KR20150078770A - 통전 소성 가공용 전극이 구비된 프레스 금형 - Google Patents

통전 소성 가공용 전극이 구비된 프레스 금형 Download PDF

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Abstract

본 발명은 통전소성(electroplasticity) 현상을 이용하여 소재를 가공할 때 사용되는 통전 소성 가공용 프레스 금형에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 전류 통전에 의해 상온에서 소재의 강도를 연화시켜 소성 가공하는 통전 소성 가공용 프레스 금형에 있어서, 상기 소재를 사이에 두고 상하 배치되는 상금형과 하금형; 및 상기 상금형 또는 상기 하금형에 구비되는 적어도 하나 이상의 전극쌍을 포함하며, 상기 전극쌍은 상기 소재의 폭 방향으로 서로 다른 극성의 전극이 대향 배치되는 것을 특징으로 하는 전극이 구비된 통전 소성 가공용 프레스 금형이 제공된다.

Description

통전 소성 가공용 전극이 구비된 프레스 금형{Press die having electrodes for electroplasticity forming}
본 발명은 프레스 금형에 관한 것으로, 특히 통전소성(electroplasticity) 현상을 이용하여 소재를 가공할 때 사용되는 통전 소성 가공용 전극이 구비된 프레스 금형에 관한 것이다.
최근 자동차 산업은 연비 효율의 향상을 위한 경량화에 주력하면서도, 충분한 강성을 확보하기 위해 점차 초고강도화된 차체 부품을 사용하고 있는 추세이다.
즉, 무게는 상대적으로 적게 나가면서도 보다 강한 강성을 가진 제품을 성형하기 위해, 보다 고강도의 소재를 사용하여 제품을 성형하는 경향이 증가하고 있다.
그런데, 이러한 초고강도 소재의 경우, 일반적인 철강 합금이나 알루미늄 합금에 비해 상당히 높은 강도를 가지며, 상온 환경에서 제한된 성형성 때문에 산업적 활용에 어려움이 따른다.
이에 따라, 초고강도 소재의 성형성을 향상시키기 위한 연구가 계속되어 왔는데, 전형적인 방법으로는 높은 온도에서 금속을 가공하는 핫포밍(hot forming), 웜포밍(warm forming)을 예로 들 수 있다. 그러나, 이러한 방법에는 고온 환경을 거침에 따른 소재의 물성 변화, 금형과 재료 사이의 점착, 윤활의 어려움, 그리고 가열과 냉각에 필요한 시간 소모와 같은 필연적인 문제들이 뒤따른다.
최근에는 핫포밍과 웜포밍을 대체하여 성형성 향상을 꾀하면서도 앞서 언급한 결점을 보완할 수 있는 하이드로포밍, 인크리멘탈포밍 등의 기술이 시도된 바 있다. 그러나, 이러한 최신의 대체 기술들은 다양한 기술적 이점들을 가지고 있음에도 불구하고 여전히 완벽히 만족스럽지는 못하다. 주된 이유로는 제조시설의 초기 비용이 비싸며, 제조공정에 많은 시간이 소모되기 때문이다.
따라서, 초고강도 소재의 성형성을 향상시킬 수 있는 새로운 방법이 요구되고 있는데, 기존의 열간 가공(예컨대, 핫 스탬핑 등)과는 달리, 소재의 온도 상승 효과가 주된 원리가 아니어야 함은 물론, 제조 공정을 위한 제조시설 설치에 막대한 비용이 소요되지 않아야 한다.
도 1은 통전시 전류밀도에 따른 스테인레스 스틸의 응력-변형율 곡선 선도이다.
최근에는, 도 1에 도시된 바와 같이 금속소재가 외력에 의해 변형되는 동안 전류를 통전시키면, 그 금속재료 내부의 유동응력이 저하되어 더 작은 힘으로도 소성가공이 가능해지는 현상(통전소성 현상; electroplasticity effect)을 이용한 통전 성형(EAM; Electrically Assisted Manufacturing) 기술이 연구되고 있다.
이러한 연구에서, 비록 통전소성 현상의 원리가 완전하게 설명되지는 못하였지만, 통전 성형시 소재의 융점은 물론 열간가공 온도에도 미치지 않는 온도에서 유동응력이 크게 저하됨에 비추어, 통전소성 현상은 발열 및 온도상승에 따른 효과로 설명될 수 없음이 밝혀졌다(비특허문헌 1 참조).
또한, 본 출원인의 선출원인 한국공개특허공보 제10-2013-0076486호(특허문헌 1)는, 통전소성 현상을 이용하여 고강도 부품의 강도를 순간적으로 약화시킨 상태에서 트림을 수행하는 장치 및 방법이 개시되고 있다.
그런데, 종래에는 실험실 수준에서 소재에 전류를 통전시켜 통전소성 효과를 확인하는 데에만 그칠 뿐, 실제 제품의 생산 공정에 통전성형 효과를 적용하여 소재의 성형성을 극대화하기 위한 금형과 전극의 조립구조나 금형의 전극 배치 구조에 대하여는 구체적인 언급이 없다.
KR 10-2013-0076486 A (2013.07.08 공개)
Roth, J.T., Loker, I., Mauck, D., Warner, M., Golovashchenko, S.F., Krause, A., 2008. Enhanced formability of 5754 aluminum sheet metal using electric pulsing. Trans. NAMRI/SME 36, 405-412.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 일 실시예는, 통전 소성 가공을 위한 전극이 구비되는 프레스 금형의 제공을 목적으로 한다.
아울러, 통전 소성 가공을 위한 금형과 전극의 조립구조 및 전극 배치 구조의 제공을 다른 목적으로 한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 소재에 전류를 인가하였을 때 소재 내부의 유동 응력이 저하되는 현상(통전소성 현상; electroplasticity effect)을 이용하여, 열간가공에 비해 상대적으로 낮은 온도에서 소성 가공이 이루어지는 통전 소성 가공에 있어서, 상기 소재를 사이에 두고 상하 배치되는 상금형과 하금형; 및 상기 상금형 또는 상기 하금형에 구비되는 적어도 하나 이상의 전극쌍을 포함하며, 상기 전극쌍은 상기 소재의 폭 방향으로 서로 다른 극성의 전극이 대향 배치되는 것을 특징으로 하는 통전 소성 가공용 전극이 구비된 프레스 금형이 제공된다.
여기서, 상기 전극쌍은 상기 소재의 길이 방향을 따라 서로 이격하여 적어도 하나 이상 구비되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 상금형과 상기 하금형에 상기 전극쌍이 각각 구비되며, 상기 소재의 폭 방향 일측 테두리를 따라 상기 상금형과 상기 하금형에 제1 극성의 전극이 구비되고, 상기 소재의 폭 방향 타측 테두리를 따라 상기 상금형과 상기 하금형에 제2 극성의 전극이 구비될 수 있다.
또한, 상기 상금형과 상기 하금형에 상기 전극쌍이 각각 구비되며, 상기 소재의 일측 테두리를 따라 상기 하금형에 제1 극성의 전극이 구비되고, 상기 소재의 타측 테두리를 따라 상기 상금형에 제2 극성의 전극이 구비되는 것도 가능하다.
이때, 상기 전극쌍은 상기 소재의 응력 집중부에 밀집하도록 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전극쌍을 이루는 전극에 공급되는 전류가 각각 개별적으로 제어되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 소재의 응력 집중부와 인접하는 전극에 다른 전극보다 더 큰 전기적 에너지가 공급되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 소재의 응력 집중부와 인접하는 전극에 다른 전극보다 고밀도의 전류가 인가될 수 있다.
또한, 상기 소재의 응력 집중부와 인접하는 전극에 다른 전극보다 오랜 시간 동안 전류가 인가되는 것도 가능하다.
한편, 상기 전극은 상기 상금형 또는 상기 하금형에 형성되는 절연 코팅부에 탈착 가능하게 결합된다.
또한, 상기 절연 코팅부는 상기 상금형 또는 상기 하금형에 탈착 가능하게 결합된다.
한편, 상기 하금형은 상기 소재가 안착되는 블랭크 홀더와, 일단이 상기 블랭크 홀더를 관통하여 승강 가능하게 설치되는 펀치를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명은 통전 소성 가공을 위한 바람직한 전극의 배치 구조를 제공하며, 따라서, 통전 소성 가공시 통전소성 효과를 극대화하는 한편, 불필요한 에너지의 낭비를 방지할 수 있다.
또한, 금형과 소재의 접촉 영역에 절연 코팅부가 형성되고, 상기 절연 코팅부에 전극이 배치되므로, 소재에 인가된 전류의 누설을 방지할 수 있다.
아울러, 절연 코팅부와 전극은 교체 가능하게 장착되므로, 손상 발생시 용이하게 교체하여 사용할 수 있으므로 유지 보수 비용이 절감되는 효과가 있다.
도 1은 통전시 전류밀도에 따른 스테인레스 스틸의 응력-변형율 곡선 선도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 통전 소성 가공용 프레스 금형의 개략도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극의 배치 구조를 보인 개략도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전류밀도 분포를 보인 시뮬레이션 그래프.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 대한 비교예를 보인 시뮬레이션 그래프.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극의 배치 구조를 보인 개략도.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극의 배치 구조를 보인 개략도.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전극의 배치 구조를 보인 개략도.
이하, 본 발명인 통전 소성 가공용 전극이 구비된 프레스 금형의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
제1 실시예
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 통전 소성 가공용 프레스 금형의 개략도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극의 배치 구조를 보인 개략도로서, 설명의 편의를 위해 소재와 전극쌍의 상대적인 위치만을 도시한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 통전 소성 가공용 프레스 금형(이하, '금형')(100)은 소재를 사이에 두고 상하 배치되는 상금형(200)과 하금형(300)을 포함한다.
이때, 상금형(200)과 하금형(300)은 상대 이동에 의해 소재(10)를 가압하여 원하는 형태로 성형할 수 있도록, 최종 제품의 형상과 대응되는 형상으로 이루어지며, 상금형(200)과 하금형(300)의 구성은 필요에 따라 다양하게 선택될 수 있다.
예를 들어, 양측 테두리에 대하여 소재(10)의 중앙부가 돌출된 형태의 제품을 성형하고자 하는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 소재(10)를 지지하며 중앙에 가이드 홀(311)이 형성되는 블랭크 홀더(310)와, 블랭크 홀더(310)의 하부에 설치되며 가이드 홀(311)을 통해 소재(10)를 가압하는 펀치(320)를 포함하여 하금형(300)이 구성될 수 있다. 이때, 상금형(200)은 블랭크 홀더(310)의 상부에 설치되어 소재(10)의 상측면을 가압하게 되며, 가이드 홀(311)과 대응하여 함몰부(210)가 형성된다.
다른 예로서, 소재(10)를 지지하는 하금형(300)의 중앙부에 함몰부(미도시)가 형성되고, 하강하여 소재(10)를 가압 변형시키는 상금형(200)의 중앙부에는 돌출부(미도시)가 형성되며, 상금형(200)의 양측에는 프레스 성형시 소재(10)의 양측 테두리를 가압하여 고정하도록 가압패드(미도시)가 탄성 설치되게 구성되는 것도 가능하다.
본 발명의 제1 실시예에 의하면, 도 2에 도시된 바와 같이 블랭크 홀더(310)에 적어도 하나 이상의 전극쌍이 구비된다.
이 전극쌍은 통전 소성 가공시 소재(10)에 전류를 인가하기 위한 것으로, 여기서 '통전 소성 가공'이라 함은 소재(10)에 전류를 인가하였을 때 소재(10) 내부의 유동 응력이 저하되는 현상(통전소성 현상; electroplasticity effect)을 이용하여, 냉간가공보다 상대적으로 낮은 성형 하중으로 소성 가공하는 것을 말한다.
즉, 통전 소성 가공시에는, 소재(10)에 전류가 인가됨에 따라 저항열에 의한 소재의 온도 상승이 일부 있을 수 있으나, 열처리(heat treatment)나 핫포밍 또는 웜포밍에 필요한 온도까지는 이르지 않는다. 따라서 본 명세서에서 '상온'이라 함은, 소재(10)의 종류별로 각각 서로 다른 열처리 온도나 핫포밍 온도 또는 웜포밍보다 상대적으로 더 낮은 온도를 가리킨다.
예를 들어, 스틸(steel)의 핫스탬핑(hot stamping) 온도가 930℃ 이상이고, 온간성형의 경우 분위기 가열을 통해 600~900℃까지 가열되는 반면에, 통전 소성 가공시 발열 온도는 300℃ 미만이다.
또한, 알루미늄의 온간성형시 온도가 200~300℃임에 반해 통전 소성 가공시 온도는 200℃ 미만이며, 마그네슘 합금의 온간성형 온도가 300~400℃임에 반해 통전 소성 가공시 온도는 200℃ 미만에 그친다.
블랭크 홀더(310)에 구비되는 전극쌍은 소재(10)의 폭 방향으로 서로 다른 극성의 전극(400)이 대향 배치되어 이루어지며, 이러한 전극쌍이 소재(10)의 길이 방향으로 서로 이격하여 적어도 하나 이상 구비되는 것이 바람직하다.
이때, 소재(10)의 길이 방향 일측 테두리를 따라 블랭크 홀더(310)에 배치되는 전극(400)은 동일 극성의 전극(400)인 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 2와 도 3에 도시된 실시예의 경우, 소재(10)의 왼쪽 테두리를 따라 (+) 극성의 전극(400)들이 배치되고, 소재(10)의 오른쪽 테두리를 따라 (-) 극성의 전극(400)들이 배치된다.
이는, 프레스 작동에 의한 소재(10) 성형시 소재(10)의 폭 방향을 가로질러 전류가 통전되도록 함으로써 소재(10)의 전체 영역에 전류가 통전되도록 하기 위함이며, 도 2와 도 3에 도시된 실시예의 경우, 소재(10)의 왼쪽 테두리에 구비되는 (+) 전극(400)으로부터 소재(10)의 오른쪽 테두리에 구비되는 (-) 전극(400)으로 전류가 통전된다.
이와 달리, 소재(10)의 길이 방향 일측 테두리를 따라 서로 다른 극성의 전극(400)이 구비되면, 전류가 소재(10)의 폭 방향을 가로질러 맞은 편 전극(400)으로 통전되지 못하고 인접하는 다른 극성의 전극(400) 방향으로 통전되어, 소재(10) 전체 영역에 전류가 통전되지 못하고 전류밀도가 불균일한 분포를 보이게 된다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전류밀도 분포를 보인 시뮬레이션 그래프이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 대한 비교예를 보인 시뮬레이션 그래프이다.
여기서, 도 4와 도 5는 B-필라(B-pillar)의 통전 성형시 전극의 배치 구조에 따른 전류밀도의 분포를 보인 것으로, 도 5에 도시된 비교예는 소재(10)의 폭 방향 양측 테두리를 따라 서로 동일한 극성의 전극(400)이 상금형(200)과 블랭크 홀더(310)에 각각 구비되는 한편, 테두리의 두께 방향으로는 서로 상이한 극성의 전극(400)이 상금형(200)과 블랭크 홀더(310)에 구비되었을 때의 전류밀도 분포를 도시하고 있다.
도 4의 경우 폭 방향 통전이 이루어짐에 따라 소재(10)의 테두리 내측 영역에 전류밀도가 높게 형성되는 반면에, 도 5의 경우에는 주로 테두리의 두께 방향으로 통전이 이루어짐에 따라, 테두리 내측 영역의 전류밀도가 상대적으로 낮게 형성됨을 볼 수 있다.
다시 도 2와 도 3을 참조하면, 전극(400)과 가까울수록 전류 밀도가 높게 형성되므로, 전극(400)은 프레스 성형시 상기 소재(10)에서 응력이 집중되는 부분 즉, 크랙이나 주름 발생이 예측되는 부분과 인접하게 배치되는 것이 바람직하다.
다른 예로서, 소재(10)의 응력 집중부에 인접하게 배치된 전극(400)에는 다른 전극(400)보다 더 큰 전류가 인가되도록 하거나, 더 오랜시간 동안 더 많은 전류가 인가되도록 하는 것도 가능하다.
즉, 소재(10)의 응력 집중부와 인접하게 배치된 전극(400)에는 더 큰 전기적 에너지가 공급될 수 있다. 이를 위해, 각각의 전극(400)은 전원공급장치(미도시)와 전극(400) 사이에 설치되는 컨트롤러(미도시)에 의해, 전류 공급이 개별적으로 제어되게끔 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 소재(10)에 인가된 전류가 금형(100)을 통해 누설되는 것을 방지하기 위해, 소재(10)와 접촉하는 금형(100) 영역에는 절연 코팅재가 표면 코팅된 절연 코팅부(500)가 형성되고, 전극(400)은 절연 코팅부(500)에 의해 그 둘레가 감싸지도록 배치되는 것이 바람직하다.
이때, 절연 코팅부(500)와 전극(400)의 손상시 유지 보수가 용이하도록, 절연 코팅부(500)는 별도의 부품으로서 금형(100)에 탈착 가능하게 결합되는 것이 바람직하고, 전극(400)은 절연 코팅부(500)에 탈착 가능하게 결합되는 것이 바람직하다. 여기서, 표면 코팅된 절연 코팅부(500) 대신, 별도의 절연부재를 금형(100)에 조립하여 사용하는 것도 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같은 금형(100)을 사용하여 소재(10)를 프레스 가공하는 경우, 다음과 같이 통전소성 프레스 가공이 진행된다.
먼저, 블랭크 홀더(310)에 소재(10)가 안착되고, 외부의 전원공급장치로부터 전극(400)으로 전원이 공급된다. 이때, 전극(400)으로부터 소재로 인가되는 펄스 전류(pulse current) 또는 연속 전류(continuous current)의 전류밀도나 인가 시간 등은 컨트롤러에 의해 적절히 제어될 수 있다.
전극(400)으로부터 소재(10)로 전류 인가시, 통전소성 효과(electroplasticity effect)에 의해 상온에서 소재(10)의 내부 유동응력이 저하된다.
전류 인가중, 또는 전류 인가 후 즉시, 소재(10)의 내부 유동응력이 저하된 상태에서 프레스 작동에 의해 상금형(200)과 펀치(320)가 블랭크 홀더(310) 방향으로 승강하며, 그 가압력에 의해 소재(10)가 제품의 형태로 성형된다.
이때, 성형 하중은 그 소재(10)의 냉간성형시 하중보다 훨씬 더 작으며, 본 발명에서 전류는 저항열 발생에 의해 소재(10)의 온도를 통상의 열처리나 핫포밍 또는 웜포밍에서 필요로 하는 온도로 상승시키기 위해 공급되는 것이 아니라, 통전소성 효과의 발생을 위해 인가되는 것임은 전술한 바와 같다.
제2 실시예
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극의 배치 구조를 보인 개략도로서, 설명의 편의를 위해 소재와 전극쌍의 상대적인 위치만을 도시한 것이다.
본 발명의 제2 실시예는 도 2와 도 3을 참조하여 전술한 제1 실시예의 구성과 대동소이하며 다만, 상금형(200)에 전극쌍이 배치된다는 점에서 전술한 제1 실시예의 구성과 차이점이 있다.
따라서, 전술한 제1 실시예와 동일한 기능을 하는 동일 구성에 대하여는 동일한 도면부호를 부여하고, 중복설명은 생략하기로 한다.
제3 실시예
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극의 배치 구조를 보인 개략도로서, 설명의 편의를 위해 소재와 전극쌍의 상대적인 위치만을 도시한 것이다.
본 발명의 제3 실시예에 의하면 상금형(200)과 하금형(300) 모두에 각각 전극쌍이 배치된다.
즉, 소재(10)의 폭 방향 일측 테두리를 따라 상금형(200)과 블랭크 홀더(310)에 제1 극성의 전극(400)이 구비되고, 소재(10)의 폭 방향 타측 테두리를 따라 상금형(200)과 블랭크 홀더(310)에 제2 극성의 전극(400)이 구비된다.
이때, 상금형(200)과 블랭크 홀더(310)에 소재의 두께 방향으로 각각 서로 대향하여 구비되는 전극(400)은 서로 동일한 극성을 가지게 되는데, 이 경우 전류가 소재(10)의 두께 방향으로 유동하는 것이 방지되어, 소재(10)의 폭 방향으로 유동하는 전류의 밀도가 향상되는 효과가 있다.
제4 실시예
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전극의 배치 구조를 보인 개략도로서, 설명의 편의를 위해 소재와 전극쌍의 상대적인 위치만을 도시한 것이다.
본 발명의 제4 실시예에 의하면, 상금형(200)의 일측과 하금형(300)의 타측에 각각 전극(400)이 배치되어 서로 대향하는 전극쌍을 이룬다.
즉, 소재(10)의 폭 방향 일측 테두리를 따라 블랭크 홀더(310)에 제1 극성의 전극(400)이 구비되고, 소재(10)의 폭 방향 타측 테두리를 따라 상금형(200)에 제2 극성의 전극(400)이 구비된다.
이때, 소재(10)는 두께 방향 및 폭 방향으로 전류가 통전되며, 소재(10)의 전체 영역에 전류가 고르게 통전되는 효과가 있다.
10 : 소재
100 : 금형
200 : 상금형
210 : 함몰부
300 : 하금형
310 : 블랭크 홀더
311 : 가이드 홀
320 : 펀치
400 : 전극
500 : 절연 코팅부

Claims (12)

  1. 소재에 전류를 인가하였을 때 소재 내부의 유동 응력이 저하되는 현상(통전소성 현상; electroplasticity effect)을 이용하여, 열간가공에 비해 상대적으로 낮은 온도에서 소성 가공이 이루어지는 통전 소성 가공에 있어서,
    상기 소재를 사이에 두고 상하 배치되는 상금형과 하금형; 및
    상기 상금형 또는 상기 하금형에 구비되는 적어도 하나 이상의 전극쌍을 포함하며,
    상기 전극쌍은 상기 소재의 폭 방향으로 서로 다른 극성의 전극이 대향 배치되는 것을 특징으로 하는 통전 소성 가공용 전극이 구비된 프레스 금형.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전극쌍이 상기 소재의 길이 방향을 따라 서로 이격하여 적어도 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 통전 소성 가공용 전극이 구비된 프레스 금형.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 상금형과 상기 하금형에 상기 전극쌍이 각각 구비되며,
    상기 소재의 폭 방향 일측 테두리를 따라 상기 상금형과 상기 하금형에 제1 극성의 전극이 구비되고,
    상기 소재의 폭 방향 타측 테두리를 따라 상기 상금형과 상기 하금형에 제2 극성의 전극이 구비되는 것을 특징으로 하는 통전 소성 가공용 전극이 구비된 프레스 금형.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 상금형과 상기 하금형에 상기 전극쌍이 각각 구비되며,
    상기 소재의 일측 테두리를 따라 상기 하금형에 제1 극성의 전극이 구비되고,
    상기 소재의 타측 테두리를 따라 상기 상금형에 제2 극성의 전극이 구비되는 것을 특징으로 하는 통전 소성 가공용 전극이 구비된 프레스 금형.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 전극쌍은 상기 소재의 응력 집중부에 밀집하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 통전 소성 가공용 전극이 구비된 프레스 금형.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 전극쌍을 이루는 전극에 공급되는 전류가 각각 개별적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 통전 소성 가공용 전극이 구비된 프레스 금형.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 소재의 응력 집중부와 인접하는 전극에 다른 전극보다 더 큰 전기적 에너지가 공급되는 것을 특징으로 하는 통전 소성 가공용 전극이 구비된 프레스 금형.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 소재의 응력 집중부와 인접하는 전극에 다른 전극보다 고밀도의 전류가 인가되는 것을 특징으로 하는 통전 소성 가공용 전극이 구비된 프레스 금형.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 소재의 응력 집중부와 인접하는 전극에 다른 전극보다 오랜 시간 동안 전류가 인가되는 것을 특징으로 하는 통전 소성 가공용 전극이 구비된 프레스 금형.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 전극은 상기 상금형 또는 상기 하금형에 형성되는 절연 코팅부에 탈착 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 통전 소성 가공용 전극이 구비된 프레스 금형.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 절연 코팅부는 상기 상금형 또는 상기 하금형에 탈착 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 통전 소성 가공용 전극이 구비된 프레스 금형.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 하금형은 상기 소재가 안착되는 블랭크 홀더와, 일단이 상기 블랭크 홀더를 관통하여 승강 가능하게 설치되는 펀치를 포함하는 것을 특징으로 하는 통전 소성 가공용 전극이 구비된 프레스 금형.

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102173393B1 (ko) * 2020-06-24 2020-11-03 주식회사 중원산업 피니언 기어의 성형방법
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