KR20140056621A

KR20140056621A - 발포 소재의 제품 성형 장치 및 제품 성형 방법

Info

Publication number: KR20140056621A
Application number: KR1020120121150A
Authority: KR
Inventors: 박상우; 성창모; 오은택; 이영로; 허봉립
Original assignee: 현대자동차주식회사; 한화엘앤씨 주식회사
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2014-05-12
Also published as: KR101459838B1

Abstract

본 발명은 경량화 소재를 이용한 제품의 표면에 글레이징 처리를 하여 디자인이 우수하고 별도의 후처리 공정을 필요로 하지 않도록 하면서도, 제품을 금형으로부터 용이하게 취출할 수 있도록 함으로써, 종래 작업자의 수작업에 대한 위험성을 배제할 수 있고, 제품 성형 작업의 사이클타임을 축소하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한다.

Description

경량화 소재의 제품 성형 장치 및 제품 성형 방법{MOLD FOR REDUCING WEIGHT MATTER AND MOLDING METHOD THEREOF}

본 발명은 경량화 소재를 이용한 제품 성형 장치 및 그 성형 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 경량화 소재로 성형된 제품을 금형으로부터 취출하는 기술에 관한 것이다.

일반적으로, 경량화 소재는 자동차 부품, 전자 부품 등의 포장재, 단열재 등으로 널리 사용되고 있는 소재이다.

이러한 소재로는 보통 EPP(Expanded Poly-Propylene), EPS(Expanded Polystyrene) 등이 사용되고 있는데, 이는 경량화, 충격흡수, 단열, 보온 등의 요구 특성에 부합되기 때문이다.

특히, EPP는 유연하고 깨짐성, 반복 완충성, 내약품성 등이 우수한 환경 친화적인 플라스틱 발포체로서, 주로 자동차산업 분야에서 에너지업소버(Energy Absorber), 쿠션(Cushion), 패킹(Packing) 등 다양한 형태로 사용되고 있으며, 또한 전자산업 분야에서도 전자제품의 포장재로도 널리 쓰이고 있다.

하기의 특허문헌 1은 상기한 바와 같은 경량화 소재로 제품을 성형할 때, 그 표면을 매끄럽게 가공할 수 있도록 하여, 제품의 디자인을 향상시킴은 물론 별도의 후가공이 필요 없도록 하는 경량화 소재의 표면 글레이징 성형 기술을 개시하고 있다.

도 1은 종래 상기한 바와 같은 경량화 소재의 표면 글레이징 성형을 위한 금형설비의 일 예를 도시한 것으로서, 제품이 성형될 캐비티를 사이에 두고 상형모듈(500)과 하형모듈(502)이 배치되어 있으며, 상기 하형모듈(502)에는 상기 캐비티의 하측면을 형성하며 다수의 스팀벤트가 구비된 하형코어(504)와, 상기 캐비티에 소재를 공급하기 위한 원료공급구(506)와, 제품 취출을 위한 이젝터(508), 냉각수를 공급하여 하형코어(504) 및 제품을 냉각하기 위한 냉각수공급부(510), 상기 스팀벤트를 통해 캐비티로 공급될 스팀을 하형모듈(502) 내부로 공급 및 배출하는 스팀작용부(512) 등이 구비되어 있으며, 상기 상형모듈(500)은 고온 고압의 스팀 및 냉각수가 제품 표면에 인접하게 유동하도록 스팀유동로(514)를 구비한 이중 코어 형태로 구성된 상형코어(516)를 구비하고 있다.

상기한 바와 같은 구성의 종래 금형설비에서는 원료를 상기 캐비티에 공급한 후, 상기 상형코어(516)에는 상기 스팀유동로(514)를 통하여 고온 고압의 스팀을 공급하여 제품 표면을 글레이징시키면서, 상기 하형모듈(502)에는 상기 스팀작용부(512)를 통해 스팀을 공급하여 상기 스팀벤트를 통해 스팀이 제품이 위치하는 캐비티를 통과하여 배출되도록 함으로써 제품의 성형이 이루어지도록 한 후, 상기 스팀유동로(514)로 냉각수를 공급함과 아울러 상기 냉각수공급부(510)로 냉각수를 공급하여 상형코어(516)와 하형코어(504) 및 제품을 냉각시켜 제품 성형을 완료하고, 이형과 동시에 상기 이젝터(508)로 성형된 제품을 취출하도록 한다.

그런데, 상기한 바와 같은 공정에서, 상기 제품의 이형 시에는 제품이 상형코어(516)에 달라붙어서 제품의 최종적인 취출에 어려움이 발생하는 경향이 있다.

이는 고온으로 제품 표면을 글레이징함에 따라 제품이 상형코어(516)에 달라붙어서 발생하는 것으로, 종래에는 작업자가 수작업으로 제품의 최종적인 취출을 수행하고 있으나, 이는 작업자의 안전사고 위험이 높고, 제품 성형 작업의 사이클타임을 크게 증가시키는 주요한 원인이 되고 있어서 생산성에 악영향을 준다.

참고로, 도 1은 이형 시 상형코어(516)에 제품(P)이 달라붙은 상태를 도시하고 있다.

상기의 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR

10-2011-0112566

A

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 경량화 소재를 이용한 제품의 표면에 글레이징 처리를 하여 디자인이 우수하고 별도의 후처리 공정을 필요로 하지 않도록 하면서도, 제품을 금형으로부터 용이하게 취출할 수 있도록 함으로써, 종래 작업자의 수작업에 대한 위험성을 배제할 수 있고, 제품 성형 작업의 사이클타임을 축소하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 경량화 소재의 제품 성형 장치 및 제품 성형 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 경량화 소재의 제품 성형 장치는

경량화 소재로 이루어지는 제품의 표면 글레이징을 위해 스팀유동로를 구비한 상형코어를 포함하는 상형모듈과;

상기 상형코어와의 사이에 제품 성형을 위한 캐비티를 형성하며 다수의 스팀벤트가 구비된 하형코어를 포함하는 하형모듈과;

상기 캐비티의 하형코어 측으로 진공압을 공급하여 상형코어와 하형코어의 이형 시 제품이 하형코어에 유지되도록 하는 진공압공급수단;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 경량화 소재의 제품 성형 방법은

경량화 소재로 이루어지는 제품의 성형 시 표면 글레이징이 함께 이루어지도록 하는 경량화 소재의 제품 성형 방법에 있어서,

이형 시 캐비티의 하형코어 측에 진공압을 작용시켜 제품이 상형코어와 분리되고 하형코어에 유지되도록 하는 제품홀딩단계와;

상형코어의 이형 완료 후, 이젝터의 이젝터핀으로 상기 하형코어로부터 상기 제품을 취출시키는 제품분리단계;

를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 기술에 의한 경량화 소재의 제품 성형 장치의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 경량화 소재의 제품 성형 장치의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 경량화 소재의 제품 성형 방법의 실시예를 도시한 순서도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명 실시예의 경량화 소재의 제품 성형 장치는 경량화 소재로 이루어지는 제품의 표면 글레이징을 위해 스팀유동로를 구비한 상형코어(1)를 포함하는 상형모듈(3)과; 상기 상형코어(1)와의 사이에 제품 성형을 위한 캐비티를 형성하며 다수의 스팀벤트가 구비된 하형코어(5)를 포함하는 하형모듈(7)과; 상기 캐비티의 하형코어(5) 측으로 진공압을 공급하여 상형코어(1)와 하형코어(5)의 이형 시 제품이 하형코어(5)에 유지되도록 하는 진공압공급수단을 포함하여 구성된다.

상기 진공압공급수단은 상기 하형코어(5)의 스팀벤트와 연결되는 상기 하형모듈(7)의 밀폐된 공간으로 연결된 공압파이프(9)와, 상기 공압파이프(9)에 연결되어 진공압을 공급하는 진공탱크(11)와, 상기 공압파이프(9)에 설치되어 상기 진공탱크(11)로부터의 진공압을 단속하는 진공밸브(13)를 포함하여 구성된다.

상기 진공압공급수단은 도시된 바와 같이 진공펌프(15)를 더 포함할 수 있으며, 상기 공압파이프(9)를 통해 상기 스팀벤트로 진공압이 전달될 수 있도록 구성됨으로써, 상기 진공밸브(13)를 개방하면, 상기 캐비티의 제품(P)은 상기 스팀벤트를 통해 제공되는 진공압에 의해 상기 하형코어(5)의 상측에 흡착된 상태를 유지하게 되어, 상형코어(1)가 분리될 때, 제품(P)이 상기 상형코어(1)로부터 분리되어, 종래와 같이 제품(P)이 상형코어(1)에 붙어서 함께 상승하게 되는 현상을 방지하도록 하는 것이다.

본 실시예는 상기와 같은 이형 시 상형코어(1)와 제품(P) 사이의 분리에 도움을 주도록, 상기 상형코어(1)와 제품(P) 사이로 공기압을 공급하도록 구비된 제1분리보조수단을 더 구비하고 있다.

또한, 본 실시예는 상기 하형코어(5)로부터 제품(P)을 이젝트시킬 때, 제품(P)과 하형코어(5)의 분리에 도움을 주도록, 상기 캐비티의 하형코어(5) 측으로 공기압을 공급하도록 구비된 제2분리보조수단을 더 구비하고 있다.

본 실시예에서는 상기 제1분리보조수단과 제2분리보조수단은 상기 공기압을 제공하는 에어탱크(17)를 공통으로 구비하여, 설비의 간단화를 도모하도록 하였으나, 물론, 각각 별도의 공기압탱크나 펌프 등을 구비할 수도 있을 것이며, 상기 에어탱크(17)에는 본 실시예와 같이 공압펌프(19)가 연결되어 필요한 공기압을 형성할 수 있도록 구성할 수 있다.

참고로, 여기서, 진공압이라 하면, 대기압보다 낮은 압력을 말하며, 상기 공기압은 대기압보다 높은 압축공기를 의미한다.

본 실시예에서, 상기 제1분리보조수단은 상기 에어탱크(17)로부터 상기 상형코어(1)와 제품(P) 사이의 틈새로 공기압을 제공하도록 설치된 제1공압통로(21)와, 상기 제1공압통로(21)에 설치되어 상기 에어탱크(17)로부터의 공기압을 단속하는 제1공압밸브(23)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 제2분리보조수단은 상기 에어탱크(17)로부터 상기 공압파이프(9)로 연결되는 제2공압통로(25)와, 상기 제2공압통로(25)에 설치되어 상기 에어탱크(17)로부터의 공기압을 단속하는 제2공압밸브(27)를 포함하여 구성된다.

따라서, 상기 상형코어(1)의 이형 시에는, 상기 진공밸브(13)를 열어서 상기 스팀벤트를 통해 작용하는 진공압으로 제품(P)을 캐비티의 하측으로 홀딩하여 하형코어(5) 상에 유지시키도록 하면서, 상기 제1분리보조수단의 제1공압밸브(23)를 열어서 상기 상형코어(1)와 제품(P) 사이가 쉽게 분리될 수 있도록 분리를 촉진함으로써, 제품(P)이 상형코어(1)로부터 보다 쉽게 분리되어 하형코어(5) 위에 유지될 수 있도록 하고, 이형 완료후 이젝터로 제품(P)을 하형코어(5)로부터 이형할 때에는 상기 제2분리보조수단의 제2공압밸브(27)를 열어서 상기 하형코어(5)의 스팀벤트를 통해 공기압을 제품(P)을 향해 가함으로써, 제품(P)이 이젝트 핀의 압력 및 상기 공기압에 의해 보다 용이하게 하형코어(5)로부터 이탈되어 취출될 수 있도록 하는 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 경량화 소재의 제품(P) 성형 방법의 일 예를 도시한 것으로서, 종래와 같이 경량화 소재로 이루어지는 제품(P)의 성형 시 표면 글레이징이 함께 이루어지도록 하기 위해, 캐비티에 원료를 공급하는 원료공급단계(S10)와, 성형 장치에 스팀을 작용시켜 상기 캐비티의 원료가 제품(P)으로 성형되도록 함과 아울러 표면에 글레이징 처리가 이루어지도록 하는 스팀공급단계(S20)와, 냉각수를 공급하여 냉각을 수행하는 냉각단계(S30)를 수행하고, 이어서 제품(P)을 용이하게 취출하기 위해 본 발명에 따라, 이형 시 캐비티의 하형코어(5) 측에 진공압을 작용시켜 제품(P)이 상형코어(1)와 분리되고 하형코어(5)에 유지되도록 하는 제품홀딩단계(S40)와; 상형코어(1)의 이형 완료 후, 이젝터(29)의 이젝터핀으로 상기 하형코어(5)로부터 상기 제품(P)을 취출시키는 제품분리단계(S50)를 더 포함하여 구성된다.

또한, 본 실시예에서 상기 제품홀딩단계(S40) 수행시에는, 상기 상형코어(1)가 상승하여 이형이 이루어질 때, 상기 상형코어(1)와 제품(P) 사이에 공기압을 분사하여, 상기 상형코어(1)와 제품(P)의 분리를 촉진시키는 상형분리촉진단계(S45)를 병행하여 수행한다.

또한, 본 실시예에서 상기 제품분리단계(S50) 수행시에는, 상기 이젝터핀이 제품(P)을 취출할 때, 상기 캐비티의 하형코어(5) 측에 공기압을 공급하여 상기 제품(P)과 하형코어(5)의 분리를 촉진시키는 하형분리촉진단계(S55)를 병행하여 수행한다.

따라서, 상형코어(1)의 이형 시에는 상기 제품홀딩단계(S40)의 수행에 의해 상기 제품(P)이 상형코어(1)로부터 분리되어 하형코어(5)에 유지되고, 이때 상기 상형분리촉진단계(S45)에 의해 상기 제품(P)과 상형코어(1)는 보다 원활한 분리가 이루어지게 되며, 상기 제품분리단계(S50)의 수행에 의해 상기 이젝터의 이젝터핀이 상기 제품(P)을 상기 하형코어(5)로부터 이탈시킬 때, 상기 하형분리촉진단계(S55)를 아울러 수행함에 의해 상기 제품(P)은 상기 하형코어(5)로부터 보다 용이하게 이탈되어, 종래와 같은 작업자의 수작업 등을 요하지 않고 안전하고 신속하게 제품(P)을 취출할 수 있도록 하게 된다.

상기한 바와 같은 방법으로 제작된 경량화 소재의 제품(P)은 신속하고 안전하게 생산됨은 물론, 표면에 글레이징 처리에 의해 미려한 외관이 형성되고, 별도의 후가공이 필요하지 않은 장점이 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

1; 상형코어
3; 상형모듈
5; 하형코어
7; 하형모듈
9; 공압파이프
11; 진공탱크
13; 진공밸브
15; 진공펌프
17; 에어탱크
19; 공압펌프
21; 제1공압통로
23; 제1공압밸브
25; 제2공압통로
27; 제2공압밸브
29; 이젝터
P; 제품
S10; 원료공급단계
S20; 스팀공급단계
S30; 냉각단계
S40; 제품홀딩단계
S50; 제품분리단계
S45; 상형분리촉진단계
S55; 하형분리촉진단계

Claims

경량화 소재로 이루어지는 제품(P)의 표면 글레이징을 위해 스팀유동로를 구비한 상형코어(1)를 포함하는 상형모듈(3)과;
상기 상형코어(1)와의 사이에 제품(P) 성형을 위한 캐비티를 형성하며 다수의 스팀벤트가 구비된 하형코어(5)를 포함하는 하형모듈(7)과;
상기 캐비티의 하형코어(5) 측으로 진공압을 공급하여 상형코어(1)와 하형코어(5)의 이형 시 제품(P)이 하형코어(5)에 유지되도록 하는 진공압공급수단;
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 경량화 소재의 제품 성형 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 진공압공급수단은
상기 하형코어(5)의 스팀벤트와 연결되는 상기 하형모듈(7)의 밀폐된 공간으로 연결된 공압파이프(9)와;
상기 공압파이프(9)에 연결되어 진공압을 공급하는 진공탱크(11)와;
상기 공압파이프(9)에 설치되어 상기 진공탱크(11)로부터의 진공압을 단속하는 진공밸브(13);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 경량화 소재의 제품 성형 장치.
청구항 2에 있어서,
이형 시 상형코어(1)와 제품(P) 사이의 분리에 도움을 주도록, 상기 상형코어(1)와 제품(P) 사이로 공기압을 공급하도록 구비된 제1분리보조수단;
을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 경량화 소재의 제품 성형 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 하형코어(5)로부터 제품(P)을 이젝트시킬 때, 제품(P)과 하형코어(5)의 분리에 도움을 주도록, 상기 캐비티의 하형코어(5) 측으로 공기압을 공급하도록 구비된 제2분리보조수단;
을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 경량화 소재의 제품 성형 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 제1분리보조수단과 제2분리보조수단은 상기 공기압을 제공하는 에어탱크(17)를 공통으로 구비하고;
상기 제1분리보조수단은 상기 에어탱크(17)로부터 상기 상형코어(1)와 제품(P) 사이의 틈새로 공기압을 제공하도록 설치된 제1공압통로(21)와, 상기 제1공압통로(21)에 설치되어 상기 에어탱크(17)로부터의 공기압을 단속하는 제1공압밸브(23)를 포함하여 구성되고;
상기 제2분리보조수단은 상기 에어탱크(17)로부터 상기 공압파이프(9)로 연결되는 제2공압통로(25)와, 상기 제2공압통로(25)에 설치되어 상기 에어탱크(17)로부터의 공기압을 단속하는 제2공압밸브(27)를 포함하여 구성된 것
을 특징으로 하는 경량화 소재의 제품 성형 장치.
경량화 소재로 이루어지는 제품의 성형 시 표면 글레이징이 함께 이루어지도록 하는 경량화 소재의 제품 성형 방법에 있어서,
이형 시 캐비티의 하형코어(5) 측에 진공압을 작용시켜 제품(P)이 상형코어(1)와 분리되고 하형코어(5)에 유지되도록 하는 제품홀딩단계(S40)와;
상형코어(1)의 이형 완료 후, 이젝터의 이젝터핀으로 상기 하형코어(5)로부터 상기 제품(P)을 취출시키는 제품분리단계(S50);
를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 경량화 소재의 제품 성형 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 제품홀딩단계(S40) 수행시에는, 상기 상형코어(1)가 상승하여 이형이 이루어질 때, 상기 상형코어(1)와 제품(P) 사이에 공기압을 분사하여, 상기 상형코어(1)와 제품(P)의 분리를 촉진시키는 상형분리촉진단계(S45)를 병행하여 수행하는 것
을 특징으로 하는 경량화 소재의 제품 성형 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 제품분리단계(S50) 수행시에는, 상기 이젝터핀이 제품(P)을 취출할 때, 상기 캐비티의 하형코어(5) 측에 공기압을 공급하여 상기 제품(P)과 하형코어(5)의 분리를 촉진시키는 하형분리촉진단계(S55)를 병행하여 수행하는 것
을 특징으로 하는 경량화 소재의 제품 성형 방법.
청구항 6 내지 청구항 8항 중 어느 한 항의 성형 방법으로 제작된 경량화 소재의 제품.