case for convenience of coupling the driving cylinder 500 and the case 610.

케이스(610) 내부는 빈 공간으로 형성될 수 있으며, 빈 공간 내부에는 하중 지지브(620)가 설치될 수 있다.The inside of the case 610 may be formed as an empty space, and a load support beam 620 may be installed inside the empty space.

하중 지지브(620)는 상하 방향으로 길게 형성되어 그 상단 및 하단이 케이스(610) 내벽에 각각 결합된다. 일 예로 이러한 하중 지지브(620)는 쇠덩어리 형태로 제조되어 설치될 수 있으며, 케이스(610)의 길이 방향으로 복수 개가 일정 간격 이격되어 설치될 수 있다.The load support rib 620 is formed to be long in the vertical direction, and its upper and lower ends are respectively coupled to the inner wall of the case 610. As an example, these load support ribs 620 may be manufactured and installed in the form of an iron block, and a plurality of load support ribs 620 may be installed at regular intervals in the longitudinal direction of the case 610.

따라서, 성형 과정에서 상당한 중량을 갖는 하중 지지브(620)가 상부 금형(210) 및 하부 금형(220)을 지지하기 때문에, 가스 공급으로 인해 발생되는 진동은 케이스(610) 및 하중 지지브(620)로 흡수되어 소멸되는 바, 진동에 의한 최종 제품 불량을 방지할 수 있게 된다.Therefore, since the load support rib 620, which has a significant weight, supports the upper mold 210 and the lower mold 220 during the molding process, the vibration generated due to gas supply is caused by the case 610 and the load support rib 620. ) is absorbed and dissipated, making it possible to prevent final product defects due to vibration.

한편, 소재(M)가 성형되는 과정동안 소재(M)의 온도는 초소성 변경 가능한 온도로 유지되어야 한다. 소재의 가열 및 온도 유지를 위해 제1히터 유닛(300) 및 제2히터 유닛(400)이 사용되고, 단열을 위해 케이스(610) 내부의 하중 지지브(620) 사이의 빈 공간에는 단열재(630)가 충진된다.Meanwhile, during the process of forming the material (M), the temperature of the material (M) must be maintained at a temperature that can be changed to superplasticity. The first heater unit 300 and the second heater unit 400 are used to heat the material and maintain the temperature, and an insulating material 630 is used in the empty space between the load support ribs 620 inside the case 610 for insulation. is filled.

상술한 바와 같이, 제1히터 유닛(300)은 상부 금형(210)을 통해 소재에 열을 전달하는 바, 이러한 제1히터 유닛(300)은 히팅 블록(310)과 카트리지 히터(320)를 포함할 수 있다.As described above, the first heater unit 300 transfers heat to the material through the upper mold 210. This first heater unit 300 includes a heating block 310 and a cartridge heater 320. can do.

히팅 블록(310)은 케이스(610)에 내장되되, 그 일면이 케이스(610) 저면을 통해 외부로 노출될 수 있도록 설치된다. 이러한 히팅 블록(310)에는 슬롯(310a)이 형성되는데, 카트리지 히터(320)는 히팅 블록(310)에 형성된 슬롯(310a)에 슬라이딩 방식으로 삽입된다.The heating block 310 is built into the case 610, and is installed so that one side of it is exposed to the outside through the bottom of the case 610. A slot 310a is formed in this heating block 310, and the cartridge heater 320 is inserted into the slot 310a formed in the heating block 310 in a sliding manner.

또한, 슬롯(310a)의 형상은 카트리지 히터(320)의 형상과 대응되는 형상으로 형성되는 바, 본 발명에서는 슬롯(310a) 및 카트리지 히터(320)의 형상을 "T"자 형상으로 형성하였다.In addition, the shape of the slot 310a is formed to correspond to the shape of the cartridge heater 320, and in the present invention, the slot 310a and the cartridge heater 320 are formed in a “T” shape.

제2히터 유닛(400)은 챔버(100) 내벽에 설치되어 챔버(100) 내부 공간을 초소성 성형에 필요한 온도로 가열하고, 그 온도를 유지시키는 기능을 한다.The second heater unit 400 is installed on the inner wall of the chamber 100 and functions to heat the inner space of the chamber 100 to the temperature required for superplastic forming and maintain the temperature.

챔버(100)가 육면체 형상으로 형성되는 경우, 제2히터 유닛(400)은 챔버(100) 내벽을 형성하는 4개의 벽면에 각각 설치되는 것이 바람직하다.When the chamber 100 is formed in a hexahedral shape, the second heater unit 400 is preferably installed on each of the four walls forming the inner wall of the chamber 100.

가열 및 성형 과정에서 챔버(100) 내부는 고온으로 유지되는데, 고온의 기체는 상승하게 되고, 저온의 기체는 하강하게 되므로 높이에 따른 온도 편차가 발생하면서 내부 공간의 위치별 온도 편차가 발생하게 된다.During the heating and forming process, the inside of the chamber 100 is maintained at a high temperature, and the high-temperature gas rises and the low-temperature gas falls, resulting in a temperature difference depending on the height and a temperature difference depending on the location of the internal space. .

이러한 위치별 온도 편차를 해소하기 위해 제2히터 유닛(400)은 챔버(100)의 높이 방향으로 복수 개 설치하여 개별 온도 제어하는 것이 바람직하다.In order to resolve this temperature difference by location, it is preferable to install a plurality of second heater units 400 in the height direction of the chamber 100 to individually control the temperature.

즉, 챔버(100) 내부 공간을 상부 영역, 중앙 영역, 하부 영역으로 구분하고, 각각의 영역에 대응되는 제2히터 유닛(400) 및 온도 센서(미도시)가 각각 설치되는 것이 바람직하며, 제어부(700)에서는 온도 센서로부터 제공받은 각 영영의 온도 데이터를 기초로 제2히터 유닛(400)의 출력을 제어함으로써, 온도 편차를 제어하는 것이 바람직한 것이다.That is, it is preferable that the internal space of the chamber 100 be divided into an upper area, a central area, and a lower area, and a second heater unit 400 and a temperature sensor (not shown) corresponding to each area are installed, respectively, and the control unit In step 700, it is desirable to control the temperature deviation by controlling the output of the second heater unit 400 based on the temperature data of each region provided from the temperature sensor.

제어부(700)는 후술하는 식 1 내지 3에 따라 상부 영역, 중앙 영역 및 하부 영역에 각각 위치하는 제2히터 유닛(400)의 출력을 제어하는 바, 하기의 식 4를 만족하는 만족하도록 출력한다. The control unit 700 controls the output of the second heater unit 400 located in the upper region, central region, and lower region according to Equations 1 to 3 described later, and outputs so as to satisfy Equation 4 below. .

식 1: H1 = a(Tm-T1)Equation 1: H1 = a(Tm-T1)

식 2: H2 = b(Tm-T2)Equation 2: H2 = b(Tm-T2)

식 3: H3 = c(Tm-T3)Equation 3: H3 = c(Tm-T3)

식 4: [H1/(Tm-T1)] ≤ [H2/(Tm-T2)] ≤ [H3/(Tm-T3)]Equation 4: [H1/(Tm-T1)] ≤ [H2/(Tm-T2)] ≤ [H3/(Tm-T3)]

단, H1은 상부 영역에 위치하는 제2히터 유닛(400)의 출력, H2는 중앙 영역에 위치하는 제2히터 유닛(400)의 출력, H3는 하부 영역에 위치하는 제2히터 유닛(400)의 출력, Tm은 목표온도, T1은 상부 영역에 위치하는 센서에서 측정한 온도, T2는 중앙 영역에 위치하는 센서에서 측정한 온도, T3는 하부 영역에 위치하는 센서에서 측정한 온도, a, b, c는 각각 변환상수이다.However, H1 is the output of the second heater unit 400 located in the upper region, H2 is the output of the second heater unit 400 located in the central region, and H3 is the output of the second heater unit 400 located in the lower region. output, Tm is the target temperature, T1 is the temperature measured by the sensor located in the upper area, T2 is the temperature measured by the sensor located in the central area, T3 is the temperature measured by the sensor located in the lower area, a, b , c are conversion constants, respectively.

변환상수인 a, b, c는 측정온도의 절대치와, 목표온도와 측정온도 사이의 차이에 따라 소정의 값을 반환하는 일종의 테이블에 따라 결정된다.The conversion constants a, b, and c are determined according to the absolute value of the measured temperature and a kind of table that returns a predetermined value according to the difference between the target temperature and the measured temperature.

변환상수 a, b, c는 주어진 조건에 따라 동일한 값을 반환하도록 마련될 수도 있지만, 바람직하게는 식 4를 만족하도록 서로 다른 값을 반환하도록 제어하는 것이 좋다.The conversion constants a, b, and c may be prepared to return the same value according to given conditions, but it is preferably controlled to return different values to satisfy Equation 4.

즉, 목표 온도인 Tm과 상부 영역의 온도 T1, 중앙 영역의 온도 T2, 하부 영역의 온도 T3의 차이가 모두 동일하더라도, 상부 영역에 위치하는 제2히터 유닛(400)의 출력보다 중앙 영역에 위치하는 제2히터 유닛(400)의 출력이 더 높거나 같도록 제어되고, 중앙 영역에 위치하는 제2히터 유닛(400)의 출력보다 하부 영역에 위치하는 제2히터 유닛(400)의 출력이 더 높거나 같도록 제어되는 것이다.That is, even if the differences between the target temperature Tm and the temperature T1 of the upper region, the temperature T2 of the central region, and the temperature T3 of the lower region are all the same, the output of the second heater unit 400 located in the upper region is located in the central region rather than the output of the second heater unit 400 located in the upper region. The output of the second heater unit 400 is controlled to be higher or equal, and the output of the second heater unit 400 located in the lower area is higher than the output of the second heater unit 400 located in the central area. It is controlled to be higher or equal.

이렇게 챔버(100)의 아래 쪽에 위치할수록 더 높은 출력으로 제어하는 것은, 앞서 설명한 바와 같이 챔버(100)의 상부 영역은 대류에 의해 고온의 기체가 상승하여 더 높은 온도를 나타내고, 하부 영역은 저온의 기체가 하강하여 더 낮은 온도를 나타내기 때문이다.The reason why the control is performed at a higher output the lower it is located in the chamber 100 is that, as described above, the upper area of the chamber 100 shows a higher temperature as high-temperature gas rises due to convection, and the lower area shows a lower temperature. This is because the gas descends, resulting in a lower temperature.

다시 말해, 상부 영역, 중앙 영역, 하부 영역에서 모두 동일한 온도가 측정될 때 각각의 영역에 설치된 제2히터 유닛(400)을 모두 동일한 출력으로 제어하여 가열할 경우, 상부 영역은 더 높은 온도로 가열되고, 중앙 영역 및 하부영역은 이보다 낮은 온도로 가열되는 결과를 나타내게 되는 것이다.In other words, when the same temperature is measured in the upper area, central area, and lower area, and the second heater unit 400 installed in each area is controlled and heated with the same output, the upper area is heated to a higher temperature. This results in the central region and lower region being heated to a lower temperature.

따라서, 목표 온도(Tm)와의 차이가 같다면, 상부 영역을 가열하는 제2히터 유닛(400)의 출력을 가장 약하게 제어하고, 하부 영역을 가열하는 제2히터 유닛(400)의 출력을 가장 강하게 제어하며, 중앙 영역을 가열하는 제2히터 유닛(400)은 상부 영역 및 하부 영역에 위치하는 제2히터 유닛들의 중간 출력으로 제어하여야 챔버 내부의 모든 공간을 균일하게 가열할 수 있게 되는 것이다.Therefore, if the difference from the target temperature (Tm) is the same, the output of the second heater unit 400 that heats the upper region is controlled to be weakest, and the output of the second heater unit 400 that heats the lower region is controlled to be strongest. The second heater unit 400, which heats the central area, must be controlled by the intermediate output of the second heater units located in the upper and lower areas to uniformly heat all spaces inside the chamber.

이는 상기 식 4에 의해 표현되어 있다.This is expressed by Equation 4 above.

한편, 제어부(700)에서 출력을 계산하기 위해 사용되는 변환상수 a, b, c는 식 1 내지 4에 의해 a≤b≤c 로 유도되는 바, 각 변환상수간의 대소를 이와 같이 제어할 필요가 있다.Meanwhile, the conversion constants a, b, and c used to calculate the output in the control unit 700 are derived as a≤b≤c by equations 1 to 4, so it is necessary to control the size between each conversion constant in this way. there is.

이때 식 4 및 변환상수간의 대소 비교에서 초과 부등호(<) 대신 이상 부등호(≤)를 사용하는 이유는, 가열 초기에는 챔버(100) 내부 온도와 목표 온도(Tm)의 차이가 크기 때문에 상부 영역, 중앙 영역 및 하부 영역에 각각 설치된 제2히터 유닛(400)을 모두 100% 출력으로 가열하는 것이 더 효과적이고, 챔버의 내부 온도가 목표 온도(Tm)에 도달하게 되면, 이후 모든 히터들을 OFF 하거나 소정의 동일 출력으로 가열을 유지할 수 있기 때문이다. 상기 경우들에서, 식 4 및 변환상수들은 모두 같은 수치를 나타내게 된다.At this time, the reason for using the ideal inequality sign (≤) instead of the excess inequality sign (<) in the size comparison between Equation 4 and the conversion constant is that the difference between the internal temperature of the chamber 100 and the target temperature (Tm) is large at the beginning of heating, so the upper region, It is more effective to heat all the second heater units 400 installed in the central area and the lower area at 100% output, and when the internal temperature of the chamber reaches the target temperature (Tm), all heaters are then turned off or set to a predetermined level. This is because heating can be maintained with the same output. In the above cases, Equation 4 and the conversion constants all represent the same numerical value.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, those skilled in the art may make various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can do it.

100: 챔버 200: 금형 유닛
210: 상부 금형 220: 하부 금형
300 : 제1히터 유닛 310 : 히팅 블록
320 : 카트리지 히터 310a : 슬롯
400 : 제2히터 유닛 500 : 구동 실린더
600 : 플레이트 유닛 610 : 케이스
620 : 하중 지지바 630 : 단열재
700 : 제어부
D : 도어 H : 유압 기구
M : 소재 B : 브라켓
100: Chamber 200: Mold unit
210: upper mold 220: lower mold
300: first heater unit 310: heating block
320: cartridge heater 310a: slot
400: second heater unit 500: driving cylinder
600: plate unit 610: case
620: load support bar 630: insulation material
700: Control unit
D: Door H: Hydraulic mechanism
M: Material B: Bracket

Claims (8)

적어도 일측면에 개방 가능한 도어가 마련된 챔버;
상기 챔버에 수용되며, 상기 챔버 내부에서 승강 가능하게 설치된 상부 금형과, 상기 챔버 내부로 입출되고, 상기 챔버 내부에서 상기 상부 금형과 선택적으로 합형되며, 소재를 지지하는 하부 금형을 포함하는 금형 유닛;
상기 금형 유닛을 통하여 상기 소재에 열을 전달하는 제1히터 유닛;
상기 챔버 내벽에 상기 챔버의 높이 방향으로 적어도 상부, 중부, 하부의 3개 영역 이상을 개별적으로 가열할 수 있도록 설치되어 상기 챔버 내부 공간의 위치별 온도에 따라 개별적으로 제어되는 제2히터 유닛;
상기 상부 금형을 승강시키는 구동 실린더;
상기 소재가 초소성 성형될 수 있도록 상기 소재에 가스압을 제공하는 가스 공급부; 및
상기 소재의 초소성 가공 시 진동을 방지할 수 있도록 상기 구동 실린더의 일단에 결합되어 상기 소재를 가압하는 플레이트 유닛을 포함하고,
상기 플레이트 유닛은,
상기 소재의 폭 길이 이상의 폭을 갖도록 형성되고, 내부는 빈 공간으로 형성된 케이스; 및 복수 개가 상기 케이스의 길이 방향으로 일정 간격 이격 설치되고, 상기 케이스 내부에 상하 방향으로 길게 설치된 하중 지지바;를 포함하며,
상기 하중 지지바는, 상기 소재의 초소성 가공 시 상기 금형 유닛으로부터 상기 플레이트 유닛으로 전달되는 진동을 흡수하고,
상기 제2 히터 유닛은 하기 식에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는, 대면적 소재용 초소성 성형장치.

식 : [H1/(Tm-T1)] ≤ [H2/(Tm-T2)] ≤ [H3/(Tm-T3)]
단, H1은 상부 영역에 위치하는 제2히터 유닛의 출력, H2는 중앙 영역에 위치하는 제2히터 유닛의 출력, H3는 하부 영역에 위치하는 제2히터 유닛의 출력, Tm은 목표온도, T1은 상부 영역에 위치하는 센서에서 측정한 온도, T2는 중앙 영역에 위치하는 센서에서 측정한 온도, T3는 하부 영역에 위치하는 센서에서 측정한 온도이다.
A chamber provided with an openable door on at least one side;
A mold unit including an upper mold accommodated in the chamber and installed to be able to be raised and lowered within the chamber, and a lower mold that enters and exits the chamber, is selectively joined with the upper mold within the chamber, and supports a material;
a first heater unit that transfers heat to the material through the mold unit;
a second heater unit installed on the inner wall of the chamber to individually heat at least three regions of the upper, middle, and lower regions in the height direction of the chamber, and individually controlled according to the temperature of each location of the inner space of the chamber;
a driving cylinder that elevates the upper mold;
a gas supply unit that provides gas pressure to the material so that the material can be superplastically molded; and
A plate unit coupled to one end of the driving cylinder to pressurize the material to prevent vibration during superplastic processing of the material,
The plate unit is,
a case formed to have a width equal to or greater than the width of the material, and the inside of which is formed as an empty space; and a plurality of load support bars installed at regular intervals in the longitudinal direction of the case and installed elongated in the vertical direction inside the case.
The load support bar absorbs vibration transmitted from the mold unit to the plate unit during superplastic processing of the material,
The second heater unit is a superplastic forming device for large-area materials, characterized in that controlled by the following equation.

Formula: [H1/(Tm-T1)] ≤ [H2/(Tm-T2)] ≤ [H3/(Tm-T3)]
However, H1 is the output of the second heater unit located in the upper area, H2 is the output of the second heater unit located in the central area, H3 is the output of the second heater unit located in the lower area, Tm is the target temperature, T1 is the temperature measured by the sensor located in the upper area, T2 is the temperature measured by the sensor located in the central area, and T3 is the temperature measured by the sensor located in the lower area.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 케이스 내부의 빈 공간에는 단열재가 충진된 것을 특징으로 하는, 대면적 소재용 초소성 성형장치.
In claim 1,
A superplastic molding device for large-area materials, characterized in that the empty space inside the case is filled with an insulating material.
청구항 3에 있어서,
상기 제1히터 유닛은,
상기 케이스 내부에 설치되되, 그 일면이 상기 케이스로부터 노출된 것을 특징으로 하는, 대면적 소재용 초소성 성형장치.
In claim 3,
The first heater unit,
A superplastic forming device for a large-area material, which is installed inside the case and one surface of which is exposed from the case.
청구항 4에 있어서,
상기 플레이트 유닛 및 제1히터 유닛은 한 쌍이 설치되되,
상기 금형 유닛을 사이에 두고 상하 방향으로 일정 간격 이격되어 서로 마주보게 설치된 것을 특징으로 하는, 대면적 소재용 초소성 성형장치.
In claim 4,
The plate unit and the first heater unit are installed as a pair,
A superplastic molding device for a large-area material, characterized in that it is installed to face each other at a certain distance in the vertical direction with the mold unit in between.
청구항 5에 있어서,
상기 구동 실린더는 소재의 폭 방향으로 일정 간격 이격되어 복수 개가 설치되고,
상기 제1히터 유닛은 슬롯이 형성된 히팅 블록과, 상기 슬롯에 삽입 설치되는 카트리지 히터를 포함하는, 대면적 소재용 초소성 성형장치.
In claim 5,
A plurality of driving cylinders are installed at regular intervals in the width direction of the material,
The first heater unit includes a heating block with a slot formed, and a cartridge heater inserted into the slot.
삭제delete 청구항 1, 청구항 3 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 소재는 폭이 1m 이상인 티타늄 합금 판재인 것을 특징으로 하는, 대면적 소재용 초소성 성형장치.
The method according to any one of claims 1, 3, and 6,
A superplastic forming device for large-area materials, characterized in that the material is a titanium alloy plate with a width of 1 m or more.
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