KR20110059538A - 휴대폰 케이스용 폴리카보네이트 시트의 가공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대폰 케이스용 폴리카보네이트 시트의 가공방법에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 전단가공 후 연마가공이 필요하지 않는 휴대폰 케이스용 폴리카보네이트 시트의 가공방법에 대한 것이다.
본 발명에 의한 휴대폰 케이스용 폴리카보네이트 시트의 가공방법은 가압단계와, 절단단계를 포함한다. 상기 가압단계는 휴대폰 케이스를 만들기 위하여 폴리카보네이트 시트의 상면을 일정한 압력으로 가압한다. 상기 절단단계는 상기 폴리카보네이트 시트의 절단면이 수직이 되도록 날을 수직으로 하여 상기의 가압된 폴리카보네이트 시트를 절단한다.
또한, 상기의 휴대폰 케이스용 폴리카보네이트 시트의 가공방법은 상기 날을 사용하여 상기 폴리카보네이트 시트를 절단하기 전에 연성시트부착단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 연성시트부착단계는 상기 절단면이 지지되도록 상기 폴리카보네이트 시트의 하부에 연성시트를 받친다.
본 발명에 의하면 휴대폰 케이스를 만들기 위하여 폴리카보네이트 시트를 전단한 후 연마하던 공정을 생략할 수 있다. 따라서 공정을 단순화할 수 있으므로 휴대폰 케이스를 만드는 생산속도를 높일 수 있다. 또한, 생산원가를 줄일 수 있다.

Description

휴대폰 케이스용 폴리카보네이트 시트의 가공방법{Manufacturing method of polycarbonate sheet for mobile phone case}

본 발명은 휴대폰 케이스용 폴리카보네이트 시트의 가공방법에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 전단가공 후 연마가공이 필요하지 않는 휴대폰 케이스용 폴리카보네이트 시트의 가공방법에 대한 것이다.

최근 휴대폰 시장에서 터치스크린(Touch Screen) 타입의 적용이 증가하면서 휴대폰 액정화면을 지지하고 보호하는 역할을 하는 폴리카보네이트(Polycarbonate)에 대한 관심이 높아지고 있다. 폴리카보네이트는 고분자 재료 중 상대적으로 경도가 높고 투명해서 유리 대용으로 많이 사용되고 있으며, 대부분 전단공정을 통해 휴대폰 부품으로 제조되고 있다. 부품 특성상 매우 높은 치수정밀도와 경면 전단면을 요구한다.

도 1은 종래의 방법에 따라 폴리카보네이트 시트를 전단하는 개념도이다. 펀치가 재료표면에 수직으로 압축력을 가하면 펀치의 평면에 접한 재료는 소성변형을 일으키지 않고 날끝(Edge)부분에 집중된다. 초기의 진행에 의한 소성변형 영역에서 날끝 부분이 밀려서 형성되는 부드러운 면(Roll Over)이 발생하는데 완전 강소성체에서는 거의 발생하지 않는다. 계속해서 펀치와 다이 사이에 존재하는 재료의 전단변형이 진행되는 동안 펀치의 진행방향과 수직방향으로 심한 압축력이 발생하게 된다. 이러한 압축 응력과 전단변형으로 인하여 전단면은 버니싱(Burnishing)을 하게 된다. 전단병형이 진행함에 따라서 펀치 날부의 예리한 부분이 집중 변형을 일으켜서 파단의 초기 현상이 발생하게 된다. 일단 발생한 파단 현상은 전단변형이 진행됨에 따라서 파단면이 발전하여 파단현상이 완료된다. 이 경우 파단의 발전방향은 최대 인장응력 방향으로 발전하여, 파단면의 끝은 다이 면의 예리함에 의해서 그 위치가 결정되고 이것에 의해서 버(Burr)의 크기가 결정된다.

전단 과정을 거쳐 분리된 블랭크의 절단면 형상은 대체로, 처짐(Roll Over), 전단면, 파단면으로 나누어진다.

처짐(Roll Over)은 펀치의 초기 진입과정에서 완전강체가 아닌 모든 재료에서 나타나는 초기 소성 변형량을 나타낸다. 이것은 펀치의 초기 진입시 소성 변형이 진행되면서 틈새크기나 펀치날의 반경 등으로 주어진 구속조건에서 허용되는 변위량까지 발전한다. 주어진 공구의 날부의 반경을 갖는 강구의 진입 과정시 초기에 발생하는 주변의 소성변형량으로 볼 수 있다. 그러므로 재료의 기계적인 성질에 의해서 그 크기가 달라진다. 이 양은 보통 판 두께의 1~20% 정도이며 틈새(Clearance) 양이 작아지면 이 양도 작아진다. 재료의 연신율이 클수록 이 양도 증가한다. 또한 펀치와 다이 날부의 마멸량도 증가한다.

전단면은 매우 국한된 범위 내에서의 전단 변형이 초기 소성 변형이 발생한 후에 진행되어서 유효 변형율이 증가하여 파단 변위의 크기에 이르기까지 전단변형이 증가되는 면이다. 이 경우에 파단변위량은 재료의 물성치는 아니지만, 인장시험에서 얻을 수 있는 파단 변위의 크기와 매우 유사하다. 전단형상과 진행방향의 수직방향으로 작용하는 압축력으로 인하여 버니싱 면에 형성이 되면서 펀치직경과 동일한 치수를 나타낸다. 그러므로 타발에서는 다이 치수가 제품의 치수를 나타내며 피어싱(Piercing)에서는 펀치의 치수가 제품의 정확한 치수를 나타낸다. 따라서 전단면이 일반적으로 넓은 것이 바람직하다. 앞에서 기술한 처짐량과 버니쉬 면까지의 펀치의 행정거리를 Penetration이라고 하는데, 이것은 파단이 발생하기까지의 행정거리이며 주로 판 두께와의 비로 나타낸다. 연성이 큰 재료일수록 큰 Penetration 값을 갖는다.

파단면은 전단변형 진행 중, 펀치와 다이 사이의 틈새의 존재로 인하여 전단 변형의 증가로 파단 변위량에 이르렀을 때에 파단이 시작된다. 그러므로 이 때의 파단 위치와 파단각의 크기는 재료의 연성과 틈새의 크기에 의해서 결정된다.

도 1과 같은 방법으로 폴리카보네이트 시트를 타발할 경우 전단면이 작고, 파단면이 많으며 이에 단면이 거칠다. 이것은 단순히 금형의 날각을 날까롭게 한다고 해서 해결될 문제는 아니며, 또한 금형 수명 및 파손을 고려해야 하므로 금형의 날각을 날까롭게 하는 것도 그 한계가 있다. 폴리카보네이트 시트의 경우 타발하면 전단 아랫면에서 절단 띠가 형성되고, 시편의 전단 측면을 살펴보면 안쪽 또는 바깥쪽으로 튀어나오는 형상을 볼 수 있다. 이것은 폴리카보네이트 소재 특성상 전단 진행시 시트 소재 상단부분은 펀치 쪽으로 유입되고, 시트 소재 하단부분은 파단 되면서 펀치 바깥으로 밀려나가기 때문이다.

도 2는 종래의 폴리카보네이트 시트를 전단할 경우의 성형해석념도이다. 휴대폰 케이스를 만들기 위하여 날을 사용하여 폴리카보네이트 시트를 전단한다. 이때 가공면이 수직이 되도록 날을 세워서 가공한다. 그런데 폴리카보네이트 시트는 고분자 재료로서 전단 공정시 전단면보다 파단면이 크고 또한 인장변형시 특정 임계변형율의 범위에서 전단밴드(Shear band)가 형성되는 특징이 있다. 그래서 전단 가공면을 확대하여 보면 도 2에 도시된 바와 같이 가공면의 표면이 매끄럽지가 못하다. 그래서 종래에는 폴리카보네이트 시트를 전단한 후 가공면의 표면을 연마가공하였다.

종래에는 폴리카보네이트 시트로 휴대폰 케이스를 만들기 위해서는 날을 사용하여 폴리카보네이트 시트를 전단한 후 연마가공을 하였다. 이 경우 작업공정이 2중으로 소요될 뿐만 아니라 두께가 1mm 내외인 폴리카보네이트 시트를 연마하는 것이 간단치가 아니하였다. 따라서 종래에는 폴리카보네이트 시트를 가공하는데 공정이 복잡하고 비용이 많이 소요된다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 폴리카보네이트 시트를 전단한 후 연마공정이 필요없는 폴리카보네이트 시트의 가공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 휴대폰 케이스용 폴리카보네이트 시트의 가공방법은 가압단계와, 절단단계를 포함한다. 상기 가압단계는 휴대폰 케이스를 만들기 위하여 폴리카보네이트 시트의 상면을 일정한 압력으로 가압한다. 상기 절단단계는 상기 폴리카보네이트 시트의 절단면이 수직이 되도록 날을 수직으로 하여 상기의 가압된 폴리카보네이트 시트를 절단한다.

또한, 상기의 휴대폰 케이스용 폴리카보네이트 시트의 가공방법은 상기 날을 사용하여 상기 폴리카보네이트 시트를 절단하기 전에 연성시트부착단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 연성시트부착단계는 상기 절단면이 지지되도록 상기 폴리카보네이트 시트의 하부에 연성시트를 받친다.

본 발명에 의하면 휴대폰 케이스를 만들기 위하여 폴리카보네이트 시트를 전단한 후 연마하던 공정을 생략할 수 있다. 따라서 공정을 단순화할 수 있으므로 휴대폰 케이스를 만드는 생산속도를 높일 수 있다. 또한, 생산원가를 줄일 수 있다.

도 1은 종래의 방법에 따라 폴리카보네이트 시트를 전단하는 개념도,
도 2는 도 1에 따른 폴리카보네이트 시트의 전단할 경우의 성형해석도,
도 3은 본 발명에 따른 폴리카보네이트 시트의 전단방법의 일 실시예의 개념도,
도 4는 도 3에 도시된 방법에 따라 폴리카보네이트 시트를 전단한 후의 성형해석도,
도 5는 본 발명에 따른 폴리카보네이트 시트의 전단방법의 다른 실시예의 개념도이다.

도 3는 본 발명에 따른 폴리카보네이트 시트의 전단방법의 일 실시예의 개념도이다. 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 휴대폰 케이스용 폴리카보네이트 시트의 가공방법을 설명한다.

도 3에 따른 폴리카보네티트 시트의 전단방법은 가압단계와, 절단단계를 포함한다.

가압단계는 폴리카보네이트 시트(10)로 휴대폰 케이스를 만들기 위하여 폴리카보네이트 시트(10)의 상면을 가압지그(14)로 일정한 압력으로 가압한다.

절단단계는 날(12)을 사용하여 폴리카보네이트 시트(10)를 절단한다. 이때 날(12)로 절단된 폴리카보네이트 시트(10)의 면이 수직으로 형성되도록 날(12)의 각을 수직으로 하여 폴리카보네이트 시트(10)의 면을 절단한다.

도 4은 도 3에 도시된 방법에 따라 폴리카보네이트 시트를 전단한 후의 성형해석도이다. 도 1에 도시된 폴리카보네이트 시트의 절단면은 매끄럽지 아니하였으나, 도 4의 경우 절단면이 훨씬 매끈함을 알 수 있다.

한편, 본 실시예의 경우 가압단계에서 가압지그(14)를 사용하여 폴리카보네이트 시트(10)를 가압하는 압력에 따라 그 절단면의 상태가 달라진다. 이때 폴리카보네이트 시트(10)가 소성변형을 일으키지 않는 한도 내에서 최대한의 하중으로 가압할 경우 절단면의 상태가 매끈하였다.

다만, 도 3의 실시예의 경우 날(12)을 사용하여 폴리카보네이트 시트(10)를 절단할 경우 그 절단면에서 버(burr)가 발생하였다. 이 경우 버(burr)를 제거하기 위한 공정이 더 요구되었다. 도 5는 폴리카보네이트 시트(10)에서 버(burr)가 발생하는 것을 방지할 수 있는 폴리카보네이트 시트의 가공방법의 다른 실시예이다.

도 5에 도시된 실시예의 경우 폴리카보네이트 시트의 가공방법은 연성시트부착단계와, 가압단계와, 절단단계를 포함한다. 즉 도 2에 도시된 실시예에서 연성시트부착단계를 더 포함한다. 가압단계와 절단단계는 동일하므로 연성시트부착단계에 대하여 설명한다.

연성시트부착단계는 연성시트(16)의 상부에 폴리카보네이트 시트(10)를 올려 놓는다. 연성시트(16)는 폴리카보네이트 시트(10)의 절단면을 지지하는 역할을 한다. 가압지그(14)를 사용하여 폴리카보네이트 시트(10)를 가압한 후 날(12)을 사용하여 폴리카보네이트 시트(10)를 절단하면 날(12)은 연성시트(16)를 타격한다. 그러므로 연성시트(16)가 딱딱할 경우 날(12)이 파손될 염려가 있으므로 날(12)이 파손되지 않는 연성시트(16)를 폴리카보네이트 시트(10)를 받친다. 도 3에 도시된 실시예의 경우 날(12)을 사용하여 폴리카보네이트 시트(10)를 절단하면 폴리카보네이트 시트(10)의 절단면을 받치는 부재가 없으므로 그 절단면에는 버가 생성할 수 있다. 그러나 도 5와 같이 연성시트(16)를 사용하여 그 절단면을 받치면 버가 생기지 않는다. 따라서 도 5의 방법의 경우 폴리카보네이트 시트의 절단면을 매끄럽게 할 수 있을 뿐만 아니라 버가 생성되는 것을 방지하므로 별도의 연마공정이 필요하지 않는다. 따라서 폴리카보네이트의 가공을 빠르고 효율적으로 할 수 있다.

10 : 폴리카보네이트 시트 12 : 날
14 : 가압지그 16 : 연성시트

Claims (2)

1. 휴대폰 케이스를 만들기 위하여 폴리카보네이트 시트의 상면을 일정한 압력으로 가압하는 가압단계와;
   상기 폴리카보네이트 시트의 절단면이 수직이 되도록 날을 수직으로 하여 상기의 가압된 폴리카보네이트 시트를 절단하는 절단단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대폰 케이스용 폴리카보네이트 시트의 가공방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 날을 사용하여 상기 폴리카보네이트 시트를 절단하기 전에 상기 절단면이 지지되도록 상기 폴리카보네이트 시트의 하부에 연성시트를 받치는 연성시트부착단계를 더 포함하는 것을 특징으로하는 휴대폰 케이스용 폴리카보네이트 시트의 가공방법.

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