KR20160074726A - 가변금형장치 및 이를 이용한 성형방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 가변금형장치는 피성형소재가 안착되는 장치바디유닛, 상기 장치바디유닛에 고정결합되는 구동유닛 및 상기 장치바디유닛과, 가압력을 제공하는 상기 구동유닛에 연결되어, 적어도 두 방향으로 상기 피성형소재를 가압하는 금형유닛을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 성형방법은 피성형소재가 상부금형부와 하부금형부 사이에 안착되게 제공되는 준비단계, 상기 상부금형부가 수직 방향으로 하강하여 상기 피성형소재를 상기 하부금형부 방향으로 가압하는 1차성형단계 및 상기 하부금형부가 수평 방향으로 벌어지며, 상기 피성형소재를 상기 상부금형부의 내측벽부 방향으로 가압시키는 2차성형단계를 포함할 수 있다.

Description

가변금형장치 및 이를 이용한 성형방법{Flexible die apparatus and pressing method using thereof}
본 발명은 가변금형장치 및 이를 이용한 성형방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피성형소재를 가압하여 성형하는 발명에 관한 것이다.
최근 자동차 제조사들은 자동차에 부품을 적용함에 있어서 연비절감 및 경량화를 위한 사회적 요구에 대응하기 위하여 고강도 소재의 이용을 늘려가고 있다.
하지만 고강도 소재의 성형은 스프링백 및 치수동결성 등의 문제점을 안고 있으며 이러한 성형의 난해성으로 인하여 그 사용이 제한적이다.
일반적으로 성형품의 스프링백을 줄이기 위해서는 소재의 유입을 적절하게 제어하면서 가능한 한 충분한 인장응력을 주기 위하여 유입제어가 필요한데, 고강도강의 경우 성형성이 우수하지 않은 관계로 크랙이 발생하는 등의 또 다른 문제를 유발시킨다.
즉, 도 1에 도시한 바와 같이, 상부금형부(210')와 하부금형부(220')로 구성된 금형유닛(200')이 장치바디유닛(100')에 결합된 구동유닛(300')에 의해서 피성형소재(2')를 가압 성형할 때, 상기 피성형소재(2')의 탄성복원력에 의한 스프링백이 발생할 것을 예상한 제품 성형의 치수로 금형유닛(200')을 제작해야하며, 상기 구동유닛(300')의 가압력을 더 많이 제공하는 것이다.
따라서, 전술한 문제를 해결하기 위한 가변금형장치 및 이를 이용한 성형방법에 대한 연구가 필요하게 되었다.
본 발명의 목적은 피성형소재가 성형될 때 발생하는 스프링 백을 저감시키는 가변금형장치 및 이를 이용한 성형방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가변금형장치는 피성형소재가 안착되는 장치바디유닛, 상기 장치바디유닛에 고정결합되는 구동유닛 및 상기 장치바디유닛과, 가압력을 제공하는 상기 구동유닛에 연결되어, 적어도 두 방향으로 상기 피성형소재를 가압하는 금형유닛을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변금형장치의 상기 금형유닛은, 상기 피성형소재의 일면에 대면하게 제공되는 제1금형부 및 상기 피성형소재의 타면에 대면하게 제공되며, 상기 제1금형부와 협력하여 상기 피성형소재를 프레스하는 제2금형부를 포함하며, 상기 제1금형부 및 제2금형부 중 적어도 하나는 1차 프레스된 방향과 다른 방향으로 폭이 확장되게 구성된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변금형장치의 상기 제1금형부는 상기 피성형소재의 상면에 대면하게 제공되는 상부금형부이고, 상기 제2금형부는 상기 피성형소재의 하면에 대면하게 제공되는 하부금형부이며, 상기 하부금형부는, 1차 프레스되는 상하 방향과 다른 방향인 2차 프레스 방향으로 폭이 확장되도록, 서로 반대 방향으로 경사진 한 쌍의 슬라이딩 경사면이 구비되며, 상기 장치바디유닛에 연계되는 중앙금형, 상기 중앙금형의 일측 경사면에 대응되는 형상으로 상기 일측 경사면에 접하게 제공되는 좌금형 및 상기 중앙금형의 타측 경사면에 대응되는 형상으로 상기 타측 경사면에 접하게 제공되는 우금형을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변금형장치의 상기 하부금형부는, 상기 장치바디유닛에 일단부가 결합되고, 상기 좌금형 및 우금형 중 적어도 하나의 하단부에 타단부가 연결되며, 상기 좌금형 및 우금형의 하강 이동을 지지하는 금형지지실린더를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변금형장치의 상기 금형지지실린더의 타단부에 연결되는 상기 좌금형 또는 우금형의 하단부에는 상기 금형지지실린더의 타단부에 형성된 플랜지가 가이드되게 삽입되는 가이드홈이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변금형장치의 상기 하부금형부는, 상기 장치바디유닛에 일단부가 결합되고, 상기 중앙금형의 하단부에 타단부가 결합되며, 상기 중앙금형을 상승 이동시키는 중앙실린더를 더 포함하는 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변금형장치의 상기 장치바디유닛은, 베이스프레임, 상기 베이스프레임에 결합되는 안착지지실린더 및 상기 안착지지실린더의 상단부에 결합되며, 상기 피성형소재가 안착되는 안착프레임을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 성형방법은 피성형소재가 상부금형부와 하부금형부 사이에 안착되게 제공되는 준비단계, 상기 상부금형부가 수직 방향으로 하강하여 상기 피성형소재를 상기 하부금형부 방향으로 가압하는 1차성형단계 및 상기 하부금형부가 수평 방향으로 벌어지며, 상기 피성형소재를 상기 상부금형부의 내측벽부 방향으로 가압시키는 2차성형단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 가변금형장치 및 이를 이용한 성형방법은 피성형소재의 프레스 성형시에 스프링백이 발생하는 것을 경감시킬 수 있는 효과가 있다.
이에 의하면, 프레스 성형시 스프링백이 다른 강종에 비하여 많이 발생하는 고강도강의 성형 적용성을 높일 수 있는 이점을 가질 수 있게 된다.
또한, 기존에 스프링백을 고려해야 했던 금형 성형의 어려움도 더욱 줄일 수 있게 되었으며, 과도한 가압력을 제공하지 않아도 되기 때문에, 피성형소재에 크랙이 발생하는 등의 성형 하자를 줄일 수 있는 이점도 발생하게 된다.
도 1은 종래의 금형장치를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 가변금형장치를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에서 A부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 가변금형장치가 중앙실린더를 포함하는 실시예를 도시한 단면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 가변금형장치를 도시한 작동상태도이다.
도 6 내지 도 9는 종래의 금형장치와 본 발명의 가변금형장치에 의해서 성형된 피성형소재의 상태를 나타낸 시뮬레이션 결과이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
본 발명의 가변금형장치(1) 및 이를 이용한 성형방법은 피성형소재(2)를 가압하여 성형하는 발명에 관한 것으로, 피성형소재(2)의 프레스 성형시에 스프링백(spring back)이 발생하는 것을 경감시킬 수 있다.
이에 의하면, 프레스 성형시 스프링백이 다른 강종에 비하여 많이 발생하는 고강도강의 성형 적용성을 높일 수 있게 된다.
또한, 기존에 스프링백을 고려해야 했던 금형 성형의 어려움도 더욱 줄일 수 있게 되었으며, 과도한 가압력을 제공하지 않아도 되기 때문에, 피성형소재(2)에 크랙이 발생하는 등의 성형 하자를 줄일 수 있다.
구체적으로, 도 2는 본 발명의 가변금형장치(1)를 도시한 단면도이며, 도 6 내지 도 9는 종래의 금형장치와 본 발명의 가변금형장치(1)에 의해서 성형된 피성형소재(2)의 상태를 나타낸 시뮬레이션 결과이다.
여기서, 도 6은 두께감소를 해석한 결과, 도 7은 스프링백을 해석한 결과, 도 8은 벤딩모멘트를 해석한 결과, 도 9는 응력을 해석한 결과이다.
도 2, 도 6 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변금형장치(1)는 피성형소재(2)가 안착되는 장치바디유닛(100), 상기 장치바디유닛(100)에 고정결합되는 구동유닛(300) 및 상기 장치바디유닛(100)과, 가압력을 제공하는 상기 구동유닛(300)에 연결되어, 적어도 두 방향으로 상기 피성형소재(2)를 가압하는 금형유닛(200)을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변금형장치(1)의 상기 금형유닛(200)은, 상기 피성형소재(2)의 일면에 대면하게 제공되는 제1금형부 및 상기 피성형소재(2)의 타면에 대면하게 제공되며, 상기 제1금형부와 협력하여 상기 피성형소재(2)를 프레스하는 제2금형부를 포함하며, 상기 제1금형부 및 제2금형부 중 적어도 하나는 1차 프레스된 방향과 다른 방향으로 폭이 확장되게 구성된 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 피성형소재(2)의 프레스 가공시에 스프링백이 발생하는 것을 저감시키기 위해서, 상기 피성형소재(2)에 대하여 가압력을 제공하는 방향을 적어도 두 방향이상으로 제공하는 것이다.
상기 장치바디유닛(100)은 상기 피성형소재(2)를 성형하기 위한 장치의 바디 역할을 할 수 있다. 즉, 상기 장치바디유닛(100)에는 후술할 구동유닛(300), 금형유닛(200) 등이 결합되어 제공될 수 있다.
특히, 상기 장치바디유닛(100)은 상기 피성형소재(2)가 안착되어 제공됨으로써, 상기 금형유닛(200), 구동유닛(300)에 의한 상기 피성형소재(2)의 성형을 실하게 된다.
다시 말해, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변금형장치(1)의 상기 장치바디유닛(100)은, 베이스프레임(110), 상기 베이스프레임(110)에 결합되는 안착지지실린더(120) 및 상기 안착지지실린더(120)의 상단부에 결합되며, 상기 피성형소재(2)가 안착되는 안착프레임(130)을 포함할 수 있다.
즉, 상기 장치바디유닛(100)은 기본 프레임인 베이스프레임(110)과 상기 피성형소재(2)가 안착되는 안착프레임(130)을 제공할 수 있으며, 더하여 상기 안착프레임(130)이 상하로 움직일 수 있도록, 안착지지실린더(120)를 더 제공할 수 있는 것이다.
여기서, 상기 안착프레임(130)이 상하로 이동하게 제공되는 것은 후술할 금형유닛(200)에 의한 2차 프레스까지 가공성형이 될 수 있게 하기 위한 것이다. 즉, 일반적인 프레스 가공에서 피성형소재(2)가 안착되는 프레임이 고정되어 있는 1차 프레스 가공만을 실시하는 것이 아니라, 1차 프레스 가공과는 다른 방향으로 2차 프레스하는 과정이 필요한 본 발명에서는 상기 안착프레임(130)이 상하로 이동될 수 있도록 상기 안착지지실린더(120)를 더 제공하고 있는 것이다.
상기 구동유닛(300)은 후술할 금형유닛(200)을 프레스하는 가압력을 제공하는 역할을 하게 된다. 즉, 상기 구동유닛(300)은 상기 장치바디유닛(100) 및 상기 금형유닛(200) 사이를 연결하게 제공되며, 상기 금형유닛(200)을 일측으로 가압하는 가압력을 제공하여 상기 피성형소재(2)를 프레스 성형하게 되는 것이다.
여기서, 상기 구동유닛(300)이 가압력을 제공하는 것은 유압 또는 공압의 액추에이터에 의해서 실시될 수 있다.
상기 금형유닛(200)은 상기 피성형소재(2)를 프레스 가공하는 금형의 역할을 할 수 있다. 이를 위해서, 상기 금형유닛(200)은 상기 구동유닛(300)과 연결되어 가압력을 제공받으며, 상기 장치바디유닛(100)에 연결될 수 있다.
특히, 상기 금형유닛(200)은 상기 피성형소재(2)를 일 방향으로 가압하여 가공하는 것이 아니라, 적어도 두 방향으로 상기 피성형소재(2)를 가압하여 가공하게 제공될 수 있다. 이는 프레스 가공시에 상기 피성형소재(2)에 발생하는 스프링백을 저감하기 위한 것이다.
즉, 상기 피성형소재(2)를 일 방향으로 가압한 후에, 다른 방향으로 마무리 가공을 실시함으로써, 일 방향으로만 발생할 수 있는 스프링백의 방향을 분산시킴으로써, 결과적으로 스프링백이 저감되는 효과를 가질 수 있게 되는 것이다.
이를 위한 구체적인 구성으로는 제1금형부와 제2금형부를 제공할 수 있다. 즉, 상기 제1금형부 및 제2금형부가 상기 피성형소재(2)의 양면에 각각 제공되며, 서로 협력하여 상기 피성형소재(2)를 가공할 수 있는 것이다.
특히, 상기 제1금형부 및 제2금형부 중에서 적어도 하나는 상기 피성형소재(2)에 대하여 1차 프레스된 방향과 다른 방향으로 확장되게 제공하여, 상기 피성형소재(2)를 1차 프레스된 방향과 다른 방향으로 확장하여 2차 성형하게 된다.
이와 같은 본 발명의 가변금형장치(1)에 의한 성형에 의해 상기 피성형소재(2)의 상태를 도 6 내지 도 9를 참조하여 확인해 볼 수 있다.
우선, 도 6은 종래의 금형장치와 본 발명의 가변금형장치(1)에 의해 가공하였을 때, 피성형소재(2)의 두께 변화를 확인한 것인데, 도 6의 (a)가 종래 금형장치에 의해 가공된 피성형소재(2)이고, 도 6의 (b)가 본 발명의 가변금형장치(1)에 의해 가공된 피성형소재(2)를 나타낸 것이다.
여기서, 상기 피성형소재(2)의 상단면은 보이는 바와 같이, 본 발명에 의해 가공된 피성형소재(2)가 더 얇아진 것을 확인할 수 있으나, 가공 하자가 발생하는 정도는 아니라는 것을 알 수 있다.
즉, 피성형소재(2)의 탑부 근처에서 소재를 많이 스트레칭한 성형에 의해 두께 감소가 발생하는 것을 확인할 수 있으나, 그 양이 과도한 수준이 아니라 전체적인 두께 감소률 수준으로 발생하여 성형상의 문제는 없는 것으로 확인할 수 있는 것이다.
그 외의 영역에서는 유사한 두께 감소가 발생하는 것을 볼 수 있다. 하지만 다른 관점에서 생각해 보아야 할 것이, 이후 설명되는 바와 같이 궁극적으로 유사한 스프링백량을 확보하기 위해서는 기존 방식으로는 피성형소재(2') 유입을 본 발명이 적용될 때보다 더 강하게 잡아야 하므로, 피성형소재(2') 탑부의 두께가 본 발명에 의해 성형된 피성형보재(2)보다 두껍더라도, 결과적으로 본 발명이 적용될 때보다 피성형소재(2')의 성형성이 나쁘다는 것이다.
그리고, 도 7은 종래의 금형장치와 본 발명의 가변금형장치(1)에 의해 가공하였을 때, 피성형소재(2)의 스프링백 변화를 확인한 것인데, 도 7의 (a)가 종래 금형장치에 의해 가공된 피성형소재(2)이고, 도 7의 (b)가 본 발명의 가변금형장치(1)에 의해 가공된 피성형소재(2)를 나타낸 것이다.
여기서, 종래의 금형장치에 의해 가공된 피성형소재(2)는 오차 변형량(빨간 부분)이 많이 발생한 것을 확인할 수 있으나, 본 발명의 가변금형장치(1)에 의해 가공된 피성형소재(2)는 거의 변화가 없다는 것을 확인할 수 있다.
즉, 기존 방식을 적용한 경우 최대 변형량이 4.8mm인 반면 본 발명을 적용한 경우 최대 변형량이 1.8mm로 본 발명에 의한 피성형소재(2)의 가공시에 스프링백 저감의 효과가 월등함을 알 수 있는 것이다.
또한, 도 8은 종래의 금형장치와 본 발명의 가변금형장치(1)에 의해 가공하였을 때, 피성형소재(2)의 벤딩모멘트 변화를 확인한 것이고, 도 9는 종래의 금형장치와 본 발명의 가변금형장치(1)에 의해 가공하였을 때, 피성형소재(2)의 높이 방향 응력을 확인한 것인데, 도 7의 (a), 도 8의 (a)가 종래 금형장치에 의해 가공된 피성형소재(2)이고, 도 7의 (b), 도 8의 (b)가 본 발명의 가변금형장치(1)에 의해 가공된 피성형소재(2)를 나타낸 것이다.
여기서, 도 7을 살펴보면, 본 발명에 의해 가공된 피성형소재(2)는 벤딩모멘트가 감소된 것(초록색 부분이 넓어짐)을 확인할 수 있고, 도 8을 살펴보면, 기존 방식에 비해 벽면부에 비교적 균일하고 큰 인장응력(빨간 부분)을 부가하게 할 수 있게 된 것을 확인할 수 있다. 이는 모두 스프링백 저감의 효과가 발생하기 위해 요구되는 결과들로써, 스프링백이 저감됨을 확인할 수 있는 자료이다.
이러한 스프링백 저감의 효과를 발생시키는 상기 제1금형부 및 제2금형부에 대한 실시예를 아래과 같이 제시할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변금형장치(1)의 상기 제1금형부는 상기 피성형소재(2)의 상면에 대면하게 제공되는 상부금형부(210)이고, 상기 제2금형부는 상기 피성형소재(2)의 하면에 대면하게 제공되는 하부금형부(220)이며, 상기 하부금형부(220)는, 1차 프레스되는 상하 방향과 다른 방향인 2차 프레스 방향으로 폭이 확장되도록, 서로 반대 방향으로 경사진 한 쌍의 슬라이딩 경사면(221a)이 구비되며, 상기 장치바디유닛(100)에 연계되는 중앙금형(221), 상기 중앙금형(221)의 일측 경사면(221a)에 대응되는 형상으로 상기 일측 경사면(221a)에 접하게 제공되는 좌금형(222) 및 상기 중앙금형(221)의 타측 경사면(221a)에 대응되는 형상으로 상기 타측 경사면(221a)에 접하게 제공되는 우금형(223)을 포함할 수 있다.
다시 말해, 상기 상부금형부(210)와 하부금형부(220)가 서로 협력하여 상기 피성형소재(2)를 프레스가공하게 되는데, 1차 프레스된 방향과 다른 방향으로 상기 하부금형부(220)가 확장되면서 2차 프레스 성형하게 된다.
이를 위해, 상기 하부금형부(220)는 중앙금형(221), 좌금형(222), 우금형(223)을 제공할 수 있는 것이다.
특히, 상기 중앙금형(221)에는 슬라이딩 경사면(221a)이 제공되어, 상기 좌금형(222) 또는 우금형(223)이 상기 경사면(221a)을 타고 내려오면서 2차 프레스 방향으로 확장하게 된다.
더 구체적으로는 상기 중앙금형(221)은 서로 반대방향으로 경사지게 제공되는 한 쌍의 경사면(221a)을 제공할 수 있으며, 각 경사면(221a)에는 좌금형(222), 우금형(223)이 각각 접하게 제공되어, 상기 상부금형부(210)가 하강 가압되면서 1차 가압되는 방향과 다른 방향으로 상기 좌금형(222), 우금형(223)이 멀어지게 제공되어 상기 피성형소재(2)를 2차 가공할 수 있게 되는 것이다.
다시 말해, 상기 상부금형부(210)가 하강하여 수직 방향(y)으로 1차 가공하고, 상기 하부금형부(220)가 수평 방향(x)으로 폭이 확장되게 좌금형(222), 우금형(223)을 제공하여 2차 가공하게 되는 것이다.
더하여, 상기 좌금형(222)과 우금형(223)이 상기 중앙금형(221)의 경사면(221a)을 따라 수평 방향(x)으로 이동하기 위해서는 상기 좌금형(222), 우금형(223)은 수평 방향(x)뿐만 아니라 하방으로 이동되어야 하는데, 이를 위해서 상기 하부금형부(220)는 금형지지실린더(224)를 더 포함하게 된다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변금형장치(1)의 상기 하부금형부(220)는, 상기 장치바디유닛(100)에 일단부가 결합되고, 상기 좌금형(222) 및 우금형(223) 중 적어도 하나의 하단부에 타단부가 연결되며, 상기 좌금형(222) 및 우금형(223)의 하강 이동을 지지하는 금형지지실린더(224)를 더 포함할 수 있다.
이는 상기 상부금형부(210)가 하방으로 가압하는 가압력에 의해서, 상기 좌금형(222), 우금형(223)이 상기 중앙금형(221)의 경사면(221a)을 따라 이동하며 수평 방향(x)으로 멀어지게 구동시키기 위해서 필요한 상기 좌금형(222), 우금형(223)의 하방 운동을 지지하기 위한 구성을 제시한 것이다.
더하여, 상기 좌금형(222), 우금형(223)과 상기 금형지지실린더(224)의 연결을 위해 상기 금형들에 가이드홈(h)의 구성을 더 구비시킬 수 있는데, 이에 대한 자세한 설명은 도 3을 참조하여 후술한다.
도 3은 도 2에서 A부분을 확대하여 도시한 단면도로써, 이를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변금형장치(1)의 상기 금형지지실린더(224)의 타단부에 연결되는 상기 좌금형(222) 또는 우금형(223)의 하단부에는 상기 금형지지실린더(224)의 타단부에 형성된 플랜지(f)가 가이드되게 삽입되는 가이드홈(h)이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 상기 좌금형(222), 우금형(223)은 상기 금형지지실린더(224)에 의해서, 하방으로 이동하는 것을 지지받을 수 있으며, 상기 중앙금형(221)의 경사면(221a)을 따라 내려오면서 수평 방향(x)으로도 벌어지게 제공되어야 하므로, 상기 가이드홈(h)을 제공하는 것이다.
상기 가이드홈(h)에는 상기 금형지지실린더(224)의 플랜지(f)가 슬라이딩되게 끼워져서 상기 좌금형(222), 우금형(223)을 수평 방향(x)으로 이동하는 것을 가이드하게 된다.
도 4는 본 발명의 가변금형장치(1)가 중앙실린더(225)를 포함하는 실시예를 도시한 단면도로써, 이를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변금형장치(1)의 상기 하부금형부(220)는, 상기 장치바디유닛(100)에 일단부가 결합되고, 상기 중앙금형(221)의 하단부에 타단부가 결합되며, 상기 중앙금형(221)을 상승 이동시키는 중앙실린더(225)를 더 포함하는 할 수 있다.
즉, 상기 중앙실린더(225)는 상기 중앙금형(221)을 상방으로 밀어주는 역할을 하게 되는데, 이에 의해서, 상기 좌금형(222), 우금형(223)을 직접적으로 수평 방향(x)으로 밀어주게 된다.
다시 말해, 상기 상부금형부(210)가 상기 하부금형부(220)를 하방으로 가압하며 상기 좌금형(222), 우금형(223)이 상기 중앙금형(221)의 경사면(221a)을 따라 수평 방향(x)으로 벌어지게 간접적으로 구동력을 제공하는 것이 아니라, 상기 중앙금형(221)이 직접 상방이동하며, 상기 좌금형(222), 우금형(223)을 수평 방향(x)으로 벌어지게 구동력을 직접 제공하는 것이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 가변금형장치(1)를 도시한 작동상태도로써, 도 5a는 준비단계, 도 5b는 1차성형단계, 도 5c는 2차성형단계, 도 5d는 성형완료단계이다.
도 5a 내지 도 5d를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 성형방법은 피성형소재(2)가 상부금형부(210)와 하부금형부(220) 사이에 안착되게 제공되는 준비단계, 상기 상부금형부(210)가 수직 방향(y)으로 하강하여 상기 피성형소재(2)를 상기 하부금형부(220) 방향으로 가압하는 1차성형단계 및 상기 하부금형부(220)가 수평 방향(x)으로 벌어지며, 상기 피성형소재(2)를 상기 상부금형부(210)의 내측벽부 방향으로 가압시키는 2차성형단계를 포함할 수 있다.
다시 말해, 상기 준비단계는 상기 피성형소재(2)를 상기 상부금형부(210)와 하부금형부(220) 사이의 상기 장치바디유닛(100)에 안착하여 제공하는 단계이다.
상기 1차성형단계는 상기 상부금형부(210)가 하방으로 이동하며, 상기 하부금형부(220)를 가압하여 1차성형하며, 이는 종래의 프레스 과정과 유사하다.
여기서, 상기 1차성형단계는 금형의 형상으로 중간정도 성형이 되거나, 금형의 형상대로 완전히 가압하여 상기 피성형소재(2)가 성형되게 된다.
상기 2차성형단계는 상기 1차 성형 방향과 다른 수평 방향(x)으로 상기 하부금형부(220)가 벌어지며 상기 피성형소재(2)를 성형하는 단계로써, 상기 하부금형부(220)의 중앙금형(221)의 경사면(221a)을 따라서, 상기 좌금형(222), 우금형(223)이 미끄러져 내려오며 간격이 수평 방향(x)으로 벌어지며, 상기 피성형소재(2)를 성형하게 된다.
즉, 상기 좌금형(222), 우금형(223)이 수평 방향(x)으로 벌어지며, 상기 상부금형부(210)의 내측벽부에 밀착되며, 상기 피성형소재(2)를 2차 성형하게 되는 것이다.
성형이 완료되면, 상기 하부금형부(220)의 좌금형(222), 우금형(223)은 상기 상부금형부(210)와 밀착된 상태로 제공되며, 상기 피성형소재(2)의 성형을 완료하게 된다.
1 : 가변금형장치 2 : 피성형소재
100: 장치바디유닛 110: 베이스프레임
120: 안착지지실린더 130: 안착프레임
200: 금형유닛 210: 상부금형부
220: 하부금형부 221: 중앙금형
222: 좌금형 223: 우금형
224: 금형지지실린더 225: 중앙실린더
300: 구동유닛

Claims (8)

  1. 피성형소재가 안착되는 장치바디유닛;
    상기 장치바디유닛에 고정결합되는 구동유닛; 및
    상기 장치바디유닛과, 가압력을 제공하는 상기 구동유닛에 연결되어, 적어도 두 방향으로 상기 피성형소재를 가압하는 금형유닛;
    을 포함하는 가변금형장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금형유닛은,
    상기 피성형소재의 일면에 대면하게 제공되는 제1금형부; 및
    상기 피성형소재의 타면에 대면하게 제공되며, 상기 제1금형부와 협력하여 상기 피성형소재를 프레스하는 제2금형부;
    를 포함하며,
    상기 제1금형부 및 제2금형부 중 적어도 하나는 1차 프레스된 방향과 다른 방향으로 폭이 확장되게 구성된 것을 특징으로 하는 가변금형장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1금형부는 상기 피성형소재의 상면에 대면하게 제공되는 상부금형부이고, 상기 제2금형부는 상기 피성형소재의 하면에 대면하게 제공되는 하부금형부이며,
    상기 하부금형부는, 1차 프레스되는 상하 방향과 다른 방향인 2차 프레스 방향으로 폭이 확장되도록,
    서로 반대 방향으로 경사진 한 쌍의 슬라이딩 경사면이 구비되며, 상기 장치바디유닛에 연계되는 중앙금형;
    상기 중앙금형의 일측 경사면에 대응되는 형상으로 상기 일측 경사면에 접하게 제공되는 좌금형; 및
    상기 중앙금형의 타측 경사면에 대응되는 형상으로 상기 타측 경사면에 접하게 제공되는 우금형;
    을 포함하는 가변금형장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하부금형부는,
    상기 장치바디유닛에 일단부가 결합되고, 상기 좌금형 및 우금형 중 적어도 하나의 하단부에 타단부가 연결되며, 상기 좌금형 및 우금형의 하강 이동을 지지하는 금형지지실린더;
    를 더 포함하는 가변금형장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 금형지지실린더의 타단부에 연결되는 상기 좌금형 또는 우금형의 하단부에는 상기 금형지지실린더의 타단부에 형성된 플랜지가 가이드되게 삽입되는 가이드홈이 형성된 것을 특징으로 하는 가변금형장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 하부금형부는,
    상기 장치바디유닛에 일단부가 결합되고, 상기 중앙금형의 하단부에 타단부가 결합되며, 상기 중앙금형을 상승 이동시키는 중앙실린더;
    를 더 포함하는 가변금형장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 장치바디유닛은,
    베이스프레임;
    상기 베이스프레임에 결합되는 안착지지실린더; 및
    상기 안착지지실린더의 상단부에 결합되며, 상기 피성형소재가 안착되는 안착프레임;
    을 포함하는 가변금형장치.
  8. 피성형소재가 상부금형부와 하부금형부 사이에 안착되게 제공되는 준비단계;
    상기 상부금형부가 수직 방향으로 하강하여 상기 피성형소재를 상기 하부금형부 방향으로 가압하는 1차성형단계; 및
    상기 하부금형부가 수평 방향으로 벌어지며, 상기 피성형소재를 상기 상부금형부의 내측벽부 방향으로 가압시키는 2차성형단계;
    를 포함하는 성형방법.
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