KR20100093310A - 금형의 온도 조절 블럭 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제품 성형을 위한 캐비티가 형성된 금형에 설치되어 상기 금형의 온도를 조절하는 금형의 온도 조절 블럭에 있어서, 상기 캐비티에 근접하도록 상기 금형의 일측에 형성된 안착홈에 삽입되어 설치되는 블럭바디와, 상기 블럭바디를 가열하는 히팅장치와, 상기 블럭바디의 내부에 설치되어 상기 블럭바디를 냉각시키는 냉각장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 금형의 온도 조절 블럭에 관한 것이다.

본 발명에 따른 금형의 온도 조절 블럭은 사출 성형으로 생산되는 제품의 품질을 향상시키는 구성을 제공한다.

Description

금형의 온도 조절 블럭{Temperature Control Block For Mold}

본 발명은 금형의 온도 조절 블럭에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사출 성형으로 생산되는 제품의 품질을 높이기 위해 금형의 일측에 설치되는 온도 조절 블럭에 관한 것이다.

일반적으로, 사출 성형으로 생산되는 제품은 그 표면에 합성수지의 용융물이 금형의 캐비티로 주입되면서 발생하는 게이트마크나 웰드라인이 형성되어 외관상으로 미려하지 않고, 구조적으로도 제품의 강도를 저하시키는 요인으로 작용한다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 금형에서 사용하는 일반적인 가열 블럭은 가열에는 문제가 없지만 블럭 자체가 지나치게 가열되어 쿨링 타임(Cooling Time)이 길어지게 되고, 제품 사출 시간(Cycle Time)이 늘어나 생산성이 저하되며, 지나친 가열로 인해 제품의 성형성에 한계가 있다.

본 발명의 일측면은 금형에서 웰드라인이나 게이트마크가 형성되는 부분의 온도를 국부적으로 조절하도록 금형의 일측에 설치되는 금형의 온도 조절 블럭을 제공한다.

이를 위해 본 발명의 일실시예에 따른 금형의 온도 조절 블럭은 제품 성형을 위한 캐비티가 형성된 금형에 설치되어 상기 금형의 온도를 조절하는 금형의 온도 조절 블럭에 있어서, 상기 캐비티에 근접하도록 상기 금형의 일측에 형성된 안착홈에 삽입되어 설치되는 블럭바디와, 상기 블럭바디를 가열하는 히팅장치와, 상기 블럭바디의 내부에 설치되어 상기 블럭바디를 냉각시키는 냉각장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구성에 있어서, 상기 안착홈과 상기 캐비티의 표면 사이에 설치되어 상기 금형의 온도를 측정하는 제1온도센서와, 상기 블럭바디의 온도를 측정하는 제2온도센서와, 상기 제1온도센서 및 상기 제2온도센서에 의해 측정된 온도값에 따라 상기 히팅장치와 상기 냉각장치의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구성에 있어서, 상기 히팅장치는 상기 블럭바디의 내부에 설치된 전열선을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구성에 있어서, 상기 냉각장치는 상기 블럭바디의 내부에 냉매가 흐르도록 유로를 형성하는 냉각배관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구성에 있어서, 상기 냉각장치는 상기 블럭바디의 내부에 설치되 며 일단이 상기 블럭바디의 외부로 돌출되는 히트파이프와 상기 히트파이프의 일단과 접촉하며 냉매가 흐르는 냉매관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 금형의 온도 조절 블럭은 사출 성형으로 생산되는 제품의 품질을 높일 수 있는 구성을 갖추고 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 금형의 온도 조절 블럭의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 금형의 온도 조절 블럭을 나타낸 사시도이다.

도 1 또는 도 2를 참조하면, 금형은 상부 금형(1)에 구비된 상부 코어(2)와 하부 금형(3)에 구비된 하부 코어(4)에 의해 제품이 성형되는 캐비티(5)를 형성하고, 상부 금형(1)과 상부 코어(2)의 중앙부에는 합성수지의 용융물이 캐비티(5) 내부로 유입되는 게이트(6)가 형성된다.

이와 같은 구조의 금형에서 게이트(6)를 통해 캐비티(5) 내부로 유입된 합성수지의 용융물은 저온의 하부 코어(4)의 표면에 접촉한 후 급속하게 냉각되어 제품의 표면이 불량해지는 게이트마크를 형성하게 된다. 따라서, 게이트(6)에 인접한 하부 코어(4)의 표면의 온도를 적절하게 유지하여 게이트마크의 발생을 방지하기 위한 금형의 온도 조절 블럭(10)을 설치한다.

본 발명의 일실시예에 따른 금형의 온도 조절 블럭(10)은 육면체로 형성되며 열전도성이 좋은 금속재질로 이루어진 블럭바디(11)와, 블럭바디(11)의 내부 상단에 설치되어 블럭바디(11)를 가열하는 한 쌍의 전열선(12)과, 블럭바디(11)를 냉각하기 위해서 블럭바디(11)의 내부에 냉매(R)가 흐르는 유로를 형성하는 냉각배관(13)과, 블럭바디(11)의 내부를 관통하여 블럭바디(11)의 상측으로 돌출된 제1온도센서(14)와, 블럭바디(11)의 내부에 설치된 제2온도센서(15)와, 금형의 온도 조절 블럭(10)을 전체적으로 제어하는 제어부(미도시)를 포함하여 구성된다.

한 쌍의 전열선(12)은 서로 일정간격 이격되도록 배치되고, 각각의 전열선(12)은 코일스프링 형상으로 형성되어 블럭바디(11)의 길이방향으로 길게 연장되므로 블럭바디(11)를 전체적으로 균일하게 가열시키는 역할을 한다.

그리고, 냉각배관(13)은 블럭바디(11)가 과열될 경우 냉각배관(13)을 통해 흐르는 냉매(R)에 의해 블럭바디(11)를 냉각시키는 역할을 하며, 냉각효율을 높이기 위해서 냉각배관(13)은 블럭바디(11)의 하부로부터 유입된 냉매(R)가 블럭바디(11)의 내부 둘레를 한바퀴 돌아서 다시 블럭바디(11)의 하부로 빠져나가도록 형성된다.

위와 같은 구조의 금형의 온도 조절 블럭(10)은 게이트(6)에 인접한 하부 코어(4)의 표면에 가깝게 설치되도록 하부 금형(3) 및 하부 코어(4)에 형성된 안착홈(16)에 삽입되는데, 안착홈(16)은 육면체의 블럭바디(11)와 블럭바디(11)의 상측으로 돌출된 제1온도센서(14)를 수용할 수 있도록 형성된다.

이때, 블럭바디(11)의 상측으로 돌출된 제1온도센서(14)는 안착홈(16)에 삽입되어 하부 코어(4)의 상단부와 접촉하므로 하부 코어(4)의 표면 온도를 측정하게 되고, 블럭바디(11)의 내부에 설치된 제2온도센서(15)는 블럭바디(11)의 내부 온도를 측정하게 된다.

그리고, 제어부는 제1온도센서(14) 및 제2온도센서(15)에 의해 측정된 온도값을 전달받아 제어부에 미리 설정된 온도와 비교하여 전열선(12)의 가열 또는 냉매(R)의 흐름을 제어하게 된다. 여기에서 제어부에 미리 설정되는 온도는 사출 성형 시 게이트마크가 발생하지 않는 최적의 하부 코어(4)의 표면 온도로 설정되고, 이러한 최적의 온도는 실험을 통한 데이터에 의해 결정되어 제어부에 입력된다.

즉, 제어부는 제1온도센서(14)에 의해 측정되는 하부 코어(4)의 표면 온도가 제어부에 미리 설정된 온도보다 낮을 경우 하부 코어(4)의 표면 온도가 제어부에 미리 설정된 온도에 도달할 때까지 블럭바디(11)의 전열선(12)을 가동하여 하부 코어(4)를 가열하고, 하부 코어(4)의 표면 온도가 제어부에 미리 설정된 온도에 도달하면 냉각배관(13)에 냉매(R)가 흐르게 하여 블럭바디(11)에 의해 하부 코어(4)가 더 이상 가열되지 않도록 한다. 그리고, 냉각에 의해 블럭바디(11)의 온도가 제어부에 미리 설정된 온도보다 더 낮아지면 블럭바디(11)가 하부 코어(4)의 열을 흡수하여 하부 코어(4)의 표면 온도가 내려가므로, 제어부는 제2온도센서(15)에서 측정된 온도값이 제어부에 미리 설정된 온도에 근접할 때까지 냉각되면 냉매(R)의 흐름을 제한하여 냉각을 중단한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 금형의 온도 조절 블럭(10)은 금형에서 게이트마크가 발생되는 부분에 금형의 온도 조절 블럭(10)을 수용할 수 있는 안착홈(16)만 형성하여 간단하게 설치할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 금형의 온도 조절 블럭(10)은 기존의 금형에도 안착홈(16)을 가공하여 설치할 수 있으며, 금형의 온도 조절 블럭(10) 내부에 전열선(12), 냉각배관(13) 및 제1,2온도센서(14,15)가 모두 마련되어 있으므로 추가적인 설비가 필요 없이 적은 유지비로 제품의 품질을 높일 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 금형의 온도 조절 블럭(10)은 제1온도센서(14)와 제2온도센서(15)에 의해 측정된 온도값을 통해 정밀한 제어가 가능하고, 블럭바디(11)가 지나치게 과열되는 것을 방지하는 효과가 있다.

도 3은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 금형의 온도 조절 블럭을 나타낸 사시도이다.

전술한 본 발명의 일실시예와 중복되는 구성에 관한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 금형의 온도 조절 블럭(10)은 블럭바디(11)를 냉각하기 위해서 블럭바디(11)의 내부에 설치되어 하단이 블럭바디(11)의 하측으로 돌출된 다수개의 히트파이프(17)와, 각 히트파이프(17)의 하단과 접촉하며 냉매(R)가 흐르는 냉매관(18)을 포함한다.

히트파이프(17)는 구리의 500배에 달하는 열전도율을 가진 파이프로서, 각 히트파이프(17)의 하단은 냉매관(18)과 접촉하여 냉매관(18)에 흐르는 냉매(R)에 의해 블럭바디(11)를 냉각시키는 역할을 한다.

그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 금형의 온도 조절 블럭(10)은 게이트마크가 발생하는 부분의 하부 금형(3)에 설치되는 구성에 대해 설명하였지만, 게이트 마크 뿐만 아니라 웰드라인이 발생하는 부분에도 설치할 수 있으며, 상부 금형(1) 및 하부 금형(3)에 다수개 설치하는 구성도 가능하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 금형의 온도 조절 블럭의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 금형의 온도 조절 블럭을 나타낸 사시도이다.

도 3은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 금형의 온도 조절 블럭을 나타낸 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 상부 금형, 2: 상부 코어,

3: 하부 금형, 4: 하부 코어,

5: 캐비티, 6: 게이트,

10: 금형의 온도 조절 블럭, 11: 블럭바디,

12: 전열선, 13: 냉각배관,

14: 제1온도센서, 15: 제2온도센서,

16: 안착홈, 17: 히트파이프,

18: 냉매관

Claims (5)

1. 제품 성형을 위한 캐비티가 형성된 금형에 설치되어 상기 금형의 온도를 조절하는 금형의 온도 조절 블럭에 있어서,

   상기 캐비티에 근접하도록 상기 금형의 일측에 형성된 안착홈에 삽입되어 설치되는 블럭바디와,

   상기 블럭바디를 가열하는 히팅장치와,

   상기 블럭바디의 내부에 설치되어 상기 블럭바디를 냉각시키는 냉각장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 금형의 온도 조절 블럭.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 안착홈과 상기 캐비티의 표면 사이에 설치되어 상기 금형의 온도를 측정하는 제1온도센서와,

   상기 블럭바디의 온도를 측정하는 제2온도센서와,

   상기 제1온도센서 및 상기 제2온도센서에 의해 측정된 온도값에 따라 상기 히팅장치와 상기 냉각장치의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금형의 온도 조절 블럭.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 히팅장치는 상기 블럭바디의 내부에 설치된 전열선을 포함하는 것을 특 징으로 하는 금형의 온도 조절 블럭.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 냉각장치는 상기 블럭바디의 내부에 냉매가 흐르도록 유로를 형성하는 냉각배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 금형의 온도 조절 블럭.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 냉각장치는 상기 블럭바디의 내부에 설치되며 일단이 상기 블럭바디의 외부로 돌출되는 히트파이프와 상기 히트파이프의 일단과 접촉하며 냉매가 흐르는 냉매관을 포함하는 것을 특징으로 하는 금형의 온도 조절 블럭.

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