KR20240057713A - 급속 가열 및 급속 냉각이 가능한 사출 성형용 금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코어; 및 상기 코어와 함께 파트 생산을 위한 공간을 형성하는 제1 캐비티; 상기 제1 캐비티에 형성된 홈을 따라 중첩 배열되는 히터를 포함하는 급속가열부; 및 상기 급속가열부의 적어도 일부를 커버하는 제2 캐비티;를 포함하는 사출 성형용 금형 에 관한 것이다.

Description

급속 가열 및 급속 냉각이 가능한 사출 성형용 금형{Mold for injection molding capable of rapid heating and cooling}

본 발명은 급속 가열 및 급속 냉각이 가능한 사출 성형용 금형에 관한 것이다.

일반적으로 사출금형은 금형 내 성형부에 용융된 수지를 주입하여 캐비티에 대응하는 형태의 사출물을 양산하는 장치이다. 이런 사출금형은 사출물의 외관형상과 대응하는 캐비티가 구성된 금형과 사출물의 내측형상과 대응하는 코어가 구성된 금형과, 캐비티와 코어에 용융 수지를 주입하는 사출장치와, 용융 수지가 고화되어 양산된 제품을 취출하는 취출장치를 포함한다. 사출금형 사출시 성형제품의 품질을 위하여 금형의 온도를 조절해야 한다. 이는 성형제품의 외관품질, 수축율, 생산성 등에 영향을 주고 있다.

사출 성형에 의해 제조되는 물품의 성형 품질을 높이기 위해 급속 가열 및 급속 냉각 방식의 금형이 개발되고 있다. 금형에 의해 생산되는 파트의 품질을 높이기 위해서는 보다 빠른 시간 내에 가열하고 냉각시키는 기술이 필요하다.

등록번호 10-2297322

본 발명은, 급속 가열 및 냉각 기능의 효율을 높이기 위한 사출 성형용 금형을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 사출 성형용 금형은 중첩 배열되는 히터를 포함하는 급속가열부를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 사출 성형용 금형은 코어; 및 상기 코어와 함께 파트 생산을 위한 공간을 형성하는 제1 캐비티; 상기 제1 캐비티에 형성된 홈을 따라 중첩 배열되는 히터를 포함하는 급속가열부; 및 상기 급속가열부의 적어도 일부를 커버하는 제2 캐비티;를 포함한다.

상기 급속가열부는, 제1 히터; 및 상기 제1 히터 위에 배치되는 제2 히터;를 포함하고, 상기 제1 히터는, 상기 제2 히터보다 상기 코어에 더 가깝게 배치된다.

상기 제1 캐비티는, 상기 파트의 형상에 따라 상기 제2 캐비티를 향해 돌출되는 적어도 하나의 돌출부;를 포함한다.

상기 급속가열부는, 상기 돌출부 및 상기 제품의 형상을 따라 3차원의 입체 형상을 갖는다.

상기 제2 캐비티는, 상기 제1 캐비티에 비해 열전도도가 더 높은 금속으로 형성되고, 내부를 관통하는 복수의 쿨링 라인이 형성된다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째, 히터의 단면적당 출력을 높임으로써 보다 빠른 시간에 열을 공급하는 효과가 있다.

둘째, 제2 캐비티를 제1 캐비티에 비해 열전도도가 높은 금속으로 형성함으로써 보다 빠른 시간에 냉각시키는 효과가 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 사출 성형용 금형을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 급속가열부를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 급속 가열부를 위에서 본 모습을 예시한 도면이다.
도 4는 도 3의 A의 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 사출 성형용 금형을 설명하는데 참조되는 도면이다. 도 1은, 사출 성형용 금형의 구성 요소를 확인하기 쉽게 제1 캐비티(110) 및 제2 캐비티(120)를 절단한 모습을 예시한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 급속가열부를 설명하는데 참조되는 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 급속 가열부를 위에서 본 모습을 예시한 도면이다.

도 4는 도 3의 A의 단면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 사출 성형용 금형(100)은, 금형 내 성형부에 용융된 수지를 주입하여 캐비티에 대응하는 형태의 사출물을 양산할 수 있다. 사출 성형용 금형(100)을 이용해 양산되는 사출물은 파트로 명명될 수 있다.

사출 성형용 금형(100)은, 금형 닫힘, 사출, 보압, 냉각, 금형 열림, 제품 취출 등의 공정에 따라 제품을 생산할 수 있다. 사출 성형용 금형(100)은, 기본적으로, 공지된 금형의 구성을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 사출 성형용 금형(100)은, 급속가열부(300)를 캐비티 공간에 충분하게 접근시켜 설치할 수 있다. 이로 인해, 온도 상승의 분균일 없이 금형을 필요 온도까지 급속 가열하는 것이 가능하다. 또한, 성형 사이클을 길게 하지 않고 불량품의 발생률을 줄일 수 있다.

사출 성형용 금형(100)은, 고정측 금형과 고정측 금형에 대해 자유롭게 개폐되도록 가동하는 가동측 금형을 포함할 수 있다. 고정측 금형은, 제1 캐비티(110), 제2 캐비티(120) 및 급속가열부(300)를 포함하고, 가동측 금형은 코어(200)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 고정측 금형은, 코어(200)를 포함하고, 가동측 금형은, 제1 캐비티(110), 제2 캐비티(120) 및 급속가열부(300)를 포함할 수 있다.

금형(100)은, 코어(200), 제1 캐비티(110), 제2 캐비티(120) 및 급속가열부(300)를 포함할 수 있다.

코어(200)는, 제1 캐비티(110)와 함께 캐비티 공간을 형성할 수 있다. 한편, 캐비티 공간은, 용융된 수지 원료가 유입되어 제품을 성형하기 위한 공간으로 이해될 수 있다.

제1 캐비티(110)는, 코어(200)와 함께 파트 생산을 위한 캐비티 공간을 형성할 수 있다. 제1 캐비티(110)는, 상부에 적어도 하나의 홈(111)이 마련될 수 있다. 홈은, 급속가열부(300)를 수용하기 위한 것으로 설명될 수 있다.

제1 캐비티(110)는, 금형강으로 형성될 수 있다.

홈(111)의 개수 및 홈(111)의 형상은 제품의 크기에 따라 결정될 수 있다. 예를 들면, 제품의 면적이 제1 값인 경우 제1 값보다 작은 제2 값인 경우에 비해, 홈(111)의 개수가 많아질 수 있다. 예를 들면, 제품의 면적이 제1 값인 경우 제1 값보다 작은 제2 값인 경우에 비해, 홈(111)의 깊이가 깊어질 수 있다.

홈(111)의 개수 및 홈(111)의 형상은 제품의 두께에 따라 결정될 수 있다. 예를 들면, 제품의 평균 두께가 제1 값인 경우, 제1 값보다 작은 제2 값인 경우에 비해, 홈(111)의 개수가 많아질 수 있다. 예를 들면, 제품의 평균 두께가 제1 값인 경우 제1 값보다 작은 제2 값인 경우에 비해, 홈(111)의 깊이가 깊어질 수 있다.

홈(111)의 개수 및 홈(111)의 형상은 제품의 형상에 따라 결정될 수 있다.

제1 캐비티(110)는, 파트의 형상에 대응하여 제2 캐비티(120)를 향해 돌출되는 적어도 하나의 돌출부(112)를 포함할 수 있다.

제1 캐비티(110)는, 파트의 형상에 대응하여 제2 캐비티(120)를 향해 오목한 적어도 하나의 오목부(113)를 포함할 수 있다.

제1 캐비티(110)의 돌출부(112) 및 오목부(113)로 인해, 급속가열부(300)는 상하 방향으로 연장되게 형성될 수 있다.

제2 캐비티(120)는, 제1 캐비티(110) 위에 위치할 수 있다. 제2 캐비티(120)는, 제1 캐비티(110)를 기준으로 코어(200)의 반대편에 위치할 수 있다.

제2 캐비티(120)는, 홈(111)에 수용 공간이 형성되도록 제1 캐비티(110)와 형합될 수 있다. 제2 캐비티(120)는, 제1 캐비티(120)의 돌출부(112)에 대응되는 부분은 오목하게 형성되고, 제1 캐비티(120)의 오목부(113)에 대응되는 부분은 돌출되게 형성될 수 있다.

제2 캐비티(120)는, 급속가열부(300)가 제1 캐비티(110)의 홈(111)에 삽입된 상태에서, 급속가열부(300)의 적어도 일부를 커버할 수 있다.

제2 캐비티(120)는, 냉각 플레이트로 기능할 수 있다.

제2 캐비티(120)는, 제1 캐비티(110)에 비해 열전도도가 더 높은 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제2 캐비티(120)는, 알루미늄으로 형성될 수 있다.

제2 캐비티(120)는, 내부를 관통하는 복수의 쿨링 라인(121)이 형성될 수 있다. 쿨링 라인(121)을 통해, 냉각 매체(예를 들면, 냉각수)가 유동되고 열전도가 높은 제2 캐비티(120)의 전체가 빠르게 냉각될 수 있다. 제2 캐비티(120) 냉각에 따라, 제1 캐비티(110)도 냉각되게 된다. 이로 인해, 파트 생산에 요구되는 급속 냉각을 구현할 수 있다.

급속가열부(300)는, 제1 캐비티(110)에 형성된 홈(111)을 따라 중첩 배열되는 히터(310, 320)를 포함할 수 있다.

급속가열부(300)는, 제1 히터(310) 및 제2 히터(320)를 포함할 수 있다.

제1 히터(310)는, 제2 히터(320) 밑에 배치될 수 있다. 제1 히터(310)는, 제2 히터(320)보다 코어(200)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 제1 히터(310)는, 제2 히터(320)보다 공간에 더 가깝게 배치될 수 있다. 제1 히터(310)는, 제2 히터(320)보다 파트에 더 가깝게 배치될 수 있다.

제2 히터(320)는, 제1 히터(310) 위에 배치될 수 있다. 제2 히터(320)는, 제1 히터(320)보다 제2 캐비티(120)에 더 가깝게 배치될 수 있다.

제1 히터 및 제2 히터(310, 320)는, 전열 히터일 수 있다. 히터(310, 320)는, 홈(111)에 삽입된 상태에서 제2 캐비티(120)가 홈(111)을 커버하면서 마련되는 공간에 배치될 수 있다.

급속가열부(300)는, 돌출부(112) 및 제품의 형상에 따라 3차원의 입체 형상을 가질 수 있다. 이러한 급속가열부(300)의 입체 형상으로 인해, 파트에 빠른 가열이 필요한 부위와 그렇지 않은 부위를 구분하여 열을 공급할 수 있다.

예를 들면, 파트의 종단면적이 제1 값의 크기를 갖는 부분에 대응되는 급속가열부(300)의 제1 부분(310)은 파트의 종단면적이 제2 값의 크기를 갖는 부분에 대응되는 급속가열부(300)의 제2 부분(320)에 비해 캐비티 공간에 더 근접하게 배치됨으로써, 열이 더 빠르게 공급될 수 있게 할 수 있다. 여기서, 제1 값은 제2 값보다 더 큰 값일 수 있다.

예를 들면, 파트에서 횡단면적이 제1 값의 크기를 갖는 부분에 대응되는 급속가열부(300)의 제1a 부분(311)은 파트의 횡단면적이 제2 값의 크기를 갖는 부분에 대응되는 급속가열부(300)의 제1b 부분(312)에 비해 열 공급 면적이 더 크게 배치됨으로써, 열이 더 빠르게 공급될 수 있게 할 수 있다. 여기서, 제1 값은 제2 값보다 더 큰 값일 수 있다.

급속가열부(300)는, 좌우 방향으로 연장될 수 있다.

급속가열부(300)는, 상하 방향으로 연장될 수 있다. 급속가열부(300)는, 제1 캐비티(110)의 상하 방향의 형상에 따라 상하 방향으로 연장될 수 있다. 급속가열부(300)는, 제1 캐비티(110)의 돌출부(112) 및 오목부(113)를 따라 상하 방향으로 연장될 수 있다.

급속가열부(300)는, 전후 방향으로 연장될 수 있다. 급속가열부(300)는, 파트의 형상에 따라 전후 방향으로 연장될 수 있다.

한편, 상하 방향은 제1 캐비티(110) 및 제2 캐비티(120)가 적층되는 방향으로 설명될 수 있다. 전후 방향은 파트의 길이 방향으로 설명될 수 있다. 좌우 방향은 코어(200)를 가로지르는 방향으로, 상하 방향 및 전후 방향과 직교하는 방향으로 설명될 수 있다.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

100 : 사출 성형용 금형
110 : 제1 캐비티
120 : 제2 캐비티
200 : 코어
300 : 급속가열부
310 : 제1 히터
320 : 제2 히터

Claims (5)

1. 코어; 및
   상기 코어와 함께 파트 생산을 위한 공간을 형성하는 제1 캐비티;
   상기 제1 캐비티에 형성된 홈을 따라 중첩 배열되는 히터를 포함하는 급속가열부; 및
   상기 급속가열부의 적어도 일부를 커버하는 제2 캐비티;를 포함하는 사출 성형용 금형.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 급속가열부는,
   제1 히터; 및
   상기 제1 히터 위에 배치되는 제2 히터;를 포함하고,
   상기 제1 히터는,
   상기 제2 히터보다 상기 코어에 더 가깝게 배치되는 사출 성형용 금형.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 캐비티는,
   상기 파트의 형상에 따라 상기 제2 캐비티를 향해 돌출되는 적어도 하나의 돌출부;를 포함하는 사출 성형용 금형.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 급속가열부는,
   상기 돌출부 및 상기 제품의 형상을 따라 3차원의 입체 형상을 갖는 사출 성형용 금형.
5. 제 2항에 있어서,
   상기 제2 캐비티는,
   상기 제1 캐비티에 비해 열전도도가 더 높은 금속으로 형성되고,
   내부를 관통하는 복수의 쿨링 라인이 형성되는 사출 성형용 금형.