KR20110101165A - 플라스틱 시이트를 열성형 및 절첩시키기 위한 방법 및 몰드 - Google Patents

Abstract

폐쇄된 몰드에 의해 실행되는 절첩 작동을 포함하는 열성형 부품의 제조 방법, 및 그 방벙을 적용하기 위한 몰드가 설명되어 있다.
열 성형 부품을 제조하기 위한 방법은 시이트를 변형시키는 방식으로 열가소성 재료로 형성된 가열된 시이트(L)를 몰드 내에 폐쇄하고 나서, 완전한 고화가 달성될 때까지 몰드 내의 시이트를 냉각하는 단계와, 냉각 중에 시이트의 하나 이상의 에지 부분(E)을 따라 시이트를 절단하는 단계로서, 이 절단 단계에 의해 몰드 내의 맞닿음 면(1s)에 대해 에지 부분이 벤딩되는 절단 단계, 및 변형된 시이트의 고화가 달성되면 상기 절반부 몰드를 하부 절반부 몰드로부터 제거하는 단계를 포함한다. 상기 절단 작동 이후에 상기 몰드 내측의 시이트를 냉각시키는 동안에, 절첩 작동이 수행되며, 상기 절첩 작동은 상기 맞닿음 면을 상기 시이트의 에지 부분으로부터 이격되게 이동시키는 단계, 및 상기 몰드 내의 시이트 지지면(2s) 쪽으로 벤딩을 재시작하는 방식으로 상기 에지 부분을 작동시키는 단계를 포함한다.

Description

플라스틱 시이트를 열성형 및 절첩시키기 위한 방법 및 몰드 {METHOD AND MOULD FOR THERMOFORMING AND FOLDING A PLASTIC SHEET}

본 발명은 열성형 부품의 제조 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 하부 절반부 몰드 및 상부 절반부 몰드를 포함하는 몰드를 제공하는 단계와, 열가소성 재료로 형성된 가열된 시이트를 상기 하부 절반부 몰드에 제공하는 단계와, 상기 시이트를 변형시키는 방식으로 상기 상부 절반부 몰드를 상기 하부 절반부 몰드에 연결한 이후에, 완전한 고화가 달성될 때까지 상기 몰드 내측의 상기 시이트를 냉각시키는 단계와, 상기 냉각 중에, 상기 시이트의 하나 이상의 에지 부분을 따라 상기 시이트를 절단하는 단계, 및 변형된 시이트의 고화가 얻어지면 상기 상부 절반부 몰드를 상기 하부 절반부 몰드로부터 제거하는 단계를 포함하며, 상기 절단 작동으로 상기 하부 절반부 몰드 및 상부 절반부 몰드들 중 하나에 제공된 맞닿음 면에 대해 상기 시이트의 에지 부분이 벤딩된다.

이러한 형태의 방법은 예를 들어, 자동차 도어용 트림 패널(trim panel)의 제조에 사용된다. 이러한 분야에서, 필요하다면 커버링과 결합되는 열가소성 재료의 시이트는 그 재료가 연화될 때까지 가열된 후에 열성형 몰드 내에 놓여 진다. 따라서 상기 몰드의 냉각 벽과 접촉하여 냉각 및 고화된 상기 몰드는 시이트를 성형하게 된다. 고화가 완료되면, 몰드는 열성형된 부품이 제거될 수 있도록 개방된다.

몰드 내에서 냉각되는 동안에, 시이트는 트리밍 목적을 위해 시이트의 에지 부분들 중 적어도 하나를 따라 절단(전단) 작동이 수행될 수 있다. 이러한 절단 작동은 시이트의 에지 부분이 몰드에 제공된 맞닿음 면과 맞닿을 때까지 90도 미만의 각도 범위에 걸쳐서 벤딩되는 방식으로 보통 수행된다.

필요에 따라, 에지 부분은 90도 이상의 각도 범위에 걸쳐서 절첩(folding), 환언하면 뒤로 벤딩될 수 있으며, 상기 각도는 이론적으로 180도일 수 있다. 이러한 절첩 작동은 종래에는 시이트의 성형 후에 개방된 몰드에서 수행되었다. 이러한 목적을 위해, 몰드 내의 절단 단계 중에 벤딩된 에지 부분은 재가열되어, 필요한 절첩이 달성될 때까지 상기 에지 부분의 벤딩이 재시작될 수 있다. 제조 라인에 열성형 스테이션과 별도의 특정 스테이션이 절첩 작동을 위해 요구되었다.

이러한 관점에서, 본 발명은 절첩 스테이션에 대한 필요성을 제거함으로써 제조 공정을 단순화할 수 있는 열성형 시이트 제조 방법 및 몰드를 제공하고자 하는 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 절단 작동 이후에 상기 몰드 내측의 시이트를 냉각시키는 동안에, 절첩 작동이 수행되며, 상기 절첩 작동은 상기 맞닿음 면을 상기 시이트의 에지 부분으로부터 이격되게 이동시키는 단계, 및 상기 하부 절반부 몰드와 상부 절반부 몰드 중에 다른 하나에 제공된 시이트를 지지하기 위한 지지면 쪽으로 벤딩을 재시작하는 방식으로 상기 에지 부분을 기계적으로 작동시키는 단계를 더 포함하는 서두에 정의된 형태의 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명에 따른 방법에서, 맞닿음 면이 시이트의 에지 부분으로부터 멀어지게 이동된다는 사실은 에지 부분이 절첩 수단의 적용에 의해 벤딩이 소정 지점에서 재시작될 수 있도록 정확한 측면으로부터 접근될 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 벤딩은 에지 부분의 절첩 중에 받게 되는 응력과 대치되게 시이트를 단단히 유지하도록 몰드 내측에 지지면을 제공하는 것에 의해서도 가능하게 수행된다.

본 발명의 다른 목적은 열성형 부품 제조용 몰드를 제공하고자 하는 것으로서, 상기 몰드가 열가소성 재료로 제조된 가열된 시이트를 변형시키도록 서로 결합되도록 구성된 제 1 절반부 몰드 및 제 2 절반부 몰드를 포함하며, 상기 제 1 절반부 몰드에는 폐쇄된 몰드에 의해 시이트의 하나 이상의 에지 부분을 따라 시이트를 절단하기 위한 제어가능한 절단 수단이 제공되며, 상기 절단 수단은 상기 제 2 절반부 몰드에 제공된 맞닿음 면에 대해 상기 시이트의 에지 부분이 벤딩되도록 구성되는 열성형 부품 제조용 몰드에 있어서, 상기 제 2 절반부 몰드에 설치되는 절첩 수단, 및 상기 맞닿음 면을 지지하도록 구성되는 상기 제 2 절반부 몰드의 가동부를 더 포함하며, 상기 절첩 수단은 상기 제 1 절반부 몰드에 제공된 시이트의 지지면 쪽으로 시이트의 벤딩을 재시작하는 방식으로 상기 시이트의 에지 부분에서 폐쇄된 몰드에 의해 기계적으로 작동하도록 제어될 수 있으며, 상기 가동부는 상기 시이트의 에지 부분에 대한 맞닿음 면을 제공하는 절단 위치, 및 상기 시이트의 에지 부분으로부터 이격되게 이동하여 상기 제 1 절반부 몰드에 제공된 시이트의 지지면 쪽으로 상기 시이트의 에지 부분에 대한 벤딩을 재시작하는 절첩 위치를 취득할 수 있는 방식으로 제어될 수 있다.

절첩이 몰드의 내측에서 열성형 단계 중에 수행되기 때문에, 제조 라인에 절첩을 위한 특정 스테이션을 제공하는 것이 이제는 불필요하다.

이들 및 다른 목적 및 장점들은 첨부 도면으로 참조로 제공된 본 발명의 몇몇 실시예들에 대한 다음의 상세한 설명에 의해 더욱더 명료해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 열성형 부품을 제조하는 방법에서 몰드를 폐쇄하는 단계를 개략적으로 도시하는 도면이며,
도 2는 시이트 성형 단계를 개략적으로 도시하는 도면이며,
도 3은 시이트의 에지 부분에 주변 절취부를 형성하는 단계를 개략적으로 도시하는 도면이며,
도 4는 몰드의 맞닿음 면으로부터 에지 부분을 상승시키는 단계를 개략적으로 도시하는 도면이며,
도 5는 시이트의 에지 부분을 절첩하는 단계를 개략적으로 도시하는 도면이며,
도 6은 몰드를 개방하는 단계를 개략적으로 도시하는 도면이다.

도면을 참조하여, 열성형 부품의 제조 방법이 이후에 설명될 것이다. 도면들은 이러한 종류의 방법을 적용시키도록 채택된 몰드의 세부 사항을 횡단면도로 도시한다. 이러한 몰드는 도면 부호 1로 총칭한 하부 절반부 몰드, 및 도면 부호 2로 총칭한 상부 절반부 몰드를 포함한다. 절반부 몰드(1,2)는 사전에 가열되어 연화된 열가소성 재료의 시이트(L)를 변형시키도록 서로에 연결된다. 이러한 시이트(L)는 예시적인 목적을 완료하기 위해 커버와 조합될 수 있다.

도시된 예에서, 상부 절반부 몰드(2)에는 이후에 더욱 상세히 설명되는 절단 수단(10)이 제공되는 반면에, 하부 절반부 몰드(1)에는 또한 이후에 더욱 상세히 설명되는 절첩 수단(20) 및 가동부(30)가 제공된다. 그러나, 이러한 배열은 필수적인 것이 아닌데, 그 이유는 예를 들어 절단 수단이 하부 절반부 몰드에 설치될 수 있으며, 절첩 수단 및 가동부가 상부 절반부 몰드에 설치될 수 있기 때문이다.

도 1을 참조하면, 가열되어 연화된 시이트(L)가 초기에 하부 절반부 몰드(1)에 위치되며, 필요하다면 외관을 개선하기 위해 커버가 추가될 수 있다. 상부 절반부 몰드(2)가 하부 절반부 몰드(1)에 연결되면 몰드는 폐쇄된다. 도 1에서, A1은 상부 절반부 몰드(2)가 폐쇄하여 몰딩 축선을 형성하는 방향을 나타낸다.

도 2를 참조하면, 몰드의 폐쇄에 의해 바람직한 형상으로의 시이트(L)가 변형된다. 몰드는 (성형을 완성하기 위한)형상을 유지하기 위해 시이트(L)가 부분적으로 냉각될 수 있게 폐쇄 상태를 유지한다.

도 3을 참조하면, 시이트가 냉각되는 동안에 시이트는 절단 수단(10)에 의해 적어도 하나의 에지 부분(E)을 따라 절단(전단)된다. 도시된 예에서, 이들 절단 수단(10)은 상부 절반부 몰드(20)에 설치되며 시이트(L)의 에지 부분에 대해 전진되는(화살표 A2) 절단 블레이드(12)가 제공되는 가동 슬라이더(11)를 포함한다. 도시된 예에서, 하부 절반부 몰드(1)는 맞닿음 면(1s)을 제공할 수 있는 방식의 형상을 가진다. 슬라이더(11) 및 절단 블레이드(12)도 절단 작동에 의해 하부 절반부 몰드(1)에 제공된 맞닿음 면(1s)에 대해 시이트(L)의 에지 부분(E)을 벤딩시킬 수 있는 형상으로 구성된다. 에지 부분(E)은 에지 부분에 인접한 시이트 부분에 대해 90도 미만의 각도 범위로 벤딩된다. 따라서 시이트(L)의 에지 부분(E)은 몰딩 축선에 대해 언더컷(undercut)을 형성한다. 절단 및 벤딩이 완료되면, 슬라이더(11)는 도 1에 도시된 위치로 후퇴한다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 절첩 작동이 절단 작동 후에 그리고 몰드 내측에서의 시이트(L)의 냉각 중에 수행된다. 절첩 작동은 도 4에 도시된, 시이트(L)의 에지 부분(E)으로부터 멀리 맞닿음 면(1s)을 이송시키는 단계, 및 도 5에 도시된, 실제 절첩 작동을 수행하는 단계를 포함한다.

도 4를 참조하면, 시이트(L)의 에지 부분(E)으로부터 멀리 맞닿음 면(1s)을 이동시키는 단계는 맞닿음 면(1s)을 지지하는 하부 절반부 몰드(1)의 가동부(30)에 의해 수행된다. 이러한 단계에서 가동부(30)는 시이트를 절첩하는 다음 단계의 실행을 허용하기 위해 시이트(L)의 에지 부분(E)으로부터 충분한 거리로 맞닿음 면(1s)이 이동되는 절첩 위치에 도달한다. 이러한 가동부는 예를 들어, 이동가능한 캐리지(32)가 연장하는 수직으로 이동가능한 경사 평판(31)의 형태인 지지 부재를 포함하는 도 4에 도시된 이동 시스템을 적용함으로써 이동가능한 캐리지(32)의 형태로 형성될 수 있다. 화살표(A4) 방향으로 지지 부재(31)를 하강시킴으로써 이동가능한 캐리지(32)가 화살표(A3) 방향으로 멀어지게 이동할 수 있다. 이러한 이동은 시이트(L)의 에지 부분(E)에 의해 형성된 언더컷으로부터 하부 절반부 몰드(1)의 가동부(30)의 일부분을 방출시키기에 충분히 광대하다.

도 4에 도시된 구성에 도달될 때, 기계적 작동이 에지 부분(E)에 수행됨으로써 상부 절반부 몰드(2)에 제공된 시이트(L)의 지지면(2s) 쪽으로의 벤딩이 다시 시작된다. 이러한 작동은 절첩 수단(20)에 의해 실행된다. 도시된 예에서, 이들 절첩 수단(20)은 화살표(A5) 방향으로 시이트(L)의 에지 부분(E) 쪽으로 전진하는 수직으로 이동가능한 슬라이더를 포함한다. 이러한 슬라이더는 바람직한 절첩을 수행할 수 있는 형상의 헤드를 가진다. 최종 벤딩은 90도 이상이며 이론적으로 180도 정도일 수 있다. 그 후 슬라이더는 도 4에 도시된 원래 위치로 후퇴된다.

도 6을 참조하면, 몰드는 냉각 단계가 완료되면 개방되어 최종 부품이 꺼내질 수 있다. 최종 부품의 꺼냄 이후에, 도 4에 도시된 바와 같이 후퇴된 가동부(30)는 화살표(A6,A7)으로 나타낸 바와 같이 (가동부(30)가 시이트(L)의 에지 부분(E)을 벤딩 및 절단하는데 필요한 맞닿음 면을 다시 제공하도록)도 1 내지 도 3에 도시된 원래 위치로 복귀된다.

분명하게, 맞닿음 면(1s)이 시이트(L)의 에지 부분(E)으로부터 멀어지게 이동된다는 사실은 에지 부분이 절첩 수단(20)의 적용에 의해 벤딩이 소정 지점에서 재시작될 수 있도록 정확한 측면으로부터 접근될 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 벤딩은 에지 부분(E)의 절첩 중에 받게 되는 응력과 대치되게 시이트(L)를 단단히 유지하도록 몰드 내측에 지지면(2a)을 제공하는 것에 의해서도 가능하게 수행된다. 절첩이 몰드의 내측에서 열성형 단계 중에 수행되기 때문에, 제조 라인에 절첩을 위한 특정 스테이션을 제공하는 것이 이제는 불필요하다.

본 명세서에 설명된 실시예들은 본 발명의 구현 예로서 이해되어야 하며, 본 발명은 본 기술분야의 당업에게 적절히 나타날 수 있는 다수의 가능한 변형예들에 따라, 부품들의 형태 및 위치, 그리고 세부 구성 측면에서 변경될 수 있다고 이해해야 한다. 특히, 가동부의 작동 각도 및 구성은 수행될 절첩 작동 및 부품의 형상에 의존한다.

Claims (2)

1. 하부 절반부 몰드(1) 및 상부 절반부 몰드(2)를 포함하는 몰드를 제공하는 단계와,
   열가소성 재료로 형성된 가열된 시이트(L)를 상기 하부 절반부 몰드에 제공하는 단계와,
   상기 시이트를 변형시키는 방식으로 상기 상부 절반부 몰드를 상기 하부 절반부 몰드에 연결한 이후에, 완전한 고화가 달성될 때까지 상기 몰드 내측의 상기 시이트를 냉각시키는 단계와,
   상기 냉각 중에, 상기 시이트의 하나 이상의 에지 부분(E)을 따라 상기 시이트를 절단하는 단계, 및
   변형된 시이트의 고화가 달성되면 상기 상부 절반부 몰드를 상기 하부 절반부 몰드로부터 제거하는 단계를 포함하며,
   상기 절단 작동으로 상기 하부 절반부 몰드 및 상부 절반부 몰드들 중 하나에 제공된 맞닿음 면(1s)에 대해 상기 시이트의 에지 부분이 벤딩되는, 열성형 부품의 제조 방법에 있어서,
   상기 절단 작동 이후에 상기 몰드 내측의 시이트를 냉각시키는 동안에, 절첩 작동이 수행되며, 상기 절첩 작동은,
   상기 맞닿음 면을 상기 시이트의 에지 부분으로부터 이격되게 이동시키는 단계, 및
   상기 하부 절반부 몰드와 상부 절반부 몰드 중에 다른 하나에 제공된 시이트를 지지하기 위한 지지면(2s) 쪽으로 시이트의 벤딩을 재시작하는 방식으로 상기 에지 부분을 기계적으로 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   열성형 부품의 제조 방법.
   
2. 열성형 부품 제조용 몰드로서,
   상기 몰드가 열가소성 재료로 제조된 가열된 시이트(L)를 변형시키도록 서로 결합되도록 구성된 제 1 절반부 몰드(2) 및 제 2 절반부 몰드(1)를 포함하며, 상기 제 1 절반부 몰드에는, 몰드를 폐쇄시킨 채, 시이트의 하나 이상의 에지 부분(E)을 따라 시이트를 절단하기 위한 제어가능한 절단 수단(10)이 제공되며, 상기 절단 수단은 상기 제 2 절반부 몰드에 제공된 맞닿음 면(1s)에 대해 상기 시이트의 에지 부분이 벤딩되도록 구성되는 열성형 부품 제조용 몰드에 있어서,
   상기 제 2 절반부 몰드에 설치되는 절첩 수단(20), 및
   상기 맞닿음 면을 지지하도록 구성되는 상기 제 2 절반부 몰드의 가동부(30)를 더 포함하며,
   상기 절첩 수단은 상기 제 1 절반부 몰드에 제공된 시이트의 지지면(2s) 쪽으로 시이트의 벤딩을 재시작하는 방식으로, 몰드를 폐쇄시킨 채, 상기 시이트의 에지 부분을 기계적으로 작동하도록 제어될 수 있으며,
   상기 가동부는 상기 시이트의 에지 부분에 대한 맞닿음 면을 제공하는 절단 위치, 및 상기 시이트의 에지 부분으로부터 이격되게 이동하여 상기 제 1 절반부 몰드에 제공된 시이트의 지지면 쪽으로 상기 시이트의 에지 부분에 대한 벤딩을 재시작할 수 있게 하는 절첩 위치를 취득할 수 있는 방식으로 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는,
   열성형 부품 제조용 몰드.
   

Images