KR20120001066A - 사출금형장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

개시된 본 발명에 의한 사출금형장치는, 상호 형합되어 캐비티(Cavity)를 형성시키는 한 쌍의 금형을 포함하는 금형유닛, 캐비티로 사출품을 형성할 용융물을 다단계로 공급하는 공급유닛 및, 캐비티 내에서 응고된 사출품을 에어를 공급하여 취출하는 취출유닛을 포함하며, 캐비티의 높이는 1.2mm이내이다. 이러한 구성에 의하면, 균일한 용융물의 공급이 가능해짐과 아울러, 밀핀에 의한 간섭이 없음으로 인해, 우수한 품질의 초박형 사출품 제조가 가능해진다.

Description

사출금형장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR INJECTION MOLDING}

본 발명은 사출금형장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 초박형의 플레이트 사출이 가능한 사출금형장치 및 이의 방법에 관한 것이다.

일반적으로 사출금형이라 함은 한 쌍의 금형을 상호 형합하여 형성된 캐비티(Cavity)에 용융물을 주입하고, 캐비티에 충진된 용융물이 응고되면 사출품을 취출하는 일련의 과정을 통해 제품을 성형한다. 여기서, 상기 응고된 사출품의 취출은 상기 사출품을 가압하여 캐비티로부터 분리시키는 밀핀과 같은 취출수단을 통해 이루어진다.

한편, 근래에는 TV를 포함하여 초박형의 전자제품들의 보급이 활발함에 따라, 초박형 전자제품을 구성하기 위한 사출품 또한 점차 초박형으로 요구되고 있다. 그런데, 초박형의 사출품에 대응되는 캐비티로 용융물을 공급할 경우, 공급되는 용융물이 균일하게 캐비티 내부에서 분배되기도 전에 응고되어, 사출되는 사출품의 품질 저하가 야기된다.

아울러, 상기 초박형 사출품의 경우, 완성된 사출품의 취출시 사출품이 밀핀에 의한 가압력에 의해 형상 변형된다. 즉, 상기 밀핀의 가압력에 의해 박형의 사출품에 밀핀 가압자국이 남게되는 것과 같은 문제점이 야기되는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 고품질의 박형 사출품 사출성형이 가능한 사출금형장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 사출금형방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 해결하기 위한 본 발명에 의한 사출금형장치는, 금형유닛, 공급유닛 및, 취출유닛을 포함한다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 의하면, 상기 금형유닛은 상호 형합되어 캐비티(Cavity)를 형성시키는 한 쌍의 금형을 포함한다. 상기 캐비티의 높이는 1.2mm이내인 것이 좋다.

상기 공급유닛은 상기 캐비티로 사출품을 형성할 용융물을 공급한다. 여기서, 상기 공급유닛은 상기 용융물을 공급하는 공급원, 상기 공급원과 연결되어 상기 용융물의 제1공급라인을 형성시키는 제1공급부 및, 상기 제1공급부와 연결되어 공급받은 상기 용융물을 상기 캐비티로 분배 공급하는 제2공급라인을 형성시키는 제2공급부를 포함한다.

상기 제1공급부는 상기 공급원과 연결되는 적어도 하나의 공급구와, 상기 제2공급라인과 연통하는 복수의 제1배출구를 포함하며, 상기 제2공급부는 상기 복수의 제1배출구와 각각 연결됨으로써 상기 제2공급라인을 복수개 형성시킴과 아울러, 상기 복수의 제2공급라인 각각은 상기 캐비티와 연통하는 복수의 제2배출구를 포함하는 것이 좋다. 이때, 상기 복수의 제2배출구는 균일한 성형 체적 확보를 위하여 상호 등간격으로 배치되는 것이 바람직하다.

상기 취출유닛은 상기 캐비티 내에서 응고된 사출품을 취출한다. 상기 취출유닛은 상기 캐비티를 향해 에어를 공급하여, 상기 캐비티로부터 상기 사출품을 취출하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 사출품에 보스(Boss)를 사출시키는 보스유닛을 포함하며, 상기 보스유닛은 상기 사출품에 보조판을 삽입시킨 후, 상기 보스를 사출시키는 것이 좋다.

본 발명의 다른 측면에 의한 사출금형장치는, 상호 형합되어 캐비티(Cavity)를 형성시키는 한 쌍의 금형을 포함하는 금형유닛, 상기 캐비티로 사출품을 형성할 용융물을 다단계로 공급하는 공급유닛 및, 상기 캐비티 내에서 응고된 사출품을 에어를 공급하여 취출하는 취출유닛을 포함하며, 상기 캐비티의 높이는 1.2mm 이내이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 사출금형방법은, 제1 및 제2금형이 상호 형합되어 높이가 1.2mm 이내인 캐비티(Cavity)를 형성시키는 단계, 상기 캐비티로 용융물을 다단계로 공급시키는 단계, 상기 제1 및 제2금형을 상호 분리시키는 단계 및 에어를 공급하여 상기 캐비티에 형성된 사출품을 분리시키는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 공급시키는 단계는, 상기 용융물을 상기 제1금형에 형성된 제1공급라인을 통해 공급하는 제1공급단계 및, 상기 제1공급라인과 상기 캐비티 사이에 마련된 제2공급라인을 통해 상기 용융물을 상기 캐비티로 공급하는 제2공급단계를 포함하며, 상기 제2공급라인은 상기 제1공급라인과 연통하도록 복수개 마련된다. 여기서, 상기 복수의 제2공급라인은 상호 등 간격으로 배치되어 상기 캐비티와 연통함으로써, 상기 용융물을 상기 캐비티로 배출시키는 복수의 배출구를 구비한다.

한편, 상기 사출품에 보조판을 삽입시킨 상태로, 보스를 사출 형성시키는 단계를 더 포함하는 것이 좋다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 첫째, 1.2mm 이내의 높이를 가지는 캐비티 공간으로 용융물을 공급함에 따라, 초박형의 사출품의 성형이 가능해진다.

둘째, 초박형으로 형성된 사출품을 에어로 취출할 수 있음에 따라, 초박형 사출품의 변형을 방지할 수 있게 되어 사출품의 품질을 향상시킬 수 있게 된다. 아울러, 기존의 밀핀이 불필요함에 따라, 공간 확보에 유리하다.

셋째, 융융수지를 다단계로 공급함에 따라, 용융물의 균일 공급이 가능해진다.

넷째, 초박형 사출품에 대한 보스의 형성시 얇은 보조판을 삽입한 상태로 사출시킴에 따라, 보스의 형성에 따른 사출품의 변형을 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 사출금형장치를 개략적으로 도시한 단면도,
도 2는 도 1에 도시된 제1 및 제2공급부를 개략적으로 도시한 평면도,
도 3은 캐비티에 형성된 사출품을 취출하는 단계를 개략적으로 도시한 단면도,
도 4는 본 발명과 기존의 밀핀구조를 비교한 도면, 그리고,
도 5는 보스유닛을 개략적으로 도시한 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다.

도 1을 참고하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 사출금형장치(1)는, 금형유닛(10), 공급유닛(20) 및, 취출유닛(30)을 포함한다.

상기 금형유닛(10)은 상호 형합되어 캐비티(Cavity)(C)를 형성시킨다. 이를 위해, 상기 금형유닛(10)은 상호 맞물리는 한 쌍의 금형, 즉 제1 및 제2금형(11)(13)을 포함한다. 이러한 제1 및 제2금형(11)(13)은 상호 마주하는 면에 각각 제1 및 제2홈(12)(14)이 마련됨으로써, 상호 맞물려 캐비티(C)를 형성시킨다. 이때, 본 발명에 의한 상기 캐비티(C)는 1.2mm 이내의 높이(h)를 가지며, 보다 바람직하게는 1mm 내외의 높이(h)를 가지는 것으로 예시한다. 이에 따라, 상기 캐비티(C)에 형성되는 사출품(P)(도 3 참고)의 두께는 캐비티(C)의 높이(h)에 대응되는 1mm 내외로 형성되게 된다.

상기 공급유닛(20)은 상기 캐비티(C)로 사출품(P)을 형성시키기 위한 용융물(R)을 다단계로 공급한다. 이를 위해, 상기 공급유닛(20)은 공급원(21), 제1공급부(22) 및 제2공급부(26)를 포함한다.

상기 공급원(21)은 상기 용융물(R)을 공급하며, 상기 제1공급부(22)는 상기 공급원(21)과 연결되어 상기 용융물(R)의 제1공급라인(23)을 형성시킨다. 또한, 상기 제2공급부(26)는 상기 제1공급부(22)와 연결되어 공급받은 상기 용융물(R)을 상기 캐비티(C)로 분배 공급한다.

한편, 상기 제1공급부(22)는 상기 공급원(21)과 연결되는 적어도 하나의 공급구(24)와, 상기 제2공급라인(27)과 연통하는 복수의 제1배출구(25)를 포함한다. 본 실시예에서는 상기 제1공급부(22)가 도 2의 도시와 같이, 대략 H형상을 가지며, 한 개의 공급구(24)와, 4개의 제1배출구(25)를 구비하여 제1공급라인(23)을 형성시키는 것으로 예시한다.

또한, 상기 제2공급부(26)는 상기 복수의 제1배출구(25)와 각각 연결됨으로써 상기 제2공급라인(27)을 복수개 형성시키며, 복수의 제2공급라인(27) 각각은 캐비티(C)와 연통하는 복수의 제2배출구(28)를 포함한다. 본 실시예에서는, 도 2의 도시와 같이, 4개의 제1배출구(25)에 대응하여, 4개의 제2배출라인(27)이 마련되는 것으로 예시한다. 아울러, 상기 4개의 제2배출라인(27)는 각각 3개의 제2배출구(28)를 구비함으로써, 총 12개의 제2배출구(28)가 상기 캐비티(C)와 연통하여 용융물(R)을 공급하는 것으로 예시한다. 이때, 상기 복수의 제2배출구(28)들은 일종의 바둑판과 같이 상호 등간격으로 배치되어, 균일한 용융물(R)의 공급을 통한 균일한 성형 체적 확보에 기여한다.

특히 대형 TV의 후방 케이스와 같이 대형면적 및 얇은 두께를 갖는 사출품을 사출하기 위해서는 게이트들을 바둑판형으로 등 간격으로 촘촘하게 위치시키는 것이 필요하다. 따라서 매니폴드 블록을 단층으로 형성시킨다면, 상기 게이트들을 촘촘하게 위치시키기 어렵다. 따라서 각각 매니폴드 블록인 제1공급부(22) 및 제2공급부(26)를 복층으로 구성하여서, 상기 게이트의 위치를 촘촘하게 조절 가능하게 된다.

참고로, 도 2에 도시된 제1 및 제2공급부(22)(26)의 구성은 일 예일 뿐, 도시된 예로 한정되지 않음은 당연하다. 즉, 상기 제1 및 제2공급부(22)(26)를 구성하는 제1 및 제2배출구(25)(28)의 개수 및 배치 간격 등은 형성하고자 하는 사출품(P)의 형상 및 크기에 따라 유동해석을 통해, 다양하게 가변 가능한 것이다.

상기 취출유닛(30)은 상기 캐비티(C) 내에 응고된 사출품(P)을 취출한다. 이러한 취출유닛(30)은 상기 캐비티(C)를 향해 에어(A)를 공급하여, 상기 캐비티(C)로부터 사출품(P)을 취출한다. 이를 위해, 상기 취출유닛(30)은 상기 에어(A)를 제공하는 에어원(31)과 상기 에어원(31)으로부터 제공된 에어(A)를 캐비티(C)로 안내하는 에어라인(32)을 포함한다.

이에 따라서, 본 발명은 제품의 취출을 위하여, 밀핀 구조가 불필요하다. 참고로, 일반적인 밀핀 구조로 본 발명에 의한 대형 면적의 초박형 사출품(P)을 취출할 경우, 밀핀의 가압자국이 사출품(P)에 남게 된다. 그러나, 본 발명의 경우, 에어를 이용하는 취출유닛(30)으로 사출품(P)을 취출하므로 취출 자국이 남지 않는 이점을 가지게 된다. 또한, 사출압에 의한 제품 변형과, 이에 기인한 두께 편차를 축소시킬 수 있다. 아울러, 기존의 밀핀 구조가 생략됨으로써, 도 4의 도시와 같이, 상기 밀핀 승하강을 위한 별도의 공간(G)이 제1금형(11) 또는 제2금형(13)에 마련되지 않아도 되어, 사이즈 감소에 기여할 수 있게 된다.

참고로, 본 실시예에서는 도 1의 도시 기준으로, 상대적으로 상부에 위치하는 제1금형(11)에 상기 공급유닛(20)의 제1 및 제2공급라인(23)(27)이 마련되고, 상기 제1금형(11)보다 하부에 위치하는 제2금형(13)에 취출유닛(30)의 에어라인(32)이 마련되는 것으로 예시한다. 그러나, 상기 제1 및 제2공급라인(23)(27), 에어라인(32)의 형성 위치는 도 1의 도시로 한정되지 않으며, 상기 제1 및 제2금형(11)(13) 중 어느 하나에 모두 형성되는 것과 같이 다양하게 가변 가능하다.

이상과 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 사출금형장치(1)의 사출방법을 도 1 내지 도 3을 참고하여 설명하면, 하기와 같다.

우선, 도 1의 도시와 같이, 상호 형합된 제1 및 제2금형(11)(13) 사이의 제1 및 제2홈(12)(14)에 의해 형성된 캐비티(C)에 공급유닛(20)을 통해 용융물(R)이 다단계로 공급된다. 구체적으로, 상기 공급원(21)을 통해 공급된 용융물(R)은 도 1 및 도 2의 도시와 같이, 공급구(21)를 통해 제1공급부(22)의 제1공급라인(23)으로 공급된다. 그 후, 도 1 및 도 2에 도시된 화살표와 같이 제1공급라인(23) 전체에 걸쳐 골고루 분배된 용융물(R)은 제2공급부(26)의 제2공급라인(27)으로 유입된다. 그러면, 상기 제2공급라인(27) 내의 용융물(R)은 상호 등간격으로 이격되어 배치되는 복수의 제2배출구(28)를 통해 캐비티(C) 내부로 유입된다. 이때, 하나의 제1배출구(25)가 3개의 제2배출구(28)를 구비하는 제2공급부(26)와 연통함으로써, 제1공급라인(23)의 용융물(R)이 신속하면서도 균일하게 캐비티(C)로 공급될 수 있게 된다.

이렇게 캐비티(C)로 용융물(R)이 공급되면, 상기 캐비티(C) 내의 용융물(R)이 응고되어 도 3과 같이, 사출품(P)이 형성된다. 형성된 사출품(P)은 취출유닛(30)의 에어원(31)과 에어라인(32)을 통해 제공되는 에어(A)에 의해 제2금형(13)으로부터 분리된다. 이때, 상기 제1금형(12)은 상기 사출품(P)의 분리를 위해, 제2금형(13)로부터 분리된 상태이다.

한편, 상기 사출품(P)에는, 주변 부품과 결합 가능하도록 보스(boss)가 설치된다. 박막의 사출품에 보스가 형성되는 경우, 상기 사출품(P)의 얇은 두께로 인하여 보스의 반대편에 백화 현상이 발생하거나, 보스 부분이 약해지거나, 사출품(P)이 수축되는 현상이 발생한다.

이를 방지하기 위하여, 슬라이드 금형을 이용하여서, 사출품(P)과는 이격을 가지면서, 보스를 지지하는 보스 지지판을 제조하는 안도 제안될 수 있다. 즉, 보스 지지판은 상기 사출품 본체로부터 돌출 되어 절곡 형성되며, 상기 보스 지지판 상에 보스를 형성시킬 수 있다.

그러나, 이 방법으로는, 사출품(P)의 전체 두께가 두꺼워지고, 별도의 슬라이드금형이 필요하게 된다. 따라서, 본 발명에 의한 사출금형장치(1)는 1mm 내외의 사출품(P)을 형성시키는 것으로 예시함에 따라, 초박형의 사출품(P)에 보스 (41)를 형성시키기 위한 보스유닛(40)을 도 5의 도시와 같이, 포함한다.

상기 보스유닛(40)은 상술한 바와 같은 사출금형방법을 통해 사출 형성된 사출품(P)에 마련되는 것으로써, 사출품(P)에 보조판(42)을 삽입시킨 후, 상기 보스(41)를 사출시킨다. 이때, 상기 보조판(42)은 상기 보스(41)를 형성시키고자 하는 위치에 인서트되는 얇은 철판 또는 알루미늄 박막이다. 이렇게, 상기 보조판(42)이 삽입된 상태로, 보스(41)가 사출되면, 1mm 내외의 두께를 가지는 사출품(P)의 수축 없이 보스(41)의 사출이 가능해진다.

즉, 상기와 같은 보조판(42)이 존재함으로써, 사출품(P)의 수축을 방지할 수 있고, 이에 따라서 백화현상이 방지될 수 있다. 이에 따라서 박막의 사출품(P)에서 보스(41) 형성이 가능하게 된다.

한편, 자세히 도시되지 않았으나, 상기 보스(41)는 별도의 피스(piece)로 제작할 수도 있다. 즉, 상기 보스(41)를 초소형 사출기를 이용하여 제조한 다음, 사출 금형에서 성형시에 보조판(42)에 인서트하여서 사출할 수도 있다. 이에 따라서 보스(41)를 표준화하여서 대량 공급가능하고, 그 결합방법도 간단하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1: 사출금형장치 10: 금형유닛
11: 제1금형 13: 제2금형
20: 공급유닛 21: 공급원
22: 제1공급부 26: 제2공급부
30: 취출유닛 31: 에어원
32: 에어라인 40: 보스유닛
41: 보스 42: 보조판
C: 캐비티 R: 용융물
A; 에어 P: 사출품

Claims (11)

1. 상호 형합되어 캐비티(Cavity)를 형성시키는 한 쌍의 금형을 포함하는 금형유닛;
   상기 캐비티로 사출품을 형성할 용융물을 공급하는 공급유닛; 및
   상기 캐비티 내에서 응고된 사출품을 취출하는 취출유닛;
   을 포함하며,
   상기 캐비티의 높이는 1.2mm 이내인 것을 특징으로 하는 사출금형장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 공급유닛은,
   상기 용융물을 공급하는 공급원;
   상기 공급원과 연결되어 상기 용융물의 제1공급라인을 형성시키는 제1공급부; 및
   상기 제1공급부와 연결되어 공급받은 상기 용융물을 상기 캐비티로 분배 공급하는 제2공급라인을 형성시키는 제2공급부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출금형장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1공급부는 상기 공급원과 연결되는 적어도 하나의 공급구와, 상기 제2공급라인과 연통하는 복수의 제1배출구를 포함하며,
   상기 제2공급부는 상기 복수의 제1배출구와 각각 연결됨으로써 상기 제2공급라인을 복수개 형성시킴과 아울러, 상기 복수의 제2공급라인 각각은 상기 캐비티와 연통하는 복수의 제2배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출금형장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 복수의 제2배출구는 상호 등간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 사출금형장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 취출유닛은 상기 캐비티를 향해 에어를 공급하여, 상기 캐비티로부터 상기 사출품을 취출하는 것을 특징으로 하는 사출금형장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 사출품에 보스(Boss)를 사출시키는 보스유닛;
   을 포함하며,
   상기 보스유닛은 상기 사출품에 보조판을 삽입시킨 후, 상기 보스를 사출시키는 것을 특징으로 하는 사출금형장치.
7. 상호 형합되어 캐비티(Cavity)를 형성시키는 한 쌍의 금형을 포함하는 금형유닛;
   상기 캐비티로 사출품을 형성할 용융물을 다단계로 공급하는 공급유닛; 및
   상기 캐비티 내에서 응고된 사출품을 에어를 공급하여 취출하는 취출유닛;
   을 포함하며,
   상기 캐비티의 높이는 1.2mm이내인 것을 특징으로 하는 사출금형장치.
8. 제1 및 제2금형이 상호 형합되어 높이가 1.2mm 이내인 캐비티(Cavity)를 형성시키는 단계;
   상기 캐비티로 용융물을 다단계로 공급시키는 단계;
   상기 제1 및 제2금형을 상호 분리시키는 단계; 및
   에어를 공급하여 상기 캐비티에 형성된 사출품을 분리시키는 단계;
   를 포함하는 사출금형방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 공급시키는 단계는,
   상기 용융물을 상기 제1금형에 형성된 제1공급라인을 통해 공급하는 제1공급단계; 및
   상기 제1공급라인과 상기 캐비티 사이에 마련된 제2공급라인을 통해 상기 용융물을 상기 캐비티로 공급하는 제2공급단계;
   를 포함하며,
   상기 제2공급라인은 상기 제1공급라인과 연통하도록 복수개 마련되는 것을 특징으로 하는 사출금형방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 제2공급라인은 상호 등간격으로 배치되어 상기 캐비티와 연통함으로써, 상기 용융물을 상기 캐비티로 배출시키는 복수의 배출구를 구비하는 것을 특징으로 하는 사출금형방법.
11. 제8항에 있어서,
    상기 사출품에 보조판을 삽입시킨 상태로, 보스를 사출 형성시키는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사출금형방법.

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