KR20180024568A - Cooling system for hot stamping - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a cooling system for hot stamping. According to the present invention, the cooling system for hot stamping is used for hot stamping to manufacture a formed product by forming and rapidly cooling a base material supplied between a first mold and a second mold after the base material is heated and supplied between the first mold and the second mold. The cooling system for hot stamping includes a coolant storage device, a coolant spray device, and a controller. The coolant storage device stores coolant. The coolant spray device includes: injection ports formed to inject the coolant toward the formed product on a forming surface of the first mold; cooling channels formed in the first mold to receive the coolant and transmit the coolant to the injection ports; and a coolant supply device supplying the coolant stored in the coolant storage device to the coolant channels. The controller controls the coolant supply device to inject the coolant at pressure capable of boring an air layer formed by Leidenfrost phenomenon between the formed product and the forming surface of the first mold when the coolant is injected through the injection ports.

Description

핫스탬핑용 냉각 시스템{Cooling system for hot stamping}[0001] Cooling system for hot stamping [

본 발명은 핫스탬핑용 냉각 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 핫스탬핑 공정 중 성형된 성형품을 금형 내에서 급속 냉각시키는데 사용되는 냉각 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling system for hot stamping, and more particularly to a cooling system used to rapidly cool a molded article in a mold during a hot stamping process.

최근 차량 업계에서는 차량 경량화와 안정성 향상에 부합되는 중량 대비 강도가 높은 초고강도 강재가 확대 적용되고 있다. 하지만, 초고강도 강재는 낮은 성형성을 지니고 과도한 스프링백을 일으키기 때문에, 초고강도 강재를 성형하기 위한 금형을 제조하는데 어려움이 있다. 이러한 어려움을 해결하기 위한 성형 기술로서 핫스탬핑 공정이 사용될 수 있다. 핫스탬핑은 초고강도 강재의 성형성을 향상시키며 스프링백을 최소한으로 줄일 수 있는다는 장점이 있다.In the automotive industry, super-high-strength steels with a high weight-to-weight ratio that meet vehicle weight and stability have been increasingly applied. However, since ultra-high strength steels have low formability and cause excessive spring back, it is difficult to produce a mold for forming super high strength steels. As a molding technique for solving such difficulties, a hot stamping process can be used. Hot stamping has the advantage of improving the formability of ultra high strength steels and minimizing springback.

핫스탬핑은 강재를 900℃ 이상 가열하고 가열된 강재를 금형 내에 공급한 후, 금형 내에서 성형 및 급속 냉각시켜 성형품을 제조하는 공정이다. 이와 같이, 핫스탬핑은 금형 내에서 성형품을 급속 냉각시키는 공정을 필요로 한다.Hot stamping is a step of heating a steel material at 900 DEG C or higher and supplying a heated steel material into the metal mold, and then molding and rapidly cooling the metal material in the metal mold to produce a molded product. Thus, hot stamping requires a step of rapidly cooling the molded article in the mold.

일반적으로, 금형의 내부에 형성된 냉각 채널에 냉각수를 유동시켜 성형품을 냉각시키는 간접 냉각 방식이 사용되고 있는데, 최소 15초 이상의 냉각 시간이 필요하며, 다량의 냉각 채널에 대한 냉각수 공급 및 순환이 요구되어 온도 유지를 위한 고사양의 칠러(chiller)가 필요하며, 이에 따른 냉각 에너지 과다 소모 및 생산성 저하 등이 문제된다.In general, an indirect cooling method is used in which a cooling water is flowed in a cooling channel formed in a mold to cool a molded product. A cooling time of at least 15 seconds is required, and cooling water supply and circulation for a large amount of cooling channels are required, High chiller is required for maintenance, and excessive cooling energy and productivity are deteriorated.

본 발명의 과제는 냉각 효율을 향상시키고 냉각 시간을 단축할 수 있는 핫스탬핑용 냉각 시스템을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a cooling system for hot stamping which can improve the cooling efficiency and shorten the cooling time.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 핫스탬핑용 냉각 시스템은 모재를 가열하고 가열된 모재를 제1 금형과 제2 금형 사이로 공급한 후, 제1 금형과 제2 금형 사이로 공급된 모재를 성형 및 급속 냉각시켜 성형품을 제조하는 핫스탬핑에 사용되는 것으로, 냉각수 저장장치와, 냉각수 분사장치, 및 컨트롤러를 포함한다. 냉각수 저장장치는 냉각수를 저장한다. 냉각수 분사장치는 제1 금형의 성형면에 성형품을 향해 냉각수를 분사하도록 형성된 분사구들과, 냉각수를 공급받아서 분사구들로 전달하도록 제1 금형의 내부에 형성된 냉각 채널들, 및 냉각수 저장장치에 저장된 냉각수를 냉각 채널들에 공급하는 냉각수 공급기를 구비한다. 컨트롤러는 분사구들을 통한 냉각수 분사시 제1 금형의 성형면과 성형품 사이에 라이덴프로스트(Leidenfrost) 현상으로 생기는 공기층을 뚫을 수 있는 압력으로 냉각수를 분사하도록 냉각수 공급기를 제어한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a cooling system for hot stamping, comprising: a heating device for heating a base material and supplying the heated base material to a space between a first mold and a second mold, And a hot stamping method for producing a molded article by rapid cooling, including a cooling water storage device, a cooling water injection device, and a controller. The cooling water storage device stores the cooling water. The cooling water injection device includes injection ports formed on the molding surface of the first mold for injecting cooling water toward the molded product, cooling channels formed inside the first mold to supply the cooling water to the injection ports and cooling water stored in the cooling water storage device To the cooling channels. The controller controls the cooling water supply device to inject the cooling water at a pressure capable of piercing the air layer caused by the Leidenfrost phenomenon between the molding surface of the first mold and the molded product when the cooling water is injected through the injection ports.

본 발명에 따르면, 냉각수가 성형품에 접촉되어 성형품을 직접 냉각시키는 방식이 적용되므로, 종래의 간접 냉각 방식에 비해, 냉각 효율이 향상되며, 냉각 시간도 단축시킬 수 있게 된다. 그 결과, 냉각 효율 향상 및 냉각 시간 단축을 통해 생산성 향상 및 에너지 효율성 향상이 이루어질 수 있다. 또한, 냉각 채널의 개수 감소 및 가공이 용이하게 되므로, 금형 제작비가 절감될 수 있다.According to the present invention, since the cooling water is directly contacted with the molded product to directly cool the molded product, the cooling efficiency is improved and the cooling time can be shortened as compared with the conventional indirect cooling method. As a result, productivity can be improved and energy efficiency can be improved by improving the cooling efficiency and shortening the cooling time. In addition, since the number of cooling channels is reduced and machining is facilitated, the mold production cost can be reduced.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핫스탬핑용 냉각 시스템에 대한 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 냉각 시스템의 작용 예를 설명하기 위한 도면이다.1 is a configuration diagram of a cooling system for hot stamping according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a view for explaining an operation example of the cooling system shown in Fig. 1. Fig.

본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, the same reference numerals are used for the same components, and a detailed description of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings and the like can be exaggerated for clarity.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핫스탬핑용 냉각 시스템에 대한 구성도이다. 도 2는 도 1에 도시된 냉각 시스템의 작용 예를 설명하기 위한 도면이다.1 is a configuration diagram of a cooling system for hot stamping according to an embodiment of the present invention. Fig. 2 is a view for explaining an operation example of the cooling system shown in Fig. 1. Fig.

도 1 및 도 2를 참조하면, 핫스탬핑용 냉각 시스템(100)은 모재(10)를 가열하고 가열된 모재(10)를 제1 금형(21)과 제2 금형(22) 사이로 공급한 후, 제1 금형(21)과 제2 금형(22) 사이로 공급된 모재(10)를 성형 및 급속 냉각시켜 성형품(11)을 제조하는 핫스탬핑에 사용되는 것으로, 냉각수 저장장치(110)와, 냉각수 분사장치(120), 및 컨트롤러(130)를 포함한다.1 and 2, a cooling system 100 for hot stamping includes heating a base material 10 and supplying a heated base material 10 between the first and second molds 21 and 22, Which is used for hot stamping for forming a molded article 11 by molding and rapid cooling of a base material 10 fed between a first mold 21 and a second mold 22 and comprises a cooling water storage device 110, An apparatus 120, and a controller 130.

여기서, 모재(10)는 초고강도 강재 등으로 이루어질 수 있다. 제1 금형(21)의 성형면과 제2 금형(22)의 성형면은 상하로 서로 마주하도록 배치될 수 있다. 제1,2 금형(21, 22)은 어느 하나가 승강 장치(미도시)에 의해 승강함에 따라 이형 또는 합형될 수 있다. 상측에 배치된 금형이 제1 금형(21)에 해당하고, 하측에 배치된 금형이 제2 금형(22)에 해당하는 것으로 예시하고 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이므로, 상측에 배치된 금형이 제2 금형(22)에 해당하고, 하측에 배치된 금형이 제1 금형(21)에 해당할 수도 있다.Here, the base material 10 may be made of ultra-high strength steel or the like. The molding surface of the first mold 21 and the molding surface of the second mold 22 may be arranged to face each other up and down. The first and second molds 21 and 22 may be released or assembled as one of them is raised and lowered by a lifting device (not shown). The metal mold disposed on the upper side corresponds to the first metal mold 21 and the metal mold disposed on the lower side corresponds to the second metal mold 22. This is for convenience of explanation, The metal mold disposed on the lower side corresponds to the second metal mold 22 and may correspond to the first metal mold 21. [

냉각수 저장장치(110)는 냉각수를 저장한다. 냉각수 저장장치(110)는 냉각 상태의 물을 외부로부터 공급받아 저장하는 물탱크(111)로 구성될 수 있다. 냉각수는 냉각수 보충장치(116)에 의해 물탱크(111)에 자동으로 보충될 수 있다. 냉각수 보충장치(116)는 상측 수위센서(116a)와, 하측 수위센서(116b), 및 보충 제어부(116c)를 포함할 수 있다.The cooling water storage device 110 stores cooling water. The cooling water storage device 110 may include a water tank 111 for receiving and storing water in a cooled state from the outside. The cooling water can be automatically replenished to the water tank 111 by the cooling water replenishing device 116. [ The cooling water replenishing device 116 may include an upper water level sensor 116a, a lower water level sensor 116b, and a supplementary control section 116c.

상측 수위센서(116a)는 물탱크(111) 내의 상측에 설치되어 수위를 감지한다. 하측 수위센서(116b)는 물탱크(111) 내의 하측에 설치되어 수위를 감지한다. 보충 제어부(116c)는 하측 수위센서(116b)로부터 감지된 정보를 제공받아 냉각수의 양이 부족하다고 판단되면, 냉각수 공급원(117)으로부터 물탱크(111)로 냉각수를 공급하도록 냉각수 공급원(117)을 제어한다. 그리고, 보충 제어부(116c)는 상측 수위센서(116a)로부터 감지된 정보를 제공받아, 냉각수의 양이 충분하다고 판단되면 냉각수 공급원(117)으로부터 물탱크(111)로 냉각수 공급을 중단하도록 냉각수 공급원(117)을 제어한다.The upper water level sensor 116a is installed on the upper side of the water tank 111 to sense the water level. The lower level sensor 116b is installed below the water tank 111 to sense the level. The replenishment control unit 116c receives the information sensed by the lower water level sensor 116b and receives a cooling water supply source 117 to supply the cooling water from the cooling water supply source 117 to the water tank 111 . The supplementary control unit 116c receives the information sensed by the upper water level sensor 116a and outputs a cooling water supply source (not shown) to stop the supply of the cooling water from the cooling water supply source 117 to the water tank 111 117).

다른 예로, 냉각수 저장장치(110)는 상온 상태의 물을 물탱크(111)에 공급받아 칠러(chiller) 등의 냉각수단에 의해 냉각시켜 저장하도록 구성될 수 있다. 칠러는 물을 냉매와 열교환시켜 냉각시키도록 구성된다. 이 경우, 물은 냉각수 보충장치(116)와 동일한 구성의 장치에 의해 물탱크에 자동으로 보충될 수 있다.As another example, the cooling water storage device 110 may be configured to receive water at normal temperature from the water tank 111 and cool it by a cooling means such as a chiller and store the cooled water. The chiller is configured to cool the water by heat exchange with the refrigerant. In this case, the water can be automatically replenished to the water tank by a device having the same configuration as the cooling water replenishing device 116.

냉각수 분사장치(120)는 분사구(121)들과, 냉각 채널(122)들, 및 냉각수 공급기(123)를 구비한다. 분사구(121)들은 제1 금형(21)의 성형면에 성형품(11)을 향해 냉각수를 분사하도록 형성된다. 분사구(121)는 노즐(121a)을 장착하여 냉각수를 분사할 수 있다. 다른 예로, 분사구(121)는 노즐(121a)을 장착하는 대신, 냉각수를 분사할 수 있는 미세 홀의 형태로 이루어질 수도 있다. 분사구(121)들은 모재(10)의 냉각 효과를 최대로 발휘할 수 있는 개수와 패턴으로 설정되어 제1 금형(21)의 성형면에 형성될 수 있다. 또한, 분사구(121)들은 제1 금형(21)에 의한 모재(21) 성형에 영향을 주지 않는 위치에 형성될 수 있다.The cooling water injector 120 has injection ports 121, cooling channels 122, and a cooling water supply 123. The injection ports 121 are formed on the molding surface of the first metal mold 21 so as to inject cooling water toward the molded product 11. The injection port 121 can inject the cooling water by mounting the nozzle 121a. As another example, the injection port 121 may be in the form of a fine hole capable of injecting cooling water, instead of mounting the nozzle 121a. The injection ports 121 can be formed on the molding surface of the first metal mold 21 by setting the number and pattern to maximize the cooling effect of the base material 10. In addition, the injection ports 121 can be formed at positions that do not affect the molding of the base material 21 by the first mold 21.

냉각 채널(122)들은 냉각수를 공급받아서 분사구(121)들로 전달하도록 제1 금형(21)의 내부에 형성된다. 1개의 냉각 채널(122)이 1개의 분사구(121)와 연결되도록 형성되거나, 1개의 냉각 채널(122)이 복수 개의 분사구(121)들과 연결되도록 형성될 수 있다. 추가적으로, 분사구(121)들은 제2 금형(22)의 성형면에 형성되고, 냉각 채널(122)들이 제2 금형(22)의 내부에 형성될 수도 있다. 물론, 분사구(121) 및 냉각 채널(122)이 제2 금형(22)에만 형성될 수도 있다.The cooling channels 122 are formed in the interior of the first mold 21 to receive cooling water and deliver it to the injection ports 121. One cooling channel 122 may be formed to be connected to one injection port 121 or one cooling channel 122 may be formed to be connected to the plurality of injection ports 121. [ In addition, the injection ports 121 may be formed in the molding surface of the second mold 22, and the cooling channels 122 may be formed in the interior of the second metal mold 22. Of course, the injection port 121 and the cooling channel 122 may be formed only in the second mold 22.

냉각수 공급기(123)는 냉각수 저장장치(110)에 저장된 냉각수를 냉각 채널(122)들에 공급한다. 예컨대, 냉각수 공급기(123)는 냉각수 배관(124)과, 펌프(125)와, 압력계(126), 및 밸브(127)를 포함할 수 있다.The cooling water supply 123 supplies the cooling water stored in the cooling water storage device 110 to the cooling channels 122. For example, the cooling water supply 123 may include a cooling water pipe 124, a pump 125, a pressure gauge 126, and a valve 127.

냉각수 배관(124)은 냉각수 저장장치(110)에 저장된 냉각수를 냉각 채널(122)들로 이송하는 유로를 형성한다. 냉각수 배관(124)은 냉각수 유입단이 냉각수 저장장치(110)의 물탱크(111)에 연결되며, 냉각수 배출단이 냉각 채널(122)에 연결된다.The cooling water pipe 124 forms a flow path for transferring the cooling water stored in the cooling water storage device 110 to the cooling channels 122. The cooling water pipe 124 has a cooling water inlet end connected to the water tank 111 of the cooling water storage device 110 and a cooling water outlet end connected to the cooling channel 122.

냉각수 배관(124)은 물탱크(111)에 연결된 하나의 메인 관이 복수 개의 서브 관들로 분기되어 냉각 채널(122)들에 각각 연결됨으로써, 냉각수를 냉각 채널(122)들에 분배할 수 있다. 이 경우, 펌프(125)는 메인 관에 설치될 수 있다. 또는, 복수의 냉각수 배관(124)들이 냉각 채널(122)들을 물탱크(111)에 1개씩 독립되게 연결하도록 구성될 수도 있다.The cooling water pipe 124 can distribute the cooling water to the cooling channels 122 by branching one main pipe connected to the water tank 111 into a plurality of sub pipes and being connected to the cooling channels 122 respectively. In this case, the pump 125 may be installed in the main pipe. Alternatively, a plurality of cooling water pipes 124 may be configured to independently connect the cooling channels 122 to the water tank 111 one by one.

냉각수 배관(124)은 냉각수 유입단에 필터(128)를 장착할 수 있다. 따라서, 물탱크(111)의 냉각수는 필터(128)에 의해 이물질이 걸러진 상태로 펌프(125) 및 노즐(121a)로 공급됨으로써, 펌프(125) 및 노즐(121a)의 오염이 방지될 수 있다.The cooling water pipe 124 can mount the filter 128 at the cooling water inlet end. Therefore, the cooling water in the water tank 111 is supplied to the pump 125 and the nozzle 121a in a state in which foreign matter is filtered by the filter 128, so that contamination of the pump 125 and the nozzle 121a can be prevented .

펌프(125)는 냉각수 저장장치(110)에 저장된 냉각수를 냉각 채널(122)들로 압송하도록 냉각수 배관(124)에 설치된다. 펌프(125)의 용량과 개수는 각 분사구(121)의 최대 분사압력과 분사구(121)의 개수를 고려하여 설정될 수 있다.The pump 125 is installed in the cooling water pipe 124 so as to send the cooling water stored in the cooling water storage device 110 to the cooling channels 122. The capacity and number of the pump 125 may be set in consideration of the maximum injection pressure of each injection port 121 and the number of the injection ports 121.

압력계(126)는 펌프(125)로부터 송출되는 압력을 측정하도록 해당 냉각수 배관(124)에 설치된다. 작업자는 압력계(126)를 통해 냉각수의 분사압력을 확인할 수 있다. 또한, 컨트롤러(130)는 압력계(126)로부터 측정된 압력 값을 기초로, 냉각수의 분사압력이 설정압력이 되도록 펌프(125)를 제어할 수 있다.The pressure gauge 126 is installed in the corresponding cooling water pipe 124 to measure the pressure delivered from the pump 125. The operator can confirm the injection pressure of the cooling water through the pressure gauge 126. The controller 130 can also control the pump 125 so that the injection pressure of the cooling water becomes the set pressure based on the pressure value measured from the pressure gauge 126. [

밸브(127)는 펌프(125)로부터 압송되는 냉각수의 흐름을 제어하도록 냉각수 배관(124)에 설치된다. 밸브(127)는 해당 냉각수 배관(124)을 개폐함으로써, 해당 냉각 채널(122)에 대해 냉각수를 공급하거나 차단할 수 있게 한다. 밸브(127)는 컨트롤러(130)에 의해 제어될 수 있다.The valve 127 is installed in the cooling water pipe 124 to control the flow of the cooling water pumped from the pump 125. The valve 127 allows the cooling water to be supplied to or cut off from the cooling channel 122 by opening / closing the cooling water pipe 124. The valve 127 may be controlled by the controller 130.

컨트롤러(130)는 분사구(121)들을 통한 냉각수 분사시 제1 금형(21)의 성형면과 성형품(11) 사이에 라이덴프로스트(Leidenfrost) 현상으로 생기는 공기층을 뚫을 수 있는 압력, 예컨대 30bar ~ 40bar의 압력으로 냉각수를 분사하도록 냉각수 공급기(123)를 제어한다. 라이덴프로스트 현상은 어떤 액체가 그 액체의 끓는점보다 훨씬 더 뜨거운 부분과 접촉할 경우 빠르게 액체가 끓으면서 증기로 이루어진 절연층이 만들어지는 현상이다.The controller 130 controls the pressure of the air layer caused by the Leidenfrost phenomenon between the molding surface of the first mold 21 and the molded product 11 when the cooling water is injected through the injection ports 121, And controls the cooling water supplier 123 to inject the cooling water with the pressure. The Leiden Frost phenomenon is the phenomenon that when a liquid comes into contact with a much hotter part than the boiling point of the liquid, the liquid quickly boils and creates an insulating layer of vapor.

상술하면, 제1 금형(21)과 제2 금형(22)이 모재(10)를 사이에 두고 합형되어 성형품(11)을 성형함과 동시에, 분사구(121)의 노즐(121a)로부터 고온 상태의 성형품(11)으로 냉각수를 분사하기 시작하면, 제1 금형(21)의 성형면과 성형품(11)의 틈새 공간에 라이덴프로스트 현상에 의해 공기층이 생기게 된다. 이때, 냉각수가 노즐(121a)로부터 공기층을 뚫을 수 있는 압력으로 분사된다. 그러면, 도 2에 도시된 바와 같이, 냉각수는 공기층을 뚫고 제1 금형(21)의 성형면과 성형품(11)의 틈새 공간을 따라 흐르면서 성형품(11)의 표면에 접촉됨으로써, 성형품(11)을 직접 냉각시킬 수 있게 된다.The first mold 21 and the second mold 22 are joined together with the base material 10 sandwiched therebetween so as to form the molded product 11 and the molded product 11 is molded from the nozzle 121a of the injection port 121 at a high temperature When the cooling water starts to be injected into the molded product 11, an air layer is formed in the interstices between the molding surface of the first mold 21 and the molded product 11 due to the Leiden Frost phenomenon. At this time, the cooling water is injected from the nozzle 121a at a pressure capable of piercing the air layer. 2, the cooling water penetrates the air layer and contacts the surface of the molded article 11 while flowing along the molding surface of the first mold 21 and the gap space between the molded article 11, It is possible to cool it directly.

이와 같이, 냉각수가 성형품(11)에 접촉되어 성형품(11)을 직접 냉각시키는 방식이 적용되므로, 종래의 간접 냉각 방식에 비해, 냉각 효율이 향상되며, 냉각 시간도 단축시킬 수 있게 된다. 본 출원인이 핫스탬핑의 동일 조건에서 실험한 결과, 냉각 효율이 50% 이상 향상되고, 냉각 시간도 5sec 이하로 단축되는 것을 확인해볼 수 있었다. 이러한 냉각 효율 향상 및 냉각 시간 단축을 통해 생산성 향상 및 에너지 효율성 향상이 이루어질 수 있다. 또한, 냉각 채널의 개수 감소 및 가공이 용이하게 되므로, 금형 제작비가 절감될 수 있다.As described above, since the cooling water directly contacts the molded article 11 to directly cool the molded article 11, the cooling efficiency can be improved and the cooling time can be shortened as compared with the conventional indirect cooling method. As a result of the experiment under the same conditions of the hot stamping, the present applicant has found that the cooling efficiency is improved by 50% or more and the cooling time is shortened to 5 seconds or less. This improvement in cooling efficiency and shortening of cooling time can improve productivity and improve energy efficiency. In addition, since the number of cooling channels is reduced and machining is facilitated, the mold production cost can be reduced.

한편, 냉각 시스템(100)은 제1,2 금형(21, 22)의 합형 여부를 감지하는 합형 감지부(140)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(130)는 합형 감지부(140)로부터 감지된 정보를 기초로, 제1,2 금형(21, 22)의 합형시 냉각수 공급기(123)의 펌프(125)를 동작시켜 냉각수를 분사시킬 수 있다.The cooling system 100 may include a combined sensing unit 140 for sensing whether the first and second molds 21 and 22 are assembled. The controller 130 can operate the pump 125 of the cooling water supply unit 123 to inject the cooling water based on the information sensed by the integration sensing unit 140 when the first and second molds 21 and 22 are assembled have.

또한, 냉각 시스템(100)은 입력부(150)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(130)는 입력부(150)를 통해 입력된 작업자의 명령에 따라 냉각수 공급기(123)의 펌프(125)를 제어한다. 입력부(150)는 작업자로부터 분사실행, 분사압력, 분사패턴, 분사시간의 명령을 입력 받도록 구성된다.In addition, the cooling system 100 may include an input 150. The controller 130 controls the pump 125 of the cooling water supplier 123 according to an operator's command input through the input unit 150. [ The input unit 150 is configured to receive a command of injection execution, injection pressure, injection pattern, and injection time from an operator.

예컨대, 입력부(150)는 터치 패널을 갖는 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이는 작업자가 분사실행, 분사압력, 분사패턴, 분사시간의 명령을 입력할 수 있게 구성된 메뉴 화면을 표시할 수 있다. 메뉴 화면은 수동/자동 모드 선택 메뉴 등을 포함할 수도 있다. 수동 모드는 작업자가 수동으로 냉각수를 분사할 수 있게 하는 모드이며, 자동 모드는 제1,2 금형(21, 22) 합형시 컨트롤러(130)에 의해 자동으로 분사할 수 있게 하는 모드이다. 메뉴 화면은 프로그램 수정을 통해 자유롭게 수정 가능하다.For example, the input unit 150 may include a display having a touch panel. The display can display a menu screen configured to enable an operator to input commands for injection execution, injection pressure, injection pattern, and injection time. The menu screen may include a manual / automatic mode selection menu and the like. The manual mode is a mode in which the operator can manually inject the cooling water. The automatic mode is a mode in which the controller 130 can automatically inject the first and second molds 21 and 22 when they are assembled. The menu screen can be freely modified by modifying the program.

터치 패널은 작업자가 디스플레이에 표시된 메뉴 화면을 터치해서 명령을 입력하게 한다. 작업자가 터치 패널을 통해 분사패턴 메뉴를 터치하면, 기 설정된 분사패턴 중 어느 하나를 입력할 수 있는 입력창을 표시할 수 있다. 그러면, 작업자는 입력창을 통해 원하는 분사패턴을 입력할 수 있다. 분사패턴은 분사될 분사구들의 선정에 따라 여러 유형으로 설정된 것일 수 있다.The touch panel allows an operator to touch a menu screen displayed on the display to input a command. When the operator touches the injection pattern menu through the touch panel, an input window for inputting any one of the preset injection patterns can be displayed. Then, the operator can input a desired injection pattern through the input window. The injection pattern may be set to various types according to the selection of the injection holes to be injected.

그리고, 작업자가 분사압력, 터치 패널을 통해 분사시간 메뉴를 터치하면, 디스플레이는 분사압력 값, 분사시간 값을 설정해서 입력할 수 있는 입력창을 표시할 수 있다. 그러면, 작업자는 입력창을 통해 원하는 분사압력 값, 분사시간 값을 입력할 수 있다.When the operator touches the injection pressure menu, the injection time menu through the touch panel, the display can display an input window for setting the injection pressure value and the injection time value. Then, the operator can input desired injection pressure value and injection time value through the input window.

그 다음, 작업자가 터치 패널을 통해 분사실행 메뉴를 터치하면, 컨트롤러(130)는 냉각수 공급기(123)의 펌프(125)를 제어해서 냉각수를 분사시킨다. 이때, 컨트롤러(130)는 설정된 분사패턴, 분사압력으로 펌프(125)를 동작시켜 냉각수를 설정 분사시간 동안 분사한 후, 펌프(125)의 동작을 종료시키게 된다.Then, when the operator touches the injection execution menu through the touch panel, the controller 130 controls the pump 125 of the cooling water supply 123 to spray the cooling water. At this time, the controller 130 operates the pump 125 with the set injection pattern and the injection pressure so that the cooling water is sprayed for the set injection time, and then the operation of the pump 125 is terminated.

전술한 냉각 시스템(100)의 작용 예에 대해 설명하면 다음과 같다.An example of the operation of the cooling system 100 will be described as follows.

먼저, 작업자로부터 입력부(150)를 통해 분사압력, 분사패턴, 분사시간 등이 설정되어 입력된 후 분사실행 명령이 입력된다. 이 상태에서, 이형된 제1,2 금형(21, 22) 사이로 가열 상태의 모재(10)가 공급된다. 그 다음, 제1 금형(21)와 제2 금형(22)이 합형된다. 제1,2 금형(21, 22)이 합형됨과 동시에, 컨트롤러(130)는 냉각수 공급기(123)의 펌프(125)를 동작시켜 분사구(121)의 노즐(121a)을 통해 냉각수를 분사시킨다. 이때, 컨트롤러(130)는 합형 감지부(140)에 의해 감지된 정보를 기초로, 제1,2 금형(21, 22)의 합형시 펌프(125)를 동작시킬 수 있다.First, the injection pressure, the injection pattern, the injection time, and the like are set and input from the operator through the input unit 150, and then the injection execution command is inputted. In this state, the base material 10 in a heated state is supplied between the first and second molds 21 and 22 that are released. Then, the first mold 21 and the second mold 22 are joined together. The controller 130 operates the pump 125 of the cooling water supply device 123 and injects the cooling water through the nozzle 121a of the injection port 121. At the same time as the first and second molds 21 and 22 are assembled, At this time, the controller 130 may operate the pump 125 when the first and second molds 21 and 22 are assembled based on the information sensed by the integration sensing unit 140.

분사구(121)의 노즐(121a)로부터 고온 상태의 성형품(11)으로 냉각수를 분사하기 시작하면, 제1 금형(21)의 성형면과 성형품(11)의 틈새 공간에 라이덴프로스트 현상에 의해 공기층이 생기게 된다. 이때, 냉각수가 노즐(121a)로부터 공기층을 뚫을 수 있는 압력, 예컨대 30bar ~ 40bar의 압력으로 분사되므로, 냉각수는 공기층을 뚫고 제1 금형(21)의 성형면과 성형품(11)의 틈새 공간을 따라 흐르면서 성형품(11)의 표면에 접촉될 수 있다. 이에 따라, 성형품(11)은 냉각수에 의해 직접 냉각될 수 있다.An air layer is formed in the gap between the molding surface of the first mold 21 and the molded product 11 by the effect of the Leiden phenomenon when the cooling water starts to be injected from the nozzle 121a of the injection port 121 into the high- . At this time, since the cooling water is injected at a pressure capable of piercing the air layer from the nozzle 121a, for example, a pressure of 30 bar to 40 bar, the cooling water penetrates the air layer and flows along the gap between the molding surface of the first mold 21 and the molded product 11 It can be brought into contact with the surface of the molded article 11 while flowing. Thereby, the molded article 11 can be directly cooled by the cooling water.

냉각수가 설정 분사시간 동안 분사되어 성형품(11)을 냉각시키게 되면, 컨트롤러(130)는 펌프(125)의 동작을 종료시키게 된다. 그러면, 제1,2 금형(21, 22)이 이형된 후, 성형품(11)이 제1,2 금형(21, 22)으로부터 배출된다. 그 다음, 성형품(1)은 트리밍 가공 등을 거쳐 제조 완료된다. When the cooling water is injected during the set injection time to cool the molded product 11, the controller 130 terminates the operation of the pump 125. [ Then, after the first and second dies 21 and 22 are released, the molded product 11 is discharged from the first and second dies 21 and 22. Then, the molded article 1 is finished by trimming or the like.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation and that those skilled in the art will recognize that various modifications and equivalent arrangements may be made therein. It will be possible. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.

10..모재 11..성형품
21..제1 금형 22..제2 금형
110..냉각수 저장장치 111..물탱크
120..냉각수 분사장치 121..분사구
121a..노즐 122..냉각 채널
123..냉각수 공급기 124..냉각 배관
125..펌프 126..압력계
127..밸브 128..필터
130..컨트롤러 140..합형 감지부
150..입력부10 .. Base material 11 .. Molded product
21 .. First mold 22 .. Second mold
110 .. Coolant storage device 111 .. Water tank
120 .. Cooling water injection device 121 .. nozzle
121a .. Nozzle 122 .. Cooling Channel
123 .. Cooling water supply 124 .. Cooling piping
125 .. Pump 126 .. Manometer
127 .. valve 128 .. filter
130 .. Controller 140 .. Integration detection unit
150 .. Input

Claims (3)

모재를 가열하고 가열된 모재를 제1 금형과 제2 금형 사이로 공급한 후, 상기 제1 금형과 제2 금형 사이로 공급된 모재를 성형 및 급속 냉각시켜 성형품을 제조하는 핫스탬핑에 사용되는 것으로,
냉각수를 저장하는 냉각수 저장장치;
상기 제1 금형의 성형면에 성형품을 향해 냉각수를 분사하도록 형성된 분사구들과, 냉각수를 공급받아서 상기 분사구들로 전달하도록 상기 제1 금형의 내부에 형성된 냉각 채널들, 및 상기 냉각수 저장장치에 저장된 냉각수를 상기 냉각 채널들에 공급하는 냉각수 공급기를 구비하는 냉각수 분사장치; 및
상기 분사구들을 통한 냉각수 분사시 상기 제1 금형의 성형면과 성형품 사이에 라이덴프로스트(Leidenfrost) 현상으로 생기는 공기층을 뚫을 수 있는 압력으로 냉각수를 분사하도록 상기 냉각수 공급기를 제어하는 컨트롤러;
를 포함하는 핫스탬핑용 냉각 시스템.A hot stamping method for heating a base material and supplying a heated base material to a space between a first mold and a second mold and then molding and rapidly cooling the base material supplied between the first and second molds to produce a molded product,
A cooling water storage device for storing cooling water;
A plurality of cooling holes formed in the molding surface of the first mold for injecting cooling water toward the molded product, cooling channels formed in the interior of the first mold to receive cooling water and deliver the cooling water to the injection holes, A cooling water supply device for supplying cooling water to the cooling channels; And
A controller for controlling the cooling water supply device to inject cooling water into the space between the molding surface of the first mold and the molded product at a pressure capable of piercing the air layer caused by Leidenfrost when the cooling water is injected through the injection ports;
And a cooling system for hot stamping. 제1항에 있어서,
상기 냉각수 공급기는,
상기 냉각수 저장장치에 저장된 냉각수를 냉각 채널들로 이송하는 유로를 형성하는 냉각수 배관과,
상기 냉각수 저장장치에 저장된 냉각수를 상기 냉각 채널들로 압송하도록 상기 냉각수 배관에 설치되는 펌프와,
상기 펌프로부터 송출되는 압력을 측정하도록 상기 냉각수 배관에 설치되는 압력계, 및
상기 펌프로부터 압송되는 냉각수의 흐름을 제어하도록 상기 냉각수 배관에 설치되는 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 핫스탬핑용 냉각 시스템.The method according to claim 1,
The cooling water supply device includes:
A cooling water pipe forming a flow path for transferring the cooling water stored in the cooling water storage device to the cooling channels,
A pump installed in the cooling water pipe for feeding the cooling water stored in the cooling water storage device to the cooling channels;
A pressure gauge installed in the cooling water pipe to measure the pressure delivered from the pump,
And a valve installed in the cooling water pipe to control the flow of cooling water pumped from the pump. 제1항에 있어서,
작업자로부터 분사실행, 분사압력, 분사패턴, 분사시간의 명령을 입력 받는 입력부를 포함하며;
상기 컨트롤러는,
상기 입력부를 통해 입력된 작업자의 명령에 따라 상기 냉각수 공급기를 제어하는 것을 특징으로 하는 핫스탬핑용 냉각 시스템.The method according to claim 1,
And an input unit for receiving a command of injection execution, injection pressure, injection pattern, and injection time from an operator;
The controller comprising:
And controls the cooling water supply device according to an operator's command inputted through the input unit.
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