KR20060029803A - An apparatus for explosion forming and method using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 피성형재 내부에 폭발물이 설치되어 판재 등의 피성형재를 성형하는 폭발성형 장치및 폭발성형 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 폭발성형장치는 내부 공간을 형성하며 상기 내부 공간에는 밀폐 공간이 형성된 적어도 하나의 피성형재를 배치한 적어도 하나의 금형, 상기 피성형재의 밀폐 공간에 위치하며 폭발물질과 폭발물질을 점화시키는 점화기를 포함하는 폭발부, 및 상기 점화기를 구동시켜 상기 폭발물질을 폭발시키는 점화 구동부를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 폭발성형 방법은 제1 피성형재와 제2 피성형재를 이격시켜 설치하는 단계, 상기 제1 피성형재와 제2 피성형재의 사이 공간에 폭발물을 설치하고 상기 제1 피성형재와 제2 피성형재를 금형의 내부 공간에 위치시키는 단계, 상기 제1 피성형재와 제2 피성형재의 가장자리를 접합시켜 상기 폭발물이 설치된 부분을 밀폐시키는 단계, 및 상기 폭발물을 폭발시켜 상기 피성형재를 성형하는 단계를 포함한다. The present invention relates to an explosive molding apparatus and an explosive molding method in which an explosive is installed inside a to-be-molded material to mold a to-be-molded material such as a plate. The explosive molding apparatus according to the present invention forms an inner space, wherein the inner space includes at least one mold in which at least one molded object having a sealed space is disposed, and is located in an enclosed space of the molded material and includes explosive material and explosive material. An explosion unit including an igniter to ignite, and an ignition driver to explode the explosive material by driving the igniter. In addition, the explosive molding method according to the present invention comprises the step of installing the first molding member and the second to be spaced apart, the explosives are installed in the space between the first and second to-be-molded material and the first Positioning the part to be molded and the second part in the inner space of the mold, sealing the part where the explosive is installed by joining the edges of the first part and the second part, and exploding the explosive And molding the shaped material.
폭발 성형, 밀폐, 폭발물, 점화기 Explosive Molding, Sealed, Explosives, Igniter
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폭발성형 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a view schematically showing an explosion molding apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 폭발성형의 원리를 개략적으로 도시한 도면이다. FIG. 2 is a view schematically showing the principle of the explosion molding of FIG.
도 3은 종래의 액압성형 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 3 is a view schematically showing a conventional hydraulic molding apparatus.
도 4는 종래의 폭발성형 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 4 is a view schematically showing a conventional explosion-molding apparatus.
본 발명은 폭발성형 장치 및 폭발성형 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피성형재 내부에 폭발물이 설치되어 판재 등의 피성형재를 성형하는 폭발성형 장치및 폭발성형 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an explosive molding apparatus and an explosive molding method, and more particularly, to an explosive molding apparatus and an explosive molding method in which an explosive is installed in a molding material to mold a shaped material such as a plate.
자동차, 조선, 가전 등에 사용되는 부품을 제조하기 위해서 재료를 소정의 형상으로 성형하는 공정이 필요하다. 종래에는 소정의 형상을 갖는 금형에 재료를 충진하거나, 프레스를 이용하여 재료에 압력을 가하는 등의 방법으로 가공하여 재료가 소정의 형상을 갖도록 할 수 있다. 그런데, 이러한 방법에 따른 재료의 가공 은 복잡한 형상의 성형이 불가능하고, 금형 등의 마찰 때문에 성형량에 한계가 있는 문제가 있다. In order to manufacture parts used for automobiles, shipbuilding, home appliances, etc., a process of molding a material into a predetermined shape is required. Conventionally, a material having a predetermined shape may be processed by filling a mold having a predetermined shape or by applying a pressure to the material using a press. By the way, the processing of the material according to this method is impossible to form a complicated shape, there is a problem that the amount of molding is limited due to friction of the mold and the like.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 고압의 기체 또는 액체를 이용하여 재료를 소정의 형상으로 가공하는 액압성형(hydroforming) 장치가 제안되었다. In order to solve this problem, a hydroforming apparatus for processing a material into a predetermined shape using a gas or liquid of high pressure has been proposed.
도 3에는 종래기술에 의한 액압성형 장치가 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 파이프 또는 튜브 등의 피성형재(110)가 상부금형(121)과 하부금형(123)의 사이에 위치한다. 이 때, 피성형재(110)의 일측은 밀폐부재(130)에 의해 밀폐되고 피성형재(110)의 타측은 유압장치(140)에 연결된다. 유압장치(140)를 통해 유체저장부(150)의 유체를 고압으로 피성형재(110) 내부에 주입하면, 유체의 압력에 의해 피성형재(110)가 금형의 내부 형태대로 성형된다(도 3의 화살표 방향 참조). Figure 3 schematically shows a hydraulic molding apparatus according to the prior art. As shown, a
이러한 액압성형 장치는 고압의 유체를 발생시키고 공급하기 위한 수단 및 피성형재의 일단을 밀폐하는 수단을 구비하여야 한다. 이러한 설비를 위해서 넓은 공간이 필요하며, 많은 비용이 소요되는 문제가 있다. 따라서, 재료 가공에 있어서 생산성이 저하되는 문제가 있다. Such a hydraulic forming apparatus should have means for generating and supplying a high pressure fluid and means for sealing one end of the molding material. For such a facility, a large space is required, and there is a problem that costs a lot. Therefore, there exists a problem that productivity falls in material processing.
이러한 액압성형 장치의 문제를 해결하기 위하여 폭발압력을 이용한 폭발성형(explosion forming) 장치가 제안되었다. In order to solve the problem of the hydraulic molding apparatus, an explosion forming apparatus using explosion pressure has been proposed.
도 4에는 종래기술에 의한 폭발성형 장치가 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 폭발성형 장치는 파이프 또는 튜브 형태의 피성형재(160)가 상부금형(171)과 하부금형(173)의 사이에 위치한다. 이 때, 피성형재(160)의 일측은 밀폐 부재(180)에 의해 밀폐되고 타측에는 점화기(190)가 삽입된다. 일단에 점화기(190)를 삽입한 상태에서 점화기(190)에 장착된 화약을 폭발시키면, 폭발 압력에 의해 피성형재(160)가 금형의 내부 형태대로 성형된다(도 4의 화살표 방향 참조). Figure 4 schematically shows an explosive molding device according to the prior art. As shown, the explosive molding device is a
이러한 폭발성형 장치는 피성형재의 일단에 점화기가 삽입된 상태로 폭발 및 성형이 일어나므로, 피성형재의 형상에 제약이 있으며 성형이 불균일하게 일어날 수 있다. 또한, 연속적인 작업을 불가능한 문제가 있다. The explosive molding apparatus is exploded and molded with the igniter inserted into one end of the molded object, and thus the shape of the molded object is restricted and the molding may occur unevenly. In addition, there is a problem that continuous operation is impossible.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 폭발물질 및 점화기를 피성형재 내부에 설치하여 저렴한 비용으로 복잡한 형상을 균일하게 성형할 수 있는 폭발성형 장치 및 폭발성형 방법을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 연속적인 작업이 가능하여 생산성을 높일 수 있는 폭발성형 장치 및 폭발성형 방법을 제공한다. The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an explosion-molding apparatus and an explosion-molding method capable of uniformly forming a complex shape at low cost by installing the explosive material and the igniter inside the molding material. It is. In addition, another object of the present invention is to provide an explosive molding apparatus and an explosive molding method capable of increasing the productivity by the continuous operation.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 폭발성형장치는, 내부 공간을 형성하며 상기 내부 공간에는 밀폐 공간이 형성된 적어도 하나의 피성형재를 배치한 적어도 하나의 금형, 상기 피성형재의 밀폐 공간에 위치하며 폭발물질과 폭발물질을 점화시키는 점화기를 포함하는 폭발부, 및 상기 점화기를 구동시켜 상기 폭발물질을 폭발시키는 점화 구동부를 포함한다. In order to achieve the above object, the explosive molding apparatus according to the present invention includes an at least one mold in which an inner space is formed and the at least one mold member having a sealed space is formed in the inner space, and the enclosed space of the molded material. It is located and includes an explosive part including an igniter for igniting the explosives and explosives, and an ignition drive for exploding the explosives by driving the igniter.
상기 점화 구동부는 유도전압 또는 초음파를 이용하여 원격으로 상기 점화기를 구동시키거나, 상기 점화기와 전기선으로 연결되어 상기 점화기를 구동시킬 수 있다. The ignition driving unit may remotely drive the igniter using an induced voltage or ultrasonic waves, or may be connected to the igniter and an electric line to drive the igniter.
상기 피성형재를 상기 금형의 내부 공간으로 이송하는 공급부 및 성형이 완료된 상기 피성형재를 외부로 이송하는 배출부를 포함할 수 있다. It may include a supply unit for transferring the molding material to the inner space of the mold and a discharge unit for transporting the molding material is completed.
상기 금형은 상기 피성형재의 상부에 위치하는 제1 금형 및 상기 피성형재의 하부에 위치하는 제2 금형을 포함하며, 상기 제1 금형 및 제2 금형 각각에 연결되어 상기 제1 금형 및 제2 금형을 승하강시키는 위치 조절부를 포함할 수 있다. The mold includes a first mold positioned on the upper part of the molding material and a second mold positioned on the lower part of the molded material, and connected to the first mold and the second mold, respectively, to form the first mold and the second mold. It may include a position adjusting unit for raising and lowering.
상기 점화 구동부에 연결되어 상기 점화 구동부를 제어하는 점화 제어부를 더 포함할 수 있다. The ignition control unit may further include an ignition control unit connected to the ignition driving unit to control the ignition driving unit.
또한, 본 발명에 따른 폭발성형 방법은, 제1 피성형재와 제2 피성형재를 이격시켜 설치하는 단계, 상기 제1 피성형재와 제2 피성형재의 사이 공간에 폭발물을 설치하고 상기 제1 피성형재와 제2 피성형재를 금형의 내부 공간에 위치시키는 단계, 상기 제1 피성형재와 제2 피성형재의 가장자리를 접합시켜 상기 폭발물이 설치된 부분을 밀폐시키는 단계, 및 상기 폭발물을 폭발시켜 상기 피성형재를 성형하는 단계를 포함한다. In addition, the explosive molding method according to the present invention, the step of installing the first and second to-be-molded material, the explosives are installed in the space between the first and the second workpiece, (1) placing the molding member and the second molding member in an internal space of the mold, bonding the edges of the first molding member and the second molding member to seal the part where the explosive is installed, and Blasting to mold the shaped material.
상기 제1 피성형재와 제2 피성형재의 가장자리를 접합시켜 상기 폭발물이 설치된 부분을 밀폐시키는 단계는, 상기 제1 피성형재와 제2 피성형재의 가장자리를 용접 또는 고상접합 중 어느 한 방법으로 접합할 수 있다. The step of bonding the edges of the first molded material and the second formed material to seal the portion where the explosives are installed may be performed by welding or solid-state bonding the edges of the first formed material and the second formed material. Can be bonded.
상기 제1 피성형재와 제2 피성형재의 가장자리를 접합시켜 상기 폭발물이 설치된 부분을 밀폐하는 단계는, 상기 금형이 상기 제1 피성형재와 제2 피성형재의 가장자리를 압착시킴으로써 상기 제1 피성형재와 제2 피성형재의 가장자리를 접합 할 수 있다. The step of sealing the portion where the explosive is installed by joining the edges of the first and second workpieces, the mold is pressed by pressing the edges of the first and second workpieces. The edges of the molding material and the second workpiece can be joined.
본 발명에 따른 폭발 성형 방법은 상기 금형을 예열하는 단계 또는 상기 피성형부재를 예열하는 단계를 더 포함할 수 있다. The explosion molding method according to the present invention may further include preheating the mold or preheating the molded member.
이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시에에 대하여 상세하게 설명한다. 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. These examples are merely to illustrate the invention, but the invention is not limited thereto.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폭발성형 장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 폭발성형의 원리를 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a view schematically showing an explosive molding apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic diagram showing the principle of the explosion molding of FIG.
본 실시예에 따른 폭발성형 장치는, 피성형재(10)가 배치되는 금형(20), 위치조절부(30), 폭발부(40), 점화 구동부(45), 점화 제어부(47), 공급부(50) 및 배출부(60)을 포함한다. In the explosive molding apparatus according to the present embodiment, the
본 실시예에서 금형(20)은 제1 금형(21)과 제2 금형(22)을 포함하고, 제1 금형(21)과 제2 금형(22)의 사이에는 내부 공간(25)이 형성된다. 내부 공간(25)은 피성형재(10)가 배치되는 공간으로, 소정의 가공 형상으로 이루어진다. In the present embodiment, the
제1 금형(21)과 제2 금형(22)에는 이들을 승강 및 하강시키는 위치 조절부(30)가 설치될 수 있다. 이러한 위치 조절부(30)는 제1 금형(21)과 제2 금형(22)을 승강 또는 하강시켜 피성형재(10)의 공급 및 배출을 용이하게 하는 역할을 한다. 위치 조절부(30)의 기능은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있으므로 그 자세한 설명은 생략한다. The
금형(20)의 내부 공간(25)에는 내부에 밀폐 공간(15)을 갖는 피성형재(10)가 위치한다. 본 실시예에서 피성형재(10)는 제1 피성형재(11)와 제2 피성형재(12)를 포함하며, 제1 피성형재(11)와 제2 피성형재(12)은 가장자리가 접합되어 제1 피성형재(11) 및 제2 피성형재(12)의 면중심 부분에서 밀폐 공간(15)이 형성된다. In the
이러한 피성형재(10)의 밀폐 공간(15)에는 폭발물질(41)과, 폭발물질을 점화시키는 점화기(43)를 포함하는 폭발부(40)가 위치한다. 폭발물질(41)은 피성형재(10)의 균일한 성형을 위해서 최종 가공 형상을 고려한 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 폭발물질(41)과 점화기(43)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있으므로 그 자세한 설명을 생략한다. The
금형(20)의 내부 또는 외부에는 점화기(43)를 구동시키는 점화 구동부(45)가 위치한다. 점화 구동부(45)는 점화기(43)에 전기선 등에 의해 연결되어 점화기(43)를 구동하거나 유도전압 또는 초음파 등과 같은 원격 방법으로 점화기(43)를 구동한다. An
점화 제어부(47)는 점화 구동부(45)에 연결되어 점화 구동부(45)의 작동을 제어한다. 점화 제어부(47)는 피성형재의 종류, 피성형재의 최종 가공 형상 등에 따라 점화시간 등의 정보가 입력된다. The
점화 제어부(47)의 제어에 따라 점화 구동부(45)가 점화기(43)를 구동시키고, 점화기(43)가 폭발물질(41)을 점화시켜 폭발이 일어난다. 폭발에 의한 압력에 의해 제1 피성형재(11)와 제2 피성형재(12)가 내부 공간(25)의 형상과 같이 성형된다. (도 2의 화살표 참조) Under the control of the
금형(20)의 외부에는 성형하고자 하는 피성형재(10)를 금형(20)의 내부 공간 (25)으로 이송하는 공급부(50) 및 성형이 완료된 피성형재(17)를 금형(20)의 외부로 이송하는 배출부(60)가 형성된다. 본 실시예에서는 위치 조절부(30), 공급부(50), 배출부(60)을 구비하여 연속 작업이 가능하므로, 폭발 성형의 작업이 단순화 되고 효율이 향상되는 장점이 있다. Outside the
이하, 이와 같은 구성을 갖는 폭발성형 장치의 작용 및 폭발성형 방법을 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the operation and explosion molding method of the explosive molding device having such a configuration will be described.
먼저, 서로 소정의 거리를 갖는 제1 피성형재(11)과 제2 피성형재(12)를 준비하고, 제1 피성형재(11)와 제2 피성형재(12)의 사이 공간에 폭발물질(41)과 점화기(43)를 포함하는 폭발부(40)를 설치한다. 공급부(50)를 통하여 폭발부(40)가 설치된 제1 피성형재(11)와 제2 피성형재(12)를 금형(20)의 내부 공간(25)으로 이송한다. First, the first to be formed 11 and the second to be formed 12 having a predetermined distance from each other, and the space between the first to 11 and the second to be formed 12 An
다음으로, 제1 피성형재(11)와 제2 피성형재(12)의 가장자리를 접합시킴으로써 상기 폭발물 설치된 제1 피성형재(11)와 제2 피성형재(12)의 면중심 부근에 밀폐 공간(15)을 형성한다. 제1 피성형재(11)와 제2 피성형재(12)의 가장자리를 접합하기 위하여 용접, 고상접합 등의 방법이 적용될 수 있다. 또한 위치 조절부(30)에 로 금형(20)을 이동시킴으로써 제1 금형(21)과 제2 금형(22)이 제1 피성형재(11)와 제2 피성형재(12)의 가장자리를 압착시키고, 이에 따라 제1 피성형재(11)와 제2 피성형재(2)의 가장자리가 접합되는 방법도 적용이 가능하다. Next, by joining the edges of the first and second to-
이어서, 점화 제어부(47)의 제어에 따라 점화 구동부(45)가 점화기(43)를 구동시키면 점화기(43)가 폭발물질(41)을 점화시켜 제1 피성형부재(11) 및 제2 피성 형부재(12)에 형성된 밀폐 공간(15)에서 폭발이 일어난다. 폭발에 의해 형성된 고압이 제1 피성형재(11)와 제2 성형부재(12)를 내부 공간(25)의 형상대로 성형한다. (도 2의 화살표 참조) Subsequently, when the
마지막으로, 위치 조절부(30)가 제1 금형(21) 또는 제2 금형(22)이 상호 이격되어 떨어지도록 이동시키고, 가공이 완료된 피성형재(17)를 배출부(60)를 통하여 배출시킴으로써 모든 작업이 완료된다. Finally, the
본 발명에서 폭발물을 폭발시켜 피성형재(20)를 성형시키는 단계 이전에 금형(20)을 예열하는 단계 또는 피성형재(10)을 예열하는 단계를 포함함으로써 피성형재(20)를 더 쉽게 성형할 수 있다. In the present invention, by pre-heating the
상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 성형 과정에서 피성형재와 금형에 마찰 현상이 없으므로 복잡한 형태의 성형이 가능하고, 큰 성형량이 필요한 성형도 가능하다. As described above, according to the present invention, there is no friction between the mold and the mold during the molding process, so that molding of a complicated shape is possible, and molding requiring a large molding amount is also possible.
그리고, 폭발물, 점화기 및 점화구동장치 등의 간단한 장치만으로 성형이 가능하므로 작업 공간이 작고 설비가 단순하며 저렴한 비용으로 성형이 가능한 장점이 있다. In addition, since molding is possible only with a simple device such as an explosive, an igniter and an ignition driving device, there is an advantage in that the working space is small, the equipment is simple, and the molding is possible at a low cost.
또한, 폭발물과 점화기를 피성형재의 밀폐 공간에 위치시킴으로써 폭발에 의한 성형 시에 균일한 성형이 가능한 효과가 있다. 이 때 금형의 형태를 고려한 형상의 폭발물을 이용하면 더욱 균일한 성형을 얻을 수 있다. In addition, by placing the explosives and the igniter in the closed space of the molding material, there is an effect that can be uniformly formed during the molding by the explosion. At this time, if the explosive having a shape in consideration of the shape of the mold is used, more uniform molding can be obtained.
그리고 공급부, 배출부, 위치 조절부를 구비하여 성형 과정이 연속적으로 일 어나는 것이 가능하므로, 작업이 단순화되고 생산성이 향상되는 효과가 있다. In addition, since the molding process may be continuously performed by providing the supply part, the discharge part, and the position adjusting part, the work may be simplified and the productivity may be improved.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다. Although the present invention has been described above, it will be readily understood by those skilled in the art that various modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the claims set out below.
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- 2004-10-04 KR KR1020040078648A patent/KR20060029803A/en not_active Application Discontinuation
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