KR20000062880A - 열가소성 돌기를 변형시키기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

열가소성 돌기를 변형시키기 위한 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20000062880A
KR20000062880A KR1020000012982A KR20000012982A KR20000062880A KR 20000062880 A KR20000062880 A KR 20000062880A KR 1020000012982 A KR1020000012982 A KR 1020000012982A KR 20000012982 A KR20000012982 A KR 20000012982A KR 20000062880 A KR20000062880 A KR 20000062880A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
protrusion
die
forming surface
projections
projection
Prior art date
Application number
KR1020000012982A
Other languages
English (en)
Inventor
그레웰데비드에이
피아세키존시
Original Assignee
그린 데니스 제이.
에머슨 일렉트릭 컴파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 그린 데니스 제이., 에머슨 일렉트릭 컴파니 filed Critical 그린 데니스 제이.
Publication of KR20000062880A publication Critical patent/KR20000062880A/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/72—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by combined operations or combined techniques, e.g. welding and stitching
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/0006—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring taking account of the properties of the material involved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16—Laser beams
    • B29C65/1629—Laser beams characterised by the way of heating the interface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16—Laser beams
    • B29C65/1629—Laser beams characterised by the way of heating the interface
    • B29C65/1664—Laser beams characterised by the way of heating the interface making use of several radiators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16—Laser beams
    • B29C65/1629—Laser beams characterised by the way of heating the interface
    • B29C65/1664—Laser beams characterised by the way of heating the interface making use of several radiators
    • B29C65/1667—Laser beams characterised by the way of heating the interface making use of several radiators at the same time, i.e. simultaneous laser welding
    • B29C65/167—Laser beams characterised by the way of heating the interface making use of several radiators at the same time, i.e. simultaneous laser welding using laser diodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/56—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using mechanical means or mechanical connections, e.g. form-fits
    • B29C65/60—Riveting or staking
    • B29C65/606—Riveting or staking the rivets being integral with one of the parts to be joined, i.e. staking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/20—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines
    • B29C66/21—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines said joint lines being formed by a single dot or dash or by several dots or dashes, i.e. spot joining or spot welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/40—General aspects of joining substantially flat articles, e.g. plates, sheets or web-like materials; Making flat seams in tubular or hollow articles; Joining single elements to substantially flat surfaces
    • B29C66/41—Joining substantially flat articles ; Making flat seams in tubular or hollow articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/739—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/7392—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/812—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the composition, by the structure, by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps
    • B29C66/8126—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the composition, by the structure, by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps characterised by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps
    • B29C66/81266—Optical properties, e.g. transparency, reflectivity
    • B29C66/81267—Transparent to electromagnetic radiation, e.g. to visible light
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/814—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps
    • B29C66/8141—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined
    • B29C66/81411—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined characterised by its cross-section, e.g. transversal or longitudinal, being non-flat
    • B29C66/81421—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined characterised by its cross-section, e.g. transversal or longitudinal, being non-flat being convex or concave
    • B29C66/81423—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined characterised by its cross-section, e.g. transversal or longitudinal, being non-flat being convex or concave being concave
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/816—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the mounting of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps
    • B29C66/8161—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the mounting of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps said pressing elements being supported or backed-up by springs or by resilient material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/816—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the mounting of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps
    • B29C66/8167—Quick change joining tools or surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/82—Pressure application arrangements, e.g. transmission or actuating mechanisms for joining tools or clamps
    • B29C66/824—Actuating mechanisms
    • B29C66/8242—Pneumatic or hydraulic drives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/83—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools
    • B29C66/832—Reciprocating joining or pressing tools
    • B29C66/8322—Joining or pressing tools reciprocating along one axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/30—Organic material
    • B23K2103/42—Plastics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/08—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using ultrasonic vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/10—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using hot gases (e.g. combustion gases) or flames coming in contact with at least one of the parts to be joined
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16—Laser beams
    • B29C65/1629—Laser beams characterised by the way of heating the interface
    • B29C65/1632—Laser beams characterised by the way of heating the interface direct heating the surfaces to be joined
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16—Laser beams
    • B29C65/1629—Laser beams characterised by the way of heating the interface
    • B29C65/1674—Laser beams characterised by the way of heating the interface making use of laser diodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16—Laser beams
    • B29C65/1687—Laser beams making use of light guides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/112—Single lapped joints
    • B29C66/1122—Single lap to lap joints, i.e. overlap joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/816—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the mounting of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps
    • B29C66/8161—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the mounting of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps said pressing elements being supported or backed-up by springs or by resilient material
    • B29C66/81611—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the mounting of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps said pressing elements being supported or backed-up by springs or by resilient material by resilient material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

본 발명은 열가소성 돌기에 변형을 가한 다음 그 돌기를 다이의 성형 표면과의 강제적인 맞물림에 의해 변형시킬 수 있을 정도의 온도에서 상기 돌기를 가열함으로써 열가소성의 돌기를 변형시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 열가소성의 돌기를 변형시키기 위한 본 발명에 따른 방법 및 장치는, 다이의 성형 표면으로부터 방출하는 레이저빔이 돌기를 가열하게 되고, 이와 동시에 다이의 성형 표면은 돌기와 강제적인 접촉 상태로 되어 돌기의 재료가 연화 및 변형됨에 따라 그 돌기의 변형을 행함으로써, 공정 시간을 최소로 감축시킨다. 또한, 부품의 주변을 오염시키는 미립자가 실질적으로 없도록 하여 가소성 재료로 된 가공물의 돌기를 변형이 청결하고 신속하게 행해진다.

Description

열가소성 돌기를 변형시키기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DEFORMING A THERMOPLASTIC PROJECTION}
본 발명은 가공물의 일부, 특히 열가소성의 돌기를 변형시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 이러한 방법 및 장치는, 상기 돌기에 변형을 가한 다음 그 돌기를 다이의 성형 표면과의 강제적인 맞물림에 의해 변형시킬 수 있을 정도의 온도에서 상기 돌기를 가열함으로써 행해진다. 이러한 변형 방법은 2개의 부품, 즉 하나는 열가소성 재료로 구성되어 있는 부품을 다른 하나에 체결하기 위해 소위 말하는 스테이킹 프로세스(staking process)와 관련하여 사용된다.
미국 특허 제3,367,809호, 제3,499,808호 및 제4,859,378호에는, 초음파 공명 혼(resonant horn)의 전방면이 강성의 원통형 스터드(stud) 등의 직립한 열가소성 돌기와 강제적인 접촉이 이루어지게 하는 방법 및 장치가 개시되어 있다. 스터드에 의한 진동성 에너지의 방산(放散)은, 가소성의 스터드 재료의 가열 및 연화를 초래하고, 또 상기 혼과 스터드 간의 강제적인 맞물림에 응답하여 상기 스터드는 혼의 맞물림 표면의 형상에 의해 결정된 바와 같이 변형된다. 이러한 방법을 이용할 경우, 조작이 쉽고, 저가이고 또 비교적 신속한 공정에 의해 2개의 중첩하는 부품을 리벳 이음과 같은 방식으로 서로 체결할 수 있다.
이러한 방법은 널리 채택되어 왔지만, 최근에는 전술한 방법이 소정의 결점이 있는 것으로 밝혀졌다. 플라스틱 재료가 결정질 재료 혹은 충전 재료를 포함할 때, 미립자가 생성되어 전자 부품 및 그 어셈블리상에 분산되어 침적된다. 이러한 오염은 자동차용 에어백 조립체 및 시그널 혼(signal horn) 등과 함께 설치되는 정밀한 제어 장치의 기능을 저하시킨다.
이러한 부품을 조립하기 위한 또 다른 방법은, 열가소성 돌기가 변형 상태로 되게 한 다음, 돌기의 요구되는 변형을 행하는 성형 다이와의 접촉 상태가 되도록 부품(들)을 이동시키기 위해 고온의 공기를 사용하는 단계를 포함한다. 이러한 고온의 공기를 이용한 방법은 비교적 느리고, 또한 돌기 주변의 영역을 가열하게 된다. 추가적으로, 상기 가열된 영역은 고온으로 유지되는 기간이 더 연장된다.
이하에 개시된 방법 및 장치는, 가소성 돌기를 가열하여 그 돌기에 변형을 가하도록 레이저 에너지를 사용함으로써 전술한 문제점을 해소하였다. 상기 레이저 에너지는 돌기에 레이저빔을 비추는 하나 또는 그 이상의 레이저 다이오드를 설치함으로써 가장 적절하게 제공될 수 있다. 일례로서, 상기 돌기를 제1의 시간 간격 동안 레이저 에너지에 의해 가열시킨 다음, 제2의 시간 간격 동안 돌기를 변형시키는 다이에 의해 그 돌기에 에너지를 가한다. 만약, 레이저 에너지의 공급원과 다이가 고정 위치에 설치될 경우, 돌기를 구비하는 가공물은 이들의 시간 간격 사이에서 이동, 즉 레이저 공급원에 노출되는 지점으로부터 다이 위치로 이동하게 된다. 변형례로서, 상기 가공물이 고정되고, 레이저빔과 다이가 돌기에 대해 이동하여도 좋다.
본 발명의 변형례에 따르면, 다이가 돌기와 강제적으로 맞물리는 동안 돌기를 가열하여 돌기 혹은 그 돌기의 일부에 변형이 가함에 따라 그것을 변형시키기 위해 단일의 시간 간격을 사용할 수 있다. 이러한 방법 및 장치의 변형례의 경우, 다이 및 그 성형 표면은 융착된 실리카 등의 레이저광 전달 재료를 포함한다. 레이저빔은 다이에 커플링(coupling)되며, 그 다이를 통과하고 다이의 성형 표면으로부터 방출하여 돌기를 가열하게 되고, 이와 동시에 상기 성형 표면은 돌기와 강제적인 접촉 상태로 되어 돌기의 재료가 연화 및 변형됨에 따라 그 돌기의 변형을 행하게 된다. 이러한 방법은, 물론 공정 시간을 최소로 감축시킨다.
전술한 방법은, 레이저빔을 열 공급원으로서 사용하여 산업 현장에 요구되는 형태의 청결한 어셈블리를 제조하게 된다.
따라서, 본 발명의 주요 목적 중 하나는 가소성 재료를 변형시키는 신규하고 개량된 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 체결(fastening) 혹은 스테이킹 공정(staking process)의 일부로서 가공물의 열가소성 돌기를 변형 및 성형시키는 신규하고 개량된 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 주요 목적은, 부품의 주변을 오염시키는 미립자가 실질적으로 없도록 하여 가소성 재료, 특히 가공물의 돌기를 변형시키기 위한 청결한 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 돌기를 다이의 성형 표면과 접촉시켜 돌기의 변형을 행하는데 후속하여 가공물의 가소성 돌기를 가열시키도록 설치된 레이저빔을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 성형 표면과 이 성형 표면으로부터 발산되는 레이저광의 빔을 구비하는 다이를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 레이저빔이 커플링되어 있는 성형 다이를 제공하는 것으로, 이 다이는 레이저광의 빔이 다이의 최소한 일부를 가로질러 다이의 성형 표면에서 방출하여 그 성형 표면이 강제적인 접촉 상태로 있는 열가소성 돌기를 가열시키도록 레이저광 발산 재료로 구성되어 있는 성형 다이를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 2개의 가공물을 서로 고정시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 상기 가공물 중 하나로부터 연장하는 열가소성 스터드를 가열하여 스터드를 다이의 성형 표면으로 변형시켜, 다이의 좌우 이동에 의해 레이저광의 빔이 스터드를 가열하도록 레이저광의 빔을 사용하는 청결하고 신속한 공정으로 상기 2개의 가공물을 서로 고정시키기 위한 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 가공물의 열가소성 돌기의 가열 및 변형을 동시에 달성하기 위해 그 돌기와 강제적인 접촉 상태로 다이의 성형 표면으로부터 발산하는 레이저빔을 사용하는 가공물의 열가소성 돌기를 변형시키기 위한 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적 및 특징은 첨부 도면을 참고로 후술되는 상세한 설명을 고찰함으로써 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 열가소성 돌기를 변형시키기 위한 장치를 부분적으로 절단하여 도시한 입면도이며,
도 2는 돌기의 성형 단계를 도시하기 위해 부분적으로 절단한 입면도이고,
도 3은 열가소성 돌기의 변형 결과에 따라 상호 체결된 2개의 가공물을 도시한 단면도이며,
도 4는 도 1의 장치를 작동시키기 위한 컨트롤 수단의 개략적인 블록 선도이고,
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 열가소성 돌기를 변형시키기 위한 장치를 부분적으로 절단하여 도시한 입면도이며,
도 6은 다이의 성형 표면이 돌기와 접촉하여 변형 상태로 있는 도 5와 유사한 입면도이고,
도 7은 다이 헤드가 상승 위치에 있고 2개의 가공물을 상호 체결하고 있는 변형된 돌기를 도시한 단면도이며,
도 8은 복수 개의 레이저빔을 돌기에 비춰 그 돌기를 가열하기 위한 다이 헤드의 구조를 부분적으로 절단하여 도시한 입면도이고,
도 9는 도 8의 9-9 선을 따라 취한 단면도이며,
도 10은 도 8의 중앙 부분의 확대도이고,
도 11은 본 발명의 또 다른 변형례에 따른 다이 헤드를 부분적으로 절단하여 도시한 입면도이며,
도 12는 도 11의 12-12 선을 따라 취한 단면도이며,
도 13은 도 11에 도시된 성형 다이를 지지하기 위한 회전 지지부를 부분적으로 절단하여 도시한 입면도이고,
도 14는 다이 지지부를 확대 도시한 단면도이며,
도 15는 본 발명에 적합한 변형된 다이 지지부의 사시도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 베이스
12 : 부착구 플레이트
14, 16 : 가공물
18, 28 : 스토프(stop)
20 : 열가소성 돌기
24 : 에너지 공급원
26 : 레이저빔
34 : 액추에이터
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 도면 부호 10 은 부착구 플레이트(12)를 지지하는 베이스를 나타낸다. 이 부착구 플레이트는 이곳에 장착된 스토프(stop:18)에 반하게 안착되어 중첩된 판형 가공물(14, 16) 쌍을 차례로 지지한다. 열가소성 재료의 하부 가공물(14)은, 상부 가공물(16)에 마련된 구멍(22)을 관통하고 또 가공물(16)의 상면 위로 연장하는 직립형의 열가소성 돌기(20)를 포함하도록 주조되어 있다. 전형적인 실시예에 따르면, 상기 돌기(20)는 강성인 원통형 열가소성 스터드를 포함한다. 상기 가공물을 서로 체결시키기 위해, 스터드의 상단부를 헤드 형상으로 변형시킨다. 물론, 스터드의 상부를 평평하게 만들거나 또는 가공물(16)에 형성된 홈부를 제거한 재료로 충전시키는 등의 다른 형태의 재성형도 당업자들에 의해 고려될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 2단계의 변형 공정이 사용된다. 제1의 시간 간격 동안, 레이저 다이오드 등의 레이저 에너지 공급원(24)은, 돌기(20)로 비추는 레이저빔(26)을 공급하도록 전류를 가해 돌기를 가열시키고, 그 결과 그 돌기가 변형을 일으킬 수 있을 정도의 온도가 달하도록 해준다.
상기 돌기가 변형 가능한 상태, 즉 테스트에 의한 가장 적절한 상태에 달했을 때, 도 1에서 우측을 향해 가공물(14, 16)을 스토프(28)에 반하게 이동시키고, 이 위치에서 가열된 돌기(20)가 후속하는 제2 시간 간격 동안 변형된다. 오목한 형상의 표면(32)을 구비하는 금속 성형 다이(30)가 제공되는데, 이 다이는 돌기(20)의 상단부와 강제적으로 맞물려 그 단부를 상기 오목한 표면(32)의 윤곽에 상응하는 형태로 재성형시키도록 해준다. 다이(30)는 왕복 수직 운동이 가능하도록 공압 액추에이터 등의 선형 운동 장치(34)에 결합되어 있다. 상기 제2의 시간 간격 동안, 액추에이터(34)는 다이를 돌기로 향해 이동시켜 성형 표면(32)을 돌기(20)와 강제적 접촉 상태가 되도록 힘을 가해 도 2에 도시된 바와 같이 스터드의 상단부를 변형 및 재성형시킨다. 상기 다이는 짧은 시간의 휴지(休止) 기간 동안 변형 및 재성형된 스터드와 접촉 상태를 유지하며, 이 기간 동안 재성형된 열가소성 재료의 돌기는 냉각 및 응고된다. 휴지 기간이 종료될 때, 상기 다이는 상승 위치에 다시 저장되고 가공물(14, 16)의 어셈블리는 도 3에 도시된 형태로 된다. 재성형된 돌기의 상단부는 도면 부호 36으로 표시되어 있다.
가공물을 에너지 공급원(24)에 연속적으로 노출시키기 위해 성형 다이(30)로 이동시키는 대신에, 변형례에 따라 상기 가공물을 고정 위치시키고, 레이저 공급원과 다이를 가공물의 돌기와의 접촉 위치로 이동시킬 수도 있다.
최적의 제조를 위해 베이스(10)는 회전 인덱싱(indexing) 테이블을 구비해도 좋다. 가공물(14, 16)을 인덱싱 테이블에 배치하고, 먼저 회전시켜 돌기를 레이저빔(26)과 연락되도록 한 다음 성형 다이(30)에 의해 접촉되도록 할 수 있다. 그 밖의 운동 방식도 당업자들에 의해 채택될 수 있다.
도 4는 전술한 실시예를 조작하기 위한 컨트롤 수단의 블록 선도를 도시하고 있다. 컨트롤 수단(38)은 전도체(40)를 경유하는 스타트 신호의 수신에 응답하여 조작된다. 제1의 시간 간격 동안, 상기 컨트롤 수단(38)은 돌기를 가열시키기 위해 레이저 공급원(24)을 작동시킨다. 후속하는 시간 간격 동안, 컨트롤 수단은 이동 수단(34)이 작동 상태로 있게 하여 다이(30)와 돌기(20) 사이의 강제적인 맞물림을 제공하여 돌기의 변형을 유발하고, 휴지 기간 동안 다이가 변형된 돌기(36)와 접촉 상태로 있게 한 다음 강제적인 접촉을 해제하여 다이를 상승된 원위치로 복귀시킨다. 상기 컨트롤 수단은 또한 필요에 따라 인덱싱 테이블의 인덱싱을 행하는 모터 등과 같은 기동 수단(42)을 작동시키거나 또는 이 기동 수단은 가공물, 레이저 공급원(24), 그리고 부착구 플레이트(12)가 슬라이드 테이블을 구비할 때, 혹은 레이저 공급원 및 액추에이터(34)가 슬라이딩 혹은 회전 지지 구조체상에 장착될 때의 다이(30)의 위치 사이의 상대 운동을 부여하게 된다.
도 5 내지 도 7은 가공물(14)로부터 연장하는 돌기를 변형하는 또 다른 실시예를 도시한 것으로, 상기 변형은 단일의 시간 간격에서 이루어진다. 가공물(14,16) 모두는 고정 지지부(44)상에 지지되어 있다. 다이 헤드(63)는 관형 슬리브(50)에 오목한 성형 표면(48)이 배치되어 있고 또 하우징(52)에 지지되어 있는 성형 다이(46)를 포함한다. 상기 실시예의 경우, 다이(46) 및 그 성형 표면(48)은 융착된 실리카 등의 레이저광 전달 재료를 포함한다. 상기 다이(46)는 예컨대, 미국 캘리포니아 산타 아나 소재의 옵포 시그마 컴패니(Opto Sigma Co.)에서 시판하는 제품 번호 D10./FI-9.700의 클리어, 플라노 오목 렌즈일 수 있다. 다이 역할을 하는 상기 렌즈는 슬리브(50)의 하부에 마련된 원통형의 홈부 내에서 시멘트에 의해 고정되어 있고, 또 슬리브는 반경방향으로 배치된 세트 나사(도시 생략)에 의해 하우징(52) 내부에 고정되어 있다. 레이저 다이오드 등의 적절한 공급원으로부터의 레이저광은 슬리브(50)의 원통형 구멍(56) 내부에 구속되어 있는 광학 섬유 전도체(54)에 의해 다이 헤드(63)로 공급된다. 상기 섬유 전도체는, 슬리브(50)로부터 전도체(54)를 향해 반경방향으로 연장하는 적절한 세트 나사(도시 생략)에 의해 정위치에 구속된다. 섬유 전도체의 단부에서, 레이저빔(58)은 슬리브(50)의 중앙에 형성된 구멍을 가로질러 방출하여 다이(46)를 관통하고, 또 성형 표면(48)에서 방출하여 돌기(20)를 가열시키게 된다. 또한, 헤드(63)상에는 하우징(52)에 결합되고 화살표 60 및 F 로 표시된 액추에이터 등의 강제적 이동 수단이 작동한다.
열가소성 돌기(20)의 변형을 행하기 위해, 상기 다이 헤드(63)는 도 5에 도시된 바와 같이 성형 표면(48)과 돌기(20) 사이의 강제적인 접촉을 유발시키도록 배치되어 있다. 이와 동시에, 레이저 공급원에는 레이저빔(58)이 돌기(20)상으로 발광하도록 전류가 가해진다. 그 후, 돌기가 변형 가능한 상태에 있게 될 때, 성형 표면과 돌기 사이에 강제적인 접촉이 지배적으로 됨에 따라 변형은 동시적으로 일어난다. 전술한 바와 같이, 휴지 기간이 제공되고, 이 기간 동안 레이저빔은 비작동 상태로 되어 변형된 돌기의 냉각 및 응고를 허용하게 된다. 그 다음, 서로 체결된 가공물(14, 16)을 도시하는 도 7에 도시된 바와 같이, 다이 헤드는 가공물로부터 상승되고, 그 결과 성형된 돌기 부분(62)을 얻게 된다.
도 5 내지 도 7에 도시된 실시예에서는 단일의 시간 간격에서 실질적으로 동시에 가열 및 변형이 일어난다는 것을 알 수 있다. 즉, 다이 헤드의 왕복 운동이 단지 1회만 요구된다. 변형이 단일의 단계에서 일어남으로써, 돌기의 변형에 요구되는 시간이 상당히 단축된다.
도 8 내지 도 10에는 다이 헤드의 또 다른 변형례가 도시되어 있다. 이 다이 헤드(64)는 4개의 경사진 구멍(68)이 형성된 금속 바아(66)를 구비하며, 상기 구멍 각각은 시판되고 있는 레이저 다이오드(도시 생략) 등의 관련된 레이저 공급원에 결합된 대응하는 광학 섬유 전도체(70)를 구속한다. 각각의 섬유 전도체로부터 발산하는 레이저빔(72)은 바아(66)의 대응하는 구멍(74)을 가로질러 투명한 다이(76) 및 성형 표면(78)을 통과하여 돌기(20)로 비추게 된다. 다이, 클리어 투명 렌즈는 시멘트를 사용하여 바아(66)의 하면에 부착된 플랜지(77)에 고정된다. 비록 도 8 및 도 9에는 4개의 레이저빔이 도시되어 있지만, 더 많거나 적은 량의 레이저빔이 설치될 수 있다. 복수 개의 빔을 사용할 경우 여러 장점이 존재한다. 고가이고 높은 동력의 레이저 다이오드 대신에, 보다 저가이고 낮은 동력의 다이오드를 사용하여 다량의 열을 공급할 수 있다. 복수 개의 빔으로 더욱 균일한 열 분포를 얻을 수 있다. 또한, 빔은 돌기의 상면 뿐만 아니라 돌기의 상연부 및 측면에도 공급될 수 있다. 따라서, 복수 개의 빔은 더욱 높은 유용성 및 신속한 공정 사이클을 제공하게 된다.
도 11 내지 도 15에는, 단일의 시간 간격 조작에 의해 일어날 수 있는 접착 조건, 즉 열가소성 재료가 다이에 접착하게 되는 조건을 극복하기 위한 구성으로 된 다이 헤드의 또 다른 변형례가 도시되어 있다. 연성의 열가소성 재료가 냉각되자마자 다이의 성형 표면에 접착된 채로 유지될 수 있다는 것이 실험을 통해 밝혀졌다. 접착된 재료는 렌즈의 레이저광의 전달을 방해하며, 이러한 재료는 연속한 사이클 동안 증가할 수 있다. 더욱이, 접착된 재료는 성형된 돌기가 불량해지는 원인이 된다. 이러한 문제점은, 다이를 변형된 돌기로부터 들어올릴 때 응고화된 돌기와 여전히 접촉 상태에 있는 동안 뒤틀림 혹은 회전 운동에 노출시킴으로써 해소될 수 있다. 이러한 비틀림 운동은 다이가 완전히 돌기로부터 분리되도록 해주고, 돌기를 손상되지 않게 보존하고, 그리고 다이 및 그 성형 표면이 열가소성 재료 혹은 잔존물에 의해 방해받지 않은 채로 있게 해준다.
도 11 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 다이 헤드(80)는 하우징(81)을 포함하며, 이 하우징은 성형 조작을 완료한 후, 가공물의 돌기에 대해 회전할 수 있는 다이 지지부(82)가 장착되어 있는 중공의 하부(81A)를 구비한다. 상기 다이 지지부(82)는, 그 상단부에 플레이트(88)의 홈부(86)에서 회전하도록 수용되어 있는 플랜지가 설치되어 있으며, 상기 홈부에서 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 나사(92)로 체결된 링(90)에 의해 상기 지지부(82)가 구속된다. 종동 핀(94)은 다이 지지부(82)의 측벽(96)으로부터 캠 슬롯(98)으로 돌출하며, 이 슬롯과 함께 상기 종동 핀(94)은 하우징(81)의 수직 운동에 응답하여 다이 지지부(82)를 회전시키도록 협동한다. 대향하는 위치에 있는 제2의 종동 핀(94) 및 캠 슬롯은 균형 상태를 얻기 위해 다이 지지부(82)상에 설치된다.
도 12에 도시된 바와 같이, 플레이트(88)는 대향하는 슬롯(100)이 구비되어 있으며, 이 슬롯에는 하부 및 중공의 하우징부(81A) 내에서 수직 운동을 할 수 있도록 대향하는 리브(102)가 활주 가능하게 수용되어 있다. 이러한 구조는 하부 하우징부(81A)의 상부(106)와 플레이트(88) 사이에서 편향된 4개의 간격을 둔 헬리컬 스프링(104)을 지지하는 플레이트(88)가 회전하지 못하도록 한다.
변형 단계 중에, 변형될 돌기를 성형 다이(108)와 그 성형 표면(110) 사이에서 강제적인 접촉이 행해지도록 다이 헤드(80) 상에 하방향으로 가해지는 작용력은, 하우징(81)의 하방 운동과 스프링(104)의 압축을 유발시킨다.
휴지 기간이 완료될 때, 다이 헤드(80)는 상승하여 하우징(81)의 상승을 초래하고, 따라서 스프링(104)이 초기의 압축된 상태로부터의 팽창을 허용하여, 다이 지지부(82)가 하우징(81)의 하단부를 향해 이동하도록 그곳에 힘을 가한다. 핀(94)의 하부면이 나사형의 슬롯(98)의 하부 경사부(95) 아래에 자리할 때, 지지부(82) 및 다이(108)의 회전 혹은 비틀림 운동은 캠 작동과 동일한 방식으로 발생하여 다이(108)의 성형 표면(110)과 가소성 재료의 어떠한 접착을 해제시킨다. 다이 지지부(82)의 회전 운동은, 핀(94)이 자리하게 되는 슬롯의 단부에 그 핀이 도달할 때 정지한다. 이러한 회전은 90도 정도로 이루어지는 것이 적절하다.
플레이트(88) 및 다이 지지부(82)는, 지지부(82)의 중앙 캐비티 내에 시멘트로 고정된 렌즈 및 다이(108)로 레이저빔의 관통을 허용하도록 중앙으로 정렬된 구멍을 포함하는 것을 알 수 있다. 도시된 바와 같이, 다이는 전술한 재료의 이중 오목 렌즈를 포함한다.
다이와 돌기간의 강제적인 맞물림이 해제될 때, 성형된 돌기에 대해 다이의 회전을 위해 적절하게 변형된 구조가 도 15에 도시되어 있다. 다이 지지부(120)는, 도 11 내지 도 14에 도시된 4개의 스프링(104) 대신에 제공되는 단일의 헬리컬 스프링(126)의 평탄한 단부(124)를 수용하기 위한 소형의 언더컷(122)을 포함한다. 스프링의 자유단(도시 생략)은, 도 11에 도시된 바와 같이 하우징(81)의 중공부(81A)의 내측 상부면(106)에 반하여 편향되어 있다. 다이 지지부(120)는 전술한 방법과 동일한 방법으로 작동하는데, 즉 강제적인 맞물림이 해제되고 다이 헤드를 들어올리는 힘이 감소됨에 따라, 상기 다이는 성형된 돌기와 접촉 상태를 여전히 유지하면서 돌기로부터의 완전한 해제를 위해 돌기에 반하여 회전하게 된다.
도 11에 도시된 다이 헤드 구조는 도 8과 연관하여 설명하고 도시된 복수 레이저빔 구조를 포함한다.
이상, 본 발명의 양호한 실시예를 설명하였으므로, 본 장치에 대한 전술한 목적 및 장점들이 달성되었다는 사실이 당업자에게 명백해질 것이다. 또한, 당업자들은 본 발명의 범위와 정신 내에서 여러 가지의 변형 및 수정이 가능하다는 것을 이해하여야 한다.
열가소성의 돌기를 변형시키기 위한 본 발명에 따른 방법 및 장치는, 다이의 성형 표면으로부터 방출하는 레이저빔이 돌기를 가열하게 되고, 이와 동시에 다이의 성형 표면은 돌기와 강제적인 접촉 상태로 되어 돌기의 재료가 연화 및 변형됨에 따라 그 돌기의 변형을 행함으로써, 공정 시간을 최소로 감축시킨다. 또한, 부품의 주변을 오염시키는 미립자가 실질적으로 없도록 하여 가소성 재료로 된 가공물의 돌기를 변형이 청결하고 신속하게 달성되는 효과를 발휘한다.

Claims (11)

  1. 가공물의 열가소성 돌기를 변형시키는 방법으로,
    상기 돌기를 가열하여 그 돌기가 변형 가능한 상태가 되도록 상기 돌기에 레이저 에너지를 커플링(coupling)하는 단계와,
    상기 돌기가 변형 가능한 상태로 있는 동안 그 돌기를 미리 정해진 형상으로 변형시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 돌기의 변형 방법.
  2. 제1항에 있어서, 성형 표면을 구비하는 다이를 상기 돌기와 강제적으로 접촉시켜 상기 성형 표면에 의해 정해진 형상으로 상기 돌기를 변형시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 돌기의 변형 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 돌기의 변형 완료시 상기 레이저 에너지의 공급을 종결하는 단계와,
    상기 다이와 돌기간의 접촉을 휴지(休止) 기간 동안 유지하여 상기 변형된 돌기의 냉각 및 응고를 일으키게 하는 단계와,
    상기 다이와 돌기간의 접촉을 해제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 돌기의 변형 방법.
  4. 제2항에 있어서, 제1의 시간 간격 동안 상기 돌기를 가열시키고 후속하는 제2의 시간 간격 동안 상기 돌기를 변형시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 돌기의 변형 방법.
  5. 가공물의 열가소성 돌기를 변형시키는 장치로,
    가공물을 지지하는 지지부와,
    레이저 에너지의 공급원으로, 상기 공급원으로부터의 레이저빔이 상기 지지부상에 배치된 가공물의 돌기상으로 비춰 그 돌기를 가열하여 변형 가능한 상태가 되도록 배치된 레이저 에너지의 공급원과,
    상기 돌기가 변형을 하게 될 때 상기 돌기와 맞물리려 그 돌기를 변형시키도록 배치된 성형 표면을 구비하는 다이와,
    제1의 시간 간격 동안 상기 성형 표면과 상기 돌기 사이의 강제적인 맞물림을 제공하여 상기 돌기를 변형시키기 위해 상기 다이에 결합된 이동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 돌기의 변형 장치.
  6. 제5항에 있어서, 제1의 시간 간격 동안 레이저 에너지의 상기 공급원이 작동되도록 하고, 후속하는 제2의 시간 간격 동안 상기 이동 수단이 상기 강제적인 맞물림을 제공하도록 하는 컨트롤 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 돌기의 변형 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 컨트롤 수단은 상기 변형된 돌기가 냉각되고 실질적으로 응고되었을 때 상기 제2의 시간 간격을 종료하는 것을 특징으로 하는 열가소성 돌기의 변형 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 다이는 광학 렌즈이고 상기 성형 표면은 오목형인 것을 특징으로 하는 열가소성 돌기의 변형 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 공급원이 상기 레이저빔으로 상기 돌기의 가열을 유발시킬 때, 상기 강제적 이동 수단은 상기 강제적 접촉을 부여하도록 상기 컨트롤 수단이 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 열가소성 돌기의 변형 장치.
  10. 제5항에 있어서, 상기 레이저광의 공급원은 단일의 레이저빔을 제공하는 것을 특징으로 하는 열가소성 돌기의 변형 장치.
  11. 제5항에 있어서, 상기 레이저광의 공급원은 상기 돌기로 향하는 복수의 레이저빔을 제공하는 것을 특징으로 하는 열가소성 돌기의 변형 장치.
KR1020000012982A 1999-03-16 2000-03-15 열가소성 돌기를 변형시키기 위한 방법 및 장치 KR20000062880A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US27056399A 1999-03-16 1999-03-16
US270,563 1999-03-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20000062880A true KR20000062880A (ko) 2000-10-25

Family

ID=23031818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000012982A KR20000062880A (ko) 1999-03-16 2000-03-15 열가소성 돌기를 변형시키기 위한 방법 및 장치

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP1036644A1 (ko)
JP (1) JP2000309056A (ko)
KR (1) KR20000062880A (ko)
CA (1) CA2300781A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100697101B1 (ko) * 2006-09-15 2007-03-20 에스티에이 주식회사 초음파 융착장치

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6329629B1 (en) * 2000-04-28 2001-12-11 Branson Ultrasonics Corporation Distance mode control for laser welding
JP4434911B2 (ja) * 2004-10-08 2010-03-17 パナソニック株式会社 カメラモジュールの製造方法とカメラモジュール
FR2983768B1 (fr) * 2011-12-08 2014-11-07 Renault Sa Embout de bridage equipe d'un accessoire de bridage pour un dispositif d'assemblage deux pieces par soudage laser par transparence et procede de remplacement d'un tel accessoire
DE102014114379A1 (de) * 2014-10-02 2016-04-07 Sonotronic Nagel Gmbh Nietvorrichtung und Verfahren zu seiner Anwendung
ITUB20160447A1 (it) * 2016-01-21 2017-07-21 Julight S R L Dispositivo di acciaccatura per la deformazione di parti costruttive, in particolare in materiale termoplastico e metodo di acciaccatura
DE102016204797B4 (de) 2016-03-23 2021-12-09 Technische Universität Dresden Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung oder zum Trennen einer stoffschlüssigen oder stoff- und formschlüssigen Verbindung mindestens eines metallischen oder keramischen Bauteils und einem aus oder mit einem thermoplastischen Polymer gebildeten Bauteils
CN107433301A (zh) * 2016-05-27 2017-12-05 香港生产力促进局 激光辅助冲压高强度及轻量化零部件的方法及装置
CN108724749A (zh) * 2017-04-25 2018-11-02 联合汽车电子有限公司 热风铆接动误差修正装置及方法
CZ309312B6 (cs) * 2019-02-21 2022-08-17 METESS s.r.o. Zařízení pro tepelné spojování dílů z plastů nýtováním
CZ37016U1 (cs) 2023-03-22 2023-04-25 GOLDMAX SERVICES s.r.o. Zařízení pro tepelné spojování plastů

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6179622A (ja) * 1984-09-28 1986-04-23 Hashimoto Forming Co Ltd 突起部の塑性変形による取付体の固定方法
GB2278571A (en) * 1993-05-28 1994-12-07 F E Limited Joining members using heat from a light source
DE19700518C2 (de) * 1997-01-09 2000-03-16 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung und Verfahren zum Verformen von thermoplastischen Material zum Verbinden zweier Bauteile
DE19801346C1 (de) * 1998-01-16 1999-02-18 Sonotronic Nagel Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Formprägen eines schmelzfähigen Materials
DE29800651U1 (de) * 1998-01-16 1998-07-09 Sonotronic Nagel GmbH, 76307 Karlsbad Vorrichtung zum Formprägen eines schmelzfähigen Materials

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100697101B1 (ko) * 2006-09-15 2007-03-20 에스티에이 주식회사 초음파 융착장치

Also Published As

Publication number Publication date
CA2300781A1 (en) 2000-09-16
EP1036644A1 (en) 2000-09-20
JP2000309056A (ja) 2000-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20000062880A (ko) 열가소성 돌기를 변형시키기 위한 방법 및 장치
US5522954A (en) Non-contact bonding of plastics
US6099291A (en) Heat staking apparatus with radiant heat source
US6054072A (en) Infrared bonding of transparent plastics articles
CA1206717A (en) Thermal presses
KR20200033407A (ko) 초음파 융착장치
US3972758A (en) Method of forming over a plastic jacket against a workpiece using vibratory
JPH1179765A (ja) ガラス容器の製造方法および製造装置
US6706221B1 (en) Plastic optical fiber end face treatment method
US20090078367A1 (en) Pneumatically actuated infrared welding method and apparatus
JP4255481B2 (ja) ガラスレンズの成形金型、成形方法及び成形装置
JP2944318B2 (ja) 合成樹脂板の固着装置
JPH07299527A (ja) プレス成形装置
JPH08243678A (ja) 鍛造用金型装置
JP2001297608A (ja) 車両用灯具の製造装置
KR200157560Y1 (ko) 자동차 내장재의 접착, 성형 및 2단 절단장치
JPH11123469A (ja) フランジ成形方法及びその装置
JPH0871862A (ja) 環状スプリング組付け装置
JP3346471B2 (ja) 管球のフレアー製造方法
JP2014223770A (ja) 熱カシメ装置および熱カシメ方法
JP2915782B2 (ja) 樹脂成形品とその製造方法及び製造装置
JP3259816B2 (ja) パンチプレスに於ける爪形成用金型装置
JP4610263B2 (ja) Ｌｅｄ配線ユニットの製造方法
CN2260804Y (zh) 玻璃反光杯成型用的下顶式成型机
JPH08132532A (ja) プラスチックス部材のかしめ方法及びその装置

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid