KR20230140747A

KR20230140747A - 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형

Info

Publication number: KR20230140747A
Application number: KR1020220039390A
Authority: KR
Inventors: 정한석
Original assignee: 주식회사 한성알미늄
Priority date: 2022-03-30
Filing date: 2022-03-30
Publication date: 2023-10-10

Abstract

압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형에 관한 기술이 개시된다. 상기 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형은 유입되는 압출소재로부터 압출성형물의 내부형상을 성형하는 맨드렐이 마련되는 코어금형, 상기 코어금형과 결합되며 상기 압출성형물의 외부형상을 성형하는 베어링면을 포함하는 천공홀이 마련되는 다이 및 상기 천공홀에 인접하여 상기 압출소재가 유입되는 상기 다이의 일면에 마련되며 상기 천공홀을 통해 외부로 유출되는 상기 압출소재의 적어도 일부가 경유하는 저항부를 포함한다. 상기 압출소재의 상기 적어도 일부가 경유하는 상기 저항부의 일면의 일부는 상기 저항부의 상기 일면의 다른 일부와 서로 다른 높이를 가진다. 상기 저항부는 복수의 단위 저항부들을 포함할 수 있다. 상기 다이의 상기 일면에 대한 상기 저항부의 상기 일면의 돌출 높이는 조절될 수 있다.
본 명세서에서 개시하는 기술은 복수의 단위 저항부들을 포함하는 저항부와 상기 복수의 단위 저항부들 중 적어도 하나에 작용하는 스페이서의 일면에 마련되는 적어도 하나의 돌출부 또는 높이조절부의 일면에 마련되는 적어도 하나의 돌출부를 통하여 상기 저항부의 상기 일면의 돌출 높이와 돌출 형상을 조절함으로써 압출공정과정에서 공정변수가 발생하더라도 압출성형물의 형상왜곡을 방지할 수 있는 효과를 제공해 줄 수 있다.

Description

압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형{extrusion mold with resistance member for controlling flow of extruding materials}

본 명세서에 개시하는 기술은 대체로 압출금형에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형에 관한 것이다.

일반적으로 압출금형은 압출온도로 가열한 빌렛(Billet)을 통과시켜 원하는 형태의 제품을 제조하는 용도로 활용된다. 하나의 압출기로 다양한 형태의 제품을 제조할 수 있고, 다양한 재료의 활용이 가능하여 압출금형은 산업현장에서 많이 활용되고 있다.

특히, 알루미늄은 전기적인 양도체로서 비중이 낮고, 대기 중에서 내식성이 좋고, 인체에 무해하여 자동차 등 다양한 분야에서 압출소재로 사용되고 있다. 또한, 알루미늄은 연성, 전성 등의 특성이 있어 거의 모든 행태로 가공이 가능하여 알루미늄을 소재로 하는 제품 대부분은 압출공정을 통하여 생산되고 있는 실정이다.

압출공정의 경우 코어금형과 다이 사이에 마련되는 용접실(welding chamber)을 경유하여 다이의 천공홀의 베어링면 및 맨드렐을 통과하여 압출성형물을 성형하는 과정에서 압출성형물의 형상이 왜곡되는 문제점이 있다.

압출금형과 관련된 종래기술로는 대한민국등록특허 KR 제10-1849498호 “알루미늄 압출장치” 등이 있다. 종래기술은 압출소재인 알루미늄 원재인 잉곳의 압출 작업이 용이하게 이루어지며 부수적으로 압출된 알루미늄 성형물의 형상 보정이 가능하도록 이루어진 알루미늄 압출장치 및 작업상 안정성을 높일 수 있도록 하는 추가 구성이 구비된 알루미늄 압출장치에 관한 기술을 개시하고 있다. 하지만, 종래기술은 압출소재의 흐름제어에 대해서는 개시하고 있지 않다.

본 명세서에서 개시하는 기술은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 베어링면을 포함하는 천공홀에 인접하여 다이의 일면에 마련되는 저항부를 통하여 상기 천공홀 또는 상기 베어링면으로 유입되는 압출소재의 흐름을 조절함으로써 압출성형물의 형상왜곡을 방지할 수 있는 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형에 관한 기술을 제공하는 것이다.

일 실시 예에 있어서, 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형에 관한 기술이 개시(disclosure)된다. 상기 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형은 유입되는 압출소재로부터 압출성형물의 내부형상을 성형하는 맨드렐이 마련되는 코어금형, 상기 코어금형과 결합되며 상기 압출성형물의 외부형상을 성형하는 베어링면을 포함하는 천공홀이 마련되는 다이 및 상기 천공홀에 인접하여 상기 압출소재가 유입되는 상기 다이의 일면에 마련되며 상기 천공홀을 통해 외부로 유출되는 상기 압출소재의 적어도 일부가 경유하는 저항부를 포함한다. 상기 압출소재의 상기 적어도 일부가 경유하는 상기 저항부의 일면의 일부는 상기 저항부의 상기 일면의 다른 일부와 서로 다른 높이를 가진다.

상기 압출소재가 유입되는 상기 다이의 상기 일면에는 상기 천공홀에 인접하여 함몰부가 마련될 수 있다. 상기 저항부는 상기 함몰부에 탈부착 가능하게 마련될 수 있다.

상기 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형은 상기 저항부와 상기 함몰부의 바닥 사이에 마련되는 스페이서를 더 포함할 수 있다.

상기 저항부는 복수의 단위 저항부들을 포함할 수 있다. 상기 저항부에 대향하는 상기 스페이서의 일면에는 상기 복수의 단위 저항부들 중 적어도 하나에 작용하는 적어도 하나의 돌출부가 마련될 수 있다.

상기 다이의 상기 일면에 대한 상기 저항부의 상기 일면의 돌출 높이는 조절될 수 있다.

상기 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형은 상기 저항부에 작용하여 상기 저항부의 상기 일면의 돌출 높이를 조절하는 높이조절부를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 다이에는 상기 함몰부와 연결되는 통로가 마련될 수 있으며, 상기 높이조절부는 상기 통로에 마련될 수 있다.

상기 높이조절부는 상기 통로를 통한 이동과정에서 상기 저항부의 바닥면에 작용하여 상기 저항부의 상기 일면의 돌출 높이를 조절할 수 있다.

일례로, 상기 저항부는 경사진 바닥면을 가질 수 있다. 상기 저항부에 대향하는 상기 높이조절부의 일면은 상기 저항부의 상기 경사진 바닥면에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 상기 높이조절부는 상기 통로를 통한 이동과정에서 상기 높이조절부의 상기 일면이 상기 저항부의 상기 경사진 바닥면에 작용하여 상기 저항부의 상기 돌출 높이를 조절할 수 있다.

상기 저항부는 복수의 단위 저항부들을 포함할 수 있다. 상기 저항부에 대향하는 상기 높이조절부의 일면에는 상기 복수의 단위 저항부들 중 적어도 하나에 작용하는 적어도 하나의 돌출부가 마련될 수 있다.

본 명세서에서 개시하는 기술은 베어링면을 포함하는 천공홀에 인접하여 다이의 일면에 마련되는 저항부를 통하여 상기 천공홀 또는 상기 베어링면을 통하여 외부로 유출되는 압출소재의 흐름을 조절함으로써 압출성형물의 형상왜곡을 방지할 수 있는 효과를 제공해 줄 수 있다.

또한, 본 명세서에서 개시하는 기술은 높이조절부를 통하여 압출소재의 적어도 일부가 경유하는 저항부의 일면의 돌출 높이를 조절할 수 있어 압출공정과정에서 공정변수가 발생하더라도 상기 높이조절부를 통해 상기 저항부의 상기 돌출 높이를 조절함으로써 상기 공정변수가 발생하더라도 압출성형물의 형상왜곡을 방지할 수 있는 효과를 제공해 줄 수 있다.

또한, 본 명세서에서 개시하는 기술은 복수의 단위 저항부들을 포함하는 저항부와 상기 복수의 단위 저항부들 중 적어도 하나에 작용하는 스페이서의 일면에 마련되는 적어도 하나의 돌출부 또는 높이조절부의 일면에 마련되는 적어도 하나의 돌출부를 통하여 상기 저항부의 상기 일면의 돌출 높이와 돌출 형상을 조절함으로써 압출공정과정에서 공정변수가 발생하더라도 압출성형물의 형상왜곡을 방지할 수 있는 효과를 제공해 줄 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

전술한 내용은 이후 보다 자세하게 기술되는 사항에 대해 간략화된 형태로 선택적인 개념만을 제공한다. 본 내용은 특허 청구 범위의 주요 특징 또는 필수적 특징을 한정하거나, 특허청구범위의 범위를 제한할 의도로 제공되는 것은 아니다.

도 1은 일반적인 압출금형 및 압출공정을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 명세서에서 개시하는 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형의 코어금형 및 다이의 일례를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 명세서에서 개시하는 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형의 일 실시 예를 평면도 및 단면도로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 명세서에서 개시하는 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형의 저항부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 명세서에서 개시하는 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형의 스페이서(spacer)를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 명세서에서 개시하는 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형의 높이조절부를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명하고 자 한다. 본문에서 달리 명시하지 않는 한, 도면의 유사한 참조번호들은 유사한 구성요소들을 나타낸다. 상세한 설명, 도면들 및 청구항들에서 상술하는 예시적인 실시 예들은 한정을 위한 것이 아니며, 다른 실시 예들이 이용될 수 있으며, 여기서 개시되는 기술의 사상이나 범주를 벗어나지 않는 한 다른 변경들도 가능하다. 본 기술분야의 통상의 기술자는 본 개시의 구성요소들, 즉 여기서 일반적으로 기술되고, 도면에 기재되는 구성요소들을 다양하게 다른 구성으로 배열, 구성, 결합, 도안할 수 있으며, 이것들의 모두는 명백하게 고안되며, 본 개시의 일부를 형성하고 있음을 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 도면에서 여러 층(또는 막), 영역 및 형상을 명확하게 표현하기 위하여 구성요소의 폭, 길이, 두께 또는 형상 등은 과장되어 표현될 수도 있다.

일 구성요소가 다른 구성요소에 "마련"이라고 언급되는 경우, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접 마련되는 경우는 물론, 이들 사이에 추가적인 구성요소가 개재되는 경우도 포함할 수 있다.

일 구성요소가 다른 구성요소에 "작용"이라고 언급되는 경우, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접 작용되는 경우는 물론, 이들 사이에 추가적인 구성요소가 개재되는 경우도 포함할 수 있다.

개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용된 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 기술자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

도 1은 일반적인 압출금형 및 압출공정을 보여주는 도면이다. 도 1의 (a)는 일반적인 압출금형의 단면도이다. 도 1의 (b)는 도 1의 (a)의 절단선을 통해 절단한 일반적인 압출금형으로 성형된 형상 왜곡이 발생한 압출성형물(52)을 보여주는 도면이다. 도 1의 (c) 내지 (e)는 각각 압출소재(50)의 가압수단의 일례인 램(40, ram)에 의해 유입되는 압출소재(50)가 일반적인 압출금형의 포트홀(16)에 의해 분기되는 모습, 용접실(26)에서 접합되는 모습 및 맨드렐(14)과 베어링면(24)을 통하여 압출성형물(52)이 압출되는 모습을 보여주는 도면이다. 도 2는 본 명세서에서 개시하는 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형(100)의 코어금형(110) 및 다이(120)의 일례를 보여주는 도면이다. 도 2의 (a)는 다이(120)에 대향하는 코어금형(110)의 모습을 보여주는 도면이며, (b)는 코어금형(110)에 대향하는 다이(120)의 모습을 보여주는 도면이다. 도 3은 본 명세서에서 개시하는 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형(100)의 일 실시 예를 평면도 및 단면도로 나타낸 도면이다. 도 3의 (a)는 코어금형(110)을 보여주는 도면이다. 도 3의 (b)는 다이(120)를 보여주는 도면이다. 도 3의 (c)는 코어금형(110)과 다이(120)를 결합한 후 AA'선에 따른 단면도를 보여주는 도면이다. 도 4는 본 명세서에서 개시하는 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형(100)의 저항부(130)를 설명하기 위한 도면이다. 도 4의 (a)는 다이(120)의 평면도이며, 도 4의 (b)는 도 4의 (a)에서 점선으로 표시한 부분의 BB'선에 따른 단면도를 보여주는 도면이다. 도 4의 (b)는 설명의 편의상 저항부(130)가 마련되는 다이(120)의 일면을 기준으로 개념적으로 간략하게 표현한 도면이다. 도 5는 본 명세서에서 개시하는 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형의 스페이서(spacer)를 설명하기 위한 도면이다. 도 5의 (a) 및 (b)는 도 4의 (a)에서 점선으로 표시한 부분의 BB'선에 따른 단면도를 보여주는 도면이다. 도 5의 (a) 및 (b)는 설명의 편의상 저항부(130)가 마련되는 다이(120)의 일면을 기준으로 개념적으로 간략하게 표현한 도면이다. 도 5의 (a)는 저항부(130)와 함몰부(125)의 바닥 사이에 마련된 스페이서(140)를 보여주는 도면이다. 도 5의 (b)는 복수의 단위 저항부들(132)를 포함하는 저항부(130)와 함몰부(125)의 바닥 사이에 마련되며 적어도 하나의 돌출부(142)를 포함하는 스페이서(140)를 보여주는 도면이다. 도 6은 본 명세서에서 개시하는 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형의 높이조절부를 설명하기 위한 도면이다. 도 6의 (a) 및 (b)는 도 4의 (a)에서 점선으로 표시한 부분의 BB'선에 따른 단면도를 보여주는 도면이다. 도 6의 (a) 및 (b)는 설명의 편의상 저항부(130)가 마련되는 다이(120)의 일면을 기준으로 개념적으로 간략하게 표현한 도면이다. 도 6의 (a)는 다이(120)의 통로(126)에 마련되는 높이조절부(150)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 6의 (a)에 도시된 화살표는 높이조절부(150)의 이동방향 및 이에 대응되는 저항부(130)의 이동방향을 예로서 나타낸 것이다. 도 6의 (b)는 복수의 단위 저항부들(132)를 포함하는 저항부(130)와 다이(120)의 통로(126)에 마련되며 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 높이조절부(150) 및 이들의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

이하 도면을 참조하여 본 명세서에서 개시하는 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형(100)에 대하여 설명하기로 한다. 이하 설명의 편의상 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형(100)을 간단히 압출금형(100)이라 칭하기로 한다.

도면을 참조하면, 압출금형(100)은 코어금형(110), 다이(120) 및 저항부(130)를 포함한다. 몇몇 다른 실시 예들에 있어서, 압출금형(100)은 선택적으로(optionally) 스페이서(140) 및 높이조절부(150)를 더 포함할 수 있다.

코어금형(110)에는 유입되는 압출소재로부터 압출성형물의 내부형상을 성형하는 맨드렐(114, mandrel)이 마련된다. 도면에는 코어금형몸체(112)로부터 돌출되어 마련되는 맨드렐(114)이 예로서 표현되어 있다. 맨드렐(114)은 상기 압출성형물의 상기 내부형상에 대응하여 다양한 형상으로 마련될 수 있다.

코어금형(110)은 맨드렐(114) 주위에 마련되어 유입되는 상기 압출소재를 복수로 분기하는 복수의 포트홀들(116, porthole)을 포함한다. 코어금형(110)은 연결부(118, leg)를 통해 코어금형(110)의 몸체의 가운데에 위치하는 맨드렐(114)과 맨드렐(114) 주위의 코어금형몸체(112) 부분에 마련되는 복수의 포트홀들(116)을 포함한다. 맨드렐(114)은 관 형상의 압출성형물의 내부 즉, 중공부분을 성형하는 역할을 수행한다. 맨드렐(114)은 성형하고자 하는 압출성형물의 형상에 따라 모양이 다양하게 변경될 수 있다. 복수의 포트홀들(116)은 압출소재인 빌렛이 용융되어 이동하는 통로의 역할을 수행한다. 도면에는 4개의 포트홀(116)이 예로서 표현되어 있으나 포트홀(116)의 개수는 필요에 따라 달라질 수 있다. 상기 압출소재로는 연성, 전성 등의 특성이 있어 거의 모든 행태로 가공이 가능한 알루미늄이 사용될 수 있으나 이에 한정되지 않고 다양한 소재가 사용될 수 있다.

다이(120)는 코어금형(110)과 결합되며, 다이(120)에는 상기 압출성형물의 외부형상을 성형하는 베어링면(123)을 포함하는 천공홀(122)이 마련된다. 코어금형(110)과 다이(120)는 코어금형다이결속부(미도시)를 통하여 상호 결합될 수 있다. 이 경우, 코어금형(110)에 마련되는 제1형상(예, 구멍)과 다이(120)에 마련되는 상기 제1형상에 대응되는 형상을 가지는 제2형상(예, 돌기)을 상호 체결함으로써 코어금형(110)과 다이(120)는 정렬되어 상호 결합될 수도 있다.

베어링면(123)은 상기 압출성형물의 상기 외부형상에 대응하여 다양한 형상으로 천공홀(122) 즉, 천공홀(122)의 내면에 마련될 수 있다. 베어링면(123)은 관 형상의 압출성형물의 외부 즉, 압출성형물의 외형을 성형하는 역할을 수행한다. 베어링면(123)은 성형하고자 하는 압출성형물의 형상에 따라 모양이 다양하게 변경될 수 있다.

한편, 다이(120)에는 함몰부(125)가 마련될 수 있다. 함몰부(125)는 상기 압출소재가 유입되는 다이(120)의 일면에 천공홀(122)에 인접하여 마련될 수 있다.

또 한편, 다이(120)에는 함몰부(125)와 연결되는 통로(126)가 마련될 수 있다. 함몰부(125)와 연결되는 한 통로(126)의 위치, 형상 등에는 제한이 없다. 도면에는 외부로부터 다이몸체(121)의 측면을 관통하여 함몰부(125)까지 연장되는 통로(126)가 예로서 표현되어 있다.

코어금형(110)과 다이(120) 사이에는 복수로 분기된 상기 압출소재가 유입되는 용접실(124, welding chamber)이 마련된다. 일례로, 용접실(124)은 다이몸체(121)에 함몰형상으로 마련될 수 있다. 다르게는, 용접실(124)은 다이몸체(121)에 마련되는 함몰형상과 다이몸체(121)에 대향하는 코어금형몸체(112)에 마련되는 함몰형상 또는 돌출형상에 의해 마련될 수도 있다. 용접실(124)은 복수의 포트홀들(116)을 통하여 유입되는 용융상태의 압출소재가 접합 또는 재결합되는 장소의 역할을 수행한다. 용접실(124)의 형상은 필요에 따라 달라질 수 있다.

상기 압출성형물은 천공홀(122) 또는 맨드렐(114)과 베어링면(123) 사이의 공간을 통하여 외부로 배출된다. 천공홀(122) 또는 맨드렐(114)과 베어링면(123) 사이의 공간은 용접실(124)과 연통된다. 구체적으로 설명하면, 코어금형(110)으로 유입되는 압출소재는 코어금형(110)의 복수의 포트홀들(116)에 의해 분기되어 용접실(124)로 유입된 후 접합 또는 재결합된다. 접합 또는 재결합된 상기 압출소재는 맨드렐(114) 및 맨드렐(114)의 끝단에 인접한 다이(120)의 천공홀(122)의 내면 즉, 베어링면(123)을 통하여 압출되어 압출성형물로 성형된다. 한편, 베어링면(123)은 천공홀(122)에 위치하는 맨드렐(114)의 위치에 따라 천공홀(122) 내면에서 그 위치가 이동할 수 있다.

저항부(130)는 천공홀(122)에 인접하여 상기 압출소재가 유입되는 다이(120)의 일면에 마련되며, 천공홀(122)을 통해 외부로 유출되는 상기 압출소재의 적어도 일부가 경유한다. 상기 압출소재의 상기 적어도 일부가 경유하는 저항부(130)의 일면의 일부는 저항부(130)의 상기 일면의 다른 일부와 서로 다른 높이를 가진다. 천공홀(122) 또는 맨드렐(114)과 베어링면(123) 사이의 공간을 통해 외부로 유출되는 상기 압출소재는 저항부(130)를 경유함으로써 저항부(130)와의 마찰, 접촉 등에 의해 유속, 외부로 유출되는 유량 등과 같은 상기 압출소재의 흐름이 변경된다. 본 기술의 압출금형(100)은 저항부(130)를 통하여 상기 압출소재의 흐름을 제어할 수 있는 효과를 제공해 줄 수 있다. 특히, 본 기술의 압출금형(100)은 상기 압출소재의 상기 적어도 일부가 경유하는 저항부(130)의 상기 일면의 상기 일부와 저항부(130)의 상기 일면의 상기 다른 일부의 높이를 서로 달리함으로써 상기 압출소재의 흐름을 보다 효과적으로 제어할 수 있는 효과를 제공해 줄 수 있다. 도면에는 4개의 저항부(130)가 예시되어 있으나 저항부(130)의 개수에는 제한이 없다.

다이(120)의 상기 일면에 대한 저항부(130)의 돌출 높이, 저항부(130)의 상기 일면의 상기 일부와 저항부(130)의 상기 일면의 상기 다른 일부의 높이는 필요에 따라 사전에 미리 설정될 수 있으며, 후술하는 스페이서(140) 또는 높이조절부(150)를 통하여 조절도 가능하다. 상기 압출소재는 저항부(130)를 경유하여 천공홀(122) 또는 맨드렐(114)과 베어링면(123) 사이의 공간을 통해 외부로 유출되는 과정에서 저항부(130)에 의해 유속, 유량 등과 같은 흐름이 제어될 수 있다. 본 명세서에서 개시하는 압출금형(100)은 저항부(130)를 통하여 천공홀(122) 또는 맨드렐(114)과 베어링면(123) 사이의 공간을 통해 외부로 유출되는 상기 압출소재의 흐름을 제어할 수 있어 압출성형물의 형상왜곡을 방지할 수 있는 효과를 제공해 줄 수 있다. 본 명세서에서 개시하는 돌출이라는 용어는 다이(120)의 상기 일면에서 돌출되는 저항부(130)의 돌출을 의미할 뿐만 아니라 다이(120)의 함몰부(125)의 바닥면을 기준으로 한 함몰부(125)의 측면의 함몰부(125)의 상기 바닥면에 대한 돌출의 의미를 포함하는 용어임을 밝혀둔다.

한편, 저항부(130)는 함몰부(125)에 탈부착 가능하게 마련될 수 있다.

스페이서(140)는 저항부(130)와 함몰부(125)의 바닥 사이에 마련될 수 있다. 스페이서(140)는 다이(120)의 상기 일면 또는 다이(120)의 상기 바닥으로부터 돌출되는 저항부(130)의 높이를 조절할 수 있다. 도 5의 (a)에 예시된 바와 같이, 저항부(130)와 함몰부(125)의 상기 바닥 사이에 스페이서(140)를 마련함으로써 다이(120)의 일면 또는 다이(120)의 상기 바닥에서 돌출되는 저항부(130)의 돌출 높이를 조절할 수 있다. 물론 저항부(130)와 함몰부(125)의 상기 바닥 사이에 스페이서(140)를 마련함으로써 다이(120)의 일면에서 함몰되는 함몰부(125)의 함몰 높이를 조절할 수 있다. 스페이서(140)를 통한 저항부(130)의 돌출 높이 조절을 통해 천공홀(122) 또는 맨드렐(114)과 베어링면(123) 사이의 공간을 통해 외부로 유출되는 상기 압출소재가 저항부(130)와 부딪히는 양상을 조절할 수 있고 이를 통해 천공홀(122) 또는 맨드렐(114)과 베어링면(123) 사이의 공간을 통해 외부로 유출되는 상기 압출소재의 흐름을 제어할 수 있다.

일례로, 도 5의 (b)에 예로서 도시한 바와 같이, 저항부(130)는 복수의 단위 저항부들(132)을 포함할 수 있다. 저항부(130)에 대향하는 스페이서(140)의 일면에는 복수의 단위 저항부들(132) 중 적어도 하나에 작용하는 적어도 하나의 돌출부(141)가 마련될 수 있다. 스페이서(140)의 상기 일면에 마련되는 돌출부(141) 즉, 스페이서 돌출부(141)는 하나 또는 복수개 마련될 수 있다. 스페이서 돌출부(141)가 복수개로 마련되는 경우 스페이서(140)의 상기 일면에서 돌출되는 복수개의 스페이서 돌출부(141) 각각의 돌출 높이는 동일할 수 있다. 다르게는, 도 5의 (b)에 예로서 도시한 바와 같이, 스페이서 돌출부(141)가 복수개로 마련되는 경우 스페이서(140)의 상기 일면에서 돌출되는 복수개의 스페이서 돌출부(141) 중 일부의 돌출 높이는 복수개의 스페이서 돌출부(141) 중 다른 일부의 돌출 높이와 다르게 마련될 수도 있다. 스페이서(140)의 상기 일면에서 돌출되는 복수개의 스페이서 돌출부(141)의 돌출 높이 조절을 통하여 다이(120)의 상기 일면에 대한 복수의 단위 저항부들(132)의 각각의 상대적인 돌출 높이를 조절할 수 있다. 이를 통하여 본 명세서에서 개시하는 압출금형(100)은 천공홀(122) 또는 베어링면(123)을 통하여 외부로 유출되는 압출소재의 흐름을 조절할 수 있다. 이를 통하여 본 명세서에서 개시하는 압출금형(100)은 압출공정과정에서 공정변수가 발생하더라도 압출성형물의 형상왜곡을 방지할 수 있는 효과를 제공해 줄 수 있다. 저항부(130)가 복수의 단위 저항부들(132)을 포함하는 경우, 저항부(130)는 복수의 단위 저항부들(132)이 스페이서 돌출부(141)에 의해 안정적으로 이동하도록 가이드 하고, 복수의 단위 저항부들(132)이 서로 밀착될 수 있도록 하는 가이드부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 가이드부는 예로서 관형의 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 복수의 단위 저항부들(132)은 상기 가이드부의 내부 통로에 마련될 수 있다.

다이(120)의 상기 일면에 대한 저항부(130)의 상기 일면의 돌출 높이는 조절될 수 있다.

높이조절부(150)는 저항부(130)에 작용하여 저항부(130)의 돌출 높이를 조절할 수 있다. 높이조절부(150)는 다이(120)의 통로(126)에 마련될 수 있다.

일례로, 높이조절부(150)는 통로(126)를 통한 이동과정에서 저항부(130)의 바닥면에 작용하여 저항부(130)의 상기 일면의 돌출 높이를 조절할 수 있다. 높이조절부(150)를 통한 저항부(130)의 돌출 높이 조절을 통해 천공홀(122) 또는 맨드렐(114)과 베어링면(123) 사이의 공간을 통해 외부로 유출되는 상기 압출소재가 저항부(130)와 부딪히는 양상을 조절할 수 있고 이를 통해 천공홀(122) 또는 맨드렐(114)과 베어링면(123) 사이의 공간을 통해 외부로 유출되는 상기 압출소재의 흐름을 제어할 수 있다.

다른 예로, 저항부(130)는 경사진 바닥면을 가질 수 있다. 저항부(130)에 대향하는 높이조절부(150)의 일면은 저항부(130)의 상기 경사진 바닥면에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 높이조절부(150)는 통로(126)를 통한 이동과정에서 높이조절부(150)의 상기 일면이 저항부(130)의 상기 경사진 바닥면에 작용하여 저항부(130)의 상기 일면의 돌출 높이를 조절할 수 있다. 도 6에는 경사진 바닥면을 가지는 저항부(130)로서 삼각형 빗변의 형상을 가지는 경우가 예시되어 있다. 상기 예시는 이해를 위한 예시로서 저항부(130)의 상기 경사진 바닥면은 원호의 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 또한, 도 6에는 삼각형 빗변의 형상을 가지는 저항부(130)의 바닥면의 형상에 대응되게 삼각형 빗변의 형상을 가지는 높이조절부(150)의 일면이 예로서 표현되어 있다. 높이조절부(150)의 상기 일면의 형상은 저항부(130)의 바닥면의 형상에 대응하여 변경될 수 있다.

한편, 높이조절부(150)의 외면에는 나사산이 마련될 수 있다. 이에 대응하여 통로(126)의 내면에는 높이조절부(150)의 상기 나사산에 대응되는 나사산이 마련될 수 있다. 높이조절부(150)의 상기 외면에 마련되는 상기 나사산과 통로(126)의 상기 내면에 마련되는 상기 나사산과의 나사결합을 통하여 높이조절부(150)는 통로(126)를 따라 이동할 수 있고, 이동된 위치에서 안정적으로 정지할 수 있다. 이를 통해 높이조절부(150)는 저항부(130)가 다이(120)의 일면에서 돌출되는 돌출 높이를 조절하고, 상기 돌출 높이를 안정적으로 유지할 수 있다.

또 한편, 도 6에는 저항부(130)에 작용하는 작용부(152)와 작용부(152)에 작용하여 작용부(152)를 이동시키는 이동부(154)로 마련되는 높이조절부(150)가 예시되어 있다. 작용부(152)는 이동부(154)에 탈부착 가능하게 결합될 수 있다. 이 경우, 작용부(152)는 예로서 측면에 마련되는 결합부(미도시, 예로서 돌기)가 통로(126)의 상기 내면에 상기 결합부에 대응되는 형상으로 마련되는 가이드부(미도시, 예로서 홈)에 의해 이동이 안내될 수 있다. 이동부(154)는 작용부(152)의 중심을 기준으로 축회전가능하게 작용부(152)와 연결되어 마련되고, 이동부(154)의 외면에는 나사산이 마련되고, 통로(126)의 상기 내면에는 이동부(154)의 상기 외면의 상기 나사산에 대응되는 나사산이 마련될 수 있다. 이를 통하여 작용부(152)와 이동부(154)가 통로(126)를 통하여 이동하여 작용부(152)의 일면이 저항부(130)에 대향하는 위치에 마련되는 과정에서 저항부(130)에 작용하는 작용부(152)의 상기 일면은 그 방향을 유지하며, 이동부(154)의 상기 외면과 통로(126)의 상기 내면 사이의 나사결합에 의해 작용부(152)는 그 위치가 안정적으로 고정될 수 있다. 다르게는, 도면에 도시한 바와 달리, 작용부(152)와 이동부(154)는 일체형으로 마련되어 높이조절부(150)를 구성할 수도 있다.

또 다른 예로, 저항부(130)는 복수의 단위 저항부들(132)을 포함할 수 있다. 저항부(130)에 대향하는 높이조절부(150)의 일면에는 복수의 단위 저항부들(132) 중 적어도 하나에 작용하는 적어도 하나의 돌출부(151)가 마련될 수 있다. 높이조절부(150)의 상기 일면에 마련되는 돌출부(151) 즉, 높이조절부 돌출부(151)는 하나 또는 복수개 마련될 수 있다. 높이조절부 돌출부(151)가 복수개로 마련되는 경우 높이조절부(150)의 상기 일면에서 돌출되는 복수개의 높이조절부 돌출부(151) 각각의 돌출 높이는 동일할 수 있다. 다르게는, 도 6의 (b)에 예로서 도시한 바와 같이, 높이조절부 돌출부(151)가 복수개로 마련되는 경우 높이조절부(150)의 상기 일면에서 돌출되는 복수개의 높이조절부 돌출부(151) 중 일부의 돌출 높이는 복수개의 높이조절부 돌출부(151) 중 다른 일부의 돌출 높이와 다르게 마련될 수도 있다. 높이조절부(150)의 상기 일면에서 돌출되는 복수개의 높이조절부 돌출부(151)의 돌출 높이 조절을 통하여 다이(120)의 상기 일면에 대한 복수의 단위 저항부들(132)의 각각의 상대적인 돌출 높이를 조절할 수 있다. 예시로서 구체적으로 설명하면, 높이조절부(150)는 통로(126)를 통하여 이동할 수 있다. 이를 통해 높이조절부(150)의 상기 일면에 마련되는 적어도 하나의 돌출부(151)는 저항부(130)에 대향하는 위치에 마련될 수 있다. 이후, 복수의 단위 저항부들(132)을 포함하는 저항부(130)가 함몰부(125)에 삽입된다. 이 경우, 높이조절부(150)의 상기 일면에 마련되는 적어도 하나의 돌출부(151)는 복수의 단위 저항부들(132) 중 대응되는 저항부에 작용하여 돌출 높이를 조절할 수 있다. 한편, 도 6에 예로서 도시한 바와 같이, 높이조절부(150)는 저항부(130)에 작용하는 작용부(152)와 작용부(152)에 작용하여 작용부(152)를 이동시키는 이동부(154)로 마련될 수 있다. 작용부(152)는 이동부(154)에 대하여 회전 가능하게 마련될 수 있다. 이 경우, 작용부(152)는 예로서 측면에 마련되는 결합부(미도시, 예로서 돌기)가 통로(126)의 상기 내면에 상기 결합부에 대응되는 형상으로 마련되는 가이드부(미도시, 예로서 홈)에 의해 이동이 안내될 수 있다. 이동부(154)는 작용부(152)의 중심을 기준으로 축회전가능하게 작용부(152)와 연결되어 마련되고, 이동부(154)의 외면에는 나사산이 마련되고, 통로(126)의 상기 내면에는 이동부(154)의 상기 외면의 상기 나사산에 대응되는 나사산이 마련될 수 있다. 이를 통하여 작용부(152)와 이동부(154)가 통로(126)를 통하여 이동하여 작용부(152)의 일면이 저항부(130)에 대향하는 위치에 마련되는 과정에서 저항부(130)에 작용하는 작용부(152)의 상기 일면은 그 방향을 유지하며, 이동부(154)의 상기 외면과 통로(126)의 상기 내면 사이의 나사결합에 의해 작용부(152)는 그 위치가 안정적으로 고정될 수 있다. 작용부(152)의 상기 일면에는 저항부(130) 즉, 복수의 단위 저항부들(132)들 중 대응되는 저항부에 작용하는 적어도 하나의 돌출부(151)가 마련될 수 있다. 이후, 복수의 단위 저항부들(132)을 포함하는 저항부(130)가 함몰부(125)에 삽입된다. 이 경우, 높이조절부(150)의 상기 일면에 마련되는 적어도 하나의 돌출부(151)는 복수의 단위 저항부들(132) 중 대응되는 저항부에 작용하여 돌출 높이를 조절할 수 있고, 그 위치는 안정적으로 지지될 수 있다. 이를 통하여 본 명세서에서 개시하는 압출금형(100)은 천공홀(122) 또는 베어링면(123)을 통하여 외부로 유출되는 압출소재의 흐름을 조절할 수 있다. 이를 통하여 본 명세서에서 개시하는 압출금형(100)은 압출공정과정에서 공정변수가 발생하더라도 압출성형물의 형상왜곡을 방지할 수 있는 효과를 제공해 줄 수 있다. 저항부(130)가 복수의 단위 저항부들(132)을 포함하는 경우, 저항부(130)는 복수의 단위 저항부들(132)이 스페이서 돌출부(141)에 의해 안정적으로 이동하도록 가이드 하고, 복수의 단위 저항부들(132)이 서로 밀착될 수 있도록 하는 저항부가이드부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 저항부가이드부는 예로서 관형의 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 복수의 단위 저항부들(132)은 상기 저항부가이드부의 내부 통로에 마련될 수 있다.

도 1을 참조하면, 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 일반적인 압출금형의 경우, 압출소재(50)는 포트홀(16)을 경유하여 용접실(26)로 유입된 후 맨드렐(14)과 베어링면(24) 사이의 공간을 통해 외부로 유출된다. 이 경우, 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 성형하고자 하는 압출성형물(52)의 단면형상이 비대칭 형상을 가지는 경우, 맨드렐(14)과 베어링면(24) 사이의 상기 공간으로 유입되어 외부로 유출되는 압출소재(50)의 유량, 유속 등이 맨드렐(14)과 베어링면(24) 사이의 상기 공간의 위치에 따라 달라짐으로 인해 성형되는 압출성형물(52)의 형상이 뒤틀리거나 구부러져 왜곡되는 문제가 발생할 수 있다.

압출성형물의 왜곡을 방지할 수 있는 본 기술의 압출금형(100)에 대하여 도 6에 예시된 저항부(130) 및 높이조절부(150)의 동작을 통하여 설명하면 다음과 같다. 도 6의 (a)에 도시된 높이조절부(150)의 동작을 설명하면, 높이조절부(150)가 저항부(130)에 접근하면 저항부(130)는 함몰부(125)에 의해 측면이 가이드되고 높이조절부(150)에 의해 밀려 상승할 수 있다. 높이조절부(150)가 저항부(130)에서 멀어지면 저항부(130)는 함몰부(125)에 의해 측면이 가이드되어 하강하고 높이조절부(150)에 의해 하강이 저지될 수 있다. 이를 통해 높이조절부(150)는 다이(120)의 일면에서 돌출되는 저항부(130)의 돌출 높이를 조절할 수 있다. 도 6의 (b)에 도시된 높이조절부(150)의 동작을 설명하면, 통로(126)에 높이조절부 돌출부(151)를 포함하는 높이조절부(150)가 마련된 상태에서 함몰부(125)에 복수의 단위 저항부들(132)을 포함하는 저항부(130)가 위치할 경우, 복수의 단위 저항부들(132) 중 일부는 대응되는 높이조절부 돌출부(151)에 의해 다이(120)의 상기 일면에 대한 돌출 높이가 조절될 수 있다.

본 기술의 압출금형(100)은 저항부(130)의 돌출 높이를 조절할 수 있어 천공홀(122) 또는 베어링면(123)으로 유입되는 압출소재의 유속 등의 흐름을 조절함으로써 압출성형물의 형상왜곡을 방지할 수 있는 효과를 제공해 줄 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 기술의 압출금형(100)은 다이(120)의 일면에 돌출되게 마련되는 저항부(130)를 포함한다. 본 기술의 압출금형(100)은 스페이서(140), 스페이서 돌출부(141), 높이조절부(150) 또는 높이조절부 돌출부(151)를 통하여 다이(120)의 일면에서 돌출되는 저항부(130)의 돌출 높이를 조절할 수 있다. 이를 통해 본 기술의 압출금형(100)은 저항부(130)의 돌출 높이를 조절할 수 있어 저항부(130)를 경유하여 천공홀(122) 또는 베어링면(123)을 통하여 외부로 유출되는 압출소재의 유속 등의 흐름을 조절함으로써 압출성형물의 형상왜곡을 방지할 수 있는 효과를 제공해 줄 수 있다.

상기로부터, 본 개시의 다양한 실시 예들이 예시를 위해 기술되었으며, 아울러 본 개시의 범주 및 사상으로부터 벗어나지 않고 가능한 다양한 변형 예들이 존재함을 이해할 수 있을 것이다. 그리고 개시되고 있는 상기 다양한 실시 예들은 본 개시된 사상을 한정하기 위한 것이 아니며, 진정한 사상 및 범주는 하기의 청구항으로부터 제시될 것이다.

10: 코어금형
14: 맨드렐
16: 포트홀
20: 다이
24: 베어링면
26: 용접실(welding chamber)
30: 컨테이너
40: 램(ram)
50: 압출소재
52: 압출성형물
100: 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형
110: 코어금형
112: 코어금형몸체
114: 맨드렐
116: 포트홀
118: 연결부(leg)
120: 다이
121: 다이몸체
122: 천공홀
123: 베어링면
124: 용접실
125: 함몰부
126: 통로
130: 저항부
132: 단위 저항부
140: 스페이서(spacer)
141: 스페이서 돌출부
150: 높이조절부
151: 높이조절부 돌출부
152: 작용부
154: 이동부

Claims

유입되는 압출소재로부터 압출성형물의 내부형상을 성형하는 맨드렐이 마련되는 코어금형;
상기 코어금형과 결합되며 상기 압출성형물의 외부형상을 성형하는 베어링면을 포함하는 천공홀이 마련되는 다이; 및
상기 천공홀에 인접하여 상기 압출소재가 유입되는 상기 다이의 일면에 마련되며, 상기 천공홀을 통해 외부로 유출되는 상기 압출소재의 적어도 일부가 경유하는 저항부를 포함하되,
상기 압출소재의 상기 적어도 일부가 경유하는 상기 저항부의 일면의 일부는 상기 저항부의 상기 일면의 다른 일부와 서로 다른 높이를 가지는 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형.
제1항에 있어서,
상기 압출소재가 유입되는 상기 다이의 상기 일면에는 상기 천공홀에 인접하여 함몰부가 마련되며,
상기 저항부는 상기 함몰부에 탈부착 가능하게 마련되는 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형.
제2항에 있어서,
상기 저항부와 상기 함몰부의 바닥 사이에 마련되는 스페이서를 더 포함하는 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형.
제3항에 있어서,
상기 저항부는 복수의 단위 저항부들을 포함하며,
상기 저항부에 대향하는 상기 스페이서의 일면에는 상기 복수의 단위 저항부들 중 적어도 하나에 작용하는 적어도 하나의 돌출부가 마련되는 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형.
제1항에 있어서,
상기 다이의 상기 일면에 대한 상기 저항부의 상기 일면의 돌출 높이는 조절될 수 있는 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형.
제5항에 있어서,
상기 저항부에 작용하여 상기 저항부의 상기 일면의 돌출 높이를 조절하는 높이조절부를 더 포함하되,
상기 다이에는 상기 함몰부와 연결되는 통로가 마련되며,
상기 높이조절부는 상기 통로에 마련되는 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형.
제6항에 있어서,
상기 높이조절부는 상기 통로를 통한 이동과정에서 상기 저항부의 바닥면에 작용하여 상기 저항부의 상기 일면의 돌출 높이를 조절하는 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형.
제7항에 있어서,
상기 저항부는 경사진 바닥면을 가지며,
상기 저항부에 대향하는 상기 높이조절부의 일면은 상기 저항부의 상기 경사진 바닥면에 대응하는 형상을 가지며,
상기 높이조절부는 상기 통로를 통한 이동과정에서 상기 높이조절부의 상기 일면이 상기 저항부의 상기 경사진 바닥면에 작용하여 상기 저항부의 상기 일면의 돌출 높이를 조절하는 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형.
제6항에 있어서,
상기 저항부는 복수의 단위 저항부들을 포함하며,
상기 저항부에 대향하는 상기 높이조절부의 일면에는 상기 복수의 단위 저항부들 중 적어도 하나에 작용하는 적어도 하나의 돌출부가 마련되는 압출소재의 흐름제어용 저항부가 마련된 압출금형.