KR20060052155A - Mold system for molding comprising halogen lamp and molding method using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 할로겐 램프를 구비한 성형용 금형 시스템 및 이를 이용한 성형방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 금형간의 결합면상에 형성된 캐비티를 통하여 성형제를 생산하는 성형용 금형 시스템에 있어서, 캐비티 표면으로부터 일정간격 이격하여 열매체의 유입 또는 유출이 가능한 열매체 유로와 상기 열매체 유로의 상부로 다시 일정간격 이격하여 할로겐 램프의 장착이 가능하도록 하는 중공형 램프 장착부를 가지는 금형 및 상기 램프 장착부에 결합하는 할로겐 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 할로겐 램프를 구비한 성형용 금형 시스템 및 이를 이용한 성형품의 제조를 위한 성형방법에 관한 것이다.The present invention relates to a molding die system having a halogen lamp and a molding method using the same. In particular, the present invention is a molding mold system for producing a molding agent through a cavity formed on the mating surface between the molds, the heat medium flow path and the heat medium flow path which can be inflow or outflow at a predetermined interval from the cavity surface and the constant back to the upper portion of the heat medium flow path Manufacturing a mold system for molding with a halogen lamp, characterized in that it comprises a mold having a hollow lamp mounting portion to enable the mounting of the halogen lamp at intervals and a halogen lamp coupled to the lamp mounting portion and the production of a molded article using the same It relates to a molding method for.
본 발명을 통하여 금형의 캐비티 표면의 온도조절이 용이하여 제품의 변형이나 표면 결함을 줄일 수 있으며, 특히 접합선의 발생을 억제하여 접합선에 대한 별도의 재처리공정을 줄일 수 있다. 또한 가열 및 냉각시간을 줄여 절환시간을 단축함으로써 생산성 향상의 효과를 얻을 수 있으며, 에너지를 효율적으로 관리할 수 있는 장점이 있다.Through the present invention, it is easy to control the temperature of the cavity surface of the mold to reduce the deformation and surface defects of the product, in particular, it is possible to reduce the separate reprocessing process for the joint line by inhibiting the generation of the joint line. In addition, by reducing the heating and cooling time to shorten the switching time to obtain the effect of improving productivity, there is an advantage that can be efficiently managed energy.
할로겐 램프, 금형, 성형방법 Halogen Lamp, Mold, Forming Method
Description
도 1은 본 발명의 할로겐 램프를 구비한 성형용 금형 시스템에 적용되는 금형에 대한 일 실시예의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of one embodiment of a mold applied to a molding die system with a halogen lamp of the present invention.
도 2는 본 발명의 할로겐 램프를 구비한 성형용 금형 시스템에 적용되는 금형에 대한 다른 실시예의 할로겐 램프 부분의 확대단면도이다.2 is an enlarged cross-sectional view of a halogen lamp portion of another embodiment of a mold applied to a molding die system having a halogen lamp of the present invention.
도 3은 본 발명의 할로겐 램프를 구비한 성형용 금형 시스템에 적용되는 금형에 대한 또 다른 실시예의 할로겐 램프 부분의 확대단면도이다.3 is an enlarged cross-sectional view of a halogen lamp portion of another embodiment of a mold applied to a molding die system having a halogen lamp of the present invention.
도 4는 본 발명의 할로겐 램프를 구비한 성형용 금형 시스템에 대한 일 실시예의 전체 시스템 개략도이다.4 is an overall system schematic of one embodiment of a molding die system with a halogen lamp of the present invention.
도 5는 본 발명의 할로겐 램프를 구비한 성형용 금형 시스템에 적용되는 열매체 온도조절장치에 적용되는 가열부의 일 실시예에 대한 모식도이다.5 is a schematic view of an embodiment of a heating unit applied to a heat medium temperature control device applied to a molding die system having a halogen lamp of the present invention.
* 도면의 주요 부호에 대한 설명 *Description of the main symbols in the drawings
10 : 금형 11 : 상부 원판 금형10 mold 11: upper disc mold
12 : 상부 코어 금형 13 : 램프 장착부12: upper core mold 13: lamp mounting portion
14 : 열매체 유로 15 : 단열용 홈14: heat medium flow path 15: heat insulation groove
16 : 단열재 18 : 상시 냉각 라인16: insulation material 18: constant cooling line
21 : 하부 원판 금형 22 : 하부 코어 금형21: lower disc mold 22: lower core mold
23 : 캐비티 30 : 할로겐 램프23: cavity 30: halogen lamp
31 : 반사판 40 : 가열부31: reflector 40: heating portion
41 : 열매체 가열용 할로겐 램프41: halogen lamp for heating the heating medium
42 : 열매체 이송관42: heat transfer pipe
본 발명은 할로겐 램프를 구비한 성형용 금형 시스템 및 이를 이용한 성형방법에 관한 것으로서 특히, 금형의 실제 성형물이 제조되는 캐비티 표면의 온도조절을 용이하도록 하여 수지 등의 주입시에 온도조절을 최적화할 수 있어서 제품의 변형이나 표면 결함(FLOW MARK)을 줄일 수 있으며, 상기 결함중에서도 접합선(WELD LINE)의 발생을 억제하여 접합선발생시에 수행하는 별도의 재처리공정을 없앨 수 있으며, 또한 가열 및 냉각시간을 줄여 절환시간(CYCLE TIME)을 단축함으로써 생산성 향상의 효과를 얻을 수 있으며, 에너지를 효율적으로 관리할 수 있는 할로겐 램프를 구비한 성형용 금형 시스템 및 이를 이용한 성형방법에 관한 것이다.The present invention relates to a molding die system having a halogen lamp and a molding method using the same, and in particular, to facilitate the temperature control of the surface of the cavity in which the actual molding of the mold is manufactured, it is possible to optimize the temperature control at the time of injection of resin, It is possible to reduce the deformation of the product or the surface defects (FLOW MARK), to suppress the generation of the welding line (WELD LINE) among the defects, eliminating the separate reprocessing process performed at the time of the welding line, and also to reduce the heating and cooling time The present invention relates to a molding die system having a halogen lamp and a molding method using the same, which can improve productivity by shortening a cycle time and reducing energy.
일반적으로 열가소성 수지를 사출성형하거나 압축성형을 통하여 성형하는 경우에 실제로 용융물이 충진되는 캐비티의 표면의 온도가 중요하며, 상기 캐비티 표면의 온도가 적절하지 않은 경우에는 성형물의 변형이나 표면결함 등이 발생하는 문제점이 있다. 또한 상기 금형의 온도를 제어하기 위하여 용융물의 주입단계와 응고단계에 따라 금형을 가열 및 냉각하여야 하는데 이러한 가열 -> 냉각 -> 가열로 이어지는 반복되는 싸이클이 빠르게 이루어지지 않는 경우에는 성형물 제작에 있어서 제작시간이 늘어나 생산성이 떨어지는 문제점이 있다. 또한 상기 금형의 가열 및 냉각을 금형 전체에 대해서 진행하는 경우에는 불필요한 부분의 가열 및 냉각이 수반됨에 따라 에너지 효율이 떨어지는 문제점을 발생시킨다.In general, when the thermoplastic resin is molded by injection molding or compression molding, the temperature of the surface of the cavity in which the melt is actually filled is important. When the temperature of the cavity surface is not appropriate, deformation of the molding or surface defects may occur. There is a problem. In addition, in order to control the temperature of the mold, the mold should be heated and cooled according to the injection and solidification stages of the melt, and if such repeated cycles leading to heating-> cooling-> heating are not made quickly, it is manufactured in the production of moldings. There is a problem that the productivity decreases as time increases. In addition, when the heating and cooling of the mold is performed for the entire mold, energy efficiency decreases due to unnecessary heating and cooling of the mold.
따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여 금형의 캐비티 표면만을 외부에서 가열하는 방법으로 열풍, 전기히터, 스팀 또는 할로겐 램프 등을 금형이 개방된 경우에 노출되어진 캐비티 표면에 직접 가하거나 결합하거나 조사하는 등의 방법 등이 일본 특허공고 제1973-22020호, 일본특허공개 제1976-22759호, 일본특허공개 제1982-165229호, 일본특허공개 제1989-42217호 및 한국특허출원 제1996-3216호에 제시되어졌다. 그러나 이와 같이 금형과 별도의 가열장치를 구성하는 경우에는 일반적으로 가열능력이 떨어지고 열효율이 나쁜 문제점이 있으며, 특히, 전기히터나 할로겐 램프를 적용하는 경우는 장치가 복잡해지고, 가열장치의 출입 등에 시간이 소요되어 공정시간이 길어지는 문제점이 있다.Therefore, in order to solve this problem, only the cavity surface of the mold is heated outside, and a hot air, an electric heater, steam, or a halogen lamp is directly applied to, or combined with, or irradiated to the exposed cavity surface when the mold is opened. And Japanese Patent Publication No. 1973-22020, Japanese Patent Publication No. 1976-22759, Japanese Patent Publication No. 1982-165229, Japanese Patent Publication No. 1989-42217 and Korean Patent Application No. 1996-3216. . However, in the case of forming a heating device separate from the mold, there is a problem in that the heating capacity is poor and the thermal efficiency is poor. In particular, in the case of applying an electric heater or a halogen lamp, the device becomes complicated, and the time for entering and exiting the heating device is increased. This takes a problem that the process time is long.
이러한 문제점을 개선하기 위하여 금형내에 유로를 형성하고 증기, 열수 또는 열매체유 등의 가열매체와 냉각매체를 상기 유로상에 독립적으로 또는 교차하여 유입시킴으로써 금형의 캐비티 표면의 온도를 조절하고자 하는 방법이 일본 공개특허 제1981-55219호 등에 제안되어졌다. 그러나 이러한 열매체를 통한 가열 및 냉각의 경우에는 가열 및 냉각이 단순한 열전도에 의하여 이루어지므로 열전달에 있어서 방향성이 없어서 가열 및 냉각이 캐비티의 표면에 집중되지 못하고 유로를 중 심으로 등방성으로 가열 및 냉각이 이루어지므로 금형의 외곽부분도 동일하게 가열 및 냉각이 이루어지므로 응답성이 떨어져 절환시간이 증가되고, 따라서 생산성이 떨어지는 문제점이 있으며, 가열 및 냉각의 대상이 금형 전체에 대하여 이루어지므로 성형시의 싸이클의 진행시에 에너지 효율이 떨어지는 문제점이 있다.In order to solve this problem, a method of controlling the temperature of the cavity surface of the mold by forming a flow path in the mold and introducing a heating medium such as steam, hot water or thermal oil and a cooling medium independently or alternately on the flow path is Japan. Patent Application Publication No. 1981-55219. However, in the case of heating and cooling through the heat medium, since heating and cooling are made by simple heat conduction, there is no directivity in heat transfer, so heating and cooling are not concentrated on the surface of the cavity, and heating and cooling isotropically centered on the flow path. Since the outer part of the mold is heated and cooled in the same way, the response time is decreased, so the switching time is increased, and thus the productivity decreases.Therefore, since the object of heating and cooling is made for the entire mold, the cycle progresses during molding. There is a problem in that energy efficiency is lowered.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 가열 및 냉각의 대상을 금형 내부의 실제 성형물이 제조되는 캐비티 표면으로 집중되도록 하고 이러한 가열/냉각 장치를 금형 내부에 설치하여, 열효율을 높일 수 있고 이의 온도조절을 용이하도록 하며 가열 및 냉각부의 설치 및 제거와 같은 공정을 생략할 수 있는 할로겐 램프를 구비한 성형용 금형 시스템 및 이를 이용한 성형방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention allows the object of heating and cooling to be concentrated on the surface of the cavity in which the actual molding inside the mold is manufactured, and such a heating / cooling device may be installed in the mold to increase thermal efficiency. It is an object of the present invention to provide a molding die system having a halogen lamp and a molding method using the same, which can easily control the temperature thereof and omit a process such as installation and removal of a heating and cooling unit.
또한 본 발명은 가열 및 냉각이 캐비티 표면에 집중되도록 하여 캐비티 표면온도의 응답성을 개선하여 생산성을 향상시킬 수 있는 할로겐 램프를 구비한 성형용 금형 시스템 및 이를 이용한 성형방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a mold system for forming a mold having a halogen lamp and a molding method using the same, by which heating and cooling are concentrated on the surface of the cavity, thereby improving the responsiveness of the surface temperature of the cavity and improving productivity. .
이외에 본 발명은 캐비티 표면의 온도를 신속하고 정확하게 제어함으로써 성형 제품의 변형이나 표면 결함을 줄일 수 있으며, 상기 결함중에서도 접합선의 발생을 억제하여 접합선발생시에 수행하는 별도의 재처리공정을 없앨 수 있는 할로겐 램프를 구비한 성형용 금형 시스템 및 이를 이용한 성형방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention can quickly and accurately control the temperature of the cavity surface to reduce the deformation and surface defects of the molded product, and to suppress the occurrence of the bond line even in the defects to eliminate the separate reprocessing process performed at the time of the bond line generation An object of the present invention is to provide a molding die system having a lamp and a molding method using the same.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 The present invention to achieve the above object
금형간의 결합면상에 형성된 캐비티를 통하여 성형제를 생산하는 성형용 금형 시스템에 있어서,In a molding die system for producing a molding agent through a cavity formed on the mating surface between the molds,
캐비티 표면으로부터 일정간격 이격하여 열매체의 유입 또는 유출이 가능한 열매체 유로와 상기 열매체 유로의 상부로 다시 일정간격 이격하여 할로겐 램프의 장착이 가능하도록 하는 중공형 램프 장착부를 가지는 금형; 및 A mold having a heat medium flow path capable of inflow or outflow of a heat medium at a predetermined distance from the cavity surface, and a hollow lamp mounting part allowing a halogen lamp to be mounted at a predetermined distance from the top of the heat medium flow path again; And
상기 램프 장착부에 결합하는 할로겐 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 할로겐 램프를 구비한 성형용 금형 시스템을 제공한다.It provides a molding die system having a halogen lamp, characterized in that it comprises a halogen lamp coupled to the lamp mounting portion.
또한 본 발명은 In addition, the present invention
상기 성형용 금형 시스템을 이용하는 것을 특징으로 하는 할로겐 램프를 구비한 성형용 금형 시스템을 이용한 성형방법을 제공한다.It provides a molding method using a molding mold system having a halogen lamp, characterized in that using the molding mold system.
본 발명은 할로겐 램프를 구비한 성형용 금형 시스템에 관한 것으로 금형(10)간의 결합면상에 형성된 캐비티(23)를 통하여 성형제를 생산하는 성형용 금형 시스템에 있어서, 캐비티(23) 표면으로부터 일정간격 이격하여 열매체의 유입 또는 유출이 가능한 열매체 유로(14)와 상기 열매체 유로의 상부로 다시 일정간격 이격하여 할로겐 램프(30)의 장착이 가능하도록 하는 중공형 램프 장착부(13)를 가지는 금형 및 상기 램프 장착부(13)에 결합하는 할로겐 램프(30)를 포함하여 구성된다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a molding die system having a halogen lamp, wherein the molding die system produces a molding agent through a
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 할로겐 램프를 구비한 성형용 금형 시스템을 상세히 설명한다.Hereinafter, a molding die system having a halogen lamp of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 할로겐 램프를 구비한 성형용 금형 시스템의 일 실시 예에 대한 단면도를 나타낸다.1 is a cross-sectional view of an embodiment of a molding die system with a halogen lamp according to the present invention.
본 발명은 열가소성 수지를 포함한 다양한 용융물을 금형에 주입하여 성형물을 제조하는 곳에 사용되는 금형간의 결합면상에 형성된 캐비티(23)를 통하여 성형품을 생산하는 성형용 금형을 포함하는 금형 시스템에 관한 것으로 상기 열가소성 수지뿐만 아니라 다양한 성형재를 모두 포함한다.The present invention relates to a mold system including a molding die for producing a molded article through a
일반적으로 금형을 통한 성형에 있어서는 용융물의 주입이 원활히 이루어지도록 하기 위하여 주입단계에서 금형을 일정온도로 가열하게 되는데 이 경우에 실제적으로 용융물의 주입정도를 결정하는 것은 캐비티(23)의 표면온도이다. 또한 성형물의 냉각단계에서도 캐비티(23) 표면의 온도에 따라서 접합선(Weld Line)을 포함한 표면결함이나 제품의 변형이 발생하므로 이에 대한 제어가 필요하다. 따라서 본 발명은 금형내에 금형상의 캐비티(23) 표면으로부터 일정간격 이격하여 열매체의 유입 또는 유출이 가능한 열매체 유로(14)와 상기 열매체 유로의 상부로 다시 일정간격 이격하여 할로겐 램프(30)의 장착이 가능하도록 하는 중공형 램프 장착부(13)를 가지도록 구성한다.In general, in molding through a mold, the mold is heated to a predetermined temperature in the injection step in order to facilitate the injection of the melt. In this case, it is the surface temperature of the
상기 열매체 유로(14)는 도 1에 도시한 바와 같이 상기 캐비티(23) 표면으로부터 일정간격 금형 내부쪽으로 이격되어 금형(10)내에 설치되고, 가능한 캐비티(23) 표면에 근접하여 형성되는 것이 캐비티(23) 표면의 온도를 조절하기에 용이하나 너무 근접하는 경우에는 금형의 강도측면에서 불리하므로 바람직하게는 금형의 캐비티(23) 표면으로부터 1 내지 10 ㎜ 이격되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 유로의 직경에 따라 상기 이격거리를 달리하는 것이 좋으며 상기 유로의 유효 직경이 2 내지 4 ㎜인 경우에 상기 이격거리는 1 내지 5 ㎜인 것이 좋다.As shown in FIG. 1, the heat
상기 열매체 유로(14)는 열매체가 캐비티 표면에 근접한 금형의 내부를 ⅰ)유입, ⅱ)유출 또는 ⅲ)유입과 유출이 교차로 이루어질 수 있도록 구성하는 것이 바람직하며 도 1에 도시한 바와 같이 상부 금형과 하부 금형에 모두 설치하거나 상부 또는 하부 금형에만 설치되도록 할 수도 있다.The heat
상기 열매체 유로(14)에 사용되는 열매체로는 스팀, 열수, 열매체유, 유기계 열매체, 무기계 열매체를 포함한 공지의 다양한 가열매체 또는 냉매, 냉각수 등을 포함하는 공지의 냉각매체가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 사용의 편의성, 사용온도범위 및 구입의 용이성을 고려할 때 광유계 열매체유 또는 합성 열매체유가 사용되는 것이 좋다. 성형공정에서는 상기 열매체 유로에 유입 또는 유출되는 열매체의 온도 및 유량을 조절함으로써 금형의 캐비티 표면온도를 상승시키거나 하강시켜 성형품이 원활하게 제조되는 캐비티 표면온도를 제어하도록 한다.As the heat medium used in the heat
또한 바람직하게는 상기 할로겐 램프의 점등을 통한 가열중에는 상기 열매체는 그 순환을 정지하거나, 공급을 차단하거나, 유로에서 모두 빼내어서 열매체의 순환으로 인한 냉각을 줄이는 것이 가열의 효율을 높일 수 있으므로 좋다. 즉, 스팀, 열수, 열매체유, 유기체, 무기체등의 가열매체를 이용한 가열 방식은 모두 간접적인 가열방식으로 가열매체 이동경로에서(고온에서 저온의 환경으로 변하며 이동하므로 급냉의 냉각효과가 발생)효율이 많이 떨어지게 되며, 열이 흐르는 상태이므로 금형에서 열을 100 % 흡수할 수 없다. 그러므로 cycle time이 길어져 원가 상승의 원인이 발생하고, 또한 가열라인이 길거나 캐비티 면의 면적이 클 경우 케 비티면의 온도가 부분적으로 고르지 않은 경우가 발생하여 품질이 저하되는 경우가 발생할 수 있다. 따라서 할로겐 램프를 이용하여 이를 금형 내부에 직접 설치하고 할로겐 램프로 금형의 온도를 높일 때에는 열의 이동이 적도록 하기 위하여, 간접방식의 가열매체의 가열은 1) 할로겐 램프가 없을 경우의 가열매체의 금형에서 출력부분 온도 상승까지만 가열하고, 2) 가열매체를 통한 가열은 중지하거나, 열매체 유로에 있는 가열매체를 공기로 불어내고 중지 상태를 유지한다. 이것은 가열시 시간을 단축하고 또한 할로겐 램프의 열을 열매체로 빼앗기지 않기 위함(경우에 따라서는 간접방식의 가열은 작동시키지 않고 냉각만 작동해도 가능함)이며, 이를 통하여 할로겐 램프에서 발생한 열 모두를 금형이 흡수할 수 있도록 한다.In addition, preferably, during heating by lighting the halogen lamp, the heating medium stops the circulation, cuts off the supply, or removes all from the flow path to reduce the cooling caused by the circulation of the heating medium, so that the heating efficiency may be improved. In other words, all heating methods using heating media such as steam, hot water, thermal oil, organic materials, and inorganic materials are indirect heating methods. This will drop a lot, and because the heat flows, the mold cannot absorb 100% of the heat. Therefore, the longer the cycle time, the higher the cost, and the longer the heating line or the large area of the cavity surface, the temperature of the cavity surface may be partially uneven, which may result in deterioration in quality. Therefore, in order to install heat directly inside the mold by using a halogen lamp and to reduce the heat transfer when the temperature of the mold is increased by using a halogen lamp, the heating of the indirect heating medium is performed in 1) the mold of the heating medium without the halogen lamp. Heats only up to the temperature of the output part, and 2) stops heating through the heating medium, or blows the heating medium in the heat medium flow path into the air and maintains the stopped state. This is to shorten the time during heating and not to dissipate the heat of the halogen lamp into the heat medium (in some cases, it is possible to operate only the cooling without the indirect heating). To be absorbed.
특히, 상기 열매체유의 경우는 그 사용온도가 -20 내지 350 ℃의 범위에서 사용이 가능하므로 특히 접합선 등의 표면결함을 제거하기 위하여 필요한 금형 온도인 130 내지 160 ℃ 부근의 온도 조절에 용이하게 적용할 수 있다. 이에 대한 구체적인 예로는 알킬벤젠계 또는 나프텐계 열매체유를 들 수 있으며 이 경우에 점도 및 휘발성 등의 측면에서 유리한 특성을 가진다.In particular, since the use temperature of the heat medium oil can be used in the range of -20 to 350 ℃ can be easily applied to the temperature control around 130 to 160 ℃, which is the mold temperature required to remove the surface defects, such as the joint line in particular Can be. Specific examples thereof include alkylbenzene-based or naphthenic-based heat medium oils, which in this case have advantageous properties in terms of viscosity and volatility.
또한 본 발명의 금형 시스템에 사용되는 금형은 상기 열매체 유로(14)의 상부로 다시 일정간격 이격하여 할로겐 램프(30)를 설치하기 위한 중공형태의 램프 장착부(13)를 금형(10)내에 가진다. 이는 도 1에 도시한 바와 같이 상기 열매체 유로(14)보다 더 상부에 위치하고 가열부의 역할을 수행한다. 상기 램프 장착부(13)는 상기 열매체 유로(14)보다는 더 상부에 위치하며, 이와 같은 위치관계를 통하여 캐비티(23) 표면의 온도를 더욱 정밀하고 신속하게 제어하는 것이 가능하다. 상기 일정간격의 이격거리는 할로겐 램프(30)의 조사방향과 금형내의 온도분포 요구조건, 할로겐 램프(30)의 설치간격, 발열량 등에 따라 다양한 형태로 구성할 수 있다.In addition, the mold used in the mold system of the present invention has a hollow
상기 램프 장착부(13)도 상기 열매체 유로(14)와 마찬가지로 상부 금형(11, 12), 하부 금형(21, 22) 또는 상하부금형(10) 모두에 각각 설치될 수 있음은 물론이다.The
상기 램프 장착부(13)에는 각각 할로겐 램프(30)가 장착되는데 이는 금형(10)을 가열시키는 역할을 한다. 가열부로서 할로겐 램프(30)를 이용함으로써 할로겐 램프는 초당 100 내지 500 ℃의 빠른 가열속도를 가지므로 금형의 온도 응답성을 향상시킬 수 있다.
뿐만 아니라 할로겐 램프(30)의 경우는 전도에 의한 열전달이 아니라 복사에 의한 열전달이 이루어지므로 열전달의 방향을 일정한 방향으로 조절이 가능하므로 캐비티(23) 표면으로의 가열을 집중시킬 수 있어 열효율 증대와 신속한 응답특성을 개선하는 장점이 있다. 따라서 이러한 특성을 증대하기 위하여 상기 할로겐 램프(30)는 램프 빛의 조사방향을 일정방향으로 조절하는 반사판(31)을 더 포함하도록 구성할 수 있으며, 도 2에 도시한 바와 같이 그 방향은 캐비티 표면 방향으로 하는 것이 바람직하다.In addition, in the case of the
또한 본 발명의 상기 금형은 상부 금형(11, 12)과 하부 금형(21, 22) 또는 좌측 금형과 우측 금형으로 이루어지는 금형의 형태로 구성할 수도 있고, 금형의 가열 및 냉각시에 가열/냉각의 대상이 되는 금형의 부피를 상대적으로 줄이기 위하 여, 상기 금형을 도 1에 도시한 바와 같이 상부 및 하부 금형을 각각 원판 금형(11, 21)과 코어 금형(12, 22)으로 나누고 상기 원판 금형(11, 21)과 코어 금형(12, 22)간에 열전달을 최소화하기 위하여 이들간에 단열재(16) 또는 단열용 홈(15)을 적용하는 것이 바람직하다.In addition, the mold of the present invention may be configured in the form of a mold consisting of the upper mold (11, 12) and the lower mold (21, 22) or the left mold and the right mold, the heating / cooling at the time of heating and cooling the mold In order to relatively reduce the volume of the target mold, the upper and lower molds are divided into
더욱 바람직하게는 도 1에 도시한 바와 같이 금형을 원판 금형(11, 21)과 코어 금형(12, 22)으로 나누고 코어 금형(12, 22)내에 열매체 유로(14)와 램프 장착부(13)를 구비하고, 상기 램프 장착부(13)에 할로겐 램프(30)를 결합하도록 구성할 수 있으며, 상기 코어 금형(12, 22)의 상부 끝단에는 원판 금형(11, 21)의 접촉면으로 개방된 단열용 홈(15)을 더 포함하고, 상기 원판 금형(11, 21)과 코어 금형(12, 22)간의 접촉면에는 단열재(16)를 더 포함하도록 구성할 수 있다. 이를 통하여 할로겐 램프(30)로 이루어진 가열부로부터 발산된 열은 측면으로는 단열용 홈(16)의 공기에 의하여 단열되고, 상부로는 단열재(15)에 의하여 단열이 이루어질 수 있다.More preferably, as shown in FIG. 1, the mold is divided into
또한 이에 부가하여 도 3에 도시한 바와 같이 상기 램프 장착부(13)는 코어 금형(12, 22)의 상면으로 일부가 개방되도록 개방부를 구성하는 것이 바람직하다. 즉, 할로겐 램프(30)의 급속한 가열시에 램프 장착부(13)의 좁은 공간에서의 순간적인 가열에 따른 금형(10) 및 할로겐 램프(30)에 대한 열충격을 상기 개방부의 공간을 통하여 완화할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 3, it is preferable that the
이외에 일반적인 금형에서 적용되는 기술로서 도 1에 도시한 바와 같이 상기 원판 금형의 상부(11) 및 하부(21)에는 상시 냉각 라인(18)을 코어 금형(12, 22)의 주변으로 설치할 수 있으며, 코어 금형(12, 22)과 원판 금형(11, 21) 간의 측면에도 원판 금형부 측에 단열재(16)를 더 포함하도록 구성할 수 있다. 이를 통하여 가열 및 냉각 싸이클에 따른 금형의 충격완화 및 끼워 맞춤 특성을 향상할 수 있다.In addition to the technology applied in the general mold as shown in FIG. 1, the upper and
상기 기술한 금형 및 할로겐 램프의 구성을 포함하는 본 발명의 금형 시스템에 대한 일 실시예의 전체 시스템 개략도를 도 4에 도시한다. 도시한 바와 같이 본 발명의 할로겐 램프를 구비한 성형용 금형 시스템에는 상기 금형 및 할로겐 램프에 추가하여 상기 열매체 유로에 공급되어지는 열매체를 가열하거나 냉각하여 원하는 온도의 열매체를 제공하는 열매체 온도조절장치와 상기 열매체 온도조절장치를 포함하고 상기 열매체 온도조절장치에 의하여 일정온도의 열매체를 열매체 유로(14)에 공급하는 열매체 공급장치, 상기 할로겐 램프(30)에 연결되어 이에 전원을 공급하는 전원공급장치, 상기 금형의 캐비티(23) 표면 부근에 매설되어 온도를 측정하는 온도측정장치 및 상기 온도측정장치, 전원공급장치 및 열매체 공급장치에 연결되어 성형 싸이클에 따라 캐비티 표면의 온도를 전원공급장치 및 열매체 공급장치를 제어하여 조절하는 온도제어부를 더 포함하도록 구성할 수 있다.An overall system schematic of one embodiment of the mold system of the present invention including the configuration of the mold and halogen lamp described above is shown in FIG. 4. As shown, a molding die system having a halogen lamp according to the present invention includes a heat medium temperature control device for heating or cooling a heat medium supplied to the heat medium flow path in addition to the mold and the halogen lamp to provide a heat medium of a desired temperature. A heat medium supply device including the heat medium temperature control device and supplying a heat medium of a predetermined temperature to the heat
상기 열매체 온도조절장치는 가열부 및 냉각부를 통하여 일정온도로 가열된 열매체와 냉각된 열매체를 각각 일정온도에서 보관하고 필요한 온도에 맞게 혼합하여 제공할 수도 있고, 상온 또는 냉각된 열매체를 가열부(40) 또는 냉각부를 통하여 순간가열 또는 순간 냉각방식으로 가열 또는 냉각하여 제공하도록 하는 등의 다양한 형태를 적용할 수 있으며, 이외에도 공지의 다양한 형태의 냉온 열매체 제조 장치, 냉온수기 등을 적용할 수 있다.The heat medium temperature control device may store the heat medium and the cooled heat medium heated to a predetermined temperature through a heating unit and a cooling unit, respectively, at a predetermined temperature and provide a mixture according to the required temperature, and the
상기 순간 가열의 경우에는 도 5에 그 일 실시예를 도시한 바와 같이 열매체 가열용 할로겐 램프(41)와 상기 열매체 가열용 할로겐 램프(41)로부터 일정간격으로 이격하여 이를 나선형으로 감싸며 상기 열매체 유로(14)에 연결되는 열매체 이송관(42)으로 이루어지는 가열부(40)를 포함하는 열매체 온도조절장치로 구성할 수도 있다. 이를 통하여 할로겐 램프의 순간가열특성을 이용하여 응답특성을 극대화하고, 별도의 고온 열매체유를 보관할 필요가 없으므로 열효율특성이 향상되고 안전사고를 미연에 방지하여 안전성을 확보할 수 있는 장점이 있다.In the case of the instantaneous heating, as shown in an embodiment of FIG. 5, the heat medium
이외에 상기 온도측정장치의 구체예로는 캐비티 표면 부근의 금형에 매설되는 열전쌍(Thermocouple)을 들 수 있다.In addition, a specific example of the temperature measuring device may be a thermocouple embedded in a mold near the cavity surface.
또한 본 발명은 상기 기술한 성형용 금형 시스템을 이용하는 것을 특징으로 하는 할로겐 램프를 구비한 성형용 금형 시스템을 이용한 성형방법을 제공한다. 이를 통하여 캐비티 표면의 온도를 각 성형공정단계에 따라 적정한 온도로 제어하면서 성형을 실시한다.The present invention also provides a molding method using a molding die system having a halogen lamp, characterized in that the molding die system described above is used. Through this, molding is performed while controlling the temperature of the cavity surface to an appropriate temperature according to each molding process step.
특히 상기 열매체 유로(14)에는 각 성형공정 단계에 따라 냉각된 열매체와 가열된 열매체를 교대로 반복하여 유입시킬 수도 있고, 상기 열매체 유로중 일정부분의 유로에는 냉각된 열매체만을 유입시키고, 나머지 유로에는 가열된 열매체만을 유입시키면서 캐비티의 표면온도를 제어하면서 성형공정을 수행할 수도 있다.In particular, the heat
본 발명의 할로겐 램프를 구비한 성형용 금형 시스템 및 이를 이용한 성형방 법을 통하여 가열 및 냉각의 대상을 금형 내부의 실제 성형물이 제조되는 캐비티 표면으로 집중되도록 하여 열효율을 높일 수 있다. 특히 할로겐 램프를 적용하는 경우에는 복사에 의한 열전달로 열전달에 방향성을 가지므로 열효율 특성이 향상될 뿐만 아니라 순간 가열이 가능하여 응답성을 향상하여 캐비티 표면의 온도조절을 용이하도록 하며 가열 및 냉각부의 설치 및 제거와 같은 공정을 생략할 수 있으므로 절환시간이 단축되어 생산성을 품질수준을 유지하면서도 생산성을 향상시킬 수 있다.Through the mold system for molding having a halogen lamp of the present invention and a molding method using the same, the heating and cooling targets can be concentrated on the surface of the cavity in which the actual molding inside the mold is manufactured, thereby improving thermal efficiency. Particularly, when halogen lamp is applied, heat transfer by radiation causes direct heat transfer, which not only improves thermal efficiency, but also enables instantaneous heating, improves response and facilitates temperature control of cavity surface. And since the process such as removal can be omitted, the switching time is shortened to improve the productivity while maintaining the quality level of productivity.
또한 본 발명을 통하여 가열 및 냉각이 캐비티 표면에 집중되고, 캐비티 표면의 온도를 신속하고 정확하게 제어함으로써 성형 제품의 변형이나 접합선을 포함하는 표면 결함을 줄일 수 있으며, 특히 접합선의 발생을 억제하여 접합선발생시에 수행하는 별도의 재처리공정을 없앨 수 있어 제조단가를 낮추며 생산성을 향상할 수 있는 효과가 있다.In addition, through the present invention, heating and cooling are concentrated on the cavity surface, and by controlling the temperature of the cavity surface quickly and accurately, it is possible to reduce the surface defects including deformation of the molded product or the joint line, and in particular, when the generation of the joint line is suppressed by preventing the occurrence of the joint line. There is an effect that can eliminate the separate reprocessing process performed in the lower the manufacturing cost and improve the productivity.
이외에 열매체 온도조절장치에 할로겐 램프를 함께 적용하여 전체 시스템을 구성함으로써 고온의 열매체를 보다 짧은 시간에 공급받음으로써 보다 높은 응답성을 얻을 수 있으며 고온 열매체의 저장탱크를 없앨 수 있어서 저가에 단순한 구성의 장치를 구성할 수 있으며 고온저장탱크의 제거로 인하여 이로부터 발생할 수 있는 안전사고를 방지할 수 있는 장점이 있다.In addition, by applying the halogen lamp to the heat medium thermostat together to form the whole system, the high responsiveness can be obtained by receiving the high temperature heat medium in a shorter time, and the storage tank of the high temperature heat medium can be eliminated. The device can be configured and there is an advantage to prevent the safety accidents that may occur from the removal of the high temperature storage tank.
뿐만 아니라 일반적인 열매체만을 이용하는 방식에 비하여 유지비용을 1/10로 감소시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, there is an advantage that can reduce the maintenance cost to 1/10 compared to the general method using only the heat medium.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되 는 것은 아니고, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 해당 기술분야의 당업자가 다양하게 수정 및 변경시킨 것 또한 본 발명의 범위 내에 포함됨은 물론이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various modifications of those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. And modifications are also included within the scope of the invention.
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