KR20220151990A - 고정형 혼합부를 갖는 발포성형장치 - Google Patents

고정형 혼합부를 갖는 발포성형장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20220151990A
KR20220151990A KR1020210059388A KR20210059388A KR20220151990A KR 20220151990 A KR20220151990 A KR 20220151990A KR 1020210059388 A KR1020210059388 A KR 1020210059388A KR 20210059388 A KR20210059388 A KR 20210059388A KR 20220151990 A KR20220151990 A KR 20220151990A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
foaming agent
axis direction
shell
octagonal
Prior art date
Application number
KR1020210059388A
Other languages
English (en)
Inventor
강명호
강재욱
Original Assignee
강명호
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 강명호 filed Critical 강명호
Priority to KR1020210059388A priority Critical patent/KR20220151990A/ko
Publication of KR20220151990A publication Critical patent/KR20220151990A/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34Auxiliary operations
    • B29C44/3442Mixing, kneading or conveying the foamable material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34Auxiliary operations
    • B29C44/36Feeding the material to be shaped
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34Auxiliary operations
    • B29C44/36Feeding the material to be shaped
    • B29C44/365Feeding the material to be shaped using elongate feed conduits provided with throttle devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34Auxiliary operations
    • B29C44/36Feeding the material to be shaped
    • B29C44/38Feeding the material to be shaped into a closed space, i.e. to make articles of definite length
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/46Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C2045/466Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould supplying the injection unit directly by a compounder
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/0001Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/18Feeding the material into the injection moulding apparatus, i.e. feeding the non-plastified material into the injection unit
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26Moulds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/46Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/46Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C45/53Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using injection ram or piston
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00Products made by additive manufacturing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 고정형 혼합부를 갖는 발포성형장치에 관한 것으로, 발포제를 투입하는 발포제 공급부(3); 용융수지를 투입하는 용융수지 공급부(5); 상기 발포제 공급부(3)로부터 투입된 발포제와 상기 용융수지 공급부(5)로부터 투입된 용융수지를 함께 내부로 통과시켜 혼합함으로써 발포수지 임계용액을 드는 고정형 혼합부(7); 및 상기 고정형 혼합부(7)로부터 투입되는 상기 발포수지 임계용액으로 발포성형품을 성형하는 성형부(9);를 포함하여 이루어진 발포성형장치(1)에 있어서, 상기 고정형 혼합부(7)는, 외부 몸체를 이루는 케이스(71); 및 상기 케이스(71) 내에 적층되어 공극을 이루는 단위셸(80)을 공간좌표(x,y,z) 방향으로 연속 배열하여 형성한 다공질체(73);를 포함하여 이루어지며, 상기 다공질체(73)는 연속 배치되는 다수의 상기 단위셸(80)에 의해 형성되는 다중 유로(P)를 따라 상기 발포제와 상기 용융수지를 함께 통과시킴으로써 혼합하도록 되어 있는 것을 특징으로 하며, 따라서 단위셸로 이루어진 다공질체의 외면에 외피를 두르고, 원형 횡단면의 직경방향으로 복수의 보강대를 길이방향으로 연장하여 형성하고 있으므로, 다공질체의 강도를 크게 향상시킬 수 있게 된다.

Description

고정형 혼합부를 갖는 발포성형장치{Foam Molding Machine Provided With Fixed Type Mixing Part}
본 발명은 고정형 혼합부를 갖는 발포성형장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초저비중의 발포성형품을 성형에 의해 제조하되, 이 초저비중의 발포성형품을 성형하는 데 사용되는 고정형 혼합부의 다공질체 강도를 크게 향상시킨 고정형 혼합부를 갖는 발포성형장치에 관한 것이다.
합성수지나 금속의 성형은 주로 캐비티가 형성된 고정금형(캐비티금형)과 코어가 형성된 가동금형(코어금형) 사이에 용융상태의 합성수지나 금속을 주입하고 냉각시켜서 캐비티 형상의 성형품을 얻는 것을 말한다. 이러한 성형은 주로 용융상태의 수지를 일정한 형태의 금형에 투입하고 고온, 고압으로 압축하여 제품을 생산하는 공정으로 대부분의 경우 열가소성 수지의 성형에 사용된다.
이와 달리, 고정금형이 가동금형에 의해 폐쇄되지 않는 형태의 성형 즉, 프로파일 성형은 3D 프린팅과 같이 용융수지 등을 주입하는 노즐이 고정 금형에 대해 이동하거나 반대로, 고정된 노즐에 대해 금형이 이동하면서 금형 내에 용융수지 등을 투입하여 성형품을 얻게 되는 바, 금형비를 크게 낮출 수 있고, 초대형의 물품도 성형에 의해 제작할 수 있도록 한다.
한편, 최근에는 성형물의 무게를 줄이면서 같은 형상의 제품을 제조하기 위해서, 화학발포제나 이산화탄소와 질소 등을 이용한 발포 성형물을 제조하는 방법이 시도되고 있다. 그 하나의 예로 본 출원인이 출원한 발포성형장치 및 그에 따른 발포성형방법(등록특허 제10-2218682호)을 들 수 있다.
이 발포성형장치에 의하면, 도 1에 도시된 다공질로 된 봉상체(170)를 사용하여 발포제와 용융수지를 발포수지 임계용액으로 혼합하고 있다. 그런데, 이 봉상체(170)는 다중 통로를 확보하기 위해 작은 공극을 갖는 단위셸(180)로 이루어지는 바, 발포제와 용융수지를 혼합하는 과정에서 발생하는 압력을 이기지 못하고 변형 또는 파손을 일으키는 문제점이 있었다.
KR 10-2218682
본 발명은 위와 같은 종래의 발포성형장치가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 고정형 혼합부에 의해 발포제와 용융수지를 발포수지 임계용액으로 혼합함에 있어, 혼합에 사용되는 고정형 혼합부의 다공질체의 강도를 보강함으로써, 발포수지 임계용액을 혼합할 때 발생하는 압력에도 불구하고 다수의 공극을 갖는 다공질체가 변형되거나 손상되지 않도록 하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 이러한 다공질체를 3D 프린팅으로 제작함에 있어 프린팅 과정에서 다공질체 내에 발생하는 불순물을 쉽게 제거할 수 있도록 하는 데 다른 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 발포제를 투입하는 발포제 공급부; 용융수지를 투입하는 용융수지 공급부; 상기 발포제 공급부로부터 투입된 발포제와 상기 용융수지 공급부로부터 투입된 용융수지를 함께 내부로 통과시켜 혼합함으로써 발포수지 임계용액을 드는 고정형 혼합부; 및 상기 고정형 혼합부로부터 투입되는 상기 발포수지 임계용액으로 발포성형품을 성형하는 성형부;를 포함하여 이루어진 발포성형장치에 있어서, 상기 고정형 혼합부는, 외부 몸체를 이루는 케이스; 및 상기 케이스 내에 적층되어 공극을 이루는 단위셸을 공간좌표(x,y,z) 방향으로 연속 배열하여 형성한 다공질체;를 포함하여 이루어지며, 상기 다공질체는 연속 배치되는 다수의 상기 단위셸에 의해 형성되는 다중 유로를 따라 상기 발포제와 상기 용융수지를 함께 통과시킴으로써 혼합하도록 되어 있는 고정형 혼합부를 갖는 발포성형장치를 제공한다.
또한, 상기 단위셸은 상기 유로를 형성하도록 뼈대와 공간으로 이루어진 골조구조로 된 것이 바람직하다.
또한, 상기 단위셸은, 정사각형을 하나의 둘레면으로 하여 형태가 동일한 각각의 8각기둥과, 상기 8각기둥의 둘레면 중 x축방향 8각기둥은 z축방향 둘레면에, y축방향 8각기둥은 x축방향 둘레면에, z축방향 8각기둥은 y축방향 둘레면에 각각의 상기 둘레면을 일면으로 하는 정육면체로 이루어진 각각의 단위골격 3 개의 중심을 원점에 일치시키되, 각각의 중심축선이 x축방향 8각기둥은 x축방향을 향하도록, y축방향 8각기둥은 y축방향을 향하도록, 그리고 z축방향 8각기둥은 z축방향을 향하도록 배치하여 이루어진 골조구조로 된 것이 바람직하다.
상기 다공질체는, 원통 모양의 외피; 및 상기 외피의 원형 횡단면의 직경을 따라 배치되어 길이방향으로 연장된 보강대;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 보강대는 상호 직교하도록 쌍을 이루어 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 외피는 상기 단위셸 한 개의 두께와 동일한 두께를 가지며, 상기 보강대는 상기 단위셸 두 개를 연결한 두께를 가지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 다공질체는, 상기 8각기둥의 두께와 동일한 두께를 가지는 원통 모양의 외피; 및 이웃한 상기 8각기둥 두 개와 두 개의 상기 8각기둥을 연결하는 하나의 정육면체의 두께를 모두 더한 두께를 가지며, 상기 외피의 원형 횡단면의 직경을 따라 배치되되, 상호 직교하면서 길이방향으로 연장된 한 쌍의 보강대;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 고정형 혼합부를 갖는 발포성형장치에 따르면, 발포제와 용융수지를 발포수지 임계용액으로 혼합하는 고정형 혼합부의 다공질체를 공극을 갖는 골조구조의 단위셸만으로 형성하지 않고, 다공질체의 외면에 외피를 두르고, 원형 횡단면의 직경방향으로 복수의 보강대를 길이방향으로 연장하여 형성하고 있으므로, 다공질체의 강도를 크게 향상시킬 수 있게 된다.
이에 따라, 다공질체는 발포제와 용융수지를 발포수지 임계용액으로 혼합할 때 고압이 걸리더라도, 변형되거나 손상될 것을 염려할 필요가 없게 된다. 따라서, 발포성형장치에 의한 발포체 생산 효율성을 크게 높일 수 있게 될 뿐 아니라, 발포성형장치의 운용을 경제적으로 할 수 있게 된다.
또한, 다공질체를 3D 프린팅으로 제작할 경우, 다공질체의 높이를 짧게 낮추고, 발포수지 임계용액 혼합 시에는 긴 케이스에 적층, 배치하여 사용하도록 하고 있으므로, 3D 프린팅으로 제작하는 과정에서 다공질체 내에 발생하는 불순물을 쉽게 제거할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 교반식 혼합방법에 의해 용융수지에 발포제를 혼합하여 발포 성형한 발포성형품의 예시 사진.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정형 혼합부를 갖는 발포성형장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 도 2에 도시된 고정형 혼합부의 다공질체를 확대 도시한 도면.
도 4는 도 3에 도시된 단위셸을 단위골격 별로 분리 및 합체하여 도시한 사시도.
도 5는 도 3에 도시된 다공질체의 평면 확대도.
도 6은 도 5에 도시된 다공질체의 평면 실사.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 고정형 혼합부를 갖는 발포성형장치를 첨부 도면을 참조로 상세히 설명한다.
본 발명의 발포성형장치는 도 2에 도면부호 1로 개략 도시된 바와 같이, 크게 발포제 공급부(3), 용융수지 공급부(5), 고정형 혼합부(7), 및 성형부(8)를 포함하여 이루어진다.
여기에서, 상기 발포제 공급부(3)는 발포수지 임계용액을 혼합하는 데 사용되는 발포제를 고정형 혼합부(7)로 투입, 공급하는 수단으로서, 예컨대 도 2에 도시된 것처럼, 제1 내지 제3 관로(15,16,17)와 같은 적어도 하나 이상의 관로를 통해 고정형 혼합부(7)와 연결되는 바, 고정형 혼합부(7)로의 발포제 투입지점을 하나 이상 복수로 구비하게 된다. 따라서, 발포제 공급부(3)는 예컨대, 액화이산화탄소, 액화질소, 고압수소, 스팀, 알코올 및 유기고분자 가스, 헬륨 등과 같은 발포제를 투입지점을 통해 동시에 또는 시간차를 두고 고정형 혼합부(7)로 공급한다. 특히, 발포제는 액화이산화탄소나 액화질소와 같이 고압으로 압축되어 액화된 발포제인 것이 바람직하며, 그 속성 상 상대적으로 낮은 점도를 갖는다.
상기 용융수지 공급부(5)는 위 발포제와 함께 발포수지 임계용액을 혼합하는 데 사용되는 용융수지를 고정형 혼합부(7)로 투입, 공급하는 수단으로서, 도 2에 도시된 것처럼, 고정형 혼합부(7)의 일단에 연결된다, 이때, 용융수지 공급부(5)도 도 2에는 하나만 도시되어 있지만, 필요에 따라 복수로 구비할 수 있다.
이때, 용융수지 공급부(5)는 외부에서 수지를 용융시켜 공급 받는 용기의 형태로 제작될 수 있을 뿐 아니라, 도 2에 도시된 것처럼 외부에서 투입된 수지를 직접 용융시키는 용융장치의 형태로 제작될 수도 있다. 따라서, 도 2에 도시된 용융수지 공급부(5)는 투입된 수지를 용융시키는 원통형의 실린더(51)와 이송스크류(53) 그리고 스크류 구동모터(55)로 구성되는 바, 외부에서 실린더(51) 내부로 투입된 수지를 가열수단(미도시)에 의해 가열하여 용융시키면서, 구동모터(55)를 작동시켜 이송스크류(53)에 의해 배출구(52)로 이송시키게 된다. 이에 따라 용융수지 공급부(5)에서 용융된 용융수지는 상대적으로 높은 점도를 갖는 겔(gel) 상으로(실제로는 점탄성질 상태로) 이송되어 고정형 혼합부(7)로 투입된다. 다만, 이송스크류(53)는 유압식으로 동작시킬 수 있다.
상기 고정형 혼합부(7)는 위 발포제 공급부(3)로부터 투입된 발포제와 용융수지 공급부(5)로부터 투입된 용융수지를 혼합하는 수단으로서, 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼, 외부 몸체를 이루는 케이스(71)와, 이 케이스(71) 내에 장착되는 다공질체(73)로 이루어진다.
여기에서, 상기 케이스(71)는 도시된 것처럼 중공 원통체로 이루어지는 것이 바람직하며, 다공질체(73)를 삽입할 수 있도록 상단이 개방될 수도 있다. 또, 개방된 상단을 통해 용융수지를 투입하거나, 용융수지를 투입하기 위한 투입구를 상단에 구비할 있다. 또 도 2에 도시된 것처럼 제1 내지 제3 관로(15,16,17)를 연결하기 위한 발포제 투입구가 측벽 상단에서 하방으로 연속하여 구비될 수도 있다.
상기 다공질체(73)는 발포수지 임계용액을 만드는 부분으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 내부에 미세하게 연결된 공극을 통해 다중의 유로(P)를 형성함으로써, 위와 같이 발포제 공급부(3)로부터 투입된 발포제와 용융수지 공급부(5)로부터 투입된 용융수지를 함께 내부의 다중 유로(P)로 통과시켜 혼합한다. 혼합을 위한 회전 교반날개 등이 없이도 다공질체(73)를 통해 발포제와 용융수지를 혼합하는 점에서 혼합부(7)를 고정형이라고 한다.
이때, 다공질체(73)는 원통 모양을 가지는 바, 전체가 하나의 원통체로 이루어질 수 있다. 그러나, 다공질체(73)는 예컨대, 티타늄과 알루미늄을 레이저 등으로 용융시켜 3D 프린팅에 의해 복잡한 내부 구조를 구현하여 형성한다. 따라서, 원통의 지름보다 높이를 크게 하면 3D 프린팅 시 내부에 발생한 부산물 파우더를 초음파 진동에 의해 제거하기 곤란하므로, 예컨대 케이스(71)의 높이를 300㎜로 한다면, 다공질체(73)는 각각의 높이를 30㎜로 제작하여 사용 시에는 케이스(71) 내에 10개를 적층하여 사용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 다공질체(73)는 내부에 위와 같은 다중 유로(P)를 형성하기 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 다양한 형태를 갖는 단위셸(80)에 의해 공극을 형성하고, 이들 단위셸(80)을 공간좌표(x,y,z) 방향으로 연속 배열하도록 되어 있다. 이와 같이, 단위셸(80)은 공극 즉, 다중의 유로(P)를 형성하도록 뼈대(F)와 공간(S)으로 이루어진 골조구조를 가진다.
이를 위해, 각각의 단위셸(80)은 예컨대, 도 4에 도시된 것처럼, 정사각형의 둘레면(Fx,Fy,Fz)을 갖는 8각기둥(Ox,Oy,Oz) 모양의 골격과, 이 8각기둥(Ox,Oy,Oz)의 둘레면(Fx,Fy,Fz) 중 어느 한 면에 이어져 이 한 면을 둘레면으로 하면서 정육면체(Q) 모양으로 형성된 골격에 의해 동일한 형태를 갖는 각각의 단위골격(Bx,By,Bz)을 형성한다. 따라서, 도 4에 도시된 것처럼, 8각기둥(Ox,Oy,Oz)의 둘레면 중 x축방향 8각기둥(Ox)은 z축방향 둘레면(Fz)에 이 둘레면(Fz)을 일면으로 하는 정육면체(Q)가 이어져 단위골격(Bx)이 된다. 또, 8각기둥(Ox,Oy,Oz)의 둘레면 중 y축방향 8각기둥(Oy)은 x축방향 둘레면(Fx)에 이 둘레면(Fx)을 일면으로 하는 정육면체(Q)가 이어져 단위골격(By)이 된다. 또, 8각기둥(Ox,Oy,Oz)의 둘레면 중 z축방향 8각기둥(Oz)은 y축방향 둘레면(Fy)에 이 둘레면(Fy)을 일면으로 하는 정육면체(Q)가 이어져 단위골격(Bz)이 된다. 다만, 위에서 면이라 함은 2차원 평면을 의미하는 것이 아니라, 4 개의 모서리에 직선으로 된 뼈대가 배치된 정사각형의 골격을 의미한다.
이들 각각의 단위골격(Bx,By,Bz)은 다시 각각의 중심을 도 4의 원점(O)에 일치시킴으로써, 중심축선이 x축방향 8각기둥(Ox)은 x축방향을 향하도록, y축방향 8각기둥(Oy)은 y축방향을 향하도록, 그리고 z축방향 8각기둥(Oz)은 z축방향을 향하도록 배치하여 단위셸(80)의 골조구조를 이룬다.
또한, 각각의 다공질체(73)는 발포제와 용융수지를 혼합할 때 발생하는 부하 특히, 종하중에 더욱 잘 견딜 수 있도록 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 보강 구조를 가질 수 있다. 이를 위해, 다공질체(73)는 예컨대, 외피(75)와 보강대(77)를 통해 강도 보강을 할 수 있다. 여기에서, 외피(75)는 도시된 것처럼, 원형 횡단면을 갖는 원통 모양의 중공체로 되어 있으며, 보강대(77)는 원형인 외피(75) 횡단면의 직경을 따라 배치되어 외피(75)와 연결되며, 외피(75)의 길이방향으로 연장됨으로써, 다공질체(73)를 보강한다. 이때, 보강대(77)는 도시되어 있지 않지만, 단위셸(80) 한 개의 두께로 직경을 따라 한 줄로 형성되거나, 직경을 따라 상호 직교하도록 쌍을 이루어 + 모양을 이루도록 배치될 수 있다. 또, 단위셸(80) 두 개의 두께로 직경을 따라 한 줄로 형성되거나, 도 5 및 도 6에 도시된 것처럼, 직경을 따라 상호 직교하도록 쌍을 이루어 + 모양을 이루도록 배치될 수 있다. 이때, 외피(75)는 도시된 것처럼, 단위셸(80) 한 개의 두께와 동일한 두께를 가질 수 있다.
즉, 다공질체(73)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 8각기둥(Oz)의 두께와 동일한 두께를 가지는 원통 모양의 외피(75)와, 서로 이웃한 8각기둥(Oz) 두 개와 이 두 개의 8각기둥(Oz)을 연결하는 하나의 정육면체(Q)의 두께를 모두 더한 두께를 가지는 보강대(77) 두 개를 외피(75)의 원형 횡단면의 직경을 따라 배치하여 상호 직교시킨 상태에서 외피(75)의 길이방향으로 연장시킨 한 쌍의 보강대(77)로 이루어질 수 있다.
상기 성형부(9)는 고정형 혼합부(7)로부터 투입되는 발포수지 임계용액으로 발포성형품을 성형하는 부분으로, 성형의 방법에 따라 다양한 형태로 제공될 수 있는 바, 도 2에 도시된 바와 같이, 발포수지 임계용액을 사출 성형할 때는 사출금형(9)을 사용하게 되고, 압출 또는 이형압출할 때는 압출금형을 사용하면 된다.
이제, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발포성형장치(1)의 작용을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 발포성형장치(1)에 의하면, 도 2에 도시된 바와 같이,
먼저 용융 상태로 용융수지 공급부(5)로 투입된 용융수지 또는 용융 전 상태로 투입되어 용융수지 공급부(5)에서 용융된 고점도의 용융수지를 모터(55)에 의해 또는 유압식으로 동작하는 이송스크류(53)의 회전에 의해 선단의 배출구를 통해 고정형 혼합부(7)로 투입한다.
그 다음, 발포제 공급부(3)에서 고압으로 압축된 발포제를 하나 이상의 관로(15,16,17)를 통해 고정형 혼합부(7)로 투입한다.
그리고 나서, 용융수지와 발포제를 함께 고정형 혼합부(7)의 다중 유로(P)로 통과시킴으로써, 용융수지와 발포제가 다중 유로(P)를 통과하는 동안 분산, 결집을 반복함으로써 발포수지 임계용액으로 균일하게 혼합되도록 한다. 이때, 고정형 혼합부(7)의 다공질체(73)가 티타늄과 같은 고강도의 금속 또는 플라스틱으로 이루어지므로, 다중 유로(P)의 관경 즉, 공극의 크기를 자유롭게 조정할 수 있다. 또한, 이와 같이 다중 유로(P)의 관경 즉, 내부 공간의 밀도를 조정할 수 있으므로, 다량의 발포가스를 동시에 또는 순차적으로 투입할 수도 있게 된다. 더욱이, 스크류가 회전하는 작동부분을 예컨대, 120 기압 이상으로 밀폐할 수 없는 종래의 발포수지 혼합기와 달리, 위와 같은 다중 유로(P)는 200 기압 이상이라도 밀폐하는 것이 용이하기 때문에 높은 압력으로 많은 양의 발포가스를 투입하더라도 밀폐가 가능하게 된다.
다음에, 고정형 혼합부(7)에 의해 혼합되어 주입된 발포수지 임계용액을 성형부(9)로 사출하여 발포성형품을 성형하는 바, 도 2에 도시된 바와 같이, 발포수지 사출부(13)로 주입된 발포수지 임계용액을 발포수지 사출부(13)에 모아, 모터(95)에 의해 또는 유압식으로 가동되는 플런저(93)의 전후 왕복운동에 따라 성형부(9)로 사출한다. 이때, 발포수지 임계용액을 가열부(97)로 가열하여 용융상태로 유지한다.
이후, 모터(95)나 유압장치가 동작하여 플런저(93)가 전진하면, 실린더(91) 내에 충진된 발포수지 임계용액은 사출구(92)를 통해 성형부(9)로 사출되어 발포성형품으로 성형된다.
이상에서 본 발명의 구체적인 실시를 예로 들어 설명하였으나, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
1 : 발포성형장치 3 : 발포제 공급부
5 : 용융수지 공급부 7 : 고정형 혼합부
9 : 성형부 13 : 발포수지 사출부
15, 16,17 : 제1 내지 제3 관로 51 : 실린더
53 : 이송스크류 55 : 구동모터
71 : 케이스 73 : 다공질체
75 : 외피 77 : 보강대
80 : 단위셸 F : 뼈대
Fx,Fy,Fz : 둘레면 Ox,Oy,Oz : 8각기둥
P : 다중 유로 Q : 정육면체

Claims (7)

  1. 발포제를 투입하는 발포제 공급부(3);
    용융수지를 투입하는 용융수지 공급부(5);
    상기 발포제 공급부(3)로부터 투입된 발포제와 상기 용융수지 공급부(5)로부터 투입된 용융수지를 함께 내부로 통과시켜 혼합함으로써 발포수지 임계용액을 드는 고정형 혼합부(7); 및
    상기 고정형 혼합부(7)로부터 투입되는 상기 발포수지 임계용액으로 발포성형품을 성형하는 성형부(9);를 포함하여 이루어진 발포성형장치(1)에 있어서,
    상기 고정형 혼합부(7)는,
    외부 몸체를 이루는 케이스(71); 및
    상기 케이스(71) 내에 적층되어 공극을 이루는 단위셸(80)을 공간좌표(x,y,z) 방향으로 연속 배열하여 형성한 다공질체(73);를 포함하여 이루어지며,
    상기 다공질체(73)는 연속 배치되는 다수의 상기 단위셸(80)에 의해 형성되는 다중 유로(P)를 따라 상기 발포제와 상기 용융수지를 함께 통과시킴으로써 혼합하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 고정형 혼합부를 갖는 발포성형장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단위셸(80)은 상기 다중 유로(P)를 형성하도록 뼈대(F)와 공간으로 이루어진 골조구조로 된 것을 특징으로 하는 고정형 혼합부를 갖는 발포성형장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 단위셸(80)은,
    정사각형을 하나의 둘레면으로 하여 형태가 동일한 각각의 8각기둥(Ox,Oy,Oz)과, 상기 8각기둥(Ox,Oy,Oz)의 둘레면 중 x축방향 8각기둥(Ox)은 z축방향 둘레면(Fz)에, y축방향 8각기둥(Oy)은 x축방향 둘레면(Fx)에, z축방향 8각기둥(Oz)은 y축방향 둘레면(Fy)에 각각의 상기 둘레면(Fx,Fy,Fz)을 일면으로 하는 정육면체(Q)로 이루어진 각각의 단위골격(Bx,By,Bz) 3 개의 중심을 원점(O)에 일치시키되, 각각의 중심축선이 x축방향 8각기둥(Ox)은 x축방향을 향하도록, y축방향 8각기둥(Oy)은 y축방향을 향하도록, 그리고 z축방향 8각기둥(Oz)은 z축방향을 향하도록 배치하여 이루어진 골조구조로 된 것을 특징으로 하는 고정형 혼합부를 갖는 발포성형장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다공질체(73)는,
    원통 모양의 외피(75); 및
    상기 외피(75)의 원형 횡단면의 직경을 따라 배치되어 길이방향으로 연장된 보강대(77);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고정형 혼합부를 갖는 발포성형장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 보강대(77)는 상호 직교하도록 쌍을 이루어 배치되는 것을 특징으로 하는 고정형 혼합부를 갖는 발포성형장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 외피(75)는 상기 단위셸(80) 한 개의 두께와 동일한 두께를 가지며,
    상기 보강대(77)는 상기 단위셸(80) 두 개를 연결한 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 고정형 혼합부를 갖는 발포성형장치.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 다공질체(73)는,
    상기 8각기둥(Oz)의 두께와 동일한 두께를 가지는 원통 모양의 외피(외피z); 및
    이웃한 상기 8각기둥(Oz) 두 개와 두 개의 상기 8각기둥(Oz)을 연결하는 하나의 정육면체(Q)의 두께를 모두 더한 두께를 가지며, 상기 외피(외피z)의 원형 횡단면의 직경을 따라 배치되되, 상호 직교하면서 길이방향으로 연장된 한 쌍의 보강대(77);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고정형 혼합부를 갖는 발포성형장치.
KR1020210059388A 2021-05-07 2021-05-07 고정형 혼합부를 갖는 발포성형장치 KR20220151990A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210059388A KR20220151990A (ko) 2021-05-07 2021-05-07 고정형 혼합부를 갖는 발포성형장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210059388A KR20220151990A (ko) 2021-05-07 2021-05-07 고정형 혼합부를 갖는 발포성형장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220151990A true KR20220151990A (ko) 2022-11-15

Family

ID=84041818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210059388A KR20220151990A (ko) 2021-05-07 2021-05-07 고정형 혼합부를 갖는 발포성형장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220151990A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102218682B1 (ko) 2019-08-13 2021-02-22 강명호 발포성형장치 및 그에 따른 발포성형방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102218682B1 (ko) 2019-08-13 2021-02-22 강명호 발포성형장치 및 그에 따른 발포성형방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104349879B (zh) 纤维增强塑料的成形方法及其成形装置
US3671168A (en) Low heat capacity mold for injection molding
JP6006797B2 (ja) 複合材料から円筒状部品を製造する方法および装置
KR20220151990A (ko) 고정형 혼합부를 갖는 발포성형장치
CN113103480A (zh) 一种用于大型固体火箭发动机壳体缠绕的分体式金属芯模
AU2003269622A1 (en) Cooling tube and method of use thereof
JP2010110934A (ja) 中空品の成形装置及び成形方法
JPH04208425A (ja) 中空体の製造法
KR102218682B1 (ko) 발포성형장치 및 그에 따른 발포성형방법
KR102069098B1 (ko) 발포 성형장치 및 이에 의한 발포 성형방법
CN104136194A (zh) 吹塑成型装置和吹塑成型容器的制造方法
Li et al. Recent advances on fluid assisted injection molding technique
US3879155A (en) Closed cell foam plastic molding apparatus
KR101656310B1 (ko) 블로우 성형방식을 가미하여 사출성형제품을 제조하는 방법
CN103692539A (zh) 一种节能型墙体模块的生产工艺及生产设备
CN108819154B (zh) 一种便于快速冷却的汽车内饰件模具
ITBZ20000051A1 (it) Procedimento di iniettofusione per la produzione di tappi o similiaventi spessore notevole.
CN107645982B (zh) 用于通过塑料吹塑生产具有凸缘的大体积容器的方法和装置
KR102651330B1 (ko) 다단가압 주조 공법용 금형 장치
CN218232248U (zh) 一种注装球形炸药模具
CN213972414U (zh) 一种汽车饰件用冷却工装
CN111531776A (zh) 一种发泡主体及其加工方法
CN1804020B (zh) 用于制造去污用品的装置、设备和方法及去污用品的用途
JP5202173B2 (ja) 樹脂発泡成形体の製造装置及び製造方法
KR102444788B1 (ko) 수소저장용기 제작용 금형 어셈블리 및 이것을 이용한 수소저장용기 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
J201 Request for trial against refusal decision