KR20000053009A - 사출 성형 장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
사출 성형 장치 및 방법은 제 1 금형 절반(16) 및 선택적으로 후방판을 통해 연장하는 보어(28,30)내에 슬라이딩가능하게 장착된 금형 사출 노즐(32)을 제공한다. 금형 노즐(32)은 팁 표면을 제공하는 팁부(50)를 갖는다. 제 2 금형 절반(14)에는 플러그(90)에 배치되는 대응 정렬 보어가 위치된다. 플러그(90)는 플런저(88)에 의해 플런저(88)에서 분리하게 이동될 수 있다. 사용시, 플러그(90)는 플러그(90)와 수지가 캐비티로 유동하는 팁 표면 사이의 게이트의 폭을 조절하는데 사용될 수 있다. 성형후에, 플러그(90)는 그 보어(72)에서 다른 금형 절반(16)의 보어(30)내로 이동되어 팁부를 차단하고 플러그(90)와 팁부를 금형 캐비티(18)에서 이격시킨다. 그후 금형은 플러그(90)로 개방되어 금형 사출 노즐(32)이 제 1 금형 절반(16)에 유지된다.
Description
구멍 또는 홀을 갖는 물품, 예를 들어 중앙 홀을 갖는 기어, 휘일 등의 성형은 항상 문제점이 나타난다. 종종, 그러한 부품은 적어도 금형 캐비티의 일측에서 플라스틱을 사출함으로써 성형된다. 이것은 용융 플라스틱이 캐비티를 통해 물품에 홀 또는 구멍을 형성하는 금속 코어주위를 유동할 때 플라스틱 재료로 형성되는 접합선을 종종 생기게 할 수 있다. 다양한 목적을 위해, 이러한 것이 허용될 수 있고 적절한 사출 조건의 효과로 접합선의 효과가 최소화되어 용인되었다.
최근에는, 새로운 물품 분류로 인해 보다 고도의 허용 오차와 균일성이 요구되었다. 특히, 광 디스크를 위한 성장 요구가 있다. 광 디스크는 라이트-트랜스미팅 폴리카보네이트 수지 등의 합성 수지로 형성된 디스크 기판을 갖는다. 읽기 전용 디스크는 일련의 리세스를 갖는 나선형 트랙을 가지며 음악 사운드 신호, 광 이미지, 또는 디지탈 정보가 될 수 있는 엔코딩 원하는 정보가 랜딩된다. 예를 들어 알루미늄의 진공 적층에 의해 제조된 반사막이 제공된다. 정보는 리세스 및 랜드로부터의 레이저 빔의 반사에 의해 판독된다. 이것은 균일한 기계적 특성 뿐만 아니라 극히 균일한 광 특성을 갖는 디스크를 필요로 한다. 콤팩트 디스크 또는 CD로 알려진 음악 사운드 등을 기록하기 위한 현행 디스크에 있어서, 피트(pit)는 소정의 크기를 갖는다. 현재, 보다 많은 정보를 엔코딩할 수 있도록 피트가 보다 작은 크기를 가지면서, 디지탈 엔코딩 비디오 신호를 위한 동일 기술을 사용하는 것이 제안되었으며, 그러한 디스크는 디지탈 다용도(비디오) 디스크(DVDs)로서 공지되었고 이중면으로 되어있다. 그러한 작은 크기는 일정하고 균일한 광 특성을 갖는데 필수적이다.
특히, 굴절 인덱스에 있어서의 어떠한 변화도 전부가 용인될 수 있는 것은 아니다. 이것은 폭넓고 다양한 전단응력을 갖는 소정의 개별 디스크를 제조하는데 사용되는 재료로부터 기인한다. 또한, 접합선은 다시 용인될 수 없는 복굴절 문제를 발생시킬 수 있다. 유사한 고려사항이 정보 신호를 재기록할 수 있는 자기 광 디스크에 적용된다.
적어도 상술된 형태의 기록 디스크에서는 상기 문제점이 발생된다. 그러한 디스크를 성형하는 통상의 형태의 제안은 디스크의 축상에 배치된 노즐을 통해 플라스틱을 사출하는 것이다. 먼저 플라스틱은 축방향으로 유동한 다음 게이트에서 90°로 선회하여 반경방향으로 외측을 향해 유동한다. 플라스틱이 캐비티를 균일하게 충진하고, 접합선을 방지하며, 복잡하고 불균일한 재료의 전단 응력을 방지한다는 것이 본 취지이다. 그러나, 이러한 특징들은 가끔 시대에 뒤처지게 얻어져 종종 다른 문제점들이 발생된다.
본 설명에서 언급된 모든 참조문헌의 개시는 여기에 참조로서 조합된다.
윌슨에게 허여된 미국특허 제 2,698,464 호는 중앙 홀을 갖는 기록 디스크를 형성하는 이중 캐비티 금형을 서술한다. 이 형상은 기계 사출 노즐을 밀봉하고 기계 노즐을 향한 후방 이동중에 홀을 만드는 두가지 기능을 갖는 자유 이동 핀 요소를 도시한다. 윌슨의 464의 핀 요소는 금형 코어로서 작용하지 않으며 금형 게이트로서 작용하지 않고 용융 수지를 반경방향으로 또는 다른 방식으로 캐비티를 향해 안내하거나 향하게 하지 않는다. 최대 단점으로서, 사출후에 핀 요소의 후방 이동은 금형 주채널로부터 사출된 재료를 이미 충진된 금형 캐비티로 다시 향하게 하고 또한 기계 노즐로 다시 향하게 한다. 이 근접은 여분의 재료로서 성형 정보 캐리어 디스크가 최초 충진된 재료와 접합선을 형성할 때는 용인될 수 없다. 또한 윌슨의 464의 성형 사출 노즐은 고정적이며 가동 핀과의 조합에 있어서 소정 두께의 원형 게이트를 형성하는 게이트부를 갖는 팁부를 갖지 않는다. 윌슨의 464의 핀 요소의 밀봉 기능은 측면 슬라이딩 밸브 게이트를 사용함으로써 실행될 수 있고 홀 생성 기능은 플런저(26)에 의해 수행될 수 있다.
지피티 액시콘 비.브이.(GPT Axxicon B.V.)에게 허여된 미국 특허 제 5,324,109호(프레이; Frei)에는 다른 고온 부싱 기술이 개시되어 있다. 상기 특허는 도입되는 용융된 수지 유동을 몇몇의 세류(stream)로 분할하는 기능과, 두께가 고정된 금형 게이트를 형성하는 기능과, 상기 게이트를 차단하는 기능과, 성형된 물품내에 구멍을 형성하는 기능 등의 다수의 기능을 가진 가동성 밸브 게이트 요소를 제공한다. 프레이의 설계에는 용융된 물질이 밸브 게이트 요소 둘레에 분산되었다가 몇몇의 방사상 게이트를 통해 캐비티내로 전달되기 때문에 접합선이 남게된다.
본 발명의 출원인이 공동 출원인으로 되어 있는 미국 특허 3,989,436호(맥닐리 등; McNeely)에도 다른 방법이 개시되어 있다. 상기 특허에는 사출 성형으로 중앙에 구멍이 뚫린 기록 디스크, 특히 광 디스크를 생산하는 장치가 개시되어 있다. 상기 특허의 방법은 일반적으로 냉간 부싱 사출 성형 방법으로서 공지되어 있다. 상기 방법에서는 원추형 개구를 구비한 스프루 부싱(sprue bushing)이 사용된다. 사출 노즐이 부싱의 소경 단부로 개방되어 있고, 상기 부싱의 대경 단부는 디스크 캐비티내로 개방되어 있다. 냉간 부싱이 사용될 때, 스프루 부싱내의 플라스틱은 금형 캐비티내의 플라스틱과 마찬가지로 냉각되어 응고되게 된다. 플라스틱이 냉각된 직후로부터 플라스틱이 분위기 온도까지 냉각되어 매우 단단해지기 전까지의 시간 동안 디스크의 원형 중앙부가 스프루와 함께 절단되게 된다. 그후, 기계적 천공기에 의해 밀어내어져 자동화된 공구에 의해 제거되게 된다.
상기한 바와 같은 방법은 거의 복굴절(birefringence)이 없는 양질의 광 디스크를 제공할 수 있지만, 몇가지의 심각한 단점이 있다. 첫 번째로, 상기 스프루는 고가의 플라스틱 재료를 낭비하게 한다. 둘째로, 절단후 스프루를 제거하는데 소요되는 부가적인 시간으로 인해 전체 사이클 시간이 증가되게 된다. 셋째로, 스프루의 절단 동안 구멍에 바로 인접한 재료에 소정의 인장 또는 응력이 발생될 수 있다. 상기한 바와 같은 경우에는 구멍면의 질과 그 치수 공차가 변화되고, 허용기준에 부합되지 않게 된다. 마지막으로, 스프루를 추출 및 제거하도록 설계된 로봇이 부가적으로 소요되기 때문에 장비가 복잡하고 비싸지게 된다.
냉간 스프루 방법을 사용하는 최근의 기술로서는 소니사(Sony Corporation)에 허여된 구도(Kudo) 등의 발명인 미국 특허 5,552,098호가 있다. 상기 특허에는 먼저, 가동성 부재가 디스크내의 관통구멍을 형성하는 위치로부터 철회되고, 금형 내에서 디스크 기판이 응고되며, 그후, 기판이 금형 공동으로부터 제거된다. 상기 방법에서는 금형이 개방될 수 있고, 제거된 디스크가 다소 깨끗하지 못하며, 냉각된 스프루는 상기 특허에 언급되어 있지 않은 방법에 의해 따로 제거되어야만 한다.
디스커비젼 어소세이츠(Discovision Associates)에 허여된 미국 특허 4,340,353호(메이어; Mayer)에는 다른 방법이 개시되어 있다. 상기 특허에는 일반적으로 고온 부싱 사출 성형 방법이라 공지되어 있는 방법이 개시되어 있다. 상기 방법에 있어서, 디스크의 중앙 개구에 바로 인접한 부싱은 가열된 상태로 유지되게 되며, 그래서, 부싱내의 플라스틱이 항상 용융된 상태로 존재하게 한다. 이는 캐비티내의 플라스틱이 냉각될 때 스프루의 형성을 피할 수 있도록 해준다. 미국 특허 4,340,353호에서는 스프링 편심 포핏 밸브(spring-biased poppet valve)에 의해 용융된 상태의 플라스틱으로부터 캐비티가 차단된다. 압축 스프링에 부가하여, 상기 포핏 밸브를 폐쇄 위치로 가압하기 위해 유압 램(ram)이 제공된다. 플라스틱이 금형내로 사출될 때, 유압 램은 이격되는 방향으로 변위되고, 사출 압력은 스프링 작용에 대해 포핏 밸브를 밸브 시트로부터 변위시키기에 충분해지게 된다. 상기 포핏 밸브는 짧은 절두 원추형 시트를 제공한다. 치수는 노즐 조립체의 채널로부터 포핏 밸브 시트를 지나 캐비티로 이어지는 유동 단면적이 현저히 급격히 변화되도록 설정된다. 충진(filling) 공정이 완료되었을 때, 포핏 밸브는 압축 스프링의 조력을 받으면서 유압 램에 의해 폐쇄된다. 따라서, 상기 밸브가 폐쇄될 때, 포핏 밸브의 헤드는 디스크의 개구를 꼭 맞게 통과하게되며, 디스크와 디스크내의 구멍에 바로 인접하도록 밸브 시트상에 배치된다.
상기한 바와 같은 장치에는 다수의 문제점이 있다. 첫째로, 폐쇄된 밸브는 디스크의 내부 에지에 바로 인접하게 되고, 그래서, 노즐 팁과 그내부의 플라스틱을 용융상태로 유지하면서 그에 바로 인접한 디스크를 냉각 및 응고시켜야 한다는 상충되는 요구가 존재하게 된다. 보다 중요한 것은 상기한 바와 같은 형태의 밸브 조립체의 주된 문제점은 용융된 수지의 유동 경로가 방해되어 복잡한 전단 히스토리 패턴(shear history pattern)을 발생시킨다는 것이다. 상기 특허에서는 수지가 복잡한 유동 경로를 갖게되며, 그래서 수지의 각각의 부분들은 매우 상이한 전단 효과를 받게 된다. 포핏 밸브를 사용하는 것과 관련된 문제점은 포핏 작동축이 플라스틱이 유동하는 채널을 통과해야만 한다는 것이다. 상기 특허에 개시된 바와 같이, 이로 인해 포핏축이 복잡한 형상을 갖게 된다. 상기 특허에서는 상기 축을 안내하는 외향 연장 아암과, 축방향 개구를 한정하는 부가적인 아암과, 서로 볼트결합되어 있는 분리 소자들과, 히터가 포함되어 있다. 이들 모두는 재료의 복잡한 전단 히스토리를 발생시키는 복잡한 유동 경로를 형성하고, 이로 인해 전단 가열과, 점성 소실이 발생되어 바람직하지 못하다. 이는 편광된 광에 복굴절 패턴을 발생시킨다. 이런 패턴은 디스크의 판독 정밀도를 저해하기 때문에 용납되지 않는다.
디스커비젼 어소세이츠(Discovision Associates)에 허여된 미국 특허 4,391,579호(모리슨; Morrison)에는 사출 성형 장치용 고온 스프루 밸브 조립체가 개시되어 있다. 상기 특허에서는 가동성 밸브 부재가 디스크를 성형하는 전진 위치와, 수지 유동이 차단되고 개구가 형성되는 후퇴 위치 사이에서 이동되도록 구성되어 있다. 그러나, 상기 밸브 부재는 복잡한 유동 경로를 포함한다. 상기 밸브 부재는 분리 플라이트를 포함하고 있으며, 상기 분리 플라이트 둘레로 반드시 수지가 유동되어야 한다. 이는 독립적인 유동을 형성하여 금형 내로 도입되기 직전에 조합되게 되며, 접합선과 복굴절이 형성되게 된다.
디스커비젼 어소세이츠(Discovision Associates)에 허여된 미국 특허 4,412,805호(모리슨)에는 두 개의 고온 스프루 조립체를 사용하고, 가동성 밸브 부재를 사용하지 않는 구성을 개시하고 있다. 양자의 형태에서, 고정 스프루 부싱은 제 2 금형 절반부에 고정된 고정 다이 플러그와 협력하여 성형된 물품내에 중앙 개구를 형성한다. 수지를 사출한 이후에 게이트를 차단하는 수단이 없다는 점에서, 상기 구멍에는 잔여 스프루가 남게되고 이는 허용될 수 없다. 이보다, 양자의 형태에서 용융된 수지를 기계적 장애물을 이용하여 몇몇의 세류로 분할하고 그후 유동을 재조합하기 때문에 성형된 물품에 접합선이 발생하게 된다. 도 1의 제 1 실시예에서는 분산 헤드와 장착 블록 사이에 형성된 이격된 방사상 채널로 사출된 용융 수지를 분할하는 분리 플라이트가 포함되어 있다. 도 5의 제 2 실시예에서는 다수의 압출 통로 사이의 분할부가 기계적 장애물로서 사용되고 있다.
본 발명의 출원인에게 허여된 미국 특허5,219,593호(쉬미트 등; schmit)에는 가동성 밸브 부재를 포함하지 않고, 고온 스프루를 사용하여 중앙 구멍을 가진 플라스틱 물품을 사출하는 방법이 개시되어 있다. 도 7에 도시된 실시예에서, 쉬미트는 잔여 스프루가 없는 구멍을 형성하기 위해 반대편 금형 절반부에 위치되어 있는 대응 테이퍼 보어내로 합치되는 테이퍼 단부를 구비한 내부 플러그를 사용하는 방법을 제안하고 있다. 상기 방법은 게이트를 차단하는 터미널 게이트를 사용하고 있으나, 수지 유동을 노즐 본체 둘레로 몇몇의 세류로 분할하기 때문에 발생되는 접합선이 성형된 물품상에 발생된다는 점으로 인해 상기 방법도 몇몇의 응용 분야에서는 사용되지 않고 있다. 또한, 상기한 바와 같은 형태에서도 수지의 사출 및 냉각 이후 개방된 상태로 남아있는 게이트의 폭으로 인해 가시적인 원형 잔여 스프루가 발생된다.
1996년 7월 25일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 08/690,411호(텡; Teng)에서, 본 발명의 출원인은 성형품을 성형하기 위해 사용되는 고형화된 수지로부터 접합선과 향상된 열간 부싱 밸브 게이트 및 비지향성 분자 방위(undirectional molecular orientation)를 제거하는 방법과 개선된 고온 부싱 밸브 게이트를 제안하고 있다. 용융된 수지를 분할, 혼합 및 균질화하도록 사용되는 상이한 면적 및 영역을 가지는 독창적인 설계의 밸브 스템(stem)이 포함되어 있다. 상기 밸브 스템은 구멍을 형성하기 위해 활주되어 게이트 폐쇄체로서 작용한다. 상기 기술이 종래의 고온 부싱 방법에 비해 다수의 장점을 가지고 있지만, 금형 사출 노즐의 채널을 통해 연장되는 가동성 밸브 스템의 출현에 대한 필요성이 여전히 존재한다.
마지막으로, 알테츠(Altech)에 의해 최근 발간된 팜플렛에는 용융된 유동이 관식이면서 기계적인 장애물 없이 캐비티 공간에 도달하게되는 CD 금형 설계를 개략적으로 설명하고 있다. 상기 개요에는 게이트 면적과 금형 노즐 및 사출 공정에 관하여서는 어떠한 정보도 제공되어 있지 않다.
따라서, 디스크 및 기어 등의 원형 부품 같은 관통 구멍을 가진 부품, 특히, 자기 하드 디스크, 기록형 및 비기록형 디지털 콤팩트 디스크(CD), 및 디지털 버스타일(versatile; 비디오) 디스크(DVD) 등의 정보신호 수록용 성형 기판을 종래 기술의 단점을 피할 수 있는 방법으로 성형하는 것이 바람직하다.
본 발명은 플라스틱으로 사출 성형 물품을 제조하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세히는 어떠한 접합선도 없이 물품을 관통하는 적절한 홀 또는 구멍이 필요한 양질의 물품의 성형에 관한 것이다. 본 발명은 보다 상세히는 광 또는 자기 디스크, 또는 정밀 기어 등의 일반적으로 원형 물품을 성형하는데 사용하기 위한 것이다.
도 1a는 본 발명에 따른 장치의 제 1 실시예의 수직 단면도.
도 1b는 왕복 플러그를 작동시키는데 사용되는 동기 수단의 제 2 실시예의 상세도.
도 2는 폐쇄 위치에 있는 노즐 게이트 조립체를 도시하는 도 1과 유사한 단면도.
도 3은 금형 절반들의 분리를 도시하는 도 2와 유사한 도면.
도 4a 및 4b는 노즐 부싱 및 왕복 플러그의 한 형태를 도시하는 상세 단면도.
도 5a 내지 5l은 이전 도면에 도시된 노즐 부싱 및 왕복 플러그와 다른 다수의 형상을 도시하는 개략도.
도 6은 폐쇄 플러그의 다른 변형을 도시하는 수직 단면도.
도 7은 왕복 플러그의 다른 변형을 도시하는 수직 단면도.
도 8은 비원형(non-circular) 중앙 홀을 갖는 디스크의 평면도.
도 9a 및 9b는 비원형 홀을 형성하는 왕복 플러그의 측면도와 비원형 홀을 형성하는 폐쇄 플러그의 평면도.
도 10 및 11은 비원형 홀의 다른 형상을 도시하는 원형 물품의 평면도.
도 12는 금형이 개방될 때 제 2 위치에서 왕복 플러그를 유지하는 다른 메카니즘을 도시하는 도면.
본 발명의 일 형태에 있어서, 제 1 보어를 갖는 제 1 금형 절반과, 상기 제 1 보어와 정렬된 제 2 보어를 갖는 제 2 금형 절반을 포함하며, 상기 제 1 금형 절반과 제 2 금형 절반은 금형 폐쇄 위치에서 금형 캐비티 공간을 형성하고 상기 금형 캐비티 공간은 두께(T1)를 갖는, 관통 구멍을 포함하는 물품을 성형하는 사출 금형 장치에 있어서, 성형 위치 및 포스트 성형 위치를 갖는 상기 제 1 보어내측에 배치된 슬라이딩가능한 금형 사출 노즐과, 노즐 팁을 포함하는 배출구와, 유동하는 용융 재료를 공급 수단으로부터 금형 캐비티 공간을 향해 배출구까지 관형 유동으로 안내하는 유입구와 배출구 사이의 비방해식 노즐 용융 채널과, 상기 제 2 보어내에 배치되고 제 2 보어내에의 성형 위치와 제 1 보어내의 포스트 성형 밀봉 위치를 갖는 독립적 가동 슬라이딩 밸브 게이트 수단과, 개조할 수 있는 두께(T2)의 원형 금형 게이트와, 상기 성형 및 포스트 성형 위치 사이로 제 1 보어 내측에서 금형 사출 노즐을 슬라이딩시키는 제 1 동기 수단과, 상기 제 2 보어 내측의 성형 위치에서 제 1 보어 내측의 포스트 성형 밀봉 위치로 부분적으로 상기 밸브 게이트 수단을 슬라이딩시키는 제 2 동기 수단을 구비하며, 상기 노즐은 용융 재료 공급 수단과 유체 소통하는 유입구를 포함하고, 상기 노즐 팁은 게이트부를 가지며 노즐이 성형 위치에 있을 때 금형 캐비티 공간과 연통되고, 상기 밸브 게이트 수단은 성형될 물품내에 홀을 성형하는 금형 코어 수단과, 용융 재료의 유동을 관형에서 반경방향으로 금형 폐쇄 위치에서 전환시키는 수단과, 금형 개방 위치에서 용융 재료의 누출을 방지하는 노즐 채널 밀봉 수단을 포함하며, 상기 금형 게이트는 노즐 팁의 게이트부와 밸브 게이트 수단사이의 금형 폐쇄 위치에 형성되고, 상기 금형 게이트는 기계적 방해가 전혀 없으며, 상기 금형 게이트의 최대 두께(T2)는 금형 캐비티 공간의 두께(T1)와 동일한 사출 금형 장치를 제공한다.
좁은 형태에 있어서, 본 발명은 홀을 포함하는 물품을 성형하는 금형 캐비티를 함께 한정하는 분리가능한 제 1 및 제 2 금형 절반을 포함하는 사출 금형 장치에 사용되며, 제 1 및 제 2 금형 절반이 금형 캐비티로 개방되고 서로 정렬된 제 1 및 제 2 안내 보어를 각각 포함하는 사출 노즐 밸브 게이트 장치에 있어서, 상기 제 1 보어에 슬라이딩가능하게 장착가능하고 노즐 채널이 기계 사출 노즐에 연결하는 노즐 유입구와 금형 캐비티에 인접한 노즐 배출구를 갖는 수지의 동종 유동을 공급하는 노즐 채널을 한정하는 금형 사출 노즐과, 노즐 배출구를 향하는 제 2 보어내에 슬라이딩가능하게 장착가능한 독립적 왕복 플러그와, 금형 게이트의 폭을 변화시키도록 제 1 표면 사이의 공간을 변화시키는 팁부에 대해 왕복 플러그를 이동시키는 이동 수단을 구비하며, 상기 노즐 배출구는 팁부를 포함하고 팁부가 금형 캐비티에 인접해 있는 성형 위치와 팁부가 금형 캐비티에서 이격되어 있는 제 2 위치 사이에서 제 1 보어내의 슬라이딩 이동을 위해 장착가능하고, 상기 팁부와 왕복 플러그는 금형 게이트를 형성하도록 서로 향하는 제 1 표면을 포함하며, 상기 이동 수단은 제 2 금형 절반에 장착가능하고 왕복 플러그에서 분리되는 사출 노즐 밸브 게이트 장치를 제공한다.
보다 일반적인 용어로, 접합선이 없는 성형 물품을 제공할 수 있고 최소한의 복굴절이 나타나며 정확한 관통홀을 갖는 사출 성형 장치 및 방법을 제공한다. 공지된 냉각 스프루 방법과 달리, 소정의 잔류하는 플라스틱 스프루를 형성하지 않으면서 정확한 홀을 갖는 양질의 성형 부품본 발명은 고온 스프루 방법 및 장치를 제공한다.
또한, 본 기술은 조절가능한 금형 게이트를 제공하며 금형 캐비티 공간내에서 그 두께 및 위치는 성형될 재료 및 성형 조건에 따라 조절가능하다. 이 목적을 위해 게이트의 폭은 다른 수지, 다른 사출 성형기 및/또는 다른 사출 사이클 파라미터를 사용하더라도 사출 공정이 동일 금형에서 다른 물품을 성형하기 전에 조절될 수 있다. 상기 방법은 스프루가 없으므로 플라스틱 스프루를 형성 및 폐기와 관현된 복잡성 및 폐물을 방지할 수 있다. 상기 방법은 캐비티로의 수지의 충진 속도를 감소하도록 게이트 입구에서 후압을 사용하는 장점이 있다. 상기 형상은 수지를 사출하는 부싱 또는 도관이 어떤 기계적 수단에 의해 방해받지 않게 하며 동시에 게이트를 고정하고 신뢰성 있게 차단하는 것을 제공한다.
상기 차단 방법은 노즐내측에서 용융 상태로 유지되는 수지의 누출없이 그리고 금형에서 계속되는 성형 작동중에 사출된 사출 후에 게이트 수단상에 재료가 남지 않게 금형 절반의 용이한 분리를 허용한다. 금형 부싱또는 금형 사출 노즐 및 밸브 게이트 수단 또는 왕복 플러그의 형상은 다양한 성형 변수 및 수지를 용이하게 수용할 수 있다.
많은 적용의 경우에, 보어는 원형이며 성형 물품내에 홀을 발생시키는 왕복 플러그의 외경에 의해 지시되는 동일 직경을 갖는다. 성형 사출 노즐은 제 1 보어내에서 슬라이딩 이동을 위한 실린더 바디부를 구비하는 신장 노즐 하우징을 포함할 수 있다. 왕복 플러그는 제 1 및 제 2 보어내에서 슬라이딩 이동을 위한 주 실린더 바디부를 포함하는 것이 바람직하다. 어떤 적용의 경우에는 원형홀을 필요로 하지 않으며, 바디부가 비원형(타원 등) 또는 다각형(사각형, 오각형 등)등과 같이 소정의 다른 단면 형상을 가질 수도 있다.
보다 바람직하게는, 왕복 플러그는 왕복 플러그의 제 1 표면을 포함하는 헤드부와, 보완적인 제 2 밀봉면을 포함하는 팁부와 헤드부를 포함하며 이동 수단은 금형 게이트를 차단하도록 팁부의 제 2 밀봉면에 대g 헤드부의 제 2 밀봉면을 이동시킨다. 또한, 홀을 형성하기 위해, 제 1 및 제 2 보어는 서로 동축이며, 왕복 플러그는 이동 수단의 운동하에 홀을 형성하도록 물품을 관통하여 제 1 보어에서 제 2 보어로 관통하기 위해 물품의 홀의 단면 및 제 1 및 제 2 보어에 대응하는 단면을 갖는 바디부를 포함한다.
왕복 플러그의 실린더 또는 다른 바디부는 캐비티 금형내에 부분적으로 배치되어 용융 수지의 사출중에 코어로서 작용한다. 또한, 왕복 플러그는 캐비티 금형으로 진입하는 용융 수지의 최적 안내 필요성의 유동에 의해 지시되는 다양한 형상을 갖는다. 이 왕복 플러그의 상부는 다른 다양한 기능; 먼저 코어로서 작용하고, 두번째로 조절가능한 두께 또는 높이를 갖는 금형 게이트를 만들며 세번째로 제 2 표면이 서로 접하게 하는 사출 노즐 팁을 향해 왕복 플러그의 이동에 의해 달성되는 용융 수지의 유동을 견고하게 차단하는 기능을 제공하도록 사출 노즐의 제 1 및 제 2 표면과협동하는 제 1 및 제 2 표면을 구비한다.
사출 노즐의 노즐 채널은 통상적으로 긴 노즐 하우징에 제공되고, 캐비티 금형을 향하여 일반적으로 축방향으로 연장된다. 상기 사출 노즐은 협력하여서 기계 사출 노즐의 형상, 금형의 형상 및, 셔틀링 플러그의 형상에 매치되어야만 하는 몇몇의 기능적인 부분을 포함할 수 있다.
그 다음, 노즐 출구는 긴 노즐 하우징의 자유단부에 제공되고, 노즐 채널과 연속적이며, 단면으로는 축방향으로 부터 반경방향으로 굽혀지는 표면을 포함한다. 상기 표면은 단면에서는, 일반적으로 둥글게 되는 것이 양호하다. 이러한 점은 수지가 역방향 전단 상태가 발생되지 않고, 또한 가공된 제품에서 용접 라인을 형성하지 않고 원활하게 흐르도록 보장한다.
양호하게는, 상기 플러그는 노즐의 출구 표면의 형상에 대응되는 헤드부를 가지고, 단면에서는 굽혀진 오목한 헤드 표면을 제공하고, 상기 헤드부의 오목표면은 노즐 출구와 헤ㅐ드 표면의 주변에서 노즐 외부면에 접하게 된다. 상기 노즐 헤드와 출구 표면은 상기 노즐 채널의 축으로 부터 금형 게이트 통로의 주변까지 높이 또는 두께가 하향으로 점진적으로 테이퍼지는 원형의 금형 게이트 통로를 발생할 수 있도록 되어 있다. 상기 금형 게이트 통로가 높이에서 감소될 때, 상기 통로의 주변은 통로를 통하여 수지의 흐름 속도에서 거의 변화가 필요없을 수 있도록 증가된다.
양호하게는, 상기 장치는 플런저와, 제 2 금형 절반에 장착된 작동 유닛을 포함하고, 상기 작동 유닛은 플런저의 변위을 위하여 플런저에 연결되며, 상기 플런저는 금형 캐비티를 통하여 제 2 보어로 부터 제 1 보어내로 플런저를 구동하기 위하여 장착된다.
플러그는 헤드부를 위해 다른 다양한 형상을 가질 수 있다. 이 헤드부는 일반적으로 돔형, 원형 표면일 수 있다.
또한, 평평한 상부면을 포함할 수 있으며, 또는 헤드 표면이 원뿔형 일 수도 있다. 플러그의 헤드부는 플러그의 주 실린더 바디부의 반경의 반보다 큰 높이를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따라, 제 1 금형 절반과, 제 2 금형 절반과, 상기 제 1 금형 절반을 통해 연장하는 제 1 보어와, 상기 제 1 보어와 정렬되고 상기 제 2 금형 절반을 통해 연장하는 제 2 보어를 구비하는 사출 금형 장치와; 기계 사출 노즐에 연결하기 위한 노즐 유입구와 금형 캐비티와 연통하기 위한 노즐 팁부를 갖는 수지용 노즐 채널을 한정하는 금형 사출 노즐과, 상기 팁부를 향하는 제 2 보어내에 슬라이딩가능하게 장착되는 독립적인 왕복 플러그와, 금형 게이트의 폭을 변화시키도록 제 1 표면 사이의 공간을 변화시키기 위해 팁부에 대해 왕복 플러그를 이동시키는 제 2 금형 절반에 고정된 이동 수단을 구비하는 사출 노즐 장치의 조합 장치로서, 상기 제 1 및 제 2 금형 절반은 홀을 포함하는 물품을 위한 금형 캐비티를f 한정하고, 상기 금형 사출 노즐은 금형 캐비티 절반에 인접한 성형 위치와 금형 캐비티에서 이격된 제 2 위치 사이에서 제 1 보어내의 슬라이딩 이동을 위해 장착되고, 상기 팁부 및 왕복 플러그는 금형 게이트를 형성하도록 서로를 향하는 제 1 표면을 포함하며, 상기 이동 수단은 상기 왕복 플러그에서 분리되는 제 2 금형 절반내에 장착되는 조합 장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 양태에 있어서, 관통 구멍을 포함하는 물품을 형성하는 사출 성형 방법에 있어서, 두께(T1)의 금형 캐비티 공간을 형성하도록 제 1 및 제 2 금형 절반을 함께 폐쇄 위치로 가져오는 단계와, 비방해식 용융 채널과, 게이트 수단이 설치되고 제 1 금형 절반의 보어 내측에 배치된 팁을 구비하는 사출 성형 노즐을 성형 위치에 배치하는 단계와, 노즐의 게이트 수단과 협동하도록 형성된 원형 금형 게이트의 두께(T2)가 금형 캐비티 공간의 두께(T1)와 일치할 때까지 제 2 금형 절반의 보어내에 배치된 독립적 슬라이딩 게이트 밸브 수단을 성형 위치로 이동시키는 단계와, 공급 수단으로부터의 용융 재료를 노즐 용융 채널을 통해 관형 유동으로 흐르도록 허용하는 단계와, 제 1 보어내에 부분적으로 배치된 슬라이딩 밸브 게이트 수단과 만날 때 상기 관형 유동을 환형 유동으로 전환시키는 단계와, 원형 금형 게이트와 만난 후에 금형 캐비티 공간으로 진입할 때 상기 환형 유동을 반경방향 유동으로 또한 전환시키는 단계와, 슬라이딩 게이트 밸브 수단과 관련된 금형 코어 수단으로 물품내에 구멍을 형성하는 단계와, 캐비티가 수지로 충진되고 상기 수지가 성형 물품을 형성하도록 냉각된 후에, 금형 개방 위치에서 용융 재료의 누출을 방지하도록 노즐 채널을 밀봉하기 위해 노즐을 포스트 성형 위치로 이동시키고 밸브 게이트 수단을 포스트 성형 밀봉 위치로 이동시키는 단계를 구비하는 사출 성형 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 양태에 있어서, 밸브 게이트 금형 사출 노즐과 금형 폐쇄 위치에서 금형 캐비티 공간을 형성하는 제 1 고정판과 제 2 판을 이용한 관통홀을 갖는, 접합선이 없고 스프루가 없는 물품을 사출 성형하는 사출 성형 방법에 있어서,금형 사출 노즐의 용융 채널을 통해 재료의 소스와 연통하는 유입부로부터 중앙 금형 요소를 구비하는 금형 캐비티와 연통하는 배출부까지 관형 유동 패턴을 갖는 용융 재료를 사출하는 단계와, 용융 채널 내측에 부분적으로 배치된 금형 요소의 사용을 통해 노즐의 배출부에서 상기 관형 유동 패턴을 환형 유동 패턴으로 전환하는 단계와, 기계적 방해가 없는 원형 게이트를 통해 상기 환형 유동 패턴을 금형 캐비티 공간으로 진입하는 반경방향 용융 유동으로 또한 전환하는 단계와, 상기 금형 요소를 가동 금형판의 코어 위치에서 고정 금형 판의 금형 사출 노즐을 향해 완벽하게 이동시킴으로써 용융 재료의 유동을 차단하는 단계와, 금형을 냉각시키는 단계와, 금형을 개방하는 단계와, 성형 물품을 해제하는 단계를 구비하는 사출 성형 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 양태에 있어서, 성형 물품이 금형 캐비티에서 제거될 수있는 개방 위치와 금형 캐비티를 한정하는 폐쇄 위치 사이에서 이동가능한 제 1 및 제 2 금형 절반과, 제 2 금형 절반에 인접한 성형 위치와 제 2 금형 절반에서 이격된 제 2 위치 사이의 이동을 위해 제 1 보어내에 슬라이딩가능하게 장착된 금형 사출 노즐과, 제 2 보어내에 슬라이딩가능하게 장착된 플러그를 구비하며, 상기 제 1 금형 절반은 제 1 보어를 가지고 제 2 금형 절반은 제 2 보어를 가지며 제 2 보어는 제 1 보어와 폐쇄 위치에서 제 1 보어와 정렬되고, 상기 금형 사출 노즐과 왕복 플러그는 금형 게이트를 한정하는 대향 제 1 표면을 포함하는 금형에서 물품을 사출 성형하는 사출 성형 방법에 있어서,
(1)성형 위치에서 금형 사출 노즐과 캐비티를 형성하도록 제 1 및 제 2 금형 절반을 함께 폐쇄 위치로 가져오는 단계와,
(2)제 1 표면 사이에 형성된 금형 게이트의 폭을 변화시키도록 사출 노즐에 대해 플러그의 위치를 조절하는 단계와,
(3)금형 사출 노즐과 금형 게이트를 통해 수지를 금형 캐비티로 사출하는 단계와,
(4)성형 물품을 형성하도록 캐비티가 수지와 냉각된 수지로 충진된 후에 캐비티를 개방하여 성형 물품을 제거하는 단계를 구비하는 사출 성형 방법을 제공한다.
바람직하게는, 상기 사출 노즐 및 왕복 플러그는 캐비티내의 소정의 위치에서 금형 게이트를 유지하도록 조절된다.
성형후에, 사출 압력은 차단되며 그후 기계의 사출 노즐은 수축되어 금형이 개방된다. 스프링 편향 수단은 금형 사출 노즐을 위해 제공되어 수지의 누출없이 왕복 플러그와 타이트하게 접촉하도록 제 2 위치에서 노즐 팁부를 유지한다. 물품은 공지된 사출 수단을 사용하여 금형에서 사출될 수 있고 공지된 로봇 수단을 사용하여 금형 영역 밖으로 제거될 수 있다. 또한, 수지 흐름이 차단되면, 이것은 왕복 플러그가 금형 사출 노즐을 폐쇄시키는 제 1 보어에 유지되는 것을 보장한다.
물품이 제거된 후에는, 제 1 및 제 2 금형 절반이 금형 캐비티를 형성하는 폐쇄 위치로 복귀된다. 기계 사출 노즐은 다시 진행하여 금형 사출 노즐이 성형 위치로 복귀하도록 하며 최초 위치, 보다 정확하게는 금형 캐비티 내측으로 또한 제 2 보어 내측으로 왕복 플러그를 다시 구동시킨다. 동시에, 본 발명의 바람직한 양태에 따라, 플러그를 이동시키는 유체 동력식 메카니즘이 최초 위치로 수축된다.
수지의 유동을 금형 캐비티내에서 조절하기 위해서, 노즐에 대한 플러그의 위치는 실제 시간에서 조절가능하며 사용될 플라스틱 수지의 금형 게이트 통로 기능의 폭을 한정하도록 조절될 수 있고 실제 사출 기계는 금형 및 사출 성형 파라미터를 작동시킨다. 본 발명에 따른 금형과 성형 방법은 수평 또는 수직 사출 성형기를 사용하여 적절한 홀을 갖는 접합선이 없는 다양한 플라스틱 물품을 제조하기 위해 플라스틱 재료의 넓은 범위를 사용하여 작동될 수 있다. 본 발명은 냉각 스프루의 양질의 용융 유동을 제공하지만, 소비적인 냉간 스프루 및 부품에서 제거될 필요가 있는 장비는 없다.
본 발명의 보다 나은 이해를 위해, 그리고 어떻게 효과를 수행하는지를 보다 명확하게 도시하기 위해, 이제 일예로서 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하는 도면을 참조할 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 금형 조립체가 일반적으로 참조부호 10으로 도시된다. 상기 금형 조립체(10)은 공지된 방식으로 제 1 금형 절반(14) 및 제 2 금형 절반(16)을 포함한다. 상기 금형 절반(14,16)은 금형 캐비티 공간(18)을 한정한다.
편의를 위해 상기 금형 조립체(10)은 도 1에서 수직 위치로 도시된다. 그러나, 상기 금형은 소정의 적합한 방법으로 배향될 수 있으며, 사용된 특정 사출 성형 장비에 의해 종종 결정된다. 따라서, 상기 금형은 수평으로 배열될 수 있다. 또한, 금형 절반(14,16)중 어느 하나 또는 양쪽이 가동될 수 있지만, 이 실시예에서는 금형 절반(14)이 가동될 수 있다.
금형 절반(16)의 상부에는 금형 절반(16)을 통해 연장하는 보어로 계속 이어지는 실질적인 리세스(26)가 형성되며, 상기 보어는 상대적으로 넓은 직경의 제 1 보어부(28)와 상대적으로 좁은 직경의 제 2 보어부(30)를 구비한다.
미끄럼가능한 금형 사출 노즐(32)는 금형판(16)과 맞닿는 숄더를 제공하는 노즐 헤드부(34)를 제공한다. 또한, 상기 노즐 헤드(34)는 상기 제 1 보어부(28)와 미끄럼가능하게 결합하는 외부 슬리브(35)를 포함한다. 슬리브(35)의 외측에는 환형 슬롯(36)과, 노즐 헤드(34)와 금형판(16)사이에서 작용하는 압축 스프링(37)이 위치한다.
사출 노즐(32)은 용융 수지를 금형 캐비티 공간으로 공급하는 축방향 노즐 용융 채널(40)을 갖는 노즐 하우징(38)을 또한 구비하며 상기 사출 노즐(32)은 노즐 유입부(42)를 또한 갖는다.
기계 사출 노즐(44)은 이 노즐 유입부(42)와 접촉한다. 상기 스프링(37)은 금형 사출 노즐의 헤드부(34)와 기계 사출 노즐(44)을 서로 밀봉 접촉 및 유체 소통하게 유지하며, 그들 사이의 접촉이 사출 공정중에 수지를 흘리지 않는 압축률 및 크기를 갖는다. 상기 기계 사출 노즐(44)과 금형 사출 노즐(32)은 도 1a에 도시된 사출 위치와 도 2에 도시된 포스트 사출 위치 사이에서 도시않은 수단에 의해 공지된 방식으로 이동된다.
도 4a에 보다 상세하게 도시된 바와 같이, 신장 노즐 하우징(38)의 자유단부는 노즐 팁부(50)로 연속된다. 상기 팁부(50)는 이하게 서술된 플러그(90)와 금형 게이트를 한정하도록 협동하는 게이트부(52)를 구비한다.
상기 팁부(50)는 외부 슬라이딩면(54)을 또한 구비한다. 일실시예에 있어서, 고정 금형 절반(16)내에는 금형 캐비티(18)와 접하며 하향으로 향하는 제 2 실린더형 보어(56)가 위치한다.
본 발명의 한 양태에 따라, 이 보어(56)내에는 제 2 보어부(30)의 부품인 내부 실린더형 보어(60)를 한정하는 적절한 단열재(티타늄 또는 티타늄 합금 등)로 제조된 슬리브(58)가 위치하며, 상기 슬리브를 따라 노즐 팁부(54)의 실린더면이 슬라이딩하고 왕복 플러그(90)가 슬라이딩한다.
금형(10)의 더욱 상세한 설명을 위해 다시 도 1로 돌아가면, 보어(72)는 가동 금형 절반(14)을 통해 연장하고 금형 캐비티(189)에 인접한 확장 직경부를 포함한다. 본 발명에 따른 금형은 소정 형태의 DVD 또는 다른 형태의 주물식 디스크를 형성하도록 후에 정보 캐리어 디스크에 접착될 수 있는 피트가 없는 "여백" 디스크를 형성하도록 사용될 수 있다. 이 경우에, 금형은 스템퍼 판(74)과 스템퍼 판을 유지 사출하는 수단을 구비하지 않는다. 바람직한 실시예 및 공지된 방식에 있어서, 본 분야에 공지된 스템퍼 판(74)은 가동 금형 절반(14)상에 배치된 캐비티 공간내측에 장착되고 제 위치에 고정되는 유지 실린더(76)에 의해 고정된다.
상기 유지 실린더(76)는 사출 실린더(78)가 미끄럼가능하게 장착되는 내부 보어를 한정한다. 작동 유닛(도시않음)은 공지된 방식으로 주물식 디스크를 사출하도록 상향으로 사출 실린더(78)를 구동하기 위해 제공된다.
상기 사출 실린더(78)는 상대적으로 작은 직경의 제 1 보어 섹션(82)과 상대적으로 큰 직경의 제 2 보어 섹션(84)을 갖는 내부 보어(80)를 한정한다. 일실시예에 있어서, 유체 구동 유닛(86)은 본 발명에 따라 혁신적이고 매우 적절한 금형 형상의 구성요소인 왕복 플러그(90)를 이동시키는 플런저(88)에 연결된다. 상기 플런저(88)는 간단하게 플러그(90)에 접촉하며 플러그(90)에 고정되지 않는다. 도 1b에 개략적으로 약간 상세하게 또한 도시된 바와 같이 플런저(88)의 작동은 다른 구성, 예를 들어 보다 적절하게 유체(103) 또는 다른 적절한 수단에 의해 작동되는 웨지 메카니즘(105)에 의한 고정 방식으로 달성된다. 상기 웨지의 이동은 사출 단계중에 유체 작동 수단(109)에 의해 작동되는 가동 핀(107)에 의해 제한된다. 도시않은 수단이 웨지와 영구적인으로 접촉하게 플런저(88)를 유지하는데 사용된다.
왕복 플러그(90)에 의한 노즐의 밀봉 공정중에, 상기 웨지는 또한 고정적인 제 2 정지 핀(101)까지 상기 핀(107)을 통과시킴으로써 이동된다. 도시하지 않았지만 본 분야에서 공지된 수단이 금형 외측에서 웨지의 위치 또는/및 플런저의 위치와 금형 사출 노즐의 위치를 모니터하는데 사용되므로 게이트의 두께를 정확하게 결정할 수 있다. 금형 조건 및 두께의 기능과 게이트의 위치는 고정밀도로 금형 공정을 방해하지 않고 조절될 수 있다.
왕복 플러그 형상
왕복 플러그(90)는 최초에 가동 금형 절반에 배치되며 여러 임계 작용, 즉 이하에 상세하게 서술된 바와 같이, 노즐 팁과 결합하여 기계적 방해가 없는 원형 금형 게이트를 형성하는 것, 용융재의 관형 유입 유동을 안내하고 관형 유동을 금형 캐비티 공간을 충진시키는 반경방향 유동으로 변화시키는 것, 적어도 부분적으로 코어로서 작용하므로 디스크에서 적어도 부분적으로 관통 홀을 형성하여 시일이 가동 금형 사출 노즐의 노즐 팁부와 접촉하게 될 때까지 고정 금형 절반으로 이동하는 금형 게이트를 관통 홀을 통해 밀봉을 벗기는 것을 수행한다.
본 발명에 따라, 실제 사출 금형 파라미터와 주물 가공될 특정 재료에 의해 지시된 바와 같이 금형 캐비티 공간에 대한 원형 게이트의 위치 및 그 두께는 변화될 수 있다. 플러그(90)의 한 변형에 대한 상세한 설명은 도 4a 및 4b에 도시된다. 도시된 바와 같이, 플러그(90)는 회전체로서 형성되고 상부 게이트부(94)는 정점을 구비한다. 이 정점은 수지가 관형 유동에서 반경방향 유동으로 부드럽게 전환하는 것을 용이하게 하도록 노즐 팁부에 도달하기 전에 수지의 유입 관형 유동과 결합하고 짧은 거리를 위해 관형 및 반경방향 유동 패턴사이에 중간의 천이 환형 유동을 갖는다.
도 1 및 4a에 도시된 바와 같이, 단면에 있어서, 상부(94)는 일실시예에서 회전 곡면(93)을 갖는다. 이 회전 곡면은 노즐 팁부(50)의 게이트부(93)와 협동하도록 형성되므로 서로 두께(T)의 원형 금형 게이트(95)와 종결되는 용융 채널(98)을 형성한다.
표면(93)은 도 5a 내지 5j에 보다 상세하게 도시된 바와 같이 특정한 금형의 다양한 형상의 기능을 갖는다. 이 표면의 형상은 여러 기능, 예를 들면 노즐 팁과 결합하여 게이트를 밀봉하고, 유입 관형 유동을 환형 유동으로 변환시키며, 최종적으로 난류없이 원형 게이트를 통해 캐비티 공간으로 진입하는 반경방향 유동으로 변환시키는 기능을 수행하도록 컴퓨터처리된 용융 유동 분석에 기초하여 항상 선택된다.
최적의 실례로 노즐 팁 게이트부(53)와 왕복 플러그 게이트부(94) 사이에서 최소의 접촉 영역이 달성되는 것이 요망되며, 바람직하게는 그 영역이 원형으로 감소된다. 이것은 개선된 밀봉을 허용하며 각 사출 단계전에 플러그 및 노즐의 조속한 분리를 도와준다. 또한 최소 접촉을 가짐으로써, 실질적으로 각 사출 단계후에 플러그나 노즐에 재료가 남아있지 않게 된다.
도 4b에 보다 상세하게 도시된 바와 같이, 플러그의 게이트면과 노즐 팁 사이의 각도차는 게이트를 밀봉하기 위한 플러그의 이동에 의해 금형 재료가 노즐의 용융 채널로 실질적으로 복귀되지 않는다는 효과가 있다. 이것은 특히 금형 정보 캐리어 기판이 광 기초 판독기를 사용할 때 중대한 필요조건이 된다. 도 4a에 또한 도시된 바와 같이, 플러그(94)의 노즐 팁과 상부는 기계적 방해가 없는 "가상의" 원형 금형 게이트를 형성한다. 이것은 종래 기술에 의해 예상되지 않는 특이한 형태이며 수지는 환형 유동으로 먼저 변환되는 노즈 팁까지 제 1 금형 절반내에 배치된 사출 노즐을 통해 완벽하게 방해받지 않는 관형 유동으로 흐른 다음, 캐비티 공간으로 원형 금형 게이트를 통해 또한 사출되는 완벽한 무방해 반경방향 유동으로 흐르고 수지의 유동은 노즐 팁에 대해 이동가능한 노즐 용융 채널 외측에 배치된 밸브 게이트 수단에 의해 캐비티 공간을 충진시킨 후에 중단된다. 실질적으로 금형 재료는 사출 단계후에 게이트를 차단 및 밀봉하기 위해 노즐 팁을 향한 이동중에 캐비티 공간 내측으로 왕복 플러그의 이동에 의해 제거된다.
진보된 또는 성형 위치에서 노즐 하우징(38)은 팁부(50)가 거리(h1)만큼 금형 캐비티(18)의 상부 아래에 위치되도록 배치된다. 그 배출구에서, 상기 게이트 통로(98)는 높이(h2)를 가지며 일반적으로 캐비티(18)의 중앙에 배치되므로, 수지 유동은 캐비티(18)의 상부 및 하부에 균인하게 충진될 것이다. 본 발명의 특정 형태는 캐비티(18)내에서 게이트의 양 위치, 즉 높이(h1)와 게이트 높이(h2)가 독립적으로 변화가능하다는 것이다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 플러그(90)는 팁부(502)를 폐쇄시키기 위해 팁부(52)와 접촉하게 될 수 있다. 금형 게이트 통로(98)의 테이퍼진 형상때문에, 밀봉은 100으로 지시된 제 2 밀봉 표면을 따라 헤드 표면(94)의 외주에서 발생한다. 이 제 2 밀봉 표면(100)은 기본적으로 근소한 선 접촉이 되거나 일반적으로 환형인 소정의 반경방향 범위를 갖는 밀봉 표면을 제공하도록 형성될 수 있다.
아래에 상세하게 설명하는 바와 같이, 상기 플러그(90)는 유체 구동 유닛(86)에 의해 구동된 플러그(88)에 의해 이동된다. 상기 구동 유닛(86)은 플러그(88)에 연결된 피스톤(106)에 의해 분리되는 제 1 챔버(102)와 제 2 챔버(104)를 한정하는 실린더를 구비한다. 적절한 연결부(108)가 유체 공급에 대한 연결, 공지 방식의 피스톤(106) 작동에 제공된다. 상기 피스톤(106)은 기계 노즐(44)의 이동과 결합하여 작동하며 두개의 기능을 갖는다. 하나의 기능은 전후로 왕복하는 플러그(90)를 이동시키는 것이고 다른 기능은 조절가능한 정지부를 형성하는 것이다, 즉 플러그(90)가 안내 부싱(58)내에서 이동할 때 용융 수지 및 실제 스프링(48)의 저항에 대해 금형 압력을 가하는 것이다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 동일 기능이 웨지 설계를 사용함으로써 달성될 수 있다.
금형 조립체(10)는 공지된 방식으로 가열 및 냉각될 수 있다. 따라서, 이 목적을 위해, 고정 및 가동 금형 절반(14,16)에 냉각 채널(110)이 제공된다. 유사하게, 신장 실린더 가열 요소(112)가 신장 노즐 하우징(38) 주위에 제공되며 다른 가열기가 용융된 금형 사출 노즐(32)내에 수지를 유지하기 위해 제공될 수 있다.
사용시, 금형 조립체(10)는 도 1a에 도시된 바와 같이 금형 노즐에 적용된 기계 노즐의 기계압에 의해 유지되므로 사이클의 개시에서 폐쇄 위치에 있고, 금형 사출 노즐(32)는 성형 위치에 있으며, 즉 팁부는 캐비티(18)에 인접하여 있다. 융용 수지는 기계 사출 노즐(44)로부터의 압력하에서 노즐 채널(40)과 금형 게이트 통로(98)를 통해 금형 캐비티(18)로 사출된다. 다양한 채널의 조합은 섹션에서 급변하지 않고 채널에 방해물이 전혀 없는 부드럽고 연속적인 채널을 제공한다. 이 형상은 재료내에의 다양한 전단응력과 복굴절을 발생시키는 접합선의 발생에 기인한 문제를 방지한다. 원형 금형 게이트 통로(98)는 후압을 발생시킬 수 있도록 되며 금형 캐비티(18)를 충진시키는 용융 수지의 속도를 감소시킨다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 금형 캐비티(4a)의 충진중에, 플런저(88)를 갖는 피스톤(106)은 소정 위치에 플러그(90)를 유지하도록 작동될 수 있으므로 금형 게이트 통로(98)의 폭 또는 높이(h2)를 조절할 수 있다. 따라서, 금형 게이트 통로(98)는 다양한 파라미터의 변화에 따라 섹션에서 변화될 수 있다. 예를 들어, 수지의 점성은 온도에 따라 변화될 것이고 수지가 이송되는 압력도 변화될 것이다. 금형 게이트 통로(98)의 폭은 금형 캐비티(18)의 균일한 소정의 충진률을 보장하도록 변화될 수 있다. 또한, 금형 캐비티(18)가 너무 빨리 충진되면, 접합선과 복굴절을 갖는 문제점이 발생할 수 있다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 동일 기능이 웨지 형상을 사용함으로써 달성될 수 있다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 금형 게이트 통로(98)의 폭은 금형 게이트 통로(98)의 외부 원주면에서 축방향 간격(h2)으로 측정된다. 항상 가열 요소(112)는 노즐 채널(40)내에 용융 수지를 유지하도록 작동된다.
용융 수지의 사출이 사출 금형기를 중지시킴으로서 정지된 후에, 상기 플러그(90)는 피스톤(106) 및 플런저(88)에 의해 이동된다. 플러그(90)는 디스크내에 중앙 홀(116)의 형성을 완성시키기 위해 114로 지시된 거리(h2)를 통해 이동되고, 이 홀은 플러그(90)의 실린더 바디부(92)의 직경에 대응하는 직경을 갖는다. 그 다음 플러그(90)는 도 4b에 도시된 바와 가티 팁 표면(52)과 접촉하여 밀봉한다.
플러그(90)는 다른 길이(L)(도 2,3 및 4b 참조)로 이동될 때까지 피스톤(106)에 의해 연속적으로 이동된다. 동시에, 금형 사출 노즐(32)과 기계 사출 노즐(44)은 동일 길이(L)만큼 후방으로 이동되어 플러그가 도 2에 도시된 바와 같이 안내 슬리브 또는 부싱(58)내에 그 전장이 충분히 진입하게 한다. 그 후, 사출 노즐(32)은 팁부(50)가 금형 캐비티(18)에서 이격되는 제 2 위치에 도달된다. 또한, 기계 사출 노즐은 수축되므로 금형 사출 노즐을 성형 위치로 가하지 않는다.
스프링(37)은 금형 및 기계 사출 노즐(32,44)이 서로 항상 접촉하는 것을 보장한다. 금형(10)은 디스크(114)를 고체화시키기 위해 냉각된다. 이 때에, 배출구 또는 팁부(50)는 폐쇄상태로 유지된다. 이것은 많은 장점을 갖는다. 먼저, 고온으로 유지되는 금형 사출 노즐(32)이 금형 캐비티(18)에서 떨어지게 이동되어 디스크의 냉각이 계속된다. 이것은 노즐의 팁에 있는 수지가 막 형성된 디스크의 다른 냉각에 영향을 받지 않으면서 다음 사이클을 준비하기 위해 고온으로 유지될 수 있도록 보장한다. 이 운동에 걸쳐서 플러그(90)와 팁 표면(52) 사이에 발생된 양호한 밀봉이 유지된다. 이것은 금형 캐비티내로 재료의 다음 사출시 오염을 방지한다.
디스크(114)가 완전히 고체화된 다음에는 금형이 도 3에 도시된 바와 같이 개방된다. 그 후 플런저(88)는 디스크(114)내의 홀(116)을 세척하기 위해 수축된다. 기계 사출 노즐(44)이 수축되기 때문에, 금형 사출 노즐(32)이 스프링(37)에 의해 제 2 위치에서 유지된다. 이 개방 단계의 중요 특징은 플러그(90)가 마찰력에 의해 안내 슬리브(58)내에 유지되고 플러그와 노즐 사이의 테이퍼 영역에서 용융 수지의 박막에 의해 발휘되는 밀봉 효과로 인해 플러그가 떨어지지 않는다는 것이다. 도 12에 도시되고 아래에 서술된 바와 같이 다른 실시예에 있어서, 안내 슬리브(58)내에 플러그를 견고하게 유지하는데 어떤 기계적 수단이 사용된다. 수지 공급이 차단될 때, 플러그(90)는 떨어지지 않을 수 있는데 그 이유는 플러그(90)와 도관(40)내의 수지 사이의 밀봉을 공기가 침해할 경로가 없기 때문이다. 금형은 길이(L)보다 큰 길이(D)만큼 개방되어 부품 제거 로봇용 공간을 제공한다. 금형이 개방되면, 디스크(114)는 공지된 방식의 로봇 아암 등에 의해 제거될 수 있다.
그후 금형 절반(14,16)은 다시 폐쇄된다. 피스톤(106)은 다시 소정의 게이트 높이(h2)로 금형 게이트 통로(98)를 형성하도록 조절된다. 그후, 다른 디스크(114)가 상기와 같이 성형될 수 있다.
본 발명의 중요한 점은 팁부(50) 및 플러그(90)의 헤드 표면(94)의 형상에 있다. 다른 도면에 도시된 바와 같이, 헤드 표면(94)는 다양한 형상을 가질 수 있으며, 그와 일치하여 팁 표면(52)은 다수의 다른 형상을 가질 수 있다. 일반적으로, 이것은 금형 게이트를 한정하는 제 1 표면과, 게이트를 폐쇄시키기 위해 서로 접촉하는 제 2 밀봉면을 포함한다. 상기 밀봉면은 바람직하게는 팁부(50)와 플러그(90)의 외주면에서 내측을 향해 반경방향으로 연장하는 근소한 선접촉이나 환형 밀봉면을 제공한다.
먼저 도 5a를 참조하면, 플러그(90a)와 팁 표면(52a)의 조합이 개시되며 이전 실시예에서 처럼 섹션에서 오목션을 나타내는 헤드부(94a)를 갖는다. 여기에서, 상기 헤드부는 채널(40)로 긴 길이를 연장하도록 왕복 플러그(90a)의 직경보다 실질적으로 큰 높이를 갖는다. 이것은 채널(40)의 축방향 유동에서 게이트 통로(98)의 축방향 유동으로의 특히 부드러운 천이를 제공하도록 행해진다.
도 5b는 팁 표면(52b)을 갖는 90b로 지시된 플러그의 버전을 도시하며 보완적인 오목 및 볼록면을 갖는다. 여기서 상기 플러그(90b)는 높이(H1)와, 직경(D1)과, 높이(K1)와 섹션에서 R1의 오목부용 반경을 갖는 헤드부(94b)를 갖게 도시된다. 다양한 치수(H1,D1,K1 및 R1)는 원하는 바와 관련된다. 따라서, K1은 필요에 따라 D1보다 작거나 클 수 있다; 도 5a 버전에서 치수(K1)는 중요한 복합 치수일 수 있다는 것이 분명하다.
도 5c의 왕복 플러그(90c)는 일반적으로 높이(K2)를 갖는 헤드부를 구비하는 볼록 또는 돔형 형상을 갖는다. 이것은 일치하게 볼록면으로 도시된 팁 표면(52c)과 협동한다. 이 표면은 폐쇄 위치에서 플러그(90c) 및 팁 표면(52c)의 주변에 근소한 밀봉선을 제공하도록 형성된다.
도 5d는 왕복 플러그(90d)가 돔형 또는 곡면형 헤드 표면을 다시 갖는 다른 변형예를 도시한다. 여기서, 이것은 밀봉이 실제 영역에서 달성되도록 보완적인 오목한 곡면을 갖는 팁 표면(52d)과 협동한다.
도 5e의 플러그(90e)는 오목한 곡면형 헤드 표면 또는 94e로 지시된 부분을 갖는다. 여기서, 이것은 오목면을 도시하는 팁 표면(52e)과 협조한다. 이것은 어떤 사용에 소망되고 게이트 바로 이전의 전단응력 효과를 감소시키는, 게이트에 인접한 큰 내부 용적을 발생하는 장점을 갖는다.
도 5f에는 도 4a와 유사한 구성의 오목면을 가진 왕복 플러그(90f)와 둥근 오목 단면을 가진 팁면(52f)의 조합이 도시되어 있다. 이들 표면들은 그 방사상 외향 외주에 밀봉부를 제공하도록 재구성될 수 있다.
도 5g에 있어서, 평면 원통형 플러그(90g)는 소정의 축방향 길이(H2) 및 직경(D2)을 갖는다. 팁면(52g)은 도 5e와 다소 유사한 볼록면이고, 게이트에 바로 인접한 대량 유동 영역을 제공한다.
도 5h는 일반적으로 팁면(52f), 즉, 굴곡 오목 하부면과 유사한 팁면(52h)과 상호작용하는 일반적으로 플러그(90g)와 유사한 왕복 플러그(90h)를 도시하고 있다. 또한, 이는 방사형 외주에 밀봉부를 제공할 수 있다.
보완적인 원뿔형 프로파일이 도 5i에 도시되어 있다. 여기에서, 왕복 플러그(90i)는 일반적으로 높이가 K3인 원뿔형 헤드면(94i)을 갖는다. 이에 대응하여, 팁면(52i)은 보완적인 원뿔형면이어서 상기 면의 전체 범위에 걸쳐 밀봉부를 제공한다.
도 5j는 원뿔형 배열의 변형을 도시하고 있다. 여기에서, 왕복 플러그(90j)는 원뿔형면을 가지지만 높이는 더 낮다. 팁면(52j)은 팁면(52i)에 대응하고, 그래서 방사형 외향 방향으로 높이가 감소되는 게이트 통로가 제공되며, 플러그(90j)와 팁면(52j)의 외주에 밀봉부가 제공되게 된다.
도 5k에는 일반적으로 도 5g에 도시된 바와 같은 원통형인 왕복 플러그(90k)와 도 5i 및 도 5j에 도시된 바와 같은 원뿔형면인 팁면(52k)의 조합이 도시되어 있다.
마지막으로, 도 5l에 있어서는 균일한 높이의 배출 통로를 형성하도록 단순한 원통형 플러그(90l)와 평면 단부면을 가지는 팁면(52j)이 조합되어 있다.
따라서, 노즐의 팁부와 플러그는 다양한 형상을 가질 수 있다. 각 플러그 및 노즐은 평면, 원뿔형면, 다양한 볼록면, 다양한 오목면 중 소정의 형상을 가질 수 있다. 더욱이, 각 단부면은 볼록부, 오목부, 평면부 및 다른 프로파일의 조합으로 이루어질 수 있다. 에지 또는 소정의 위치 둘레에 접촉하는 법선이나, 실질적으로 방사상 범위에 걸친 밀봉부 중 어느 하나를 제공하도록 구성될 수 있다. 이 모든 경우에 있어서, 도 4a에서 치수(H1)으로 결정된 팁부의 위치는 배출 통로(98)의 높이, 즉, 치수(h2)로 변화될 수 있다.
플러그의 효율을 최적화하기 위해, 플러그를 가열하는 수단이 구비될 수 있으며, 단열 및/또는 전도성을 가진 재료로 형성될 수 있다. 이를 위해, 플러그는 둘 이상의 독립적인 부분으로 재조될 수 있다.
또한, 상기 플러그는 텅스텐 카바이드나 다른 파우더 사출 성형재료 등의 높은 내마모성을 가진 재료로 제조될 수 있다. 상기 플러그는 소정 회수의 성형 사이클이 경과한 이후에 수동적 또는 자동적 수단에 의해 교환될 수 있다. 선택된 실시예에 있어서, 플러그는 스탬퍼 플레이트를 교환하도록 사용되는 로봇(도시되지 않음)수단을 사용하여 제거될 수 있다.
따라서, 도 6을 참조하면, 플러그(140)는 원통형 본체의 대부분을 형성하는 본체부(142)와, 원통형 본체의 일부와 헤드를 형성하는 헤드부(144)를 포함한다. 본체부(142)는 용융된 수지로부터 격리되어 헤드부보다 낮은 온도를 유지하도록 티타늄이나 세라믹 등의 절연 재료로 형성될 수 있다. 한편, 헤드를 형성하는 헤드부(144)는 항상 수지를 균일한 고온으로 유지하도록 구리-베릴륨 등의 고 전도성 재료로 제조될 수 있다. 수지가 캐비티내로 유동될 때, 수지의 균일한 온도를 유지하도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 디스크가 냉각될때와 금형이 개방되었을때를 제외한 수지 유동의 중단시에, 이는 금형 게이트 통로(98)의 외주 에지에 있는 수지가 노즐 채널(40)내의 수지의 온도에 근접한 온도로 유지되어 수지의 균일한 특성을 유지하도록 하는 것을 돕는다.
부가적으로, 상기한 바와 같은 효과를 강화하기 위해 적절한 피복이 제공될 수 있다. 따라서, 절연층(146)이 원통형 본체부(92) 둘레에 제공될 수 있고, 헤드의 상단부상에 전도층(148)이 제공될 수 있다.
도 7에는 다른 플러그(150)가 도시되어 있다. 이 플러그(150)는 내부 리세스(154)를 한정하는 중앙부(152)와 헤드부의 표면(156)을 포함한다. 상술한 바와 같이 중앙부 및 외부(152,158)는 각각 전도성 및 절연성 재료로 형성될 수 있다.
여기서, 가열 요소(160)는 리세스(154)내에 배치된다. 접촉 핀(162)과 서모커플(164)이 또한 리세스(154)내에 장착되게 제공되고 대응하게 자신의 접촉 핀(166)을 갖는다. 따라서, 플러그(150)가 도 1의 수축 위치에 있을 때, 접촉 핀(162,166)은 대응 핀과 접촉할 것이다. 접촉 핀의 접촉쌍에는 게이트 높이(h)를 변화시키는데 필요한 플러그(150)의 이동을 용이하게 하기 위해 충분한 탄력성이 제공된다. 이것은 가열 요소(160)가 캐비티(18)의 충진중에 연속적으로 작동될 수 있는 것을 보장한다.
출원인의 지식으로, 이 재료의 조합, 가열 요소 온도제어용 서모커플의 제공은 이 분야에서 전부 신규한 것이다. 이것은 수지가 캐비티로 일정한 온도에서 최소의 전단 교란으로 균일하게 이송되는 것을 보장한다. 이것은 디스크 또는 다른 성형 물품에 정확하고 응력이 없는 홀을 형성하는데 이바지한다.
어떤 적용의 경우, 물품에 형성된 홀을 원형과 다른 형상을 갖도록 할 필요가 있다. 예를 들면, 기어의 경우에, 토크 전달용 또는 기어로부터의 토크를 위한 다양한 키홈을 갖는 홀을 성형하는 것이 소망된다. 그러한 배열은 도 8,9a 및 9b에 도시된다. 도 8에서, 디스크 또는 다른 원형 물품(170)은 네개의 대략 정방형 연장부(174)를 포함하는 홀(172)을 갖는다. 이 목적을 위해 적절한 형상을 갖는 플러그(176)에는 네개의 정방형 돌출부(178)가 제공된다. 사용시, 상기 플러그(176)는 슬리브 또는 부싱(58)으로 미끄러진다. 그러나, 상기 돌출부(176)는 슬리브(58)의 직경을 넘어 연장하여 성형 공정중에 금형 캐비티내에 배치되므로 홀(172)의 연장부(178)를 형성한다.
도 10은 다른 변형예를 도시한다. 여기서, 기어(180)는 샤프트에 기어를 고정시키기 위한 키이 또는 키홈용 단일 슬롯(182)을 갖는다. 도 11에는 샤프트에 부착시키기 위한 다수의 키홈 또는 스래드(186)을 갖는 기어(184)가 도시되어 있다.
도 12를 참조하면, 제 1 또는 가동 금형 절반(16)에 플러그를 유지하는데 보조하는 메카니즘이 도시되어 있다. 여기서, 90a로 지시된 플러그에는 환형 채널 또는 허리부(188)가 제공된다. 스프링 편향 유지핀(190)은 예를 들어 도 3에서와 같이 제 2 위치에서 플러그(90a)와 결합하여 금형이 개방될 때 이 위치에서 플러그(90a)를 유지하는데 보조한다.
본 발명에 따르면, 왕복 플러그(90)는 용융 재료가 캐비티 공간 및 금형 사출 노즐로 다시 이동하지 않으면서 추가 금형 코어 및 게이트 기능을 수행한다. 또한, 금형 사출 노즐은 기계 사출 노즐을 향해 이동가능하므로 왕복 플러그가 적어도 캐비티 공간내에 적어도 부분적으로 유지되고, 금형 게이트 두께 및 그 위치의 변화를 허용한다. 본 발명에 따르면, 윌슨의 464 호에서 알 수 있는 바와 같이 왕복 플러그가 금형 사출 노즐의 용융 채널내로 이동하지 않지만, 보어내측에서 금형 사출 노즐의 이동을 안내한다.
이어지는 청구범위에 설정된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변화 및 변경이 본 발명의 구성에 따라 행해질 수 있는다는 것을 본 명세서를 읽는 독자들은 알 수 있을 것이다. 그러한 모든 변화는 청구범위에 포함된다.
Claims (45)
- 제 1 보어를 갖는 제 1 금형 절반과, 상기 제 1 보어와 정렬된 제 2 보어를 갖는 제 2 금형 절반을 포함하며, 상기 제 1 금형 절반과 제 2 금형 절반은 금형 폐쇄 위치에서 금형 캐비티 공간을 형성하고 상기 금형 캐비티 공간은 두께(T1)를 갖는, 관통 구멍을 포함하는 물품을 성형하는 사출 금형 장치에 있어서,성형 위치 및 포스트 성형 위치를 갖는 상기 제 1 보어내측에 배치된 슬라이딩가능한 금형 사출 노즐과, 노즐 팁을 포함하는 배출구와, 유동하는 용융 재료를 공급 수단으로부터 금형 캐비티 공간을 향해 배출구까지 관형 유동으로 안내하는 유입구와 배출구 사이의 비방해식 노즐 용융 채널과, 상기 제 2 보어내에 배치되고 제 2 보어내에의 성형 위치와 제 1 보어내의 포스트 성형 밀봉 위치를 갖는 독립적 가동 슬라이딩 밸브 게이트 수단과, 개조할 수 있는 두께(T2)의 원형 금형 게이트와, 상기 성형 및 포스트 성형 위치 사이로 제 1 보어 내측에서 금형 사출 노즐을 슬라이딩시키는 제 1 동기 수단과, 상기 제 2 보어 내측의 성형 위치에서 제 1 보어 내측의 포스트 성형 밀봉 위치로 부분적으로 상기 밸브 게이트 수단을 슬라이딩시키는 제 2 동기 수단을 구비하며,상기 노즐은 용융 재료 공급 수단과 유체 소통하는 유입구를 포함하고, 상기 노즐 팁은 게이트부를 가지며 노즐이 성형 위치에 있을 때 금형 캐비티 공간과 연통되고, 상기 밸브 게이트 수단은 성형될 물품내에 홀을 성형하는 금형 코어 수단과, 용융 재료의 유동을 관형에서 반경방향으로 금형 폐쇄 위치에서 전환시키는 수단과, 금형 개방 위치에서 용융 재료의 누출을 방지하는 노즐 채널 밀봉 수단을 포함하며, 상기 금형 게이트는 노즐 팁의 게이트부와 밸브 게이트 수단사이의 금형 폐쇄 위치에 형성되고, 상기 금형 게이트는 기계적 방해가 전혀 없으며, 상기 금형 게이트의 최대 두께(T2)는 금형 캐비티 공간의 두께(T1)와 동일한 사출 금형 장치.
- 홀을 포함하는 물품을 성형하는 금형 캐비티를 함께 한정하는 분리가능한 제 1 및 제 2 금형 절반을 포함하는 사출 금형 장치에 사용되며, 제 1 및 제 2 금형 절반이 금형 캐비티로 개방되고 서로 정렬된 제 1 및 제 2 안내 보어를 각각 포함하는 사출 노즐 밸브 게이트 장치에 있어서,상기 제 1 보어에 슬라이딩가능하게 장착가능하고 노즐 채널이 기계 사출 노즐에 연결하는 노즐 유입구와 금형 캐비티에 인접한 노즐 배출구를 갖는 수지의 동종 유동을 공급하는 노즐 채널을 한정하는 금형 사출 노즐과, 노즐 배출구를 향하는 제 2 보어내에 슬라이딩가능하게 장착가능한 독립적 왕복 플러그와, 금형 게이트의 폭을 변화시키도록 제 1 표면 사이의 공간을 변화시키는 팁부에 대해 왕복 플러그를 이동시키는 이동 수단을 구비하며,상기 노즐 배출구는 팁부를 포함하고 팁부가 금형 캐비티에 인접해 있는 성형 위치와 팁부가 금형 캐비티에서 이격되어 있는 제 2 위치 사이에서 제 1 보어내의 슬라이딩 이동을 위해 장착가능하고, 상기 팁부와 왕복 플러그는 금형 게이트를 형성하도록 서로 향하는 제 1 표면을 포함하며, 상기 이동 수단은 제 2 금형 절반에 장착가능하고 왕복 플러그에서 분리되는 사출 노즐 밸브 게이트 장치.
- 제 2 항에 있어서, 상기 왕복 플러그는 왕복 플러그의 제 1 표면을 포함하는 헤드부를 포함하고 상기 팁부와 해드부는 보완적인 제 2 밀봉면을 포함하며 상기 이동 수단은 금형 게이트를 차단시키도록 팁부의 제 2 밀봉면에 대해 헤드부의 제 2 밀봉면을 이동시키는 사출 노즐 밸브 게이트 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 보어는 서로 동축에 위치하며, 상기 왕복 플러그는 제 1 보어에서 제 2 보어로 물품을 관통하기 위해 물품의 홀의 단면에 대응하는 단면을 갖는 바디부를 포함하므로 상기 이동 수단의 운동하에서 홀을 성형하는 사출 노즐 밸브 게이트 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 보어는 원형이며 동일 직경을 가지고 상기 바디부는 실린더형인 사출 노즐 밸브 게이트 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 노즐 팁은 금형 게이트 영역에서 용융 수지의 난류 유동을 감소시키도록 헤드부의 제 1 표면에 보완적인 제 1 표면을 포함하는 사출 노즐 밸브 게이트 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 표면은 왕복 플러그와 팁부의 주변 둘레에 근소한 선접촉을 구비하는 사출 노즐 밸브 게이트 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 표면은 환형인 사출 노즐 밸브 게이트 장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 환형 제 2 표면은 상기 팁부 및 왕복 플러그의 주변에서 내측을 향해 반경방향으로 연장하는 사출 노즐 밸브 게이트 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 플러그는 섹션에서 작은 높이의 스로트를 갖는 금형 게이트 통로를 한정하도록 곡면의 볼록한 헤드 표면을 갖는 헤드부를 가지고 더 큰 높이를 갖는 반경방향 내부 및 외부를 갖는 사출 노즐 밸브 게이트 장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 노즐 배출구와 플러그는 노즐 배출구를 폐쇄시키기 위해 주변 둘레에 보완적인 좁은 환형 밀봉면을 갖는 사출 노즐 밸브 게이트 장치.
- 제 3 항에 있어서, 제 1 금형 절반내에 제 1 보어의 일부를 한정하는 부싱을 포함하며 상기 부싱에 금형 사출 노즐이 슬라이딩가능하게 장착되는 사출 노즐 밸브 게이트 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 금형 사출 노즐은 상기 제 1 금형 절반과 접하는 숄더를 포함하는 사출 노즐 밸브 게이트 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 이동 수단은 제 2 금형 절반에 장착되는 플런저와 작동 유닛을 구비하며, 상기 작동 유닛은 플런저의 이동을 위해 플런저에 연결되고, 상기 플런저는 플러그에 접하여 플러그를 금형 캐비티를 통해 제 2 보어로부터 제 1 보어로 구동시키도록 장착되며, 상기 플러그는 금형이 개방될 때 제 1 보어내에 유지될 수 있는 사출 노즐 밸브 게이트 장치.
- 제 13 항에 있어서, 제 2 보어 둘레에 설치된 사출 실린더와, 물품을 금형 캐비티에서 이동시키도록 사출 실린더를 축방향으로 이동시키는 제 2 구동 유닛을 포함하는 사출 노즐 밸브 게이트 장치.
- 제 5 항에 있어서, 상기 플러그는 돔형의 구 표면을 제공하는 헤드부를 포함하는 사출 노즐 밸브 게이트 장치.
- 제 5 항에 있어서, 상기 플러그는 평평한 상부면을 갖는 실린더형 바디부를 구비하며, 상기 노즐 배출구 표면은 주변 둘레에 보완적인 밀봉면을 제공하는 사출 노즐 밸브 게이트 장치.
- 제 5 항에 있어서, 상기 플러그의 헤드부는 원뿔형인 사출 노즐 밸브 게이트 장치.
- 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 금형 절반내에 제 1 보어의 일부를 한정하는 부싱을 포함하며, 상기 부싱에는 금형 사출 노즐이 슬라이딩가능하게 장착되는 사출 노즐 밸브 게이트 장치.
- 제 5 항에 있어서, 상기 이동 수단은 제 2 금형 절반에 장착되는 플런저와 작동 유닛을 구비하며, 상기 작동 유닛은 플런저의 이동을 위해 플런저에 연결되고, 상기 플런저는 플러그에 접하여 플러그를 금형 캐비티를 통해 제 2 보어로부터 제 1 보어로 구동시키도록 장착되며, 상기 플러그는 금형이 개방될 때 제 1 보어내에 유지될 수 있는 사출 노즐 밸브 게이트 장치.
- 제 19 항에 있어서, 제 2 보어내에 장착되는 사출 수단과, 물품을 금형 캐비티에서 이동시키도록 사출 실린더를 축방향으로 이동시키는 제 2 구동 유닛을 포함하는 사출 노즐 밸브 게이트 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 플러그의 헤드부는 플러그의 주 실린더형 바디부의 반경의 반보다 큰 높이를 갖는 사출 노즐 밸브 게이트 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 왕복 플러그의 바디부는 그 직경보다 큰 높이를 갖는 사출 노즐 밸브 게이트 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 플러그는 물품내에 대응 슬롯을 형성하는 하나이상의 돌출부를 포함하는 사출 노즐 밸브 게이트 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 플러그는 단열재로 형성된 하부 실린더 바디와 열전도성 재료로 형성된 상부 헤드부를 구비하는 사출 노즐 밸브 게이트 장치.
- 제 3 항에 있어서, 내부 리세스와 상기 리세스내에 설치된 전열 요소와 서모커플을 모두 포함하며, 상기 전열 요소와 서모커플은 플러그가 제 2 보어내에 있을 때 거기에 전기 접속을 행할 수 있는 접촉부를 포함하는 사출 노즐 밸브 게이트 장치.
- 제 25 항에 있어서, 상기 플러그는 헤드부 및 리세스를 한정하는 중앙부와, 외부 실린더 바디를 한정하는 외부를 구비하며, 상기 중앙부는 열전도성 재료로 형성되고 상기 외부는 절연재로 형성되는 사출 노즐 밸브 게이트 장치.
- 제 1 금형 절반과, 제 2 금형 절반과, 상기 제 1 금형 절반을 통해 연장하는 제 1 보어와, 상기 제 1 보어와 정렬되고 상기 제 2 금형 절반을 통해 연장하는 제 2 보어를 구비하는 사출 금형 장치와; 기계 사출 노즐에 연결하기 위한 노즐 유입구와 금형 캐비티와 연통하기 위한 노즐 팁부를 갖는 수지용 노즐 채널을 한정하는 금형 사출 노즐과, 상기 팁부를 향하는 제 2 보어내에 슬라이딩가능하게 장착되는 독립적인 왕복 플러그와, 금형 게이트의 폭을 변화시키도록 제 1 표면 사이의 공간을 변화시키기 위해 팁부에 대해 왕복 플러그를 이동시키는 제 2 금형 절반에 고정된 이동 수단을 구비하는 사출 노즐 장치의 조합 장치로서,상기 제 1 및 제 2 금형 절반은 홀을 포함하는 물품을 위한 금형 캐비티를f 한정하고, 상기 금형 사출 노즐은 금형 캐비티 절반에 인접한 성형 위치와 금형 캐비티에서 이격된 제 2 위치 사이에서 제 1 보어내의 슬라이딩 이동을 위해 장착되고, 상기 팁부 및 왕복 플러그는 금형 게이트를 형성하도록 서로를 향하는 제 1 표면을 포함하며, 상기 이동 수단은 상기 왕복 플러그에서 분리되는 제 2 금형 절반내에 장착되는 조합 장치.
- 제 28 항에 있어서, 제 1 금형 절반에 고정되어 제 1 금형 절반을 지지하는 제 1 지지판과 제 2 금형 절반에 고정되어 제 2 금형 절반을 지지하는 제 2 지지판을 포함하는 조합 장치.
- 제 28 항에 있어서, 제 1 금형 절반을 통해 부분적을 연장하는 제 1 보어내에 장착된 부싱을 포함하는 조합 장치.
- 제 29 항에 있어서, 상기 제 1 보어는 제 1 지지판내에서 연장하는 대경의 제 1 보어부와, 부싱을 통해 연장하는 소경의 제 2 보어부를 구비하며, 금형 사출 노즐은 제 1 보어부내에 슬라이딩가능하게 장착된 슬리브와 제 2 보어부내에 슬라이딩가능하게 장착된 신장 노즐 하우징을 구비하는 조합 장치.
- 제 30 항에 있어서, 상기 금형 사출 노즐은 노즐 헤드와 성형 위치에서 제 1 지지판과 접하는 상기 노즐 헤드상의 숄더와, 상기 금형 사출 노즐을 제 2 위치로 가하는 상기 제 1 지지판과 숄더사이의 제 1 스프링 편향 수단을 포함하는 조합 장치.
- 제 31 항에 있어서, 금형 사출 노즐의 유입구와 연통하는 배출구를 가지며 금형 사출 노즐과 이동가능한 기계 사출 노즐을 포함하며, 상기 기계 사출 노즐에는 상기 기계 및 금형 사출 노즐을 서로 접하게 유지하는 제 2 편향 수단이 설치되는 조합 장치.
- 제 29 항에 있어서, 금형 사출 노즐 주위의 가열 요소 수단과 제 1 및 제 2 금형 절반내의 냉각 채널을 포함하는 조합 장치.
- 성형 물품이 금형 캐비티에서 제거될 수있는 개방 위치와 금형 캐비티를 한정하는 폐쇄 위치 사이에서 이동가능한 제 1 및 제 2 금형 절반과, 제 2 금형 절반에 인접한 성형 위치와 제 2 금형 절반에서 이격된 제 2 위치 사이의 이동을 위해 제 1 보어내에 슬라이딩가능하게 장착된 금형 사출 노즐과, 제 2 보어내에 슬라이딩가능하게 장착된 플러그를 구비하며, 상기 제 1 금형 절반은 제 1 보어를 가지고 제 2 금형 절반은 제 2 보어를 가지며 제 2 보어는 제 1 보어와 폐쇄 위치에서 제 1 보어와 정렬되고, 상기 금형 사출 노즐과 왕복 플러그는 금형 게이트를 한정하는 대향 제 1 표면을 포함하는 금형에서 물품을 사출 성형하는 사출 성형 방법에 있어서,(1)성형 위치에서 금형 사출 노즐과 캐비티를 형성하도록 제 1 및 제 2 금형 절반을 함께 폐쇄 위치로 가져오는 단계와,(2)제 1 표면 사이에 형성된 금형 게이트의 폭을 변화시키도록 사출 노즐에 대해 플러그의 위치를 조절하는 단계와,(3)금형 사출 노즐과 금형 게이트를 통해 수지를 금형 캐비티로 사출하는 단계와,(4)성형 물품을 형성하도록 캐비티가 수지와 냉각된 수지로 충진된 후에 캐비티를 개방하여 성형 물품을 제거하는 단계를 구비하는 사출 성형 방법.
- 제 35 항에 있어서, 상기 단계(2)에서 금형 사출 노즐과 왕복 플러그는 캐비티내의 소정 위치에서 금형 게이트를 유지하도록 조절되는 사출 성형 방법.
- 제 35 항에 있어서, 금형으로 실행될 때 금형 사출 노즐과 왕복 플러그는 단계(3)과 (4)사이에서 금형 게이트를 폐쇄하기 위한 보완적인 제 2 밀봉면을 포함하고, 상기 왕복 플러그는 제 2 밀봉면이 금형 게이트를 폐쇄하기 위해 서로 접하도록 금형 사출 노즐을 향해 이동되는 사출 성형 방법.
- 제 36 항에 있어서, 금형 게이트를 폐쇄시킨 후에, 왕복 플러그는 물품에 홀을 형성하기 위해 캐비티를 통해 제 1 보어에서 제 2 보어로 이동되는 사출 성형 방법.
- 제 37 항에 있어서, 상기 왕복 플러그는 단계(4)에서 캐비티의 개방중에 제 2 보어내에서 유지되는 사출 성형 방법.
- 제 38 항에 있어서, 단계(4) 및 성형 물품의 제거후에, 제 1 및 제 2 금형 절반은 다시 폐쇄 위치로 함께 이동되고, 왕복 플러그는 다른 물품을 성형하기 위해 제 1 보어에서 다시 제 2 보어로 수축되는 사출 성형 방법.
- 성형 물품이 금형 캐비티에서 제거될 수있는 개방 위치와 금형 캐비티를 한정하는 폐쇄 위치 사이에서 이동가능한 제 1 및 제 2 금형 절반과, 제 2 금형 절반에 인접한 성형 위치와 제 2 금형 절반에서 이격된 제 2 위치 사이의 이동을 위해 제 1 보어내에 슬라이딩가능하게 장착된 금형 사출 노즐과, 제 2 보어내에 슬라이딩가능하게 장착된 플러그를 구비하며, 상기 제 1 금형 절반은 제 1 보어를 가지고 제 2 금형 절반은 제 2 보어를 가지며 제 2 보어는 제 1 보어와 폐쇄 위치에서 제 1 보어와 정렬되고, 상기 금형 사출 노즐과 왕복 플러그는 금형 게이트를 한정하는 대향 제 1 표면을 포함하는 금형에서 물품을 사출 성형하는 사출 성형 방법에 있어서,(1)성형 위치에서 금형 사출 노즐과 캐비티를 형성하도록 제 1 및 제 2 금형 절반을 함께 폐쇄 위치로 가져오는 단계와,(2)금형 사출 노즐과 금형 게이트를 통해 수지를 금형 캐비티로 사출하는 단계와,(3)캐비티가 수지와 냉각된 수지로 충진된 후에, 금형을 폐쇄하여 물품내에 홀을 형성하기 위해 서로 접하게 제 2 밀봉면들을 가져오도록 제 2 보어에서 플러그를 이동시키고, 물품내에 홀을 형성하도록 제 1 보어내로 제 2 보어에서 왕복 플러그를 또한 이동시키는 단계와,(4)금형을 개방시켜 캐비티에서 성형 물품을 제거하는 단계를 구비하는 사출 성형 방법.
- 제 41 항에 있어서, 단계(3)후에, 제 1 및 제 2 금형 절반은 제 1 금형 절반의 제 1 보어내에 플러그를 유지하면서 분리되는 사출 성형 방법.
- 제 41 항에 있어서, 물품이 제거된 후에, 제 1 및 제 2 금형 절반이 금형 캐비티를 형성하는 폐쇄 위치로 복귀되고, 왕복 플러그가 제 2 보어로 수축되어 금형 사출 노즐이 성형 위치로 복귀하도록 허용되는 사출 성형 방법.
- 관통 구멍을 포함하는 물품을 형성하는 사출 성형 방법에 있어서,두께(T1)의 금형 캐비티 공간을 형성하도록 제 1 및 제 2 금형 절반을 함께 폐쇄 위치로 가져오는 단계와,비방해식 용융 채널과, 게이트 수단이 설치되고 제 1 금형 절반의 보어 내측에 배치된 팁을 구비하는 사출 성형 노즐을 성형 위치에 배치하는 단계와,노즐의 게이트 수단과 협동하도록 형성된 원형 금형 게이트의 두께(T2)가 금형 캐비티 공간의 두께(T1)와 일치할 때까지 제 2 금형 절반의 보어내에 배치된 독립적 슬라이딩 게이트 밸브 수단을 성형 위치로 이동시키는 단계와,공급 수단으로부터의 용융 재료를 노즐 용융 채널을 통해 관형 유동으로 흐르도록 허용하는 단계와,제 1 보어내에 부분적으로 배치된 슬라이딩 밸브 게이트 수단과 만날 때 상기 관형 유동을 환형 유동으로 전환시키는 단계와,원형 금형 게이트와 만난 후에 금형 캐비티 공간으로 진입할 때 상기 환형 유동을 반경방향 유동으로 또한 전환시키는 단계와,슬라이딩 게이트 밸브 수단과 관련된 금형 코어 수단으로 물품내에 구멍을 형성하는 단계와,캐비티가 수지로 충진되고 상기 수지가 성형 물품을 형성하도록 냉각된 후에, 금형 개방 위치에서 용융 재료의 누출을 방지하도록 노즐 채널을 밀봉하기 위해 노즐을 포스트 성형 위치로 이동시키고 밸브 게이트 수단을 포스트 성형 밀봉 위치로 이동시키는 단계를 구비하는 사출 성형 방법.
- 밸브 게이트 금형 사출 노즐과 금형 폐쇄 위치에서 금형 캐비티 공간을 형성하는 제 1 고정판과 제 2 판을 이용한 관통홀을 갖는, 접합선이 없고 스프루가 없는 물품을 사출 성형하는 사출 성형 방법에 있어서,금형 사출 노즐의 용융 채널을 통해 재료의 소스와 연통하는 유입부로부터 중앙 금형 요소를 구비하는 금형 캐비티와 연통하는 배출부까지 관형 유동 패턴을 갖는 용융 재료를 사출하는 단계와,용융 채널 내측에 부분적으로 배치된 금형 요소의 사용을 통해 노즐의 배출부에서 상기 관형 유동 패턴을 환형 유동 패턴으로 전환하는 단계와,기계적 방해가 없는 원형 게이트를 통해 상기 환형 유동 패턴을 금형 캐비티 공간으로 진입하는 반경방향 용융 유동으로 또한 전환하는 단계와,상기 금형 요소를 가동 금형판의 코어 위치에서 고정 금형 판의 금형 사출 노즐을 향해 완벽하게 이동시킴으로써 용융 재료의 유동을 차단하는 단계와,금형을 냉각시키는 단계와,금형을 개방하는 단계와,성형 물품을 해제하는 단계를 구비하는 사출 성형 방법.
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