KR100334422B1 - 가변단면압출용 금형 및 가변단면 압출성형방법 - Google Patents

가변단면압출용 금형 및 가변단면 압출성형방법 Download PDF

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Abstract

성형재의 압출방향과 직교하는 방향으로 이동가능하게 설치되어 상기 성형재가 압출되는 압출 성형공(31)의 면적을 변화시키는 금형(24)과, 상기 압출 성형공내에 상기 압출방향을 향해 전,후진 가능하게 설치되고 또 외주부에 상기 전,후진 방향의 일방으로부터 타방을 향해 외형의 치수가 점차 작아지는 테이퍼부(27B)가 형성된 맨드릴(27)을 구비하여 이루어지는 가변단면 압출용 금형을 사용하여, 상기 금형(24)을 향해 성형재를 압압하면서 상기 금형을 이동시켜 상기 압출 성형공(31)을 변형시킴과 동시에 상기 압출 성형공 내로 상기 맨드릴(27)의 테이퍼부를 전,후진시킴으로써 길이방향을 향해 외형의 치수와 내형의 치수가 변하는 관상의 성형품을 압출성형한다.

Description

가변단면 압출용 금형 및 가변단면 압출성형방법
최근 일반 승용차나 트럭 등의 각종 차량에 있어서는, 차체의 경량화, 내구성 향상 또는 재활용성 등이 우수하다는 이유로 그 샤시부재, 차체부재, 범퍼재 등과 같은 구성부재로서 종래의 철제부재 대신에 알루미늄 또는 알루미늄합금부재가 많이 사용되고 있다.
통상 이와 같은 각종 구성부재의 제조시에는 소재인 알루미늄의 융점이 낮기때문에 압출가공이 채용되고 있다. 이 압출가공은 콘테이너의 선단부에 상기 구성부재의 단면 형상을 갖는 공간부를 형성한 압출용 금형을 고정하고 콘테이너 내에 가열한 소재(빌렛)를 삽입함과 동시에 그 빌렛을 가압기(스템)에 의해 상기 압출용 금형측으로 압압하여 상기 공간부로부터 압출함으로써, 상기 구성부재를 성형하는 것이다. 또한, 이 압출 가공에 의하면, 압출용 금형의 공간부가 일정한 단면 형상을 갖고 있기 때문에, 얻어진 상기 구성부재도 길이방향을 향해 일정한 단면 형상으로 성형된다.
그런데, 이와 같은 각종 구성부재는 소정의 기계적 강도, 바꾸어 말하면 높은 단면 2차 모멘트를 얻을 수 있는 형상으로서 웨브와 플랜지부만을 갖는 H형이나 T형부재가 사용되고 있는데, 이들 모두는 단면 형상의 외형의 치수가 확대되어 공간 축소화를 방해한다는 결점이 있으며, 동시에 사용 개소에 따라서는 상기 플랜지부가 다른 부착부재와 간섭된다고 하는 문제가 있기 때문에, 이들 H형이나 T형부재를 대신하여, 보다 외형의 치수가 작으면서도 기계적 강도가 뛰어난 관상의 부재를 사용하는 것이 검토되고 있다.
그런데, 상기 종래의 압출용 금형은 그 공간부가 일정한 단면형상을 갖기 때문에 관상부재도 길이방향을 향해서 일정한 단면 형상으로 성형되는데, 통상 이러한 구성부재에 있어서는 작용하는 굽힘 응력의 분포가 길이방향을 따라 달라지기 때문에 큰 굽힘 응력이 작용하지 않는 부분에 있어서 필요 이상의 치수 및 강도를 갖게 된다. 따라서 성형재료가 낭비되어 비경제적이며 동시에 본래 목적으로 하는 설치 공간의 콤팩트화 및 경량화를 달성할 수 있다고 하는 문제가 있었다.
그래서, 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 예를 들면 국제공개번호 WO 93/00183에 개시된 바와 같은 압출성형용 금형을 사용하는 것도 생각할 수 있다.
도10 및 도11은 상기 국제공개에 의해 개시된 종래의 압출성형용 금형을 나타낸 것으로서, 이 압출성형용 금형은 본래 동제의 두께가 다른 파이프를 압출성형하기 위한 것으로서, 도면중 번호 1은 콘테이너, 2는 맨드릴(mandrel), 3은 가압용 램, 4는 빌렛이며, 콘테이너(1)의 선단 개구부에 금형(5)을 설치하고 이 금형(5)에 판상의 압출부재(7)를 유압실린더(8)에 의해 상기 금형(5) 내에 출몰시키는 금형단면 가변장치(6)를 설치한 것이다.
상기 종래의 압출성형용 금형에 의하면, 가압용 램(3)으로 콘테이너(1)내의 빌렛(4)을 금형(5)으로부터 압출하면서 금형단면 가변장치(6)의 유압실린더(8)를 적절히 작동시켜 판상의 압출부재(7)를 금형(5) 내에 출몰시킴으로써, 도11에 도시된 바와 같이 외주부의 원하는 개소에 돌기부(9...)를 갖는 가변단면의 관상부재(10)를 성형할 수 있다.
그러나, 상기 종래의 압출성형용 금형을 상술한 바와 같은 관상의 각종 구성부재의 성형에 적용하고자 하면, 맨드릴(2)에 의해 내경(내형의 치수)이 길이방향을 향해 일정한데 대하여 기계적 강도를 필요로 하는 부분에 상기 돌기부(9)를 형성하게 되므로, 그 부분에만 돌기부(9)가 돌출하여 두께가 필요 이상으로 두꺼워진다. 따라서 성형재료가 낭비되며 부재의 경량화를 도모할 수 없다고 하는 문제점이 있으며, 동시에 국부적으로 돌기부(9)가 형성되어 있기 때문에 그 돌기부(9)가 부착 구조상 방해가 된다고 하는 문제점도 생긴다.
본 발명은 이와 같은 종래의 압출용 금형 및 이것을 이용한 압출성형방법이 갖는 과제를 효율적으로 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 알루미늄 등의 성형재료를 압출 가공할 때에 길이방향을 향해 외형의 치수 및 내형의 치수를 자유롭게 변화시킨 관상부재를 성형할 수 있는 가변단면 압출용 금형 및 가변단면 압출성형방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 알루미늄 등의 성형재에 의해 특히 길이방향을 따라 외형의 치수와 내형의 치수가 변하는 관상의 성형품을 압출가공할 때 사용되는 가변단면 압출용 금형 및 그 금형을 이용한 가변단면 압출성형방법에 관한 것이다.
도1은 본 발명의 가변단면 압출용 금형의 제1실시예가 설치된 압출성형장치를 나타내는 전체 정면도이다.
도2는 도1의 가변단면 압출용 금형부분의 평면도이다.
도3은 상기 가변단면 압출용 금형에 의해 성형된 관상 성형체의 형상을 나타내는 사시도이다.
도4는 상기 압출성형장치에 의해 성형되는 관상 성형체의 길이와 면적의 관계를 나타내는 그래프이다.
도5는 본 발명의 가변단면 압출성형방법의 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도6은 본 발명의 가변단면 압출용 금형의 제2실시예를 나타내는 평면도이다.
도7은 도6의 측면도이다.
도8은 상기 금형에 의해 성형되는 원형의 관상 성형체의 형상을 나타내는 사시도이다.
도9는 본 발명의 가변단면 압출성형방법의 원리를 설명하기 위한 그래프이다.
도10은 종래의 가변단면 압출용 금형을 나타내는 종단면도이다.
도11은 도10의 가변단면 압출용 금형에 의해 성형된 성형품의 형상을 나타내는 사시도이다.
[실시예]
[실시예1]
도1은 본 발명의 가변단면 압출용 금형을 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 의해 각관상의 자동차용 구성부재를 압출성형하는 데에 적용한 제1실시예가 설치된 압출성형장치를 나타내는 정면도이며, 제2도는 상기 가변단면 압출성형용 금형을 나타내는 평면도이다.
도1에 있어서, 이 압출성형장치는 상기 성형재를 상방으로부터 하방을 향해압출하는 소위 종형 압출성형장치이며, 도면중 번호 20은 내부에 원주상의 알루미늄 빌렛의 수납공(21)이 형성된 콘테이너이다. 이 콘테이너(20)의 상면측에는 상기 콘테이너(20) 내의 빌렛을 압출하기 위한 중공 스템(22)이 램(23)에 의해 상기 수납공(21) 내로 전,후진 가능하게 설치되어 있다. 한편 콘테이너(20)의 압출방향의 하류측에는 가변단면 압출용 금형(24)이 설치되어 있다.
이 가변단면 압출용 금형(24)은 성형재의 압출방향으로 순차로 배치된 제1금형(25) 및 제2금형(26)과, 상기 콘테이너(20)의 수납공(21) 내에 삽입되어 상기 압출방향으로 연장되는 맨드릴(27)을 구비하여 개략적으로 구성된 것이다.
여기서 상기 제1금형(25)은 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 실린더 등의 구동장치(28),(28)에 의해 서로 평행한 대향면(29A),(29A)이 도면의 좌우방향으로 접촉,분리 가능하게 설치된 한쌍의 판상부재(29),(29)로 이루어진 것이며, 상기 제2 금형(26)은 상기 제1금형(25)의 판상부재(29),(29)와 직교하는 도2의 상하방향(즉, 도1에서는 지면의 안팎면 방향이므로 표시되지 않음)으로 서로 평행한 대향면(30A),(30A)이 접촉,분리 가능하게 설치된 한쌍의 판상부재(30), (30)로 구성된 것이다.
그리고 도2에 도시된 바와 같이, 이들 판상부재(29),(30)의 대향면(29A),(30A) 사이의 개구부의 중첩부분에 성형품의 외주를 형성하는 사각형상의 압출 성형공(31)이 형성되어 있다.
한편 상기 맨드릴(27)은 적어도 선단부가 각주상으로 형성된 것으로서, 그 선단부에는 측면간의 두께가 선단측을 향해 점차로 작아지는 각추상의테이퍼부(27B)가 형성되어 있다. 그리고 상기 맨드릴(27)은 상기 테이퍼부(27B)를 상기 압출 성형공(31) 내에 위치시켜 압출방향으로 이동가능하게 배치되어 있다. 또한 이 맨드릴(27)의 기단부(27A)는 상기 중공 스템(22)의 관통공(22A) 내에 삽입되어 있으며, 그 기단은 상기 중공 스템(22)의 외주에 형성된 홈부 내에 삽입되어 압출방향으로 이동가능하게 설치된 부착판(32)에 고정되어 있다. 그리고 상기 부착판(32)의 양단부와 램(23)의 플랜지부(33)의 외주 사이에는 상기 부착판(32)을 통해서 맨드릴(27)을 성형재의 압출방향으로 전,후진시키기 위한 실린더 등으로 이루어진 구동장치(34)가 장착되어 있다.
또한 이와 같은 압출성형장치에는 가변단면 압출성형을 원활하게 행하기 위한 제어시스템이 설치되어 있다.
즉, 압출성형장치의 램(23)에 이것을 구동하는 유압장치(40)가 연결되고 그 압압방향의 이동량(dL)을 검출하기 위한 펄스발신기(위치검출수단:41)가 설치되어 있다. 한편, 상기 제1금형(25) 및 제2금형(26)의 구동장치(28) 및 맨드릴(27)의 구동장치(34)에는 각각 이들에게 유압, 공기압 등의 구동유체를 공급하는 구동원(42)이 접속되어 있다. 그리고, 상기 구동원(42)과 구동장치(28),(34)에 의해 상기 제1 및 제2금형(25),(26) 및 맨드릴(27)의 가변수단이 구성되어 있다. 또한 상기 구동장치(28) 및 맨드릴(27)의 부착판(32)에는 각각 제1금형(25), 제2금형(26) 및 맨드릴(27)의 위치를 검출하기 위한 펄스발신기(43),(44)가 설치되어 있다.
또한 상기 제어시스템에는 상기 펄스발신기(41)로부터의 검출신호에 따라 미리 데이터 입력용 단말콘솔(45)로부터 입력된 성형체의 압출 길이와 개구면적의 변화율 및 상기 콘테이너의 단면적 직경 등의 제어 데이터에 의해 상기 램(23)의 이동량에 있어서의 상기 성형재의 압출량에 대응하는 성형체의 압출길이 및 개구면적을 산출하고, 구동원(42)으로부터의 구동유체를 제어하여 상기 제1 및 제2금형(25),(26) 및 맨드릴(27)을 이동시키는 제어장치(제어수단:46)가 설치되어 있으며, 상기 제어장치(46)에는 펄스발신기(43),(44)에 의해 검출된 제1 및 제2금형(25),(26) 및 맨드릴(27)의 위치정보가 피드백되도록 이루어져 있다.
계속해서 도1 내지 도5를 참조하여 상기 구성으로 이루어진 압출성형장치를 이용한 본 발명에 따른 가변단면 압출성형방법의 일실시예에 대해 설명한다.
도4는 도3에 도시된 상기 제어시스템을 이용하여 성형하고자 하는 각관상의 성형체(구조부재:48)의 길이방향의 단면적, 바꾸어 말하면 압출 성형공의 개구면적의 변화와, 상기 개구면적의 변화에 대응하는 제1금형(25), 제2금형(26) 및 맨드릴(27)의 각 X축, Y축 및 Z축방향의 변위곡선을 나타낸 것이다. 그리고, 도3에 도시된 성형체(48)는 도4의 변위곡선에 의해 성형되는 부재의 전반부 형상을 나타내는 것이다.
도4에 있어서, 이 성형체(48)는 그 외형의 치수 및 내형의 치수가 도면중 횡축으로 표시되는 길이방향을 향해 Z0까지는 A=f1(Z)로 일정하며, Z0부터 Z1까지 일정한 비율 A=f2(Z)로 점차 증가하고, Z1부터 Z2까지는 A=f3(Z)가 일정하게 되며, Z2부터 Z3까지는 반대로 일정한 비율 A=f4(Z)로 감소한 후, 다시 A=f5(Z)로 일정하게 되는 형상으로 되어 있다.
이와 같은 형상을 갖는 성형체(48)를 성형하기 위해서는 우선, 구동장치(34)에 의해 맨드릴(27)을 상방으로 이동시킴으로써 콘테이너(20)로부터 후퇴시키고 콘테이너(20)의 빌렛 수납공(21) 내에 미리 소정의 온도로 가열한 알루미늄제의 중공원통상 또는 원주상의 빌렛을 수납한다. 이어서, 상기 유압장치(40)에 의해 구동장치(34)를 작동시켜 맨드릴(27)을 중공 원통상 빌렛의 중앙공간부 내에 삽입시키거나 또는 원주상 빌렛의 중앙부를 타발하고 그 테이퍼부(27B)를 제1 및 제2금형(25),(26) 사이의 압출 성형공(31) 내에 위치시킨다.
한편, 미리 단말콘솔(45)로부터 제어장치(46)로 A=f1(Z)∼A=f5(Z)의 기울기 및 절편(切片)을 갖는 제어 형상 및 Z0∼Z4의 좌표, 상기 개구면적(A)의 변화에 대응하는 제1 및 제2금형(25),(26) 및 맨드릴(27)의 X축, Y축 및 Z축방향의 변위곡선 데이터, 또한 콘테이너의 단면적(D) 등을 입력하고 이어서 제어정도를 입력한다. 이에 따라, 제어장치(46)에 있어서 미소 평균 단면적, 미소 평균압출비(D/A) 및 램(23) 변위의 판정값을 연산한다.
그 후, 램(23)을 작동시켜 중공 스템(22)에 의해 콘테이너(20) 내의 빌렛을 하방을 향해 압압하고, 상기 압출 성형공(31)과 맨드릴(27)의 사이로부터 A=f1(Z)에 대응하는 형상을 압출한다. 그러면, 순차로 펄스발신기(41)로부터의 램(23)의 이동량이 제어장치(46)에 입력되고, 도5의 J1에 있어서 그 입력값이 연산값(L0)과 일치하면 구동원(42)에 의해 구동장치(28),(34)가 구동되며, 제1금형(25), 제2금형(26)및 맨드릴(27)이 각각 A=f2(Z)에 따라 연산된 각 변위곡선값에 대응하는 거리만큼 이동한다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2금형(25),(26)의 판상부재(29),(30) 사이의 개구부가 모두 점차 넓어지게 됨으로써 사각형의 압출 성형공(31)의 치수가 점차로 커지게 되며, 이와 함께 상기 맨드릴(27)의 각추상의 테이퍼부(27B)가 점차로 압출방향으로 전진한다. 이 때, 그 이동량은 펄스발신기(43),(44)로부터의 검출신호에 의해 피드백제어된다. 그리고 이와 같은 미소한 이동제어가 반복되고, 도5에서의 J2에 있어서 램(23)이 Z1에 대응하는 변곡점(L1)에 도달하면, 다시 Z2에 대응하는 L2까지 A=f3(Z)의 일정 단면부분에 대한 형상 제어가 시작된다.
이와 같이하여 순차로 A=f3(Z), A=f4(Z), A=f5(Z)의 각 단면부분의 형상 제어가 종료되면, J3에서 형상 제어의 종료가 판단되어 일련의 제어가 완료된다. 그 결과 도3에 도시된 바와 같이, 두께가 일정하며 길이방향을 향해 사각형상의 외주(48A)와 내주(48B)가 점차로 변하는 테이퍼부분을 갖는 관상의 성형품(48)이 얻어진다.
이상과 같이 상기 가변단면 압출용 금형(24) 및 이것을 이용한 가변단면 압출성형방법에 의하면, 두께가 일정하고 길이방향을 향해 사각형상의 외주(48A)와 내주(48B)의 치수가 점차로 변하는 각관상의 성형품(48)을 용이하게 압출성형할 수 있다.
또한 상기 압출 성형을 램(23), 중공 스템(22) 및 콘테이너(20) 등이 수평방향으로 순차로 배치되어 콘테이너(20) 내의 빌렛을 수평방향으로 압압하는 소위 횡형 압축성형장치를 이용하여 행한 경우에는, 그 압출성형장치의 구성상 상기 콘테이너(10)나 가변단면 압출성형용 금형(24)을 지지하는 금형 홀더의 외주부를 어떤 지지수단에 의해 하방으로부터 지지할 필요가 있다. 이 때문에, 상기 지지수단과 제1금형(25) 또는 제2금형(26)의 일방이 간섭되게 되어 금형 홀더에 제1금형(25) 및 제2금형(26)을 서로 직교하는 4방향으로 이동가능하게 설치하기 어려워지며, 그 결과 제1금형(25) 및 제2금형(26)의 설치위치에 제약을 받게 되어 제조할 성형품의 형상에 대해서도 제약을 받게 될 우려가 있다. 여기서, 상술한 압출성형방법에 있어서는 종형 압출성형장치를 사용하고 있기 때문에 상기 가변단면 압출용 금형(24)을 하방에 설치한 금형 베드에 의해 수평으로 지지할 수 있으며, 따라서 가변단면 압출용 금형(24)의 외주에 이것과 간섭되는 지지수단이 존재하지 않기 때문에 상기 제1금형(25) 및 제2금형(26)을 자유로운 위치에 배치시킬 수 있으며, 따라서 성형품의 제작 자유도를 대폭 확대시킬 수 있다.
또한 성형재를 수평방향으로 압출한 경우에는, 송출되어 오는 성형품을 롤러 등에 의해 하방으로부터 지지할 필요가 있어 그 성형품의 하면을 손상시킬 우려가 있으며, 게다가 상술한 성형방법에 의하면 외형의 치수가 길이방향으로 변하는 각 관상 부재가 성형되기 때문에 하면의 높이가 변하여 하방으로부터의 지지가 어려워진다. 또한 제1금형(25) 및 제2금형(26)이 고정된 엔드 플래튼이 기울진다. 그 결과 상기 제1금형(25) 및 제2금형(26)과, 그 구동장치(28)가 상대적으로 기울어지게 되어, 그 걸과 구동장치(28)와 제1금형 및 제2금형(25),(26) 사이의 역선이 어긋나매우 큰 슬라이드력을 필요로 하거나 심한 경우에는 장치가 파손된다는 우려가 있다. 여기서 상기 압출방법에 의하면, 제1 및 제2금형(25),(26)과 그 구동장치(28)를 동일한 엔드 플래튼 상에 배치할 수 있기 때문에, 상기 가변단면 압출용 금형(24)과 구동장치(28) 사이에 상대적인 기울기가 생기지 않는다. 따라서 작은 슬라이드력으로 고정도로 성형품을 압출성형할 수 있으며, 성형품의 외주면에 흠이 생긴다는 문제점이 해소된다. 또한 종형 압출성형장치를 사용하기 때문에 공간을 축소하여 압출성형을 행할 수 있다.
또한 상기 압출성형방법의 제어수단에 있어서는 상기 위치검출수단으로서 일반적인 속도 계측용 펄스발신기나 광센서 등을 사용할 수 있다. 또한 제어수단으로서는 소형의 퍼스널 컴퓨터 등의 연산처리장치를 사용할 수 있기 때문에 종래의 압출성형장치에 대폭적인 개선 등을 행하지 않고 간단한 추가설비만으로 상기 제어를 행할 수 있게 된다.
상기 실시예에 있어서는 제1 및 제2금형(25),(26)의 판상부재(29),(30) 사이의 개구부를 모두 점차로 확대함으로써 사각형상의 압출 성형공(31)의 치수를 점차로 확대하고 이와 함께 상기 맨드릴(27)의 각추상의 테이퍼부(27B)를 서서히 압출방향으로 전진시킴으로써, 도3에 도시된 바와 같이 두께가 일정하고 또 테이퍼 부분을 갖는 각관상의 성형품(48)을 압출성형하는 경우에 대해서 설명했으나, 이것에 한정되는 것은 아니며, 상기 가변단면 압출용 금형(24)에 의하면 상기 판상부재(29),(30)의 위치를 고정한 채로 맨드릴(27)만을 이동시킴으로써 성형품의 외주 형상을 일정하게하여 두께만을 변화시켜 그 성형품의 강도를 길이방향으로 변화시키거나, 또는 맨드릴(27)을 고정하여 두고 상기 판상부재(29),(30)만을 접촉,분리시킴으로써 내부 형상을 일정하게하고 외주 형상만을 점차로 증감시켜 상기 성형품의 강도를 길이방향으로 변화시킨다는 다양한 성형방법도 채용할 수 있다.
또한 상기 제1 및 제2금형의 판상부재(29),(30) 중에서 어느 한쪽만을 확대, 축소시켜 압출 성형공(31)의 외주 형상을 부분적으로 사각형으로 만들 수도 있다. 또 맨드릴(27)을 상기 압출 성형공(31) 내에 출입시킴으로씨 길이방향으로 순차로 중공부→충전부→중공부 부분을 갖는 성형품도 압출성형할 수 있다.
이에 따라 그 성형품을 자동차 등의 구성부재로서 사용한 경우에 그 구성부재가 부착된 주위의 배치적 환경에 따라서 외주 형상 및 치수를 다양하게 변경하거나 또는 외주 형상 및 치수를 일정하게하고 두께만을 변화시킴으로써, 길이방향의 각 위치에 있어서 최적의 외주 치수 형상과 그 강도를 모두 갖는 구성부재를 제조할 수 있게 된다.
[실시예2]
도6 및 도7은 본 발명의 가변단면 압출용 금형의 제2실시예를 나타내는 것으로서, 도6은 평면도, 도7은 그 측면도이다.
상기 가변단면 압출용 금형(50)은 제1, 제2의 한쌍의 동일한 직경을 갖는 원주상의 금형(50A),(50B) 및 맨드릴(57)로 구성되어 있다. 여기서 제1, 제2금형(50A),(50B)은 각 중심축선(51A),(51B)이 서로 평행하게 배치되어 있고 외주면(원호면:52)을 접하게 한 상태에서 각 중심축선(51A),(51B)의 주위로 각각 회동가능하게 설치되어 있다. 각 금형(50A),(50B)의 외주면(52)에는 주방향으로 연장되고 주방향으로 반경이 연속적으로 변하는 반원상의 홈부(53)가 형성되어 있다. 양 금형(50A),(50B)의 홈부(53)는 완전히 동일한 형상으로 대칭적으로 형성되어 있고, 동일 단면부분(반경이 같은 부분)이 대향하는 식으로 양 금형(50A),(50B)이 조합되어 있다. 그리고, 양쪽 반원상의 홈부(50A),(50B)에 의해 원형(닫힌 단면 형상)의 압출 성형공(54)이 형성되어 있다. 또한 양 금형(50A),(50B)은 반대방향으로 동기회전하도록 연휴되어 있다. 즉, 일측의 금형(50A)을 화살표 A방향으로 회전시키면 타측의 금형(50B)도 화살표 M방향으로 회전하고, 일측의 금형(50A)을 화살표 N방향으로 회전시키면 타측의 금형(50B)도 화살표 N방향으로 회전하도록 되어 있다.
이 가변단면 압출용 금형(50)을 사용하여 압출가공을 행하는 경우에는 양쪽금형(50A),(50B)의 홈부(53),(53)에서 형성된 원형의 압출 성형공(54)을 향해 성형재를 압출한다. 이에 따라, 원형 단면을 갖는 봉상의 성형품을 가공할 수 있다. 이때, 제1, 제2금형(50A),(50B)를 동기하여 반대방향으로 회동시켜 대향하는 홈부(53),(53)의 위치를 변화시킴으로써 압출 성형공(54)의 직경을 변화시킬 수 있다. 따라서, 성형재를 압압하여 흘려보내면서 도중에 금형(50A),(50B)을 회동시켜 압출성형공(54)의 직경을 변화시킴으로써, 길이방향으로 직경이 변한 성형품을 가공할 수 있다. 또한 이와 병행하여 맨드릴(57)을 압출 성형공(54)에 삽입하고 맨드릴(57)과 압출 성형공(54)의 간극으로부터 성형재를 압출한다.
도8은 이와 같이하여 얻은 성형품(58)의 예를 나타내는 도면이며, 세경부(58a)는 반경이 작은 홈부(53)의 위치에서 압출 성형공(54)을 형성하여 성형한다. 계속해서 테이퍼부(58b)는 금형(50A),(50B)을 회동시켜 압출 성형공(54)의 직경을 증대시키면서 성형한다. 또한 대경부(58c)는 반경이 큰 홈부(53)의 위치에서 압출 성형공(54)을 형성하여 성형한다. 또한, 선단이 테이퍼상으로 된 맨드릴(57)의 삽입 위치를 성형중에 변화시킴으로써 내공(58d)의 반경도 길이방향을 따라 변한다.
이와 같이 성형 도중에 금형(50A),(50B)을 회동시켜 압출 성형공(54)의 반경을 변화시킴과 동시에 맨드릴(54)을 전,후진시키면서 성형함으로써, 도8에 도시된 바와 같은, 길이방향에 걸쳐 외경이 변하고 내공(58d)의 반경도 변하는 중공형상의 성형품(58B)을 얻을 수 있다.
또한 이 가변단면 압출용 금형(50)을 사용하는 경우에는 성형장치로서 금형(50A),(50B)을 회동시키는 기구를 설치하면 되므로 구조가 간단하고 장치 전체가 콤팩트하게 된다. 또한 금형(50A),(50B)을 원주체로 구성하고 있기 때문에 전주에 홈부(53)를 형성할 수 있고 홈부(53)의 길이를 길게 설정할 수 있으며 홈부(53)의 단면 변화를 크게 할 수 있다. 따라서, 직경의 변화가 큰 성형품의 가공도 가능하다.
상기 실시예에 있어서는 금형(50A),(50B)으로서 원주체를 사용한 예에 대해서만 설명했으나 이에 한정되는 것은 아니며, 원주체 대신에 원통체를 사용할 수 있으며, 금형의 일부에 원호면을 형성하여 원주체 대신에 사용할 수도 있다. 또한 홈부(53)의 단면 형상은 반원으로 한정되는 것은 아니며, 어떤 형상이라도 가능하다.
[산업상의 이용가능성]
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 가변단면 압출용 금형 및 가변단면 압출방법은 알루미늄 등의 성형재에 의한 압출가공에 있어서 용이하게 길이방향으로 외형의 치수 및 내형의 치수가 변하는 관상부재를 성형할 수 있기 때문에, 일반 자동차나 트럭 등의 각종 자동차의 샤시부재, 차체부재, 범퍼재 등과 같은 각종 구성부재로서 가변단면에서 관상의 부재를 사용하는 경우에 가장 적합하게 사용된다.
청구의 범위 제1항에 기재된 본 발명에 따른 가변단면 압출용 금형은, 성형재의 압출방향과 서로 직교하는 제1방향 및 제2방향으로 변위가능하게 설치되어 상기 성형재가 압출되는 압출 성형공의 면적을 변화시키는 금형과, 상기 압출 성형공내에 상기 압출방향을 향해 전,후진이 가능하게 설치되고 외주부에 상기 전,후진 방향의 일방으로부터 타방을 향해 외형의 치수가 점차 작아지는 테이퍼부가 형성된 맨드릴을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
여기서, 청구의 범위 제2항에 기재된 발명은, 상기 금형이 상기 성형재의 압출방향과 직교하는 제1방향으로 이동가능하게 설치되고 상기 제1방향을 향해 개구부를 확대,축소시키는 제1금형과, 이 제1금형의 상기 압출방향의 하류측에 배치됨과 동시에 상기 압출방향과 직교하며 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 이동가능하게 설치되고 상기 제2방향을 향해 개구부를 확대,축소시키는 제2금형을 구비하여 이루어지며, 상기 맨드릴이 상기 제2금형과 상기 제1금형의 개구부의 중첩부분에서 형성되는 압출 성형공 내에 상기 압출방향을 향해 전,후진이 가능하게 설치되고 외주부에 상기 전,후진방향의 일방으로부터 타방을 향해 외형의 치수가 점차로 작아지는 테이퍼부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한 청구의 범위 제3항에 기재된 발명은, 상기 청구의 범위 제2항에 기재된 제1금형이 서로 평행한 대향면이 접촉,분리 가능하게 설치된 한쌍의 판상부재로 이루어지며, 상기 제2금형이 서로 평행한 대향면이 상기 제1금형과 직교하는 방향으로 접촉,분리 가능하게 설치된 한쌍의 판상부재로 이루어짐과 동시에, 상기 맨드릴이 상기 제1금형과 제2금형의 개구부의 중첩부분에서 형성되는 사각형상의 압출 성형공과 서로 닮은 각주상을 이루며 그 외주부에 측면간의 두께가 상기 전,후진방향의 일방으로부터 타방을 향해 점차로 작아지는 테이퍼부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
또 청구의 범위 제4항에 기재된 발명은, 상기 청구의 범위 제1항에 기재된 금형이 서로 평행한 축선 주위로 각각 회동가능하게 배치된 한쌍의 금형으로 이루어지며, 각 상기 금형에 상기 각 축선을 중심으로하여 금형의 회동에 따라 서로 접하는 원호면을 형성함과 동시에 각 원호면에 그 각 원호면의 주방향으로 연장되고 주방향으로 단면이 연속적으로 변하는 홈부를 형성하고 상기 양 원호면의 홈부에 의해 닫힌 단면 형상을 갖는 압출 성형공을 형성한 것을 특징으로 하는 것이다.
여기서, 청구의 범위 제5항에 기재된 발명은, 상기 청구의 범위 제4항에 기재된 한쌍의 금형이 각각의 외주면을 상기 원호면으로 한 원주체 또는 원통체로 이루어지며, 상기 홈부가 상기 원호면의 주방향을 따라 반경이 연속적으로 변하는 단면 반원형의 홈부로 이루어지고 상기 압출 성형공이 원형으로 형성되어 있음과 동시에, 상기 맨드릴은 외주에 원추면을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
이어서, 청구의 범위 제6항에 기재된 본 발명에 따른 가변단면 압출성형 방법은, 성형재의 압출방향과 직교하는 제1방향과, 그 제1방향과 교차하는 제2방향으로 이동가능하게 설치되어 상기 성형재가 압출되는 압출 성형공의 면적을 변화시키는 금형과, 상기 개구부 내에 상기 압출방향을 향해 전,후진 가능하게 설치되고 외주부에 상기 전,후진방향의 일방으로부터 타방을 향해 외형의 치수가 점차로 작아지는 테이퍼부가 형성된 맨드릴을 구비하여 이루어지는 가변단면 압출용 금형을 사용하여, 상기 금형을 향해 성형재를 압압하면서 상기 금형을 이동시켜 상기 압출성형공을 변형시킴과 동시에 상기 압출 성형공 내에 상기 맨드릴의 테이퍼부를 전,후진시킴으로써, 길이방향을 향해 외형의 치수와 내형의 치수가 변하는 관상의 성형품을 압출성형하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또 청구의 범위 제7항에 기재된 발명은, 상기 청구의 범위 제6항에 기재된 금형이 상기 성형재의 압출방향과 직교하는 제1방향으로 이동가능하게 설치되고 상기 제1방향을 향해 개구부를 확대,축소시키는 제1금형과, 이 제1금형의 상기 압출방향의 하류측에 배치됨과 동시에 상기 압출방향과 직교하고 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 이동가능하게 설치되고 상기 제2방향을 향해 개구부를 확대,축소시키는 제2금형을 구비하여 이루어지며, 상기 맨드릴은 상기 제2금형과 상기 제1금형의 개구부의 중첩부분에서 형성되는 압출 성형공 내에 상기 압출방향을 향해 전,후진 가능하게 설치되고 외주부에 상기 전,후진방향의 일방으로부터 타방을 향해 외형의 치수가 점차로 작아지는 테이퍼부가 형성되어 있으며, 상기 제1금형 및 제2금형을 향해 성형재를 압압하면서 상기 제1금형 및 제2금형의 대향면을 접촉,분리시켜 상호 개구부의 중첩부분에서 형성되는 사각형상의 압출 성형공을 변형시킴과 동시에 상기 압출 성형공 내에 상기 맨드릴의 테이퍼부를 전,후진시킴으로써, 길이방향을 향해 사각형상의 외주와 내주가 변하는 각관상의 성형품을 압출성형하는 것을 특징으로 하는 것이다.
한편 청구의 범위 제8항에 기재된 발명은, 상기 청구의 범위 제6항에 기재된 금형이 서로 평행한 축선 주위로 각각 회동가능하게 배치된 한쌍의 금형을 가지며, 각 상기 금형에 상기 각 축선을 중심으로하여 금형의 회동에 따라 서로 접하는 원호면을 형성함과 동시에 각 원호면에 그 각 원호면의 주방향으로 연장되고 주방향으로 단면이 연속적으로 변하는 홈부를 형성하여 이루어지며, 상기 양 원호면의 홈부에 의해 닫힌 단면 형상의 압출 성형공을 형성하여 이루어지며, 상기 압출 성형공을 향해 성형재를 압출하면서 적어도 상기 한쌍의 금형 중에서 하나를 회동시켜 상기 압출용 성형공에서 성형을 행함과 동시에, 상기 압출성형공 내에 상기 맨드릴의 테이퍼부를 전,후진시킴으로써, 길이방향에 걸쳐 단면 형상이 변하는 중공 형상의 성형품을 압출가공하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한 청구의 범위 제9항에 기재된 발명은, 청구의 범위 제6항 내지 제8항에 기재된 발명을 실시할 때 미리 제어수단에 상기 성형체의 길이에 대한 상기 압출성형공의 개구면적의 변화율 및 상기 압압수단에 의한 성형재의 압출량을 설정하고, 상기 압출 성형시에 상기 압압수단의 이동량을 검출하면서 상기 제어수단에 의해 그 이동량에 대응하는 성형체의 압출길이 및 개구면적이 되도록 상기 금형 및 맨드릴을 구동하여 상기 개구면적의 변화량을 제어하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또 청구의 범위 제10항에 기재된 발명은, 상기 청구의 범위 제6항 내지 제9항중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 특히 상기 성형재를 상하방향으로 개구되는 상기 금형의 압출 성형공의 상방으로부터 하방을 향해 압출하는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구의 범위 제1항 및 이것을 이용한 청구의 범위 제6항에 기재된 발명에 있어서는, 상기 금형을 향해 성형재를 압압하면서 그 금형의 압출 성형공을 변형시킴과 동시에 상기 압출 성형공 내로 맨드릴의 테이퍼부를 전,후진시킴으로써, 성형품의 상기 압출 성형공에 의해 형성되는 외주와 상기 테이퍼부에 의해 형성되는 내주를 자유롭게 변화시킬 수 있으며, 따라서 용이하게 길이방향을 향해 외형의 치수와 내형의 치수가 변하는 관상의 성형품을 압출 성형할 수 있게 된다.
또한 청구의 범위 제2항 및 이것을 이용한 청구의 범위 제7항에 기재된 발명에 의하면, 상기 제1금형 및 제2금형을 향해 성형재를 압압하면서 제1금형 및 제2금형을 이동시켜 상호 개구부의 중첩부분에서 형성되는 압출 성형공을 변형시킴과 동시에 상기 압출 성형공 내로 맨드릴의 테이퍼부를 전,후진시킴으로써, 용이하게 길이방향을 향해 외형의 치수와 내형의 치수가 변하는 관상의 성형품을 압출성형할 수 있게 된다.
이 때, 청구의 범위 제3항에 기재된 발명과 같이 제1 및 제2금형을 각각 대향면이 서로 직교하는 방향으로 접촉,분리 가능하게 설치된 한쌍의 판상부재로 구성하며, 맨드릴을 상기 제1금형과 제2금형의 개구부에서 형성되는 사각형상의 압출성형공과 닮은 각주상이며 그 외주부에 측면간의 두께가 상기 전,후진방향을 향해 점차로 작아지는 각추상의 테이퍼부가 형성된 것을 사용하면, 길이방향을 향해 사각형상을 이루는 외주와 내주의 치수가 모두 점차로 변하는 각관상의 성형품을 압출성형할 수 있게 된다.
또 한편 청구의 범위 제4항에 기재된 발명 및 이것을 이용한 청구의 범위 제8항에 기재된 발명에 의하면, 양쪽 금형의 홈부에서 형성한 압출 성형공에 성형재를 압출하면서 상기 맨드릴을 압출 성형공으로 삽입하여 전,후진시키고 상기 맨드릴과 압출 성형공의 간극으로부터 성형재를 압출함으로써, 압출 성형공에 대응되는 각종 단면을 갖는 중공형상의 성형품을 얻을 수 있다.
또한 특히 청구의 범위 제5항에 기재된 발명에 의하면, 양쪽 금형을 회전시켜 단면 반원형의 홈부에서 형성한 원형의 압출 성형공에 성형재를 압출하면서 상기 압출 성형공 내에 원추면을 갖는 맨드릴을 전,후진시킴으로써, 길이방향을 향해 외경 및 내경이 자유롭게 변하는 관상의 성형품을 압출가공할 수 있다.
또한 청구의 범위 제9항에 기재된 발명에 의하면, 우선 제어수단에 상기 성형체의 길이에 대한 압출 성형공의 개구면적의 변화율 및 압압수단에 의한 성형재의 압출량을 설정하여 압출 성형시에 압압수단의 이동량을 검출하면서 상기 제어수단에 의해 경시적으로 성형체의 압출길이 및 개구면적이 상기 이동량으로부터 얻어진 성형재의 압출량(체적)이 되도록 상기 가변수단에 의해 상기 금형 및 맨드릴의 변화량을 제어하고 있기 때문에, 직접 성형체의 압출길이를 계측하지 않고 성형재의 압출과 병행하여 상기 성형체의 길이에 대한 형상을 용이하게 제어할 수 있으며, 그 결과 가변단면을 갖는 구조부재를 고정도로 압출성형할 수 있다.
상기 제어수단에 의한 작용을 구체적으로 설명하면, 우선 제9도에 도시된 바와 같이 성형할 구조부재에 있어서의 길이(Z)에 대한 압출 성형공의 개구면적(A)의 변화식 A=f(Z)을 구하고, 미리 상기 제어수단에 콘테이너 단면적(D) 및 상기 성형체의 길이(Z)에 대한 개구면적(A)의 변화식 A=f(Z) 및 이 변화식에 대응하는 가변수단에 의한 제어량, 즉 상기 금형의 이동량 및 맨드릴의 이동량과의 관계식을 입력한다.
여기서, 램이 dL 이동함에 따라 압출된 성형재의 체적은 dV=D · dL이며, 한편 램의 상기 이동 dL에 의해 개구면적(A)이 변하면서 압출 성형공으로부터 dZ 길이의 성형체가 압출되었다고 한다면, 압출된 성형체의 체적은 dV=f(Z) · dZ 이므로,
[식1]
D · dL=f(Z) · dZ
관계식이 성립한다.
따라서, 램이 위치 L0부터 L1까지 △L 이동하는데 대해 성형체가 Z0부터 Z1까지 압출되는 길이 △Z는 식1의 양변을 각각의 범위에 대해 적분함으로써,
[식2]
D · △L = F(Z1) - F(Z0)
로 표시된다. 즉, F(Z)= ∫f(Z)dZ이다. 그리고, 식2에 있어서 A=f(Z)인 관계식 및 D, Z1값은 주지되어 있으므로, 압출 성형시에 상기 램의 이동량 △Z를 검출하고 이것이 제어수단에 설정한 △L까지 이동한 시점에서, 그 제어수단에 의해 성형체가 식2에 따라 산출한 상기 △L에 대응하는 압출길이 △Z 및 면적 f(Z1)이 되도록 상기 가변수단에 의해 상기 금형 및 맨드릴을 이동시켜 개구면적의 변화량을 제어함으로써, 소정의 가변단면 형상을 갖는 관상의 성형체가 압출성형된다.
이 때, △L를 상기 개구면적(A)의 변화율에 대해 충분히 작은 값으로 설정하면, 압출 성형공의 개구면적으로서 평균값 {f(Z1)-f(Z0)//2=fm을 사용할 수 있고,그 결과 식2는
[식3]
D · △L = fm · △Z
로 간략하게 할 수 있기 때문에, △Z=△L · R (R=D/fm: 압출비)가 되어 그 △L간의 압출비를 연산함으로써 △L에 대응하는 △Z를 산출할 수 있다. 따라서 제어수단에 있어서의 연산처리가 한층 용이하게 되어 바람직하다.
또한 상기 압출 성형을 성형재를 수평방향으로 압압하는 소위 횡형 압출성형장치를 이용하여 행한 경우에는 그 압출성형장치의 구성상 가변단면 압출용 금형의 지지부분을 외주측으로부터 지지할 필요가 있다. 이 때문에 상기 지지수단과 가변단면 압출용 금형의 일부가 간섭되게 된다. 따라서 그 가변단면 압출용 금형을 서로 직교하는 4방향으로 이동가능하게 설치하기 어려워진다. 그 결과 금형의 설치위치에 제약이 생겨 제조할 성형품의 형상에 관해서도 제약이 생길 우려가 있다.
여기서 청구의 범위 제10항에 기재된 발명에 의하면, 상방으로부터 하방을 향한 압출 성형을 행하고 있기 때문에 상기 가변단면 압출용 금형을 하방에 설치한 지지수단에 의해 수평으로 지지할 수 있고, 따라서 가변단면 압출용 금형의 외주에 이것과 간섭되는 지지수단이 존재하지 않기 때문에 상기 제1금형 및 제2금형을 자유로운 위치에 배치시킬 수 있고, 따라서 성형품 제작의 자유도를 대폭 확대할 수 있다.
또한 성형재를 수평방향으로 압출한 경우에는, 송출되어 오는 성형품을 롤러 등에 의해 하방으로부터 지지할 필요가 있어 그 성형품의 하면을 손상시킬 우려가있으며, 게다가 상술한 성형방법에 의하면 외형의 치수가 길이방향을 따라 변하는 관상부재가 성형되기 때문에 하면의 높이가 변하여 하방으로부터의 지지가 어려워진다. 또한 횡형 압출성형장치를 사용한 경우에는, 금형이 고정된 엔드 플래튼을 수평으로 지지하는 4개의 타이 로드의 늘어남이 균일하지 않기 때문에 상기 금형이 엔드 플래튼과 일체로 기울어져 바닥에 고정된 상기 금형의 구동장치와 그 금형이 상대적으로 기울어지게 된다. 그 결과 구동장치와 금형 사이의 역선(力線)이 어긋나 슬라이딩력을 필요로 하거나 심한 경우에는 장치가 파손된다는 우려가 있다. 여기서 청구항 10에 기재된 발명에 의하면, 가변단면 압출용 금형과 그 구동장치가 동일한 엔드 플레튼 상에 배치될 수 있기 때문에, 상기 가변단면 압출용 금형과 구동장치 사이에 상대적인 기울기가 생기지 않는다. 따라서 작은 슬라이드력으로 고정도로 성형품을 압출성형할 수 있으며 동시에 가이드, 테이블에 제품이 접촉하지 않고 압출이 가능하기 때문에 성형품의 외주면에 흠이 생긴다고 하는 문제점이 해소된다. 또한 종형 압출성형장치를 사용하기 때문에 공간을 축소하여 압출성형을 행할 수 있다.

Claims (10)

  1. 성형재의 압출방향과 서로 직교하는 제1방향 및 제2방향으로 변위가능하게 설치되어 상기 성형재가 압출되는 압출 성형공의 면적을 변화시키는 금형과, 상기 압출 성형공 내에 상기 압출방향을 향해 전,후진이 가능하게 설치되고 외주부에 상기 전,후진 방향의 일방으로부터 타방을 향해 외형의 치수가 점차 작아지는 테이퍼부가 형성된 맨드릴을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가변단면 압출용 금형.
  2. 제1항에 있어서, 상기 금형은, 상기 성형재의 압출방향과 직교하는 제1방향으로 이동가능하게 설치되고 상기 제1방향을 향해 개구부를 확대,축소시키는 제1금형과, 이 제1금형의 상기 압출방향의 하류측에 배치됨과 동시에 상기 압출방향과 직교하며 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 이동가능하게 설치되고 상기 제2방향을 향해 개구부를 확대,축소시키는 제2금형을 구비하여 이루어지며, 상기 맨드릴은 상기 제2금형과 상기 제1금형의 개구부의 중첩부분에서 형성되는 압출 성형공내에 상기 압출방향을 향해 전,후진이 가능하게 설치되고 외주부에 상기 전,후진방향의 일방으로부터 타방을 향해 외형의 치수가 점차로 작아지는 테이퍼부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가변단면 압출용 금형.
  3. 제2항에 있어서, 상기 1금형은 서로 평행한 대향면이 접촉,분리 가능하게 설치된 한쌍의 판상부재로 이루어지며, 상기 제2금형은 서로 평행한 대향면이 상기 제1금형과 직교하는 방향으로 접촉,분리 가능하게 설치된 한쌍의 판상부재로 이루어짐과 동시에, 상기 맨드릴은 상기 제1금형과 제2금형의 개구부의 중첩부분에서 형성되는 사각형상의 압출 성형공과 서로 닮은 각주상을 이루며 그 외주부에 측면간의 두께가 상기 전,후진방향의 일방으로부터 타방을 향해 점차로 작아지는 테이퍼부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가변단면 압출용 금형.
  4. 제1항에 있어서, 상기 금형은 서로 평행한 축선 주위로 각각 회동가능하게 배치된 한쌍의 금형으로 이루어지며, 각 상기 금형에 상기 각 축선을 중심으로하여 금형의 회동에 따라 서로 접하는 원호면을 형성함과 동시에 각 원호면에 그 각 원호면의 주방향으로 연장되고 주방향으로 단면이 연속적으로 변하는 홈부를 형성하고 상기 양 원호면의 홈부에 의해 닫힌 단면 형상을 갖는 압출 성형공을 형성한 것을 특징으로 하는 가변단면 압출용 금형.
  5. 제4항에 있어서, 상기 한쌍의 금형이 각각의 외주면을 상기 원호면으로 한 원주체 또는 원통체로 이루어지고, 상기 홈부가 상기 원호면의 주방향을 따라 반경이 연속적으로 변하는 단면 반원형의 홈부로 이루어지며, 상기 압출 성형공이 원형으로 형성되어 있음과 동시에, 상기 맨드릴은 외주에 원추면을 갖는 것을 특징으로 하는 가변단면 압출용 금형.
  6. 성형재의 압출방향과 직교하는 제1방향과, 그 제1방향과 교차하는 제2방향으로 이동가능하게 설치되어 상기 성형재가 압출되는 압출 성형공의 면적을 변화시키는 금형과, 상기 개구부 내에 상기 압출방향을 향해 전,후진 가능하게 설치되고 외주부에 상기 전,후진방향의 일방으로부터 타방을 향해 외형의 치수가 점차로 작아지는 테이퍼부가 형성된 맨드릴을 구비하여 이루어지는 가변단면 압출용 금형을 사용하여, 상기 금형을 향해 성형재를 압압하면서 상기 금형을 이동시켜 상기 압출 성형공을 변형시킴과 동시에 상기 압출 성형공 내로 상기 맨드릴의 테이퍼부를 전,후진시킴으로써, 길이방향을 향해 외형의 치수와 내형의 치수가 변하는 관상의 성형품을 압출성형하는 것을 특징으로 하는 가변단면 압출성형방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 금형은 상기 성형재의 압출방향과 직교하는 제1방향으로 이동가능하게 설치되고 상기 제1방향을 향해 개구부를 확대,축소시키는 제1금형과, 이 제1금형의 상기 압출방향의 하류측에 배치됨과 동시에 상기 압출방향과 직교하고 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 이동가능하게 설치되고 상기 제2방향을 향해 개구부를 확대,축소시키는 제2금형을 구비하여 이루어지며, 상기 맨드릴은 상기 제2금형과 상기 제1금형의 개구부의 중첩부분에서 형성되는 압출 성형공 내에 상기 압출방향을 향해 전,후진 가능하게 설치되고 외주부에 상기 전,후진방향의 일방으로부터 타방을 향해 외형의 치수가 점차로 작아지는 테이퍼부가 형성되어 있으며 상기 제1금형 및 제2금형을 향해 성형재를 압압하면서 상기 제1금형 및 제2금형의 대향면을 접촉,분리시켜 상호 개구부의 중첩부분에서 형성되는 사각형상의 압출성형공을 변형시킴과 동시에 상기 압출 성형공 내로 상기 맨드릴의 테이퍼부를 전,후진시킴으로써 길이방향을 향해 사각형상의 외주와 내주가 변하는 각관상의 성형품을 압출성형하는 것을 특징으로 하는 가변단면 압출성형방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 금형은 서로 평행한 축선 주위로 각각 회동가능하게 배치된 한쌍의 금형을 가지며, 각 상기 금형에 상기 각 축선을 중심으로하여 금형의 회동에 따라 서로 접하는 원호면을 형성함과 동시에 각 원호면에 그 각 원호면의 주방향으로 연장되고 주방향으로 단면이 연속적으로 변하는 홈부를 형성하고, 상기 양 원호면의 홈부에 의해 닫힌 단면 형상의 압출 성형공을 형성하여 이루어지며 상기 압출 성형공을 향해 성형재를 압출하면서 적어도 상기 한쌍의 금형 중에서 하나를 회동시켜 상기 압출용 성형공에서 성형을 행함과 동시에, 상기 압출 성형공내로 상기 맨드릴의 테이퍼부를 전,후진시킴으로써 길이방향에 걸쳐 단면 형상이 변하는 중공 형상의 성형품을 압출가공하는 것을 특징으로 하는 가변단면 압출성형방법.
  9. 제6항 내지 제8항중 어느 한 항에 있어서, 콘테이너 내에 공급된 성형재를 압압수단에 의해 압압하여 상기 압출 성형공으로부터 압출하면서 가변수단에 의해 상기 압출 성형공의 개구 면적을 변화시킴과 동시에 상기 맨드릴을 전,후진시킴으로써, 압출방향으로 단면적이 변하는 관상의 성형체를 얻을 때,
    미리 제어수단에 상기 성형체의 길이에 대한 상기 압출 성형공의 개구면적의변화율 및 상기 압압수단에 의한 성형재의 압출량을 설정하고 상기 압출 성형시에 상기 압압수단의 이동량을 검출하면서 상기 제어수단에 의해 그 이동량에 대응하는 성형체의 압출길이 및 개구면적이 되도록 상기 금형 및 맨드릴을 구동하여 상기 개구면적의 변화량을 제어하는 것을 특징으로 하는 가변단면 압출성형방법.
  10. 제6항 내지 제9항중 어느 한 항에 있어서, 상기 성형재를 상하방향으로 개구되는 상기 금형의 압출 성형공의 상방으로부터 하방을 향해 압출하는 것을 특징으로 하는 가변단면 압출성형방법.
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