KR20140141748A - 가열사상기 및 가열사상방법 - Google Patents

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권혁철
김수영
박영현
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Abstract

본 발명은　사상공정을 자동으로 수행하는 가열사상기 및 가열사상방법에 관한 것이다. 가열사상기는 사출물이 안착되고 이동가능하게 설치되는 지그, 지그의 상부에 위치한 가이드레일, 가이드 레일을 따라 이동가능하게 설치되어 이동부, 사출물을 가열가능하게 이동부에 부착된 히터, 사출물의 플래시(flash)를 자동으로 제거할 수 있도록, 지그와 이동부, 히터를 제어하는 제어부를 포함한다. 사상공정을 자동으로 수행하여 균일한 품질의 제품을 확보할 수 있고, 사상공정 후에 수행하는 도장공정에서 도장불량의 발생이 적어지고 도장효율을 높일 수 있다.

Description

가열사상기 및 가열사상방법{UNLESS FLASH HEATING MACHINE AND METHOD FOR UNLESS FLASH HEATING}
본 발명은 가열사상기 및 가열사상방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사상공정을 자동으로 수행하는 가열사상기 및 가열사상방법에 관한 것이다.
사출성형은 플라스틱 제품을 성형하는 가장 광범위하게 이용되는 제조방법이다. 텔레비젼, 오디오, VCR, 휴대폰 등의 전자제품 커버나 케이스를 비롯한 다양한 플라스틱 제품이 사출성형에 의해 제조될 수 있다.
사출성형을 통한 제품은 플라스틱에 안료, 안정제, 가소제, 충전제 등을 첨가하여 만든 컴퍼운드를 호퍼에 넣어 이를 전열 또는 고압수증기 등으로 가열하여 용융상태로 만든다. 그리고, 이 용융액을 피스톤으로 투입부를 통해서 사출성형용 금형 속으로 주입하고, 금형 내에 용융액의 충전이 완료되면 이를 냉각시켜 응고시킨다. 응고된 사출물을 사출성형용 금형으로 부터 추출한 후 불필요한 부분을 제거한다. 마지막으로 사출물의 표면에 페인트, 착색제 또는 광택제를 칠하는 도장공정을 거쳐 사출품의 외관을 완성한다.
최근 전자제품 등에 대한 소비자의 구매 결정과정에 있어 제품의 성능, 가격뿐만 아니라, 제품의 외관이 중요한 요소가 되고 있다. 따라서 제품의 외관을 깔끔하게 형성하기 위한 연구가 많이 진행되고 있다.
그런데 금형에서 추출한 사출물은 미세 플래시가 발생할 수 있고, 이러한 제품은 도장공정에서 도장불량의 주요원인이 되는 문제점이 있다. 또한 미세 플래시를 제거하는 사상공정은 수작업으로 이루어져 작업의 효율 및 품질의 균일성에 문제가 있다.
본 발명의 일 측면은 사출물에 생성된 플래시를 제거하는 사상공정을 자동으로 수행하는 가열사상기 및 가열사상방법을 제공한다.
또한 플래시를 제거하여 도장공정의 효율을 높이는 가열사상기 및 가열사상방법을 제공한다.
본 발명의 사상에 따른 가열사상기는 사출물이 안착되고 이동가능하게 설치되는 지그, 상기 지그의 상부에 위치한 가이드레일, 상기 가이드 레일을 따라 이동가능하게 설치되어 이동장치, 상기 사출물을 가열가능하게 상기 이동장치에 부착된 히터, 상기 사출물의 플래시(flash)를 자동으로 제거할 수 있도록, 상기 지그, 상기 이동장치와 상기 히터를 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 지그는 X축으로 이동가능하게 설치되고, 상기 가이드레인은 Y축 방향으로 설치되어, 상기 이동장치가 Y축방향으로 이동가능하게 설치되고, 상기 히터는 Z축으로 이동가능하게 설치될 수 있다.
바닥에 안착된 바닥판을 포함하고, 상기 지그는 상기 바닥판에 이동가능하게 복수 개가 설치되어, 복수의 지그들은 각각 상기 제어부에 의해 제어되어, 각각 이동가능할 수 있다.
상기 지그에는 복수 개의 상기 사출물이 안착될 수 있다.
상기 히터는 상기 지그에 안착된 복수 개의 상기 사출물에 대응하여 복수 개가 마련되어, 상기 지그에 마련된 상기 복수 개의 사출물이 상기 복수의 히터에 의해 가열되며 동시에 사상공정을 수행할 수 있다.
상기 히터는 온도조절이 가능하고, 최대온도가 1000도일 수 있다.
상기 제어부는 상기 지그, 상기 이동부와 상기 히터의 이동거리 및 이동속도를 각각 제어할 수 있고, 상기 히터의 온도를 제어할 수 있다.
사출물이 안착된 지그가 이동하여 작업위치에 도달하고, 히터가 부착된 이동부가 사출물과 히터가 접촉할 수 있도록 이동하고, 플래시가 발생된 곳을 따라 이동하며 히터가 사출물에 열을 가하여 사출물의 플래시를 제거하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 사상에 따른 가열사상방법은 각각 사출물이 안착된 복수의 지그가 각각 움직이며, 어느 하나의 지그가 가열되고, 어느 하나의 지그가 작업위치에 도달하거나 벗어나는 것을 특징으로 한다.
복수의 사출물이 안착된 지그에 복수의 히터가 이동하며 동시에 복수의 사출물의 플래시를 제거할 수 있다.
　본 발명은 사상공정을 자동으로 수행하는 가열사상기 및 가열사상방법으로 균일한 품질의 제품을 확보하는 것이 가능하다.
또한, 사상공정 후에 수행하는 도장공정에서 도장불량의 발생이 적어지고, 도장효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가열사상기를 도시한 도면이다.
도 2는　본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 가열사상기를 도시한 도면이다.
도 3은　본 발명의 일 실시 예에 따른 가열사상기의 히터를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가열사상기의 지그(zig)를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 가열사상기의 사상공정을 수행하는 흐름을 나타낸 도면이다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가열사상기(1)를 도시한 도면이다.
가열사상기(1)는 사출물(100)이 안착되는 지그(10), 사출물(100)에 열을 가하여 플래시를 제거하는 히터(40)를 포함하여 사출물(100)의 사상공정을 자동으로 수행할 수 있다.
가열사상기(1)는 바닥에 안착되는 본체(70)를 포함할 수 있다. 본체(70) 내부에는 지그(10)와 이동부(25), 히터(40)의 움직임 등을 제어하는 제어부가 위치할 수 있다. 본체(70)의 일 측에는 사용자가 제어부에 명령을 입력할 수 있는 컨트롤러(75)가 위치할 수 있다. 컨트롤러(75)에는 사용자가 가열사상기(1)에 원하는 입력값을 선택할 수 있도록 버튼 등이 마련될 수 있다.
본체(70)의 상부에는 평평한 바닥면(60)이 마련될 수 있다. 바닥면(60)에는 지그(10)가 이동가능한 이동레일(30)이 마련될 수 있다. 이동레일(30)은 지그(10)가 부착되어 이동가능하도록 바닥면(60)에 길게 이어지도록 설치될 수 있다. 이동레일(30)은 바닥면(60)에 어느 일 측에서 다른 일 측까지 이어지도록 마련될 수 있다. 이동레일(30)이 설치되는 방향을 X축이라 한다. 따라서 이동레일(30)을 따라 이동하는 지그(10)는 X축을 따라 움직일 수 있다.
지그(10)에는 사출물(100)이 안착되어 작업위치까지 X축을 따라 이동할 수 있다. 지그(10)의 상부는 사출물(100)이 안착가능하도록 평평한 판의 형태로 마련될 수 있다. 지그(10)의 하부는 이동레일(30)과 결합하여 이동할 수 있도록, 이동레일(30)을 감싸도록 마련될 수 있다.
지그(10)의 상부에는 받침대(15)가 마련되어 사출물(100)이 안착될 수 있다. 받침대(15)는 사출물(100)이 안정적으로 안착될 수 있도록 지그(10)의 상부에 복수 개가 마련되 수 있다. 받침대(15)는 균형을 고려하여 대응되게 위치할 수 있다. 지그(10)의 상부 각 모서리에 4개의 받침대(15)가 마련될 수 있다.
받침대(15)에 사출물(100)이 안착되어, 지그(10)가 이동레일(30)을 따라 이동함에 따라 작업위치로 이동가능하다.
본체(70)의 일 측에 마련된 작업위치에 가이드레일(20)이 마련될 수 있다. 가이드레일(20)은 본체(70)의 양 옆에 대응되게 위치한 제 1기둥(41)과 제 2기둥(42)으로 작업위치의 상부에 위치할 수 있다. 제 1기둥(41)과 제 2기둥(42)은 작업위치에 양 옆에 대응되도록 위치하여, 본체(70)에 부착되어 상부로 길게 이어질 수 있다. 가이드레일(20)의 양 측은 제 1기둥(41)과 제 2기둥(42)에 의해 고정될 수 있다.
가이드레일(20)에는 이동부(25)가 가이드레일(20)을 따라 제 1기둥(41)과 제 2기둥(42) 사이를 이동가능하게 설치될 수 있다. 가이드레일(20)의 정면에 이동플레이트(22)가 마련되어 이동부(25)의 후면이 그에 끼워져 좌우로 이동가능하다.
이동부(25)의 전면에는 히터(40)가 마련될 수 있다. 히터(40)는 이동부(25)의 전면에 상하로 이동가능하게 설치될 수 있다. 히터(40)는 상하로 이동하며 작업위치에 정지한 사출물(100)을 가열하여 플래시를 제거할 수 있다.
도 1에 도시한 가열사상기(1)에는 제 1지그(11)와 제 2지그(12)가 마련된다. 제 1지그(11)와 제 2지그(12)에 사출물이 각각 안착될 수 있다. 바닥면(60)에는 본체(70)의 정면부터 후면에 위치한 작업위치까지 제 1이동레일(31)과 제 2이동레일(32)이 설치될 수 있다. 제 1지그(11)는 제 1이동레일(31)을 따라 이동하고, 제 2지그는(12)는 제 2이동레일(32)을 따라 이동할 수 있다. 제어부가 제 1지그(11)와 제 2지그(12)의 움직임을 각각 제어하여, 각각 다른 과정을 수행할 수 있다. 제 1지그(11)에 위치한 사출물(100)의 플래시를 제거하는 동안, 제 2지그(12)에 위치한 사출물(100)을 장착하거나 탈착하여 작업의 효율을 높일 수 있다.
도 2는　본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 가열사상기(1a)를 도시한 도면이다.
내부에 제어부가 마련되는 본체(70a)는 상부에 평평한 바닥면(60a)을 포함할 수 있다. 가열사상기(1a)의 동작을 사용자가 조작할 수 있는 컨트롤러는 외부에 위치할 수 있다. 바닥면(60a)에는 제 1이동레일(31a)과 제 2이동레일(32a)이 마련될 수 있다. 제 1이동레일(31a)과 제 2이동레일(32a)은 본체의 정면에서 후면까지 X축　방향으로 이어지게 마련될 수 있다.
제 1이동레일(31a)과 제 2이동레일(32a)에는 각각 제 1지그(11a)와 제 2지그(12a)가 이동할 수 있다. 제 1지그(11a)와 제 2지그(12a)에는 각각 복수의 사출물(100)이 안착될 수 있다. 제 1지그(11a)와 제 2지그(12a)의 상부에 위치하여 하나의 사출물(100)이 놓일 수 있는 곳을 캐비티(cavity,13)라 한다. 제 1지그(11a)와 제 2지그(12a)는 복수의 캐비티(13)를 포함할 수 있고, 하나의 캐비티(13)에는 하나의 사출물(100)이 장착될 수 있다. 즉, 하나의 지그(10)에 마련된 캐비티(13)의 수만큼 사출물(100)이 하나의 지그(10)에 안착될 수 있다. 도 2에서 제 1지그(11a)와 제 2지그(12a)는 각각 4개의 캐비티(13)가 마련되어 있고, 각각 4개의 사출물(100)이 안착될 수 있다. 도 1에서는 하나의 지그(10)에 하나의 사출물(100)이 안착될 수 있어, 지그(10)와 캐비티(13)가 동일한 개념으로 사용되었다.
제 1이동레일(31a)과 제 2이동레일(32a)의 끝부분에 위치한 작업위치의 상부에는 가이드레일(20a)이 마련되어 있다. 가이드레일(20a)은 제 1이동레일(31a)과 제 2이동레일(32a)의 상부를 가로지르는 Y축방향으로 이어지도록 양 측에 마련된 제 1기둥(41a)과 제 2기둥(42a)으로 지지될 수 있다. 제 1기둥(41a)과 제 2기둥(42a)은 바닥면(60a)의 양 측에 대응되게 위치할 수 있다. 가이드레일(20a)의 양 측이 제 1기둥(41a)과 제 2기둥(42a)으로 고정될 수 있다.
가이드레일(20a)을 따라 Y축으로 이동가능하도록 이동부(25a)가 마련될 수 있다. 이동부(25a)의 정면에는 Z축을 따라 상하로 이동가능하게 히터(40a)가 설치될 수 있다. 히터(40a)는 하나의 지그(10)에 안착되는 사출물(100)의 갯수에 대응하여 복수 개가 마련될 수 있다. 도 2에서 제 1지그(11a)와 제 2지그(12a)에 각각 안착될 수 있는 4개의 사출물(100)에 대응하여 4개의 히터(40a)가 마련될 수 있다. 4개의 히터(40a)는 고정판(42)에 일정한 간격을 두고 고정되어 함께 이동할 수 있다.
도 3은　본 발명의 일 실시 예에 따른 가열사상기(1a)의 히터(40a)를 도시한 도면이다.
고정판(42)은 이동부(25a)에 장착되어 상하로 이동가능하게 설치될 수 있다. 고정판(42)에는 복수의 히터(40a)가 마련될 수 있다. 도 3에는 4개의 히터(40a)가 마련되어 있으며, 각 히터(40a)는 고정판(42)에 고정되어 있다.
고정판(42)에 마련된 패인 부분에 본체(44)가 삽입될 수 있다. 본체(44)는 고정판(42)에 삽입된 넓적한 판의 형상으로 마련될 수 있다. 본체(44)의 상부에는 조절나사(45)가 부착되어 미세하게 이동할 수 있다.
본체(44)의 하부 정면으로 냉각블록(47)이 결합되고, 그 앞으로 단열블록(46)이 결합될 수 있다. 히터(40a)에서 분출되는 열이 다른 장치로 전달되지 않도록 단열하고 냉각할 수 있다.
냉각블록(47)과 단열블록(46)의 앞에 히터고정부(43)가 연결되어 히터(40a)를 Z축방향으로 고정시킬 수 있다. 히터(40a)는 Z축으로 이어진 막대의 형태로 마련될 수 있다.
4개의 히터(40a)가 일정한 간격으로 떨어져 고정판(42)에 장착될 수 있다. 고정판(42)이 이동부(25a)에 장착되어 Z축방향으로 움직임에 따라 히터(40a)가 Z축으로 이동할 수 있다. 하나의 고정판(42)에 마련된 4개의 히터(40a)는 함께 움직이며 4개의 사출물(100)의 플래시를 동시에 제거할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가열사상기(1a)의 지그(10a)를 나타낸 도면이다.
하나의 지그(10a)에는 복수의 캐비티(13)를 포함할 수 있다. 캐비티(13)는 사출물(100)이 안착될 수 있도록 지그(10a)의 상부에 마련될 수 있다. 도 4에는 하나의 지그(10a)에 4개의 캐비티(13)를 포함하고 있다. 캐피티(13)는 지그(10a) 내에서 간격을 조정할 수 있도록 조절나사를 포함할 수 있다. 캐비티(13)를 좌우로 미세하게 이동가능한 좌우 조절나사(16)가 마련될 수 있고, 상하로 미세하게 이동가능한 상하 조절나사(17)가 위치할 수 있다. 좌우 조절나사(16)와 상하 조절나사(17)를 이용하여 각 캐비티(13)는 지그(10a) 내에서 정렬할 수 있다.
캐비티(13)에 위치한 사출물고정부(19)가 사출물(100)의 형상에 맞게 마련될 수 있다. 사출물고정부(19)의 중앙에는 구멍(18)이 형성될 수 있다. 사출물(100)이 사출물고정부(19)에 안착되어 사상공정을 마친 후, 구멍(18)에 공기 등을 투입하여 손쉽게 사출물(100)을 탈착할 수 있다. 구멍(18)은 사출물(100)을 탈착하기 위하여 사출물고정부(19)에 복수 개가 마련될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 가열사상기(1)의 사상공정을 수행하는 흐름을 나타낸 도면이다.
사출물(100)이 지그(10)에 마련된 각 케비티(13)에 하나씩 안착된다.(200) 하나의 지그(10)에 복수 개의 케비티(13)가 마련되는 경우, 케비티(13)에 마련된 간격조절 나사(16,17)로 간격을 조절하여 적절한 위치로 사출물(100)을 정렬 할 수 있다.
사출물(100)이 안착된 후 지그(10)가 이동레일(30)을 따라 X축으로 이동한다. 결국, 지그(10)에 마련된 케비티(13)에 안착된 사출물(100)이 X축으로 이동할 수 있다. X축을 따라 이동한 사출물(100)이 작업위치에 도달하면 지그(10)가 정지한다.(202)
작업위치의 상부에 위치한 가이드레일(20)의 일측에 이동부(25)가 정지한 상태로 마련된다. 사출물(100)이 X축을 따라 작업위치에 도착하면, 이동부(25)는 가이드레일(20)을 따라 Y축으로 이동하여 작업위치에 도달한다.(204) 이동부(25)는 사출물(100)의 바로 위에 위치할 수 있다.
이동부(25)에는 Z축으로 이동가능한 히터(40)가 이동부(25)의 상부에 정지상태로 마련된다. 이동부(25)가 사출물(100)의 바로 위에 위치하면, 히터(40)가 Z축을 따라 하강하여 사출물(100)을 가열한다.(206) 복수 개가 마련된 케비티(13)에 대응하여 복수 개의 히터(40)가 각 사출물(100)을 가열할 수 있다.
사출물(100)의 표면을 따라서 히터(40)와 사출물(100)이 서로 이동하며 플래시를 제거한다. 히터(40)는 Z축으로 하강하여 사출물(100)의 표면과 인접하게 위치한 상태로 고정된다. 이동부(25)가 Y축을 따라 움직임에 따라 히터(40)도 Y축을 따라 움직이고, 지그(10)가 X을 따라 움직임에 따라 사출물(100)도 X축을 따라 움직인다. 즉, 사출물(100)과 히터(40)가 서로 X, Y축으로 상대이동하며 사출물(100)표면의 플래시를 제거할 수 있다.(208) 복수 개로 마련된 히터(40)와 사출물(100)은 동시에 움직여 하나의 지그(10)에 마련된 복수 개의 사출물(100)의 플래시를 동시에 제거할 수 있다.
플래시를 제거하는 작업이 완료되면 히터(40)는 다시 Z축을 따라 이동부(25)의 상부로 상승한다.(210) 이동부(25)는 다시 Y축을 따라 가이드레일(20)의 일 측으로 이동하여 작업위치에서 벗어난다.(212) 사출물(100)도 X축을 따라 이동하여 작업위치에서 벗어난다.(214) 플래시 제거가 완료된 사출물(100)을 케비티(13)에서 탈착한다.(216) 이러한 과정을 반복하여 가열사상기(1)는 사출물(100)의 플래시를 제거하는 가열사상공정을 수행할 수 있다.
이러한 과정은 동시에 수행되거나, 순서가 변경되어 수행될 수 있다. 또한,복수 개의 지그(10)를 가지는 가열사상기(1)의 경우 서로 다른 지그(10)가 서로 다른 과정으로 사상공정을 수행할 수 있다. 예를 들면 제 1지그(11)가 히터(40)에 의해 가열될 때, 제 2지그(12)는 사출물(100)을 안착하거나 탈착할 수 있다. 동시에 복수의 지그(10)에 사상공정을 수행하여 사상공정의 효율성을 높일 수 있다.
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 가열사상기를 설명함에 있어 특정 형상을 위주로 설명하였으나, 이는 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하다.
1 : 가열사상기　　　　　　　　　　　10 : 지그
13 : 케비티　　　　　　　　　　　　　　20 : 가이드레일
25 : 이동부　　　　　　　　　　　　　　30 : 이동레일
40 : 히터　　　　　　　　　　　　　　　　60 : 바닥면
70 : 본체　　　　　　　　　　　　　　　　75 : 컨트롤러
100 : 사출물

Claims (10)

  1. 사출물이 안착되고 이동가능하게 설치되는 지그;
    상기 지그의 상부에 위치한 가이드레일;
    상기 가이드 레일을 따라 이동가능하게 설치되는 이동부;
    상기 사출물을 가열가능하게 상기 이동부에 부착된 히터;
    상기 사출물의 플래시(flash)를 자동으로 제거할 수 있도록, 상기 지그와 상기 이동부, 상기 히터를 제어하는 제어부;
    를 포함하는 가열사상기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 지그는 X축으로 이동가능하게 설치되고,
    상기 가이드레인은 Y축 방향으로 설치되어, 상기 이동부가 Y축방향으로 이동가능하게 설치되고,
    상기 히터는 Z축으로 이동가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 가열사상기.
  3. 제 1항에 있어서,
    바닥에 안착된 바닥판을 포함하고,
    상기 지그는 상기 바닥판에 이동가능하게 복수 개가 설치되어,
    복수의 지그들은 각각 상기 제어부에 의해 제어되어, 각각 이동가능한 것을 특징으로 하는 가열사상기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 지그에는 복수 개의 상기 사출물이 안착될 수 있는 것을 특징으로 하는가열사상기.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 히터는 상기 지그에 안착된 복수 개의 상기 사출물에 대응하여 복수 개가 마련되어,
    복수 개의 상기 사출물이 상기 복수의 히터에 의해 동시에 가열되는 것을 특징으로 하는 가열사상기.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 히터는 온도조절이 가능하고, 최대온도가 1000도인 것을 특징으로 하는 가열사상기.
  7. 재 1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 지그, 상기 이동부와 상기 히터의 이동거리 및 이동속도를 각각 제어할 수 있고,
    상기 히터의 온도를 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 가열사상기.
  8. 사출물이 안착된 지그가 이동하여 작업위치에 도달하고,
    히터가 부착된 이동부가 상기 사출물과 상기 히터가 접촉할 수 있도록 이동하고,
    상기 사출물의 표면을 따라 히터가 상대이동하며, 상기 사출물의 플래시를 제거하는 것을 포함하는 가열사상방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 사출물이 안착된 복수의 상기 지그가 각각 이동하며,
    어느 하나의 지그가 가열되고,
    어느 하나의 지그가 작업위치에 도달하거나 벗어나는 것을 특징으로 하는 가열사상방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 지그에는 복수의 상기 사출물이 안착되고,
    복수의 상기 사출물에 대응하는 복수의 상기 히터가 상기 사출물의 표면을 따라 상대이동하며, 상기 사출물의 플래시를 제거하는 것을 특징으로 하는 가열사상방법.
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