KR19990075039A - 금속패널 제조용 금형기와 이를 이용하여 금속패널을 제조하는방법과 장치 - Google Patents

Abstract

이 발명은 금속패널(metal panel)을 제조하는 데 있어서 틈새없는 모서리(corner)를 갖는 금속패널 제조용 금형기와 이를 이용하여 금속패널을 제조하는 방법과 장치에 관한 것이다. 이 발명에 따른 금속패널 제조용 금형기는 하나의 상면, 하나의 하면, 두 쌍의 마주보는 측면을 포함하는 직육면체 형상의 금형기로서, 상기 상면에 V자형의 연속된 벤딩(bending)홈이 형성되어, 한 쌍의 마주보는 산과 이들 산 사이에 골이 형성되고, 상기 한 쌍의 산 중 어느 한쪽 산은 그의 양 말단부의 상면이 최말단부로 갈수록 경사져 있다. 또한, 이 발명에 따른 금속패널 제조방법은, 최종적으로 얻고자 하는 패널의 치수에 맞는 전개 형상으로 판재를 사각형으로 절단하는 단계, 절단된 판재의 각 변을 제1항의 금형기의 상면 벤딩홈에 대고 벤딩하는 단계로서, 제1항의 금형기의 어느 산의 상면 경사면에 따라 판재의 각 변이 양끝으로 갈수록 늘어나면서 벤딩되는 각도가 점차로 증가하여, 벤딩된 각 모서리가 방사상으로 돌출하도록 벤딩하는 단계, 방사상으로 돌출된 각 모서리를 눌러 완전한 사각형의 금속패널을 만드는 단계를 포함한다.

Description

금속패널 제조용 금형기와 이를 이용하여 금속패널을 제조하는 방법과 장치(Die for a metal panel and the method and apparatus for manufacturing a metal panel using the same)

이 발명은 건축용 금속패널(metal panel)에 관한 것이다. 구체적으로 이 발명은 틈새없는 모서리를 갖는 금속패널을 제조하기 위한 금형기와 이를 이용하여 금속패널을 제조하는 방법과 장치에 관한 것이다.

금속패널은 근래에 건축용 내외장재로서 점차 사용이 늘고 있는 자재 중의 하나로서 휨, 뒤틀림 등 재질변형이 적고 외관이 미려하며 제조성이 양호한 장점이 있다. 금속패널은 금속판을 쟁반모양으로 가공하여 건축용 내외장재로 사용하는 것으로서 종래에는 도1과 같은 방법으로 제조되고 있다.

도1a~e를 참조하여 종래의 방법에 따른 금속패널 제조공정을 살펴보면 다음과 같다.

(a) 프레스 등으로 완제품의 형상에 상응하는 전개도대로 판재(11)를 가공한다.

(b) 도1a에 나타낸 점선에 따라, 가공된 판재의 네 변을 구부린다(bending).

(c) 벤딩된 각 모서리(12)에 용접을 하거나 실런트(sealant)처리를 하여 모서리의 틈새를 막는다.

(d) 용접한 모서리의 거친 부위를 다듬기 위하여 용접부위를 그라인더(13)로 그라인딩(grinding)하거나 각 모서리에 브라켓(14)을 씌우고 리벳(16)이나 스크류(17)로 고정한다.

(e) 그라인딩 후에는 사포나 연마바퀴(15)로 모서리를 연마(buffing)한다.

위와 같은 공정에 따라 제조되는 종래의 금속패널에 따르면, 위와 같이 공정수가 많기 때문에 각 공정별로 다른 공구를 사용하여야 하고 다수의 인력이 필요하여 생산성이 낮고 생산원가가 높은 문제점이 있다. 또한 용접이나 실런트에 의해 각 모서리 틈새를 막기 때문에 사용함에 따라 누수가 되고 뒤틀리거나 휘는 등 외관이 변형될 염려가 큰 문제점이 있다.

이 발명의 목적은 금속패널을 제조함에 있어서 공정수를 줄이고 틈새없는 모서리를 일체로 가공하기 위하여 이용하는 금형기를 제공하는 것이다.

이 발명의 다른 목적은 상기 목적에 따른 금형기를 이용하여 적은 공정수로 틈새없는 모서리를 일체로 가공하는 금속패널 제조방법을 제공하는 것다.

이 발명의 또다른 목적은 상기 목적에 따른 금속패널을 제조하는 장치를 제공하는 것이다.

도1a~e는 종래기술에 따른 금속패널 제조방법을 나타낸다.

도2a~d는 이 발명에 따른 금속패널 제조방법을 나타낸다.

도3은 이 발명에 따른 금형기를 나타내는 것으로서, (a)는 정면도, (b)는 측면도, (c)는 평면도, (d)는 사시도이다.

도4a,b는 도3의 금형기로 판재를 벤딩하는 것을 나타내는 사시도와 측면도이다.

도5는 도3의 금형기로 벤딩한 반제품을 나타내는 평면도이다.

도6는 이 발명에 따른 금속패널 제조장치를 나타낸다.

도7a,b는 도6의 롤프레스(43)와 이로써 반제품의 모서리가공을 하는 것을 나타낸다.

<도면의 주요부호에 대한 설명>

21: 판재 22: 고정부

23: 벤딩된 모서리 24: 연장된 모서리

25: 모따기된 모서리 30: 금형기

31: 상면 경사면 32: 프레스

34: 벤딩홈의 골 35, 35a: 벤딩홈 산의 상면

36: 금형기의 최말단 41: 벤딩된 판재(반제품)

42: 모서리가공(V-forming)기

43: 롤프레스(roll press)

44: 절단기 45: 커터(cutter)

상기 목적을 달성하기 위하여 이 발명에 따른 금속패널 제조용 금형기는 하나의 상면, 하나의 하면, 두 쌍의 마주보는 측면을 포함하는 직육면체 형상의 금형기로서, 상기 상면에 V자형의 연속된 벤딩홈이 형성되어, 한 쌍의 마주보는 산과 이들 산 사이에 골이 형성되고, 상기 한 쌍의 산 중 어느 한쪽 산은 그의 양 말단부의 상면이 최말단부로 갈수록 경사져 있다. 상기 양 말단부의 경사진 면은, 벤딩홈의 골을 향하여 곡면으로 경사지고 산의 최말단부를 향하여도 곡면으로 경사진 것이 바람직하다.

또한, 이 발명에 따른 금속패널 제조방법은, 최종적으로 얻고자 하는 패널의 치수에 맞는 전개 형상으로 판재를 사각형으로 절단하는 단계, 절단된 판재(21)의 각 변을 제1항의 금형기의 상면 벤딩홈에 대고 벤딩하는 단계로서, 제1항의 금형기의 어느 산의 상면 경사면에 따라 판재의 각 변이 양끝으로 갈수록 늘어나면서 벤딩되는 각도가 점차로 증가하여, 벤딩된 각 모서리가 방사상으로 돌출하도록 벤딩하는 단계, 방사상으로 돌출된 각 모서리를 눌러 완전한 사각형의 금속패널을 만드는 단계를 포함한다. 위에서, 방사상으로 돌출된 각 모서리를 눌러 완전한 사각형의 금속패널을 만드는 단계는, 돌출된 모서리를 누를 때 이 돌출부가 밀리면서 늘어난 부분을 절단하는 단계를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.

또, 이 발명에 따른 금속패널 제조장치는, 최종적으로 얻고자 하는 패널의 치수에 맞는 전개 형상으로 판재를 사각형으로 절단하는 단계와 절단된 판재의 각 변을 제1항의 금형기의 어느 산의 상면 경사면에 따라 판재의 각 변이 양끝으로 갈수록 늘어나면서 벤딩되는 각도가 점차로 증가하여, 벤딩된 각 모서리가 방사상으로 돌출하도록 벤딩하는 단계에 의해 가공된 반제품을 고정하는 고정부, 상기 반제품의 돌출된 각 모서리를 눌러 완전한 사각형의 패널을 만드는 모서리가공부, 상기 모서리가공부에 의해 각 모서리가 밀리면서 늘어난 부분을 절단하는 수단을 포함한다.

아래에서는 도면을 참조하여 이 발명에 대해 구체적으로 설명한다. 도2a~d에 나타낸 금속패널 제조방법을 위주로 하여 설명하기로 한다.

(a) 원자재인 판재(21)를 원하는 형상, 즉 최종적으로 얻고자 하는 패널의 전개형상으로 절단한다. 절단치수는, 모서리를 벤딩가공할 때에 재료가 늘어나는 수치까지 감안하여 결정해야 한다. 판재(21)는 스테인리스강, EGI강, 알루미늄 등 어떠한 금속재질이라도 이용할 수 있다. 절단방식은 일반적인 프레스방식을 이용할 수 있지만, 바람직하게는 N.C.T.머신을 이용하는 것이 정확한 치수를 유지하고 자동화하는데 유리할 것이다. 도2의 참조번호 '22'는 최종 생산된 금속패널을 고정하는 구멍이 형성된 고정부를 나타낸다. 이 고정부(22)는 금속패널의 사용상태에 따라 임의의 형상으로 임의의 위치에 형성될 수 있다.

(b) 절단된 판재(21)를 이 발명에 따른 금형기를 이용하여 벤딩한다. 이 때에 이용하는 금형기를 도3에 나타내고, 이 금형기를 이용한 벤딩작업을 도4a,b에 나타낸다. 도5는 이 금형기에 의해 벤딩된 반제품을 나타낸다.

도3과 도4a,b를 참조하여 이 발명에 따른 금형기(30)의 구조에 대해 설명한다. 도3의 (a)는 금형기의 정면도, (b)는 측면도, (c)는 평면도, (d)는 사시도이다. 금형기의 상면에 길이 방향으로 내각이 직각인 벤딩홈이 형성되어 한 쌍의 산(35, 35a)과 골(34)이 형성되는데, 판재(21)의 벤딩하고자 하는 변을 이 벤딩홈에 대고 위에서 프레스로 치면 판재가 직각으로 벤딩된다. 금형기의 정면도를 보면, 벤딩홈의 양 가에 서 있는 산(35, 35a) 중 하나의 산(35)의 상부면이 양 끝에서 경사져 있는 것을 볼 수 있다(참조번호 31). 이 경사(31)는 금형기의 양 끝에서 약 50mm 떨어진 곳에서부터 시작되는데, 후술하는 이유 때문에 곡면으로 경사진 것이 바람직하다. 경사는, 골(34)을 향하여도 곡면이면서 양 최말단부(36)를 향하여도 곡면으로 경사진 것이 바람직하다. 이 경사면(31)을 도3의 (b)와 (c)에 빗금으로 나타내었다. 금형기는 원판재의 재질에 따라 그 재질이 바뀔 수 있다. 예를 들어 원판재가 스테인리스강 등 강도가 큰 것일 때에는 이에 상응하는 재료로 금형기를 제작하여야 하나, 원판재가 알루미늄 등 상대적으로 강도가 작은 것일 때에는 금형기를 우레탄 등으로 제작할 수 있다. 왜냐하면 제작된 제품에 손상이 덜 생기기 때문이다.

위와 같은 구조를 갖는 금형기를 이용하여 판재(21)를 벤딩하는 작업에 대해 설명한다. 도4a,b와 같이, 절단된 판재(21)의 네 변을 차례로 금형기에 올려놓고 프레스(32)로 누르면 판재(21)의 각 변이 직각으로 벤딩된다. 이 때에 금형 벤딩홈의 양 끝에는 경사면(31)이 있기 때문에, 이 경사면(31)과 맞닿은, 판재(21)의 각 변 양 끝의 부분은 길이가 늘어나면서 도5에 나타낸 것과 같은 형상으로 벤딩된다. 즉, 각 모서리 부분이 방사상으로 삐져나오는 형상이 되는데, 이는 각 변의 양끝으로 갈수록 벤딩각도가 커짐을 의미한다. 이는 이후에 있을 모서리가공 작업에서 일체로 모서리가 원활하게 형성되도록 하기 위한 것이다.

다시 한번 설명하지만, 상기 경사면(31)은 직선보다는 도3에 나타낸 것과 같이 골(34)을 향하여도 최말단부(36)를 향하여도 곡률이 점차로 증가하는 곡면인 것이 바람직하다. 평면(도면번호 35에 해당)에서 경사면(31)으로 급격히 각이 바뀌면 벤딩된 면에 흠집을 낼 우려가 있기 때문이다.

(c) 위와 같이 벤딩된 반제품(41)을 이 발명에 따른 가공장치를 이용하여 모서리가공한다. 이 공정을 V포밍(V-forming)공정이라 부르기로 한다. 도6에 V포밍 장치가 나타나 있다.

이 발명에 따른 금속패널 제조장치는, 상기 (b)단계에서 벤딩된 반제품(41)을 고정하는 고정부(46)와, 벤딩된 모서리의 방사상으로 튀어나온 부분(23)을 밀어서 완전한 사각형의 모서리를 형성하는 롤프레스(roll press, 43)가 장착된 모서리가공기(V포밍기, 42)와, 모서리가공을 한 후에 늘어난 부위(24)를 절단하는 절단기(44)를 포함한다. 롤프레스(43)은 도7a에 나타낸 것과 같은 형상을 갖는데, 상하운동을 하는 실린더에 회전되도록 장착된다.

도7b에 나타낸 것과 같이, 벤딩된 반제품(41)을 고정부(46)에 고정하고 롤프레스(43)로 각 모서리를 밀어 내리면, 상기 (b)단계에서 벤딩된 모서리의 튀어나온 부분(23)이 눌리면서 완전한 사각형의 모서리가 일체로 형성된다. 이 때에 모서리부분이 밀리면서 아래로 판재가 늘어나면서 연장되는데(도면번호 24), 이를 최소화하려면 늘어나는 길이를 미리 감안하여 상기 (a)공정에서 정확히 치수계산을 하는 것이 필요하다. 도2a를 보면 판재(21)의 각 모서리가 모따기되어 있는 것을 알 수 있다(참조번호 25). 이 부위가 바로 본 모서리가공 공정에서 늘어나는 길이를 감안해서 미리 모따기해 놓은 곳이다.

(d) 상기 (c)공정에서 각 모서리마다 늘어난 부분(24)은 순차적으로 도6에 도시된 가공장치의 절단부(44) 커터(45)에 의해 절단된다. 이렇게 하여 이 발명에 따른 금속패널이 완성된다.

이 발명에 따르면 작업공정이 줄어들고 인력이 적게 필요하기 때문에 생산성이 향상되고, 원자재 절감, 인건비 절감에 따라 생산원가가 감축되는 효과가 있다. 또한 완제품의 면이 균일한 평활성을 얻을 수 있고, 각 모서리에 틈새가 없기 때문에 오래 사용하더라도 누수, 뒤틀림, 휨 등의 문제가 생기지 않는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 금속판재를 가공하여 건축용 금속패널을 제작하는데 사용되며, 하나의 상면, 하나의 하면, 두 쌍의 마주보는 측면을 포함하는 직육면체 형상의 금형기로서,

   상기 상면에 V자형의 연속된 벤딩홈이 형성되어, 한 쌍의 마주보는 산(35, 35a)과 이들 산 사이에 골(34)이 형성되고,

   상기 한 쌍의 산 중 어느 한쪽 산(35)은 그의 양 말단부의 상면(31)이 최말단부(36)로 갈수록 경사져 있는 것을 특징으로 하는 금형기.
2. 제1항에서, 상기 양 말단부의 경사진 면(31)은,

   벤딩홈의 골(34)을 향하여 곡면으로 경사지고 산(35a)의 최말단부(36)를 향하여도 곡면으로 경사진 것을 특징으로 하는 금형기.
3. 금속판재를 가공하여 건축용 금속패널을 제조하는 방법으로서,

   최종적으로 얻고자 하는 패널의 치수에 맞는 전개 형상으로 판재(21)를 사각형으로 절단하는 단계,

   절단된 판재(21)의 각 변을 제1항의 금형기의 상면 벤딩홈에 대고 벤딩하는 단계로서, 제1항의 금형기의 어느 산(35a)의 상면 경사면(31)에 따라 판재의 각 변이 양끝으로 갈수록 늘어나면서 벤딩되는 각도가 점차로 증가하여, 벤딩된 각 모서리가 방사상으로 돌출(23)하도록 벤딩하는 단계,

   방사상으로 돌출된 각 모서리(23)를 눌러 완전한 사각형의 금속패널을 만드는 단계를 포함하는 금속패널 제조방법.
4. 제3항에 있어서, 방사상으로 돌출된 각 모서리(23)를 눌러 완전한 사각의 금속패널을 만드는 단계는, 돌출된 모서리를 누를 때 이 돌출부가 밀리면서 늘어난 부분(24)을 절단하는 단계를 추가로 포함하는 금속패널 제조방법.
5. 금속판재를 가공하여 건축용 금속패널을 제조하는 장치로서,

   최종적으로 얻고자 하는 패널의 치수에 맞는 전개 형상으로 판재(21)를 사각형으로 절단하는 단계와, 절단된 판재의 각 변을 제1항의 금형기의 어느 산(35a)의 상면 경사면(31)에 따라 판재의 각 변이 양끝으로 갈수록 늘어나면서 벤딩되는 각도가 점차로 증가하여, 벤딩된 각 모서리가 방사상으로 돌출(23)하도록 벤딩하는 단계에 의해 가공된 반제품(41)을 고정하는 수단(46),

   상기 반제품(41)의 돌출된 각 모서리(23)를 눌러 완전한 사각형의 패널을 만드는 모서리가공수단,

   상기 모서리가공수단에 의해 각 모서리(23)가 밀리면서 늘어난 부분(24)을 절단하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속패널 제조장치.