KR100834489B1 - 프레스 몰딩 장치 및 프레스 몰딩으로 부품을 제조하는방법 - Google Patents

프레스 몰딩 장치 및 프레스 몰딩으로 부품을 제조하는방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 성형 공정 중에 주어진 방식으로 레이어를 고정하기 위해 서로에 대하여 상대적으로 이동하는 클램핑 프레임 부재(21, 22)에 의해 적어도 하나의 제1 레이어(1) 및 제2 레이어(2)로부터 부품을 제조하는 장치에 관한 것으로, 제1 및 제2 금형부 사이에서 연장되는 제2 레이어의 돌출부를 절단하기 위해 제1 클램핑 프레임 부재에 절단 장치(300)가 배치되며, 이러한 절단 공정을 수행하는 방법 또한 개시한다.
프레스 몰딩, 몰딩 금형, 레이어, 클램핑 프레임, 절단, 결합, 윤곽, 성형

Description

프레스 몰딩 장치 및 프레스 몰딩으로 부품을 제조하는 방법 {PRESS MOULDING TOOL AND METHOD FOR PRODUCTION OF A COMPONENT BY PRESS MOULDING}
본 발명은 프레스 몰딩 장치 및 프레스 몰딩으로 부품을 제조하는 방법에 관한 것이다.
이러한 유형의 부품을 제조하기 위해, 지지 레이어 및 장식 레이어를 소정의 부품 형상으로 성형하기 위해 이들 레이어를 함께 가압하고 이들 레이어를 서로 연결하기 위해 상부 금형 및 하부 금형을 이용하는 것이 종래 기술에 공지되어 있다. 이들 레이어를 3차원 만곡 또는 윤곽을 가지는 부품 형상으로 성형할 때, 상부 금형 및 하부 금형이 함께 이동되는 경우 재료에 주름이 잡히는 문제가 있다. 이들 주름은 재료에 영구적으로 남아 제조된 부품이 사용될 수 없도록 하는 결과를 낳는다. 이러한 이유로, 하부 금형과 상부 금형 사이의 영역에서 부품 상에 주름이 형성되는 것을 방지하기 위해 클램핑 프레임을 이용하게 되었으며 이를 통해 장식 재료 또는 매트가 클램프되고 소정의 방식으로 홀딩된다.
DE 29 25 500 A1에는 바람직하게 열가소성 지지 레이어 및 가요성 적층 레이어로부터, 적층된 판상의 성형 부품을 제조하는 프레스가 개시되어 있다. 이 프레스는 각각에 대하여 이동 가능한 2개의 형상화된 가압 플레이트를 가지며, 그 중 하나는 제1 절단 장치를 형성하기 위한 전단 에지를 구비하며, 이 전단 에지는 상대 위치(counterposition)인 환형 부재와 상호 작용한다. 상기 프레스는, 형상화된 다른 가압 플레이트에 연결되는 블레이드, 및 상기 환형 부재의 표면에 의해 형성되는 제2 절단 장치를 갖는다. 이들 2개의 절단 장치는 공통 절단 방향에 대하여 횡방향인 평면에서 서로 이격된다. 이러한 구성에 의해, 지지 레이어 및 적층 레이어가 클램프되고 프레스가 함께 이동하여 성형 영역에서 레이어에 응력이 발생함에 따라 절단된다. 그 결과, 부품의 품질에 악영향을 준다.
본 발명의 목적은, 프레스 몰딩에 의해 부품을 제조하는 프레스 몰딩 장치 및 방법을 제공하는 것으로, 상기 제조 장치에 위치되는 레이어의 트리밍이 이루어지고 부품의 높은 품질이 달성되도록 한다.
상기 목적은 독립청구항의 특징에 의해 달성된다. 또한, 종속청구항에는 독립청구항을 인용하여 본 발명에 따른 실시예를 기재한다.
본 발명에 따르면, 프레스 몰딩 장치는, 각각이 3차원 성형부를 가지는 적어도 하나의 제1 금형부 및 제2 금형부에 의해 적어도 하나의 제1 소재 레이어 및 제2 소재 레이어로부터 부품을 제조하도록 제공되며, 제1 소재 레이어 및 제2 소재 레이어가 장치에 위치되면, 제1 금형부의 성형부는 제1 소재 레이어와 대면하고 제2 금형부의 성형부는 제2 소재 레이어와 대면하며, 금형부는, 제1 소재 레이어 및 제2 소재 레이어의 성형, 및 제1 및 제2 금형부를 함께 이동시킴으로써 이들 2개의 소재의 레이어를 서로 결합시키기 위해 압력 변환기에서 클램프되고, 성형 작업 중에 금형의 윤곽 영역 외측의 폐쇄 위치에서 이들 소재의 레이어를 홀딩하기 위해 클램핑 프레임 장치를 구비하며,
- 상기 클램핑 프레임 장치는, 제1 조절 장치에 의해 상기 제1 금형부에 대하여 이동 가능한 제1 클램핑 프레임 부재, 및 제2 조절 장치에 의해 상기 제2 금형부에 대하여 이동 가능한 제2 클램핑 프레임 부재를 포함하고, 상기 클램핑 프레임 부재는 2개 이상의 소재 레이어를 유지하도록 배치되며, 적어도 하나의 클램핑 프레임 부재에는 상기 클램핑 프레임 부재의 폐쇄 위치에서 상기 클램핑 프레임 부재를 이격시키기 위한 적어도 하나의 스페이서가 배치되어, 상기 클램핑 프레임 부재의 폐쇄 위치에서 상기 금형부에 의해 가압 동작이 수행되는 동안에 적어도 하나의 상기 삽입된 소재 레이어의 연속 흐름이 허용되고,
- 상기 프레스 몰딩 장치는, 프레스 몰딩 시에 제1 및 제2 금형부 옆에 존재하며 제1 또는 제2 클램핑 프레임 부재에 대하여 이동 가능한 소재 레이어의 초과 길이를 절단하기 위해, 개방 및 폐쇄 방향에서 보아, 금형부의 둘레 상에서 일부분 또는 전체가 연장되는 블레이드를 구비하는 절단 장치를 포함한다.
완전히 둘러싸는 블레이드의 경우에도, 블레이드는 둘레 방향에서 세그먼트 방식으로 분할될 수 있다.
적어도 하나의 스페이서 부재가 고정될 수 있으며, 기계식으로 고정되거나 제어 장치를 통해 고정될 수 있다.
각각의 스페이서 부재는 각각의 클램핑 프레임 부재 상에 배치될 수 있으며, 스페이서 부재는 폐쇄 위치에서 서로에 대하여 지지된다.
절단 장치의 블레이드의 절단 운동은 금형부의 조절 운동에 대하여 평행하거나 횡방향으로 이루어질 수 있다.
절단 장치의 블레이드는 가열 장치에 의해 가열될 수 있다. 블레이드의 가열 장치는 적어도 하나의 가열 카트리지가 삽입될 수 있는 리셉터클을 가질 수 있다. 또는, 블레이드의 가열 장치는 전기 저항식으로 가열될 수 있다.
절단 장치는, 클램핑 프레임 부재가 폐쇄 위치일 때 블레이드가 클램핑 프레임 부재에 위치된 소재에 접촉되지 않는 초기 위치에 있도록 설계될 수 있다.
블레이드의 이동은 전기식, 유압식 또는 공압식 드라이브나, 수동식으로 동작하는 장치에 의해 이루어질 수 있다.
블레이드는 그 절단 위치에서 제1 클램핑 프레임 부재를 적어도 부분적으로 통과하여 돌출되도록 배치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 제1 및 제2 소재 레이어의 프레스 몰딩에 의해 부품을 제조하는 방법이 더 제공되며, 이 때 상기 2개의 레이어는 2개의 금형부를 함께 이동시킴으로써 상기 2개의 금형부의 성형부 내에서 결합되고, 상기 제1 금형부 및 상기 제2 금형부는 다음 단계에 의해 초기 위치로 각자 이동된 상태이다.
(a) 제1 클램핑 프레임 부재 및 제2 클램핑 프레임 부재를 초기 위치로부터 서로에 대하여 확장된 위치로 이동시키고, 적어도 2개의 소재의 레이어를 상기 2개의 금형부 사이에 배치하고, 상기 제1 클램핑 프레임 부재 및 상기 제2 클램핑 프레임 부재를 상기 금형부의 성형부 외측에 배치하는 단계,
(b) 상기 제1 클램핑 프레임 부재 및 상기 제2 클램핑 프레임 부재를, 하나 이상의 클램핑 프레임 부재 상에 배치되는 하나 이상의 이격 부재로부터 이격되어서 상기 제1 및 제2 소재의 레이어가 상기 제1 클램핑 프레임 부재 및 상기 제2 클램핑 프레임 부재의 상호 대면하는 표면의 소정 거리에서 제1 클램핑 프레임 부재 및 상기 제2 클램핑 프레임 부재에 의해 유지되는 위치로 이동시키는 단계,
(c) 상기 금형부들을 서로에 대하여 이동시키고 상기 금형부의 성형부 영역에서 프레스 몰딩을 실행하는 단계,
(d) 상기 제1 금형부와 상기 제2 금형부 사이에 존재하는, 2개 이상의 소재의 레이어의 초과 길이를 절단 장치의 블레이드에 의해 절단하는 단계, 및
(e) 프레스 몰딩되고 상호 결합된 제1 및 제2 소재의 레이어를 상기 금형으로부터 제거하기 위해, 상기 금형부 및 상기 클램핑 프레임 부재를 이격시키는 단계.
단계 (d)에서, 상기 블레이드는, 절단 작업 시에, 상기 제2 클램핑 프레임 부재의 베어링 영역이 상기 블레이드의 절단 에지와 대면하거나 상기 금형부 중 하나가 상기 절단 에지에 대한 상대 위치로서 작용하도록 이동된다.
도 1은 본 발명에 따른 프레스 몰딩 장치의 제1 실시예를 나타내는 도면으로, 절단 장치가 프레스 몰딩 장치가 폐쇄 위치에 있고 제1 및 제2 클램핑 프레임 부재가 함께 이동된 폐쇄 위치에 있다.
도 2는 본 발명에 따른 프레스 몰딩의 다른 실시예를 나타내는 도면으로, 다른 절단 장치가 폐쇄 위치에 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 프레스 몰딩 장치 및 프레스 몰딩에 의해 부품을 제조하는 방법은, 적어도 하나의 제1 소재 레이어(1) 및 적어도 하나의 제2 레이어 소재(2)로부터 부품을 제조하는 것과 관련된다. 이들 레이어는, 예를 들어 장식 레이어 및 지지 레이어일 수 있다. 상기 금형 및 방법에서, 제1 레이어 및 제2 레이어의 성형, 및 이들 2개의 레이어의 상호 결합은, 제1 레이어와 대면하는 제1 금형부 및 제2 레이어와 대면하는 제2 금형부를 함께 이동시킴으로써 이루어진다. 일반적으로, 양 레이어는 다중 층(multi-layered)으로 될 수 있으며, 제1 레이어 또는 제2 레이어의 복수의 레이어는 본 발명에 따른 방법 및 장치에 의해 성형되고 연결되는 것이 가능하다. 이하의 설명에서는, 제1 금형부의 윤곽 형상화 영역에 대하여 지지하도록 의도되는 단일 층 또는 다중 층 레이어를 제1 레이어라고 하기로 한다. 마찬가지로, 제2 금형부의 윤곽 형상화 영역에 대하여 지지하도록 의도되는 단일 층 또는 다중 층 레이어를 제2 레이어라고 하기로 한다. 일반적으로, 제1 및 제2 레이어는 가압에 의해 서로 연결될 수 있는, 예를 들어 적어도 일부 영역이 용착되거나 맞물릴 수 있는 레이어이다.
제조될 부품에서 이들 2개의 레이어 중 하나는 바람직하게 장식 레이어이고 다른 하나는 지지 레이어이다. 이하에, 제1 레이어가 장식 레이어이고 제2 레이어는 지지 레이어인 본 발명의 실시예를 설명한다. 그러나, 이와는 반대로, 제1 레이어가 지지 레이어이고 제2 레이어는 장식 레이어일 수도 있다. 또한, 이들 2개 의 레이어 중 하나가 장식 레이어이거나 지지 레이어일 필요는 없다. 예를 들어, 제1 레이어 및 제2 레이어는, 2개의 지지 레이어 또는 2개의 중간 레이어 또는 하나의 지지 레이어와 하나의 보강 레이어, 예를 들면 유리 섬유로 만들어진 레이어일 수 있다.
지지 레이어 및 장식 레이어를 구비하는 부품을 제조하는 경우, 장식 레이어 및 지지 레이어의 상호 대면하는 쪽은, 금형에 의해, 그리고 필요에 따라 열을 이용하여 서로 연결 가능하여야 한다. 이를 위해, 지지 레이어와 대면하는 장식 레이어는 가압에 의해, 예를 들어 장식 레이어의 전술한 쪽에 제공되는 스레드(thread) 또는 헤어(hair)를 지지 레이어의 표면에 기계적으로 맞물리거나 용착됨으로써, 기계적으로 연결되는 성질을 가질 수 있다. 이를 위해, 적어도 지지 레이어와 대면하는 장식 레이어의 표면은, 예를 들어 플리스(fleece), 펠트(felt), 편평 섬유(flat cloth), 또는 환편 니트(circular knit)와 같은 편직 섬유(woven cloth)로부터 형성될 수 있다. 장식 레이어 또한, 금형에 의한 압력의 이용과, 필요하다면 열을 이용하여, 상호 대면하는 표면을 용착시킴으로써 지지 레이어에 연결될 수 있다.
용착은, 장식 레이어가, 용착을 위해 제공되는 지지 레이어와 같이 동일한 족(family)의 재료에 속하는 다공성 재료 구성을 포함하는 경우에 이루어진다.
장식 레이어로서, 직물 섬유, 확장된 피혁, 플라스틱 시트 또는 가죽이 사용될 수 있다. 장식 레이어에 직물 섬유가 사용되는 경우, 직물 재료 또는 시트 또는 전술한 것들의 조합의 레이어는 시작 재료(starting material)로 사용될 수 있 다. 제조되어야 할 부품의 경우, 부품의 대응되는 쪽의 최종 제품의 촉감을 최적화하기 위해 장식 레이어가 또한 제공될 수 있다. 이를 위해, 장식 레이어 도한 다공성 재료 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 장식 레이어는 직물 재료, 다공성 재료 및 플리스 재료로 구성될 수 있다. 사용되는 다공성 재료는 폴리프로필렌 다공성 재료 또는 폴리에틸렌 다공성 재료 또는 폴리우레탄 상에 형성된 다공성 재료일 수 있다.
지지 레이어로서, 특히 플라스틱 및 폴리프로필렌 결합 섬유 매트가 제공된다. 상기 지지 레이어는 특히 열의 공급에 의해 가소화될 수 있다. 지지 레이어는 섬유 재료, 바람직하게는 천연 섬유 또는 유리 섬유, 및 플라스틱 섬유, 특히 폴리프로필렌 섬유로 형성되는 것이 바람직하다. 천연 섬유는 아마(flax) 또는 양마(kenaf), 사이잘삼(sisal), 리넨(linen) 또는 무명(cotton)으로부터 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 섬유는 사전 단계 또는 상기 방법의 선행 단계에서 매트를 형성하도록 형상화된다. 이어서, 상호 연결된 플라스틱 매트 재료가 압력 및 온도의 인가에 의해 플라스틱 부품이 용착되어 제1 또는 제2 레이어로 형성된다.
이하에서는, 절단 장치를 구비하는 프레스 몰딩 장치의 실시예를 참조하고 프레스 몰딩에 의해 부품을 제조하는 방법을 참조하고 본 발명에 따른 절단 장치가 이용될 수 있는 절단 작업을 참조하여 설명한다.
적어도 하나의 제1 레이어(1), 즉 전술한 실시예에서의 장식 레이어, 및 하나의 제2 레이어(2), 즉 전술한 실시예에서의 지지 레이어로부터 부품을 제조하는 본 발명의 프레스 몰딩 장치는, 레이로부터 제조될 부품의 윤곽을 결정하는 몰딩 금형(10)이며, 제1 레이어와 대면하는 적어도 하나의 제1 금형부(11), 3차원 몰딩 윤곽(13), 제2 레이어와 대면하는 제2 금형부(12), 및 3차원 몰딩 윤곽(14)을 갖는다. 금형부(11, 12)는 압력 변환기(미도시)에 의해 서로 근접되어, 제1 레이어(1), 즉 장식 레이어, 및 제2 레이어(2), 즉 지지 레이어를 성형하고 , 제1 및 제2 금형부(11, 12)를 함께 이동시킴으로써 2개의 레이어(1, 2)를 서로 연결한다. 제1 금형부(11)는 제1 금형 홀더 또는 장착 플레이트(15)에 끼워질 수 있고, 제2 금형부(12)는 제2 금형 홀더 또는 장착 플레이트(16)에 끼워질 수 있다.
본 발명에 따른 프레스 몰딩 장치는, 성형 작업 중에 금형의 윤곽 영역 외측에서 소정의 방식으로 레이어(1, 2)를 홀딩하기 위해, 서로에 대하여 그리고 금형부(11, 12)와 관련하여 이동 가능한 클램핑 프레임 부재를 구비하는 클램핑 프레임 장치(20)를 더 포함한다. 상기 클램핑 프레임 장치는, 제1 조절 장치(31)에 의해 제1 금형부(11)에 대하여 이동 가능한 제1 클램핑 프레임 부재(21), 및 제2 금형부(11)에 대하여 이동 가능한 제2 클램핑 프레임 부재(22)를 포함한다. 클램핑 프레임 부재(31, 32)의 이동은 금형부(11, 12)의 적어도 개폐 운동 방향으로의 이동을 말한다. 클램핑 프레임 부재(21, 22)는 금형부(11, 12)의 개방 및 폐쇄 이동의 방향으로의 이동성을 갖는다. 클램핑 프레임 부재(21, 22)는 조절 장치(31, 32) 및/또는 별도의 가이드를 통해 그 이동 방향으로 가이드된다.
제1 조절 장치(31) 및 제2 조절 장치(32)는, 각각의 클램핑 프레임 부재(21, 22)를 이동시키기 위해, 제조 공정의 자동 제어를 위한 제어 장치에 의해, 또는 필요에 따라 수동 또는 반자동 제어를 위한 동작 장치를 통해 동작되는 장치이다. 제2 조절 장치(32)는, 예를 들어 제2 금형 홀더 또는 제2 장착 플레이트(16)에 고정됨으로써, 제2 금형부(12)에 기계적으로 바람직하게 결합된다. 그러나, 제2 조절 장치(32)는 제2 금형부(12)의 위치와 독립적인 지지부(미도시)에 배치될 수도 있으며, 이 경우, 그 확장 위치는 제2 금형부(12)의 위치와 독립적이다.
클램핑 프레임 부재(21, 22)는 각각 금형부(11, 12)의 윤곽 형상화 영역 외측에 배치된다. 상기 클램핑 프레임 부재는 단일편으로서 형성될 수 있으며 금형부(11, 12)를 둘러싸는 구조로서 설계된다. 클램핑 프레임 부재는 또한 주위를 따르거나 금형부(11, 12)의 주위의 영역을 따라 복수의 부분으로, 그리고 일부 영역에서는 금형부(11, 12)를 둘러싸는 방식으로 형성될 수 있다. 클램핑 프레임 부재는 또한 금형부(11, 12) 외측 위치에 배치되는 2개의 부분으로 형성될 수 있다. 이들 위치는 특히 서로 정반대에 놓일 수 있다. 클램핑 프레임 부재의 복수의 부분, 예를 들면 3개 또는 4개의 부분은 금형부(11, 12)의 주위 외측에, 각각의 적용 케이스에 따라, 금형부(11, 12)를 중심으로 규칙적 또는 불규칙적으로 분포되어 배치될 수도 있다.
클램핑 프레임 부재는 상이하게 형성될 수 있다. 클램핑 프레임 부재의 구성 및 배치는, 제조될 부품의 유형, 소재 및 디자인에 따라, 그리고 재료의 유형, 소재 및 디자인에 따라 좌우된다. 클램핑 프레임 부재(31, 32)는 각각, 제1 및/또는 제2 레이어의 초과 길이 영역이 놓이도록 하기 위해 부품의 제조 중에 제공되는 1개 또는 2개의 베어링 영역을 갖는다. 제1 클램핑 프레임 부재(21) 및 제2 클램핑 프레임 부재(22)는 각각 1개의 베어링 영역을 갖는다. 제1 클램핑 프레임 부 재(21)의 베어링 영역(21a)은 제2 클램핑 프레임 부재(22)의 제1 베어링 영역(22a)과 대면한다. 이들 베어링 영역(21a, 22a)은 각각, 클램핑 프레임 부재(21, 22)가 함께 대응되게 이동함에 따라 제1 및 제2 소재의 레이어(1, 2)의 초과 길이 영역을 홀딩하도록 설계된다. 홀딩은 클램핑 또는 리텐션(retention)을 포함하며, 특히 레이어(1, 2)가 흐름을 지속할 수 있도록 하거나 이들 기능을 조합한다.
또한, 레이어의 기계가공, 특히 레이어의 외측 영역의 트리밍(trimming)이 서로 독립적으로 후속하여 일어날 수 있다. 적용에 따라, 특히 특정의 코팅에 의해, 하나 또는 복수의 베어링 영역은 레이어(1, 2) 중 하나 또는 모두의 연속적인 흐름을 저지하도록 할 수 있다. 상호 대면하는 베어링 영역(21a, 22a)은 절대적으로 서로 평행할 필요가 없다. 베어링 영역(21a, 22a)은, 일부 영역 또는 전체 표면이 코팅될 수 있거나, 필요에 따라 2개의 클램핑 프레임 부재(21, 22) 사이에 유지되는 레이어(1 또는 2)가 흐름을 계속하는 것을 용이하게 하거나 보다 어렵게 하기 위해 대응되는 인서트(insert)를 구비할 수 있다. 레이어(1 또는 2)의 연속적인 흐름을 용이하게 하기 위해, 각각의 베어링 영역 또는 세그먼트는 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 성분을 포함하거나 비교적 낮은 표면 거칠기를 가질 수 있다. 이를 위해, 각각의 베어링 영역 또는 세그먼트는 또한 예를 들어 전기도금에 의해 코팅되는 금속 코팅을 가질 수 있다. 레이어(1 또는 2)의 연속적인 흐름을 보다 어렵게 하기 위해, 각각의 베어링 영역은 마찰 증대 요소 또는 세그먼트를 포함할 수 있다. 이를 위해, 적절한 표면 구조가 제공될 수도 있다.
레이어(1 또는 2)를 홀딩하기 위해 제공되는 각각의 베어링 영역(21a, 22a), 또는 상기 베어링 영역에 배치되는 세그먼트 및/또는 금형부(11 또는 12)는, 온도 조절 장치에 의해 그 온도가 전체적으로 또는 부분적으로 조절될 수 있도록 설계될 수 있다. 이 경우, 모든 베어링 영역(21a, 22a) 또는 각각의 베어링 영역 또는 상호 대면하는 단지 2개의 베어링 영역 또는 단지 하나의 금형부(11 또는 12)는 전체적 또는 부분적으로 온도가 조절될 수 있다. 이러한 목적으로 제공될 수 있는 온도 조절 장치는, 베어링 영역 또는 세그먼트의 온도를 일정하게 설정하거나 조절하도록, 또는 시간 또는 공정의 함수로서 이용될 수 있도록 설계된다. 설정은 제어 수단에 의해, 그리고 온도 센서의 보조에 의해, 각각의 경우의 온도가 조절될 베어링 영역 또는 세그먼트에서 이루어질 수 있다. 각각의 경우의 온도가 조절될 베어링 영역 또는 세그먼트에서 온도 센서에 의해 검출되는 온도에 따라 다른 조절이 이루어질 수 있다.
적어도 하나의 베어링 영역 또는 세그먼트의 온도를 조절함으로써, 가이드의 유격 또는 맞춤 또는 가동 부분의 간격이 최적화될 수 있으며 특히 감소될 수 있다. 그 이유는, 온도 변화에 의해 유발되는 가동 부분의 팽창이 소정의 범위 내에 한정될 수 있기 때문이다. 따라서, 금형의 정밀도, 작업 신뢰도, 및 제조 장치의 신뢰도가 향상될 수 있다.
적어도 베어링 표면의 영역 또는 세그먼트, 또는 클램핑 프레임 장치(20) 또는 하나 이상의 몰딩 금형(10)의 적어도 하나의 클램핑 프레임 부재의 온도 조절에 의해 얻어질 수 있는 또 다른 장점은, 과냉각된 금형 또는 클램핑 프레임 표면에 응축수가 형성되는 것이 방지될 수 있다는 것이다. 이것은 또한 레이어가 냉각되 는 것을 방지하고, 상기 냉각은 레이어가 성형되고 서로 연결되는 것을 보다 어렵게 하거나 심지어는 방지하게 된다.
전술한 온도 제어는 베어링 표면의 영역 또는 세그먼트가 과열되는 것을 방지해줄 수 있다. 이러한 유형의 과열은 특히 제조될 부품의 표면 구조에 악영향을 주게 되며, 이로 인해 예를 들면 눈부심 방지(anti-dazzle) 효과와 같은 바람직한 효과가 방해될 수 있다. 따라서, 냉각 기구에 의한 온도 제어 시에 소정의 공정 온도를 제공하는 장점을 갖는다.
클램핑 프레임 부재의 온도 제어에 더하여 또는 대안적으로 제공될 수 있는, 하나 이상의 금형부(11, 12)의 온도 제어는, 전술한 온도 제어 장치 또는 추가의 온도 제어 장치에 의해 이루어질 수 있다. 이 경우, 성형부(13 또는 14) 상의 각각의 영역은, 특정 레이어(1 또는 2)에 대하여 바람직하게 처리 가능한 상태로 사용되는 재료를 얻기 위해 온도가 제어된다. 또 다른 장점은, 제조 장치의 부분의 온도를 제어함으로써 최적의 구성 또는 작동이 이루어질 수 있다는 것이다.
금형부(11, 12)는 금형 전진 장치(미도시)에 의해 2개의 위치 사이에서 서로에 대하여 이동 가능하다. 각각의 클램핑 프레임 부재(21, 22) 또한 각각의 대응되게 지정된 조절 장치(31, 32)에 의해 독립적으로 이동 가능하다. 금형(11, 12)에 대한 각각의 조절 장치(31, 32)의 기계적인 연결은 조절 장치에 요구되는 동작의 진동수가 감소될 수 있도록 하며, 그 이유는, 이들 중 일부가 가압에 의해 이루어지기 때문이다. 그 사이에서 클램핑 프레임 부재가 이동 가능한 위치, 및 그 사이에서 동시에 금형부가 이동 가능한 위치는, 제1 및 제2 레이어(1, 2)가 이격된 금형부 사이에 삽입되고 또한 동시에 이들 레이어가 성형 및 가압될 수 있으며 성형부(13, 14) 외측에 놓이는 레이어(1, 2)의 초과된 길이 영역 또는 에지 영역이 금형부(11, 12)가 함께 이동되는 동안에 한쪽 또는 양쪽 레이어의 연속적인 흐름이 일시적으로 가능하도록 제공된다.
본 발명에 따르면, 이를 위해, 폐쇄 상태의 클램핑 프레임 부재(21, 22)를 이격시키기 위해 적어도 하나의 스페이서 부재(41, 42)가 적어도 하나의 클램핑 프레임 부재(21, 22)에 배치된다. 그 결과, 클램핑 부재(21, 22)가 폐쇄 위치에 있고 금형부(11, 12)에 의해 가압 작업이 실행되는 동안, 적어도 하나의 삽입된 레이어(1, 2)가 연속적으로 흐름될 수 있다.
금형부 또는 클램핑 프레임 부재를 위한 전진 장치의 확장 위치는 서로 연관될 수 있다. 또는, 상기 금형을 위한 조절 장치 및 상기 클램핑 프레임 부재를 위한 조절 장치가 상기 금형이 서로 기계적으로 독립되게 배치 또는 고정되도록 지정됨으로써, 확장 위치의 부분적 또는 완전한 독립이 이루어질 수 있다.
제조 방법에 요구되는 조절 장치 위치 및 이에 따른 금형부(11, 12) 및 클램핑 프레임 부재(21, 22)의 수축 및 확장 위치는 센서 및 특정의 요구의 비교 및 대응되는 조절 장치의 실제 위치에 의해 구현될 수 있다. 이 경우, 각각의 전진 장치의 대응되는 동작 부재의 위치 또는 각각의 클램핑 프레임 부재 또는 금형부 자체의 위치를 검출하는 센서가 제공될 수 있다.
대안적으로, 클램핑 프레임 부재(21, 22)의 지정된 수축 및 확장 위치는 기계적인 제한 부재를 통해 얻어질 수 있다. 특정의 실시예에서, 각각의 조절 장치 는, 본 발명에 따른 제조 방법을 위한 올바른 기능을 만족하도록, 지정된 제어 장치를 통해 제어되는 방식으로, 양쪽 단부 위치 사이에서 소정의 시퀀스로만 전후로 이동될 필요가 있다. 센서의 절감 및 각각의 조절 장치의 각각의 확장 위치에 대한 소망의 실제 비교에 근거한 제어는 제조 장치의 실시예를 비용 면에서 효과적이 되도록 한다.
이를 위해, 금형부(11, 12)에 연결되는 2개의 스페이서(51, 52)는 프레스 몰딩 장치에 통합될 수 있다. 금형부(11, 12)의 가압 위치는 상기 스페이서에 의해 정해질 수 있다. 이들 스페이서(51, 52)는 생략될 수도 있다.
스페이서가 높이가 변화될 수 있는 스페이서로서 구성되는 경우, 특정 순간에 특정 스페이서의 대응되는 확장 위치에 의해 각각 상호 작용하는 클램핑 프레임 부재의 이격을 위해, 상기 스페이서는 제어 장치에 기능적으로 연결되는 동작 드라이브를 통해 확장될 수 있다. 스페이서는, 이렇게 전자식으로 제어되는 것 외에, 유압식이나 레이디얼 캠을 통해 제어될 수도 있다. 클램핑 프레임 부재를 위한 이러한 레이디얼 캠은, 금형부의 각각의 위치를 고려하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 프레스 몰딩 장치의 실시예에서, 각각의 클램핑 프레임 부재(21, 22)에는 각각의 이격 부재(41, 42)가 배치된다. 일반적으로, 적어도 하나의 클램핑 프레임 부재(21, 22)에는 적어도 하나의 이격 부재(41, 42)가 배치된다. 또는, 각각의 클램핑 프레임 부재(21, 22)에는 각각의 스페이서 부재가 배치될 수 있으며, 이들 스페이서 부재는 폐쇄 위치에서 서로에 대하여 지지된다(도 1 및 도 2). 각각의 클램핑 프레임 부재(21, 22)에 복수의 스페이서 부재가 배치될 수도 있다.
이격 부재(41, 42)는 강성의 이격 부재 또는 높이나 길이가 변화될 수 있는 이격 부재로서 설계될 수 있으며 클램핑 프레임 부재의 이동 방향 또는 대응되는 상대 이동 방향에 고정될 수 있다. 적어도 하나의 스페이서 부재의 고정은 기계적이나 조절 장치를 통해 이루어질 수도 있다. 클램핑 프레임 부재의 이동에 대하여 고정되는, 높이가 변화되지 않는 이격 부재가 이용되는 경우, 각각의 클램핑 프레임 부재의 이동은, 제조 공정 중에 레이어(1, 2)에 대하여 클램핑 프레임 부재 사이에서 소정의 거리를 만든다. 높이가 변화될 수 있는 이격 부재가 이용되는 경우, 이들에 의해 정해지는 클램핑 프레임 부재의 단부 위치는 각각 홀딩된 레이어(1, 2)에 대한 클램핑 프레임 부재의 연속 흐름 및 클램핑 양태가 변화될 수 있다. 이로 인해 얻어지는 효과는, 주름이 없는 방식으로 두께 및 강도를 가지는 지정된 형태의 부품을 제조하기 위해, 이것이 금형부(11, 12)에 의해 제공되는 성형부에 의해 요구되는 경우, 금형부의 각각의 위치에서, 클램핑 프레임 부재에 의해 홀딩되는 레이어(1, 2)의 연속 흐름이 보장된다는 것이다.
금형부(11, 12)는 금형 중간 위치를 통해 폐쇄 위치 또는 가압 위치 또는 적층 위치(도 1 및 도 2)로 이동가능하다.
본 발명에 따르면, 제1 소재 레이어(1) 및 선택적으로 제2 소재 레이어(2)를 트리밍하기 위한 절단 장치(300)는, 전진 장치(301)에 의해 이동 가능한 블레이드 또는 절단 블레이드(330)를 구비하며, 가이드를 구비하는 기구에 의해 가이드된다.
절단 장치(300)의 전진 장치 및 가이드를 구비하는 기구는, 블레이드(330)의 절단 운동이 금형부의 조절 운동에 대하여 평행하거나(도 2) 수직이거나 또는 다른 각도, 즉 일반적으로 횡방향으로 진행된다. 절단 운동의 각도는, 각각의 경우에 절단될 소재 레이어의 블레이드(330)와 대면하는 면의 형상과 함수 관계이다.
절단 작업에 효과적인 블레이드(330)의 절단 에지(335)의 윤곽면은 바람직하게, 절단될 소재 레이어의 블레이드와 대면하는 면에 대하여 90갚 각도를 이루는 영역을 향한다. 절단 에지의 배향에 대하여 각도를 이루는 영역은 소재 레이어에 형성될 에지 또는 절단될 소재의 유형과 조성에 좌우된다.
절단 블레이드(330)의 절단 에지(350)는 특히 윤곽 의존성(contour-dependent) 절단면, 즉 3차원 절단면으로서 설계될 수 있다.
절단 블레이드(330)는 일부의 영역에서 또는 부분적으로 금형부(11, 12)를 둘러싸는 블레이드로서 형성될 수 있다. 블레이드(330)는 일주(encircling) 블레이드의 형태일 수도 있다. 여기서, 블레이드는 단일품으로서 일주 방식으로 형성될 수 있거나 세그먼트로 구성될 수 있다. 블레이드가 단일품으로서 일주 방식으로 형성되는 경우, 블레이드의 전진 운동은 바람직하게, 금형부(11, 12)의 폐쇄 또는 개방 방향으로 진행된다. 금형부(11, 12)의 폐쇄 또는 개방 방향에 대하여 직각인 블레이드의 절단 운동 시, 블레이드(330)는, 그 기하학적 형상의 이유로, 일부 영역에 또는 세그먼트의 형태로 금형부(11, 12)의 둘레에 제공되어야 한다.
절단 블레이드(330)는 열적(thermal) 블레이드 또는 기계적 블레이드로서 설계될 수 있다. 열적 블레이드인 실시예에서, 블레이드는 예를 들어 저항에 의해 가열될 수 있다. 블레이드의 가열에 의해, 특히 레이어가 온도 민감성 소재인 경 우에 밀봉 기능이 만족될 수 있다.
도 1에 도시한 실시예에서, 절단 장치(300)는 금형부의 조절 방향으로 이동 가능하며, 예를 들어 열적 블레이드 또는 절단 블레이드(330)일 수 있다. 이러한 절단 장치의 경우, 블레이드는 제1 클램핑 프레임 부재(21)에서 금형 방향의 조절 방향으로 진행되는 그루브 또는 절결부 내에 이동 가능하게 배치된다. 제2 클램핑 프레임 부재(22)의 베어링 영역(22a)은 가해질 절단력을 위한 상대 위치로서 이용된다.
대안적으로, 절단 장치(300)는 제2 클램핑 프레임 부재(22)에 배치될 수도 있다. 절단 장치(300)는 제1 클램핑 프레임 부재(21) 및 제2 클램핑 프레임 부재(22) 모두에 배치될 수도 있다. 이 경우, 각각 반대쪽의 클램핑 프레임 부재의 베어링 영역은 상대 위치로서 이용된다. 블레이드는, 절단 방향에서 보아, 서로에 대하여 그 위에 위치되거나 오프셋 되어 위치될 수 있다.
도 1은 초기 위치의 절단 장치(300)를 나타내고, 도 2는 절단 운동이 수행된 후의 다른 절단 장치의 상태를 나타낸다.
본 발명에 따른 절단 장치의 실시예는, 가장 근접하는 레이어가 될 하나의 레이어 또는 복수의 모든 레이어를 절단하도록 제공된다.
도 2에 도시한 절단 장치(300)는, 금형부(11, 12)의 조절 또는 폐쇄 이동에 대하여 횡방향의 직각으로 동작할 수 있는 블레이드(330)를 갖는다. 이 실시예에서, 프레스 몰딩 장치의 대응되는 영역은, 가해질 절단력에 대한 상대 위치로서 이용되며, 본 실시예에서는 제2 금형부(12)의 일부분으로서 도시되었다. 도시한 실 시예에서, 절단 장치 또는 블레이드는, 제2 클램핑 프레임 부재(22)의 반대쪽에 놓이는 제1 클램핑 프레임 부재(21) 쪽에 배치된다.
대안적으로, 블레이드는 제1 클램핑 부재(21)와 제2 클램핑 부재(22) 사이에 배치될 수 있다.
절단 장치(300)에 의한 절단 공정은 다음과 같다.
블레이드(330)의 대응되는 동작 드라이브의 동작에 따라, 블레이드(330)는, 블레이드의 절단 에지와 대면하는 상대 위치의 대응 영역으로 이동한다. 블레이드와 각각 대면하는 적어도 하나의 레이어의 초과 길이가, 블레이드(330)의 전진 운동에 따라 가해지는 압력 또는 온도에 의해 절단된다.
제1 및 제2 소재 레이어의 프레스 몰딩에 의해 부품을 제조하는 방법에서, 상기 2개의 레이어는 2개의 금형부(11, 12)를 함께 이동시킴으로써 상기 2개의 금형부(11, 12)의 성형부(13, 14) 내에서 결합되고, 상기 제1 금형부(11) 및 상기 제2 금형부(12)는 다음 단계에 의해 초기 위치로 이격된 상태이다.
(a) 제1 클램핑 프레임 부재(21) 및 제2 클램핑 프레임 부재(22)를 초기 위치로부터 서로에 대하여 확장된 위치로 이동시키고, 적어도 2개의 소재의 레이어(1, 2)를 상기 2개의 금형부(11, 12) 사이에 배치하고, 상기 제1 클램핑 프레임 부재 및 상기 제2 클램핑 프레임 부재를 상기 금형부의 성형부(13, 14) 외측에 배치하는 단계,
(b) 상기 제1 클램핑 프레임 부재(21) 및 상기 제2 클램핑 프레임 부재(22)를, 하나 이상의 클램핑 프레임 부재 상에 배치되는 하나 이상의 이격 부재로부터 이격되어서 상기 제1 및 제2 소재의 레이어가 상기 제1 클램핑 프레임 부재(21) 및 상기 제2 클램핑 프레임 부재(22)의 상호 대면하는 표면의 소정 거리에서 제1 클램핑 프레임 부재 및 상기 제2 클램핑 프레임 부재에 의해 유지되는 위치로 이동시키는 단계,
(c) 상기 금형부들을 서로에 대하여 이동시키고 상기 금형부(11, 12)의 성형부(13, 14) 영역에서 프레스 몰딩을 실행하는 단계,
(d) 상기 제1 금형부와 상기 제2 금형부 사이에 존재하는, 2개 이상의 소재의 레이어의 초과 길이를 절단 장치(100)의 블레이드(330)에 의해 절단하는 단계, 및
(e) 프레스 몰딩되고 상호 결합된 제1 및 제2 소재의 레이어를 상기 금형으로부터 제거하기 위해, 상기 금형부 및 상기 클램핑 프레임 부재를 이격시키는 단계.
단계 (d)에서, 상기 블레이드(330)는, 절단 작업 시에, 상기 제2 클램핑 프레임 부재의 베어링 영역(23a)이 상기 블레이드(330)의 절단 에지(350)와 대면하거나 상기 금형부 중 하나가 상기 절단 에지(350)에 대한 상대 위치(323c)로서 작용하도록 이동된다.
상기 제1 및 제2 소재의 레이어(1, 2)는, 금형부(11, 12) 사이에 위치되기 전에 가열될 수 있다.

Claims (15)

  1. 각각이 3차원 성형부를 가지는 하나 이상의 제1 금형부(11) 및 제2 금형부(12)에 의해 하나 이상의 제1 소재 레이어(1) 및 제2 소재 레이어(2)로부터 부품을 제조하는 프레스 몰딩 장치에 있어서,
    제1 소재 레이어(1) 및 제2 소재 레이어(2)가 장치에 위치되면, 상기 제1 금형부(11)의 성형부는 상기 제1 소재 레이어와 대면하고 상기 제2 금형부(12)의 성형부는 상기 제2 소재 레이어와 대면하며, 상기 금형부(11, 12)는, 상기 제1 소재 레이어(1) 및 상기 제2 소재 레이어(2)를 성형하고, 상기 제1 및 제2 금형부를 함께 이동시킴으로써 상기 2개의 소재 레이어를 서로 결합시키기 위해 압력 변환기에서 클램프되고, 성형 작업 중에 상기 금형의 윤곽 영역 외측의 폐쇄 위치에서 상기 2개의 소재 레이어를 홀딩하기 위해 클램핑 프레임 장치를 구비하며,
    - 상기 클램핑 프레임 장치는, 제1 조절 장치(31)에 의해 상기 제1 금형부에 대하여 이동 가능한 제1 클램핑 프레임 부재(21), 및 제2 조절 장치(32)에 의해 상기 제2 금형부에 대하여 이동 가능한 제2 클램핑 프레임 부재(22)를 포함하고, 상기 클램핑 프레임 부재(21, 22)는 2개 이상의 소재 레이어를 유지하도록 배치되며, 하나 이상의 상기 클램핑 프레임 부재(21, 22)에는 상기 클램핑 프레임 부재의 폐쇄 위치에서 상기 클램핑 프레임 부재를 이격시키기 위한 하나 이상의 스페이서가 배치되어, 상기 클램핑 프레임 부재(21, 22)의 폐쇄 위치에서 상기 금형부(11, 12)에 의해 가압 동작이 수행되는 동안에 하나 이상의 상기 삽입된 소재 레이어(1, 2) 의 연속 흐름이 허용되고,
    - 상기 프레스 몰딩 장치는, 프레스 몰딩 시에 상기 제1 및 제2 금형부 옆에 존재하며 상기 제1 또는 제2 클램핑 프레임 부재(21, 22)에 대하여 이동 가능한 상기 소재 레이어(1, 2)의 초과 길이를 절단하기 위해, 개방 및 폐쇄 방향에서 보아, 상기 금형부(11, 12)의 둘레 상에서 일부분 또는 전체가 연장되는 블레이드(330)를 구비하는 절단 장치(300)를 포함하는
    것을 특징으로 하는 프레스 몰딩 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 스페이서 부재는 고정 가능한 것임을 특징으로 하는 프레스 몰딩 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 스페이서 부재는 기계식으로 고정되거나 제어 장치를 통해 고정되는 것을 특징으로 하는 프레스 몰딩 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    각각의 상기 스페이서 부재는, 각각의 상기 클램핑 프레임 부재(21, 22) 상에 배치될 수 있으며 폐쇄 위치에서 서로에 대하여 지지되는 것을 특징으로 하는 프레스 몰딩 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 절단 장치(300)의 상기 블레이드(330)의 절단 운동은 상기 금형부(11, 12)의 조절 운동에 대하여 평행하게 진행되는 것을 특징으로 하는 프레스 몰딩 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 절단 장치(300)의 상기 블레이드(330)의 절단 운동은 상기 금형부(11, 12)의 조절 운동에 대하여 횡방향으로 진행되는 것을 특징으로 하는 프레스 몰딩 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 절단 장치(300)의 블레이드는 가열 장치에 의해 가열될 수 있는 것을 특징으로 하는 프레스 몰딩 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 블레이드의 가열 장치는 하나 이상의 가열 카트리지가 삽입될 수 있는 리셉터클을 가지는 것을 특징으로 하는 프레스 몰딩 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 블레이드의 가열 장치는 전기 저항식으로 가열되는 것을 특징으로 하는 프레스 몰딩 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 절단 장치(300)는, 상기 클램핑 프레임 부재(21, 22)가 폐쇄 위치일 때 상기 블레이드(330)가 상기 클램핑 프레임 부재에 위치된 소재 레이어(1, 2)에 접촉되지 않는 초기 위치에 놓일 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 프레스 몰딩 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 블레이드의 이동은 전기식, 유압식 또는 공압식 드라이브에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 프레스 몰딩 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 블레이드의 이동은 수동식으로 동작하는 장치에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 프레스 몰딩 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 블레이드는 그 절단 위치에서 상기 제1 클램핑 프레임 부재를 적어도 부분적으로 통과하여 돌출되는 것을 특징으로 하는 프레스 몰딩 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 2개의 클램핑 프레임 부재(21, 22) 중 적어도 하나는 상기 클램핑 프레임 부재의 온도 조절을 위한 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레스 몰딩 장치.
  15. 제1 및 제2 소재 레이어의 프레스 몰딩에 의해 부품을 제조하는 방법에 있어서,
    상기 프레스 몰딩 시에, 상기 2개의 레이어는 2개의 금형부(11, 12)를 함께 이동시킴으로써 상기 2개의 금형부(11, 12)의 성형부(13, 14) 내에서 결합되고, 상기 제1 금형부(11) 및 상기 제2 금형부(12)는 초기 위치로 이격된 상태이며,
    (a) 제1 클램핑 프레임 부재(21) 및 제2 클램핑 프레임 부재(22)를 초기 위치로부터 서로에 대하여 확장된 위치로 이동시키고, 2개 이상의 소재 레이어(1, 2)를 상기 2개의 금형부(11, 12) 사이에 배치하고, 상기 제1 클램핑 프레임 부재 및 상기 제2 클램핑 프레임 부재를 상기 금형부의 성형부(13, 14) 외측에 배치하는 단계,
    (b) 상기 제1 클램핑 프레임 부재(21) 및 상기 제2 클램핑 프레임 부재(22)를, 하나 이상의 클램핑 프레임 부재 상에 배치되는 하나 이상의 이격 부재로부터 이격되어서 상기 제1 및 제2 소재의 레이어가 상기 제1 클램핑 프레임 부재(21) 및 상기 제2 클램핑 프레임 부재(22)의 상호 대면하는 표면의 소정 거리에서 제1 클램 핑 프레임 부재 및 상기 제2 클램핑 프레임 부재에 의해 유지되는 위치로 이동시키는 단계,
    (c) 상기 금형부들을 서로에 대하여 이동시키고 상기 금형부(11, 12)의 성형부(13, 14) 영역에서 프레스 몰딩을 실행하는 단계,
    (d) 상기 제1 금형부와 상기 제2 금형부 사이에 존재하는, 2개 이상의 소재의 레이어의 초과 길이를 절단 장치(100)의 블레이드(330)에 의해 절단하는 단계, 및
    (e) 프레스 몰딩되고 상호 결합된 상기 제1 및 제2 소재의 레이어(1, 2)를 상기 금형으로부터 제거하기 위해, 상기 금형부(11, 12) 및 상기 클램핑 프레임 부재(21, 22)를 이격시키는 단계
    를 포함하고,
    상기 단계 (d)에서, 상기 블레이드(330)는, 절단 작업 시에, 상기 제2 클램핑 프레임 부재의 베어링 영역(23a)이 상기 블레이드(330)의 절단 에지(350)와 대면하거나 상기 금형부 중 하나가 상기 절단 에지(350)에 대한 상대 위치(323c)로서 작용하도록 이동되는
    것을 특징으로 하는 제조 방법.
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