KR20200100486A - Forming method of titanium products for biomedical and press dies - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a novel method for forming a titanium product for biomedical purposes and a press die used in the same which can easily and economically manufacture a titanium product for biomedical purposes having excellent biocompatibility. According to the present invention, the method for forming a titanium product for biomedical purposes comprises: a process of blanking or CNC-machining a titanium or a titanium alloy plate to make a preformed product; a process of heating the preformed product; and a process of forming the preformed product heated in the previous process by a press die including a lower die having a forming surface formed on the upper surface thereof, an upper die having a forming surface formed on the lower surface thereof to be installed to be lifted to be combined with or separated from the lower die from above the lower mold, and a heater installed on the upper die and the lower die, placing the preformed product on the forming surface of the lower die while the upper die and the lower are preheated by the heater, and combining the upper die with the lower die to form the preformed product.

Description

생체의료용 티타늄제품 성형방법 및 이에 사용되는 프레스금형{Forming method of titanium products for biomedical and press dies}Forming method of titanium products for biomedical and press dies}

본 발명은 생체의료용 티타늄제품 성형방법 및 이에 사용되는 프레스금형에 관한 것으로서, 생체적합성이 우수한 생체의료용 티타늄제품을 용이하게 제조할 수 있는 새로운 방식의 생체의료용 티타늄제품 성형방법 및 이에 사용되는 프레스금형에 관한 것이다.The present invention relates to a method for forming a biomedical titanium product and a press mold used therein. The present invention relates to a new method of forming a biomedical titanium product and a press mold used therein that can easily manufacture a biomedical titanium product having excellent biocompatibility. About.

티타늄 또는 티타늄합금은 생체안정성, 생체적합성이 우수한 금속으로서, 인공관절, 인공뼈, 골고정기구, 인공치아 등 다양한 생체의료용 제품에 사용되고 있다. Titanium or titanium alloy is a metal having excellent bio-stability and biocompatibility, and is used in various biomedical products such as artificial joints, artificial bones, bone fixation devices, and artificial teeth.

한편, 티타늄 또는 티타늄합금으로 생체의료용 제품을 제조하는 경우에 먼저 티타늄 또는 티타늄합금 판을 블랭킹하여 예비성형품을 만들고, 예비성형품을 고온으로 가열한 상태에서 프레스금형으로 성형하여 복잡하고 입체적인 형상으로 만든다. On the other hand, in the case of manufacturing a biomedical product from titanium or titanium alloy, a preform is first made by blanking a titanium or titanium alloy plate, and the preform is formed into a press mold while heating the preform to a high temperature to form a complex and three-dimensional shape.

한편, 이러한 제조과정에서 블랭킹한 예비성형품을 프레스금형으로 용이하게 성형하기 위해서는 예비성형품을 가열하여야 하는데, 이러한 가열과정에서 예비성형품의 표면이 산화되어 산화막이 형성된다. 그런데 티타늄 또는 티타늄 합금의 표면에 자연적으로 생기는 산화막은 생체에 안정적이고 생체적합성에 긍정적인 요인으로 작용하나, 전술한 바와 같은 고온으로 가열하는 과정에서 형성되는 인위적인 산화막은 제품의 성능을 떨어뜨리고 보기에도 좋지 않으므로 제품을 성형한 다음에 산화막을 제거하기 위한 산세공정 등을 수행하여야 하므로 작업이 번거롭고 생산성이 저하시키는 원인으로 작용한다. Meanwhile, in order to easily mold the blanked preform into a press mold, the preform must be heated. In this heating process, the surface of the preform is oxidized to form an oxide film. However, the oxide film that naturally occurs on the surface of titanium or titanium alloy is stable to the living body and acts as a positive factor for biocompatibility, but the artificial oxide film formed in the process of heating to a high temperature as described above degrades the performance of the product. As it is not bad, it is cumbersome to work and acts as a cause of lowering productivity since it is necessary to perform a pickling process to remove the oxide film after molding the product.

특히, 가열한 예비성형품을 프레스금형으로 이동시키고, 프레스성형하는 과정에서 예비성형품의 온도가 저하되어 성형성이 저하되기 때문에 이러한 점을 감안하여 예비성형품을 성형에 필요한 온도보다 높은 온도로 가열하는데, 이러한 이유로 인해 가열과정에서 예비성형품의 표면 산화가 정도가 심화되고, 또한, 에너지소비도 많아서 제품의 코스트가 상승되는 문제점도 발생된다. In particular, since the heated preform is moved to a press mold and the temperature of the preform is lowered during the press molding process, the moldability is lowered. Taking this into account, the preform is heated to a temperature higher than the temperature required for molding. For this reason, the degree of surface oxidation of the preformed product in the heating process is intensified, and the cost of the product is increased due to high energy consumption.

대한민국 등록특허 제10-1840609호(2018. 03. 14)Korean Patent Registration No. 10-1840609 (2018. 03. 14)

본 발명은 상기의 문제점에 착안하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 생체적합성이 우수한 생체의료용 티타늄제품을 용이하고 경제적으로 제조할 수 있는 새로운 방식의 생체의료용 티타늄제품 성형방법 및 이에 사용되는 프레스금형을 제공하는 것이다.The present invention has been proposed in light of the above problems, and an object of the present invention is a new method of forming biomedical titanium products that can easily and economically manufacture biocompatible titanium products, and a press mold used therein. Is to provide.

본 발명의 일 특징에 따르면, 티타늄 또는 티타늄합금 판을 블랭킹하거나 CNC가공하여 예비성형품을 만드는 과정; 상기 예비성형품을 가열하는 과정; 상기 과정에서 가열된 예비성형품을 상면에 성형면이 형성된 하부금형과, 저면에 성형면이 형성되어 상기 하부금형 상측에서 상기 하부금형과 형합 또는 형분리되도록 승강가능하게 설치된 상부금형, 상기 상, 하부금형에 설치되는 히터를 포함하는 프레스금형으로 상기 예비성형품을 성형하되, 상기 상, 하부금형을 상기 히터로 예열시킨 상태에서 상기 예비성형품을 상기 하부금형의 성형면에 재치시키고 상기 상부금형을 하부금형에 형합시켜서 상기 예비성형품을 성형하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체의료용 티타늄제품 성형방법이 제공된다.According to one feature of the present invention, the process of making a preform by blanking or CNC processing a titanium or titanium alloy plate; Heating the preform; A lower mold having a molding surface on the upper surface of the preformed product heated in the process, and an upper mold installed to be elevating so as to be molded or separated from the lower mold from the upper side of the lower mold by forming a molding surface on the lower surface. The preform is molded with a press mold including a heater installed in a mold, and the preform is placed on the molding surface of the lower mold while the upper and lower molds are preheated with the heater, and the upper mold is placed on the lower mold. There is provided a method for forming a biomedical titanium product comprising; forming the preform by molding the preform.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 생체의료용 티타늄제품을 성형하기 위한 것으로서, 상면에 성형면(110)이 형성된 하부금형(100)과, 저면에 성형면(210)이 형성되어 상기 하부금형(100) 상측에서 상기 하부금형(100)과 형합 또는 형분리되도록 승강가능하게 설치된 상부금형(200), 상기 상, 하부금형(200,100)에 각각 설치되는 히터(300)를 포함하며, 상기 하부금형(100)에는 상단부가 하부금형(100)의 성형면(110)에서 하측으로 이격되고 하단은 하향으로 개방되는 다수개의 하부히터삽입공(120)과, 상기 하부히터삽입공(120)의 상단부와 하부금형(100)의 성형면(110) 사이에 형성되어 상기 하부히터삽입공(120)을 상기 하부금형(100)의 성형면(110)으로 개방시키는 다수개의 하부연통로(130)가 형성되고, 상기 상부금형(200)에는 하단부가 상부금형(200)의 성형면(210)에서 상측으로 이격되고 상단은 상향으로 개방되는 다수개의 상부히터삽입공(220)과, 상기 상부히터삽입공(220)의 상단부와 상부금형(200)의 성형면(210) 사이에 형성되어 상기 상부히터삽입공(220)의 하단부를 상기 상부금형(200)의 성형면(210)으로 개방시키는 다수개의 상부연통로(230)가 형성되어, 상기 히터(300)는 봉형상의 전기히터로 이루어져서 상기 하부히터삽입공(120) 및 상부히터삽입공(220)에 삽입설치된 것을 특징으로 하는 생체의료용 티타늄제품 성형용 프레스금형이 제공된다.According to another feature of the present invention, as for forming a biomedical titanium product, a lower mold 100 having a molding surface 110 formed on an upper surface, and a molding surface 210 formed on a lower surface thereof, the lower mold 100 It includes an upper mold 200 installed to be elevating to be molded or separated from the lower mold 100 from the upper side, and a heater 300 respectively installed on the upper and lower molds 200 and 100, and the lower mold 100 There are a plurality of lower heater insertion holes 120 with an upper end spaced downward from the molding surface 110 of the lower mold 100 and open downwardly, and an upper end and a lower mold of the lower heater insertion hole 120 ( A plurality of lower communication paths 130 are formed between the forming surfaces 110 of 100) to open the lower heater insertion holes 120 to the forming surfaces 110 of the lower mold 100, and the upper The mold 200 includes a plurality of upper heater insertion holes 220 whose lower end is spaced upward from the molding surface 210 of the upper mold 200 and the upper end is opened upward, and the upper end of the upper heater insertion hole 220 And a plurality of upper communication passages 230 formed between the molding surface 210 of the upper mold 200 and opening the lower end of the upper heater insertion hole 220 to the molding surface 210 of the upper mold 200 Is formed, the heater 300 is provided with a press mold for forming a biomedical titanium product, characterized in that it is made of a rod-shaped electric heater and is inserted into the lower heater insertion hole 120 and the upper heater insertion hole 220 .

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 하부히터삽입공(120)들은 상단부가 상기 하부금형(100)의 성형면(110)에서 동일한 간격으로 하측으로 이격되게 형성되고, 상기 상부히터삽입공(220)들은 하단부가 상기 상부금형(200)의 성형면(210)에서 동일한 간격으로 하측으로 이격되게 형성된다. According to another feature of the present invention, the lower heater insertion holes 120 have an upper end formed to be spaced downward at equal intervals from the molding surface 110 of the lower mold 100, and the upper heater insertion hole 220 The lower ends of the upper molds 200 are formed to be spaced downward at equal intervals from the molding surface 210 of the upper mold 200.

이상과 같은 구성을 가지는 본 발명은 프레스성형장치의 상, 하부금형에 히터가 구비되어 상, 하부금형을 예열시킨 상태에서 가열된 예비성형품을 성형할 수 있으므로 예비성형품을 원하는 형태로 용이하게 성형할 수 있는 장점을 가진다.In the present invention having the above configuration, heaters are provided in the upper and lower molds of the press molding apparatus, so that the heated preform can be formed while the upper and lower molds are preheated, so that the preform can be easily formed into a desired shape. It has the advantage of being able to.

특히, 예열된 상,하부금형에 의해 예비성형품을 프레스성형하기 적당한 온도분위기를 유지하기 때문에, 가열된 예비성형품을 프레스금형장치로 이송시키는 과정이나 성형하는 과정에서 예비성형품의 온도가 저하되는 것을 감안하여 예비성형품을 과도하게 가열할 필요가 없으므로, 예비성형품의 표면에 가열에 의한 인위적인 산화막이 형성되는 것이 방지되고, 또한, 예비성형품을 가열하는데 소비되는 에너지도 절감되므로 경제적인 장점도 가진다.In particular, because the pre-heated upper and lower molds maintain a suitable temperature atmosphere for press-forming the preformed product, it is considered that the temperature of the preformed product is lowered during the process of transferring the heated preformed product to the press mold device or during the molding process. Therefore, since there is no need to excessively heat the preform, the formation of an artificial oxide film by heating on the surface of the preform is prevented, and energy consumed for heating the preform is also reduced, so it has an economic advantage.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프레스금형의 단면도
도 2는 상기 실시예에서 제조된 생체의료용 티타늄제품의 사진
1 is a cross-sectional view of a press mold according to a preferred embodiment of the present invention
Figure 2 is a photograph of the biomedical titanium product prepared in the above embodiment

이하에서 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생체의료용 티타늄제품 성형방법에서 사용되는 프레스금형의 단면도이고, 도 2는 실시예에 의해 제조된 생체의료용 티타늄제품의 사진이다.1 is a cross-sectional view of a press mold used in a method for forming a biomedical titanium product according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a photograph of a biomedical titanium product manufactured according to the embodiment.

본 발명은 도 1에 도시된 바와 같은 프레스금형을 사용하여 다음과 같은 과정으로 이루어진다. The present invention consists of the following process using a press mold as shown in FIG.

1) 예비성형품을 만드는 과정1) The process of making preforms

티타늄 또는 티타늄합금 판을 준비하고, 성형하고자 하는 제품의 형태에 따라 블랭킹하거나 CNC(computer numerical control)가공하여 예비성형품을 만든다. 제조하고자 하는 제품의 종류에 따라 예비성형품에 구멍도 함께 천공할 수도 있다. A titanium or titanium alloy plate is prepared and blanked or CNC (computer numerical control) processed according to the shape of the product to be formed to make a preform. Depending on the type of product to be manufactured, holes can be drilled in the preform.

2) 예비성형품을 가열하는 과정 2) The process of heating the preform

예비성형품을 후술하는 프레스성형과정에서 복잡하고 입체적인 형상으로 용이하게 성형하기 위해 예비성형품을 가열한다. 이러한 가열과정에서 예비성형품의 표면이 산화되어 예비성형품의 표면에 과도하게 두꺼운 산화막이 형성되는 것을 최대한 억제시킬 필요가 있는데, 이를 위해서는 예비성형품을 상대적으로 낮은 온도로 가열하여야 한다. 그러나 예비성형품을 낮은 온도로 가열하면 후술하는 프레스성형과정에서 예비성형품을 원하는 형태로 용이하게 성형시키기 곤란해 질 수 있다. 따라서 이러한 점들을 고려하여 예비성형품의 표면 산화를 최대한 억제시키면서 후술하는 프레스성형과정에서 예비성형품이 성형이 용이한 온도분위기를 가지도록 예비성형품의 가열온도를 조절할 필요가 있다. The preform is heated in order to easily form the preform into a complex and three-dimensional shape in the press forming process described later. In this heating process, it is necessary to minimize the oxidation of the surface of the preformed product and forming an excessively thick oxide film on the surface of the preformed product as much as possible. To this end, the preform must be heated to a relatively low temperature. However, if the preformed product is heated to a low temperature, it may be difficult to easily mold the preformed product into a desired shape in the press molding process described later. Therefore, in consideration of these points, it is necessary to adjust the heating temperature of the preform so that the preform has a temperature atmosphere that is easy to form in the press forming process described later while suppressing the surface oxidation of the preform as much as possible.

특히, 동일한 온도로 가열하여도 예비성형품의 두께에 따라 산화막의 생성정도가 달라지므로 예비성형품의 두께에 따라 가열온도를 조절하여야 하는데, 실험에 의하면, 예비성형품의 두께가 0.5~1.0T인 경우에는 130~180℃, 예비성형품의 두께가 1.1~2.5T인 경우에는 185~250℃, 예비성형품의 두께가 2.6~3.5T인 경우에는 255~350℃, 예비성형품의 두께가 3.6~5.0T인 경우에는 355~480℃, 예비성형품의 두께가 5.1~8.0T인 경우에는 485~600℃로 가열하는데, 예비성형품의 두께에 따른 가열온도범위 내에서 예비성형품의 형상에 따라 가열온도를 조절한다. In particular, even if heated to the same temperature, the degree of formation of the oxide film varies depending on the thickness of the preform, so the heating temperature must be adjusted according to the thickness of the preform.According to the experiment, if the thickness of the preform is 0.5~1.0T 130~180℃, 185~250℃ if the thickness of preform is 1.1~2.5T, 255~350℃ if the thickness of preform is 2.6~3.5T, and if the thickness of preform is 3.6~5.0T It is heated to 355~480℃ for the preform, and 485 to 600℃ for the thickness of the preformed product is 5.1 to 8.0T.

3) 가열된 예비성형품을 프레스성형하는 과정3) The process of press forming the heated preform

전술한 바와 같이 가열한 예비성형품을 프레스금형을 사용하여 원하는 형태로 성형한다. As described above, the heated preform is molded into a desired shape using a press mold.

바람직하게는 본 실시예에서는 히터가 구비된 프레스금형을 사용하는데, 이러한 프레스금형에 대해 도 1을 참조하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.Preferably, in this embodiment, a press mold equipped with a heater is used, and the press mold will be described in detail with reference to FIG. 1.

상기 프레스금형은 도 1에 도시된 바와 같이, 상면에 성형면(110)이 형성된 하부금형(100)과, 저면에 성형면(210)이 형성되어 상기 하부금형(100)의 상측에서 상기 하부금형(100)과 형합 또는 형분리되도록 승강되는 상부금형(200)과, 상기 상, 하부금형(100,200)에 설치되는 히터(300)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 1, the press mold includes a lower mold 100 having a molding surface 110 formed on an upper surface thereof, and a molding surface 210 formed on a lower surface thereof, so that the lower mold 100 is formed from the upper side of the lower mold 100. It comprises an upper mold 200 that is elevated to be molded or separated from the 100, and a heater 300 installed on the upper and lower molds 100 and 200.

이러한 프레스금형에서 하부금형(100)과 상부금형(200)의 상, 하면에 각각 상호 형합되는 성형면(110,210)이 형성되고, 상부금형(200)은 하부금형(100)의 상측에서 실린더와 같은 승강수단에 의해 승강가능하게 설치되어, 하부금형(100)과 성형면(210)이 형합 또는 형분리되는 구성을 가지는데, 이러한 구성은 통상적인 프레스금형과 동일하다. In such a press mold, molding surfaces 110 and 210 that are mutually molded are formed on the upper and lower surfaces of the lower mold 100 and the upper mold 200, and the upper mold 200 is a cylinder-like shape from the upper side of the lower mold 100. It is installed to be elevating by an elevating means, and has a configuration in which the lower mold 100 and the forming surface 210 are molded or molded apart, and this configuration is the same as a conventional press mold.

한편, 상기 하부금형(100)에는 상단부가 하부금형(100)의 성형면(110)에서 하측으로 이격되어 하향으로 개방되는 하부히터삽입공(120)이 일정간격으로 이격되도록 다수개 형성되고, 이들 각각의 하부히터삽입공(120)들의 상단부와 하부금형(100)의 성형면(110) 사이에는 하부히터삽입공(120)에 비해 작은 직경을 가지는 하부연통로(130)들이 형성된다. 따라서 상기 하부히터삽입공(120)들은 이들 하부연통로(130)에 의해 하부금형(100)의 성형면(110)으로 개방된다. On the other hand, in the lower mold 100, a plurality of lower heater insertion holes 120 are formed so that the upper end portion is spaced downward from the molding surface 110 of the lower mold 100 to be opened downward at a predetermined interval. Between the upper end of each of the lower heater insertion holes 120 and the molding surface 110 of the lower mold 100, lower communication paths 130 having a smaller diameter than the lower heater insertion holes 120 are formed. Accordingly, the lower heater insertion holes 120 are opened to the molding surface 110 of the lower mold 100 by these lower communication paths 130.

그리고 상기 상부금형(200)에는 하단부가 상부금형(200)의 성형면(210)에서 상측으로 이격되어 상향으로 개방되는 상부히터삽입공(220)이 일정간격으로 이격되도록 다수개 형성되고, 이들 각각의 상부히터삽입공(220)들의 상단부와 상부금형(200)의 성형면(210) 사이에는 상부히터삽입공(220)들에 비해 작은 직경을 가지는 상부연통로(230)가 형성된다. 따라서 이들 상부연통로(230)들에 의해 상부히터삽입공(220)들이 상부금형(200)의 성형면(210)으로 개방된다. And the upper mold 200 has a plurality of upper heater insertion holes 220 that are spaced upward from the molding surface 210 of the upper mold 200 and open upwardly at a predetermined interval, each of which An upper communication path 230 having a smaller diameter than the upper heater insertion holes 220 is formed between the upper end of the upper heater insertion holes 220 and the molding surface 210 of the upper mold 200. Accordingly, the upper heater insertion holes 220 are opened to the molding surface 210 of the upper mold 200 by these upper communication paths 230.

그리고 상기 히터(300)는 봉형상을 갖는 전기히터로 이루어져서, 상기 상, 하부금형(200,100)의 상, 하부히터삽입공(210,110)에 삽입설치된다. 히터(300)들은 제어부에 연결되어 외부전원에 의해 작동된다. 이러한 히터(300)들에 의해 상,하부금형(200,100)이 예열되는데, 예비성형품의 두께에 따라 상, 하부금형(200,100)의 예열온도를 조절한다. Further, the heater 300 is made of an electric heater having a rod shape, and is inserted into the upper and lower heater insertion holes 210 and 110 of the upper and lower molds 200 and 100. The heaters 300 are connected to the controller and operated by an external power source. The upper and lower molds 200 and 100 are preheated by the heaters 300, and the preheating temperature of the upper and lower molds 200 and 100 is adjusted according to the thickness of the preform.

상기 히터(300)를 작동시켜서 상, 하부금형(200,100)을 설정된 온도로 예열시킨 상태에서, 전술한 과정에서 가열시킨 예비성형품을 하부금형(100)의 성형면(110) 위에 올려놓고, 상부금형(200)을 하부금형(100)에 형합되도록 하강시켜서 예비성형품을 최종 완성품의 형태로 성형한다. 이때 상, 하부금형(200,100)이 예열된 상태이기 때문에 성형과정에서 예비성형품의 온도가 저하되는 것이 방지되고, 또한, 가열된 예비성형품을 프레스금형으로 이동시키는 과정에서 예비성형품의 온도가 저하되더라도 예열된 금형에 의해 예비성형품의 온도가 상승되므로, 프레스성형과정에서 예비성형품이 용이하게 프레스성형할 수 있는 온도분위기를 그대로 유지할 수 있어서 예비성형품을 입체적인 형상으로 용이하게 성형할 수 있다. 바람직하게는 상기 상, 하부금형(200,100)의 온도를 전술한 예비성형품의 가열과정에서 예비성형품의 두께에 따라 예비성형품을 가열한 온도 수준으로 예열한다. In a state in which the upper and lower molds 200 and 100 are preheated to a set temperature by operating the heater 300, the preform heated in the above-described process is placed on the forming surface 110 of the lower mold 100, and the upper mold The preform is molded in the form of a final finished product by lowering 200 so as to be molded into the lower mold 100. At this time, since the upper and lower molds 200 and 100 are in a preheated state, the temperature of the preformed product is prevented from lowering during the molding process, and even if the temperature of the preformed product is lowered in the process of moving the heated preformed product to the press mold, Since the temperature of the preformed product is increased by the mold, it is possible to maintain a temperature atmosphere in which the preformed product can be easily pressed during the press molding process, and thus the preformed product can be easily formed into a three-dimensional shape. Preferably, the temperature of the upper and lower molds 200 and 100 is preheated to a temperature level at which the preform is heated according to the thickness of the preform during the heating process of the preform.

이와 같이 상, 하부금형(200,100)이 예열되어 예비성형품의 온도가 저하되는 것이 방지되기 때문에 가열된 예비성형품을 프레스금형으로 이동시키는 과정이나 프레스성형과정에서 예비성형품의 온도가 저하되는 것을 감안하여 예비성형품을 성형하기 적당한 온도 보다 높은 온도로 가열할 필요가 없으며, 이에 따라 에너지소비로 감소되어 제품의 코스트가 저하된다.As the upper and lower molds 200 and 100 are preheated and the temperature of the preformed product is prevented from lowering, it is necessary to take into account that the temperature of the preformed product is lowered in the process of moving the heated preform to the press mold or during the press molding process. There is no need to heat the molded product to a temperature higher than the proper temperature for molding, and accordingly, the cost of the product is reduced because energy consumption is reduced.

특히, 상기 프레스금형은 히터(300)가 상, 하부히터삽입공(220,120)에 삽입되기 때문에 히터(300)의 열이 상, 하부금형(200,100) 및 예비성형금형에 전도되어 전달됨과 더불어 히터(300)의 열이 상기 상, 하부연통로(230,130)를 통해 대류에 의해 예비성형품에 전달되기 때문에 예비성형품에 대한 열전달효율도 우수한 장점을 가진다. In particular, in the press mold, since the heater 300 is inserted into the upper and lower heater insertion holes 220 and 120, the heat of the heater 300 is conducted and transferred to the upper and lower molds 200 and 100, and the preform mold, and the heater ( Since the heat of 300) is transferred to the preform by convection through the upper and lower communication paths 230 and 130, the heat transfer efficiency for the preform has an excellent advantage.

바람직하게는 상기 하부히터삽입공(120)도 상단부가 하부금형(100)의 성형면(110)에서 동일한 거리로 이격되게 형성되고, 상부히터삽입공(220)들도 하단부가 상부금형(200)의 성형면(210)에서 동일한 거리로 이격되게 형성된다. 이와 같이 하부히터삽입공(120)과 상부히터삽입공(220)들이 각 금형의 성형면(110)에서 동일한 거리로 이격되게 형성되면, 각 금형의 성형면이 전체적으로 고르게 가열되어 성형면의 열편차를 줄일 수 있으며, 이에 따라 예비성형품을 한층 더 효과적으로 프레스성형할 수 있는 장점을 가진다.Preferably, the lower heater insertion hole 120 also has an upper end spaced apart from the molding surface 110 of the lower mold 100 by the same distance, and the upper heater insertion holes 220 also have a lower end portion of the upper mold 200 It is formed to be spaced apart by the same distance from the molding surface 210 of. In this way, when the lower heater insertion holes 120 and the upper heater insertion holes 220 are formed to be spaced apart by the same distance from the molding surface 110 of each mold, the molding surface of each mold is heated evenly as a whole, resulting in thermal deviation of the molding surface. Can be reduced, and thus has the advantage of being able to press-form the preform more effectively.

Claims (4)

티타늄 또는 티타늄합금 판을 블랭킹하거나 CNC가공하여 예비성형품을 만드는 과정;
상기 예비성형품을 가열하는 과정;
상기 과정에서 가열된 예비성형품을 상면에 성형면이 형성된 하부금형과, 저면에 성형면이 형성되어 상기 하부금형 상측에서 상기 하부금형과 형합 또는 형분리되도록 승강가능하게 설치된 상부금형, 상기 상, 하부금형에 설치되는 히터를 포함하는 프레스장치로 상기 예비성형품을 성형하되, 상기 상, 하부금형을 상기 히터로 예열시킨 상태에서 상기 예비성형품을 상기 하부금형의 성형면에 재치시키고 상기 상부금형을 하부금형에 형합시켜서 상기 예비성형품을 성형하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체의료용 티타늄제품 성형방법.
The process of making preforms by blanking or CNC machining titanium or titanium alloy plates;
Heating the preform;
A lower mold having a molded surface on the upper surface of the preformed product heated in the process, and an upper mold installed to be liftable to be molded or separated from the lower mold by forming a molded surface on the lower surface, and the upper and lower parts The preform is molded with a press device including a heater installed in a mold, and the upper and lower molds are preheated with the heater, and the preform is placed on the molding surface of the lower mold, and the upper mold is placed on the lower mold. The method of forming a biomedical titanium product comprising; forming the preformed product by molding.
제1항에 있어서,
상기 예비성형품을 가열하는 과정에서는 상기 예비성형품의 두께에 따라 가열온도를 달리하되,
상기 예비성형품의 두께가 0.5~1.0T인 경우에는 130~180℃,
상기 예비성형품의 두께가 1.1~2.5T인 경우에는 185~250℃,
상기 예비성형품의 두께가 2.6~3.5T인 경우에는 255~350℃,
상기 예비성형품의 두께가 3.6~5.0T인 경우에는 355~480℃,
상기 예비성형품의 두께가 5.1~8.0T인 경우에는 485~600℃로 가열하는 것을 특징으로 하는 생체의료용 티타늄제품 성형방법.
The method of claim 1,
In the process of heating the preform, the heating temperature is varied according to the thickness of the preform,
If the thickness of the preform is 0.5 ~ 1.0T, 130 ~ 180 ℃,
If the thickness of the preform is 1.1 ~ 2.5T, 185 ~ 250 ℃,
If the thickness of the preform is 2.6~3.5T, 255~350℃,
If the thickness of the preform is 3.6 ~ 5.0T, 355 ~ 480 ℃,
When the thickness of the preform is 5.1 ~ 8.0T, biomedical titanium product molding method, characterized in that heating to 485 ~ 600 ℃.
생체의료용 티타늄제품을 성형하기 위한 것으로서,
상면에 성형면(110)이 형성된 하부금형(100)과, 저면에 성형면(210)이 형성되어 상기 하부금형(100) 상측에서 상기 하부금형(100)과 형합 또는 형분리되도록 승강가능하게 설치된 상부금형(200), 상기 상, 하부금형(200,100)에 각각 설치되는 히터(300)를 포함하며,
상기 하부금형(100)에는 상단부가 하부금형(100)의 성형면(110)에서 하측으로 이격되고 하단은 하향으로 개방되는 다수개의 하부히터삽입공(120)과, 상기 하부히터삽입공(120)의 상단부와 하부금형(100)의 성형면(110) 사이에 형성되어 상기 하부히터삽입공(120)을 상기 하부금형(100)의 성형면으로 개방시키는 다수개의 하부연통로(130)가 형성되고,
상기 상부금형(200)에는 하단부가 상부금형(200)의 성형면(210)에서 상측으로 이격되고 상단은 상향으로 개방되는 다수개의 상부히터삽입공(220)과, 상기 상부히터삽입공(220)의 상단부와 상부금형(200)의 성형면(210) 사이에 형성되어 상기 상부히터삽입공(220)의 하단부를 상기 상부금형(200)의 성형면(210)으로 개방시키는 다수개의 상부연통로(230)가 형성되어,
상기 히터(300)는 봉형상의 전기히터로 이루어져서 상기 하부히터삽입공(120) 및 상부히터삽입공(220)에 삽입설치된 것을 특징으로 하는 생체의료용 티타늄제품 성형용 프레스금형.
It is for molding biomedical titanium products,
A lower mold 100 having a molding surface 110 formed on the upper surface, and a molding surface 210 formed on the bottom surface, so that the lower mold 100 and the lower mold 100 are molded or molded apart from the upper side of the lower mold 100 Including a heater 300 installed on the upper mold 200, the upper and lower molds (200, 100), respectively,
The lower mold 100 includes a plurality of lower heater insertion holes 120 with an upper end spaced downward from the molding surface 110 of the lower mold 100 and opening downwardly, and the lower heater insertion hole 120 A plurality of lower communication paths 130 are formed between the upper end of the mold and the molding surface 110 of the lower mold 100 to open the lower heater insertion hole 120 to the molding surface of the lower mold 100, and ,
The upper mold 200 includes a plurality of upper heater insertion holes 220, wherein the lower part is spaced upward from the molding surface 210 of the upper mold 200 and the upper part is opened upward, and the upper heater insertion hole 220 A plurality of upper communication paths formed between the upper end of the upper mold 200 and the molding surface 210 of the upper mold 200 to open the lower end of the upper heater insertion hole 220 to the molding surface 210 of the upper mold 200 ( 230) is formed,
The heater 300 is a press mold for forming a biomedical titanium product, characterized in that it is made of a rod-shaped electric heater and is inserted into the lower heater insertion hole 120 and the upper heater insertion hole 220.
제3항에 있어서,
상기 하부히터삽입공(120)들은 상단부가 상기 하부금형(100)의 성형면(110)에서 동일한 간격으로 하측으로 이격되게 형성되고, 상기 상부히터삽입공(220)들은 하단부가 상기 상부금형(200)의 성형면(210)에서 동일한 간격으로 하측으로 이격되게 형성된 것을 특징으로 하는 생체의료용 티타늄제품 성형용 프레스금형.The method of claim 3,
The lower heater insertion holes 120 are formed so that their upper ends are spaced downward at equal intervals from the molding surface 110 of the lower mold 100, and the upper heater insertion holes 220 have a lower end of the upper mold 200 ), a press mold for forming a biomedical titanium product, characterized in that it is formed to be spaced downward at equal intervals on the forming surface 210 of).
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