KR20100091745A - Apparatus for forming fluted embossings on the surface of sheet metal - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 금속 박판의 표면에 주름 형상의 엠보싱을 성형하는 장치에 관한 것으로서, 특히 그 표면에 주름 형상의 홈들이 음각되어 있는 하부 엠보싱롤과 상기 하부 엠보싱롤 위에 배치된 회전가능한 상부 우레탄롤 사이로 금속 박판을 통과시킴으로써, 상기 하부 엠보싱롤의 표면에 음각된 홈의 주름 형상이 금속 박판의 표면에 양각된 엠보싱으로 그대로 성형되도록 하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for forming a corrugated embossing on a surface of a metal sheet, in particular a metal between a lower embossing roll having recessed grooves on its surface and a rotatable upper urethane roll disposed on the lower embossing roll. By passing through a thin plate, it relates to an apparatus in which the corrugated shape of the grooves engraved on the surface of the lower embossing roll is molded as it is by embossing embossed on the surface of the metal thin plate.
내연기관이나 보일러, 금속을 제련하기 위한 로(爐) 등과 같은 장치나 설비는 주변으로 고온의 열을 방사하기 때문에, 주변환경을 보호하거나 또는 위와 같은 장치나 설비 주위에 배치된 다른 장치들을 보호하기 위해서는 고온의 열을 적절히 차단하는 단열재가 설치되는 것이 일반적이다.Devices or equipment, such as internal combustion engines, boilers, furnaces for smelting metal, radiate high heat to the surroundings and thus protect the surrounding environment or other devices located around them. For this purpose, it is common to provide a heat insulating material that properly blocks high temperature heat.
이러한 단열재로는 유기질과 무기질의 여러 가지 종류가 있는데, 특히 고온의 열을 차단하기 위해서는 무기질의 단열재가 사용되고, 대표적으로는 유리섬유가 널리 사용된다.There are various kinds of organic and inorganic materials such as heat insulating materials. In particular, in order to block high temperature heat, an inorganic heat insulating material is used, and glass fiber is widely used.
그런데, 많은 단열재들은 그 자체의 강도가 그리 높지 않기 때문에 이를 보호할 커버에 의하여 보호되는 경우가 많다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이 내연기관의 배기 매니폴드(1)의 외측면에 박판의 강판으로 형성된 배기 매니폴드 히트쉴드(2)가 볼트(3)에 의해 체결되는데, 상기 배기 매니폴드 히트쉴드(2)와 배기 매니폴드(1) 사이의 공간에는 유리섬유와 같은 단열재가 충진된다.However, many insulations are often protected by a cover to protect them because their strength is not so high. For example, as illustrated in FIG. 1, an exhaust
한편, 위와 같은 박판의 강판으로 형성된 히트쉴드의 표면에는 어느 정도의 주름이 형성되는 경우가 많은데, 이는 히트쉴드의 표면적을 최대한 넓게 함으로써 단열 효과를 보다 높이기 위한 것이다.On the other hand, some degree of wrinkles are often formed on the surface of the heat shield formed of the steel sheet of the thin plate, which is to increase the surface area of the heat shield as much as possible to increase the thermal insulation effect.
그런데, 단열 효과를 키우기 위해서는 금속 박판의 표면에 가능한 한 많은 주름을 만듬으로써 그 표면적을 증대하는 것이 바람직하기는 하나, 주름의 크기를 미세하게 만들지 않으면 금속 박판으로 일정한 형상을 가진 제품, 예를 들면 도 1의 히트쉴드와 같은 제품을 성형하는 가공성이 떨어진다. 특히 금속 박판을 히트쉴드와 같은 제품으로 소성가공하는 금형에 직접 주름 모양의 음각을 형성하는 것은 금형 제작에 들어가는 시간과 비용이 너무 커지게 된다는 점에서 바람직하지 못하다.By the way, in order to increase the thermal insulation effect, it is desirable to increase the surface area by making as many wrinkles as possible on the surface of the metal sheet. The workability for forming a product such as the heat shield of FIG. 1 is poor. In particular, it is not desirable to form a corrugated intaglio directly on a metal mold that is processed into a plastic sheet using a product such as a heat shield, in that it takes too much time and cost to manufacture the metal mold.
따라서 최종 형상으로 부품화되기 이전에 미리 금속 박판의 표면에 다수의 미세한 주름을 성형하여 다양한 최종 부품 형상에 적용가능한 중간재로서의 엠보싱 이 형성된 금속 박판의 연속생산 기술을 확보하는 것이 가장 좋은 방법이라 할 수 있지만, 아직까지는 금속 박판의 표면에 다수의 미세한 주름을 효율적으로 형성시키는 장치에 대한 예를 찾아보기가 힘들기 때문에, 이러한 새로운 장치에 대한 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.Therefore, it is best to secure the continuous production technology of metal sheet with embossing as an intermediate material that can be applied to various final part shapes by forming a number of fine wrinkles on the surface of the metal sheet before forming into final shape. However, it is still difficult to find an example of an apparatus for efficiently forming a large number of fine wrinkles on the surface of the metal sheet, so the development of such a new apparatus is urgently required.
따라서, 본 발명은 제조비용면에서 저렴할 뿐만 아니라 시간적인 면에서도 매우 효율적으로 금속 박판의 표면에 다수의 미세한 주름을 형성시킬 수 있는 신규한 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel apparatus capable of forming a large number of fine wrinkles on the surface of a thin metal sheet not only in terms of manufacturing cost but also very efficiently in terms of time.
본 발명에 따른 금속 박판의 표면에 주름 형상의 엠보싱을 성형하는 장치는, 프레임으로 이루어져 지지구조를 형성하는 몸체부;와, 그 표면에 주름 형상의 홈들이 음각되어 있는 하부 엠보싱롤과, 상기 하부 엠보싱롤 위에 배치된 회전가능한 상부 우레탄롤과, 상기 하부 엠보싱롤을 회전시키는 전동모터와, 상기 상부 우레탄롤을 상하로 이동시키고 상기 하부 엠보싱롤에 대하여 압력을 가할 수 있도록 상기 상부 우레탄롤에 결합된 프레스 장치로 이루어지고, 상기 상부 우레탄롤과 하부 엠보싱롤 사이로 금속 박판을 통과시켜 상기 금속 박판의 표면에 주름 형상의 엠보싱을 형성하는 성형부; 및 상기 전동모터와 상기 프레스 장치를 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어진다.Apparatus for forming a corrugated embossing on the surface of the metal sheet according to the present invention, the body portion consisting of a frame to form a support structure; and the lower embossing roll in which the corrugated grooves are engraved on the surface, and the lower A rotatable upper urethane roll disposed on the embossing roll, an electric motor for rotating the lower embossing roll, and coupled to the upper urethane roll to move the upper urethane roll up and down and apply pressure to the lower embossing roll. A molding part formed of a press device and configured to form a corrugated embossing on the surface of the metal thin plate by passing a metal thin plate between the upper urethane roll and the lower embossing roll; And a control unit controlling the electric motor and the press apparatus.
여기에서, 상기 하부 엠보싱롤은 냉간금형용 합금공구강으로 이루어진다. 그리고, 상기 하부 엠보싱롤의 표면에 형성된 주름 형상의 홈들이 화학적 식각에 의하여 만들어질 수 있는데, 이때 상기 하부 엠보싱롤의 표면에 형성된 주름 형상의 홈들이 불규칙하게 배열되는 것이 바람직하다.Here, the lower embossing roll is made of an alloy tool steel for cold mold. The corrugated grooves formed on the surface of the lower embossing roll may be made by chemical etching. In this case, the corrugated grooves formed on the surface of the lower embossing roll may be irregularly arranged.
또한, 상기 상부 우레탄롤은 쇼아경도가 95°내지 98°인 고경도 우레탄 재질로 만들어지는 것이 바람직하다.In addition, the upper urethane roll is preferably made of a high hardness urethane material having a Shoah hardness of 95 ° to 98 °.
특히 본 발명의 실시예에서, 상기 금속 박판은 0.1mm 두께의 스테인레스강인 것을 특징으로 한다.In particular, in the embodiment of the present invention, the thin metal plate is characterized in that the stainless steel of 0.1mm thickness.
한편, 상기 성형부는 상기 몸체부의 중간 부분에 배치되고, 상기 성형부를 중심으로 그 일측에는 코일 형태로 준비된 상기 금속 박판을 상기 성형부에 연속적으로 공급하는 공급부가 구비되고, 다른 일측에는 상기 성형부를 통과하여 그 표면에 주름 형상의 엠보싱이 형성된 금속 박판을 코일 형태로 감는 권취부가 구비될 수 있다.On the other hand, the molding portion is disposed in the middle portion of the body portion, one side of the molding portion is provided with a supply part for continuously supplying the metal sheet prepared in the form of a coil to the molding portion, the other side passes through the molding portion Thus, a winding portion for winding a metal thin plate having a corrugated embossing formed on its surface in the form of a coil may be provided.
본 발명은 그 표면에 주름 형상의 홈들이 음각되어 있는 하부 엠보싱롤과 상기 하부 엠보싱롤 위에 배치된 회전가능한 상부 우레탄롤 사이로 금속 박판을 통과시킴으로써 하부 엠보싱롤의 표면에 음각된 홈의 주름 형상이 금속 박판의 표면에 양각된 엠보싱으로 그대로 성형되도록 할 수 있기 때문에, 매우 효율적으로 금속 박판의 표면에 주름 형상의 엠보싱을 연속적으로 성형할 수 있다는 장점을 가진다.According to the present invention, a corrugated shape of a groove engraved on the surface of the lower embossing roll is formed by passing a metal sheet between a lower embossing roll having a corrugated groove engraved on the surface thereof and a rotatable upper urethane roll disposed on the lower embossing roll. Since it can be molded as it is embossed on the surface of the thin plate, it has the advantage that it is possible to continuously form a pleated embossing on the surface of the metal plate very efficiently.
특히, 본 발명은 코일 형태로 준비된 금속 박판을 하부 엠보싱롤과 상부 우레탄롤 사이에 공급함으로써 연속적으로 금속 박판에 주름 형상의 엠보싱을 성형할 수 있기 때문에, 제조비용면에서 저렴할 뿐만 아니라 시간적인 면에서도 매우 효율적으로 금속 박판의 표면에 다수의 미세한 주름을 형성시킬 수 있다.In particular, the present invention is not only inexpensive in terms of manufacturing cost but also in time since the metal sheet prepared in the form of a coil can be formed between the lower embossing roll and the upper urethane roll to continuously form the corrugated embossing on the metal sheet. It is possible to form a large number of fine wrinkles on the surface of the metal sheet very efficiently.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 금속 박판의 표면에 주름 형상의 엠보싱을 성형하는 장치(1)의 전체적인 모습을 보여주는 정면도이다.2 is a front view showing the overall appearance of the apparatus 1 for molding a corrugated embossing on the surface of a thin metal plate according to the present invention.
도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 금속 박판의 표면에 주름 형상의 엠보싱을 성형하는 장치(1)는 크게 몸체부(10)와 성형부(20) 및 제어부(30)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 2, the apparatus 1 for molding the corrugated embossing on the surface of the metal thin plate according to the present invention includes a body part 10, a
상기 몸체부(10)는 프레임으로 이루어져 지지구조를 형성하는 구성으로서, 상기 성형부(20)와 후술할 공급부(40) 및 권취부(50)를 지지하는 베이스의 역할을 한다.The body portion 10 is composed of a frame to form a support structure, and serves as a base for supporting the
상기 성형부(20)는 금속 박판(2)의 표면에 주름 형상의 엠보싱을 성형하는 핵심적인 구성으로서, 그 표면에 주름 형상의 홈들이 음각되어 있는 하부 엠보싱롤(22)과, 상기 하부 엠보싱롤(22) 위에 배치된 회전가능한 상부 우레탄롤(24)과, 상기 하부 엠보싱롤(22)을 회전시키는 전동모터(26)와, 상기 상부 우레탄롤(24)을 상하로 이동시키고 상기 하부 엠보싱롤(22)에 대하여 압력을 가할 수 있도록 상기 상부 우레탄롤(24)에 결합된 프레스 장치(28)로 이루어진다. 따라서, 전동모터(26)에 의하여 회전하는 하부 엠보싱롤(22)과 회전가능한 상부 우레탄롤(24) 사이로 금속 박판(2)을 통과시키게 되면, 상기 프레스 장치(28)로부터 압력을 전달받은 상부 우레탄롤(24)이 금속 박판(2)을 하부 엠보싱롤(22)의 음각된 표면에 누르게 되고, 이에 따라 금속 박판(2)의 표면에는 볼록한 주름 형상의 엠보싱이 성형된다. 특히 본 발명의 실시예에서, 상기 금속 박판으로 0.1mm 두께의 스테인레스강을 사용하였다.The
이때, 본 발명에서 주목해야 할 구성은, 도 3의 사진에서 볼 수 있듯이, 하부 엠보싱롤(22)의 표면에만 음각된 주름 형상의 홈들이 형성되어 있고, 금속 박판(2)을 가압하는 상부의 롤은 약간의 탄성을 가진 우레탄 재질로 이루어져 있을 뿐 그 표면에는 아무런 요철이 형성되어 있지 않다는 것이다. 이와 같은 구성의 장점은, 한 쌍을 이루는 롤 중 상부 우레탄롤(24)의 표면을 성형할 필요가 없기 때문에 금형 가공비가 상대적으로 저렴하다는 것은 물론, 상부 우레탄롤(24)의 가압력을 조절함으로써 금속 박판(2)의 표면에 형성되는 주름 형상 엠보싱의 돌출량과 금속 박판(2)의 성형 품질을 적절히 조절할 수 있다는 것이다.At this time, the configuration that should be noted in the present invention, as can be seen in the photo of Figure 3, the grooves of the corrugated shape is engraved only on the surface of the
그리고 상기 제어부(30)는 전동모터(26)와 프레스 장치(28)를 제어하는 역할을 한다. 즉 상기 제어부(30)를 조작함으로써, 하부 엠보싱롤(22)의 회전속도와 상부 우레탄롤(24)의 가압력을 조절할 수 있다.And the
여기에서, 하부 엠보싱롤(22)은 냉간금형용 합금공구강, 예를 들면 SKD 11 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고, 하부 엠보싱롤(22)의 표면에 형성된 주름 형상의 홈들은 화학적 식각에 의하여 만들어질 수 있는데, 장시간 사용에 의하여 하부 엠보싱롤(22) 표면의 음각 홈들의 깊이가 줄어들게 되면, 화학적 식각을 다시 수행함으로써 하부 엠보싱롤(22)을 재사용할 수 있다. 이때, 하부 엠보싱롤(22)의 표면에 형성된 주름 형상의 홈들이 불규칙하게 배열되는 것이 바람직하다. 이는 단열재를 감싸는 금속 박판(2)의 단열 효과가 특정한 방향성을 갖지 않는 것이 바람직하기 때문이다.Here, the
또한, 상기 상부 우레탄롤(24)은 내구성과 성형성을 동시에 고려하여 고경도 우레탄 재질로 만들어지는 것이 바람직하며, 상기 고경도 우레탄 재질의 쇼아경도(shore hardness)는 95°내지 98°범위를 가진다.In addition, the
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 성형부(20)는 상기 몸체부(10)의 중간 부분에 배치되고, 상기 성형부(20)를 중심으로 그 일측에는 코일 형 태로 준비된 상기 금속 박판(2)을 상기 성형부(20)에 연속적으로 공급하는 공급부(40)가 구비되며, 다른 일측에는 상기 성형부(20)를 통과하여 그 표면에 주름 형상의 엠보싱이 형성된 금속 박판(2)을 다시 코일 형태로 감는 권취부(50)가 구비된다. 이와 같이 코일 형태로 준비된 금속 박판(2)을 성형부(20)에 연속적으로 공급하는 공급부(40)와 성형이 완료된 금속 박판(2)을 둥글게 말아서 코일 형태로 정리하는 권취부(50)가 구비되면, 주름 형상의 엠보싱을 금속 박판(2)의 표면에 성형하는 작업의 효율성이 매우 높아진다. 도 4는 성형이 완료되어 권취부(50)에 둥글게 말려있는 금속 박판(2)을 보여주는 사진이다.On the other hand, in the preferred embodiment of the present invention, the
도 5는 위와 같은 구성을 가진 본 발명에 따른 장치(1)에 의하여 그 표면이 성형된 금속 박판(2)을 3차원 스캐닝한 결과를 보여주는 도면이다. 성형이 완료된 금속 박판(2)을 10cm×10cm 크기로 절단한 후 그 표면 형상을 3차원으로 스캐닝하여 분석한 결과, Z-축 방향(엠보싱의 돌출방향)의 편차값이 최대 0.122mm로서 최소 기준치인 0.1mm 이상을 만족시키는 양호한 성형성을 가짐을 확인할 수 있었다.FIG. 5 is a view showing the result of three-dimensional scanning of the
이상 본 발명을 특정의 실시형태와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의하여 나타난 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것은, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.While the invention has been illustrated and described in connection with specific embodiments, it will be understood that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Anyone who owns it can easily find out.
도 1은 내연기관의 배기 매니폴드에 적용된 금속 박판으로 만들어진 히트쉴드에 대한 도면.1 is a view of a heat shield made of metal sheet applied to an exhaust manifold of an internal combustion engine;
도 2는 본 발명에 따른 금속 박판의 표면에 주름 형상의 엠보싱을 성형하는 장치의 전체적인 구성을 보여주는 정면도.Figure 2 is a front view showing the overall configuration of the apparatus for forming a corrugated embossing on the surface of the thin metal plate according to the present invention.
도 3은 도 2의 상부 우레탄롤과 하부 엠보싱롤의 실제 형상을 보여주는 사진 도면.3 is a photograph showing the actual shape of the upper urethane roll and lower embossing roll of FIG.
도 4는 본 발명에 따른 장치에 의하여 성형이 완료된 금속 박판이 권취되어 있는 모습을 보여주는 사진 도면.4 is a photographic view showing a state in which a metal thin plate is completed by the apparatus according to the invention is wound.
도 5는 본 발명에 따른 장치에 의하여 성형이 완료된 금속 박판을 10cm×10cm 크기로 절단한 후 그 표면 형상을 3차원으로 스캐닝하여 분석한 결과를 보여주는 도면.5 is a view showing the results of the analysis by scanning the surface shape in three dimensions after cutting the metal sheet is completed in 10cm × 10cm size formed by the apparatus according to the present invention.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS
1: 금속 박판의 표면에 주름 형상의 엠보싱을 성형하는 장치1: Apparatus for shaping corrugated embossing on the surface of a thin metal sheet
2: 금속 박판2: metal lamination
10: 몸체부 20: 성형부10: body portion 20: molding portion
22: 하부 엠보싱롤 24: 상부 우레탄롤22: lower embossing roll 24: upper urethane roll
26: 전동모터 28: 프레스 장치26: electric motor 28: press device
30: 제어부 40: 공급부30: control unit 40: supply unit
50: 권취부50: winding
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