KR20180010304A

KR20180010304A - 휴대형 진공 성형 장치

Info

Publication number: KR20180010304A
Application number: KR1020180007999A
Authority: KR
Inventors: 김영안
Original assignee: 김영안
Priority date: 2018-01-22
Filing date: 2018-01-22
Publication date: 2018-01-30
Also published as: KR101874772B1

Abstract

배기구(309)를 적어도 한 개 이상 구비한 몸체(301), 중앙에 관통부(308)를 구비한 띠 모양의 누름자(302), 상기 몸체(301)와 누름자(302) 사이에 구비된 가스킷(303), 상기 몸체(301)와 누름자(302)를 상호간 압착시키기 위한 조임수단(304), 상기 가스킷(303)과 누름자(302) 사이에 중앙부가 위로 볼록한 진공 성형 소재(601)를 구비한 진공 성형 장치에 있어서, 상기 몸체(301)는 평면형 모양을 갖고 상기 배기구(309)는 몸체(301)의 상면과 하면을 수직으로 관통하며 상기 배기구(309)에는 배기관(310)이 장치되는 것을 특징으로 하는 휴대형 진공 성형 장치.

Description

휴대형 진공 성형 장치 { Portable Vacuum Forming Equipment}

본 발명은 합성수지 성형 소재를 가열한 후 목형 또는 석고 본 등의 성형 목적물 상에 위치시킨 후에 진공에 의한 흡인력을 이용하여 상기 성형 소재를 목적물에 압착시켜 원하는 성형물을 얻기 위한 진공 성형장치(Vacuum Forming Equipment)에 관한 것이다.

본 발명은 가정용 오븐과 같은 간편한 외부의 가열 원을 이용하고, 수동 진공펌프와 같은 소용량의 진공 배기능력을 사용해도 고품질의 진공성형 작업이 가능하도록 하는 휴대형 진공 성형 장치(Portable Vacuum Forming Equipment)에 관한 것으로, 치과용 마우스피스를 비롯하여 일반 장신구 내지는 식료품 등의 포장 용기 제작을 손쉽게 할 수 있는 기능을 제공한다.

미국 특허 제5,855,931호

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 종래의 소형 진공 성형 장치는 본체(1), 성형부(2) 및 가열부(3) 등으로 구성되어 있다. 상기 본체(1)는 내부에 진공력을 제공하는 진공부(11)와 상면에 구비되어 착용자의 치아본을 거치하기 위한 진공 받침판(12)이 구성되고, 상기 진공 받침판(12)에는 진공부(11)의 가동에 의해 흡입경로를 제공하기 위해 다수의 홀이 형성되어 있다. 상기 성형부(2)는 상,하 이중판(21a, 21b)으로 이루어져 본체(1)의 진공받침판(12) 상부에 설치되며, 합성수지 필름 형태로 이루어진 성형 소재가 안착되는 슬라이딩판(21)과 상기 슬라이딩판(21)의 전단부 중앙에 설치되어 상, 하판(21a, 21b)을 개폐하는 잠금 손잡이(22)와 상기 본체(1)의 상면 후방에서 직립되게 연장되어 상기 슬라이딩판(21)의 승강동작을 안내하는 가이드바(23)와 상기 슬라이딩판(21)의 후단부측 양단에 설치되어 그를 승강시키기 위한 승강손잡이(24)로 구성된다.

상기 가열부(3)는 가이드바(23)의 상단부에 연결되는 커버(31)와; 상기 커버(31)의 내면에 설치되며, 외부의 전원을 인가받아 발열하는 히터(32)로 구성된다. 상기 커버(31)는 도2에 도시된 바와 같이, 내주면에 단열재(35)가 구비되며, 저면에 히터의 열을 반사하기 위한 반사판(36)이 구비된다.

상기와 같은 종래의 기술에 따른 소형 진공 성형 장치의 기본 동작은 본체(1)의 진공받침판(12)에 착용자의 치아본을 거치시킨 상태에서 슬라이딩판(21)의 상, 하판(21a, 21b) 사이에 성형 소재를 끼워 넣은 후, 작업자가 히터(32)를 작동시켜 가열부(3)를 예열(약 3분 정도)한다. 예열이 완료되면 상기 가이드바(23)를 매개로 슬라이딩판(21)을 상승시켜 히터(32)의 열원이 소재에 제공되도록 한다. 소재가 가소성이 일어나는 상태에 도달하면 슬라이딩판(21)을 하강시켜 소재가 진공받침판(12)상에 위치된 치아본에 달라붙어 본을 뜨도록 함과 동시에 진공부(11)의 가동에 의해 공기를 흡입함에 따라 치아본에 따라 달라붙은 소재가 급속냉각되어 마우스 피스가 제조된다.

이와 같이 종래의 소형 진공 성형 장치는 성형소재를 가열하기 위한 가열부(3) 및 진공부(11)가 자체적으로 구비되고 진공 성형 공정상 가이드바(23) 구조물을 필요로하는 이유로 장치의 부피가 커질 뿐만 아니라, 성형 공정 진행시에 상기 성형 소재가 상기 가열부(3)에 일정 시간 근접 후에 다시 하강함에 따른 냉각을 고려하여 순간적으로 급속한 진공 성형 공정이 진행되어야 하는 이유로 인하여 고용량의 진공펌프( 보통 500W 이상) 성능을 필요로 하는 단점이 있어서, 상기와 같은 이유들로 인한 제조 원가 상승의 문제점을 가지고 있다.

상기와 같은 종래의 소형 진공 성형 장치가 갖는 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는, 배기구(309)를 적어도 한 개 이상 구비한 몸체(301), 중앙에 관통부(308)를 구비한 띠 모양의 누름자(302), 상기 몸체(301)와 누름자(302) 사이에 구비된 가스킷(303), 상기 몸체(301)와 누름자(302)를 상호간 압착시키기 위한 조임수단(304)을 구비한 진공 성형 장치에 있어서, 상기 가스킷(303)과 누름자(302) 사이에 중앙부가 위로 볼록한 진공 성형 소재(601)가 구비됨을 특징으로 하는 휴대형 진공 성형 장치가 개시된다.

그러므로 본 발명에 의한 휴대형 진공 성형 장치(Portable Vacuum Forming Equipment)는, 일반적으로 구하기 쉬운 가정용 전기 오븐과 같은 외부의 가열원을 사용하고 소용량의 수동식 진공펌프를 외부에 사용해도 성형 소재의 진공 성형을 가능하도록 하여, 상기 가정용 전기 오븐과 같은 외부 가열원을 사용함에 따라 진공 성형 전 공정을 육안으로 실시간 모니터링 하는 것이 가능하게 되므로, 제조 원가를 대폭 낮추면서도 고성능의 매우 작고 슬림(Slim)한 구조의 휴대형 진공 성형 장치(Portable Vacuum Forming Equipment)를 제공하게 된다.

도1은 종래 기술의 실시 예를 도시한 사시도.
도2는 종래 기술의 실시 예를 도시한 수직단면도.
도3는 본 발명에 의한 휴대형 진공 성형 장치의 실시 예를 도시한 사시도.
도4는 도3의 분해도.
도5는 도3의 A-A' 방향 단면도.
도6는 본 발명의 실시 예를 도시한 성형 단면도

본 발명에 관한 상세한 기술적 설명을 도3 내지 도6에 도시된 도면들을 통하여 개시하도록 한다.

본 발명의 실시예로서 도3 내지 도6에 도시된 바와 같이, 배기구(309)를 적어도 한 개 이상 구비한 몸체(301), 중앙에 관통부(308)를 구비한 띠 모양의 누름자(302), 상기 몸체(301)와 누름자(302) 사이에 구비된 가스킷(303), 상기 몸체(301)와 누름자(302)를 상호간 압착시키기 위한 조임수단(304)을 구비한 진공 성형 장치에 있어서, 상기 가스킷(303)과 누름자(302) 사이에 중앙부가 위로 볼록한 진공 성형 소재(601)가 구비됨을 특징으로 하는 휴대형 진공 성형 장치가 개시된다.

보다 상세한 설명으로, 본 발명에 의한 휴대형 진공 성형 장치의 조립 사시도인 도3의 분해도가 도4에 도시되어 있으며 상기 도3에 대한 A-A'방향 단면도가 도5에 도시되어 있다. 그리고 도6의 (가)와 (나)에는 합성수지 성형소재(601)와 성형목적물(602)이 장치되어 실제 성형이 이루어지는 과정이 도시되어 있다.

상기 도면에서 몸체(301) 중앙부에는 성형을 위한 틀 기능을 담당하는 성형목적물(602)이 위치되며 성형목적물(602)은 일반적으로는 치아 석고본이나 포장하고자 하는 장신구 또는 식료품 등의 목형이 사용될 수 있다. 성형소재(601)는 상기 가스킷(303)과 누름자(302) 사이에 장치되며 상기 성형소재(601)는 바람직하게는 중앙부가 위로 볼록한 트레이(Tray) 형태가 사용될 수 있으며, 이는 종래의 진공 성형장치의 성형 소재가 평평한 구조로 되어 있어서 가열 후 하강 장치가 필수적으로 필요하게 되는데, 본 발명에 의한 휴대형 진공 성형 장치에서는 성형 소재는 모자와 같은 모양의 1차 성형 결과물을 진공 성형 소재로 사용함으로써 종래의 기구적 하강 장치를 필요로하지 않는다는 장점이 특징이다.

개시된 도3 내지 도6의 도면의 내용으로 본 발명에 의한 휴대형 진공 성형 장치의 동작에 대하여 보다 상세히 설명하면, 먼저 조임수단(304)이 해제된 상태에서 누름자(302)를 떼어 내고 본체(301)의 중앙부에 성형목적물(602)을 위치시킨 후에 가스킷(303)이 본체(301)에 장착된 채로 그 위에 트레이(Tray)형 성형소재(601)를 안착시킨다. 이때 본체(301)의 상면에는 성형 소재(601)의 미끄럼 방지수단(305)으로 핀 구조물이 장착될 수 있으며,이러한 핀 구조물은 상기 누름자(302)의 하면에 장치되어도 무방하다. 상기 실시예에서는 핀 구조물은 본체(301)에 장착되어 있으므로 가스킷(303) 상에도 핀 구조물이 통과하도록 홀이 구비되어 있다. 그리고 상기 핀구조물을 수용하기 위한 홀이 누름자(302)에도 구비되어 있으며 이러한 누름자(302)의 홀은 관통형이 아닌 홈의 형태로 제작되어도 무방하다. 이러한 경우 성형 소재(601)에도 미끄럼 방지수단(305)으로서의 핀 구조물이 관통할 수 있도록 홀이 구비되어야 하며, 상기와 같이 가스킷(303) 위에 안착된 성형 소재(601) 위로 누름자(302)가 위치된다. 이어서 상기 누름자(302)와 본체(301)를 상호간 압착시키기 위한 조임수단(304)으로서 도3 내지 도6에서는 볼트와 너트 구조의 실시예를 보여주고 있다. 이상과 같이 성형 목적물(602) 및 성형소재(601)가 장착된 장치의 모습이 도6의 (가)에 도시되어 있으며, 장치의 배기구(309)와 연결되어 있는 하단의 배기관(310)에는 내열 튜브가 장착되어 외부의 진공펌프와 연결되고, 본 장치는 가정용 오븐과 같은 비교적 간편한 가열 장치에 삽입되어 성형과정을 거치게 된다. 이때 상기 오븐 내에서 성형 소재(601)가 적정온도에 이르게 되면 도6의 (나)에 도시된 바와 같이 배기관(310)을 통하여 진공펌프의 배기 압력이 화살표 방향으로 작용하게 되어 내열 호스를 통해 외부로 공기가 배출되게 되어 성형 목적물(602)에 성형소재(601)가 밀착됨과 동시에 성형소재(601)의 냉각이 이루어지므로 진공성형이 이루어지게 된다. 이후 가열원인 오븐의 외부로 장치를 꺼내어 성형소재(601) 및 성형 목적물(602)을 장치로부터 분리하여 원하는 성형품을 얻게 되는 것이다.

여기서 본 발명에 의한 휴대형 진공 성형 장치에 있어서, 만일 상기와 같은 성형소재(601)의 미끄럼 방지수단(305)이 제공되지 않는다면 진공 성형 공정이 진행될 때 진공력에 의하여 성형소재(601)의 바깥쪽이 안쪽 중심부로 쏠림 현상이 일어나 본체(301)와의 틈 사이가 벌어져 외부 공기 유입통로가 만들어지므로 진공성형이 제대로 이루어지지 않을 수 있다. 이러므로 본 발명에서는 상기 성형소재(601)의 미끄럼 방지수단(305)을 사용한 실시예를 바람직하게 소개하고 있다. 또한 이러한 미끄럼 방지수단(305)은 핀 구조물 형태로 본체(301) 또는 누름자(302)의 일면에 장착되는 것이 바람직하나 이러한 방법 이외에도 상기 누름자(302) 또는 본체(301)의 일면에 요철모양의 가공 등을 통하여 핀 구조물을 대체할 수 있는 방법이 다수 존재한다는 것은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 자명한 사실일 것이다.

그리고 본 발명에 의한 휴대형 진공 성형 장치에 있어서, 몸체(301)와 누름자(302)는 금속재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 이는 내열성 및 가공성이 좋을 뿐만 아니라 강한 탄성력을 보유하고 있기 때문이다. 이러한 금속재질로는 강철 또는 동(Copper) 및 이들의 합금 등을 예로 들 수 있다.

또한 본 발명에 의한 휴대형 진공 성형 장치에 있어서, 상기 가스킷(303)은 내열 고무 또는 실리콘 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 조임수단(304)은 볼트와 너트의 결합 구조를 갖는 것이 바람직하나 이외에도 단일 클램프 구조 등을비롯한 다수의 많은 방법이 이용될 수 있음은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 자명한 사실일 것이다.

마지막으로 본 발명에 의한 휴대형 진공 성형 장치에 있어서, 상기 배기관(310)은 동관(Copper) 또는 동합금 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 이는 제조 공정상 무연납 용접이 가능하고 구부림 등에 있어서 유연성을 제공하게 되므로 본체와의 결합이 용이하다.

이와 같이 본 발명은 매우 작고 슬림한 구조를 갖는 고성능의 진공 성형 장치( Vacuum Forming Equipment)를 제공하여, 특별히 가정용 오븐과 같은 간편한 외부의 가열원을 이용하고 소용량의 수동 진공펌프를 사용하더라도 진공 성형 작업이 가능하도록 하는 휴대형 진공 성형 장치(Portable Vacuum Forming Equipment)에 대한 것으로서, 치과용 마우스피스를 비롯하여 일반 장신구 내지는 식료품 등의 포장 용기 제작을 위하여 일반 가정을 비롯한 병원 사무실 및 소규모 공장 등에서도 적은 비용으로 손쉽게 사용할 수 있는 기능을 제공한다.

301 : 몸체
302 : 누름자
303 : 가스킷
304 : 조임수단
305 : 미끄럼 방지수단
308 : 관통부
309 : 배기구
310 : 배기관
601 : 성형소재
602 : 성형 목적물

Claims

배기구(309)를 적어도 한 개 이상 구비한 몸체(301), 중앙에 관통부(308)를 구비한 띠 모양의 누름자(302), 상기 몸체(301)와 누름자(302) 사이에 구비된 가스킷(303), 상기 몸체(301)와 누름자(302)를 상호간 압착시키기 위한 조임수단(304), 상기 가스킷(303)과 누름자(302) 사이에 중앙부가 위로 볼록한 진공 성형 소재(601)를 구비한 진공 성형 장치에 있어서, 상기 몸체(301)는 평면형 모양을 갖고 상기 배기구(309)는 몸체(301)의 상면과 하면을 수직으로 관통하며 상기 배기구(309)에는 배기관(310)이 장치되는 것을 특징으로 하는 휴대형 진공 성형 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 몸체(301)와 누름자(302)는 금속재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대형 진공 성형 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 배기관(310)은 동(Copper) 또는 동합금(Copper Alloys) 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대형 진공 성형 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 가스킷(303)은 내열 고무 또는 실리콘 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대형 진공 성형 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 조임수단(304)은 볼트와 너트의 결합 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 휴대형 진공 성형 장치.