KR20100034520A - Temperature control system for molds - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 금형 온도 조절 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고주파 유도가열 방식을 이용하여 금형의 온도를 조절할 수 있는 금형 온도 조절 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a mold temperature control system, and more particularly to a mold temperature control system that can control the temperature of the mold using a high frequency induction heating method.
플라스틱 사출성형 과정에서 금형은 가열과 냉각을 반복하게 되며, 신속하게 목표 온도에 도달하였는지와, 성형면 전체에서 균일하게 목표 온도가 달성되었는지의 여부가 제품의 생산성과 상품성에 결정적인 영향을 미치게 되기 때문에 금형의 온도 조절은 매우 중요하다.In the plastic injection molding process, the mold is repeatedly heated and cooled, and whether the target temperature is rapidly reached and whether the target temperature is uniformly achieved throughout the molding surface has a decisive influence on the productivity and the commerciality of the product. Temperature control of the mold is very important.
금형의 용이한 온도 조절을 위해서 국내등록특허공보 제10-0512955호에는 금형의 온도조절 장치가 개시되어 있다.For easy temperature control of the mold, Korean Patent Publication No. 10-0512955 discloses a temperature control apparatus of a mold.
상기 개시된 금형의 온도조절 장치는 온도조절기의 출구라인이 연결되는 공급분배기와, 공급분배기와 금형 사이에 연결되는 다수의 공급 냉매라인과 배출 냉매라인 및 배출분배기와, 냉매라인 상에 설치되어 냉매를 다른 온도로 조절하는 가열수단을 포함한다.The temperature control device of the disclosed mold is provided with a supply distributor connected to the outlet line of the temperature controller, a plurality of supply refrigerant lines, discharge refrigerant lines and discharge distributors connected between the supply distributor and the mold, and installed on the refrigerant line to provide refrigerant. Heating means for controlling to different temperatures.
상기 종래의 금형의 온도조절 장치는 금형의 내부로 삽입되어 연장되는 냉매 라인의 열매체를 통해 금형의 가열과 냉각이 이루어지기 때문에 금형을 신속하게 설정된 온도로 가열하는 것이 용이하지 않은 문제점이 있다.The temperature control device of the conventional mold has a problem that it is not easy to heat the mold quickly to a predetermined temperature because the heating and cooling of the mold is made through the heat medium of the refrigerant line is inserted into the mold extending.
더욱이 상기 종래의 냉각라인을 통해 금형의 온도를 조절하는 온도조절 장치는 제품이 제작되는 캐비티의 표면에서의 온도분포를 균일하게 형성하는 것이 용이하지 않기 때문에 제품이 제작되는 캐비티 내의 접촉면들 사이에서 냉각속도가 불균일하게 되어 제품의 생산성 및 품질이 저하되는 문제가 있었다.Moreover, the temperature control device for controlling the temperature of the mold through the conventional cooling line is not easy to uniformly form the temperature distribution on the surface of the cavity in which the product is manufactured, so it is cooled between the contact surfaces in the cavity in which the product is manufactured. There was a problem that the speed is uneven to reduce the productivity and quality of the product.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 고주파 유도가열 방식을 이용하여 금형의 온도를 신속하게 사출성형을 위한 적정 온도로 승강시키고, 캐비티 내에서의 성형면 전체의 온도가 신속하게 균일한 상태 즉, 열적 평형 상태가 되도록 하는 금형 온도 조절 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was created to solve the above problems, by using a high frequency induction heating method to quickly raise the temperature of the mold to an appropriate temperature for injection molding, the temperature of the entire molding surface in the cavity is quickly uniform It is an object to provide a mold temperature control system that is in a state, ie, thermal equilibrium.
본 발명은 사출금형의 온도를 조절하기 위한 금형 온도 조절 시스템에 있어서, 사출금형의 형 분리시 가동금형과 고정금형의 사이의 가열위치에서 고주파 유도가열 방식을 통해 사출 성형이 이루어지는 성형부를 가열할 수 있도록 고주파 전류가 흐르는 고주파 가열수단을 더 구비하는 것이다.The present invention is a mold temperature control system for controlling the temperature of the injection mold, when the injection mold is separated in the heating position between the movable mold and the stationary mold can be heated by the high temperature induction heating method of the molding part is formed by injection molding It is to further include a high frequency heating means through which a high frequency current flows.
상기 고주파 가열수단은 고주파 전류가 흐르는 고주파 전극부와, 상기 고주파 전극부를 상기 가동금형과 고정금형의 형합 및 형분리에 따라 가열위치로 입출시키는 전극이송부를 포함하고, 상기 고주파 전극부는 가열되는 금형으로부터의 복사열에 의해 온도가 상승하는 것을 방지하기 위해 내부에 냉각수가 이동할 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.The high frequency heating means includes a high frequency electrode portion through which a high frequency current flows, and an electrode transfer portion for introducing the high frequency electrode portion to a heating position according to the matching and mold separation of the movable mold and the fixed mold, and the high frequency electrode portion is heated. It is preferable that the cooling water is formed to move inside to prevent the temperature from rising due to radiant heat therefrom.
그리고 상기 가동금형 또는 고정금형의 내부에 설치되며, 상기 고주파 가열수단에 의해 가열되는 동안 상기 사출부의 성형면 전체에 걸쳐 열적 평형상태에 신속하게 도달할 수 있도록 열이 금형을 통해 상기 사출부로부터 멀어지는 방향으로 전도되는 것을 차단하기 위한 열전도 방지수단을 더 구비할 수 있는데, 상기 열전 도 방지수단은 내부에 냉각유체가 이동할 수 있는 유동로를 갖는 냉각라인으로 이루어지고, 상기 냉각라인의 내부를 통과하는 냉각유체는 기체이며, 기체의 난류 유동을 유도하기 위해 상기 냉각라인의 내부 유동로에는 난류유도부재가 마련되는 것이 바람직하다.And is installed inside the movable mold or the stationary mold, and heat is moved away from the injection part through the mold so as to quickly reach a thermal equilibrium state over the entire molding surface of the injection part while being heated by the high frequency heating means. A heat conduction prevention means for blocking the conduction in the direction may be further provided, wherein the heat conduction prevention means is composed of a cooling line having a flow path through which the cooling fluid can move, passing through the interior of the cooling line The cooling fluid is a gas, and in order to induce turbulent flow of the gas, it is preferable that a turbulence guide member is provided in the internal flow path of the cooling line.
본 발명에 따른 금형 온도 조절 시스템은 사출 성형시 금형의 온도를 신속하게 적정 온도로 가열할 수 있으며, 성형면 전체의 열적 평형상태에 도달하는 시간도 단축됨으로써 성형품의 품질이 개선될 수 있는 이점이 있다.The mold temperature control system according to the present invention can quickly heat the mold temperature to an appropriate temperature during injection molding, and also shortens the time for reaching the thermal equilibrium state of the entire molding surface, thereby improving the quality of the molded article. have.
그리고 제품의 사출 성형시간이 단축되기 때문에 이에 따른 생산성의 향상을 기대할 수 있다.And since the injection molding time of the product is shortened can be expected to improve the productivity accordingly.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 금형 온도 조절 시스템을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a mold temperature control system according to the present invention with reference to the accompanying drawings in more detail.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 금형 온도 조절 시스템(20)은 고주파 유도가열 방식을 이용하여 금형을 가열함으로써 사출 성형시 사출이 이루어지는 사출부(15)의 온도를 성형을 위한 적정 온도로 승강시키기 위한 것이다.1 to 3, the mold
사출금형(100)은 고정금형(11)과 가동금형(13)을 포함하는데, 가동금형(13)의 이동에 따라 형합 및 형분리가 이루어지게 되며, 형합시에는 사출성형이 이루어지는 사출부(15)의 결합을 통해 소정의 캐비티가 형성된다.The
도시되지는 않았으나, 고정금형(11)과 가동금형(13)을 각각 지지하는 고정플 레이트(12)와 가동플레이트(14)는 형합 및 형분리시 이동 방향을 가이드하기 위한 가이드로드에 의해 상호 연결되어 있고, 사출기의 액튜에이터에 의해 가동금형(13)을 이동시킨다.Although not shown, the
사출 성형에 있어서, 금형 내에서의 성형온도 조절은 사출품의 웰드라인, 변형, 싱킹마크 등과 같은 외관결함의 방지를 위해 매우 중요하다. In injection molding, molding temperature control in a mold is very important for preventing appearance defects such as weld lines, deformations, sinking marks, and the like of an injection molded product.
용융된 수지가 캐비티 내부에서 온전히 충진되기 전에 냉각되어 제품의 표면에 결함이 발생하거나 사출품의 불량생산이 발생하는 것을 방지하기 위해 용융된 수지가 캐비티로 주입되는 동안 급속히 냉각되는 것을 방지할 수 있도록 금형을 가열하는 것이 바람직하다.The molten resin is cooled before it is completely filled inside the cavity to prevent the molten resin from cooling rapidly while being injected into the cavity to prevent defects on the surface of the product or poor production of the injection molded product. It is preferable to heat the mold.
상기 금형 온도 조절 시스템(20)은 형합되어 캐비티를 형성하는 사출부(15)를 가열하기 위한 고주파 가열수단(21)과, 열전도 방지수단(26)을 포함한다.The mold
고주파 가열수단(21)은 고주파 전류를 통해 사출부(15)에서 유도 가열이 발생하여 사출부(15)의 온도가 상승하도록 유도하는 것으로 고주파 전류가 흐르는 고주파 전극부(22)와, 고주파 전극부(22)를 사출금형(100)의 형합 및 형분리에 따라 고정금형(11)과 가동금형(13) 사이의 가열위치로 입출시키는 전극이송부(25)를 포함한다.The high
발진기(24)로부터 고주파 전극부(22)에 10 ~ 500 kHz의 고주파 전류가 인가되면 이를 통해 사출부(15)에 와전류가 유도되며, 이 와전류에 의한 전기저항에 의해 사출부(15)가 발열하게 되어 온도가 상승하게 된다.When a high frequency current of 10 to 500 kHz is applied to the high
특히 고주파 전류가 유도하는 와전류는 사출부(15)의 표면에서의 전류밀도가 매우 크기 때문에 표면에서 주로 발열이 이루어지는 표피효과가 있기 때문에 용융된 수지가 주입되는 사출부(15)의 표면에서 주로 발열이 이루어지기 때문에 목표 온도에 신속하게 도달할 수 있다.In particular, since the eddy current induced by the high frequency current has a very large skin current effect on the surface of the
상기 발진기(24)는 진공관식, MG 셋, 반도체식 등이 사용될 수 있는데, 전력효율과 경량, 소형화 및 안정성에서 뛰어난 반도체식 발진기(24)가 사용되는 것이 바람직하다.The oscillator 24 may be a vacuum tube type, MG set, semiconductor type, etc., it is preferable that the semiconductor type oscillator 24 excellent in power efficiency, light weight, miniaturization and stability is used.
상기 고주파 전극부(22)는 내부에 냉각수가 흐를 수 있는 유로(23)를 갖도록 형성되어 있다.The high
고주파 전극부(22)에 고주파 전류가 인가되어 사출부(15)의 표면이 가열되면, 이 사출부(15)로부터 전달되는 복사열에 의해 고주파 전극부(22)의 온도가 상승하게 될 수 있다. 고주파 전극부(22)는 구리재로 형성되기 때문에 온도가 지나치게 상승하게 되면 형태의 변형이 발생할 수 있으며, 온도의 상승에 의해 저항이 커져 전류의 흐름이 나빠지게 된다. When a high frequency current is applied to the high
따라서 고주파 전극부(22)의 온도 상승을 최소화할 수 있도록 고주파 전극부(22)의 내부에는 냉각수가 이동할 수 있는 유로(23)가 형성되어 있으며, 이 유로(23)를 통해 흐르는 냉각수에 의해 고주파 전극부(22)의 온도가 상승하는 것을 방지한다.Therefore, in order to minimize the temperature rise of the high
전극이송부(25)는 고주파 전극부(22)가 금형의 형합 및 형분리에 따라 가열위치로 입출되도록 고주파 전극부(22)를 이동시키는 것으로서, 유압 또는 공압의 액튜에이터에 의해 고주파 전극부(22)가 전·후진 되도록 되어 있다. 물론 전극이 송부(25)는 도시되지는 않았으나 고주파 전극부(22)의 후방에 소정길이 연장된 스크류부재가 결합되어 있고, 이 스크류부재를 전진 및 후진시키는 모터와 웜 및 웜휠을 포함하는 구동부로 이루어질 수도 있다.The
상기 열전도 방지수단(26)은 고주파 가열수단(21)에의해 사출부(15)의 가열이 이루어질 때, 금형을 통해 사출부(15)에서 발열된 열이 금형의 후방으로 전달되는 것을 차단하기 위한 것이다.The heat
상술한 바와 같이 상기 사출부(15)의 가열은 사출금형(100)의 형합시 캐비티의 내부로 충진되는 용융수지의 급속냉각을 방지하기 위한 것이기 때문에 용융수지와 접촉하는 사출부(15)의 성형면 만을 가열하는 것이 바람직하다.As described above, since the heating of the
따라서 열전도 방지수단(26)이 금형의 후방으로 열이 전도되는 것을 방지함으로써 발열된 열이 사출부(15)의 가열에 모두 사용되어 사출부(15)의 가열시간을 단축하게된다.Therefore, the heat
본 실시예의 열전도 방지수단(26)은 냉각유체가 이동하는 냉각라인(27)으로 구성되어 있는데, 상기 냉각라인(27)의 내부에는 냉각유체가 흐를 수 있는 유동로(28)가 형성되어 있으며, 상기 고주파 전극부(22)에 의해 가열되는 사출부(15)의 사출면에 대응하는 방향을 따라 열이 금형의 후방으로 이동하는 것을 차단하도록 연장 설치되어 있다.The heat
이렇게 열전도 방지수단(26)에 의해 사출부(15)에서 발열한 열이 금형의 후방으로 전도되지 못하고 사출부(15)의 온도를 상승시키는데 사용되기 때문에 사출부(15)의 온도가 성형을 위한 적정 온도로 신속하게 상승할 수 있으며, 성형면 전 체에 걸쳐 열적 평형 상태에 신속하게 도달하게 되어 사출 성형시, 캐비티 내부에서의 접촉면의 온도 차에 의한 표면 결함 발생확률을 최소화하게 된다.Since the heat generated in the
상기 냉각라인(27)의 내부를 통과하는 냉각유체는 기체가 사용되었다.Gas was used as the cooling fluid passing through the inside of the
기체는 액체에 비해 열전도도가 더 낮기 때문에 냉각라인(27)의 내부에 기체가 충진되어 있으면 냉각라인(27)이 형성된 지점에서의 열전도가 원활하게 이루어질 수 없기 때문에 금형의 후방으로 열전도가 이루어지는 것을 최소화할 수 있다.Since gas has lower thermal conductivity than liquid, when gas is filled in the
또한 냉각유체를 기체로 사용하는 경우에는 액체를 냉각유체로 사용하는 경우에 비해 냉각라인(27)의 직경을 더 작게 하는 것이 가능하며, 각각의 라인 사이의 간격을 더 좁게 좁힐 수 있어서 열의 전도를 방지하기 위한 열적 장벽효과를 더욱 높일 수 있다.In addition, in the case of using the cooling fluid as a gas, it is possible to make the diameter of the
상기 열전도 방지수단(26)으로 사용된 냉각라인(27)은 용융된 수지의 냉각속도를 높이기 위한 냉각수단으로도 활용될 수 있다.The
냉각기체가 냉각라인(27)의 내부를 유동하는 과정에서 열교환이 이루어지게 되어 용융된 수지의 냉각속도를 높이게 되는데, 상술한 바와 같이 기체의 열전도도가 액체에 비해 낮기 때문에 수지의 냉각을 위한 열교환이 활발하게 이루어질 수 있도록 냉각라인(27)의 내부에는 도 3에 도시되어 있는 것처럼 스파이럴 스프링 형태의 난류유도부재(29)가 설치되어 있다.The heat exchange is performed during the flow of the cooling gas through the
상기 난류유도부재(29)는 냉각라인(27)을 통과하는 기체의 난류 유동을 유도하는 것으로서, 기체가 난류유동을 하면서 냉각라인(27)의 관벽과의 충돌횟수가 증가하게 되면, 냉각유체와 금형 사이에서의 열교환이 더욱 활발하게 이루어질 수 있 기 때문에 용융 수지의 충진 이후, 수지의 냉각속도를 높일 수 있다.The
본 실시예에서는 냉각라인(27)의 내부에 별도의 난류유도부재(29)가 내장되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 이와는 달리 난류유도부재(29)는 냉각라인(27)의 내벽으로부터 유동로(28)를 향해 돌출되어 난류를 유도하도록 냉각라인(27)과 일체로 형성될 수도 있다.In the present exemplary embodiment, a separate
도 4에는 냉각라인(31)의 다른 실시예가 도시되어 있다.4 shows another embodiment of a
도면을 참조하면, 냉각라인(31)은 경사진 슬릿 형태로 형성되어 있다. Referring to the drawings, the cooling
따라서 냉각라인(31)에서의 열 장벽(thermal barrier)의 두께가 두터워지게 됨으로써 사출부(15)로 부터 금형의 후방으로 열이 전도되는 것을 더욱 효율적으로 차단할 수 있다.Therefore, the thickness of the thermal barrier in the
특히 이렇게 냉가라인(31)이 슬릿 형태로 형성되는 경우에는 액체 상태의 냉매를 사용하기가 더욱 어렵기 때문에 저온기체를 냉매로 사용하는 것이 더욱 바람직하다.In particular, when the cooling
상기 냉각라인(31)은 단면이 본 실시예와 같이 직사각형이 아닌 타원형으로 형성되는 것도 가능하다.The cooling
도 1은 본 발명에 따른 금형 온도 조절 시스템을 구비하는 사출금형을 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view showing an injection mold having a mold temperature control system according to the present invention,
도 2는 고주파 전극부를 도시한 부분발췌 사시도,2 is a partial excerpt perspective view showing a high frequency electrode unit;
도 3은 열전도 방지수단을 도시한 고정금형의 부분절단 사시도,Figure 3 is a partially cut perspective view of a fixed mold showing a heat conduction preventing means,
도 4는 냉각라인의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing another embodiment of a cooling line.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100; 사출금형100; Injection mold
20; 금형 온도 조절 시스템20; Mold temperature control system
21; 고주파 가열수단21; High frequency heating means
22; 고주파 전극부22; High frequency electrode
25; 전극이송부25; Electrode transfer part
26; 열전도 방지수단26; Heat conduction prevention means
27; 냉각라인27; Cooling line
29; 난류유도부재29; Turbulent induction member
Claims (6)
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KR1020080093707A KR20100034520A (en) | 2008-09-24 | 2008-09-24 | Temperature control system for molds |
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KR1020080093707A KR20100034520A (en) | 2008-09-24 | 2008-09-24 | Temperature control system for molds |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102080765B1 (en) * | 2018-09-21 | 2020-02-24 | 고려정밀 (주) | Progressive mold to enhance fomability |
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2008
- 2008-09-24 KR KR1020080093707A patent/KR20100034520A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR102080765B1 (en) * | 2018-09-21 | 2020-02-24 | 고려정밀 (주) | Progressive mold to enhance fomability |
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