WO2016098974A1 - 글래스 곡면 성형장치 및 이를 이용한 글래스 곡면 성형방법 - Google Patents

글래스 곡면 성형장치 및 이를 이용한 글래스 곡면 성형방법 Download PDF

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WO2016098974A1
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WO
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glass
mold
unit
molding
cooling
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PCT/KR2015/006553
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정상전
민동오
예정수
이종덕
장성진
최경선
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삼성전자 주식회사
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Publication date
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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00—Re-forming shaped glass
    • C03B23/02—Re-forming glass sheets
    • C03B23/023—Re-forming glass sheets by bending
    • C03B23/03—Re-forming glass sheets by bending by press-bending between shaping moulds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00—Re-forming shaped glass
    • C03B23/02—Re-forming glass sheets
    • C03B23/023—Re-forming glass sheets by bending
    • C03B23/035—Re-forming glass sheets by bending using a gas cushion or by changing gas pressure, e.g. by applying vacuum or blowing for supporting the glass while bending
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Definitions

  • the present invention relates to a glass curved surface forming apparatus and a glass curved surface forming method using the same, and more particularly, a plurality of mold units in which a flat glass is placed in a chamber being heated, and then subjected to vacuum adsorption or compression.
  • a liquid crystal display or an OLED display is applied to allow a user to see the display.
  • a transparent window glass configured to be transparent is provided in front of the display device.
  • curved glass products that are applied to various electronic products are manufactured by thermally deforming plate glass cut to conform to the shape of curved surfaces, unlike mold glass products, by using a mold means.
  • the related art has a high productivity of the curved glass by allowing a mold unit having a single cavity to pass between the upper heater unit and the lower heater unit.
  • a mold unit having a single cavity to pass between the upper heater unit and the lower heater unit.
  • the molding quality of the glass is not constant due to the temperature difference between the center and the end of each heater unit.
  • the present invention has been made to solve the above problems, by applying the adsorption and compression method, by manufacturing the high-quality curved glass by controlling the adsorption force and heat step by step, by configuring the mold unit to have a multi-cavity It is an object of the present invention to provide a glass curved forming apparatus and a glass curved forming method using the same, which can reduce molding quality dispersion.
  • Another object of the present invention is to provide a glass curved forming apparatus and a glass curved forming method using the same, by minimizing the equipment area and reducing the equipment investment cost by using the mold logistics as a two-row rotating structure.
  • Glass curved surface forming apparatus for achieving the above object is formed with at least one cavity (cavity) inside the chamber for thermoforming is to be processed with a lower mold in which the glass is put into each cavity
  • a plurality of mold units corresponding to a shape of glass and formed of an upper mold disposed above the lower mold;
  • An input unit for inputting the plurality of mold units, a preheating unit for heating the glass, a molding unit for molding the glass, a cooling unit for cooling the glass formed in the molding unit, and the glass cooled in the cooling unit.
  • a first process unit and a second process unit each including a discharge unit for discharging, wherein the molding unit may gradually decrease an increase rate of heat transferred to the plurality of mold units from the input unit side toward the cooling unit side.
  • the molding unit may include a first fixing part spaced apart from the lower side of the plurality of mold units; And a second fixing part spaced apart from the upper side of the plurality of mold units.
  • Each of the first and second fixing parts includes a plurality of temperature control blocks
  • the temperature control block includes: at least one heating block for heating the plurality of mold units; At least one heat sink stacked on and in contact with the heating block; And at least one cooling block stacked on the plate and formed to lower the temperature of the first and second fixing parts.
  • the contact area with the heating block may gradually increase from the input part side toward the cooling part side.
  • the temperature increase rate of the plurality of mold units in the chamber may gradually decrease from the input side to the cooling side.
  • Each of the heat sinks may be formed with a hollow portion consisting of at least one polygon.
  • each of the heat sinks may be formed of linear protrusions which are periodically repeated.
  • a suction passage connected to the vacuum suction device in the first fixing portion, wherein the suction passage extends to the suction hole in the upper portion of the heating block of the first fixing portion.
  • the lower portion of the lower mold is provided with a suction flow path, wherein the plurality of mold units vacuum-suck the lower portion of the glass for a predetermined time in a place corresponding to the suction flow path and the suction hole, and at the same time the self-weight of the upper mold.
  • an upper heater unit included in the upper mold to compress the upper portion of the glass.
  • the plurality of mold units may be molded in one heating block disposed in the molding part and then transferred to the cooling part.
  • the plurality of mold units may of course be molded with suction force differently controlled by a plurality of temperature control blocks disposed in the molding unit.
  • the first and second processing units may be disposed in parallel to each other.
  • An inert gas may be introduced into the chamber to prevent oxidation of the plurality of mold units.
  • Opening and closing doors may be formed at both ends of the molding part in order to reduce leakage of the inert gas when the plurality of mold units are introduced or discharged.
  • Each of the temperature control blocks may further include at least one plate disposed between the heat sink and the cooling block.
  • the first and second processing units may have a two-row rotating structure.
  • Glass curved forming method the step of putting the glass into a plurality of mold units; Preheating the glass; And molding the heated class; Cooling the molded glass; And taking out the glass from which the cooling is completed, sequentially from each mold unit.
  • the rate of increase and decrease of heat transferred to the plurality of mold units may be adjusted in each step.
  • the glass may be molded through vacuum suction by the lower mold of the mold unit, self-weight compression by the upper mold of the mold unit, and an upper heater unit included in the upper mold.
  • the lower mold is formed of a plurality of molding chambers into which the glass is injected, and the lower mold is formed on the upper portion of the lower mold to be thermoformed by itself
  • a plurality of mold units including an upper mold to apply pressure by the mold
  • a process unit for sequentially moving the plurality of mold units through the steps of inputting, preheating, molding, cooling, and discharging, and adjusting a rate of increase and decrease of heat transferred to the plurality of mold units from the preheating step to the cooling step.
  • the process unit preferably decreases the rate of increase of heat gradually from the preheating step to the cooling step.
  • the process unit may include a lower heater unit disposed below the plurality of mold units and an upper heater unit spaced apart above the plurality of mold units for thermoforming.
  • the upper heater unit may be formed separately on each of the upper mold.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a glass curved forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a mold unit shown in FIG.
  • 3A is a cross-sectional view illustrating the molding part illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 3B is an exploded perspective view illustrating the first temperature control block illustrated in FIG. 3A.
  • Figure 4 is a plan view showing that the shape of the heat sink according to an embodiment of the present invention is variable.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of a mold unit entering the molding unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an example of a mold unit in which molding of glass is completed according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a first modification of the mold unit and the upper heater unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a first modified example of the mold unit entering the molding step according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a first modified example of a mold unit in which molding of glass is completed according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view showing the temperature change of the mold unit while passing through the first process unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating a glass curved forming method according to an embodiment of the present invention.
  • the glass curved forming apparatus 1000 includes a first process unit 100 and a second process unit 100a.
  • the first process unit 100 and the second process unit 100a are disposed to face each other.
  • the plurality of mold units 150 move along a closed loop including the first and second process units 100 and 100a.
  • the first process unit 100 and the second process unit 100a may be disposed in parallel to each other.
  • the first process unit 100 includes the input unit I1, the molding unit 130, the mold standby unit 101, the cooling unit 140, the mold unit 150, the transfer units 160 and 170, the actuator 180, and the discharge unit.
  • a part O1 is included.
  • the worker raises the plate glass G on the mold unit 150, and then inserts the mold unit 150 into the first process unit 100.
  • the injected mold unit 150 is moved to the first transfer part 160 by the first actuator 181.
  • the molding unit 130 is a mold unit 150 is heated and molded by the heat and vacuum suction force of the first and second fixing parts (F1, F2).
  • the molding part 130 includes a preheating part 110 and a curved surface forming part 120.
  • the molding unit 130 is transported by the first transfer unit 160 a plurality of mold units 150 are spaced apart between the first and second fixing portions (F1, F2).
  • the molding part 130 is surrounded by the chamber 400 in the chamber 400 and is isolated from the atmosphere so as not to lose heat to the outside of the chamber 400.
  • the preheating unit 110 heats the mold unit 150 at room temperature to raise the temperature of the mold unit 150 to a predetermined temperature.
  • the preheater 110 includes a first preheater 111 and a second preheater 113. In the present invention, two preheating parts 111 and 113 are illustrated for convenience of description. However, it is of course also possible to have one preheater 110 or three or more preheater 110.
  • the mold unit 150 When the mold unit 150 is introduced into the chamber 400 by the first transfer unit 160, the mold unit 150 is preheated for a predetermined time in the first preheating unit 111. When the mold unit 150 is transferred to the second preheating unit 113 by the first transfer unit 160, the temperature of the mold unit 150 is increased by additional heat. For example, the mold unit 150 may be heated to 300 ° C in the first preheater 111, and may be heated to 400 ° C in the second preheater 113.
  • the curved surface forming unit 120 is formed by heating, vacuum adsorption and compression by self-weight at the same time to form the glass G into a desired curved surface.
  • the curved portion 120 includes first to seventh curved portions 121, 122, 123, 124, 125, 126, and 127.
  • the curved surface forming unit 120 is illustrated as seven curved surface forming units 120 of the first curved surface forming unit 121 to the seventh curved surface forming unit 127.
  • the glass G may of course be molded in one curved surface forming unit 120.
  • the mold unit 150 is conveyed by sliding the upper portion of the first fixing part F1 formed in each curved portion 121, 122, 123, 124, 125, 126, 127 by the first transfer part 160. Thereafter, one end 152 of the suction passage 159 of the mold unit 150 is positioned at a position corresponding to the suction hole 211 of the first fixing part F1.
  • a suction force of vacuum is applied to the lower portion of the glass G for a time of 140 seconds.
  • heat from the heating blocks 210 and 310 of the first and second temperature control blocks 200 and 300 is applied to the upper and lower portions of the glass G during the above time.
  • the compressive force by the weight of the upper mold 151 is applied to the upper portion of the glass G during the above time.
  • the mold standby part 101 is for the mold unit 150 that exits the curved surface forming part 120 to wait. Shielding doors 453 and 455 are installed to prevent heat or an inert gas from flowing out of the chamber 400 before and after the mold waiting portion 101.
  • the mold unit 150 in the mold standby unit 101 enters the cooling unit 140 by the first transfer unit 160.
  • the cooling unit 140 cools the glass G on which the curved surface transferred to the cooling unit 140 is formed by cooling air to finally finish the curved glass G.
  • the glass G transferred to the cooling unit 140 is cooled to a temperature similar to room temperature.
  • the plurality of cooled mold units 150 are transferred to the discharge part O1 by the second actuator 183. In the cooling unit 140, the plurality of mold units 150 are transferred by the second transfer unit 170.
  • a mold unit 150 will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
  • one mold unit 150 is inserted into the input unit I1 for convenience of description.
  • a plurality of mold units 150 may be disposed in the first process unit 100 at predetermined intervals.
  • the mold unit 150 includes upper molds 151 and 153 and lower molds 154 and 155 of a metal material.
  • the mold unit 150 is for thermoforming.
  • the glass G is introduced into the mold unit 150 to simultaneously perform vacuum adsorption, heating and compression to form a desired curved surface.
  • the upper molds 151 and 153 include a mold cover 151 and a curved mold 153.
  • the mold cover 151 is formed to a predetermined thickness to apply a compressive force due to its own weight to the glass (G).
  • the curved mold 153 may be formed of two curved portions having a predetermined curvature and one flat portion for providing a flat surface to the glass G so as to correspond to the curved surface of the glass G to be molded.
  • the mold unit 150 is illustrated as having two mold covers 151a and 151b, two curved molds 153a and 153b, and two molding chambers 155a and 155b. .
  • the mold unit 150 may of course be formed of three or more multi cavities.
  • the lower molds 154 and 155 include a molding chamber case 154 and a molding chamber 155.
  • the molding chamber case 154 forms the appearance of the lower molds 154 and 155. By transferring the molding unit case 154 of each mold unit 150 to the transfer unit 160 at once, the plurality of mold units 150 may be transferred from the molding unit 130.
  • a plurality of molding chambers 155 may be disposed in the molding chamber case 154, and the glass G to be molded is located in each of the molding chambers 155a and 155b.
  • Each of the molding chambers 155a and 155b may be formed of two curved portions having a predetermined curvature and one flat portion providing a flat surface to the glass G so as to correspond to the shapes of the molds 153a and 153b. That is, each of the molding chambers 155a and 155b may have the same top surface shape as that of the glass G to be formed, and may be engaged with each other.
  • each mold 153a, 153b When the glass G reaches the softening point and forms a curved surface with a predetermined curvature, molding is completed so that each mold 153a, 153b can be accommodated in each mold chamber 155a, 155b.
  • the width of each mold 153a, 153b may be formed to be twice as small as the thickness of glass G than the width of each mold chamber 155a, 155b.
  • the transfer units 160 and 170 transfer the plurality of mold units 150 in the first process unit 100.
  • the transfer units 160 and 170 may include a first transfer unit 160 and a second transfer unit 170.
  • the first transfer unit 160 is to transfer the plurality of mold units 150 in the molding unit 130.
  • the first transfer unit 160 may move the plurality of mold units 150 at a time by the forward or backward movement of the one-axis robot (not shown) and the forward or reverse rotation movement of the rotator cylinder (not shown).
  • a plurality of mold units 150 are exemplified by a single-axis robot (not shown) and a rotator cylinder (not shown).
  • the second transfer unit 170 is to transfer the plurality of mold units 150 in the cooling unit 140.
  • the second transfer unit 170 transfers the plurality of mold units 150 to the second actuator 183 step by step.
  • the actuator 180 is to move the mold unit 150 in a straight line.
  • Actuator 180 is the mold unit 150 to the discharge unit (O1) at the end of the first actuator 181 and the cooling unit 140 for pushing the mold unit 150, which is introduced into the input unit (I1) to the molding unit 130.
  • a second actuator 183 for pushing 150.
  • the 2nd process part 100a has the same structure as the 1st process part 100, and has attached
  • the second process unit 100a is disposed to face the first process unit 100.
  • the plurality of mold units 150 may be circulated along the closed loop including the first and second process units 100 and 100a.
  • the first process unit 100 and the second process unit 100a are illustrated to be arranged in parallel. However, it is of course possible to form a closed loop including the first and second process units 100 and 100a in an elliptical shape.
  • the glass curved forming apparatus 1000 of the present invention includes a first process unit 100 consisting of input, preheating, molding, cooling, and discharging, and a waste including a second process unit 100a identical to the first process unit 100. Arranged to form a loop (see FIG. 1). Accordingly, the present invention can minimize the equipment area by minimizing the mold logistics compared to the existing invention that includes the connection logistics.
  • the first fixing part F1 and the second fixing part F2 may be arranged from the first preheating part 111 to the seventh curved portion forming part 127, and include a plurality of temperature control blocks 200 and 300, respectively. .
  • the plurality of mold units 150 may be spaced apart at predetermined intervals between the first fixing part F1 and the second fixing part F2.
  • the mold unit 150 may perform a molding operation of the glass G while staying at the upper portion of the heating block 210 for a predetermined time.
  • a pair of temperature control blocks 200 and 300 are formed in each of the preheating parts 111 and 123 and the curved surface forming parts 121, 122, 123, 124, 125, 126 and 127, respectively. Accordingly, the mold unit 150 is heated while passing through each of the temperature control blocks 200 and 300 to increase the temperature.
  • the first temperature control block 200 is composed of a heating block 210, a heat sink 220, a plate 230, a cooling block 240 and the suction passage 250.
  • the first temperature control block 200 has a rectangular parallelepiped shape as a whole.
  • the heating block 210 heats the plurality of mold units 150.
  • the heating block 210 includes a heating block suction hole 211, a heater accommodating part 213, a heater 215, a thermal cable accommodating part 217, and a thermal cable 219.
  • the heating block suction hole 211 is formed at the top of the heating block 210.
  • the heating block suction hole 211 forms an end portion of the suction passage 250 connected to the vacuum suction device (not shown), and is formed to correspond to the suction port 152 of the lower mold 152.
  • the heater accommodating part 213 accommodates the heater 215.
  • the heater accommodating part 213 is formed in plural so as to pass through the heating block 210 at the side of the heating block 210.
  • the heater 215 includes a heater 215a and a heater cable 215b wrapped by the heater 215a and serves to supply heat to the heating block 210.
  • thermocouple receiving portion 217 is for receiving a thermocouple 219.
  • the thermocouple accommodating part 217 is formed in plural so as to penetrate the heating block 210 at the side of the heating block 210.
  • thermocouple 219 is for sensing the temperature of the measurement point and is inserted into the thermocouple receiving portion 217.
  • the heat sink 220 is stacked between the heating block 210 and the cooling block 240 to control the temperature of the first temperature control block 200.
  • the heat sink 220 may include a heat sink suction hole 221, a protrusion 223, and a hollow part 225.
  • the heat sink 220 is disposed one by one for each lower portion of the heating block (210). As shown in FIG. 4, the heat sink 220 includes nine heat sinks 220a to 220i from the first preheating part 111, which is one end of the molding part 130, to the seventh curved surface forming part 127, which is the other end of the molding part 130. It may include. In the present invention, the heat sink of 220a to 220f is formed to have a hollow portion 225 of the same size. The remaining heat sinks 220g, 220h, and 220i may be configured to be formed with hollow portions 225 having different sizes. However, for example, the size of the hollow parts 225 of all the heat sinks 220a to 220i may be formed to be different from each other.
  • the heat sink 220 has a contact area between the heating block 210 and the plate 230 gradually increasing toward the seventh curved portion 127.
  • the cooling block 240 takes away more heat from the heating block 210 toward the seventh curved portion 127. Accordingly, the temperature of the mold unit 150 in the curved surface forming unit 120 can be controlled to the optimum conditions for the glass (G) molding.
  • the heat sink suction hole 221 is disposed under the vertical portion of the heating block suction hole 211.
  • the heat sink suction hole 221 forms a part of the suction passage 250 connected to the vacuum suction device (not shown).
  • the protrusion 223 is a portion formed to contact the heating block 210 and the plate 230 at upper and lower portions of the heat sink 220.
  • the protrusion 223 is configured in a linear shape that is repeated periodically.
  • the hollow part 225 is configured to control the contact area between the heat sink 220 and the heating block 210 and the plate 230.
  • the heat sink 220 may also be composed of one hollow portion and a plurality of hollow portions 225 may be configured.
  • the contact area between the heat sink 220, the heating block 210 and the plate 230 is determined by the shape of the protrusion 223 and the shape of the hollow part 225.
  • the plate 230 is stacked between the heat sink 220 and the cooling block 240. Plate 230 is to transfer the cool air of the cooling block 230 to the heat sink (220). In addition, the plate 230 serves to fasten and fix the first fixing part F1. To this end, the plate 230 is configured to have a plurality of fastening holes 235 and screws 233.
  • the plate suction hole 231 is disposed under the vertical portion of the heat sink suction hole 221 and forms a part of the suction passage 250 connected to the vacuum suction device (not shown).
  • the cooling block 240 is a cooling device for adjusting the temperature of the first temperature control block 200.
  • the cooling block 240 is stacked on the plate 230.
  • the cooling block 240 includes a cooling block suction hole 241, a plurality of fastening holes 245, and a flow path 247.
  • the cooling block suction hole 241 is disposed under the vertical portion of the plate suction hole 231 and forms a part of the suction passage 250 connected to the vacuum suction device (not shown).
  • the plurality of fastening holes 245 are portions that couple with the screws 233 of the plate 230.
  • the flow path 247 passes cold water.
  • the cooling block 240 may lower the temperature of the mold unit 150 by the cold water passing through the flow path 247.
  • the suction passage 250 is a passage connecting the heating block suction hole 211, the heat sink suction hole 221, the plate suction hole 231, and the cooling block suction hole 241.
  • the suction passage 250 is connected to a vacuum suction device (not shown) and is configured to apply a vacuum suction force to the plurality of mold units 150.
  • the plurality of second temperature control block 300 of the second fixing part (F2) is the same as most of the configuration of the plurality of temperature control block 200 of the first fixing part (F1).
  • the same configuration as the suction passage 250 of the first fixing portion F1 is not disclosed in the second fixing portion F2. Therefore, for the convenience of description, the same configuration as that of the first fixing part F1 is omitted.
  • the second temperature control block 300 is composed of the heating block 310, the heat sink 320, the plate 330 and the cooling block 340.
  • Each configuration of the second temperature control block 300 of the second fixing part F2 around the mold unit 150 is symmetrically with each configuration of the first temperature control block 200 of the first fixing part F1.
  • the chamber 400 is disposed to surround the first and second fixing parts F1 and F2 and the plurality of mold units 150 of the molding part 130.
  • Inert gas is supplied into the chamber 400 to prevent oxidation of the first and second fixing parts F1 and F2 and the mold unit 150.
  • the inert gas may be exhausted by the exhaust pipe.
  • a plurality of walls 420, 430, 440 are provided at both ends of the forming unit 130 and the inlet of the mold waiting unit 101 to prevent leakage of inert gas and heat. ) Is formed. Opening and closing doors 450 may be formed on each wall. Each of the opening and closing doors 451, 453, and 455 is formed to move up and down, and is configured to open for a predetermined time only when the mold unit 150 is transported.
  • the plurality of mold units 150 are transferred into the chamber 400.
  • a core chamber 410 in which heating and molding are performed is located in the chamber 400.
  • the core chamber 410 may be composed of a frame.
  • the upper part of the chamber 400 and the second fixing part F2 may be supported by a plurality of support brackets 420.
  • a molding process in the plurality of mold units 150 will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
  • FIG. 5 illustrates a process in which the mold unit 150 is heated in a part of the preheating unit 110 or the curved surface forming unit 120 before molding.
  • the glass G is placed inside each of the molding chambers 155a and 155b of the plurality of mold units 150 disposed between the first and second fixing portions F1 and F2.
  • the upper molds 151 and 153 are placed on the glass G.
  • the upper molds 151 and 153 may be integrally formed.
  • the vacuum suction through the suction passage 250 is not applied to the mold unit 150.
  • the suction force of the vacuum suction device (not shown) through the suction passage 250 is applied to the lower portion of the mold unit 150 while entering the curved surface forming unit 120.
  • Suction forces in the curved surface forming parts 121, 122, 123, 124, 125, 126, and 127 may be controlled differently from each other.
  • the first suction port 152 corresponding to the suction hole 211 on the heating block 210 is formed below the molding chamber case 154.
  • Suction passages 159a and 159b communicating from the suction port 152 to the second and third suction ports 157a and 157b below the molding chambers 155a and 155b may be formed. Accordingly, the suction force in the vacuum suction device (not shown) is transmitted to the suction passage 250, the suction passage 159, and the second and third suction ports 157a and 157b, and the glass G is driven by the suction force. It is adsorbed from the upper part of each shaping
  • FIG. 6 illustrates a state in which the molding of the glass G is completed in the mold unit 150.
  • the vacuum suction force and the temperature may be controlled in multiple stages from the first forming part 121 to the seventh curved forming part 127 to increase to a predetermined value.
  • the glass G corresponds to the upper shapes of the molds 153a and 153b and the mold chambers 155a and 155b by the compressive force of the upper molds 151 and 153. It can be molded into two curved portions and one flat portion having a predetermined curvature. In this case, vacuum adsorption, heating and compression forces act simultaneously.
  • the first modification of the mold unit and the upper heater unit according to an embodiment of the present invention is one example of the mold unit and the second temperature control block according to an embodiment of the present invention, and most of the configuration thereof. The same is different in that the mold and the upper heater unit of the mold unit are formed separately.
  • the first modification of the mold unit and the upper heater unit according to an embodiment of the present invention is assigned a member number corresponding to the same configuration as the example of the mold unit and the second temperature control block according to an embodiment of the present invention It was.
  • the first modification will be described mainly with the configuration different from the example.
  • the mold unit 650 is for thermoforming, and includes a metal mold upper mold 651a, 651b, 653a, 653b and a lower mold 654a, 654b, 655a, 655b.
  • the lower molds 654a, 654b, 655a, and 655b of the first modified example of the mold unit 650 according to the embodiment of the present invention are integrally formed with the lower molds 154 and 155 according to the embodiment of the present invention and their configuration. Since this is the same, detailed description is omitted.
  • the upper molds 651a, 651b, 653a and 653b of the first modification of the mold unit 650 according to the embodiment of the present invention are the upper molds 151 and 153 of the mold unit 150 according to the embodiment of the present invention.
  • the upper molds 651a, 651b, 653a, 653b are formed separately for the cavity of the lower molds 654a, 654b, 655a, 655b, that is, the molding chambers 655a, 655b.
  • one upper mold 651a, 651b, 653a, 653b is formed above each molding chamber 655a, 655b. That is, the first upper molds 651a and 653a are formed on the upper portions of the first lower molds 654a and 655a, and the second upper molds 651b and 653b are formed on the upper portions of the second lower molds 654b and 655b.
  • the first upper molds 651a and 653a and the second upper molds 651b and 653b are spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • the first modification of the upper heater unit 700a, 700b according to an embodiment of the present invention is the same as most of the second temperature control block 300 according to an embodiment of the present invention, the upper heater unit ( The difference is that 700a and 700b are formed of separate first upper heater units 700a and second upper heater units 700b, respectively.
  • the first upper heater unit 700a includes a heating block 710a, a heat sink 720a, a plate 730a, and a cooling block 740a
  • each of the second temperature control block 300 includes a heating block 310
  • the heat sink 320, the plate 330 and the cooling block 340 are configured in the same manner.
  • the second upper heater unit 700b also includes a heating block 710b, a heat sink 720b, a plate 730b, and a cooling block 740b, and each of the second temperature control block 300 includes a heating block 310,
  • the heat sink 320, the plate 330 and the cooling block 340 are configured in the same manner.
  • the upper heater units 700a and 700b are formed of a plurality of upper mold units 651a, 651b, 653a and 653b, unlike the second temperature control block 300. More specifically, the first upper heater unit 700a is disposed above the first upper molds 651a and 653a and the second upper heater unit 700b is disposed above the second upper molds 651b and 653b. do. In addition, the first upper heater unit 700a and the second upper heater unit 700b are formed to be spaced apart from each other by a predetermined interval.
  • the upper heater unit 700a, 700b for each of the upper molds 651a, 651b, 653a, 653b the upper heater unit is independently controlled as compared with the upper mold unit and the upper heater unit. Accordingly, it is possible to improve the molding quality of the glass by reducing the distribution of molding quality for each cavity, that is, for each molding chamber of the lower mold.
  • the upper mold and the upper heater unit are integrally formed, more heat is applied to the center portion of the mold unit than the side of the mold unit due to the structure of the heater unit.
  • the highest temperature in the middle portion of the upper mold and the lower temperature toward the side end can cause a quality dispersion in the glass to be molded in each mold unit.
  • the first modification of the upper mold and the upper heater unit according to an embodiment of the present invention by installing a separate upper heater unit for each upper mold, the quality distribution of the glass formed in each mold unit is reduced.
  • FIG 8 is a cross-sectional view showing a first modified example of the mold unit entering the molding step according to an embodiment of the present invention
  • Figure 9 is a first modification of the mold unit is completed the molding of the glass according to an embodiment of the present invention It is sectional drawing which shows an example.
  • the first modification of the mold unit and the upper heater unit according to an embodiment of the present invention is assigned a member number corresponding to the same configuration as the example of the mold unit and the second temperature control block according to an embodiment of the present invention It was.
  • FIG 8 illustrates a process in which the mold unit 650 is heated in a part of a preheating step or a molding step.
  • the glass G is placed inside each of the molding chambers 655a and 655b of the plurality of mold units 650.
  • the upper molds 651a, 651b, 653a and 653b are placed on the glass G.
  • the vacuum suction through the suction passage 450 is not applied to the mold unit 650.
  • the suction force of the vacuum suction device (not shown) through the suction passage 550 is applied to the lower portion of the mold unit 650.
  • the glass G is sucked by the molding chambers 655a and 655b by the suction force of the vacuum suction device (not shown) through the suction passage 550.
  • FIG 9 illustrates a state in which the molding of the glass G is completed in the mold unit 650.
  • the vacuum adsorption, heating and compression forces act simultaneously on the glass (G).
  • the mold covers 651a and 651b are connected to each other so that bending deformation due to the weight of each mold 653a and 653b is generated at the connection portion thereof. . Accordingly, a constant load may not be applied to each glass G.
  • the upper molds 651a, 651b, 653a, 653b and the upper heater units 700a, 700b are formed separately. Accordingly, the loads of the upper molds 651a, 651b, 653a, and 653b in the molding chambers 655a and 655b can act as glass G constantly. Therefore, there is an advantage that can reduce the molding quality distribution for each cavity.
  • FIG. 10 schematically illustrates a change in temperature of the mold unit 150 as it passes through the preheating unit 110, the curved surface forming unit 120, and the cooling unit 140.
  • the temperature starts to rise as it goes through the preheating step at room temperature. Further rising as it passes through the forming step, the seventh curved portion 127 may exhibit the highest temperature distribution.
  • the shape of the heat dissipation plate 220 is configured differently in the molding unit 130. Accordingly, the temperature gradient of the curved surface forming unit 120 may be gently controlled to a predetermined value with the temperature of the seventh curved surface forming unit 127 as a peak. That is, the molding unit 130 may gradually decrease the increase rate of heat transferred to the plurality of mold units 150 from the input unit I1 toward the cooling unit 140.
  • the mobile window glass curved forming process is as follows.
  • the glass unit G is placed in the mold unit 150 and the mold unit 150 is introduced into the first process (S1).
  • the glass G is preheated by the preheater 110 (S2).
  • the preheating unit 110 does not apply a vacuum suction force to the mold unit 150.
  • the glass forming part 120 forms the glass G (S3).
  • the heating step including the preheating step and the molding step is formed to gradually reduce the increase rate of heat transferred to the plurality of mold units 150 from the start point of the heating step to the end point of the heating step.
  • the heating step forms the glass G through vacuum suction by the lower molds 154 and 155 of the mold unit 150 and by self-weight compression by the upper molds 151 and 153 of the mold unit 150.
  • the molded glass G is cooled in the cooling unit 140 (S4).
  • the glass (G) is cooled is taken out from the mold unit 150 (S5).
  • the mold unit 150 moves along the closed loop including the first process made of S1 to S5 and the second process made of the same process as the first process.
  • an operator is arranged at the input portions I1 and I2 and the discharge portions O1 and O2 between the first and second processes.
  • the discharge parts O1 and O2 take out the glass G from which molding and cooling are completed, and cleans the mold unit 150 from which the glass G is taken out.
  • the glass G is placed in the cleaned mold unit 150, and the mold unit 150 is introduced into the first process and the second process.
  • the present invention relates to a glass curved surface forming apparatus and a glass curved surface forming method using the same.

Abstract

본 발명에 따른 글래스 곡면 성형장치는, 열성형을 위해 챔버 내부에 적어도 하나 이상의 캐비티(cavity)로 형성되어 각 캐비티에 글래스가 투입되는 하금형과 가공될 글래스의 형상과 대응되며 상기 하금형 상측에 배치되는 상금형으로 이루어지는 복수의 금형유닛; 상기 복수의 금형유닛을 투입하는 투입부, 상기 글래스를 승온하는 예열부, 상기 글래스를 성형하는 성형부, 상기 성형부에서 성형된 상기 글래스를 냉각시키는 냉각부 및 상기 냉각부에서 냉각된 상기 글래스를 배출하는 배출부를 각각 포함하는 제1 및 제2 공정부;를 포함하며, 상기 성형부는 투입부 측에서 냉각부 측으로 갈수록 상기 복수의 금형유닛에 전가하는 열의 증가율을 점차 감소시킬 수 있다.

Description

글래스 곡면 성형장치 및 이를 이용한 글래스 곡면 성형방법
본 발명은 글래스 곡면 성형장치 및 이를 이용한 글래스 곡면 형성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가열되고 있는 챔버 내에 평판 형태의 글래스가 위치하는 복수의 금형유닛을 투입한 후 진공흡착 또는 압축을 실시하여 글래스를 곡면으로 형성하는 글래스 곡면 성형장치 및 이를 이용한 글래스 곡면 성형방법에 관한 것이다.
모바일폰, 디지털 사진기와 같은 전자기기에서, 액정표시 장치나 OLED 표시장치가 적용되어, 사용자가 표시부를 볼 수 있도록 하고 있다. 이러한 표시장치의 전방에는 투명하게 구성된 투명 윈도우 글래스가 구비된다.
최근 곡면을 가지는 휴대 장치들이 개발되면서 곡면을 포함하는 윈도우의 필요성이 증가하고 있다. 일반적으로 각종 전자제품 등에 적용되는 곡면 글래스 제품은 판 글래스 제품과 달리 곡면형상의 규격에 맞추어 재단된 판 글래스를 금형수단을 이용하여 열 변형시켜 성형하여 제작한다.
종래에는 곡면 글래스를 제작하기 위해 금형의 프레스 압력으로만 성형하여 품질 산포가 발생하였다. 이를 개선하기 위해, 진공 흡착과 열을 이용하여 곡면 글래스를 제작하는 기술이 개발되었으나, 금형에 가하는 열을 효과적으로 제어하지 못하여 제품의 불량이 발생하였다.
또한, 종래의 기술은 상부 히터 유닛 및 하부 히터 유닛의 사이에 단일 캐비티(cavity)를 가진 금형유닛이 통과하게 함으로써, 곡면 글래스의 생산성이 높지 않았다. 또한, 다수의 금형유닛을 병렬로 배치한 경우, 각 히터 유닛의 중앙부와 단부의 온도차에 의해 글래스의 성형품질이 일정하지 못한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 흡착 및 압축 방식을 적용하며, 단계별로 흡착력과 열을 제어함으로써 고품질의 곡면 글래스를 제조하고, 금형유닛을 멀티 캐비티를 갖도록 구성하여 캐비티별 성형품질 산포를 줄일 수 있는 글래스 곡면 성형장치 및 이를 이용한 글래스 곡면 성형방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 금형물류를 2열 회전구조로 하여 설비면적을 최소화하고 설비 투자비를 절감할 수 있는 글래스 곡면 성형장치 및 이를 이용한 글래스 곡면 성형방법을 제공하는 데 있다.
이와 같은 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르는 글래스 곡면 성형장치는, 열성형을 위해 챔버 내부에 적어도 하나 이상의 캐비티(cavity)로 형성되어 각 캐비티에 글래스가 투입되는 하금형과 가공될 글래스의 형상과 대응되며 상기 하금형 상측에 배치되는 상금형으로 이루어지는 복수의 금형유닛; 상기 복수의 금형유닛을 투입하는 투입부, 상기 글래스를 승온하는 예열부, 상기 글래스를 성형하는 성형부, 상기 성형부에서 성형된 상기 글래스를 냉각시키는 냉각부 및 상기 냉각부에서 냉각된 상기 글래스를 배출하는 배출부를 각각 포함하는 제1 및 제2 공정부;를 포함하며, 상기 성형부는 투입부 측에서 냉각부 측으로 갈수록 상기 복수의 금형유닛에 전가하는 열의 증가율을 점차 감소시킬 수 있다.
상기 성형부는, 상기 복수의 금형유닛의 하측에 이격 배치되는 제1 고정부; 및 상기 복수의 금형유닛의 상측에 이격 배치되는 제2 고정부;를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 고정부는 각각 복수의 온도 제어블록을 포함하며, 상기 온도제어블록은, 상기 복수의 금형유닛을 가열하는 적어도 하나의 히팅블록; 상기 히팅블록에 적층되어 접촉하는 적어도 하나의 방열판; 및 상기 플레이트에 적층되며, 상기 제1 및 제2 고정부의 온도를 낮추도록 형성되는 적어도 하나의 쿨링블록;을 포함할 수 있다.
상기 복수의 방열판은, 상기 투입부 측에서 냉각부 측으로 갈수록 상기 히팅블록과의 접촉면적이 점점 증가할 수 있다.
상기 복수의 방열판과 상기 히팅블록과의 접촉면적이 점점 증가함에 따라,
상기 쿨링블록과 상기 히팅블록과의 열교환이 이루어져 상기 챔버 내의 상기 복수의 금형유닛의 온도 증가율이 투입부 측에서 냉각부 측으로 갈수록 점차 감소할 수 있다.
상기 각 방열판에는 적어도 하나의 다각형으로 구성된 중공부가 형성될 수 있다.
상기 각 방열판의 상부 및 하부는 주기적으로 반복되는 직선형 돌기부로 형성될 수 있다.
상기 제1 고정부의 내부로 진공흡입장치와 연결되는 흡입통로가 형성되며 상기 흡입통로는 상기 제1 고정부의 상기 히팅블록의 상부의 석션홀까지 연장되는 것을 특징으로 하는 글래스 곡면 성형장치.
상기 하금형의 하부에는 흡입유로가 구비되어, 상기 복수의 금형유닛은 상기 흡입유로와 상기 석션홀에 대응하는 곳에서 기 설정된 시간 동안 상기 글래스의 하부를 진공 흡착함과 동시에, 상기 상금형의 자중 및 상기 상부금형에 포함된 상부 히터 유닛에 의해 상기 글래스의 상부를 압축할 수 있다.
상기 복수의 금형유닛은 상기 성형부에 배치된 하나의 히팅블록에서 성형된 후 상기 냉각부로 이송되는 것도 가능하다.
상기 복수의 금형유닛은 상기 성형부에 배치된 복수의 온도제어블록에서 상이하게 제어되는 흡입력으로 성형되는 것도 물론 가능하다.
상기 제1 및 제2 공정부는 서로 평행하게 배치될 수 있다.
상기 챔버 내부는 불활성 기체를 투입하여 상기 복수의 금형유닛의 산화를 막을 수 있다.
상기 복수의 금형유닛을 투입하거나 배출할 경우 상기 불활성 기체의 누출을 줄이기 위해 상기 성형부의 양단은 개폐도어가 형성될 수 있다.
상기 각 온도제어블록은 상기 방열판과 상기 쿨링블록 사이에 배치되는 적어도 하나의 플레이트를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 공정부는 폐루프를 형성하도록 배치됨에 따라 2열 회전구조로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 글래스 곡면 성형방법은, 복수의 금형유닛에 글래스를 투입하는 단계; 상기 글래스를 예열하는 단계; 및 승온된 클래스를 성형하는 단계; 성형된 글래스를 냉각시키는 단계; 및 냉각이 완료된 글래스를 각 금형유닛으로부터 순차적으로 취출하는 단계;를 포함하며, 각 단계별로 상기 복수의 금형유닛에 전가하는 열의 증감율을 조정할 수 있다.
상기 가열단계는 금형유닛의 하금형에 의한 진공흡착과 금형유닛의 상금형에 의한 자중압축 및 상기 상금형에 포함된 상부 히터 유닛을 통해 글래스를 성형할 수 있다.
이와 같은 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르는 글래스 곡면 성형장치는, 글래스가 투입되는 복수의 성형실로 형성되는 하금형과, 하금형의 상부에 형성되어 열성형 될 상기 글래스에 자중에 의한 압력을 가하는 상금형을 포함하는 복수의 금형유닛; 및 상기 복수의 금형유닛이 투입, 예열, 성형, 냉각 및 배출의 단계를 거치도록 순차적으로 이동시키며, 상기 예열단계에서부터 상기 냉각단계까지 상기 복수의 금형유닛에 전가하는 열의 증감율을 조정하는 공정부;를 포함하며, 상기 하금형은 일체로 형성되고, 상기 상금형은 상기 하금형의 각 성형실에 대응하여 각각 별개로 형성되며, 각 상금형은 미리 설정된 간격으로 상호 이격 될 수 있다. 이 경우, 상기 공정부는 상기 예열단계부터 상기 냉각단계로 갈수록 열의 증가율을 점차 감소시키는 것이 바람직하다.
상기 공정부는 열성형을 위해 상기 복수의 금형유닛의 하측에 배치되는 하부 히터 유닛 및 상기 복수의 금형 유닛의 상측에 이격 배치되는 상부 히터 유닛을 포함할 수 있다.
상기 상부 히터 유닛은 상기 각 상금형의 상부에 각각 별개로 형성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 곡면 성형장치의 개략 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 금형유닛을 나타내는 사시도이다.
도 3a는 도 1에 도시된 성형부를 나타내는 단면도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 제1 온도 제어블록을 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열판의 형상이 가변하는 것을 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 성형부로 진입한 금형유닛의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스의 성형이 완료된 금형유닛의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 금형유닛과 상부 히터 유닛의 제1 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 성형단계에 진입한 금형유닛의 제1 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스의 성형이 완료된 금형유닛의 제1 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 공정부를 통과하는 동안 금형유닛의 온도변화를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 곡면 성형방법을 설명하기 위한 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 글래스 곡면 성형장치에 대하여 상세하게 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 곡면 성형장치(1000)를 설명한다.
글래스 곡면 성형장치(1000)는 제1 공정부(100)와 제2 공정부(100a)를 포함한다. 제1 공정부(100)와 제2 공정부(100a)는 서로 마주하도록 배치된다. 복수의 금형유닛(150)은 제1 및 제2 공정부(100,100a)를 포함하는 폐루프를 따라 이동한다. 제1 공정부(100)와 제2 공정부(100a)는 서로 평행하게 배치될 수 있다.
제1 공정부(100)는 투입부(I1), 성형부(130), 금형 대기부(101), 냉각부(140), 금형유닛(150), 이송부(160,170), 액츄에이터(180) 및 배출부(O1)을 포함한다.
투입부(I1)는 작업자가 금형유닛(150)에 판형 글래스(G)를 올린 후, 그 금형유닛(150)을 제1 공정부(100)에 투입하는 것이다. 투입된 금형유닛(150)은 제1 액츄에이터(181)에 의해 제1 이송부(160)로 이동한다.
성형부(130)는 제1 및 제2 고정부(F1,F2)의 열과 진공 흡입력에 의해 금형유닛(150)이 가열 및 성형되는 것이다. 성형부(130)는 예열부(110)와 곡면형성부(120)를 포함한다. 성형부(130)는 제1 및 제2 고정부(F1,F2) 사이에 이격되어 위치하는 복수의 금형유닛(150)이 제1 이송부(160)에 의해 이송된다. 성형부(130)는 챔버(400) 내에서 챔버(400)에 의해 둘러싸여 열을 챔버(400) 외부로 빼앗기지 않도록 대기와 차단된다.
예열부(110)는 상온 상태의 금형유닛(150)에 열을 가하여 금형유닛(150)의 온도를 소정의 온도까지 상승시키는 것이다. 예열부(110)는 제1 예열부(111) 및 제2 예열부(113)를 포함한다. 본 발명에서는 설명의 편의를 위하여, 2 개의 예열부(111,113)로 예시하였다. 그러나, 1 개의 예열부(110)나 3개 이상의 예열부(110)를 갖는 것도 물론 가능하다.
제1 이송부(160)에 의해 금형유닛(150)이 챔버(400) 내부로 인입되면 제1 예열부(111)에서 금형유닛(150)이 소정 시간 동안 예열된다. 금형유닛(150)이 제1 이송부(160)에 의해 제2 예열부(113)로 이송되면 추가적인 열에 의해 금형유닛(150)의 온도는 상승된다. 예를 들어, 제1 예열부(111)에서 300°C로 금형유닛(150)이 가열될 수 있고, 제2 예열부(113)에서 400°C로 가열될 수 있다.
곡면형성부(120)는 가열, 진공흡착 및 자중에 의한 압축이 동시에 진행되어 글래스(G)를 원하는 곡면으로 성형하는 것이다. 곡면성형부(120)는 제1 내지 제7 곡면형성부(121,122,123,124,125,126,127)를 포함한다. 본 발명에서는 설명의 편의를 위해, 곡면형성부(120)는 제1 곡면형성부(121) 내지 제7 곡면형성부(127)의 7개의 곡면형성부(120)로 예시하였다. 그러나, 글래스(G)는 1 개의 곡면형성부(120)에서 성형되는 것도 물론 가능하다.
금형유닛(150)은 각 곡면형성부(121,122,123,124,125,126,127)에 형성된 제1 고정부(F1)의 상부를 제1 이송부(160)에 의해 미끄러지듯 이송된다. 이후, 금형유닛(150)의 흡입통로(159)의 일단(152)은 제1 고정부(F1)의 석션홀(211)과 대응되는 곳에 위치하게 된다.
예를 들어, 140초의 시간 동안 진공에 의한 흡착력이 글래스(G)의 하부에 가해진다. 또한, 제1 및 제2 온도 제어블록(200,300)의 히팅블록(210,310)에 의한 열이 상기 시간 동안 글래스(G)의 상하부에 가해진다. 또한. 상금형(151)의 자중에 의한 압축력이 상기 시간 동안 글래스(G)의 상부에 가하여진다. 금형유닛(150)이 각 곡면형성부(121,122,123,124,125,126,127)를 따라 한 칸씩 이송될 때마다 상이한 흡착력 및 상이한 열에 의해 금형유닛(150)의 흡착력과 열이 다단으로 제어된다. 이에 따라, 글래스(G)의 열적 왜곡(distortion)이 방지되어 곡면 글래스(G)의 품질 산포가 발생하지 않는다. 또한, 글래스(G)에 크랙이 발생하지 않아 고품질의 곡면 글래스(G)를 생산할 수 있다.
금형 대기부(101)는 곡면형성부(120)를 빠져 나온 금형유닛(150)이 대기하기 위한 것이다. 금형 대기부(101) 전후로 챔버(400) 내부의 열이나 불활성 기체가 밖으로 나가지 못하도록 차폐 도어(453,455)가 설치된다. 제1 이송부(160)에 의해 금형 대기부(101)에 있던 금형유닛(150)은 냉각부(140)로 진입한다.
냉각부(140)는 냉각부(140)로 이송된 곡면이 형성된 글래스(G)를 냉각공기에 의해 냉각하여 곡면 글래스(G)를 최종 완성하는 곳이다. 냉각부(140)로 이송된 글래스(G)는 상온과 유사한 온도로 냉각된다. 냉각된 복수의 금형유닛(150)은 제2 액츄에이터(183)에 의해 배출부(O1)로 이송된다. 냉각부(140)에서는 제2 이송부(170)에 의해 복수의 금형유닛(150)이 이송된다.
도 1 및 도 2를 참조하여 금형유닛(150)에 대하여 상세하게 설명한다. 도 1에서는 설명의 편의를 위하여 투입부(I1)에 금형유닛(150) 한 개가 투입된 것으로 예시하였다. 그러나, 금형유닛(150)은 제1 공정부(100)에 소정 간격으로 다수 개가 배치될 수 있다.
도 2를 참고하면, 금형유닛(150)은 금속 소재의 상금형(151,153) 및 하금형(154,155)으로 구성된다. 금형유닛(150)은 열 성형을 위한 것이다. 글래스(G)를 금형유닛(150) 내부에 투입하여 진공 흡착, 가열 및 압축을 동시에 진행하여 원하는 곡면으로 성형한다.
상금형(151,153)은 금형 덮개(151)와 곡면 성형틀(153)을 포함한다. 금형 덮개(151)는 글래스(G)에 자중에 의한 압축력을 가하기 위하여 소정의 두께로 형성된다. 곡면 성형틀(153)은 성형 완료되는 글래스(G)의 곡면에 대응하도록 소정의 곡률을 가지는 두 개의 만곡부와 글래스(G)에 평탄면을 제공하기 위한 한 개의 평탄부로 형성될 수 있다.
본 발명에서는 멀티 캐비티(cavity)로서 금형유닛(150)은 두 개의 금형 덮개(151a,151b)와 두 개의 곡면 성형틀(153a,153b) 및 두 개의 성형실(155a,155b)을 갖는 것으로 예시하였다. 그러나, 금형 유닛(150)은 3 개 이상의 멀티 캐비티(cavity)로 형성되는 것도 물론 가능하다.
하금형(154,155)은 성형실 케이스(154)와 성형실(155)을 포함한다.
성형실 케이스(154)는 하금형(154,155)의 외관을 형성한다. 이송부(160)가 각 금형유닛(150)의 성형실 케이스(154)를 한꺼번에 밀도록 함으로써, 성형부(130)에서 복수의 금형유닛(150)이 이송될 수 있다.
성형실(155)은 성형실 케이스(154)에 다수 개로 배치될 수 있으며, 성형될 글래스(G)는 각 성형실(155a,155b) 내부에 위치된다. 각 성형실(155a,155b)은 각 성형틀(153a,153b)의 형상에 대응하도록 소정의 곡률을 가지는 두 개의 만곡부와 글래스(G)에 평탄면을 제공하는 한 개의 평탄부로 형성될 수 있다. 즉, 각 성형실(155a,155b)은 형성하고자 하는 글래스(G)와 동일한 상면 형태를 가지며, 서로 맞물리는 형태를 가질 수 있다.
글래스(G)가 연화점에 도달하여 소정의 곡률로 곡면을 형성하여 성형이 완료되는 단계에서, 각 성형틀(153a,153b)이 각 성형실(155a,155b)에 수용될 수 있도록 한다. 이를 위해, 각 성형틀(153a,153b)의 폭은 각 성형실(155a,155b)의 폭보다 글래스(G) 두께의 2배만큼 작게 형성될 수 있다.
이송부(160,170)는 복수의 금형유닛(150)을 제1 공정부(100) 내에서 이송하는 것이다. 이송부(160,170)는 제1 이송부(160)와 제2 이송부(170)로 구성된다.
제1 이송부(160)는 복수의 금형유닛(150)을 성형부(130)에서 이송하도록 하는 것이다. 제1 이송부(160)는 1축 로봇(미도시)의 전진 또는 후진운동과 로테이터 실린더(미도시)의 정회전 또는 역회전 운동에 의해 복수의 금형유닛(150)을 한꺼번에 이동시킬 수 있다. 본 발명에서는 1축 로봇(미도시)와 로테이터 실린더(미도시)에 의해 복수의 금형유닛(150)이 이송되는 것으로 예시하였다. 그러나, 체인 컨베이어에 의해 복수의 금형유닛(150)이 이송되는 것도 물론 가능하다.
제2 이송부(170)는 복수의 금형유닛(150)을 냉각부(140)에서 이송하게 하는 것이다. 제2 이송부(170)는 복수의 금형유닛(150)을 한 단계씩 제2 액츄에이터(183)까지 이송시키도록 한다.
액츄에이터(180)는 금형유닛(150)을 직선 이동시키도록 하는 것이다. 액츄에이터(180)는 투입부(I1)로 투입된 금형유닛(150)을 성형부(130)로 밀어주는 제1 액츄에이터(181)와 냉각부(140)의 단부에서 배출부(O1)로 금형유닛(150)을 밀어주는 제2 액츄에이터(183)로 구성된다.
제2 공정부(100a)는 제1 공정부(100)와 동일한 구성을 가지며, 동일한 구성에 대하여 부재번호를 대응되게 부여하였다. 따라서, 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제2 공정부(100a)는 제1 공정부(100)와 마주하도록 배치된다. 복수의 금형유닛(150)은 제1 및 제2 공정부(100,100a)를 포함하는 폐루프를 따라 순환될 수 있다. 본 발명에서는 제1 공정부(100)와 제2 공정부(100a)가 평행하게 배치되도록 예시하였다. 그러나, 제1 및 제2 공정부(100,100a)를 포함하는 폐루프가 타원형으로 형성되는 것도 물론 가능하다.
본 발명의 글래스 곡면 성형장치(1000)는 투입, 예열, 성형, 냉각 및 배출로 이루어지는 제1 공정부(100)와 제1 공정부(100)와 동일한 제2 공정부(100a)를 포함하는 폐루프를 형성하도록 배치된다(도 1 참조). 이에 따라, 연결물류가 포함되는 기존 발명에 비해 본 발명은 금형 물류를 최소화함으로써 설비면적을 최소화할 수 있다.
도 3 a, 도 3b 및 도 4를 참고하여, 제1 및 제2 고정부(F1,F2)와 챔버(400)에 대하여 상세하게 설명한다.
제1 고정부(F1)와 제2 고정부(F2)는 제1 예열부(111)에서 제7 곡면형성부(127)까지 배치될 수 있으며, 각각 복수의 온도 제어블록(200,300)을 포함한다. 제1 고정부(F1)와 제2 고정부(F2) 사이로 복수의 금형유닛(150)이 소정 간격으로 이격되어 이송될 수 있다. 금형유닛(150)은 히팅블록(210)의 상부에서 소정 시간 동안 머무르면서 글래스(G)의 성형작업을 수행할 수 있다.
각 예열부(111,123)와 각 곡면형성부(121,122,123,124,125,126,127)에는 각각 한쌍의 온도제어블록(200,300)이 형성된다. 이에 따라, 금형유닛(150)이 각 온도 제어블록(200,300)을 통과하면서 가열되어 온도가 증가하게 된다.
제1 온도 제어블록(200)은 히팅블록(210), 방열판(220), 플레이트(230), 쿨링블록(240) 및 흡입통로(250)로 구성된다. 제1 온도 제어블록(200)은 전체적으로 직육면체의 형상을 가진다.
도 3b를 참고하면, 히팅블록(210)은 복수의 금형유닛(150)을 가열하는 것이다. 히팅블록(210)은 히팅블록 석션홀(211), 히터 수용부(213), 히터(215), 열 케이블 수용부(217) 및 열 케이블(219)을 포함한다.
히팅블록 석션홀(211)은 히팅블록(210)의 상부에서 형성된다. 히팅블록 석션홀(211)은 진공 흡입장치(미도시)와 연결된 흡입통로(250)의 단부를 구성하고, 하금형(152)의 흡입구(152)와 대응되도록 형성된다.
히터 수용부(213)는 히터(215)를 수용하는 것이다. 히터 수용부(213)는 히팅블록(210)의 측면에서 히팅블록(210)을 관통하도록 다수 개로 형성된다.
히터(215)는 히터(215a)와 히터(215a)에 의해 감싸지는 히터 케이블(215b)을 포함하며, 히팅블록(210)에 열을 공급하는 역할을 한다.
열전대 수용부(217)는 열전대(219,thermal couple)를 수용하기 위한 것이다. 열전대 수용부(217)는 히팅블록(210)의 측면에서 히팅블록(210)을 관통하도록 다수 개로 형성된다.
열전대(219)는 측정 지점의 온도를 감지하기 위한 것으로, 열전대 수용부(217)에 삽입된다.
방열판(220)은 히팅블록(210)과 쿨링블록(240) 사이에서 적층되어 제1 온도 제어블록(200)의 온도를 제어하기 위한 것이다. 방열판(220)은 방열판 석션홀(221), 돌기부(223) 및 중공부(225)를 포함한다.
방열판(220)은 히팅블록(210)의 하부마다 하나씩 배치된다. 방열판(220)은 도 4와 같이 성형부(130)의 일단인 제1 예열부(111)에서부터 성형부(130)의 타단인 제7 곡면형성부(127)까지 9 개의 방열판(220a 내지 220i)을 포함할 수 있다. 본 발명에서는 220a 내지 220f의 방열판이 동일한 크기의 중공부(225)를 갖도록 형성된다. 나머지 방열판(220g,220h,220i)은 서로 다른 크기의 중공부(225)로 형성되도록 구성될 수 있다. 그러나, 예를 들어 모든 방열판(220a 내지 220i)의 중공부(225)의 크기가 서로 다르도록 형성되는 것도 물론 가능하다.
방열판(220)은 제7 곡면형성부(127)로 갈수록 히팅블록(210)과 플레이트(230)과의 접촉면적이 점점 커진다. 이러한 구성에 의해, 제7 곡면형성부(127)로 갈수록 히팅블록(210)의 열을 쿨링블록(240)이 더 많이 빼앗게 된다. 이에 따라, 곡면형성부(120) 내의 금형유닛(150)의 온도는 글래스(G) 성형을 위한 최적의 조건으로 제어될 수 있게 된다.
방열판 석션홀(221)은 히팅블록 석션홀(211)의 수직하부에 배치된다. 방열판 석션홀(221)은 진공 흡입장치(미도시)와 연결된 흡입통로(250)의 일부분을 형성한다.
돌기부(223)는 방열판(220)의 상하부에서 히팅블록(210)과 플레이트(230)와 접촉하도록 형성되는 부분이다. 돌기부(223)는 주기적으로 반복되는 직선형상으로 구성된다.
중공부(225)는 방열판(220)이 히팅블록(210)과 플레이트(230)과의 접촉 면적을 제어하기 위하여 구성된다. 본 발명에서는 네 개의 중공부(225)로 구성되는 것으로 나타내었으나, 다각형의 중공부(225)로 형성되는 것도 가능하다, 또한, 방열판(220)은 하나의 중공부로 구성될 수 있으며 다수 개의 중공부(225)로 구성될 수도 있다.
돌기부(223)의 형상과 중공부(225)의 형상에 의해 방열판(220)과 히팅블록(210) 및 플레이트(230) 간의 접촉면적이 결정된다.
플레이트(230)는 방열판(220)과 쿨링블록(240) 사이에서 적층된다. 플레이트(230)는 쿨링블록(230)의 냉기를 방열판(220)으로 전달하는 것이다. 또한, 플레이트(230)는 제1 고정부(F1)를 체결하여 고정하는 역할을 수행한다. 이를 위해 플레이트(230)는 다수의 체결구멍(235)과 스크류(233)를 가지도록 구성된다. 플레이트 석션홀(231)은 방열판 석션홀(221)의 수직하부에 배치되며, 진공 흡입장치(미도시)와 연결된 흡입통로(250)의 일부분을 형성한다.
쿨링블록(240)은 제1 온도 제어블록(200)의 온도를 조절하기 위한 냉각장치이다. 쿨링블록(240)은 플레이트(230)에 적층된다. 쿨링블록(240)은 쿨링블록 석션홀(241), 다수의 체결구멍(245), 유로(247)로 구성된다.
쿨링블록 석션홀(241)은 플레이트 석션홀(231)의 수직하부에 배치되며, 진공 흡입장치(미도시)와 연결된 흡입통로(250)의 일부분을 형성한다.
다수의 체결구멍(245)은 플레이트(230)의 스크류(233)와 결합하는 부분이다.
유로(247)는 냉수가 통과하는 것이다. 유로(247)를 통과하는 냉수에 의해 쿨링블록(240)은 금형유닛(150)의 온도를 하강시킬 수 있다.
흡입통로(250)는 히팅블록 석션홀(211), 방열판 석션홀(221), 플레이트 석션홀(231) 및 쿨링블록 석션홀(241)을 연결하는 통로이다. 흡입통로(250)는 진공 흡입장치(미도시)와 연결되어 복수의 금형유닛(150)에 진공 흡착력을 부가하도록 구성된다.
한편, 제2 고정부(F2)의 복수의 제2 온도 제어블록(300)은 제1 고정부(F1)의 복수의 온도제어블록(200)과 대부분의 구성이 동일하다. 다만, 제2 고정부(F2)에는 제1 고정부(F1)의 흡입통로(250)와 같은 구성은 개시되어 있지 않다. 따라서, 설명의 편의를 위해 제1 고정부(F1)와 동일한 구성은 생략한다.
제2 온도 제어블록(300)은 히팅블록(310), 방열판(320), 플레이트(330) 및 쿨링블록(340)으로 구성된다. 금형유닛(150)을 중심으로 제2 고정부(F2)의 제2 온도 제어블록(300)의 각 구성은 제1 고정부(F1)의 제1 온도 제어블록(200)의 각 구성과 대칭으로 적층 된다.
도 3a 및 도 4를 참고하면, 챔버(400)는 성형부(130)의 제1 및 제2 고정부(F1,F2)와 복수의 금형유닛(150)을 감싸도록 배치된다.
챔버(400) 내부에는 불활성 기체가 공급되어 제1 및 제2 고정부(F1,F2)와 금형유닛(150)의 산화를 방지한다. 한편, 미도시 하였지만, 불활성 기체는 배기관에 의해 배기될 수 있다.
또한, 금형유닛(150)을 챔버(400) 내부로 투입하거나 배출할 경우, 불활성기체와 열의 누출을 막기 위해 성형부(130)의 양단과 금형 대기부(101)의 입구에는 다수의 벽(420,430,440)이 형성된다. 각 벽에는 개폐도어(450)가 형성될 수 있다. 각 개폐도어(451,453,455)는 상하로 움직이도록 형성되어, 금형유닛(150)의 이송 시에만 소정 시간 동안 열리도록 구성된다.
챔버(400) 내부에는 복수의 금형유닛(150)이 이송된다. 또한, 챔버(400)의 내부에 가열 및 성형이 이루어지는 코어 챔버(410)가 위치한다. 코어 챔버(410)는 프레임으로 구성될 수 있다.
제2 고정부(F2)를 챔버(400) 내부에서 지지하기 위해 챔버(400) 상부와 제2 고정부(F2)는 다수의 지지 브라켓(420)에 의해 지지될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참고하여 복수의 금형유닛(150)에서의 성형과정을 설명한다.
도 5는 금형유닛(150)이 성형 전 예열부(110)나 곡면형성부(120)의 일부에서 가열되는 과정을 나타낸다. 제1 및 제2 고정부(F1,F2) 사이에 배치된 복수의 금형유닛(150)의 각 성형실(155a,155b) 내부에 글래스(G)가 놓여진다. 글래스(G) 위에는 상금형(151,153)이 놓여진다. 상금형(151,153)은 일체로 형성될 수 있다.
예열부(110)에서는 흡입통로(250)를 통한 진공흡입이 금형유닛(150)으로 가해지지 않는다. 그러나, 곡면형성부(120)에 진입하면서 흡입통로(250)를 통한 진공 흡입장치(미도시)의 흡입력이 금형유닛(150)의 하부로 가해진다. 각 곡면형성부(121,122,123,124,125,126,127)에서의 흡입력은 서로 상이하게 제어될 수 있다.
성형실 케이스(154)의 하부에는 히팅블록(210) 상부의 석션홀(211)과 대응되는 제1 흡입구(152)가 형성된다. 흡입구(152)로부터 각 성형실(155a,155b)의 하부의 제2 및 제3 흡입구(157a,157b)로 연통되는 흡입유로들(159a,159b)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 진공 흡입장치(미도시)에서의 흡입력이 흡입통로(250), 흡입유로(159) 및 제2 및 제3 흡입구(157a,157b)로 전달되며, 이 흡입력에 의해 글래스(G)는 각 성형실(155a,155b) 상부에서 하부로 흡착된다.
도 6은 금형유닛(150)에서 글래스(G)의 성형이 완료된 상태를 나타낸다. 제1 성형부(121)에서 제7 곡면형성부(127)로 갈수록 진공 흡입력과 온도가 기 설정된 값으로 상승하도록 다단으로 제어될 수 있다. 또한, 글래스(G)가 연화점에 도달하면, 상금형(151,153)의 자중에 의한 압축력으로 글래스(G)는 각 성형틀(153a,153b)과 각 성형실(155a,155b)의 상부 형상에 대응하도록 소정의 곡률을 가지는 두 개의 만곡부와 한 개의 평탄부로 성형될 수 있다. 이 경우, 진공흡착, 가열 및 압축력은 동시에 작용한다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 금형유닛과 상부 히터 유닛의 제1 변형예를 나타낸다.
도 7을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 금형유닛, 상부 히터 유닛의 제1 변형예는 본 발명의 일 실시예에 따른 금형유닛과 제2 온도 제어블록의 일 예와 대부분의 구성이 동일하며, 금형유닛의 상금형과 상부 히터 유닛이 별개로 형성된다는 점이 상이하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 금형유닛 및 상부 히터 유닛의 제1 변형예는 본 발명의 일 실시예에 따른 금형유닛 및 제2 온도 제어블록의 일 예와 동일한 구성에 대하여 대응되는 부재번호를 부여하였다. 제1 변형예는 일 예와 상이한 구성을 중심으로 설명한다.
도 7을 참고하면, 금형유닛(650)은 열 성형을 위한 것으로서, 금속 소재의 상금형(651a,651b,653a,653b) 및 하금형(654a,654b,655a,655b)으로 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 금형유닛(650)의 제1 변형예의 하금형(654a,654b,655a,655b)은 일체로 형성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 하금형(154,155)과 그 구성이 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 금형유닛(650)의 제1 변형예의 상금형(651a,651b,653a,653b)은 본 발명의 일 실시예에 따른 금형유닛(150)의 상금형(151,153)과 달리, 상금형(651a,651b,653a,653b)은 하금형(654a,654b,655a,655b)의 캐비티 즉, 성형실(655a,655b)마다 각각 별개로 형성된다.
보다 구체적으로, 각 성형실(655a,655b)의 상측에는 각각 하나의 상금형(651a,651b,653a,653b)이 형성된다. 즉 제1 하금형(654a,655a)의 상부에는 제1 상금형(651a,653a)가 형성되고, 제2 하금형(654b,655b)의 상부에는 제2 상금형(651b,653b)이 형성되며, 제1 상금형(651a,653a)과 제2 상금형(651b,653b)은 소정의 거리만큼 상호 이격된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상부 히터 유닛(700a,700b)의 제1 변형예는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 온도 제어블록(300)과 대부분의 구성이 동일하나, 상부 히터 유닛(700a,700b)이 각각 별개의 제1 상부 히터 유닛(700a)와 제 2 상부 히터 유닛(700b)으로 형성된다는 점이 상이하다.
제1 상부 히터 유닛(700a)은 히팅블록(710a), 방열판(720a), 플레이트(730a) 및 쿨링블록(740a)으로 구성되며, 각각 제2 온도 제어블록(300)은 히팅블록(310), 방열판(320), 플레이트(330) 및 쿨링블록(340)과 동일하게 구성된다.
제2 상부 히터 유닛(700b) 역시 히팅블록(710b), 방열판(720b), 플레이트(730b) 및 쿨링블록(740b)으로 구성되며, 각각 제2 온도 제어블록(300)은 히팅블록(310), 방열판(320), 플레이트(330) 및 쿨링블록(340)과 동일하게 구성된다.
상부 히터 유닛(700a,700b)은 하나로 구성되는 제2 온도 제어블록(300)과 달리, 각 상금형(651a,651b,653a,653b)에 대응되게 복수 개로 구성된다. 보다 구체적으로, 제1 상금형(651a,653a)의 상부에 제1 상부 히터 유닛(700a)이 배치되고, 제2 상금형(651b,653b)의 상부에 제2 상부 히터 유닛(700b)이 배치된다. 또한, 제1 상부 히터 유닛(700a) 및 제2 상부 히터 유닛(700b)은 미리 설정된 간격만큼 상호 이격되어 형성된다.
이러한 구성에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 상금형(651a,651b,653a,653b)과 상부 히터 유닛(700a,700b)의 제1 변형예는 멀티 캐비티를 금형에 적용하여 단일 캐비티 대비 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상금형(651a,651b,653a,653b)별로 상부 히터 유닛(700a,700b)을 별도로 적용함에 따라, 상금형 및 상부 히터 유닛을 각각 일체로 성형한 것에 비해 각 상부 히터 유닛을 독립제어함에 따라 캐비티별, 즉 하금형의 성형실별 성형품질 산포를 줄여 글래스의 성형 품질을 향상시킬 수 있다.
즉 상금형 및 상부 히터 유닛을 각각 일체로 성형할 경우, 히터 유닛의 구조상 금형유닛의 가운데 부분은 금형유닛의 측부에 비해 보다 많은 열이 가해지게 된다. 이러한 구성에 의해, 상금형의 가운데 부분에서 가장 온도가 높고 측단으로 갈수록 온도가 낮아져 각 금형 유닛에서 성형되는 글래스에 품질산포가 발생하게 될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 상금형과 상부 히터 유닛의 제1 변형예는 각 상금형별로 각각 별개의 상부 히터 유닛을 설치함으로써 각 금형 유닛에서 성형되는 글래스의 품질산포가 줄어들게 된다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 성형단계에 진입한 금형유닛의 제1 변형예를 나타내는 단면도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스의 성형이 완료된 금형유닛의 제1 변형예를 나타내는 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 글래스의 성형동작을 나타내는 금형유닛 및 상부 히터 유닛의 제1 변형예는 본 발명의 일 실시예에 따른 성형 동작을 나타내는 금형유닛과 제2 온도 제어블록의 일 예와 대부분의 구성이 동일하다. 따라서, 동일한 구성 및 동작에 대한 설명은 생략하였다. 본 발명의 일 실시예에 따른 금형유닛 및 상부 히터 유닛의 제1 변형예는 본 발명의 일 실시예에 따른 금형유닛 및 제2 온도 제어블록의 일 예와 동일한 구성에 대하여 대응되는 부재번호를 부여하였다.
도 8은 금형유닛(650)이 예열단계나 성형단계의 일부에서 가열되는 과정을 나타낸다. 복수의 금형유닛(650)의 각 성형실(655a,655b) 내부에 글래스(G)가 놓여진다. 글래스(G) 위에는 상금형(651a,651b,653a,653b)이 놓여진다.
예열단계에서는 흡입통로(450)를 통한 진공흡입이 금형유닛(650)으로 가해지지 않는다. 그러나, 성형단계에 진입하면서 흡입통로(550)를 통한 진공 흡입장치(미도시)의 흡입력이 금형유닛(650)의 하부로 가해진다.
흡입통로(550)를 통한 진공 흡입장치(미도시)의 흡입력에 의해 글래스(G)는 각 성형실(655a,655b)에서 흡착된다.
도 9는 금형유닛(650)에서 글래스(G)의 성형이 완료된 상태를 나타낸다. 성형단계에서 글래스(G)에 진공흡착, 가열 및 압축력이 동시에 작용한다.
상금형(651a,651b,653a,653b)이 일체로 형성된 경우, 금형 덮개(651a,651b)가 서로 연결되어 그 연결부위에 각 성형틀(653a,653b)의 자중에 의한 휨 변형이 발생하게 된다. 이에 따라, 각 글래스(G)에 일정한 하중이 가해지지 않을 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 상금형(651a,651b,653a,653b)과 상부 히터 유닛(700a,700b)의 제1 변형예는 상금형(651a,651b,653a,653b)이 별개로 형성됨에 따라, 각 성형실(655a,655b)에서 각 상금형(651a,651b,653a,653b)의 하중이 글래스(G)로 일정하게 작용할 수 있다. 따라서, 각 캐비티별 성형품질 산포를 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 10은 금형유닛(150)이 예열부(110), 곡면형성부(120) 및 냉각부(140)를 지나면서 가변하는 온도의 변화를 개략적으로 나타낸다.
상온에서 예열단계를 거치면서 온도는 상승하기 시작한다. 성형단계를 지나면서 추가적으로 상승하여 제7 곡면형성부(127)에서 최고의 온도분포를 보일 수 있다. 상술한 바와 같이, 방열판(220)의 형상이 성형부(130)에서 상이하게 구성된다. 이에 따라, 제7 곡면형성부(127)의 온도를 정점으로 곡면형성부(120)의 온도 구배를 기설정된 값으로 완만하게 제어할 수 있다. 즉, 성형부(130)는 투입부(I1) 측에서 냉각부(140) 측으로 갈수록 상기 복수의 금형유닛(150)에 전가하는 열의 증가율을 점차 감소시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 모바일 윈도우 글래스 곡면 성형방법을 도 11을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 11에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 윈도우 글래스 곡면 성형과정은 하기와 같다.
먼저, 금형유닛(150) 내부에 글래스(G)를 위치시켜 제1 공정에 금형유닛(150)을 투입한다(S1).
이어서, 예열부(110)에서 상기 글래스(G)를 예열한다(S2). 예열부(110)에서는 금형유닛(150)에 진공흡착력을 가하지 않는다.
곡면형성부(120)에서 상기 글래스(G)를 성형한다(S3).
예열단계 및 성형단계를 포함하는 가열단계는 가열단계의 시작 지점에서부터 가열단계의 종료 지점으로 갈수록 복수의 금형유닛(150)에 전가하는 열의 증가율을 점차 감소시키도록 형성된다.
또한, 가열단계는 금형유닛(150)의 하금형(154,155)에 의한 진공흡착과 금형유닛(150)의 상금형(151,153)에 의한 자중 압축을 통해 글래스(G)를 성형하게 된다.
성형된 상기 글래스(G)를 냉각부(140)에서 냉각시킨다(S4).
냉각이 완료된 상기 글래스(G)를 금형유닛(150)으로부터 취출하는 한다(S5).
이 경우 금형유닛(150)은 S1 내지 S5로 이루어지는 제1 공정과 제1 공정과 동일한 공정으로 이루어지는 제2 공정을 포함하는 폐루프를 따라 이동한다. 또한, 제1 공정과 제2 공정 사이에 있는 투입부(I1,I2) 및 배출부(O1,O2)에 작업자가 배치된다. 배출부(O1,O2)에서는 성형과 냉각이 완료된 글래스(G)를 취출하고 글래스(G)가 취출된 금형유닛(150)을 청소한다. 투입부(I1,I2)에서는 청소된 금형유닛(150)에 글래스(G)를 위치시키고, 금형유닛(150)을 제1 공정과 제2 공정으로 투입한다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
본 발명은 글래스 곡면 성형장치 및 이를 이용한 글래스 곡면 형성방법에 관한 것이다.

Claims (15)

  1. 열성형을 위해 챔버 내부에 적어도 하나 이상의 캐비티(cavity)로 형성되어 각 캐비티에 글래스가 투입되는 하금형과 가공될 글래스의 형상과 대응되며 상기 하금형 상측에 배치되는 상금형으로 이루어지는 복수의 금형유닛;
    상기 복수의 금형유닛을 투입하는 투입부, 상기 글래스를 승온하는 예열부, 상기 글래스를 성형하는 성형부, 상기 성형부에서 성형된 상기 글래스를 냉각시키는 냉각부 및 상기 냉각부에서 냉각된 상기 글래스를 배출하는 배출부를 각각 포함하는 제1 및 제2 공정부;를 포함하며,
    상기 성형부는 투입부 측에서 냉각부 측으로 갈수록 상기 복수의 금형유닛에 전가하는 열의 증가율을 점차 감소시키는 것을 특징으로 하는 글래스 곡면 성형장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 성형부는,
    상기 복수의 금형유닛의 하측에 이격 배치되는 제1 고정부; 및
    상기 복수의 금형유닛의 상측에 이격 배치되는 제2 고정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 글래스 곡면 성형장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 고정부는 각각 복수의 온도 제어블록을 포함하며,
    상기 온도제어블록은,
    상기 복수의 금형유닛을 가열하는 적어도 하나의 히팅블록;
    상기 히팅블록에 적층되어 접촉하는 적어도 하나의 방열판; 및
    플레이트에 적층되며, 상기 제1 및 제2 고정부의 온도를 낮추도록 형성되는 적어도 하나의 쿨링블록;을 포함하는 것을 특징으로 하는 글래스 곡면 성형장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 방열판은,
    상기 투입부 측에서 냉각부 측으로 갈수록 상기 히팅블록과의 접촉면적이 점점 증가하는 것을 특징으로 하는 글래스 곡면 성형장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 방열판과 상기 히팅블록과의 접촉면적이 점점 증가함에 따라,
    상기 쿨링블록과 상기 히팅블록과의 열교환이 이루어져 상기 챔버 내의 상기 복수의 금형유닛의 온도 증가율이 투입부 측에서 냉각부 측으로 갈수록 점차 감소하는 것을 특징으로 하는 글래스 곡면 성형장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 각 방열판의 상부 및 하부는 주기적으로 반복되는 직선형 돌기부로 형성되는 것을 특징으로 하는 글래스 곡면 성형장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제1 고정부의 내부로 진공흡입장치와 연결되는 흡입통로가 형성되며 상기 흡입통로는 상기 제1 고정부의 상기 히팅블록의 상부의 석션홀까지 연장되는 것을 특징으로 하는 글래스 곡면 성형장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 하금형의 하부에는 흡입유로가 구비되어, 상기 복수의 금형유닛은 상기 흡입유로와 상기 석션홀에 대응하는 곳에서 기 설정된 시간 동안 상기 글래스의 하부를 진공 흡착함과 동시에, 상기 상금형의 자중 및 상부 히터 유닛에 의해 상기 글래스의 상부를 압축하는 것을 특징으로 하는 글래스 곡면 성형장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 공정부는 서로 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 글래스 곡면 성형장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 챔버 내부는 불활성 기체를 투입하여 상기 금형유닛의 산화를 막는 것을 특징으로 하는 글래스 곡면 성형장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 금형유닛을 투입하거나 배출할 경우 상기 불활성 기체의 누출을 줄이기 위해 상기 성형부의 양단은 개폐도어가 형성되는 것을 특징으로 하는 글래스 곡면 성형장치.
  12. 제3항에 있어서,
    상기 각각의 온도제어블록은 상기 방열판과 상기 쿨링블록 사이에 배치되는 적어도 하나의 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 글래스 곡면 성형장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 공정부는 폐루프를 형성하도록 배치됨에 따라 2열 회전구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 글래스 곡면 성형장치.
  14. 복수의 금형유닛에 글래스를 투입하는 단계;
    상기 글래스를 예열하는 단계;
    승온된 글래스를 성형하는 단계;
    성형된 글래스를 냉각시키는 단계; 및
    냉각이 완료된 글래스를 각 금형유닛으로부터 순차적으로 취출하는 단계;를 포함하며,
    상기 글래스를 예열하는 단계부터 냉각하는 단계까지 상기 복수의 금형유닛에 전가하는 열의 증가율을 점차 감소시키는 것을 특징으로 하는 글래스 곡면 성형방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 가열단계는 금형유닛의 하금형에 의한 진공흡착과 금형유닛의 상금형에 의한 자중압축 및 상부 히터 유닛을 통해 글래스를 성형하는 것을 특징으로 하는 글래스 곡면 성형방법.
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