KR20060002578A - 배럴의 압력변화에 의해 사출 성형기의 배럴에 주입되는가스량을 조절하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사출 성형기의 가스공급장치의 전원이 “온”되면 액추에이터의 니들밸브를 열어 가스 압축기로부터 공급되는 가스를 가스라인의 압력이 일정압력이 되기까지 주입하는 제1단계와, 상기 가스라인의 압력이 일정압력까지 상승되면 액추에이터의 니들밸브를 닫고 스크류 회전감지센서의 계량 작동신호를 분석하여 스크류가 회전하는지를 확인하는 제2단계와, 상기 스크류가 회전한 후 일정시간이 경과하고 나서 가스 콘트롤밸브를 열어 가스라인의 가스를 사출 성형기 배럴에 공급하면서 사출 성형기 배럴의 내부압력이 일정압력까지 상승하는지를 확인하는 제3단계와, 상기 사출 성형기 배럴의 내부압력이 일정압력까지 상승되면 다시 사출 성형기 배럴의 압력이 일정압력으로 낮아지는지를 확인하는 제4단계 및 상기 사출 성형기 배럴의 압력이 일정압력까지 낮아지면 가스 콘트롤밸브를 닫아 사출 성형기 배럴에 주입되는 가스를 차단하고, 액추에이터의 니들밸브를 열어 가스 압축기로부터 가스라인으로 가스가 주입되도록 하는 제5단계를 통해 제품을 사출 성형함으로써 제품을 사출 성형할 때 주원료로 사용되는 수지의 종류나 제품에 특성에 맞는 제품을 사출 성형할 수 있는 효과가 있다.

사출 성형기. 수지. 가스. 배럴. 압력 변화.

Description

배럴의 압력변화에 의해 사출 성형기의 배럴에 주입되는 가스량을 조절하는 방법{The Adjustable Method for Gas}

도1은 본 발명에 의해 배럴의 압력변화에 의해 사출 성형기의 배럴에 주입되는 가스량을 조절하기 위한 시스템 구성도이다.

도2는 본 발명에 의해 배럴의 압력변화에 의해 사출 성형기의 배럴에 주입되는 가스량을 조절하는 과정을 보인 흐름도이다.

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

10 : 콘트롤러 11 : 가스 압축기

12 : 사출성형기 배럴 13 : 액추에이터 니들밸브

14 : 가스 콘트롤밸브 15, 16 : 압력센서

17 : 타이머 18 : 디스플레이

19 : 스크류 회전감지센서 20 : 가스라인

본 발명은 자동차용 범퍼와 같은 대형 제품을 사출 성형할 때 배럴의 압력변화에 의해 사출 성형기의 배럴에 주입되는 가스량을 조절하는 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 배럴에 주입되는 수지의 종류나 사출 성형하고자 하는 제품의 특성에 맞게 수지와 함께 가스량을, 가스라인으로부터 가스가 주입되는 사출 성형기 배럴의 압력변화에 조절할 수 있도록 하는 배럴의 압력변화에 의해 사출 성형기의 배럴에 주입되는 가스량을 조절하는 방법에 관한 것이다.

통상적인 사출성형(injection molding)은 수지 특히 고분자 재료를 높은 온도로 가열 용융시켜서 유용상태로 되는 것을 상당한 압력을 가하여 사출금형 내로 고속 유도하여 넣는 사출 프로세스임을 주시된 바와 같으며, 사출 성형기에 금형을 부착하고, 상기 금형에 충진되도록 하는 성형재료(고분자 재료)를 공급하여 운전하는 것이 기본적인 사출성형의 원리이다.

이와 같이 고분자 재료를 이용하여 사출성형을 할 경우, 강도 증가 등의 디자인 요구에 의해 두꺼운 부분이 존재하는 경우가 있게 되는데, 이와 같은 두꺼운 부분의 냉각지연으로 인한 수축이나 변형 등의 불량이 발생되는 것을 방지하기 위해 성형 중에 성형품 내부로 공기나 가스 등을 주입하는 성형법이 이용되고 있다.

즉, 종래의 사출 성형기는 사출 성형기의 배럴 일측에 가스를 주입할 수 있는 가스 주입구를 설치하고, 상기 가스 주입구의 끝부분은 가스 주입구를 통해 배럴 내로 분사되는 가스가 미세하게 분사되도록 소형의 분사공으로 제작함으로써 배럴 내로 수지와 함께 가스가 주입되면서 혼합되어 제품을 성형할 때 기포가 형성되도록 하는 것이다.

통상적으로 사출 성형기를 이용하여 사출 성형하는 제품들은 원료로 사용하는 수지의 종류나 해당 제품의 특성에 따라 수지와 함께 배럴에 주입되는 가스의 주입시간과 가스량을 달리하여야 원하는 특성을 가지는 제품들을 사출 성형할 수 있으나, 종래에는 수지의 종류나 제품의 특성에 관계없이 수지와 함께 배럴에 주입되는 가스량을 일정하게 유지함으로써 수지의 종류나 제품의 특성에 맞는 사출성형이 이루어지지 않는다.

본 발명의 목적은 특정 제품을 성형하고자 하는 수지와 함께 가스라인으로부터 가스가 주입되는 사출 성형기 배럴의 압력변화에 따라 사출 성형기 배럴에 공급되는 가스량을 정확하게 조절함으로써 제품을 사출 성형할 때 주원료로 사용되는 수지의 종류나 제품에 특성에 맞는 제품을 사출 성형할 수 있도록 하는 배럴의 압력변화에 의해 사출 성형기의 배럴에 주입되는 가스량을 조절하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명에 의한 배럴의 압력변화에 의해 사출 성형기의 배럴에 주입되는 가스량을 조절하는 방법은, 사출 성형기의 가스공급장치의 전원이 “온”되면 액추에이터의 니들밸브를 열어 가스 압축기로부터 공급되는 가스를 가스라인의 압력이 일정압력이 되기까지 주입하는 제1단계와, 상기 가스라인의 압력이 일정압력까지 상승되면 액추에이터의 니들밸브를 닫고 스크류 회전감지센서의 계량 작동신호를 분석하여 스크류가 회전하는지를 확인하는 제2단계와, 상기 스크류가 회전한 후 일정시간이 경과하고 나서 가스 콘트롤밸브를 열어 가스라인의 가스를 사출 성형기 배럴에 공급하면서 사출 성형기 배럴의 내부압력이 일정압력까지 상승하는지를 확인 하는 제3단계와, 상기 사출 성형기 배럴의 내부압력이 일정압력까지 상승되면 다시 사출 성형기 배럴의 압력이 일정압력으로 낮아지는지를 확인하는 제4단계 및 상기 사출 성형기 배럴의 압력이 일정압력까지 낮아지면 가스 콘트롤밸브를 닫아 사출 성형기 배럴에 주입되는 가스를 차단하고, 액추에이터의 니들밸브를 열어 가스 압축기로부터 가스라인으로 가스가 주입되도록 하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 액추에이터의 니들밸브를 개폐시키는 기준이 되는 가스라인의 압력과 상기 가스 콘트롤밸브를 개폐시키는 기준이 되는 사출 성형기 배럴의 내부압력은, 수지의 종류나 사출 성형하고자 하는 제품의 특성에 따라 사전에 임의로 설정되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

도1은 본 발명에 의해 배럴의 압력변화에 의해 사출 성형기의 배럴에 주입되는 가스량을 조절하기 위한 시스템 구성도로서, 이는 사출 성형기 배럴(12)에 특정 제품을 사출 성형하기 위한 원재료인 수지와 가스, 즉 질소가스를 주입하여 제품을 사출 성형하기 위한 시스템이다.

상기 사출 성형기 배럴(12)은 수지와 가스를 수용할 수 있도록 구성된 것으로서, 상기 사출 성형기 배럴(12)에는 스크류 회전에 따라 계량 작동신호를 생성시켜 콘트롤러(10)에 제공하는 스크류 회전감지센서(19)와 사출 성형기 배럴(10)의 내부압력을 감지하고 이를 콘트롤러(10)에 제공하는 압력센서(15)가 구비되어 있다.

또한 사출 성형기에는 가스 압축기(11)로부터 가스라인(20)을 통해 사출 성형기 배럴(12)에 주입되는 가스를 조절하기 위한 가스 콘트롤밸브(14)와 가스 압축기(11)로부터 사출 성형기 배럴(10)에 연결된 가스라인(20)에 공급되는 가스, 즉 질소가스량(압력)을 조절하기 위한 액추에이터의 니들밸브(13)가 구비되어 있다. 상기 가스라인(20)에는 가스압력을 감지하여 콘트롤러(10)에 제공하기 위한 압력센서(16)가 장착되어 있다.

이렇게 스크류 회전감지센서(19)로부터 계량 작동신호를, 압력센서(15)로부터 사출 성형기 배럴(12)의 내부압력에 대한 정보 그리고 압력센서(16)로부터 가스라인(gas line)(20)의 가스압력에 대한 정보를 제공 받은 콘트롤러(10)는 사출 성형기 배럴(12)의 압력변화에 대한 정보와 함께 내부에 내장된 타이머(timer)(17)로부터 제공되는 타임 데이터를 근거로 특정 제품을 사출 성형하기 위해 가스 콘트롤밸브(14)와 액추에이터의 니들밸브(13)를 선택적으로 개폐하기 위한 명령을 출력하여 사출 성형기 배럴(12)에 주입되는 가스량을 조절할 수 있다.

도면에서 설명되지 않은 18은 디스플레이(display)로서 가스 압축기(11)로부터 질소 등의 가스가 공급되는 사출기 성형기 배럴(12)에 가스를 공급하는 가스라인(20)의 압력변화와 함께 특정 제품을 사출 성형하는 사출 성형기의 전반적인 공정에 관련된 각종 정보를 제공하는 역할을 한다.

도2는 본 발명에서 배럴의 압력변화에 의해 사출 성형기의 배럴에 주입되는 가스량을 조절하는 과정을 보인 흐름도로서, 가스 공급장치를 포함하는 사출 성형기를 구동시키기 위한 전원이 “온”되고 나면(S11), 콘트롤러(10)는 가스라인에 가스를 주입하기 위한 명령을 액추에이터의 니들밸브(13)에 내려(S12), 가스 압축기(11)로부터 가스라인(20)으로 가스가 주입되도록 한다.

상기 가스 압축기(11)로부터 가스라인(20)으로 가스가 주입되는 동안 콘트롤러(10)는 압력센서(16)의 감지데이터를 분석하여 가스라인(20)의 압력이 일정압력(4000 psi), 즉 사출 성형기 배럴(12)에 가스를 주입하기에 충분한 압력까지 상승하였는지를 확인하게 된다(S13). 그 결과 가스라인(20)의 압력이 임의로 설정한 일정압력 이상까지 상승된 것으로 확인되면, 콘트롤러(10)는 액추에이터의 니들밸브(13)를 닫아(S14) 가스라인(20)에 더 이상의 가스가 주입되지 않도록 한 후 스크류 회전감지센서(19)의 계량 작동신호를 분석하여 스크류가 회전을 시작하였는지를 확인하게 된다(S15).

도면에는 도시하지 않았으나, 콘트롤러(10)는 스크류가 회전을 시작한 후 일정시간이 경과하기까지 대기상태를 유지하다가, 일정시간이 경과한 후 가스라인(20)의 가스를 사출 성형기 배럴(12)에 공급하기 위한 명령을 가스 콘트롤밸브(14)에 내려(S16), 가스라인(20)에 주입된 가스가 가스 콘트롤밸브(14)를 통해 사출 성형기 배럴(12)로 주입되도록 한다.

이때 콘트롤러(10)는 사출 성형기 배럴(12) 내에 설치된 압력센서(15)의 감지데이터를 분석하여 가스라인(20)으로부터 주입되는 가스에 의해 사출 성형기 배럴(12)의 압력이 어떻게 변화하는지를 감지하게 된다(S17).

그 결과, 사출 성형기 배럴(12)의 압력이 1500 psi까지 상승(18)하게 되면, 콘트롤러(10)는 이후 사출 성형기 배럴(12)의 압력을 지속적으로 감지(S19)하여, 사출 성형기 배럴(12)의 압력이 1400 psi로 다시 내려갔는지를 확인하게 된다(S20).

그리고 사출 성형기 배럴(12)의 압력이 14000 psi까지 내려가면, 콘트롤러(10)는 가스 콘트롤밸브(14)를 닫고 액추에이터의 니들밸브(13)를 열어, 사출 성형기 배럴(12)엔 더 이상 가스가 주입되는 않고 가스라인(20)엔 가스 압축기(11)로부터 공급되는 가스가 주입되도록 한다(S21).

여기서, 액추에이터의 니들밸브(13)를 개폐시키는 기준이 되는 가스라인(20)의 압력과 가스 콘트롤밸브(14)를 개폐시키는 기준이 되는 사출 성형기 배럴(20)의 내부압력은 수지의 종류나 사출 성형하고자 하는 제품의 특성에 따라 사전에 임의로 설정되는 것이 바람직하다.

따라서 본 발명은 특정 제품을 성형하고자 하는 수지와 함께 가스라인으로부터 가스가 주입되는 사출 성형기 배럴의 압력변화에 따라 사출 성형기 배럴에 공급되는 가스량을 정확하게 조절함으로써 제품을 사출 성형할 때 주원료로 사용되는 수지의 종류나 제품에 특성에 맞는 제품을 사출 성형할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (2)

1. 사출 성형기의 가스공급장치의 전원이 “온”되면 액추에이터의 니들밸브를 열어 가스 압축기로부터 공급되는 가스를 가스라인의 압력이 일정압력이 되기까지 주입하는 제1단계;

   상기 가스라인의 압력이 일정압력까지 상승되면 액추에이터의 니들밸브를 닫고 스크류 회전감지센서의 계량 작동신호를 분석하여 스크류가 회전하는지를 확인하는 제2단계;

   상기 스크류가 회전한 후 일정시간이 경과하고 나서 가스 콘트롤밸브를 열어 가스라인의 가스를 사출 성형기 배럴에 공급하면서 사출 성형기 배럴의 내부압력이 일정압력까지 상승하는지를 확인하는 제3단계;

   상기 사출 성형기 배럴의 내부압력이 일정압력까지 상승되면 다시 사출 성형기 배럴의 압력이 일정압력으로 낮아지는지를 확인하는 제4단계; 및

   상기 사출 성형기 배럴의 압력이 일정압력까지 낮아지면 가스 콘트롤밸브를 닫아 사출 성형기 배럴에 주입되는 가스를 차단하고, 액추에이터의 니들밸브를 열어 가스 압축기로부터 가스라인으로 가스가 주입되도록 하는 제5단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 배럴의 압력변화에 의해 사출 성형기의 배럴에 주입되는 가스량을 조절하는 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 액추에이터의 니들밸브를 개폐시키는 기준이 되는 가스라인의 압력과 상기 가스 콘트롤밸브를 개폐시키는 기준이 되는 사출 성형기 배럴의 내부압력은, 수지의 종류나 사출 성형하고자 하는 제품의 특성에 따라 사전에 임의로 설정되는 것을 특징으로 하는 배럴의 압력변화에 의해 사출 성형기의 배럴에 주입되는 가스량을 조절하는 방법.

Images