KR20020085925A - 블로우 금형 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 블로우 금형의 제작 기간을 단축시킬 수 있는 블로우 금형 제작방법에 관한 것이다. 본 발명은 블로우 금형의 제작방법에 있어서, 상기 금형의 형상에 대응되는 3차원 값을 캐드(CAD) 데이터화하는 단계와; 상기 3차원 캐드 데이터에 의한 금형 형상에 따라 레이저빔을 액체상태의 광경화성 수지에 조사하여 경화하는 단계와, 상기 경화된 광경화성 수지에 액체상태의 광경화성 수지를 재차 도포하고 경화하는 단계를 반복하여 광경화성 수지를 적층함에 따라 금형을 제작한다.

Description

블로우 금형 제작방법{BLOW MOLD MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 금형에 관한 것으로서, 특히 블로우 금형 제작방법에 관한 것이다.

통상적으로, 차량에 장착되는 각종 탱크류 및 덕트류와 같은 중공 부품을 성형하는 방법으로 블로우 성형법이 사용되고 있다.

블로우 성형법이란, 금형의 주형내로 사출물을 삽입시킨 후 일측에서 공기를 주입하면서 금형을 회전시켜 사출물 내부로 중공이 형성되도록 하면서 원심력에 의해 적절한 두께로 주면이 형성되도록 하는 성형법이다.

도 1을 참조하여 종래 기술에 따른 블로우 금형의 제작방법에 대한 공정을 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이 먼저, 금형의 도면이 출도되면 금형을 설계한다 (①, ②단계). 이어서, 설계된 금형에 대응되는 값을 캐드(CAD) 데이터화하는 작업을 한다(③단계). 그리고, 성형품과 동일한 형상으로 제작되는 목형을 이용하여 스티로플과 같은 수지로 상, 하형 간이 금형을 각각 제작한다(④단계). 제작된 상, 하형 간이 금형을 이용해서는 2개의 사형(Sand Mold)을 만들며, 사형에 아연과 같은 금속주물을 부어 주형을 만든 후 면가공을 하여 상, 하 금형을 제작한다(⑤단계). 이어서, NC작업과 같은 기계 가공을 하고, 사상작업을 한 다음 상, 하 금형을 조립한다(⑥, ⑦, ⑧단계). 이와 같은 공정을 통해 완성된 금형으로 제품을 성형한다(⑨단계).

참고적으로, 금속주물을 부어 형성되는 금형으로 현재 가장 많이 사용되는 것은 아연을 주재료로 하는 ZAS금형이다.

그러나, ZAS금형과 같은 금속재 금형은 제작 공정이 복잡하게 이루어지면서 주물의 경화시간이 길어 장시간의 제작 시간을 필요로 하며, 따라서 그만큼 제작비가 과중해지게 되는 문제점이 있었다. 또한, 금형의 주조후 NC작업과 같은 후속 가공을 수행하기 때문에 금형의 제작에 많은 기간이 소요되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 블로우 금형의 제작 기간을 현저하게 단축시킬 수 있는 블로우 금형 제작방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 블로우 금형의 제작방법에 있어서, 상기 금형의 형상에 대응되는 3차원 값을 캐드(CAD) 데이터화하는 단계와;상기 3차원 캐드 데이터에 의한 금형 형상에 따라 레이저빔을 액체상태의 광경화성 수지에 조사하여 경화하는 단계와, 상기 경화된 광경화성 수지에 액체상태의 광경화성 수지를 재차 도포하고 경화하는 단계를 반복하여 광경화성 수지를 적층하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 블로우 금형의 제작방법에 대한 공정도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 블로우 금형의 제작방법에 대한 공정도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 블로우 금형의 제작공정에 사용되는 광조형 장치의 구성도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 블로우 금형의 제작방법에 대한 공정을 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 블로우 금형의 제작방법은 먼저, 금형의 도면이 출도되면 제작할 금형의 형상에 대응되는 값을 3차원 캐드(CAD) 데이터화하는 작업을 한다(①, ②단계).

②단계는 3차원 모델링이 가능한 캐드(CAD)시스템을 이용하여 제작하고자 하는 제품의 금형을 3차원 모델링하는 단계이다. 이렇게 만들어진 모델은 예를 들어 STL포맷이라고 하는 형태로 변환되어진다. 여기서 STL포맷이란 3차원의 형상을 삼각형의 패치만으로 표현한 것이다. 일반적으로 대부분의 캐드 시스템은 고유의 포맷을 STL포맷으로 변환하는 변환자를 가지고 있다. STL데이터는 다음으로 슬라이싱(Slicing)과정을 거친다. 슬라이싱은 z=h인 평면과 모델을 구성하고 있는 STL 포맷의 삼각형들과의 교점을 찾아 추출하는 작업을 말한다.

이렇게 슬라이싱된 데이터로부터 중복된 점을 찾아 폐루프를 만드는 과정을 통해 단면정보가 완성된다. 3차원 모델은 유한개의 단면정보로 바뀌었다. 이 각 단면에 대해서 레이저의 주사경로를 결정하고 ON/OFF 시기를 넣은 후 각 단면의NC데이터 사이에 Z방향의 이동거리를 넣으면 광 조형 장치를 위한 NC데이터가 완성된다.

상기와 같이 슬라이싱된 형상데이터를 가지고 도 3에 도시된 광 조형 장치에서 레이저 작업을 통해 금형을 가공하게 된다. 즉, 3차원 캐드 데이터에 의한 금형 형상에 따라 레이저빔을 액체상태의 광경화성 수지에 조사하여 경화하고, 경화된 광경화성 수지에 액체상태의 광경화성 수지를 재차 도포하고 경화하는 단계를 반복하여 광경화성 수지를 적층한다. 이와 같은 방법을 통해 금형을 만들게 된다.(③단계).

도 3을 참조하여 광 조형 장치에서 금형을 제작하는 과정을 설명한다.

먼저, 도 3을 참조하여 광 조형 장치의 요부 구성을 설명하면, 수지통(10)의 내부에는 광경화성 수지(12)가 채워져 있고, 수지통(10) 내부에서 상하방향으로 이동되는 승강부(14)가 설치되어 있다. 승강부(14)의 플랫폼(16) 상면에는 금형(20)이 안착되는 안착면(18)이 수평으로 형성되어 있다. 그리고, NC데이터에 의해 X방향 및 Y방향으로 이동되면서 레이저빔(24)을 조사하는 레이저 공급부(22)가수지통(10)의 상부에 설치된다.

승강부(14)의 안착면(18)은 그 상면에 수지(12)가 NC데이터로 만들어진 단면의 높이만큼 존재하도록 수지(12)의 표면보다 내려온 위치에 있게 된다.

이와 같은 상태에서, 레이저 공급부(22)가 NC데이터에 따라 X축 및 Y축방향으로 움직이면서 레이저빔(24)을 조사하여 수지(12)를 경화시켜 소정형상의 단면을 만든다. 이때 경화된 부분이 약 0.15mm 두께로 내려간다. 이와 같이 하나의 단면을 형성하고 난 후에는 승강부(14)를 다음에 형성할 단면의 높이만큼 아래방향으로 이동시켜 정지시킨 후 다시 NC데이터에 따라 레이저 공급부(15)를 이동하면서 수지(12)를 경화시키게 된다.

이와 같은 과정을 반복하면 승강부(14)의 안착면(18) 상에는 원하는 형상의 금형(20)이 형성된다.

일단 상기 수지통(10) 내부에 소정 형상으로 금형(20)을 형성하고 난 후에는 이를 안착면(18)으로부터 분리하고 세척, 후경화 과정을 거쳐 완전히 경화시킨다. 이어서, 금형(20)의 가공 정밀도 향상을 위해 사상작업을 하고, 금형(20)을 조립한다(④, ⑤단계). 이와 같은 공정을 통해 완성된 금형(20)으로 제품을 성형한다(⑥단계).

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 블로우 금형 제작방법은 3차원 캐드 시스템과 광 조형 장치를 이용하여 금형을 제작함에 따라 금형의 가공 정밀도를 향상시켜 금형의 성형후 NC작업과 같은 후속 가공을 수행하지 않기 때문에 금형의 제작에 많은 기간이 소요되는 문제점을 해소할 수 있다. 또한, 광 경화성 수지를 이용하여 금형을 제작하기 때문에 금속 금형의 제작 준비 기간과 주물의 경화시간등을 단축시켜 실질적인 금형의 제작공정과 제작기간을 단축시킬 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 블로우 금형 제작방법은 광경화성 수지를 이용하여 금형을 제작함에 따라 금형의 무게를 경감시킬 수 있으며, 금형의 제작 기간과 비용을 감소시킬 수 있다. 또한, 금형 제품의 설계변경에 따른 신속한 대응을 할 수 있어 신차 부품의 개발을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 블로우 금형의 제작방법에 있어서,

   상기 금형의 형상에 대응되는 3차원 값을 캐드(CAD) 데이터화하는 단계와;

   상기 3차원 값의 캐드 데이터를 이용하여 금형을 가공하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 블로우 금형 제작방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 금형 가공 단계는

   3차원 캐드 데이터에 의한 금형 형상에 따라 레이저빔을 액체상태의 광경화성 수지에 조사하여 경화시키는 단계와,

   상기 경화된 광경화성 수지에 액체상태의 광경화성 수지를 재차 도포하여 경화하는 단계를 반복하여 광경화성 수지를 적층하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 블로우 금형 제작방법.