KR20230092619A - 동시 성형 및 용접 방법 - Google Patents

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Abstract

동시 성형 및 용접 방법에 관한 발명이 개시된다. 본 발명에 따른 동시 성형 및 용접 방법은: 소재를 반복적으로 프레스하여 설정 형상으로 형성하는 연속 성형 단계; 소재의 중심부를 중심으로 하여 소재의 일측이 소재의 타측에 대향되게 소재를 굽히는 굽힘 단계; 및 소재를 용접하여 접합시키는 접합 및 용접 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

동시 성형 및 용접 방법{FORMING AND WELDING METHOD}
본 발명은 동시 성형 및 용접 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소재의 연속 성형 및 용접을 통하여 완제품을 생산할 수 있는 동시 성형 및 용접 방법에 관한 것이다.
종래 기술에서 차체 부품 제작을 위한 소재는 프레스에 의해 단발 및 연속 성형을 통하여 단품으로 생산 제작된다.
이러한 성형 공정에서는 프레스 과정과 별도 소재를 성형하기 위한 금형을 준비하여야 하므로, 공정 과정이 복잡해지고 정해진 품질의 보장이 어려운 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-2195543호(2020.12.21 등록, 발명의 명칭: 소형 자동차 부품의 성형을 위한 프레스 금형 및 그에 의한 소형 자동차 부품의 제조 방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 소재의 연속 성형 및 용접을 통하여 완제품을 생산할 수 있는 동시 성형 및 용접 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 동시 성형 및 용접 방법은: 소재를 반복적으로 프레스하여 설정 형상으로 형성하는 연속 성형 단계; 상기 소재의 중심부를 중심으로 하여 상기 소재의 일측이 상기 소재의 타측에 대향되게 상기 소재를 굽히는 굽힘 단계; 및 상기 소재를 용접하여 접합시키는 접합 및 용접 단계를 포함한다.
본 발명의 상기 굽힘 단계에서, 상기 소재의 중심부를 중심으로 복수 회 굽힘 공정한다.
본 발명의 상기 연속 성형 단계에서, 상기 소재의 중심부의 양측에는 상기 소재를 지지하는 제1클립부와 제2클립부가 장착된다.
본 발명의 상기 굽힘 단계에서, 상기 소재는 상기 소재의 중심부를 중심으로 굽혀져, 상기 제1클립부 측과 상기 제2클립부 측이 접하고, 상기 소재의 단부의 일측과 상기 소재의 단부의 타측이 접한다.
본 발명의 상기 접합 및 용접 단계에서, 상기 제1클립부 측과 상기 제2클립부 측, 및 상기 소재의 단부의 일측과 상기 소재의 단부의 타측은 각각 용접된다.
본 발명의 상기 접합 및 용접 단계에서, 상기 소재는 스팟 용접 방식에 의해 용접된다.
본 발명에 따른 동시 성형 및 용접 방법에 의하면, 소재의 연속 성형 및 용접을 통하여 완제품을 생산하여 공정 비용 및 공정 시간이 절감될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 공정 비용 및 공정 시간이 절감되어 생산성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동시 성형 및 용접 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동시 성형 및 용접 방법에서 연속 성형 단계를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동시 성형 및 용접 방법에서 굽힘 단계를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동시 성형 및 용접 방법에서 접합 및 용접 단계를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 동시 성형 및 용접 방법의 일 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동시 성형 및 용접 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동시 성형 및 용접 방법에서 연속 성형 단계를 개략적으로 나타내는 개념도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동시 성형 및 용접 방법에서 굽힘 단계를 개략적으로 나타내는 개념도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동시 성형 및 용접 방법에서 접합 및 용접 단계를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동시 성형 및 용접 방법은 연속 성형 단계(S10), 굽힘 단계(S20), 접합 및 용접 단계(S30)를 포함한다.
도 2를 참조하면, 연속 성형 단계(S10)는 소재(100)를 반복적으로 프레스하여 설정 형상으로 형성한다. 연속 성형 단계(S10)에서 프레스기(미도시)를 이용하여 소재(100)를 설정하고자 하는 형상으로 형성한다. 프레스기는 소재(100)를 반복적으로 프레스하여 설정된 형상으로 소재(100)를 형성한다.
도 2는 (a)에서 (c)로 갈수록 반복된 프레스 작업을 통해 소재(100)가 형성되는 과정이 도시되어 있다. 본 발명에서 소재(100)는 스틸, 알루미늄 등의 금속 재질을 포함하여 이루어진다.
도 2에 도시된 바와 같이 소재(100)는 프레스기의 반복적인 프레스에 의해 설정된 형상으로 형성된다. 소재(100)의 중심부(110)의 양측에는 소재(100)를 지지하는 제1클립부(111)와 제2클립부(113)가 장착된다. 소재(100)의 중심부(110)를 기분으로 중심부(110)의 양측에 배치되는 제1클립부(111)와 제2클립부(113)를 프레스기의 작동에 의해 가압되는 소재(100)를 안정적인 위치로 지지한다.
본 발명에서 제1클립부(111)와 제2클립부(113)는 소재(100)의 위치를 지지할 수 있는 일반적인 구조, 형상으로 이루어진다. 제1클립부(111)와 제2클립부(113)는 소재(100)의 이동을 위한 기구의 지그로 이용될 수 있다.
굽힘 단계(S20)는 소재(100)의 중심부(110)를 중심으로 하여 소재(100)의 일측(120)이 소재(100)의 타측(130)에 대향되게 소재(100)를 굽힌다. 도 3의 (a)에서 본 발명에서 소재(100)의 일측(120)은 소재(100)의 좌측단부 측을 의미하고, 소재(100)의 타측(130)은 소재(100)의 우측단부 측을 의미한다.
굽힘 단계(S20)에서, 프레스기를 이용하여 소재(100)의 중심부(110)를 중심으로 복수 회 굽힘 공정한다.
도 3은 (a)에서 (d)로 갈수록 반복된 프레스 작업을 통해 소재(100)가 소재(100)의 중심부(110)를 중심으로 굽혀지는 과정이 도시되어 있다.
굽힘 단계(S20)에서 반복된 프레스 작업을 통해 소재(100)는 소재(100)의 중심부(110)를 중심으로 굽혀져, 제1클립부(111) 측과 제2클립부(113) 측이 접하고, 소재(100)의 단부(도 3 (a) 기준 좌측단부)의 일측(120)과 소재(100)의 단부(도 3 (a) 기준 우측단부)의 타측(130)이 접한다.
소재(100)에서 제1클립부(111) 측과 제2클립부(113) 측이 접하고, 소재(100)의 단부(도 3 (a) 기준 좌측단부)의 일측(120)과 소재(100)의 단부(도 3 (a) 기준 우측단부)의 타측(130)이 접한 상태에서, 소재(100)는 용접기(200)로 이동된다.
용접기(200)는 제1용접기(210)와 제2용접기(220)를 포함한다. 제2용접기(220)는 제1용접기(210)의 상측에 배치된다. 제1용접기(210)와 제2용접기(220)는 개폐 가능한 구조로 이루어져, 제2용접기(220)가 승강되면서 제1용접기(210)를 개폐한다. 제2용접기(220)가 상승되면 제1용접기(210)의 제1용접팁(211)에 소재(100)가 배치된다.
상승된 제2용접기(220)가 하강되어 제2용접기(220)의 제2용접팁(221)과 제1용접기(210)의 제1용접팁(211)에 소재(100)의 양측면이 접하게 된다.
접합 및 용접 단계(S30)는 용접기(200)에서 소재(100)를 용접하여 접합시킨다. 접합 및 용접 단계(S30)에서, 제1클립부(111) 측과 제2클립부(113) 측, 및 소재(100)의 단부의 일측(120)과 소재(100)의 단부의 타측(130)은 각각 용접된다.
즉 제2용접기(220)의 제2용접팁(221)과 제1용접기(210)의 제1용접팁(211)이 소재(100)에서 접하는 제1클립부(111) 측과 제2클립부(113) 측과, 접하는 소재(100)의 단부의 일측(120)과 소재(100)의 단부의 타측(130)을 용접한다.
본 발명에서 소재(100)는 스팟 용접 방식(spot welding)에 의해 용접된다. 스팟 용접은 제2용접기(220)의 제2용접팁(221)과 제1용접기(210)의 제1용접팁(211)이 접하는 제1클립부(111) 측과 제2클립부(113) 측과, 접하는 소재(100)의 단부의 일측(120)과 소재(100)의 단부의 타측(130)에 전류를 집중시키고, 접촉된 소재(100)의 부분을 국부적으로 가열하여 소재(100)를 용접한다.
제2용접기(220)의 제2용접팁(221)과 제1용접기(210)의 제1용접팁(211)에서 국부적으로 가열된 소재(100)에는 용접부(W)가 형성된다. 본 발명에서 용접부(W)는 접하는 제1클립부(111) 측과 제2클립부(113) 측과, 접하는 소재(100)의 단부의 일측(120)과 소재(100)의 단부의 타측(130)에 제2용접팁(221)과 제1용접팁(211)의 접촉 간격 등에 따라 설정 간격을 두고 점으로 형성되거나, 연속적으로 형성될 수 있다.
본 발명에서 소재(100)는 스팟 용접 방식에 의해 용접되어 용접 시간이 단축되고, 용접시 소재(100)의 손상을 감소시켜 제품의 품질이 향상될 수 있다.
본 발명에 따른 동시 성형 및 용접 방법에 의하면, 소재의 연속 성형 및 용접을 통하여 완제품을 생산하여 공정 비용 및 공정 시간이 절감될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 공정 비용 및 공정 시간이 절감되어 생산성이 향상될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100: 소재 110: 중심부
111: 제1클립부 113: 제2클립부
120: 소재의 일측 130: 소재의 타측
200: 용접기 210: 제1용접기
211: 제1용접팁 220: 제2용접기
221: 제2용접팁 W: 용접부

Claims (6)

  1. 소재를 반복적으로 프레스하여 설정 형상으로 형성하는 연속 성형 단계;
    상기 소재의 중심부를 중심으로 하여 상기 소재의 일측이 상기 소재의 타측에 대향되게 상기 소재를 굽히는 굽힘 단계; 및
    상기 소재를 용접하여 접합시키는 접합 및 용접 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동시 성형 및 용접 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 굽힘 단계에서, 상기 소재의 중심부를 중심으로 복수 회 굽힘 공정하는 것을 특징으로 하는 동시 성형 및 용접 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연속 성형 단계에서, 상기 소재의 중심부의 양측에는 상기 소재를 지지하는 제1클립부와 제2클립부가 장착되는 것을 특징으로 하는 동시 성형 및 용접 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 굽힘 단계에서,
    상기 소재는 상기 소재의 중심부를 중심으로 굽혀져, 상기 제1클립부 측과 상기 제2클립부 측이 접하고,
    상기 소재의 단부의 일측과 상기 소재의 단부의 타측이 접하는 것을 특징으로 하는 동시 성형 및 용접 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 접합 및 용접 단계에서,
    상기 제1클립부 측과 상기 제2클립부 측, 및 상기 소재의 단부의 일측과 상기 소재의 단부의 타측은 각각 용접되는 것을 특징으로 하는 동시 성형 및 용접 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 접합 및 용접 단계에서,
    상기 소재는 스팟 용접 방식에 의해 용접되는 것을 특징으로 하는 동시 성형 및 용접 방법.
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