KR20170021696A - 금형 냉각수 분배용 매니폴드 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제조 비용을 절감하고 높은 생산성을 갖는 금형 냉각수 분배용 매니폴드 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적 달성을 위하여 본 발명은, 금형 냉각수 분배용 매니폴드 제조 방법에 있어서, 절곡하여 제조된 2개의 L형강, 판재 및 체결구를 준비하는 재료 준비 단계; 상기 L형강을 설정된 크기로 가공하고, 상기 판재를 상단평판 및 하단평판으로 가공하는 재료 가공 단계; 상기 L형강의 일단을 서로 용접하여 사각형 단면으로 제조한 후, 측면에 가공된 상단평판 및 하단평판을 용접 부착하여 직육면체 형상의 몸체를 제조하는 용접 단계; 상기 용접 단계를 통하여 제조된 몸체의 표면을 가공하고, 필요한 홀을 형성하는 몸체 가공 단계; 및 상기 몸체에 형성된 홀에 체결구를 결합하는 체결구 결합 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

금형 냉각수 분배용 매니폴드 제조 방법{Cooling water manifold manufacturing method for cooling mold}

본 발명은 금형 냉각수 분배용 매니폴드 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 금형에 냉각수를 분배하는 금형 냉각수 분배용 매니폴드 제조 방법에 관한 것이다.

금형은 제품의 외형을 가공하는 공정에 사용하는 것으로 다양한 분야에 사용되고 있는 중요한 요소 중 하나이며, 특히 다이케스팅이나 사출 금형의 경우에는 금속 또는 합성 수지 제품의 형상 제조를 위하여 사용되는 필수적인 구성 요소이다.

이중, 사출 금형은 용융 수지를 금형 내부에 주입하여 냉각시켜 특정한 형상의 제품을 제조하므로, 연속적으로 사용 시에는 금형 온도가 상승하여 제품 불량을 초래할 수 있으므로, 내부에 냉각수 이동을 위한 유로(수로)들이 형성되며, 상기 유로에 냉각수를 지속적으로 유동시켜 금형의 온도 상승을 방지하는 금형 냉각 장치를 포함하고 있으며, 다이캐스팅 역시 동일한 이유로 금형 냉각 장치를 포함하고 있다.

상기와 같이 금형의 온도 조절은 사출 공정에서 중요한 역할을 하는 것으로 다양한 방식들이 제안되었어 사용되고 있다.

예를 들면, 등록특허 제676566호에는 고온 매체, 저온 매체와도 가열, 냉각의 열전달의 지연을 예상한 고온 매체, 저온 매체의 전환 타이밍을 조정하여 공정의 사이클 시간을 단축하고, 고온 매체, 저온 매체와도 설정 온도에 대한 온도 변화를 적게 하고, 에너지 손실을 줄이고, 사출 공정에 최적인 금형 온도를 얻을 수 있도록 금형 온도 조정 장치의 구성이 개시되어 있다.

또한, 등록특허 제1264893호에는 (a) 상부 금형과 하부 금형을 형폐시켜 사출 성형이 진행되도록 준비하는 형폐단계; (b) 상기 형폐단계 완료후, 사출물의 물리적 특성만족을 위해 사출 금형에 가열매체를 공급하여 순환시켜 이 사출 금형의 온도를 100℃ ~ 130℃의 고열 상태를 유지시키는 사출 금형 가열단계; (c) 상기 사출 금형 가열단계 완료후, 이 사출 금형의 게이트가 고화될 때까지 일정한 압력을 유지시키고, 사출기를 통해 상부 금형의 캐비티로 용융수지를 충진시키는 사출단계; (d) 상기 사출단계 완료후, 하부 금형에 형성된 냉각수 홀에 냉각수를 공급하고, 용융수지의 냉각을 위해 상부 금형과 하부 금형을 일정 간격 이격시키고, 이때 발생된 틈을 통해 냉각공기를 공급하여 상부 금형의 캐비티 표면과, 사출물의 표면을 냉각시키는 냉각 단계; (e) 상기 냉각 단계 완료후, 고화가 완료된 사출물의 취출을 위해 사출 금형을 형개하는 2차형개단계; 및 (f) 상기 2차형개단계 이후, 사출물을 취출하는 취출단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출 금형의 공기냉각 방법의 구성이 개시되어 있다.

상기와 같은 복잡한 형태의 금형 냉각 시스템의 구성도 제안되어 있으나, 통상의 금형 냉각은 냉각수로 이용하여 조절되며, 상기 금형 냉각용 냉각수는 별도로 구성되는 매니폴드를 통하여 분배된다.

상기 매니폴드는 내부에 공간이 형성되는 몸체, 상기 몸체 일측면에 부착되어 냉각수를 공급하는 공급구, 상기 몸체의 타측면에 부착되어 공급된 냉각수를 분지하는 다수의 배출구를 포함하여 구성되며, 각 배출구는 별도의 관로를 통하여 금형에 형성된 내부 유로로 안내된다.

상기와 같은 매니폴드의 제작 시 가장 많은 가공 시간과 재료비가 소모되는 부분은 몸체이며, 상기 몸체의 통상의 제조 방법을 살펴보면, 직육면체의 스텐인리스 강을 준비한 후, 표면을 가공하고, 공급구가 부착되는 부분(주로 측면)에 관통구를 깊게 형성한다. 이후 배출구가 부착되는 부분에 다시 관통구를 형성하여 상기 공급구의 관통구와 연통하도록 가공하며, 상기 배출구의 관통구는 복수개 형성하므로, 전체 몸체의 제작에 많은 시간이 소요된다. 이후 가공된 공급구와 배출구에 연결부재를 부착하여 전체 제조를 완료한다.

상기와 같은 종래 방식은 스테인리스 강을 직접 가공하므로, 많은 가공 시간과 비용이 소모되고, 고가의 재료비가 소모되는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위하여 안출된 것으로, 제조 비용을 절감하고 높은 생산성을 갖는 금형 냉각수 분배용 매니폴드 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적 달성을 위하여 본 발명은, 금형 냉각수 분배용 매니폴드 제조 방법에 있어서, 절곡하여 제조된 2개의 L형강, 판재 및 체결구를 준비하는 재료 준비 단계; 상기 L형강을 설정된 크기로 가공하고, 상기 판재를 상단평판 및 하단평판으로 가공하는 재료 가공 단계; 상기 L형강의 일단을 서로 용접하여 사각형 단면으로 제조한 후, 측면에 가공된 상단평판 및 하단평판을 용접 부착하여 직육면체 형상의 몸체를 제조하는 용접 단계; 상기 용접 단계를 통하여 제조된 몸체의 표면을 가공하고, 필요한 홀을 형성하는 몸체 가공 단계; 및 상기 몸체에 형성된 홀에 체결구를 결합하는 체결구 결합 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 몸체 가공 단계에서 상기 홀은 상단평판에 형성되는 유입홀과 L형강 표면에 형성되는 다수의 유출홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 유입홀과 유출홀에는 체결구 결합을 위한 나사가 형성되는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 L형강과 판재는 스테인리스 강 재질인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 금형 냉각수 분배용 매니폴드 제조 방법은 단면을 'L'형으로 절곡한 부재 2개를 용접에 의하여 결합하고, 결합된 부재에 필요한 홀을 형성한 후, 다양한 연결구를 결합하여 제조하는 구성을 포함하므로, 종래 사각 기둥 형태의 부재를 준비한 후, 내부에 홀을 형성하여 가공하는 방식에 비하여 재료비 저감과 제조 시간을 단축하여 높은 생산성을 얻을 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 금형 냉각수 분배용 매니폴드 제조 방법을 통하여 제조되는 매니폴드의 사시도이며,
도 2는 본 발명에 따른 금형 냉각수 분배용 매니폴드 제조 방법의 절차도이며,
도 3은 도 2에 도시된 재료 준비 단계에서 준비되는 재료의 구성도이며,
도 4는 도 2에 도시된 용접 단계를 통하여 제조된 몸체의 구성도이며,
도 5는 도 2에 도시된 몸체 가공 단계를 통하여 제조된 몸체의 구성도이다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

본 발명에 따른 금형 냉각용 냉각수 매니폴드 제조 방법은 도 1에 도시된 매니폴드(10)를 제조하기 위한 방법이다.

상기 매니폴드(10)는 사각 기둥 형태의 몸체(1)와 상기 몸체(1)의 일측면에 부착되는 상단평판(2), 상기 상단평판(2)에 형성된 유입홀(3), 상기 상단홀(3)에 결합하는 유입체결구(4), 상기 몸체(1) 하단에 부착되는 하단평판(5), 상기 몸체(1) 측면에 형성되는 다수의 유출홀(6) 및 상기 유출홀(6)에 결합하는 유출체결구(7)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 몸체(1) 내부에는 공간이 형성되어 있으며, 상기 내부 공간에는 상기 유입홀(3)을 통하여 유입된 냉각수가 위치하고, 이후 상기 유출홀(6)을 통하여 배출되어 필요한 금형에 분배된다.

본 발명에 따른 금형 냉각용 냉각수 매니폴드 제조 방법은 상기와 같은 매니폴드(10)를 제조하기 위한 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 재료 준비 단계(S1), 재료 가공 단계(S2), 용접 단계(S3), 몸체 가공 단계(S4) 및 체결구 결합 단계(S5)를 포함하여 구성된다.

이하에서는 각 단계에 대하여 구체적으로 설명한다.

재료 준비 단계(S1)

재료 준비 단계(S1)는 상기 매니폴드(10) 제조를 위한 각 재료들은 준비하는 단계이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 몸체(1) 측면의 구성을 위한 2개의 L형강(20), 상단평판(2) 및 하단평판(5)을 제조를 위한 판재(21), 유입체결구(4) 그리고 다수의 유출체결구(7)를 포함하며, 상기 유출체결구(7)는 다양한 규격이 필요한 경우, 규격별로 준비하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 L형강(20)은 평판의 판재를 절곡하여 L형강으로 제조하며, 동일한 형상 및 크기로 준비한다.

필요한 경우, 상기 재료 준비 단계(S1) 평판의 판재를 절곡하여 L형강(20)으로 제조하는 단계를 포함할 수 있다.

그리고 상기 판재(21)는 상기 상단평판(2) 및 하단평판(5)을 수용할 수 있는 크기아며 단일 판재(21) 또는 복수 판재(21)로 준비하나, 통상 상단평판(2)이 하단평판(5)에 비하여 두텁게 형성하므로, 복수로 준비하는 것이 바람직하다.

한편, 체결구(4, 7)는 통상 규격품으로 사용하므로, 사전에 제작되어 판매되는 것을 준비하는 것이 바람직하다.

재료 가공 단계(S2)

상기 재료 가공 단계(S2)는 상기 재료 준비 단계(S1)를 통하여 준비된 재료 중, L형강(20)과 판재(21)를 사전에 가공하는 단계이다.

이때 L형강(20)은 원하는 몸체(1)의 길이와 가공 여유를 포함한 크기로 절단하고, 상기 판재(21)는 상단평판(2) 및 하단평판(5)을 위한 크기로 가공하는 단계이다. 이때 상기 상단평판(2)과 하단평판(5)은 가공 여유를 포함하여 가공하고, 단일 판재(21)인 경우 절단하여 각각 가공하고, 복수의 판재(22)의 경우에는 각각 해당 평판(2, 5) 크기로 가공한다.

용접 단계(S3)

상기 용접 단계(S3)는 상기 재료 가공 단계(S2)에 의하여 가공 완료된 L형강(21)과 평판(2, 5)을 서로 용접하여 도 4에 도시된 바와 같은, 직육면체의 몸체(1)로 제작하는 단계이다. 이때 2개의 L형강(20)을 서로 용접 결합하여 사각형 단면의 형상으로 용접한 후, 개방된 각 측면에 평판(2, 5)을 용접 부착하여 최종적으로 직육면체의 몸체(1)를 제작한다.

몸체 가공 단계(S4)

상기 몸체 가공 단계(S4)는 상기 용접 단계(S3)를 통하여 제작된 몸체(1)를 가공하는 단계로, 용접에 의하여 형성된 용접부의 가공과 몸체(10)에 형성되어야 하는 유입홀(3) 및 다수의 유출홀(6)을 가공을 통하여 형성한다.

이때, 용접부의 경우에는 일부 돌출된 용가재들을 제거하여 표면을 가공하고, 이후 원하는 위치에 체결구(5, 7)결합을 위한 다수의 홀(3, 6)들을 기계 가공을 통하여 형성한다.

또한, 필요한 경우 상기 홀(3, 6)에는 상기 체결구(5, 7)들의 결합을 위한 나사산을 추가로 형성한다.

상기 몸체 가공 단계(S4)를 통하여 제조된 몸체(1)는 도 5와 같다.

체결구 결합 단계(S5)

상기 몸체 가공 단계(S4)를 통하여 제작된 몸체(1)는 홀(3, 6)이 형성되어 있으며, 상기 홀(3, 6)에 필요한 체결구(5, 7)를 결합하는 체결구 결합 단계(S5)를 수행하여 최종적으로 매니폴드(10) 제조를 완료한다.

여기서 상기 체결구(5, 7)에는 일부 밀봉을 위하여 밀봉재를 추가하여 상기 홀(3, 6)에 결합할 수 도 있다.

한편, 상기 매니폴드(10)의 모든 재료는 스테인리스 강으로 구성하는 것이 바람직하나, 몸체(1)만 스테인리스 강을 이용하여 제조되고, 체결구(5, 7)는 황동 등으로 구성될 수 도 있으나, 몸체(1) 역시 필요한 경우 표면처리된 일반 강을 이용하여 구성할 수 도 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

1: 몸체 2: 상단평판
3: 유입홀 4: 유입체결구
5: 하단평판 6: 유출홀
7: 유출체결구 10: 매니폴드
20: L형강 21: 판재
S1: 재료 준비 단계 S2:재료 가공 단계
S3: 용접 단계 S4: 몸체 가공 단계
S5: 체결구 결합 단계

Claims (4)

1. 금형 냉각수 분배용 매니폴드 제조 방법에 있어서,
   절곡하여 제조된 2개의 L형강, 판재 및 체결구를 준비하는 재료 준비 단계;
   상기 L형강을 설정된 크기로 가공하고, 상기 판재를 상단평판 및 하단평판으로 가공하는 재료 가공 단계;
   상기 L형강의 일단을 서로 용접하여 사각형 단면으로 제조한 후, 측면에 가공된 상단평판 및 하단평판을 용접 부착하여 직육면체 형상의 몸체를 제조하는 용접 단계;
   상기 용접 단계를 통하여 제조된 몸체의 표면을 가공하고, 필요한 홀을 형성하는 몸체 가공 단계; 및
   상기 몸체에 형성된 홀에 체결구를 결합하는 체결구 결합 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 금형 냉각수 분배용 매니폴드 제조 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 몸체 가공 단계에서 상기 홀은 상단평판에 형성되는 유입홀과 L형강 표면에 형성되는 다수의 유출홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 금형 냉각수 분배용 매니폴드 제조 방법.
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 유입홀과 유출홀에는 체결구 결합을 위한 나사가 형성되는 것을 특징으로 하는 금형 냉각수 분배용 매니폴드 제조 방법.
   
4. 청구항 3에 있어서, 상기 L형강과 판재는 스테인리스 강 재질인 것을 특징으로 하는 금형 냉각수 분배용 매니폴드 제조 방법.
   
   
   
   

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