KR20230162832A - 곡률 정밀도 향상을 위하여 냉각 노즐이 장착된 열간 다점 성형 금형 장치 및 이를 이용한 열간 다점 성형 방법 - Google Patents

곡률 정밀도 향상을 위하여 냉각 노즐이 장착된 열간 다점 성형 금형 장치 및 이를 이용한 열간 다점 성형 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230162832A
KR20230162832A KR1020220061314A KR20220061314A KR20230162832A KR 20230162832 A KR20230162832 A KR 20230162832A KR 1020220061314 A KR1020220061314 A KR 1020220061314A KR 20220061314 A KR20220061314 A KR 20220061314A KR 20230162832 A KR20230162832 A KR 20230162832A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
punch
point forming
cooling
hot
modules
Prior art date
Application number
KR1020220061314A
Other languages
English (en)
Inventor
이상곤
이인규
이성윤
이성민
정명식
황선광
박동용
차경제
Original Assignee
한국생산기술연구원
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 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020220061314A priority Critical patent/KR20230162832A/ko
Publication of KR20230162832A publication Critical patent/KR20230162832A/ko

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/02Stamping using rigid devices or tools
    • B21D22/022Stamping using rigid devices or tools by heating the blank or stamping associated with heat treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D31/00Other methods for working sheet metal, metal tubes, metal profiles
    • B21D31/005Incremental shaping or bending, e.g. stepwise moving a shaping tool along the surface of the workpiece
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/16Heating or cooling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 열간 다점 성형 방법에 있어서, 상기 열간 다점 성형 금형 장치는 각각 독립적으로 구동되는 복수의 가압 펀치 모듈(110), 복수의 가압 펀치 모듈(110) 사이에 배치되는 복수의 에어 제트 노즐(120) 및 복수의 에어 제트 노즐(130)에 연통하도록 배치되어져 공급되는 냉각 에어의 유량을 조절하는 유량조절부(130)를 포함하고, 상기 복수의 가압 펀치 모듈(110)은 각각 상하로 구동하는 펀치 헤드(111), 펀치 헤드의 하단에 배치되는 펀치 상부 몸체(113) 및 펀치 상부 몸체의 하단에 연결 배치되는 펀치 하부 몸체(115)를 포함하고, 상기 열간 다점 성형 방법은, 상기 다점 성형 금형 장치에 투입되는 판재에 대한 제품 부위 별 요구 강도를 설정하는 단계; 상기 설정된 요구 강도에 따라 상기 복수의 가압 펀치 모듈의 배열을 조정하는 단계; 및 상기 투입되는 판재의 강도 부위 별로 요구 냉각속도 달성을 위하여 상기 에어 제트 노즐에 의해 분사되는 냉각 에어의 판재에 대한 분사량을 조절함으로써 부위 별로 냉각 제어를 실시하는 단계;를 포함하고, 이를 통해 단일 금형으로 공급된 판재에 대하여 다양한 형상의 부품 성형을 가능한 것을 특징으로 한다.

Description

곡률 정밀도 향상을 위하여 냉각 노즐이 장착된 열간 다점 성형 금형 장치 및 이를 이용한 열간 다점 성형 방법{Hot multi-point forming mold device equipped with cooling nozzle to improve curvature precision and hot multi-point forming method using the same}
본 발명은 단일 금형을 통해 공급된 판재에 대한 다점 성형기술을 적용하여 다양한 형상의 핫 스템핑 부품 성형을 진행하는 과정에서, 열간 다점 성형 금형 장치를 이루는 복수의 가압 펀치 사이에 냉각 노즐을 배치함으로써 모든 복수의 가압 펀치가 공급된 판재에 대한 곡률 성형에 이용되도록 하는 핫 스템핑 부품 성형 기술에 관한 것이다.
종래에는 솔리드 형태의 스템핑 금형으로 950℃ 이상 가열된 보론강 소재를 성형과 동시에 금형 내에서 급냉시켜 소재의 강도를 높이는 방식을 사용한다.
구체적으로는, 공급된 고온의 소재와 금형 간의 직접적인 접촉으로 소재를 급냉시켜 강도를 향상하게 하는데, 금형 내부에 가공되어 있는 냉각 유로에 냉각수가 흐르고 있으며 이를 통해 소재를 급냉시키는 방식을 사용한다.
한편, 다양한 부품 성형을 위해서는 핫 스템핑 금형이 부품 별로 제작되어야만 하는바, 핫 스템핑 금형의 경우 구조가 복잡하고 가공이 어려워 매우 고가라는 한계가 존재한다.
상기의 한계를 극복하기 위하여 열간 다점 성형 및 금형기술을 핫 스템핑에 적용하여 하나의 금형으로 다양한 형상의 핫 스템핑 부품 성형 가능하게 하는 기술이 제안되고 있다.
공급되는 판재에 대해 3차원 곡면 형상의 판재를 형성하기 위한 가변 금형 내지 무금형 제조 기술을 담고 있는 종래의 문헌으로는, 한국등록특허 제10-1034592호(2011.05.12) 및 한국등록특허 제10-1042056호(2011.06.16)를 참조할 수 있다.
한편, 본 발명자의 기존 등록 특허 제10-1616910호를 참조하면, 다점성형용 펀치 내부에 냉각 노즐이 삽입되어 있는 형태로 냉각 시 펀치 헤드를 제거하여 냉각 노즐로 활용한다는 것을 특징으로 하는데, 냉각 노즐로 활용되는 펀치의 경우 판재 소재와 미접촉으로 성형에 활용되지 않기 때문에 곡률 성형 시 곡률 정도 확보에 취약한다는 점 및 성형용 펀치와 펀치 사이에 곡선이 아닌 직선구간으로 성형될 가능성이 높다는 문제점이 있을 수 있다.
(특허문헌 1) KR10-1034592 B
(특허문헌 2) KR10-1042056 B
(특허문헌 3) KR10-1616910 B
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하고자 하는 것으로서, 단일 금형을 통해 공급된 판재에 대한 다점 성형기술을 적용하여 다양한 형상의 핫 스템핑 부품 성형을 진행하는 과정에서, 열간 다점 성형 금형 장치를 이루는 복수의 가압 펀치 사이에 냉각 노즐을 배치함으로써 모든 복수의 가압 펀치가 공급된 판재에 대한 곡률 성형에 이용되도록 하는 핫 스템핑 부품 성형 방안을 제공한다.
본 발명은 가압 펀치의 하단부가 다각형으로 가공되어 있어 조립이 용이하며 가압 펀치와 가압 펀치 사이에 형성되는 사각형의 빈 공간에 냉각노즐을 별도로 장착가능하게 하고, 성형용 가압 펀치와 냉각 노즐이 분리되어 장착되어져 모든 다점성형용 가압 펀치는 곡률성형에만 활용되기 때문에 기존 금형 구조 대비 성형곡률의 정도 향상을 가능하게 하는 방안을 제공한다.
또한, 에어 제트 혹은 미스트 냉각 노즐을 통해 공급되는 냉각 에어의 유량 제어를 통해 고온 성형소재의 냉각 속도 및 온도 제어를 가능하게 하고, 부분 담금질(partial quenching)을 통해 핫 스템핑 시 위치 별 냉각제어를 통해 위치 별 강도 제어를 실시한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열간 다점 성형 방법에 있어서, 상기 열간 다점 성형 금형 장치는 각각 독립적으로 구동되는 복수의 가압 펀치 모듈(110), 복수의 가압 펀치 모듈(110) 사이에 배치되는 복수의 에어 제트 노즐(120) 및 복수의 에어 제트 노즐(130)에 연통하도록 배치되어져 공급되는 냉각 에어의 유량을 조절하는 유량조절부(130)를 포함하고, 상기 복수의 가압 펀치 모듈(110)은 각각 상하로 구동하는 펀치 헤드(111), 펀치 헤드의 하단에 배치되는 펀치 상부 몸체(113) 및 펀치 상부 몸체의 하단에 연결 배치되는 펀치 하부 몸체(115)를 포함하고, 상기 열간 다점 성형 방법은, 상기 다점 성형 금형 장치에 투입되는 판재에 대한 제품 부위 별 요구 강도를 설정하는 단계; 상기 설정된 요구 강도에 따라 상기 복수의 가압 펀치 모듈의 배열을 조정하는 단계; 및 상기 투입되는 판재의 강도 부위 별로 요구 냉각속도 달성을 위하여 상기 에어 제트 노즐에 의해 분사되는 냉각 에어의 판재에 대한 분사량을 조절함으로써 부위 별로 냉각 제어를 실시하는 단계;를 포함하고, 이를 통해 단일 금형으로 공급된 판재에 대하여 다양한 형상의 부품 성형을 가능한 것을 특징으로 한다.
상기 펀치 하부 몸체(115)는 팔각 기둥 형상을 갖는 것으로서, 인접하는 가압 펀치 모듈(110)을 이루는 펀치 하부 몸체들은 각각 8각면 중 하나의 면이 상호 밀착배치되는 형태를 갖는다.
상기 복수의 에어 제트 노즐은 각각 그 내부 상에 별도로 유량조절밸브를 내장하고, 상기 유량조절밸브들을 개별적으로 제어하여 핫 스템핑 시에 부위별 냉각제어를 통해 부분 담금질(partial quenching)을 실시하여 위치별 강도 제어를 실시한다.
상기 펀치 헤드는 반구 형상을 갖는다.
상술한 바와 같은 본 발명은 열간 다점 성형 금형 장치를 이루는 복수의 가압 펀치 사이에 냉각 노즐을 배치함으로써 모든 복수의 가압 펀치가 공급된 판재에 대한 곡률 성형에 이용되도록 하는 핫 스템핑 부품 성형을 가능하게 한다.
본 발명은 열간 다점 성형 및 금형기술을 핫 스템핑에 적용하여 하나의 금형으로 다양한 형상의 핫 스템핑 부품 성형을 가능하게 한다.
본 발명은 내부로 냉제 에어 냉각이 가능한 에어 제트 노즐을 통한 성형기술을 적용하여 제품 형상에 따른 펀치 배열을 통해 요구 형상 성형을 가능하게 한다.
또한, 냉제 냉각 에어 유량 제어를 통해 고온 성형소재의 냉각 속도 및 온도 제어를 가능하게 하고, 냉각 제어가 가능하기 때문에 핫 스템핑 시에 부위별 냉각제어를 통해 부분 담금질(partial quenching)을 실시함으로써 위치별 강도 제어를 실시함으로써 하나의 핫 스템핑 부품에 다양한 기계적 물성인 강도를 구현하게 한다.
본 발명은 성형용 가압 펀치와 냉각 노즐을 분리한 상태에서 장착되며, 모든 다점성형용 가압 펀치는 곡률성형에만 활용되기 때문에 기존 금형 구조대비 성형곡률의 정도 향상을 가능하게 한다. 즉, 가압 펀치의 수직 방향 위치제어를 통해 다양한 곡면을 성형하게 함과 동시에 복수의 가압 펀치 사이에 부설된 복수의 에어 제트 노즐을 통해 균일 또는 국부 냉각을 가능하게 함으로써 성형 및 냉각 공정을 연속적으로 수행하게 한다.
본 발명은 에어 제트 혹은 미스트 냉각 노즐을 통해 냉각 효율을 향상함으로써 공급되는 냉각 에어의 유량 제어를 통해 고온 성형소재의 냉각 속도 및 온도 제어를 가능하게 한다.
도 1은 곡률 정밀도 향상을 위하여 냉각 노즐이 장착된 열간 다점 성형 금형 장치를 보인다.
도 2는 도 1의 평면도를 보인다.
도 3은 도 1의 배면도를 보인다.
도 4는 열간 다점 성형 금형 장치의 구성을 보이는 측면도이다.
도 5는 본 발명을 이루는 가압 펀치의 수직 방향 위치제어를 통해 균일한 곡면 성형을 가능하게 하는 것을 보인다.
도 6은 열간 다점 성형 금형 장치를 이루는 복수의 냉각 노즐을 유기적으로 조절하는 관계를 보인다.
도 7은 공급된 판재 상에 냉각 에어 유량 제어를 통해 위치 별 냉각제어를 통해 부분 담금질(partial quenching)을 실시함으로써 위치별 강도 제어를 실시하는 과정을 보인다.
도 8은 적용되는 판재 소재의 CCT 선도(continuous cooling transformation diagram) 를 토대로 강도 부위 별 냉각속도를 산출하는 것을 보인다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따라 열간 다점 성형 금형 장치의 구조 및 기능을 설명한다.
본 발명에 따른 열간 다점 성형 금형 장치(100)는 각각 독립적으로 구동되는 복수의 가압 펀치 모듈(110), 복수의 가압 펀치 모듈(110) 사이에 배치되는 복수의 에어 제트 노즐(120) 및 복수의 에어 제트 노즐(130)에 연통하도록 배치되어져 공급되는 냉각 에어의 유량을 조절하는 유량조절부(130)를 포함한다.
복수의 가압 펀치 모듈(110)은 상부 금형 내지 하부 금형의 내부면 상에서 가로 및 세로 방향을 따라 복수개가 인접한 상태에서 배열되는 구성일 수 있다. 금형은 상부 금형 및 상기 상부 금형의 하부에 이격 배치된 상태의 하부 금형을 포함한다.
열간 다점 성형 금형 장치(100)를 구성하는 복수의 가압 펀치 모듈(110)이 상하부 상에 대칭적으로 배치될 수 있는데, 구체적으로 복수의 가압 펀치 모듈(110)이 상하부 금형 상에 각각 5×5 배열로 배치될 수 있다.
복수의 가압 펀치 모듈(110)은 각각 상하로 구동하는 펀치 헤드(111), 펀치 헤드(111)의 하단에 배치되는 펀치 상부 몸체(113) 및 펀치 상부 몸체(113)의 하단에 연결 배치되는 펀치 하부 몸체(115)를 포함한다.
펀치 헤드(111)는 반구 형상을 갖는 것일 수 있다.
펀치 상부 몸체(113)는 원통 형상을 갖는 것일 수 있다.
펀치 하부 몸체(115)는 팔각 기둥 형상을 갖는 것으로서, 상기 펀치 상부 몸체를 지지하는 기능을 한다. 인접하는 가압 펀치 모듈을 이루는 펀치 하부 몸체들은 각각 8각면 중 하나의 면이 상호 밀착배치되는 형태일 수 있다. 이를 통해 복수의 가압 펀치 모듈들은 금형 상에서 안정적인 배치를 가능하게 한다.
본 발명은 열간 다점 성형 금형 장치(100) 사이로 공급된 브론(Boron) 스틸 판재에 대하여, 브론(Boron) 스틸 판재의 상하부에 배치된 복수개의 복수의 가압 펀치 모듈(110)의 수직 방향 위치 제어를 통해 상기 브론(Boron) 스틸 판재에 대한 다양한 곡면 형상의 성형을 가능하게 한다.
또한, 복수의 가압 펀치 모듈(110) 사이에 배치되는 복수의 에어 제트 노즐(120)을 통해 복수의 가압 펀치 모듈(110) 상에 놓여진 브론(Boron) 스틸 판재에 대한 성형과 냉각 공정을 연속적으로 수행하게 한다.
즉, 성형을 위한 복수의 가압 펀치 모듈(110)과 냉각 노즐인 복수의 에어 제트 노즐(120)은 분리된 상태에서 장착되며, 모든 다점 성형용 가압 펀치는 공급된 판재의 곡률성형에만 활용되기 때문에 기존 금형 구조대비 성형곡률의 정도 향상을 가능하게 한다. 즉, 가압 펀치의 수직 방향 위치제어를 통해 다양한 곡면을 성형하게 함과 동시에 복수의 가압 펀치 사이에 부설된 복수의 에어 제트 노즐을 통해 균일 또는 국부 냉각을 가능하게 함으로써 성형 및 냉각 공정을 연속적으로 수행하게 한다.
열간 다점 성형 금형 장치(100)를 구성하는 복수의 가압 펀치 모듈(110)은 상하부 상에 대칭적으로 배치된다. 구체적으로, 끝단 상에 펀치 헤드(111)가 결합된 상태로 존재하는 복수의 가압 펀치 모듈을 전체적으로 열간 다점 성형 금형 장치의 행열을 따라 밀착 배치하는 것과 동시에 복수의 가압 펀치 모듈 사이의 빈 공간 상에 복수의 에어 제트 노즐을 배치시키는 것을 확인할 수 있다.
상기 상태에서, 열간 다점 성형 금형 장치(100)로 공급되는 브론(Boron) 스틸 판재에 대한 곡면 성형 공정을 보면 다음과 같다. 열간 다점 성형 금형 장치(100)를 따라 상하부에 배치되는 복수의 가압 펀치 모듈을 각각 독립적으로 구동하게 하여 브론(Boron) 스틸 판재를 가압하는 펀치 헤드의 높이를 상이하게 한다. 이를 통해, 공급된 브론(Boron) 스틸 판재에 대한 곡면 성형이 가능하다. 또한, 복수의 에어 제트 노즐을 각각 독립적으로 구동하게 하여 알루미늄 판재를 냉각하게 한다. 즉, 복수의 가압 펀치 모듈 사이의 빈 공간 상에 배치된 복수의 에어 제트 노즐을 통해 냉각 공기를 브론(Boron) 스틸 판재 상으로 성형과 동시에 공급하게 한다.
펀치 헤드(111)가 결합된 가압 펀치 모듈(110)을 통해 브론(Boron) 스틸 판재에 열간 상태에서 직접적으로 가압을 행한 상태와 동시에, 복수의 가압 펀치 모듈(110) 사이의 빈 공간 상에 배치된 복수의 에어 제트 노즐(120)을을 통하여 고압으로 냉각용 에어를 공급한다. 이를 통해, 공급된 브론(Boron) 스틸 판재 상에 다양한 곡면을 성형할 수 있는 것과 동시에 균일 혹은 국부 냉각을 가능하게 한다.
한편, 복수의 에어 제트 노즐(130)은 각각 그 내부 상에 별도로 유량조절밸브를 갖게 할 수 있다. 한편, 실제적으로는 복수의 가압 펀치 모듈(110) 사이의 빈 공간 상에 유량조절밸브를 배치하고 상기 유량조절밸브와 에어 제트 노즐을 튜브로 연결한 상태에서, 냉각 조절을 수행하는 에어가 튜브를 통해 에어 제트 노즐로 공급되는 것으로 할 수 있다.
상기 유량조절밸브들은 복수개를 합하여 단위 밸브모듈로 분리하고, 분리된 복수개의 단위 밸브모듈들을 메인 유동 조절 밸브로 연동하게 한다. 단위 밸브모듈들은 유동 입출력을 제공하는 부분을 상하 방향으로 교번적으로 배치하게 할 수 있는데, 예를 들어 홀수번째 순서에 오는 단위 밸브모듈 그룹 및 짝수번째 순서에 오는 단위 밸브모듈 그룹은 각각 유동 경로를 달리한 상태에서 메인 유동 조절 밸브에 연동하게 할 수 있다. 상기 메인 유동 조절 밸브는 컴프레서에 결합된 상태를 갖는다.
본 발명은 냉제 냉각 에어 유량 제어를 통해 고온 성형소재의 냉각 속도 및 온도 제어를 가능하게 하고, 냉각 제어가 가능하기 때문에 핫 스템핑 시에 위치별 냉각제어를 통해 부분 담금질(partial quenching)을 실시함으로써 위치별 강도 제어를 실시한다.
도 7을 참조하면, 복수의 가압 펀치 모듈(110)을 각각 독립적으로 구동하게 하여 브론(Boron) 스틸 판재를 가압하는 펀치 헤드의 높이를 상이하게 하여 공급된 브론(Boron) 스틸 판재에 대해 변형을 가한다. 구체적으로는, 상대적으로 저강도를 유지할 중심부 영역에 비해 고강도를 유지할 가장자리 영역을 하부로 구부러지게 한다. 상기 상태에서, 가장자리 영역에 배치된 가압 펀치 모듈을 구성하는 유량조절밸브를 통한 냉제의 유량을 중심부 영역에 배치된 가압 펀치 모듈을 구성하는 유량조절밸브를 통한 냉제의 유량에 비해 높게 설정함으로써 고속으로 담금질을 실시하게 하는데, 이와 같이 공급된 브론(Boron) 스틸 판재의 부위 별로 상이하게 냉각속도를 설정하는 방식을 통해 부분 담금질을 실시한다.
즉, 도 7에서와 같이 타겟 부품의 중심부 영역은 1.0GPa 의 강도를 갖는 한편, 타겟 부품의 가장자리부 영역은 1.9GPa 의 강도를 갖는 것으로 설정한다.
이상, 본 발명에 따라 열간 다점 성형 금형 장치를 이용한 핫 스템핑 성형 방법을 설명한다.
먼저, 다점 성형 금형 장치에 투입되는 판재에 대한 제품 부위 별 요구 강도를 설정한다. 즉, 공급된 타겟 부품의 중심부 영역 설정 강도를 1.0GPa 으로 하는 한편, 타겟 부품의 가장자리부 영역 설정 강도를 1.9GPa 으로 한다.
상기의 설정된 요구 강도에 따라 상기 복수의 가압 펀치 모듈의 배열을 조정한다. 즉, 브론(Boron) 스틸 판재의 상하부에 배치된 가압 펀치 모듈을 작동하여 복수의 펀치 헤드의 상하 높낮이를 조절함으로써 브론(Boron) 스틸 판재 상에 곡면을 형성한다.
상기와 같이, 브론(Boron) 스틸 판재 상에 곡면을 형성한 상태에서 투입되는 판재의 강도 부위 별로 요구 냉각속도 달성을 위하여 상기 에어 제트 노즐에 의해 분사되는 냉각 에어의 판재에 대한 분사량을 조절함으로써 부위 별로 냉각 제어를 실시한다.
여기에서, 브론(Boron) 스틸 판재의 절곡된 가장자리부에 배치되는 복수의 유량조절밸브들을 묶은 단위 밸브모듈을 통해서는 제1 유량으로 냉제를 공급하고, 브론(Boron) 스틸 판재의 중심 영역에 배치되는 복수의 유량조절밸브들을 묶은 단위 밸브모듈을 통해서는 제2 유량으로 냉제를 공급하는 방식으로 조절하는 방안을 채택할 수 있다. 한편, 복수의 단위 밸브모듈은 브론(Boron) 스틸 판재의 일 방향을 따라 배열된 상태에서 각 단위 밸브모듈별로 냉제 공급량을 조절하는 방식으로 구동 가능할 수 있다.
한편, 도 8을 참조하면, 상기 투입되는 판재의 강도 부위 별로 요구 냉각속도를 산출하는 과정은, 연속 냉각 변태도(CCT,continuous cooling transformation diagram)를 이용하여 산출하는 방식일 수 있다.
상기와 같이, 본 발명은 내부로 냉제 에어 냉각이 가능한 에어 제트 노즐을 통한 다점 성형기술을 적용하여 제품 형상에 따른 펀치 배열을 통해 요구 형상 성형을 가능하게 하고, 열간 다점 성형 및 금형기술을 핫 스템핑에 적용하여 하나의 금형으로 다양한 형상의 핫 스템핑 부품 성형을 가능하게 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (4)

  1. 곡률 정밀도 향상을 위하여 냉각 노즐이 장착된 열간 다점 성형 금형 장치 를 이용한 열간 다점 성형 방법에 있어서,
    상기 열간 다점 성형 금형 장치는 각각 독립적으로 구동되는 복수의 가압 펀치 모듈(110), 복수의 가압 펀치 모듈(110) 사이에 배치되는 복수의 에어 제트 노즐(120) 및 복수의 에어 제트 노즐(130)에 연통하도록 배치되어져 공급되는 냉각 에어의 유량을 조절하는 유량조절부(130)를 포함하고,
    상기 복수의 가압 펀치 모듈(110)은 각각 상하로 구동하는 펀치 헤드(111), 펀치 헤드의 하단에 배치되는 펀치 상부 몸체(113) 및 펀치 상부 몸체의 하단에 연결 배치되는 펀치 하부 몸체(115)를 포함하고,
    상기 열간 다점 성형 방법은,
    상기 다점 성형 금형 장치에 투입되는 판재에 대한 제품 부위 별 요구 강도를 설정하는 단계;
    상기 설정된 요구 강도에 따라 상기 복수의 가압 펀치 모듈의 배열을 조정하는 단계; 및
    상기 투입되는 판재의 강도 부위 별로 요구 냉각속도 달성을 위하여 상기 에어 제트 노즐에 의해 분사되는 냉각 에어의 판재에 대한 분사량을 조절함으로써 부위 별로 냉각 제어를 실시하는 단계;를 포함하고,
    이를 통해 단일 금형으로 공급된 판재에 대하여 다양한 형상의 부품 성형을 가능한 것을 특징으로 하는, 열간 다점 성형 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 펀치 하부 몸체(115)는 팔각 기둥 형상을 갖는 것으로서, 인접하는 가압 펀치 모듈(110)을 이루는 펀치 하부 몸체들은 각각 8각면 중 하나의 면이 상호 밀착배치되는 형태를 갖는, 열간 다점 성형 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 에어 제트 노즐은 각각 그 내부 상에 별도로 유량조절밸브를 내장하고,
    상기 유량조절밸브들을 개별적으로 제어하여 핫 스템핑 시에 부위별 냉각제어를 통해 부분 담금질(partial quenching)을 실시하여 위치별 강도 제어를 실시하는, 열간 다점 성형 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 펀치 헤드는 반구 형상을 갖는, 열간 다점 성형 방법.
KR1020220061314A 2022-05-19 2022-05-19 곡률 정밀도 향상을 위하여 냉각 노즐이 장착된 열간 다점 성형 금형 장치 및 이를 이용한 열간 다점 성형 방법 KR20230162832A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220061314A KR20230162832A (ko) 2022-05-19 2022-05-19 곡률 정밀도 향상을 위하여 냉각 노즐이 장착된 열간 다점 성형 금형 장치 및 이를 이용한 열간 다점 성형 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220061314A KR20230162832A (ko) 2022-05-19 2022-05-19 곡률 정밀도 향상을 위하여 냉각 노즐이 장착된 열간 다점 성형 금형 장치 및 이를 이용한 열간 다점 성형 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230162832A true KR20230162832A (ko) 2023-11-29

Family

ID=88969367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220061314A KR20230162832A (ko) 2022-05-19 2022-05-19 곡률 정밀도 향상을 위하여 냉각 노즐이 장착된 열간 다점 성형 금형 장치 및 이를 이용한 열간 다점 성형 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230162832A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8894401B2 (en) Injection mold apparatus with a cooling and heating passage
CN110479843A (zh) 一种半球形构件的成形模具及多道次成形方法
US10814367B2 (en) Method for the homogeneous non-contact temperature control of non-endless surfaces which are to be temperature-controlled, and device therefor
US20100166903A1 (en) Elevated temperature forming die apparatus
KR102309443B1 (ko) 금형 내 에어벤트홀을 통한 냉각풍을 직분사하는 온간성형 프레스 금형 장치의 급속 냉각구조
CN104028952B (zh) 高压共轨系统喷油嘴毛坯闭塞成形工艺
MX2013013240A (es) Metodo de moldeo por estampacion en caliente y matriz de modeo por estampacion en caliente.
CN102189176A (zh) 带有在部件内分叉的冷却通道钻孔的模具
KR20170077363A (ko) 아이스 볼 제조장치
KR20200076662A (ko) 코팅된 강재의 프레스 방법 및 강재의 용도
US20090220629A1 (en) Molding apparatus incorporating pressure uniformity adjustment
CN109433936B (zh) 变强度零件的热成型生产线和生产方法
KR20230162832A (ko) 곡률 정밀도 향상을 위하여 냉각 노즐이 장착된 열간 다점 성형 금형 장치 및 이를 이용한 열간 다점 성형 방법
CN103889610A (zh) 热压成形方法、通过热压成形所形成的成形品以及热压用模具
JP5808897B2 (ja) 曲げ加工装置及び曲げ加工方法
CN203003102U (zh) 板坯连铸机二次冷却喷嘴系统
CN109789467B (zh) 热冲压法以及热冲压系统
JP2017070973A (ja) 熱間プレス用金型及びそれを用いた熱間プレス成形品の製造方法
KR102272509B1 (ko) 위치별 냉각 제어를 통해 부위별 다양한 강도를 가진 부품 성형을 가능하게 하는 핫 스템핑 성형 방법
WO2008066379A1 (en) Apparatus and method for forming products
KR101203092B1 (ko) 비정형 건축물의 이중곡면 외부패널 제작을 위한 볼컨택터 가압방식 곡면성형장치
US20210101822A1 (en) Blower box for thermal prestressing of glass panes
CN102958853A (zh) 光学元件制造方法以及光学元件制造装置
CN109433885A (zh) 煅压冲淬一体成型工艺及设备装置
CN109434082A (zh) 一种用于汽车模具的冷却装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal