KR20160036435A

KR20160036435A - 프레스 성형장치

Info

Publication number: KR20160036435A
Application number: KR1020140128714A
Authority: KR
Inventors: 전치성
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2014-09-25
Filing date: 2014-09-25
Publication date: 2016-04-04

Abstract

프레스 성형장치에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 프레스 성형장치는: 하부프레스부와 상부프레스부간의 간격이 조정되는 프레스장치와, 하부프레스부와 상부프레스부에 마주하도록 결합되고, 소재를 가압하여 성형하는 프레스금형과, 전류가 프레스금형으로 가압 중인 소재를 통과하도록 프레스금형과 전기적으로 연결되는 전류공급장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

프레스 성형장치{PRESS MOLDING APPARATUS}

본 발명은 프레스 성형장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소재를 가압하여 목적한 형상으로 성형하는 프레스 성형장치에 관한 것이다.

차량의 경량화를 위해 인장강도 590Mpa 이상의 초고장력강(ultra high strength steel)의 적용이 점차 증가되고 있다. 금형을 이용하여 소재를 성형하는 프레스 공정 시, 초고장력강은 연질강, 고장력강과 비교해 고인장강도, 고항복강도, 저연신율로 인하여 성형이 용이하지 않고, 스프링백(springback) 현상으로 인해 금형 형상에 맞게 제품의 치수가 나오지 않는 문제가 있다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2004-0106686호(2004.12.18. 공개, 발명의 명칭: 프레스 금형 및 이를 이용한 프레스 방법)에 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 소재의 스프링백 현상을 감소시키면서 보다 용이하게 프레스 성형을 할 수 있는 프레스 성형장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 프레스 성형장치는: 하부프레스부와 상부프레스부간의 간격이 조정되는 프레스장치; 상기 하부프레스부와 상기 상부프레스부에 마주하도록 결합되고, 소재를 가압하여 성형하는 프레스금형; 및 전류가 프레스금형으로 가압 중인 소재를 통과하도록 프레스금형과 전기적으로 연결되는 전류공급장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레스금형은, 상기 하부프레스부 또는 상기 상부프레스부에 착탈가능하게 고정되는 프레스연결부; 상기 소재를 성형하기 위한 성형면을 구비하여 상기 소재를 가압하는 금형부; 및 절연소재를 포함하여 이루어지고, 상기 프레스연결부와 상기 금형부의 사이를 절연시키는 절연부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 프레스금형은, 상기 절연부를 상기 프레스연결부와 연결하는 제1결합부; 상기 제1결합부와 이격되게 배열되고, 상기 금형부를 상기 절연부와 연결하는 제2결합부; 및 상기 프레스연결부 중 상기 절연부의 외부로 돌출된 부분을 상기 프레스장치에 연결하는 제3결합부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1결합부는, 상기 절연부를 관통하여 형성되는 제1체결홀부; 상기 프레스연결부상에 상기 제1체결홀부와 연속하여 형성되는 제1연결홀부; 및 상기 제1체결홀부를 관통하여 상기 제1연결홀부상에 체결되는 제1체결부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 프레스금형은, 상기 절연부 중 상기 금형부와 접하는 일측부에 중공되게 형성되는 단자설치부; 및 상기 단자설치부상에 외부로 노출되게 설치되고, 상기 전류공급장치와 연결되는 연결단자부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 전류공급장치는, 전류를 공급하는 전원공급장치; 상기 하부프레스부와 상기 상부프레스부에 결합되는 한 쌍의 상기 프레스금형 중 일측과 연결되고, 상기 전원공급장치로부터 전류를 공급받는 제1전극; 및 한 쌍의 상기 프레스금형 중 타측과 연결되고, 상기 제1전극으로 공급된 전류가 상기 소재를 통과하여 유입되는 제2전극;을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 프레스 성형장치에 의하면 프레스금형으로 소재를 가압하여 성형하는 동안 전류공급장치를 이용해 소재에 전류를 통과시키면서 소재의 유동응력을 감소시키고 스프랭백을 완화할 수 있다.

특히 연질강, 고장력강과 비교해 스프링백 현상이 두드러지는 초고장력강을 프레스 성형 시, 스프링백 현상으로 인한 제품의 치수 불량을 보정하기 위해 제품이 목적한 치수로 나올 수 있도록 금형의 형상을 보정하는 복수의 사상작업을 거치고 있는데, 본 발명에 따른 프레스 성형장치에 의하면 제품 치수에 맞게 제작된 금형을 이와 같이 보정하는 후 공정을 거치는 번거로움을 줄일 수 있어, 소재를 보다 용이하게 프레스 성형할 수 있고 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 동일한 형상의 프레스금형으로 다양한 재질의 소재를 성형하는 경우 기계적 특성의 차이가 유사하더라도 차이가 있기만 하면 치수 불량이 발생하게 되는데, 본 발명에 따른 프레스 성형장치에 의하면 기계적 성질이 다른 소재가 투입이 되는 경우 치수 불량이 발생하는 것을 방지하기 위해 다시 금형 제작과 사상작업을 거치는 번거로움을 줄일 수 있어, 소재를 보다 용이하게 프레스 성형할 수 있고 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 프레스 성형장치를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 프레스금형을 개략적으로 도시한 정면투시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 프레스금형을 개략적으로 도시한 요부 분해도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제1결합부와 제2결합부의 배열을 설명하고자 도시한 개념도이다.
도 5는 금속재 소재에 공급되는 전류의 세기를 조정하면서 스프링백 감소율을 측정한 실험 결과를 도시한 그래프이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 프레스 성형장치의 일실시예를 설명한다. 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 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 프레스 성형장치를 개략적으로 도시한 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 프레스금형을 개략적으로 도시한 정면투시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 프레스금형을 개략적으로 도시한 요부 분해도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제1결합부와 제2결합부의 배열을 설명하고자 도시한 개념도이며, 도 5는 금속재 소재에 공급되는 전류의 세기를 조정하면서 스프링백 감소율을 측정한 실험 결과를 도시한 그래프이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 프레스 성형장치(1)는 프레스장치(10), 프레스금형(20), 전류공급장치(30)를 포함한다.

프레스장치(10)는 소재(2)를 목적한 형상으로 변형시키기 위해 상하측에서 가압하는 가압력을 제공하기 위한 장치이다. 프레스장치(10)는 하부프레스부(11)와, 하부프레스부(11)의 상측에서 승강 이동되면서 하부프레스부(11)와의 간격이 조정되는 상부프레스부(12)를 포함한다.

상부프레스부(12)를 하부프레스부(11)측으로 하향 이동시킨 상태에서는 프레스금형(20)을 통해 소재(2)를 가압하여 성형하게 된다. 상부프레스부(12)를 하부프레스부(11)로부터 이격되게 상향 이동시킨 상태에서는 프레스 성형이 완료된 소재(2)를 프레스장치(10)의 외부로 꺼내거나, 성형 대상이 되는 소재(2)를 하부프레스부(11)와 상부프레스부(12)의 사이로 공급할 수 있다.

이와 같이 하부프레스부(11)와 상부프레스부(12)의 사이로 소재(2)를 공급한 후, 상부프레스부(12)를 하향 이동시켜 프레스 성형하고, 상부프레스부(12)를 상향 이동시켜 프레스 성형이 완료된 소재(2)를 프레스장치(10)의 외부로 이송하는 과정을 반복적으로 거치면서, 차량 부품 등의 프레스 성형 제품을 대량 생산할 수 있다. 본 발명의 설명에서는 목적한 형상으로 프레스 성형된 소재를 제품이라 한다.

프레스금형(20)은 소재(2)와 직접 접촉된 상태로 소재(2)를 가압하여 성형하는 부분으로, 하부프레스부(11)와 상부프레스부(12)에 한 쌍이 마주하도록 결합된다. 상하측 한 쌍의 프레스금형(20) 중 하측에 위치되는 것은 제품의 하부 형상에 대응되는 양각과 음각 형상을 가진다. 그리고 한 쌍의 프레스금형(20) 중 상측에 위치되는 것은 제품의 상부 형상에 대응되는 양각과 음각 형상을 가진다.

상기와 같은 상부프레스부(12)의 하향 이동 시 한 쌍의 프레스금형(20)은 상호간의 이격 간격이 축소되면서 그 사이에 끼인 소재(2)를 상하측에서 가압하여 목적한 형상으로 성형하게 된다. 상부프레스부(12)의 상향 이동 시 상부프레스부(12)에 결합된 프레스금형(20)이 하측의 프레스금형(20)으로부터 이격되면서 상하측 한 쌍의 프레스금형(20)의 사이에 소재(2)의 인출 및 공급이 이루어질 수 있는 여유 공간부가 형성된다.

도 2, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 프레스금형(20)은 프레스연결부(21), 금형부(22), 절연부(23), 제1결합부(24), 제2결합부(25), 제3결합부(26), 단자설치부(27), 연결단자부(28)를 포함한다.

프레스연결부(21)는 하부프레스부(11) 또는 상부프레스부(12)에 착탈가능하게 고정되는 부분으로, 제3결합부(26)에 의해 하부프레스부(11) 또는 상부프레스부(12)와 연결된다. 프레스연결부(21)를 하부프레스부(11) 또는 상부프레스부(12)에 착탈시키는 것에 의해 다양한 형상의 프레스금형(20)을 프레스장치(10)에 적용하여 다양한 형상의 제품을 가공할 수 있다.

상기와 같이 프레스연결부(21)를 프레스장치(10)에 결합시키고 분리시키는 조립을 반복하는 것에 의해 프레스금형(20)의 교체가 이루어지게 되므로, 프레스연결부(21)는 이와 같이 프레스금형(20)을 프레스장치(10)에 착탈시키는 조립이 반복적으로 이루어지게 되더라도 마모, 손상이 발생되지 않을 정도의 강성을 확보하는 것이 필요하다. 이에 따라 프레스연결부(21)는 강성을 용이하게 확보할 수 있는 금속재를 포함하여 이루어진다.

금형부(22)는 소재(2)와 직접 접촉된 상태로 소재(2)를 가압하는 부분으로, 소재(2)와의 접촉부에는 소재(2)를 목적한 형상으로 성형하기 위한 양각 또는 음각 형상의 성형면이 마련된다. 상부프레스부(12)의 하향 이동력은 금형부(22)을 통해 소재(2)를 소형 변형시키는 변형력으로 작용하게 된다. 금형부(22)를 590MPa 이상의 강성을 가지는 금속재로 구성하면, 인장강도 590MPa 이상의 초고장력강으로 이루어진 소재(2)에 안정적으로 변형력을 작용시킬 수 있다.

절연부(23)는 금형부(22)에 공급된 전류가 프레스연결부(21)측으로 유입되는 것을 차단하는 부분이다. 절연부(23)는 합성수지 등의 절연소재를 포함하여 이루어지고, 프레스연결부(21)와 금형부(22)의 사이를 절연시키도록 설치된다. 절연부(23)를 설치함으로써, 전류공급장치(30)에서 금형부(22)측으로 공급된 전류가 소재(2)를 통과하는 방향으로만 흐르게 되고, 프레스장치(10)측으로 흘러가 유실되거나, 감전 등의 안전 사고를 유발하는 것을 방지할 수 있다.

제1결합부(24)는 절연부(23)를 프레스연결부(21)와 연결하는 부분이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제1결합부(24)는 제1체결홀부(241), 제1연결홀부(242), 제1체결부(243)를 포함한다.

제1체결홀부(241)는 절연부(23)를 상하로 관통하여 형성된다. 제1연결홀부(242)는 프레스연결부(21)상에 제1체결홀부(241)와 연속하여 형성된다. 제1체결홀부(241)와 제1연결홀부(242)는 제1체결부(243)에 대응되는 형상의 중공(中空)부를 연통되게 형성한다. 제1체결부(243)는 볼트 형상을 가지고 제1체결홀부(241)를 관통하여 제1연결홀부(242)상에 나사체결된다.

이때, 제1체결홀부(241)상에는 볼트 형상을 가지는 제1체결부(243)의 헤드부가 걸릴 수 있는 단턱부가 형성되고, 제1연결홀부(242)상에는 암나사부가 형성되며, 제1체결부(243)상에는 수나사부가 형성된다. 상기와 같이 제1체결부(243)를 제1체결홀부(241)와 제1연결홀부(242)를 연속하여 관통하도록 나사체결하는 것에 의해 절연부(23)를 프레스연결부(21)와 연결할 수 있다. 또한, 제1체결부(243)의 나사체결을 해제하는 것에 의해 절연부(23)와 프레스연결부(21)를 분리시킬 수 있다.

제2결합부(25)는 금형부(22)를 절연부(23)와 연결하는 부분이다. 제2결합부(25)는 제1체결홀부(241), 제1연결홀부(242), 제1체결부(243)를 포함하는 제1결합부(24)와 동일한 구조를 가지는 바, 이에 대한 상세한 설명을 생략한다.

도 4의 (a)를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 제1결합부(24)는 절연부(23) 전체를 프레스연결부(21)상에 균일한 강도로 결속시킬 수 있도록 복수개가 일정한 간격을 두고 배치된다. 도 4의 (b)를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 제2결합부(25) 또한 금형부(22) 전체를 절연부(23)상에 균일한 강도로 결속시킬 수 있도록 복수개가 일정한 간격을 두고 배치된다.

또한 상기와 같이 복수개의 제1결합부(24)와 제2결합부(25) 각각을 일정한 간격으로 배치함에 있어서, 제1결합부(24)와 제2결합부(25)는 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이 상호 이격되는 배열을 가진다. 제1결합부(24)의 하부와 제2결합부(25)의 상부는 절연부(23)상에 위치하게 되는데, 제1결합부(24)와 제2결합부(25)를 상호 이격되게 배치함으로써, 제1결합부(24)와 제2결합부(25)가 절연부(23)상에 고르게 분산되어 위치하게 된다. 이에 따라, 제1결합부(24)와 제2결합부(25)가 절연부(23)의 일측부에 편중되게 위치됨에 따라 절연부(23)의 일측부의 강도가 현저히 저하되는 것을 방지할 수 있고, 절연부(23)의 전반에 걸쳐 강성을 보다 균일하게 형성할 수 있다.

제3결합부(26)는 프레스연결부(21) 중 절연부(23)의 외부로 돌출된 부분을 프레스장치(10)에 연결한다. 제3결합부(26) 또한 제1체결홀부(241), 제1연결홀부(242), 제1체결부(243)를 포함하는 제1결합부(24)와 동일한 구조를 가지는 바, 이에 대한 상세한 설명을 생략한다. 제3결합부(26)를 이용해 프레스연결부(21)를 하부프레스부(11) 또는 상부프레스부(12)상에 착탈가능하게 고정시킬 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면 제1결합부(24)에 의해 프레스연결부(21)와 절연부(23)를 연결한 후, 제2결합부(25)에 의해 절연부(23)와 금형부(22)를 연결하고, 제3결합부(26)에 의해 프레스연결부(21)를 프레스장치(10)에 결합하는 과정을 순차적으로 거치게 된다. 제2결합부(25)의 조립을 해제하는 과정을 거쳐 금형부(22)만을 교체할 수 있으며, 제3결합부(26)의 조립을 해제하는 과정을 거쳐 프레스금형(20) 전체를 교체할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제1결합부(24), 제2결합부(25), 제3결합부(26)는 나사체결 구조를 가지나, 프레스연결부(21), 금형부(22), 절연부(23), 프레스장치(10)를 착탈가능하게 상호 연결할 수 있다면, 슬라이딩 결합되는 실시예 등을 포함하여 특정한 구조와 형상으로 한정되지 않는다.

단자설치부(27)는 전류공급장치(30)에서 공급된 전류를 금형부(22)로 전달하는 연결단자부(28)가 설치되는 부분이다. 단자설치부(27)는 절연부(23) 중 금형부(22)와 접하는 일측부의 가장자리부에 중공되게 형성된다. 이에 따라, 단자설치부(27)상에 전도성 소재의 연결단자부(28)를 설치하면, 연결단자부(28)가 금형부(22)와 접하게 되고, 연결단자부(28)로 유입된 전류가 금형부(22)로 흘러가게 된다.

단자설치부(27)를 합성수지 소재로 이루어진 절연부(23)상에 형성하는 경우, 가공성이 우수한 합성수지 소재의 장점을 활용할 수 있다. 즉, 금속재로 이루어진 금형부(22)에 단자설치부(27)를 형성하는 경우와 비교해 단자설치부(27)를 보다 다양한 형상과 깊이로 자유롭게 형성할 수 있다. 상기와 같이 단자설치부(27)를 절연부(23)상에 함몰되게 형성하고, 단자설치부(27)상에 연결단자부(28)를 설치함으로써, 종래의 프레스 금형을 전류공급장치(30)와 연결하기 위해 변형할 필요 없이 본 발명의 금형부(22)로서 그대로 활용할 수 있다.

연결단자부(28)는 전류공급장치(30)와 전기적으로 연결되는 부분으로, 금속재 등의 전도성 소재를 포함하여 이루어지고, 단자설치부(27)상에 외부로 노출되게 설치된다. 연결단자부(28)가 절연부(23)와 금형부(22)의 외부로 노출되게 설치됨에 따라, 전류공급장치(30)의 제1전극(32) 또는 제2전극(33)을 연결단자부(28)의 노출된 부분에 용이하게 연결할 수 있다.

상기에서는 상하측 한 쌍의 프레스금형(20) 중 상측에 위치되는 프레스금형(20)이 도시된 도 2, 도 3을 참조하여 프레스금형(20)에 대해 설명하고 있으나, 이는 한 쌍의 프레스금형(20) 중 하측에 위치되는 프레스금형(20)에도 동일하게 적용할 수 있음은 물론이다.

전류공급장치(30)는 프레스 성형 중인 소재(2)에 전류를 통과시키면서 소재(2)의 성질을, 보다 구체적으로는 소재(2)의 유동응력(流動應力)을 변화시키기 위해 금형부(22)에 전류를 공급하는 부분이다. 금속재의 소재(2)에 전류를 통과시키면 소재(2) 내부의 전위(dislocation)의 이동성이 증가되고, 이에 따라 소재(2)의 유동응력이 일시적으로 감소된다. 유동응력은 재료를 소성적으로 계속 변형시키는 데에 필요한 외부 변형력을 의미한다.

전류공급장치(30)는 금형부(22)를 통해 이와 같이 소재(2)에 전기를 가함으로써 소재(2)의 유동응력을 감소시키고, 소재(2)의 스프링백을 완화하는 작용을 구현한다. 스프링백은 소성 재료의 굽힘 가공에서 재료를 굽힌 다음 압력을 제거하면 원상태로 회복되려는 탄력 작용으로 인해 굽힘량이 감소되는 현상을 일컫는다.

원자 단위의 격자구조에서 결함(defects)이란 타 원자의 침입, 원자의 부재 등으로 인해 다양한 형태로 규칙이 파괴된 상태를 일컫는다. 선결함은 격자 내에 있는 원자들이 국부적으로 정상적인 원자배열에서 이탈됨에 따라 형성된 1차원적 결함으로, 이러한 형태의 선결함을 전위라고 부른다. 결정질 재료 내에는 전위가 반드시 존재하고, 금속은 결정질 재료이므로 금속 내에는 전위가 반드시 존재한다.

프레스 성형은 금속 소재(2)에 압력을 가하여 소성변형(塑性變形, plastic deformation)시키는 것이다. 소성변형이란 격자 내에 있는 원자들이 힘이 가해지는 방향으로 서로 미끄러지면서 영구적인 변위가 일어나는 현상을 일컫는다. 이는 전위의 이동(전위 활주, dislocation glide)에 의해 일어난다. 소성변형은 전위의 이동에 의해 이루어지므로 금속의 강도는 전위의 거동에 따라 설명할 수 있다. 금속에 전류를 통과시키면 전기에너지에 의해 전위들이 금속 내를 보다 쉽게 활주하게 되어 금속의 강도를 일시적으로 저하시킬 수 있다.

도 5에 도시된 그래프는 SPFC980DP 재질의 강판에 전류를 공급하면서 실험한 결과를 도시한 것으로, 전류의 세기를 증가시킬수록 스프링백 감소율(percent reduction in springback)이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 여기서, SPFC는 자동차용가공성냉간압연(Steel Plate Formability Cold)이라는 규격명칭의 기호이고, 980DP는 인장강도가 980Mpa인 것을 의미한다.

본 발명의 일실시예에 따른 전류공급장치(30)는 전원공급장치(31), 제1전극(32), 제2전극(33)을 포함한다. 전원공급장치(31)는 전류를 공급하는 전기·전자장치이다. 제1전극(32)은 전류공급장치(30)의 양전극에 해당되고, 상하측 한 쌍의 프레스금형(20) 중 일측에 마련된 연결단자부(28)와 연결된다. 제2전극(33)은 전류공급장치(30)의 음전극에 해당되고, 상하측 한 쌍의 프레스금형(20) 중 타측에 마련된 연결단자부(28)와 연결된다.

제1전극(32)과 제2전극(33)을 각각 상측, 하측에 위치한 프레스금형(20)과 연결하는 경우, 전원공급장치(31)로부터 제1전극(32)을 통해 상측에 위치한 프레스금형(20)으로 공급된 전류는 금속재 소재(2)를 통과하여 하측에 위치한 프레스금형(20)을 거쳐 제2전극(33)측으로 흐르게 된다. 상측에 위치한 프레스금형(20)을 하측에 위치한 프레스금형(20)측으로 최대한 하강시킨 상태에서 설정 시간동안(예를 들어, 1~2초) 정지시키고, 상기와 같이 전류를 흘러보내면서 소재(2)의 스프링백을 완화시킬 수 있다.

도면에는 도시되어 있지 않으나, 본 발명에 따른 프레스 성형장치(1)는 상하측 금형부(22)의 둘레를 커버하는 절연커버와, 절연커버를 소재(2)의 이송 경로 내외부로 이동시키는 커버이동장치를 추가로 구비할 수 있다. 절연커버부는 통전상태의 상하측 금형부(22) 및 소재(2)를 커버할 수 있다면 특정한 형상과 구조로 한정되지 않으며, 커버이동장치 또한 절연커버를 이동시킬 수 있다면 특정한 형상과 구조로 한정되지 않는다. 상기와 같이 절연커버와 커버이동장치를 구비하면, 전류공급장치(30)를 가동시킨 상태에서 상하측 금형부(22)와 그 사이에 위치되는 소재(2)를 외부와 단절시킴으로써 전기로 인한 감전 등의 안전 사고, 장비의 고장을 방지할 수 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 프레스 성형장치(1)에 의하면 프레스금형(20)으로 소재(2)를 가압하여 성형하는 동안 전류공급장치(30)를 이용해 소재(2)에 전류를 통과시키면서 소재(2)의 유동응력을 감소시키고 스프랭백을 완화할 수 있다.

특히 연질강, 고장력강과 비교해 스프링백 현상이 두드러지는 초고장력강을 프레스 성형 시, 스프링백 현상으로 인한 제품의 치수 불량을 보정하기 위해 제품이 목적한 치수로 나올 수 있도록 금형의 형상을 보정하는 복수의 사상작업을 거치고 있는데, 본 발명에 따른 프레스 성형장치(1)에 의하면 제품 치수에 맞게 제작된 금형을 이와 같이 보정하는 후 공정을 거치는 번거로움을 줄일 수 있어, 소재(2)를 보다 용이하게 프레스 성형할 수 있고 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 동일한 형상의 프레스금형으로 다양한 재질의 소재(2)를 성형하는 경우 기계적 특성의 차이가 유사하더라도 차이가 있기만 하면 치수 불량이 발생하게 되는데, 본 발명에 따른 프레스 성형장치(1)에 의하면 기계적 성질이 다른 소재(2)가 투입이 되는 경우 치수 불량이 발생하는 것을 방지하기 위해 다시 금형 제작과 사상작업을 거치는 번거로움을 줄일 수 있어, 소재(2)를 보다 용이하게 프레스 성형할 수 있고 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

1 : 프레스 성형장치 2 : 소재
10 : 프레스장치 11 : 하부프레스부
12 : 상부프레스부 20 : 프레스금형
21 : 프레스연결부 22 : 금형부
23 : 절연부 24 : 제1결합부
25 : 제2결합부 26 : 제3결합부
27 : 단자설치부 28 : 연결단자부
30 : 전류공급장치 31 : 전원공급장치
32 : 제1전극 33 : 제2전극
241 : 제1체결홀부 242 : 제1연결홀부
243 : 제1체결부

Claims

하부프레스부와 상부프레스부간의 간격이 조정되는 프레스장치;
상기 하부프레스부와 상기 상부프레스부에 마주하도록 결합되고, 소재를 가압하여 성형하는 프레스금형; 및
전류가 상기 프레스금형으로 가압 중인 상기 소재를 통과하도록 상기 프레스금형과 전기적으로 연결되는 전류공급장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형장치.
제1항에 있어서,
상기 프레스금형은,
상기 하부프레스부 또는 상기 상부프레스부에 착탈가능하게 고정되는 프레스연결부;
상기 소재를 성형하기 위한 성형면을 구비하여 상기 소재를 가압하는 금형부; 및
절연소재를 포함하여 이루어지고, 상기 프레스연결부와 상기 금형부의 사이를 절연시키는 절연부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형장치.
제2항에 있어서,
상기 프레스금형은,
상기 절연부를 상기 프레스연결부와 연결하는 제1결합부;
상기 제1결합부와 이격되게 배열되고, 상기 금형부를 상기 절연부와 연결하는 제2결합부; 및
상기 프레스연결부 중 상기 절연부의 외부로 돌출된 부분을 상기 프레스장치에 연결하는 제3결합부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형장치.
제3항에 있어서,
상기 제1결합부는,
상기 절연부를 관통하여 형성되는 제1체결홀부;
상기 프레스연결부상에 상기 제1체결홀부와 연속하여 형성되는 제1연결홀부; 및
상기 제1체결홀부를 관통하여 상기 제1연결홀부상에 체결되는 제1체결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형장치.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프레스금형은,
상기 절연부 중 상기 금형부와 접하는 일측부에 중공되게 형성되는 단자설치부; 및
상기 단자설치부상에 외부로 노출되게 설치되고, 상기 전류공급장치와 연결되는 연결단자부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형장치.
제1항에 있어서,
상기 전류공급장치는,
전류를 공급하는 전원공급장치;
상기 하부프레스부와 상기 상부프레스부에 결합되는 한 쌍의 상기 프레스금형 중 일측과 연결되고, 상기 전원공급장치로부터 전류를 공급받는 제1전극; 및
한 쌍의 상기 프레스금형 중 타측과 연결되고, 상기 제1전극으로 공급된 전류가 상기 소재를 통과하여 유입되는 제2전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형장치.