KR20060102587A

KR20060102587A - 사출 성형기용 금형장치

Info

Publication number: KR20060102587A
Application number: KR1020050024356A
Authority: KR
Inventors: 강명호; 김동학
Original assignee: 김동학; 강명호
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2006-09-28
Also published as: JP2008529858A; EP1861235A4; US20080054529A1; WO2006112571A1; US20090212464A1; US7740473B2; US7540989B2; MX2007010537A; CN101132898A; HK1118253A1; BRPI0520178A2; JP4865734B2; CN100593464C; KR100644920B1; EP1861235A1

Abstract

본 발명은 사출성형기용 금형 장치에 관한 것으로, 사출 성형시 유동성과 전사성이 우수하고 싸이클 타임을 짧게 하여 생산성을 높일 수 있는 금형 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 금형장치는, 사출성형기에 고정되어 용융된 사출재료가 주입되도록 캐비티를 형성하기 위한 캐비티면을 구비한 캐비티금형과, 형합시 상기 캐비티를 형성하기 위한 코아면을 구비하고 가이드핀에 안내되어 상기 캐비티를 개폐하도록 전후로 이동이 가능하게 사출성형기에 설치된 코아금형을 포함한다. 코아금형은, 코아면을 포함하고 얇은 두께를 갖는 중간코아금형판과, 두꺼운 두께를 갖는 코아금형지지판으로 분리되어 있다. 코아금형지지판에는 캐비티 금형에 형성된 안내구멍에 삽입되도록 설치되고 중간코아금형판에 삽입되어 증간코아금형판을 전후로만 이동이 가능하도록 구속하기 위한 가이드핀이 고정되어 있다. 중간코아금형판과 코아금형지지판 사이에는 제1스프링이 설치되어 있고, 중간코아금형판의 분리면에는 제1가열수단이 설치되어 있고, 상기 코아금형지지판에는 냉각수단이 설치되어 있다.

중간코아금형판, 중간캐비티금형판, 전열히타, 냉각수배관, 온도센서

Description

사출 성형기용 금형장치{MOLD FOR INJECTION MOLDING MACHINE}

도 1은 본 발명에 따른 일실시예의 금형장치가 개방된 상태의 개략도

도 2는 도 1에 도시된 실시예의 금형장치가 폐쇄된 상태의 개략도

도 3은 도 1에 도시된 실시예의 코아중간금형의 전열히타의 상세도

도 4(a) 및 도 4(b)는 도 1에 도시된 코아중간금형의 전열히타의 다른 실시예의 개략도

도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예의 금형장치가 개방된 상태의 개략도

도 6은 도5에 도시된 실시예의 금형장치가 폐쇄된 상태의 개략도

<도면부호의 간단한 설명>

10 캐비티금형 고정판 20 고정 캐비티금형

30 중간 코아금형판 33 전열히타

35 코아금형 부시 40 코아금형 지지판

41 가이드핀 43 냉각 파이프

50 코아금형 고정판 60 중간 캐비티금형판

70 캐비티금형 지지판 80 온도센서

본 발명은 사출성형기용 금형 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사출을 행하기 전에 가열하고, 사출과 동시에 냉각할 수 있는 캐비티면 또는 코아면을 갖는 별도의 중간 금형을 포함하여 사출 성형의 싸이클타임을 짧게 하여 사출 성형할 수 있는 금형 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 금형장치는 사출시에 금형면의 부위 별로 원하는 온도를 갖도록 하여 양질의 사출 성형 제품을 제조할 수 있는 금형장치에 관한 것이다.

합성수지나 금속의 사출성형 방법은 캐비티가 형성된 고정금형(캐비티금형)과 코어가 형성된 가동금형(코어금형) 사이에 용융 상태의 합성수지나 금속을 주입하고 냉각시켜서 캐비티 형상의 성형품을 얻는 제조 방법을 말한다.

사출성형법에 있어서, 용융재료의 주입 시에는 금형의 온도가 가능하면 용융 재료의 온도와 동일한 것이 바람직하다. 주입된 재료의 유동과 캐비티 표면의 패턴의 전사성을 향상시키고 용융된 재료가 굳은 후 잔류응력에 의한 변형을 줄일 수 있기 때문이다. 또한, 용융재료의 주입이 완료된 후에는 금형의 온도가 낮아서 주입이 완료된 재료가 빨리 냉각되도록 하여 사출성형의 싸이클 타임을 짧게하여 생산성을 높일 수 있는 것이 바람직하다.

그러나 금형을 가열하여 금형의 온도를 높이면 유동성과 전사성이 우수해지나 냉각에 시간이 많이 소요되어 사출 성형의 사이클 타임이 길어지는 문제점이 있고, 싸이클 타임을 짧게 하기 위하여 금형이 급속히 냉각되도록 부피를 작게 할 경 우 강성이 약하여 제품에 변형이 발생하거나 내구성이 나쁘게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 금형의 가열 및 냉각수단을 구비한 금형장치에 있어서, 사출되는 용융재료의 유동성 및 전사성을 유지하도록 금형의 온도를 적절히 유지하면서, 사출이 진행 중이거나 완료된 후에 금형을 급속히 냉각시켜서 사출 성형의 싸이클 타임을 짧게하여 생산성이 우수한 금형장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 즉, 금형의 온도를 높게 하면 냉각에 많은 시간이 소요되어 사출 성형의 싸이클 타임이 길어지고, 사출 성형의 사이클 타임을 짧게 하기 위하여 금형이 빨리 냉각되도록 크기를 작게 하면 유동성 및 전사성이 나빠지는 상반된 현상을 해결할 수 있는 금형장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 금형면을 부위별로 원하는 온도를 갖도록 하여 사출 성형품의 냉각속도를 제어하여 변형이 없는 양질의 사출성형품을 제조할 수 있으며, 동시에 사이클 타임도 줄일 수 있는 금형장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 금형장치는, 사출성형기에 고정되어 용융된 사출재료가 주입되도록 캐비티를 형성하기 위한 캐비티면을 구비한 캐비티금형과, 형합시 상기 캐비티를 형성하기 위한 코아면을 구비하고 가이드핀에 안내되어 상기 캐비티를 개폐하도록 전후로 이동이 가능하게 사출성형기에 설치된 코아금형을 포함한다. 특히 코아금형은, 용융된 사출 재료가 캐비티에 주입될 때 적정한 온도로 유지하고 주입이 완료된 후에는 급속히 냉각시킬 수 있도록, 코아면을 포함하고 얇은 두께를 갖는 중간코아금형판과, 두꺼운 두께를 갖는 코아금형지지판으로 분리되어 있다. 또 한, 상기 코아금형지지판에서 연장되어 캐비티 금형으로 이동시 상기 캐비티 금형에 형성된 안내구멍에 삽입되도록 설치되고 중간코아금형판에 삽입되어 증간코아금형판을 전후로만 이동이 가능하도록 구속하기 위한 가이드핀을 포함한다. 또한, 캐비티를 개방하기 위하여 코아금형이 후방으로 이동시 중간코아금형판과 코아금형지지판이 탄성에 의하여 분리되도록 중간코아금형판과 코아금형지지판 사이에 설치된 제1스프링을 포함한다. 또한, 상기 중간코아금형판의 분리면에는 중간코아금형판을 가열하기 위한 제1가열수단이 설치되어 있고, 상기 코아금형지지판에는 중간코아금형판과 접촉시 중간코아금형을 냉각시킬 수 있도록 일정한 온도로 코아금형지지판을 유지하기 위한 냉각수단이 설치되어 있다.

본 발명에 의하면, 사출성형기에 고정된 캐비티 금형에 대하여 상대운동이 가능하도록 설치된 가동금형인 코아금형을 두께가 얇은 중간코아금형과 두께가 두꺼운 코아금형지지판으로 분리하고, 형합 전에 중간코아금형은 가열수단으로 가열하여 사출성형에 적절한 온도로 유지하고 코아금형지지판은 냉각하여 중간코아금형과 접촉시 중간코아금형을 급속히 냉각시킬 수 있는 상태를 유지할 수 있게 된다. 사출시에는 코아금형지지판이 캐비티 금형 측으로 이동하여 중간코아금형판이 캐비티 금형에 밀착되도록 가압하고, 용융된 사출 재료의 주입이 완료된 후에 가열수단의 가열이 차단되고 코아금형지지판에 접촉된 중간코아금형판은 급속히 냉각된다. 따라서, 용융된 사출재료의 주입시 코어면의 온도를 적절히 유지하여 우수한 유동성과 전사성을 확보하고, 주입의 완료와 동시에 금형을 급속히 냉각할 수 있게 되어 사출 성형의 싸이클 타임을 짧게 할 수 있다.

또한, 중간코아금형의 냉각효과를 높이기 위하여 냉각 시 중간코아금형판과 코아금형지지판의 분리면이 완전히 밀착되도록 하는 것이 바람직하다. 따라서 상기 제1 스프링으로 코일스프링을 사용하여 가이드핀이 삽입되도록 설치하고, 코아금형지지판이 전방으로 이동시 제1 스프링이 코아금형지지판에 완전히 삽입되도록 가이드핀이 고정된 코아금형지지판의 주위에 일정한 깊이의 환형홈을 형성하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 의한 금형장치는, 용융된 사출 재료가 캐비티에 주입될 때 코아면 뿐만 아니라 캐비티면도 적정한 온도로 유지하고 주입이 완료된 후에는 급속히 냉각시킬 수 있도록, 상기 캐비티금형을, 캐비티면을 포함하고 얇은 두께를 갖는 중간캐비티금형판과, 두꺼운 두께를 갖고 제2안내구멍이 형성된 캐비티금형지지판으로 분리할 수도 있다. 또한, 상기 중간캐비티금형판이 전후로만 이동이 가능하도록 구속하기 위하여 일단이 중간캐비티금형판을 관통하여 고정되어 있고, 타단은 상기 캐비티금형지지판의 제2안내구멍에 삽입되어 설치된 중공의 가이드실린더를 포함한다. 또한, 캐비티를 개방하기 위하여 코아금형이 후방으로 이동시 중간캐비티금형판과 캐비티금형지지판이 탄성에 의하여 분리되도록 중간캐비티금형판과 캐비티금형지지판 사이에 설치된 제2스프링을 포함한다. 상기 중간캐비티금형판의 분리면에는 중간캐비티금형판을 가열하기 위한 제2 가열수단이 설치되어 있고, 상기 캐비티금형지지판을 냉각하기 위한 제2 냉각수단을 포함한다.

본 발명에 따라서 코아금형뿐만 아니라 캐비티금형도 중간캐비티금형판과 캐비티금형지지판으로 분리하면, 형합 전에 중간캐비티금형을 가열수단으로 가열하여 사출성형에 적절한 온도로 유지하고 캐비티금형지지판은 냉각하여 중간캐비티금형과 접촉시 중간캐비티금형을 급속히 냉각시킬 수 있는 상태를 유지할 수 있게 된다. 즉, 사출 시에 코아금형지지판을 캐비티 금형 측으로 이동시켜서 중간코아금형판, 중간캐비티금형판, 그리고 캐비티금형지지판이 밀착되도록 가압한 상태에서 용융된 사출 재료의 주입을 완료하고, 제1 및 제2 가열수단의 가열을 차단시켜서 캐비티 표면 모두가 사출에 적합한 온도를 유지한 상태에서 주입을 완료하고, 주입이 완료되면 캐비티 전체를 급속히 냉각시킬 수 있게 된다. 따라서, 용융된 사출재료의 주입시 캐비티면 및 코아면의 온도를 적절히 유지하여 우수한 유동성과 전사성을 확보하고, 주입의 완료와 동시에 금형을 급속히 냉각할 수 있어서 사출 성형의 싸이클 타임을 짧게 할 수 있다.

또한, 중간캐비티금형의 냉각효과를 높이기 위하여 냉각 시 중간캐비티금형판과 캐비티금형지지판의 분리면이 완전히 밀착되도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 제 2스프링으로 코일스프링을 사용하여 중공의 실린더가 삽입되도록 설치하고, 상기 캐비티금형지지판의 제2안내구멍에 중간캐비티금형판이 후방으로 이동시 제2스프링이 완전히 삽입되도록 일정한 깊이의 대경부를 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 가이드실린더의 중공을 상기 제1 안내구멍으로 이용하여, 상기 가이드핀이 코아 금형이 캐비티금형을 향하여 이동할 때 상기 가이드실린더의 중공에 삽입되도록 하면 구조를 간단히 할 수 있어서 유리하다.

상기 제1 및 제2 가열수단은 발열량의 조절이 용이한 전열히타를 사용하고, 특히 중간코아금형판 및 중간캐비티금형판에 접촉하여 발생된 열을 직접 효과적으 로 전달할 수 있도록 금형판의 분리면에 홈을 파고 삽입하여 설치한다. 또한, 중간코아금형판과 코아금형지지판의 접촉면적을 크게 하여 열전달을 촉진하기 위하여는, 전열히타가 삽입된 홈과 전열히타 사이의 공간에 구리를 충진하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 중간코아금형판에는 전열히타의 발열량을 제어하여 코아금형의 온도를 일정한 범위에서 유지할 수 있도록 온도센서를 설치할 수도 있다. 상기 제1 및 제2 냉각수단은 코아금형지지판 내부에 삽입되어 냉각수가 흐르도록 설치된 냉각파이프를 포함한다. 또한, 상기 전열히타는 각각 하나의 전열선이 연장된 것을 사용할 수도 있으나, 캐비티면 또는 코아면의 온도를 부위 별로 조절하기 위하여 복수의 전열선을 사용하고 독립적으로 발열량을 조절할 수 있도록 하는 것이 보다 바람직하다. 금형면의 부위 별로 온도를 조절하면 사출 성형 제품의 냉각속도를 조절하여 잔류응력에 의한 변형을 제거하여 양질의 제품을 생산할 수 있을 뿐만 아니라, 냉각속도를 빠르게 하여 싸이클 타임을 짧게하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 일실시예의 금형장치가 개방된 상태의 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시된 실시예의 금형장치가 폐쇄된 상태의 개략도이고, 도 3은 도 1에 도시된 실시예의 코아중간금형의 전열히타의 상세도이고, 도 4(a) 및 도 4(b)는 도 1에 도시된 코아중간금형의 전열히타의 다른 실시예의 개략도이다.

도 1에 도시된 것과 같이, 본 실시예의 금형장치(100)는 미도시된 사출성형 기에 고정되기 위한 캐비티금형(20)과, 가이드핀(41)에 안내되어 캐비티금형(20)의 전후방으로 슬라이딩이 가능하게 설치된 중간코아금형(30)과, 사출성형기에 가동이 가능하도록 설치되는 코아금형고정판(50)에 고정되고 중간코아금형(30)의 부시(35)에 삽입된 가이드핀(41)이 고정된 코아금형지지판(40)을 포함한다. 캐비티금형(20)에는 용융된 사출재료가 주입되는 캐비티면(21)이 형성되어 있고, 캐비티면(21)에는 용융된 사출재료의 주입통로(23)가 연결되어 있다. 또한 캐비티금형(20)에는 상기 가이드핀(41)이 삽입되기 위한 안내구멍(22)이 형성되어 있다. 중간코아금형판(30)의 캐비티면(21)을 향하는 면에는 코아면(31)이 형성되어 있다. 캐비티금형(20)과 중간코아금형(30)이 형합된 상태를 도시하는 도 2를 참조하면, 코아면(31)은 캐비티면(21)과 함께 용융된 사출 재료가 주입되는 캐비티(C)를 형성한다. 중간코아금형판(30)은 가열과 냉각이 용이하도록 코아금형지지판(40)보다 얇은 두께를 갖는 판형상으로, 종래의 코아금형을 분리한 것이다.

도 1 및 도2를 참조하면, 중간코아금형판(30)의 분리면에는 복수의 홈(35)이 형성되어 있고, 각각의 홈(35)의 내부에는 중간코아금형판(30)을 가열하기 위한 전열히타(33)이 삽입되어 있다. 도 3을 참조하면, 전열히타(33)는 니크롬선과 같은 열선(33a)을 절연피복(33b)이 감싸도록 하여 구성되어 있다. 또한, 중간코아금형판(30)과 코아금형지지판(40) 사이의 접촉면적을 크게 하고 동시에 열전달을 촉진하기 위하여, 전열히타(33)가 삽입된 홈(35)과 전열히타(33) 사이의 공간에 구리부재(36)가 충진되어 있다. 도 4를 참조하면, 전열히타(33)는, 도 4(a)에 도시된 것과 같이 하나의 전열선을 사용할 수도 있으나, 도 3(b)에 도시된 것과 같이 복수의 전열선을 사용하여 설치할 수도 있다. 도면부호 34는 전열히타(33)의 발열량을 제어하기 위한 제어장치이다. 복수의 전열선을 사용하면 전열선(33)의 발열량을 각각 적당히 제어하여 중간코아금형판(30)의 코아면(31)의 온도가 균일하게 되도록 할 수 있다. 또한, 상기 중간코아금형판(30)에는 온도센서(80)가 설치되어 있다. 온도센서(80)는 중간코아금형판(30)의 실시간으로 온도를 측정하여 제어장치(34)에서 전열히타의 발열량을 적절히 제어하도록 하여 코아금형의 온도를 일정한 범위에서 유지할 수 있도록 한다. 본 실시예에 있어서는 온도센서가 하나 도시되어 있으나, 필요에 따라서 복수의 온도센서를 설치할 수 있다. 특히, 금형면의 부위별로 다른 온도를 갖도록 전열히타의 발열량을 제어하고자 할 경우에는 다른 온도를 원하는 부위 별로 온도센서를 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 코아금형지지판(40)에는 중간코아금형판(20)과 접촉시 중간코아금형판을 냉각시킬 수 있도록 일정한 온도로 코아금형지지판(40)을 유지하기 위한 냉각수단이 설치되어 있다. 본 실시예에 있어서 상기 냉각수단은 미도시된 냉각수 탱크와, 냉각수를 순환시키기 위한 펌프와, 코아금형지지판(40)의 내부에 형성된 냉각수배관(43)을 포함한다. 냉각수배관(43)은 코아금형지지판(40) 내에서 연결되어 있으며, 코아금형지지판(40)의 측면에는 미도시된 유입포트와 유출포트가 형성되어 있다.

또한, 중간코아금형판(30)과 코아금형지지판(40) 사이에는 코일스프링(90)이 가이드핀(41)에 삽입되어 설치되어 있다. 코일스프링(90)은 캐비티를 개방하기 위하여 코아금형지지판(40)이 후방으로 이동할 때, 중간코아금형판(30)과 코아금형지 지판(40)이 탄성에 의하여 분리되도록 하여, 코아금형지지판(40)에 의한 냉각을 차단하고 전열히타(33)의 발열에 의하여 중간코아금형판(30)이 급속히 가열되도록 한다. 특히, 도 2에 도시된 것과 같이, 캐비티금형(20)에 중간코아금형(30)이 밀착되어 형성된 캐비티(C)에 용융된 사출 재료가 주입된 후, 중간코아금형판(30)의 냉각효과를 높이기 위하여 중간코아금형판(30)과 코아금형지지판(40)의 분리면이 완전히 밀착되도록 하는 것이 바람직하다. 따라서 상기 제1 스프링(90)으로 코일스프링을 사용하여 가이드핀(41)에 끼워서 설치하고, 도 2에 도시된 것과 같이, 코아금형지지판(40)이 이동하여 중간코아금형판(30)에 접촉할 때 코일스프링(90)이 가이드핀(41)이 고정된 코아금형지지판의 주위에 형성된 일정한 깊이의 환형홈(44)에 완전히 삽입되도록 되어 있다.

이하에서는 본 실시예의 작용 및 효과에 대하여 설명한다. 본 실시예에 의한 금형장치를 사용하여 사출 성형품을 제조하는 방법은 아래와 같다. 먼저, 사출기에 본실시예의 금형장치(100)가 설치된 도 1에 도시된 상태에서, 전열히타에 전류를 공급하여 중간코아금형판(20)이 사출성형에 적절한 온도가 되도록 가열한다. 동시에 코아금형지지판(40)의 냉각수배관(43)으로 냉각수를 흘려서 코아금형지지판(40)을 효율적인 냉각에 필요한 온도를 유지하도록 냉각한다. 중간코아금형판(20)과 코아금형지지판(40)이 사출과 냉각에 적절한 온도에 이르면, 도면에서 좌측 방향으로(캐비티 금형측으로) 코아금형고정판(50)을 이동시켜서 캐비티금형(20)과 중간코아금형판(30)과 코아금형지지판(40)이 밀착되도록 한다. 다음으로 도 2에 도시된 것과 같이 형성된 캐비티(C)내에 용융된 사출재료를 주입하고, 주입 도중이나 주입이 완료된 시점에서 전열히타의 전원을 차탄한다. 주입이 완료되고 사출재료의 응고가 완료되면 코아금형고정판(50)을 후방으로(그림에서 우측방향으로) 이동시켜서 가이드핀(41)이 가이드구멍(22)으로 부터 분리되도록 한다. 이 때 중간코아금형판(30)은 코일스프링(90)의 복원력에 의해서 코아금형지지판(40)으로부터 분리되어 냉각이 차단되고 동시에 전열히타(33)에 전원이 공급되어 중간코아금형판(30)이 가열된다. 캐비티(C)로부터 사출 성형된 제품을 제거하고 상기와 같은 과정이 반복되어 사출을 행하게 된다.

본 실시예에 의한 금형장치를 사용하면, 형합 전에 중간코아금형판(30)을 가열수단으로 가열하여 사출성형에 적절한 온도로 유지하고 코아금형지지판(40)은 냉각하여 중간코아금형과 접촉시 중간코아금형을 급속히 냉각시킬 수 있는 상태를 유지하고, 형합 후에 중간코아금형판(30)을 코아금형지지판(40)으로 급속히 냉각시키면서 사출 성형을 할 수 있게 된다. 따라서, 용융된 사출재료의 주입시 코어면의 온도를 적절히 유지하여 우수한 유동성과 전사성을 확보하고, 주입의 완료와 동시에 금형을 급속히 냉각할 수 있게 되어 사출 성형의 싸이클 타임을 짧게 할 수 있다. 특히, 가열수단이 복수의 전열히타를 독립적으로 제어할 수 있도록 된 경우에는 금형면을 부위 별로 서로 다른 온도가 되도록 하여 사출성형제품이 냉각시 잔류응력에 의하여 변형되는 것을 적절히 제어하여 양질의 성형제품을 생산할 수 있으며, 냉각속도를 제어하여 싸이클 타임을 보다 단축할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예의 금형장치가 개방된 상태의 개략도이고, 도 6은 도5에 도시된 실시예의 금형장치가 폐쇄된 상태의 개략도이다.

도 5에 도시된 실시예가, 도 1에 도시된 실시예와 다른 점은 코아금형뿐만 아니라 캐비티금형(20)도 중간캐비티금형판(60)과 캐비티금형지지판(70)으로 분리되어 있으며, 중간캐비티금형판(60)의 분리면에는 전열히타가 설치되고 캐비티금형지지판(70)에는 냉각수배관이 형성되어 있다는 점이다. 또한, 중간캐비티금형판(60)이 캐비티금형고정판(70)에 대하여 일방향으로 이동이 가능하도록, 일단이 중간캐비티금형판(60)을 관통하여 고정되고 타단이 캐비티금형고정판(70)에 형성된 제2안내구멍(71)에 삽입되어 설치된 중공의 가이드실린더(92)를 포함한다. 또한 도 5에 도시된 것과 같이, 중간캐비티금형판(60)과 중간코아금형판(30)이 개방된 상태에서 중간캐비티금형판(60)을 캐비티금형지지판(70)으로부터 분리되도록 하기 위한 코일스프링(92)이 안내실린더(92)에 삽입되어 있다. 도 6을 참조하면, 중간코아금형판(30)에 코아금형지지판(40)이 완전히 밀착되도록 코아금형지지판(40)의 가이드핀(41)이 고정된 주위에 환형홈(44)이 형성된 것과 같이, 가이드 실린더(92)가 삽입되는 제2안내구멍(71)의 주위에 대경부(74)가 형성되어 제2스프링(91)이 삽입되어 중간캐비티금형판(60)과 캐비티금형지지판(70)이 완전히 밀착되도록 되어 있다. 본 실시예에는 사출성형된 제품을 금형으로부터 분리시키기 위한 이젝트 핀이 도시되어 있지 않으나, 자연적으로 제품이 금형으로 부터 방출되지 않는 제품의 경우에는 중간캐비티금형 또는 중간코아금형을 관통하여 성형된 제품을 금형으로부터 방출시키기 위한 이젝트 핀을 설치하여야 한다.

본 실시예의 금형장치를 사용하는 방법은 사출 전에 중간캐비티금형(40)을 사출 성형에 적절한 온도로 가열한다는 점과 캐비티금형지지판(70)을 캐비티에 주 입된 재료의 냉각에 적절한 온도로 사전에 냉각한다는 점을 제외하고는 앞의 실시예의 사용법과 동일한다.

본 실시예의 금형장치는 코아금형뿐만 아니라 캐비티금형도 중간캐비티금형판과 캐비티금형지지판으로 분리하여, 형합 전에 중간캐비티금형을 가열수단으로 가열하여 사출성형에 적절한 온도로 유지하고 캐비티금형지지판은 냉각하여 중간캐비티금형과 접촉시 중간캐비티금형을 급속히 냉각시킬 수 있는 상태를 유지할 수 있게 된다. 따라서, 용융된 사출재료의 주입시 캐비티면과 코아면의 온도를 사출성형에 적절한 상태로 유지하여 우수한 유동성과 전사성을 확보하고, 주입의 완료와 동시에 금형을 급속히 냉각할 수 있어서 사출 성형의 싸이클 타임을 짧게 할 수 있다. 특히, 중간캐비티금형판과 중간코아금형판에 각각 전열히타가 설치되어 있어서, 각각의 금형판의 온도를 다르게 하여 냉각속도를 제어하면 싸이클 타임을 보다 짧게 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 분리된 중간코아금형판 및 중간캐비티금형판을 구비한 금형장치를 제공한다. 분리된 중간코아금형판 및 중간캐비티금형판을 전열히타를 사용하여 사출성형 전에 적절한 온도로 가열하여 사출을 행하고, 사전에 냉각된 분리되 코아금형지지판 및 캐비티금형지지판으로 급속히 냉각을 행하여 유동성과 전사성이 우수하고 사출성형의 사이클 타임이 짧게되어 생산성이 우수한 금형장치를 제공한다. 특히, 복수의 전열히타를 사용하여 금형면의 부위 별로 서로 다른 온도를 갖도록 제어할 수 있게 되어, 제품의 냉각속도를 제어하여 잔류응력에 의한 변 형을 제어할 수 있을 뿐만아니라 싸이클 타임을 보다 짧게 할 수 있게되어 보다 생산성이 우수한 금형장치를 제공할 수 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims

사출성형기에 고정되어 용융된 사출재료가 주입되도록 캐비티를 형성하기 위한 캐비티면을 구비한 캐비티금형과, 형합시 상기 캐비티를 형성하기 위한 코아면을 구비하고 가이드핀에 안내되어 상기 캐비티를 개폐하도록 전후로 이동이 가능하게 사출성형기에 설치된 코아금형을 포함하는 금형장치에 있어서,

상기 코아금형은, 코아면을 포함하고 얇은 두께를 갖는 중간코아금형판과, 두꺼운 두께를 갖는 코아금형지지판으로 분리되어 있으며, 상기 코아금형지지판에서 연장되어 캐비티 금형으로 이동시 상기 캐비티 금형에 형성된 제1안내구멍에 삽입되도록 설치되고 중간코아금형판에 삽입되어 증간코아금형판을 전후로만 이동이 가능하도록 구속하기 위한 가이드핀과, 캐비티를 개방하기 위하여 코아금형이 후방으로 이동시 중간코아금형판과 코아금형지지판이 탄성에 의하여 분리되도록 중간코아금형판과 코아금형지지판 사이에 설치된 제1스프링을 포함하고,

상기 중간코아금형판의 분리면에 설치되어 중간코아금형판을 가열하기 위한 제1 가열수단과,

상기 코아금형지지판을 냉각하기 위한 제1 냉각수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 금형장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 가열수단은 중간코아금형판의 분리면에 형성된 홈에 삽입되어 설치 된 전열히타를 포함하고,

상기 제1 냉각수단은 코아금형지지판 내부에 삽입되어 냉각수가 흐르도록 설치된 냉각수배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 금형장치.
제2항에 있어서,

열전달을 촉진하기 위하여 전열히타가 삽입된 홈과 전열히타 사이의 공간에 충진된 구리부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금형장치.
제3항에 있어서,

상기 제1 스프링은 코일스프링이고 상기 가이드핀이 삽입되어 설치되어 있으며, 상기 가이드핀이 고정된 코아금형지지판의 주위에는 코아금형지지판이 전방으로 이동시 제1스프링이 완전히 삽입되도록 일정한 깊이의 환형홈이 형성되고,

상기 중간코아금형판에 삽입 설치되어 온도를 측정하기 위한 온도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금형장치.
제4항에 있어서,

상기 전열히타는 복수개이고, 각각 독립적으로 발열량을 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 금형장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 캐비티금형은, 캐비티면을 포함하고 얇은 두께를 갖는 중간캐비티금형판과, 두꺼운 두께를 갖고 제2안내구멍이 형성된 캐비티금형지지판으로 분리되어 있으며,

중간캐비티금형판이 전후로만 이동이 가능하도록 구속하기 위하여 일단이 중간캐비티금형판을 관통하여 고정되어 있고, 타단은 상기 캐비티금형지지판의 제2안내구멍에 삽입되어 설치된 중공의 가이드실린더와, 캐비티를 개방하기 위하여 코아금형이 후방으로 이동시 중간캐비티금형판과 캐비티금형지지판이 탄성에 의하여 분리되도록 중간캐비티금형판과 캐비티금형지지판 사이에 설치된 제2스프링을 포함하고,

상기 중간캐비티금형판의 분리면에 설치되어 중간캐비티금형판을 가열하기 위한 제2 가열수단과,

상기 캐비티금형지지판을 냉각하기 위한 제2 냉각수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 금형장치.
제6항에 있어서,

상기 제2 가열수단은 중간캐비티금형판의 분리면에 형성된 홈에 삽입되어 설치된 전열히타를 포함하고,

상기 제2 냉각수단은 캐비티금형지지판 내부에 삽입되어 냉각수가 흐르도록 설치된 냉각수배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 금형장치.
제6항에 있어서,

상기 제 2스프링은 코일스프링이고 상기 중공의 실린더가 삽입되어 설치되어 있으며, 상기 캐비티금형지지판의 제2안내구멍에는 중간캐비티금형판이 후방으로 이동시 제2스프링이 완전히 삽입되도록 일정한 깊이의 대경부가 형성되고,

상기 중간캐비티금형판에 설치된 전열히타는 복수개인 것을 특징으로 하는 금형장치.
제7항 또는 제8항에 있어서,

상기 가이드실린더의 중공이 상기 제1 안내구멍이 되어, 상기 가이드핀은 코아 금형이 캐비티금형을 향하여 이동시 상기 가이드실린더의 중공에 삽입되도록 설치된 것을 특징으로 하는 금형장치.