KR20050110286A - 시작차용 자스몰드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주조에 의해 자스몰드에 구멍을 형성시키고, 패킹부재를 삽입하여 그 구멍을 미세화 시킴으로써, 재활용이 가능한 동시에 스킨 부착이 요구되는 제품에서 진공압 형성시에도 사용할 수 있는 시작차용 자스몰드에 관한 것으로서, 시작품을 제작할 때 사용되는 동시에, 스킨 공정이 요구되는 자스(ZAS) 금형에 있어서, 제품의 상부형상에 맞게 주조 및 가공되는 상형 몰드와; 제품의 하부형상에 맞게 공동부를 갖고 수직으로 관통된 다수개의 구멍이 형성되도록 주조된 하형 몰드와; 상기 구멍에 삽입되어 미세한 진공성형홀을 형성하는 패킹부재가 포함되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 재활용이 가능하여, 환경친화적 금형을 제작할 수 있고, 종래의 수지형 금형에 비하여 치수 안정성이 높고, 금형수정이 비교적 용이한 장점을 갖는다.

Description

시작차용 자스몰드{ZAS mold for proto car}

본 발명은 시작차용 자스몰드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주조에 의해 자스몰드에 구멍을 형성시키고, 패킹부재를 삽입하여 그 구멍을 미세화 시킴으로써, 재활용이 가능한 동시에 스킨 부착이 요구되는 제품에도 사용할 수 있는 시작차용 자스몰드에 관한 것이다.

일반적으로, 사출성형이란 열가역성 수지를 가열 유동시켜 이것을 사출 성형기에 의해 금형내로 강제 압입시키므로서 제품이 성형될 수 있도록 하는 것인바, 이러한 사출 성형에는 반드시 제품의 성형틀이 되는 금형제작을 우선적으로 수행해야만 한다.

특히, 적은 수량의 시작차나 특수차를 제작하는 경우에는 통상의 기계가공에 따른 투자비와 가공시간을 단축하여 빠른 시간내에 간편한 방법으로 사출금형을 만들어 제품의 개발비용을 절감하게 되는데, 이 때에 이용하는 사출금형으로는 수지형과 자스(ZAS)형이 있다.

그러나, 스킨(Skin)이 있는 사양에서는 진공에 의해 스킨층 형성시 오목하게 들어간 자국(Dimple)이 남게 되어 품질문제가 발생하므로, 미세한 진공성형홀 형성이 용이한 수지형 금형만 사용하고 있다.

종래의 수지형 금형 제작방법을 도 1을 참조하여 설명하면, 다음과 같다.

금형제작순서는, 우선 가금형인 제품과 동일한 형상으로 마스터(10)를 제작하는 것이 선행되어야 하는데, 마스터(10)는 정밀 가공에 의해 제작되는 모크업(Mock-up)으로서 사용하거나 최근에 사용되고 있는 광조형기를 이용하여 제작되는 모형으로 사용한다.(도 1a)

이렇게 제작되는 마스터(10)와는 별개로 상기한 마스터(10)가 삽입될 수 있도록 충분한 공간부가 형성되게 외곽틀(12)을 제작하며, 나중에 금형의 탈형이 용이하도록 파팅부(미도시)를 표시한다.(도 1b)

이어서, 마스터(10) 표면에 젤을 코팅하여 젤코팅층(14)를 형성시키고, 그 상층에 금형의 주재료인 에폭시을 적층하고 경화시켜 코어(16)를 만든 후, 프레임(18)을 설치하여 하형 몰드(13)를 완성시킨다.(도 1c)

이때, 필요에 따라 에폭시의 경화를 촉진시키기 위해서 경화제를 혼합시키는데, 이러한 경화제의 혼합시 발생하는 기포 등을 미리 제거시켜야 한다.

상기 하형 몰드(13)를 뒤집어 놓은 후, 그 상부에 제품형상(20)을 놓고(도 1d), 다시 젤을 코팅하여 젤코팅층(22)을 형성시킨 후(도 1e), 에폭시를 적층시켜 코어(24)를 만들고(도 1f), 상기 코어(24)를 경화시켜 분리함으로써 상형 몰드(21)를 완성시킨다.(도 1g)

그 후, 상기 하형 몰드(13)에 진공성형홀(26)을 형성시키고(도 1h), 그 상층에 스킨용 시트(28)을 올려 놓고 상기 진공성형홀(26)을 통해 공기를 외부로 배출시키고(도 1i), 그 내부를 진공 상태를 유지함으로써 상기 코어(16)의 표면에 스킨(29)이 접착되도록 한다.(도 1j)

상기와 같은 작업공정에 의해, 하형 몰드(13)와 상형 몰드(21)로 한쌍을 이루는 수지형 금형의 제작이 완료된다.(도 1k)

그러나 상기한 종래의 수지형 금형은 그 재질이 열경화성 수지로서 재활용(Recycle)이 불가능하므로, 금형제작 비용이 상승하고, 환경오염의 원인이 되는 문제점을 내포하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 재활용이 가능한 자스(ZAS)재질을 사용하고 다수개의 구멍을 하나의 주조공정에서 형성시켜 제조원가를 절감시키는 동시에, 패킹부재에 의해 상기 구멍을 미세하게 함으로써, 스킨부착 공정에서 진공압 생성이 가능하도록 한 시작차용 자스몰드를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 시작품을 제작할 때 사용되는 동시에, 스킨 공정이 요구되는 자스(ZAS) 금형에 있어서, 제품의 상부형상에 맞게 주조 및 가공되는 상형 몰드와; 제품의 하부형상에 맞게 공동부를 갖고 수직으로 관통된 다수개의 구멍이 형성되도록 주조된 하형 몰드와; 상기 구멍에 삽입되어 미세한 진공성형홀을 형성하는 패킹부재가 포함되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징은 패킹부재에 형성되는 진공성형홀은, 패킹부재의 중앙에 가공에 의해 일부러 형성시키거나, 상기 구멍의 내주면과 상기 패킹부재의 외주면 사이에 자연적으로 발생하는 미세한 틈을 이용하는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 상형몰드의 제작공정을 나타내는 공정도이고, 도 3은 본 발명에 따른 하형몰드의 제작공정을 나타내는 공정도이고, 도 4는 본 발명에 따른 패킹부재를 설치하는 공정을 나타내는 공정도이고, 도 5는 본 발명에 따른 패킹부재의 형상을 나타내는 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 스킨작업을 나타내는 공정도이고, 도 7은 본 발명에 따른 자스몰드의 완성품을 나타내는 단면도이다.

본 발명에 따른 시작차용 자스몰드는 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 주물사형(32)에 의해 주조되는 상형 몰드(35)와, 주물사형(42)에 의해 수직으로 관통되는 구멍(48)이 일체로 형성되는 하형 몰드(46)와, 상기 구멍(48)에 삽입되어 진공성형홀을 만드는 패킹부재(50)로 구성된 것이다.

더욱 상세히 설명하면, 상기 상형 몰드(35)의 제작방법은, 도 2에 도시된 바와 같이, 먼저 제작이 용이한 재료를 이용하여 패턴(30)을 만들고, 상기 패턴(30)을 이용하여 주물사형(32)을 만든 후, 그 주물사형(32)에 아연(Zn)이 주원료인 자스(ZAS)(34)를 부어 응고시킴으로써 주물 형상을 뜨고, 부분적으로 마무리 기계가공을 행함으로써 상형 몰드(35)를 완성한다.

한편, 상기 하형 몰드(46)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 패턴을 이용하여 제작된 주물사형(42)에 자스(ZAS)(45)를 부어 응고시킴으로써 제작되는데, 이때 가공비를 절약할 수 있도록 수직으로 관통되는 다수개의 구멍이 주조시 형성되도록 코어(44)가 상기 주물사형에 형성되어 있다.

따라서, 사형틀인 모래를 제거함으로써 다수개의 구멍(48)이 형성된 하형 몰드(46)가 완성된다.

상기 패킹부재(50)는, 도 4에 도시된 바와같이, 원통형상에 내부에 중심축을 따라 직경 0.1-0.3㎜의 진공성형홀(52)이 가공되거나, 아니면 진공성형홀을 별도로 가공하지 않고 거친 외주면을 이용하여 진공성형홀을 만들 수 있다.

상기와 같은 형상의 패킹부재(50)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 하형 몰드(46)의 구멍에 삽입한 후, 상기 패킹부재(50)의 돌출된 부분을 제거하기 위해 표면 연마가공을 행한다.

이와 같이 하형 몰드(46)의 구멍(48)에 패킹부재(50)를 삽입시켜 구멍의 직경을 미세하게 만드는 이유는, 스킨 부착공정에서 진공압 형성시 외부로 빨려나가는 공기에 의해 구멍 주위에 움푹 들어간 딤플(Dimple)자국이 남지 않도록 하기 위함이다.

즉, 진공성형홀(52)의 직경이 대략 0.3㎜ 이하라면 딤플 자국이 육안으로 확인되지 않을 정도록 작기 때문에, 상기 진공성형홀(52)의 직경을 작게 하기 위해 패킹부재(50)를 삽입시키는 것이다.

따라서, 상기 패킹부재(50)에 별도의 미세 구멍을 가공하지 않고, 상기 패킹부재의 거친 외주면과 상기 하형 몰드의 구멍 내주면 사이에 발생되는 미세한 틈을 진공성형홀로 이용할 수도 있다.

한편, 도 6은 스킨(62)을 하형 몰드(46)의 표면에 접착시키는 공정을 나타내는 것으로서, 상기 하형 몰드(46)의 상층부에 스킨용 시트(60)가 위치하도록 놓고 상기 패킹부재(50)에 형성된 진공성형홀을 통해 공기를 배출시켜 금형 내부를 진공으로 유지시킴으로써, 스킨이 하형 몰드(46)의 표면에 접착되도록 한다.

상기와 같은 공정에 의해 완성된 시작차용 자스몰드는, 도 7에 도시된 바와 같이, 상형 몰드(35)와 미세한 진공성형홀이 다수개 형성된 하형 몰드(46)로 이루어지고, 수지형 몰드와 동일한 작업공정에 의해 시작품을 사출 형성할 수 있다.

즉, 스킨(62)이 입혀진 하형 몰드(46)의 상부에 상형 몰드(35)를 밀착시켜, 그 내부에 공동부를 형성시킨 후, 용융 플라스틱을 주입하여 시작차용 내장부품을 사출 성형한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형실시가 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술사상은 상기한 실시예에 한정되지 아니한다.

상술한 본 발명에 따른 시작차용 자스몰드에 의하면, 재활용이 가능한 자스(ZAS)재질을 사용하므로 재활용이 가능하여, 환경친화적 금형을 제작할 수 있고, 종래의 수지형 금형에 비하여 치수 안정성이 높고, 금형수정이 비교적 용이한 장점을 갖는다.

또한, 진공성형홀을 주조에 의해 형성시킴으로써 가공비용을 등 제조원가를 절감시키는 동시에, 패킹부재를 삽입시켜 상기 진공성형홀의 직경을 미세하게 함으로써 스킨 부착이 요구되는 제품에도 사용할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 종래의 수지형 금형 제작공정을 순서에 따라 도시한 공정도,

도 2는 본 발명에 따른 상형몰드의 제작공정을 나타내는 공정도,

도 3은 본 발명에 따른 하형몰드의 제작공정을 나타내는 공정도,

도 4는 본 발명에 따른 패킹부재를 설치하는 공정을 나타내는 공정도,

도 5는 본 발명에 따른 패킹부재의 형상을 나타내는 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 스킨작업을 나타내는 공정도,

도 7은 본 발명에 따른 자스몰드의 완성품을 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 마스터 12: 외곽틀

13,46: 하형 몰드 14,22: 젤코팅층

16,24: 코어 18: 프레임

20: 제품형상 21,35: 상형 몰드

26,52: 진공성형홀 28,60: 스킨용 시트

29,62: 스킨 30: 패턴

32,42: 주물사형 34,45: 자스(ZAS)

48: 구멍 50: 패킹부재

Claims (2)

1. 스킨접착공정이 요구되는 자동차의 시작품을 제작할 때 사용되는 자스(ZAS) 금형에 있어서,

   제품의 상부형상에 맞게 주조 및 가공되는 상형 몰드와,

   제품의 하부형상에 맞게 공동부를 갖고 수직으로 관통된 다수개의 구멍이 형성되도록 주조된 하형 몰드와,

   상기 구멍에 삽입되어 미세한 진공성형홀을 형성하는 패킹부재가 포함되는 것을 특징으로 하는 시작차용 자스몰드.
2. 제1항에 있어서,

   상기 진공성형홀은, 패킹부재의 중앙에 가공에 의해 형성시키거나, 상기 구멍의 내주면과 상기 패킹부재의 외주면 사이에 자연적으로 발생하는 미세한 틈을 이용하는 것을 특징으로 하는 시작차용 자스몰드.