KR20170053195A

KR20170053195A - 성형판재 제조방법 및, 제조장치

Info

Publication number: KR20170053195A
Application number: KR1020150155153A
Authority: KR
Inventors: 최종원; 김홍기; 손현성
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2015-11-05
Filing date: 2015-11-05
Publication date: 2017-05-16

Abstract

본 발명은 2 이상의 예비강재가 용접부를 형성하여 연결한 성형판재를 준비하는 판재준비단계; 상기 성형판재를 상부금형과 하부금형의 사이로 이송시키는 판재이송단계; 상기 성형판재의 용접부로 이동 가능하게 구비되는 예비컨택툴과 상기 용접부가 접촉되면서 열교환하여 상기 용접부를 냉각시키는 선행냉각단계; 및, 상기 상부금형과 상기 하부금형 중 적어도 어느 하나를 이동시켜 상기 성형판재를 가압하여 성형하는 제품성형단계;를 포함하는 성형판재 제조방법을 제공한다.

Description

성형판재 제조방법 및, 제조장치{MANUFACTURING METHOD AND APPRATUS FOR FORMED PLATE}

본 발명은 용접부의 강도저하를 방지할 수 있는 성형판재 제조방법 및, 제조장치에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아님을 밝혀둔다.

도 1에 도시된 바와 같이, 인접한 용접모재(1)의 단부가 맞대지게 접촉시킨 상태에서 레이저 열원에 의해 용접부(3)를 용융시켜 2 이상의 용접모재(1)를 접합할 수 있다.

이때, 통상적으로 핫 프레스 포밍에서는 용접모재가 용접된 성형판재는 가열로 내에서 일정한 온도로 가열한 상태에서 금형의 사이에서 제품으로 성형될 수 있다.

가열된 성형판재의 용접부가 충분히 냉각된 경우에는 용접부가 용접모재에 유사한 강도를 가지나 가열로에서 가열된 상태에서 용접부의 냉각속도가 부족한 경우에는 용접부에 연화가 발생하면서 최종 제품상태에서 외력을 받을 경우 용접부가 예기치 않게 파손되는 문제점이 있다.

따라서, 용접부의 연화를 방지하기 위해 제품성형 이전에 용접부를 미리 냉각시켜 용접부의 연화를 방지할 필요가 있다.

그리고, 핫 프레스 포밍에서 냉각 기술은 금형과 소재의 양면이 맞닿은 상태에서 금형이 소재의 열을 흡수하여 온도를 떨어뜨리는 원리를 이용한다.

하지만, 도 1에 도시된 바와 같이, 용접되는 용접모재(1)의 두께가 상이한 경우, 금형(5)이 용접부와 정확하게 일치하기가 어려워 실제적으로 용접부(3)가 금형(5)과 완전하게 밀착되지 못해 냉각 속도의 저하가 발생할 수 있고 이로 인해 용접부(3)의 연화가 발생할 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 성형판재의 용접부에서의 연화를 방지하여 용접부가 예기치 않게 파손되는 것을 방지할 수 있는 성형판재 제조방법 및, 제조장치를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 2 이상의 예비강재가 용접부를 형성하여 연결한 성형판재를 준비하는 판재준비단계; 상기 성형판재를 상부금형과 하부금형의 사이로 이송시키는 판재이송단계; 상기 성형판재의 용접부로 이동 가능하게 구비되는 예비컨택툴과 상기 용접부가 접촉되면서 열교환하여 상기 용접부를 냉각시키는 선행냉각단계; 및, 상기 상부금형과 상기 하부금형 중 적어도 어느 하나를 이동시켜 상기 성형판재를 가압하여 성형하는 제품성형단계;를 포함하는 성형판재 제조방법을 제공한다.

바람직하게, 선행냉각단계에 의해 상기 용접부가 냉각된 후, 상기 예비컨택툴은 상기 용접부에 접촉된 상태가 유지되고, 상기 제품성형단계는, 냉각된 상기 용접부를 상기 예비컨택툴이 가압한 상태에서 상기 상부금형과 상기 하부금형을 중 적어도 어느 하나를 이동시켜 상기 성형판재를 가압하여 성형할 수 있다.

바람직하게, 선행냉각단계에 의해 상기 용접부가 냉각된 후, 상기 예비컨택툴은 상기 용접부에서 이격되고, 상기 제품성형단계는, 냉각된 상기 용접부에서 상기 예비컨택툴이 이격된 상태에서 상기 상부금형과 상기 하부금형을 중 적어도 어느 하나를 이동시켜 상기 성형판재를 가압하여 성형할 수 있다.

바람직하게, 성형판재는, 상대적으로 두께가 얇은 제1 예비강재; 상기 제1 예비강재에 비해 상대적으로 두께가 두꺼운 제2 예비강재; 및, 상기 제1 예비강재와 상기 제2 예비강재의 사이에 테이퍼형 단턱을 가지는 용접부;를 구비하고, 상기 용접부의 상측과 하측에 각각 배치된 제1 예비컨택툴과 제2 예비컨택툴에 의해 용접부의 상면과 하측이 밀착되면서 접촉 냉각될 수 있다.

바람직하게, 판재이송단계에서 상기 상부금형과 상기 하부금형의 사이로 이송되는 상기 성형판재는 동일한 소재로 구성되는 2 이상의 상기 예비강재가 맞대기 용접된 평판형 테일러 웰드 블랭크로 구비되고, 상기 제품성형단계는, 상기 상부금형 및, 상기 하부금형으로 상기 성형판재를 핫 프레스 포밍하여 제조할 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 다른 일 측면으로서, 본 발명은 2 이상의 예비강재가 용접부를 형성하면서 연결된 성형판재의 상측에 구비되는 상부금형; 상기 성형판재를 사이에 두고 상기 상부금형과 대향되게 배치되고, 상기 상부금형과 함께 상기 성형판재를 가압하여 성형하는 하부금형; 상기 용접부의 상측에 배치되어 상기 용접부의 상면과 접촉 가능하게 구비되는 제1 예비컨택툴; 및, 상기 용접부의 하측에 배치되어 상기 용접부의 하면과 접촉 가능하게 구비되는 제2 예비컨택툴;을 포함하고, 상기 제1 예비컨택툴 및, 상기 제2 예비컨택툴이 상기 성형판재와 접촉되면서 생성되는 공간은 상기 성형판재의 단면과 대응되는 형상인 성형판재 제조장치를 제공한다.

바람직하게, 예비컨택툴은, 상기 용접부와 접촉되면서 열교환하여 상기 용접부를 냉각시키는 접촉냉각부재; 및, 상기 접촉냉각부재를 상기 용접부와 접촉 가능하게 이동시키는 액츄에이터;를 구비할 수 있다.

바람직하게, 접촉냉각부재는 상기 성형판재의 용접부의 형상에 따라 교체 가능하도록, 상기 액츄에이터에 탈착 가능하게 설치될 수 있다.

바람직하게, 상부금형 및, 상기 하부금형은 분할형 금형부재로 구비되고, 상기 제1 예비컨택툴은, 상기 상부금형의 상기 분할형 금형부재의 사이에 배치되고, 상기 용접부의 상면과 대응되는 형상의 제1 접촉면이 형성된 제1 접촉냉각부재를 구비하고, 상기 제2 예비컨택툴은 상기 하부금형의 상기 분할형 금형부재의 사이에 배치되고, 상기 용접부의 하면과 대응되는 형상의 제2 접촉면이 형성된 제2 접촉냉각부재를 구비할 수 있다.

이상에서와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 성형판재의 용접부를 제품성형단계 이전에 예비컨택툴에 의해 미리 냉각시켜 용접부의 연화를 방지하여 외력에 의한 최종제품의 용접부가 파손되는 방지할 수 있다.

본 발명은 예비컨택툴과 용접부의 접촉율을 향상시켜 용접부와 예비컨택툴이 균일하게 접촉되면서 냉각효율이 향상될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 두께가 상이한 용접모재를 용접한 성형판재가 금형과 접촉되는 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 성형판재 제조방법을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 성형판재의 제조방법의 판재이송단계를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 성형판재의 제조방법의 선행냉각단계를 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 A부분의 확대상세를 도시한 도면이다.
도 6 및, 도 7은 본 발명의 성형판재의 제조방법의 제품성형단계를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 성형판재(400) 제조방법에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 성형판재(400) 제조방법은 판재준비단계, 판재이송단계, 선행냉각단계 및, 제품성형단계를 포함하고, 추가적으로 를 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 성형판재(400) 제조방법은 2 이상의 예비강재(410)가 용접부(430)를 형성하여 연결한 성형판재(400)를 준비하는 판재준비단계와, 상기 성형판재(400)를 상부금형(100)과 하부금형(200)의 사이로 이송시키는 판재이송단계와, 상기 성형판재(400)의 용접부(430)로 이동 가능하게 구비되는 예비컨택툴(300)과 상기 용접부(430)가 접촉되면서 열교환하여 상기 용접부(430)를 냉각시키는 선행냉각단계 및, 상기 상부금형(100)과 상기 하부금형(200) 중 적어도 어느 하나를 이동시켜 상기 성형판재(400)를 가압하여 성형하는 제품성형단계를 포함할 수 있다.

판재준비단계에서는 인접한 예비강재(410)의 단부가 맞대지게 접촉된 상태에서 레이저 열원에 의해 용접부(430)를 용융시켜 성형판재(400)를 형성할 수 있다.

판재이송단계는 레이저 열원에 의해 용접된 성형판재(400)가 가열로 내에서 설정된 온도(가령, 900℃ 내외)로 가열한 상태에서 상부금형(100)과 하부금형(200)의 사이로 이송될 수 있다.

이때, 성형판재(400)의 가열조건은 통상의 핫프레스 포밍 공정의 조건으로 가열할 수 있다.

가열된 성형판재(400)의 용접부(430)가 충분히 냉각된 경우에는 용접부(430)가 예비강재(410)과 유사한 강도를 가지나 가열로에서 가열된 상태에서 용접부(430)의 냉각속도가 부족한 경우에는 용접부(430)에 연화가 발생하면서 최종 제품상태에서 외력을 받을 경우 용접부(430)가 예기치 않게 파손될 가능성이 있다.

따라서, 용접부(430)의 연화를 방지하기 위해 제품성형단계 이전에 용접부(430)를 미리 냉각시켜 용접부(430)가 예기치 않게 파손되는 것을 방지할 필요가 있다.

선행냉각단계는 상부금형(100)과 하부금형(200)의 사이에 이송된 성형판재(400)의 용접부(430)를 포함하는 영역을 예비컨택툴(300)에 의해 가압하면서 급속하게 냉각시켜 용접부(430)의 연화를 방지하는 단계이다.

선행냉각단계를 거치지 않고 성형판재(400)를 상부금형(100)과 하부금형(200)의 사이에서 제품으로 성형할 경우, 성형판재(400)가 금형의 가압에 의해 변형이 발생할 수 있고, 이로 인해 용접부(430)의 정확한 위치를 예측하기가 어려워지면서 금형과 성형판재(400)의 용접부(430)의 충분한 접촉이 어려워질 수 있다.

따라서, 금형에 의해 성형판재(400)를 성형하는 제품성형단계 이전에 선행냉각단계를 적용하여 성형판재(400)를 용접부(430)가 이동 및 변형되기 전인 평판형의 상태에서 미리 냉각시킬 수 있다.

이 경우, 용접부(430)와 예비컨택툴(300)의 접촉율이 향상되면서 용접부(430)의 냉각효율이 향상될 수 있다.

또한, 성형판재(400)의 형상이 프레스(P)에 의한 금형의 수직방향 운동에 대해 일정한 각도를 가진 경우는 프레스(P)의 수직하중에 대한 각도의 분율만큼 전달되는데, 이렇게 면에 대한 수직압력이 감소하게 되면 계면 열전달 계수의 감소로 인해 냉각속도가 저하될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 예비컨택툴(300)은 용접부(430)의 상면방향과 하면방향에 각각 설치될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 예비컨택툴(300)은 용접부(430)의 상면방향과 하면방향에 각각 설치될 수 있고, 각각의 예비컨택툴(300)과 용접부(430)의 상면과 하면이 각각 접촉되어 열교환하면서 용접부(430)가 냉각될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 용접부(430)의 상측에 배치되는 제1 예비컨택툴(300)의 제1 접촉면에 용접부(430)의 상면이 접촉되고, 용접부(430)의 하측에 배치되는 제2 예비컨택툴(300)의 제2 접촉면에 용접부(430)의 하면이 접촉되면서 성형판재(400)의 용접부(430)가 냉각될 수 있다.

용접부(430)를 보다 빠른 속도로 냉각시키도록 예비컨택툴(300)에는 접촉면에 인접하게 냉각라인이 설치될 수 있다.

도 5를 참조하면, 성형판재(400)는 제1 예비강재(410-1), 제2 예비강재(410-2) 및 용접부(430)를 구비할 수 있다.

성형판재(400)는 상대적으로 두께가 얇은 제1 예비강재(410-1)와, 상기 제1 예비강재(410-1)에 비해 상대적으로 두께가 두꺼운 제2 예비강재(410-2) 및, 상기 1 예비강재(410)와 상기 제2 예비강재(410-2)의 사이에 테이퍼형 단턱을 가지는 용접부(430)를 구비할 수 있다.

용접부(430)의 상측과 하측에 각각 배치된 제1 예비컨택툴(300)과 제2 예비컨택툴(300)에 의해 용접부(430)의 상면과 하측이 밀착되면서 접촉 냉각될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 판재이송단계에서 상기 상부금형(100)과 상기 하부금형(200)의 사이로 이송되는 상기 성형판재(400)는 동일한 소재로 구성되는 2 이상의 상기 예비강재(410)가 맞대기 용접된 평판형 테일러 웰드 블랭크로 구비될 수 있다.

제품성형단계는 상부금형(100)과 하부금형(200) 중 어느 일측을 이동시켜 성형판재(400)를 가압 성형하여 최종제품인 성형제품을 생산하는 단계이다.

제품성형단계는 상기 상부금형(100)과 상기 하부금형(200) 중 적어도 어느 하나를 프레스(P)에 의해 이동시켜 성형판재(400)를 성형 및 냉각하여 설계된 성형제품을 생산할 수 있다.

이때, 제품성형단계는 상기 상부금형(100) 및, 상기 하부금형(200)으로 상기 성형판재(400)를 핫 프레스 포밍하여 제조할 수 있다.

성형판재(400)는 두께가 다른 둘 이상의 예비강재(410)의 단부를 맞대고, 그 맞댐 부위를 레이저 열원으로 연속 용접하여 연결한 테일러드 웰드 블랭크로 구비될 수 있다.

그리고, 핫 프레스 포밍에서의 냉각 기술은 금형과 성형판재(400)의 양면이 맞닿은 상태에서 금형이 소재의 열을 흡수하여 온도를 떨어뜨리는 원리를 이용한다.

하지만, 이종 두께의 테일러드 블랭크의 경우에는 접합된 소재에 두께 차이가 있으므로 금형 설계시 두꺼운 판을 기준으로 하여 금형을 설계할 경우에는 얇은 쪽의 판은 금형과 접촉이 이루어지지 않아 냉각효율이 저하되고, 얇은 판을 기준으로 하여 금형을 설계할 경우에는 두꺼운 쪽 판이 과도하게 압력을 받아 성형성이 극도로 저하되는 문제점이 있다.

본 발명의 경우는, 동일한 소재로 구성되는 2 이상의 상기 예비강재(410)가 맞대기 용접된 평판형의 테일러 웰드 블랭크를 성형판재(400)로 활용하여 성형판재(400)가 평평한 상태에서 용접부(430)의 위치가 확보될 수 있어 예비컨택툴(300)과 충분히 접촉되면서 용접부(430)의 충분한 냉각이 가능해 질 수 있는 효과가 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 선행냉각단계에 의해 상기 용접부(430)가 냉각된 후, 상기 예비컨택툴(300)은 상기 용접부(430)에서 이격되고, 상기 제품성형단계에서 상기 용접부(430)에서 상기 예비컨택툴(300)이 이격된 상태에서 상기 상부금형(100)과 상기 하부금형(200)을 중 적어도 어느 하나를 이동시켜 상기 성형판재(400)를 가압하여 성형할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 선행냉각단계에 의해 상기 용접부(430)가 냉각된 후, 상기 예비컨택툴(300)은 상기 용접부(430)에 접촉된 상태가 유지되고, 상기 제품성형단계는, 냉각된 상기 용접부(430)를 상기 예비컨택툴(300)이 가압한 상태에서 상기 상부금형(100)과 상기 하부금형(200)을 중 적어도 어느 하나를 이동시켜 상기 성형판재(400)를 가압하여 성형할 수 있다.

도 6 및, 도 7을 참조하면 제품성형단계는, 평판형의 테일러 웰드 블랭크의 양단부를 판재홀더(H)가 지지한 상태에서, 상기 상부금형(100)과 상기 하부금형(200) 중 적어도 어느 하나가 이동되면서 상기 성형판재(400)를 가압하여 성품제품을 제조할 수 있다.

판재배치단계에서 평판형의 테일러 웰드 블랭크의 양단부를 판재홀더(H)의 상측에 거치하여 지지하고, 상부금형(100)과 하부금형(200)이 테일러 웰드 블랭크를 사이에 두고 대향되게 배치될 수 있고, 예비컨택툴(300)에 의해 용접부(430)가 냉각된 상태에서 상부금형(100)에 설치된 프레스(P)에 의해 상부금형(100)이 하부금형(200)방향으로 이동되면서 테일러 웰드 블랭크를 가압하면서 성형제품이 제조될 수 있다.

판재홀더(H)는 성형판재(400)를 승강 가능하게 지지하는 유압 또는 공압 방식의 액츄에이터로 구성될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 성형판재(400) 제조장치에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 성형판재(400) 제조장치는 상부금형(100), 하부금형(200) 및, 제1 예비컨택툴(300) 및, 제2 예비컨택툴(400)을 포함할 수 있다.

성형판재(400) 제조장치는 2 이상의 예비강재(410)가 용접부(430)를 형성하면서 연결된 성형판재(400)의 상측에 구비되는 상부금형(100)과, 상기 성형판재(400)를 사이에 두고 상기 상부금형(100)과 대향되게 배치되고, 상기 상부금형(100)과 함께 상기 성형판재(400)를 가압하여 성형하는 하부금형(200)과, 상기 용접부(430)의 상측에 배치되어 상기 용접부(430)의 상면과 접촉 가능하게 구비되는 제1 예비컨택툴(300) 및, 상기 용접부(430)의 하측에 배치되어 상기 용접부(430)의 하면과 접촉 가능하게 구비되는 제2 예비컨택툴(300)을 포함하고, 상기 제1 예비컨택툴(300) 및, 상기 제2 예비컨택툴(300)이 상기 성형판재(400)와 접촉되면서 생성되는 공간은 상기 성형판재(400)의 단면과 대응되는 형상인 것을 특징으로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상부금형(100)과 하부금형(200)에는 각각 금형부재를 지지하는 마운트플래이트(I), 하이트플래이트(J) 및, 베이스플래이트(K)가 설치될 수 있다.

상부금형(100) 및 하부금형(200)이 분할형 금형부재로 구성될 경우, 베이스플레이트에는 액츄에이터(350)의 일측이 고정되고, 액츄에이터(350)를 사이에 두고 마운트플레이트와 하이트 플레이트가 양측에 배치될 수 있다.

도 5를 참조하면, 예비컨택툴(300)은 접촉냉각부재 및, 액츄에이터(350)를 구비할 수 있다.

예비컨택툴(300)은 상기 용접부(430)와 접촉되면서 열교환하여 상기 용접부(430)를 냉각시키는 접촉냉각부재 및, 상기 접촉냉각부재를 상기 용접부(430)와 접촉 가능하게 이동시키는 액츄에이터(350)를 구비할 수 있다.

액츄에이터(350)는 접촉냉각부재를 상기 용접부(430) 방향으로 이동시키는 부재이다.

액츄에이터(350)는 실린더부재 및, 일측단부에 접촉냉각부재가 설치도고, 실린더부재에서 진퇴 가능하게 구비되는 로드부재를 구비할 수 있고, 액츄에이터(350)는 유압방식 또는 공압방식 등에 의해 작동되도록 구성될 수 있다.

접촉냉각부재는 상기 성형판재(400)의 용접부(430)의 형상에 따라 교체 가능하도록, 상기 액츄에이터(350)에 탈착 가능하게 설치될 수 있다.

다양한 형상을 가지는 용접부(430)에 대응되는 형상을 가지는 상이한 형상을 가지는 복수 개의 접촉냉각부재를 활용하여 성형판재(400)의 용접부(430)를 냉각시킴에 따라, 성형판재(400) 제조장치의 설비활용율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 3 및, 도 4에 도시된 바와 같이, 접촉냉각부재는 상기 용접부(430)와 접촉되는 부분으로서, 접촉되는 용접부(430)의 형태와 대응되는 형상으로 구비될 수 있다.

성형판재(400)가 상이한 두께를 가지는 예비강재(410)가 용접부(430)를 형성하면서 접합되는 경우, 용접되는 인접한 예비강재(410) 사이에는 테이퍼형 단턱이 존재할 수 있고, 접촉냉각부재는 용접부(430)의 테이퍼형 단턱과 대응되는 형상으로 구비되어 성형판재(400)와 밀착되면서 용접부(430)를 냉각할 있다.

용접부(430)가 예비컨택툴(300)과 충분히 밀착 접촉되면서 용접부(430)의 냉각효율이 향상될 수 있고, 금형을 이동시켜 성형판재(400)를 제조하는 프레스(P)의 하중이 충분히 전달될 수 있어 금형에 의해 성형판재(400)가 냉각 및 성형되어 성형제품이 생산될 수 있다.

상부금형(100) 및, 상기 하부금형(200)은 분할형 금형부재로 구비될 수 있고, 예비컨택툴(300)은 분할형 금형부재의 사이에 배치될 수 있다.

제1 예비컨택툴(300)은 상기 상부금형(100)의 분할형 금형부재(110)의 사이에 배치되고, 상기 용접부(430)의 상면과 대응되는 형상의 제1 접촉면이 형성된 제1 접촉냉각부재(310)를 구비할 수 있고, 상기 제2 예비컨택툴(300)은 상기 하부금형(200)의 상기 분할형 금형부재(210)의 사이에 배치되고, 상기 용접부(430)의 하면과 대응되는 형상의 제2 접촉면이 형성된 제2 접촉냉각부재(330)를 구비할 수 있다.

이때, 성형판재(400)는 상대적으로 두께가 얇은 제1 예비강재(410-1)와, 상기 제1 예비강재(410-1)에 비해 상대적으로 두께가 두꺼운 제2 예비강재(410-2) 및, 상기 제1 예비강재(410-1)와 상기 제2 예비강재(410-2)의 사이에 용접부(430)를 구비할 수 있다.

성형판재(400)의 제1 예비강재(410-1)와 제2 예비강재(410-2)의 두께 차이로 인해 형성되는 용접부(430)의 테이퍼형 단턱이 형성될 수 있다.

제1 접촉냉각부재(310)의 제1 접촉면은 성형판재(400)의 상부면과 밀착되도록, 제1 예비강재(410-1), 테이퍼형 단턱 및, 제2 예비강재(410-2)의 표면을 따라 형성되는 계단형의 표면에 대응되는 형상으로 구비될 수 있다.

이와 같이, 제1 접촉냉각부재(310)의 제1 접촉면이 성형판재(400)의 계단형의 표면에 대응되는 형상으로 형성됨으로써, 성형판재(400)와 제1 접촉냉각부재(310)가 균일하게 접촉되면서 냉각효율이 향상될 수 있다.

제2 접촉냉각부재(330)의 제2 접촉면은 제1 예비강재(410-1)와 제2 예비강재(410-2)의 표면을 따라 형성되는 평판형의 표면에 대응되는 형상으로 구비될 수 있다.

먼저, 이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

1: 용접모재 3: 용접부
5: 금형 100: 상부금형
110: 분할형 금형부재 200: 하부금형
210: 분할형 금형부재 300: 예비컨택툴
310: 제1 접촉냉각부재 330: 제2 접촉냉각부재
350: 액츄에이터 400: 성형판재
410: 예비강재 410-1: 제1 예비강재
410-2: 제2 예비강재 430: 용접부
H: 판재홀더 I: 마운트플래이트
J: 하이트플래이트 K: 베이스플래이트
P: 프레스

Claims

2 이상의 예비강재가 용접부를 형성하여 연결한 성형판재를 준비하는 판재준비단계;
상기 성형판재를 상부금형과 하부금형의 사이로 이송시키는 판재이송단계;
상기 성형판재의 용접부로 이동 가능하게 구비되는 예비컨택툴과 상기 용접부가 접촉되면서 열교환하여 상기 용접부를 냉각시키는 선행냉각단계; 및,
상기 상부금형과 상기 하부금형 중 적어도 어느 하나를 이동시켜 상기 성형판재를 가압하여 성형하는 제품성형단계;를 포함하는 성형판재 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 선행냉각단계에 의해 상기 용접부가 냉각된 후, 상기 예비컨택툴은 상기 용접부에 접촉된 상태가 유지되고,
상기 제품성형단계는,
냉각된 상기 용접부를 상기 예비컨택툴이 가압한 상태에서 상기 상부금형과 상기 하부금형을 중 적어도 어느 하나를 이동시켜 상기 성형판재를 가압하여 성형하는 것을 특징으로 하는 성형판재 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 선행냉각단계에 의해 상기 용접부가 냉각된 후, 상기 예비컨택툴은 상기 용접부에서 이격되고,
상기 제품성형단계는,
냉각된 상기 용접부에서 상기 예비컨택툴이 이격된 상태에서 상기 상부금형과 상기 하부금형을 중 적어도 어느 하나를 이동시켜 상기 성형판재를 가압하여 성형하는 것을 특징으로 하는 성형판재 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 성형판재는,
상대적으로 두께가 얇은 제1 예비강재;
상기 제1 예비강재에 비해 상대적으로 두께가 두꺼운 제2 예비강재; 및,
상기 제1 예비강재와 상기 제2 예비강재의 사이에 테이퍼형 단턱을 가지는 용접부;를 구비하고,
상기 용접부의 상측과 하측에 각각 배치된 제1 예비컨택툴과 제2 예비컨택툴에 의해 용접부의 상면과 하측이 밀착되면서 접촉 냉각되는 것을 특징으로 하는 성형판재 제조방법.
제4항에 있어서,
상기 판재이송단계에서 상기 상부금형과 상기 하부금형의 사이로 이송되는 상기 성형판재는 동일한 소재로 구성되는 2 이상의 상기 예비강재가 맞대기 용접된 평판형 테일러 웰드 블랭크로 구비되고,
상기 제품성형단계는,
상기 상부금형 및, 상기 하부금형으로 상기 성형판재를 핫 프레스 포밍하여 제조하는 것을 특징으로 하는 성형판재 제조방법.
2 이상의 예비강재가 용접부를 형성하면서 연결된 성형판재의 상측에 구비되는 상부금형;
상기 성형판재를 사이에 두고 상기 상부금형과 대향되게 배치되고, 상기 상부금형과 함께 상기 성형판재를 가압하여 성형하는 하부금형;
상기 용접부의 상측에 배치되어 상기 용접부의 상면과 접촉 가능하게 구비되는 제1 예비컨택툴; 및,
상기 용접부의 하측에 배치되어 상기 용접부의 하면과 접촉 가능하게 구비되는 제2 예비컨택툴;을 포함하고,
상기 제1 예비컨택툴 및, 상기 제2 예비컨택툴이 상기 성형판재와 접촉되면서 생성되는 공간은 상기 성형판재의 단면과 대응되는 형상인 것을 특징으로 하는 성형판재 제조장치.
제6항에 있어서, 상기 예비컨택툴은,
상기 용접부와 접촉되면서 열교환하여 상기 용접부를 냉각시키는 접촉냉각부재; 및,
상기 접촉냉각부재를 상기 용접부와 접촉 가능하게 이동시키는 액츄에이터;를 구비하는 성형판재 제조장치.
제7항에 있어서,
상기 접촉냉각부재는 상기 성형판재의 용접부의 형상에 따라 교체 가능하도록, 상기 액츄에이터에 탈착 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 성형판재 제조장치.
제6항에 있어서,
상기 상부금형 및, 상기 하부금형은 분할형 금형부재로 구비되고,
상기 제1 예비컨택툴은,
상기 상부금형의 상기 분할형 금형부재의 사이에 배치되고, 상기 용접부의 상면과 대응되는 형상의 제1 접촉면이 형성된 제1 접촉냉각부재를 구비하고,
상기 제2 예비컨택툴은,
상기 하부금형의 상기 분할형 금형부재의 사이에 배치되고, 상기 용접부의 하면과 대응되는 형상의 제2 접촉면이 형성된 제2 접촉냉각부재를 구비하는 성형판재 제조장치.