KR101215397B1 - 사출 성형 금형 - Google Patents

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Abstract

후가공 공정 없이 사출 성형만으로 표면에 패턴(pattern)이 형성된 제품을 생산할 수 있는 사출 성형 금형이 개시된다. 개시된 사출 성형 금형의 상부 코어는, 저면에 패턴판 안착홈이 형성된 상부 코어 베이스, 상기 패턴판 안착홈에 안착되고, 상기 하부 코어와 마주보는 면에 요철(凹凸)로 이루어진 패턴(pattern)이 형성된 것으로, 상기 상부 코어 베이스보다 전사가 우수한 소재로 이루어진 패턴판(pattern plate), 상기 패턴이 노출되도록 중앙에 윈도(window)가 형성되고, 상기 윈도의 측면을 따라서 상기 상부 코어 베이스 및 상기 패턴판의 외곽부를 안착 지지하는 지지턱이 형성된 프레임(frame), 및 상기 상부 코어 베이스를 상기 프레임에 고정시키는 복수의 결합 블록 을 구비한다. 상기 상부 코어 베이스와 상기 프레임이 인접하는 부분에 상기 결합 블록이 삽입 안착되는 블록 안착홈이 형성되고, 상기 결합 블록은 상기 블록 안착홈에 안착된다. 상기 결합 블록의 반은 상기 상부 코어 베이스에 나사 결합되고, 상기 결합 블록의 나머지 반은 상기 프레임에 나사 결합된다.

Description

사출 성형 금형{Mold for injection molding}
본 발명은 사출 성형 금형에 관한 것으로, 표면에 패턴(pattern) 또는 부식이 형성된 제품의 성형에 사용되는 사출 성형 금형에 관한 것이다.
사출 성형(injection molding)은 용융 상태의 수지를 금형의 내부에 주입 후 냉각하여 제품을 형성하는 공법으로, 압축성형(compression molding), 압출성형(extrusion molding) 등의 다른 성형 공법에 비해 제품의 형태 및 사이즈에 제한이 적으며 생산성 및 작업 능률이 우수하여 플라스틱 제품의 성형에 폭넓게 사용되고 있다.
핸드폰 등의 표면에는 요철(凹凸)로 이루어진 소정의 요철 패턴이 형성될 수 있다.
그런데, 이 요철 패턴은 상부 코어에 직접 부식을 하거나 전주코어라는 부속품을 조립하여 상부 코어에 고정시킬 수 있다. 그러나 상부 코어에 직접 부식을 할 경우 금속물에 요철을 넣은 것임으로 고광택 등의 디자인감이 저하되며, 요철불량시 전체 상부 코어를 재가공 해야한다는 문제점이 있다. 또한 전주코어 사용시에는 제작기간이 보통 15일~20일의 기간이 소요되며 폭이 300mmX300mm 이상의 대형제품의 제작시 전주코어의 사이즈가 크고 두께가 두꺼워 많은양의 비용과, 관리가 힘들어 진다는 문제점이 있다.
이런 문제점을 해결하기 위하여 스탬프를 제조하여서, 이를 금형 본체에 용접이나 본딩 작업 등으로 접합시키거나, 진공으로 고정시키는 방법을 행하기도 한다. 그러나 상기 작업은 소형의 제품에 가능하며 대형제품에 스탬프를 금형 본체에 접합시키기가 쉽지 않을뿐더러 조립시 제품 형상면 파손의 우려등이 있다는 문제점이 있고 그 관리 또한 어려움이 있다.
본 발명은 표면에 패턴(pattern)을 형성하기 위한 후가공 공정 없이 사출 성형 과정에서 제품 표면에 패턴을 형성하는 대형의 사출 성형 금형을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 패턴판의 교체만으로 다양한 패턴을 사출성형 할 수 있으므로 저비용으로 제품 표면의 패턴을 변경할 수 있는 대형의 사출 성형 금형을 제공하는 것이다.
또한, 패턴 스탬프의 장착을 용접이나 본딩이 아닌 조립구조를 구현함으로써 작업자가 좀더 수월하게 조립할 수 있는 사출 성형 금형을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 서로 밀착된 상부 코어와 하부 코어 사이에 형성되는 캐비티(cavity)에 용융 수지를 주입하고 경화하여 사출 성형 제품을 성형하는 사출 성형 금형에 있어서, 상기 상부 코어는, 저면에 패턴판 안착홈이 형성된 상부 코어 베이스, 상기 패턴판 안착홈에 안착되고, 상기 하부 코어와 마주보는 면에 요철(凹凸)로 이루어진 패턴(pattern)이 형성된 것으로, 상기 상부 코어 베이스보다 전사가 우수한 소재로 이루어진 패턴판(pattern plate), 상기 패턴이 노출되도록 중앙에 윈도(window)가 형성되고, 상기 윈도의 측면을 따라서 상기 상부 코어 베이스 및 상기 패턴판의 외곽부를 안착 지지하는 지지턱이 형성된 프레임(frame), 및 상기 상부 코어 베이스를 상기 프레임에 고정시키는 복수의 결합 블록을 구비하고, 상기 상부 코어 베이스와 상기 프레임이 인접하는 부분에 상기 결합 블록이 삽입 안착되는 블록 안착홈이 형성되고, 상기 결합 블록은 상기 블록 안착홈에 안착되며, 상기 결합 블록의 반은 상기 상부 코어 베이스에 나사 결합되고, 상기 결합 블록의 나머지 반은 상기 프레임에 나사 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 지지턱의 내측 방향 말단은 상기 패턴판의 외주부를 대면(對面) 지지하도록 구성될 수 있다.
상기 패턴판의 재질은 니켈(Ni)일 수 있다.
상기 사출 성형 금형은 상기 상부 코어가 삽입 안착되는 그루브(groove)가 형성된 상부 원판을 더 구비하고, 상기 상부 코어가 상기 그루브에 삽입 안착되고, 복수의 볼트가 상기 상부 원판의 상측에서 삽입되어 상기 프레임에 체결됨에 의해 상기 상부 코어가 상기 상부 원판에 고정될 수 있다.
본 발명의 사출 성형 금형에 따르면, 후가공 공정 없이 사출 성형만으로 표면에 대형의 패턴(pattern)이 형성된 제품을 형성할 수 있으므로, 제품 제조 비용이 절감된다.
또한, 상부 코어 전체를 교체하는 것 대신에 패턴판(pattern plate)을 교체하는 것에 의해 제품 표면의 패턴을 변경할 수 있다. 따라서, 패턴 변경에 소요되는 비용이 절감된다.
또한, 니켈(Ni) 재질의 패턴판을 사용하는 바람직한 실시예에 따르면, 성형 과정에서 니켈 패턴판에 접촉된 제품의 표면 광택이 향상되는 등 제품의 품질이 향상된다.
또한, 대형 사이즈의 제품제작에 사용하는 스탬프의 무게가 절감됨으로 그 비용이 함께 절감되며 취급도 용이해진다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사출 성형 장치를 도시한 분해 사시도 및 단면도이다.
도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 사출 성형 금형을 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사출 성형 장치를 도시한 분해 사시도 및 단면도이고, 도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 사출 성형 장치(10)는 하부 금형을 구성하는 하부 원판(11) 및 하부 코어(15)와, 상기 하부 금형에 대해 밀착되거나 이격되는 상부 금형을 구성하는 상부 원판(20) 및 상부 코어(25)를 구비한다. 상기 하부 코어(15)와 상부 코어(25)가 밀착되면 하부 코어(15)의 상측면과 상부 코어(25)의 하측면 사이에 캐비티(cavity)(55)가 형성되며, 이 캐비티(55)에 용융수지(미도시)가 주입되고 냉각 경화(硬化)되어 사출 성형 제품이 형성된다.
상기 하부 원판(11)의 상측면에는 그루브(groove)(12)가 형성되고, 이 그루브(12)에 하부 코어(15)가 삽입 안착된다. 하부 코어(15)는 하부 코어 중앙 부재(16)와, 이 중앙 부재(16)의 상측면과 미세하게 단차지도록 상기 중앙 부재(16)의 주변에 밀착된 복수의 하부 코어 측면 부재(18)를 구비한다. 상기 하부 코어(15)는 하부 원판(11)의 아래측에서 상측으로 삽입되어 하부 코어(15)에 체결되는 복수의 결합 볼트(14)에 의해 하부 원판(11)에 고정된다.
상기 상부 원판(20)의 하측면에도 그루브(groove)(21)가 형성되고, 이 그루브(21)에 상부 코어(25)가 삽입 안착된다. 상기 상부 코어(25)는 상부 원판(20)에 결합될 수 있다.
상부 코어(25)는 상부 코어 베이스(26)와, 패턴판(pattern plate)(30)과, 프레임(40)과 한 쌍의 결합 블록(35)을 구비한다. 상부 코어 베이스(26)는 그 저면에 상기 패널판(30)의 평면 형상과 두께에 대응되는 패널판 안착홈(28)이 형성된다. 패턴판(30)은 상기 패턴판 안착홈(28)에 안착된다. 패널판 안착홈(28)의 내측면이 편평하지 않으면 얇고 무른 재질의 패턴판(30)이 패널판 안착홈(28) 내측면의 형상을 따라 휘어져 사출 성형 제품의 불량이 초래될 수 있다. 따라서, 패턴판 안착홈(28)은 정교하게 래핑(lapping) 가공될 수 있다.
하부 코어(15)와 마주보는 상기 패턴판(30)의 저면에는 요철(凹凸)로 이루어진 패턴(pattern)(32)이 형성된다. 상부 코어(25)와 하부 코어(15)가 밀착된 때 캐비티(55)의 상측면은 상기 패턴판(30)의 요철 패턴(32)에 의해 한정되므로 캐비티(55)에 주입된 용융 수지가 경화되어 형성되는 제품(미도시)의 상측면에는 상기 요철 패턴(32)에 대응되는 패턴이 형성될 수 있다.
상기 패턴판(30)의 재질은 니켈(Ni)일 수 있다. 니켈은 강재(鋼材)보다 무른 성질로 가공이 용이하다. 또한, 사출 성형 과정에서 니켈 패턴판에 접촉된 상태로 경화된 제품의 표면 광택이 향상된다. 이 경우, 상기 패턴판(30)은 마스터 금형으로부터 전사등의 방식으로 패턴 형성될 수 있다. 이 경우 상기 패턴판의 두께는 0.5mm 내지 1mm 일 수 있다.
프레임(40)은 상부 코어 베이스(26)와 이에 삽입 안착된 패턴판(30)을 지지한다. 프레임(40)의 중앙에는 패턴판(30)의 패턴(32)이 노출될 수 있도록 윈도(window)(41)가 형성된다. 프레임(40)은 상부 코어 베이스(26)와 패턴판(30)을 지지하도록 내측 방향으로 돌출된 지지턱(46)을 구비한다.
프레임(40)의 내측면에서 지지턱(46)의 내측 방향 말단까지의 길이를 D1이라 하고, 상기 프레임(40)의 내측면에 접하는 상부 코어 베이스(26)의 외주면에서 패턴판 안착홈(28)에 안착되는 패턴판(30)의 외주면까지의 거리를 D2라고 가정하면, D1이 D2보다 크다. 따라서, 지지턱(46)에 의해 상부 코어 베이스(26) 및 패턴판(30)이 지지될 수 있으며, 윈도(41)를 통해 빠지지 않는다. 구체적으로, 상기 지지턱(46)은 상부 코어 베이스(26)의 외주부를 접촉 지지하는 상부 코어 베이스 지지면(50)과, 그 내측 말단에 패턴판(30)의 외주부를 접촉 지지하는 패턴판 지지부(48)를 구비한다.
한 쌍의 결합 블록(35)은 상부 코어 베이스(26)를 프레임(40)에 고정시킨다. 상부 코어 베이스(26)의 서로 반대되는 양 측에 한 쌍의 블록 포켓(27)이 형성되고, 프레임(40)의 서로 반대되는 양 측에 상기 상부 코어 베이스(26)의 블록 포켓(27)에 대응되는 한 쌍의 블록 포켓(42)이 형성된다. 상기 상부 코어 베이스(26)가 프레임(40)의 윈도(41)에 삽입되어 지지턱(46)에 의해 지지된 때 상기 상부 코어 베이스(26)의 블록 포켓(27)과 프레임(40)의 블록 포켓(42)이 인접 연결되어 한 쌍의 블록 안착홈이 마련된다. 한 쌍의 결합 블록(35)은 이 한 쌍의 블록 안착홈에 삽입 안착된다. 상기 결합 블록(35)의 반은 결합 블록(35)의 상측면으로부터 아래로 삽입되어 상기 상부 코어 베이스(26)까지 연장되는 제1 볼트(36)에의해 상부 코어 베이스(26)에 결합된다. 또한, 결합 블록(35)의 나머지 반은 상기 결합 블록(35)의 상측면으로부터 아래로 삽입되어 상기 프레임(40)까지 연장되는 제2 볼트(37)에의해 프레임(40)에 결합된다. 한편, 상기 프레임(40)은 상부 원판(20)의 상측면에서 아래로 삽입되어 프레임(40)에 체결되는 복수의 결합 볼트(23)에 의해 상기 상부 원판(20)에 고정된다.
결합 블록(35)은 프레임(40)과 상부 코어 베이스(26)의 조립과정에서 생길 수 있는 조립공차를 잡아주어, 프레임(40)과 상부 코어 베이스(26) 사이의 유동이 없도록 맞춰주는 역할을 한다.
이하에서, 상기 사출 성형 금형(10)의 상부 금형 조립 순서를 정리하면 다음과 같다. 먼저, 패턴판(30)의 패턴(32)의 노출되도록 패턴판(30)을 상부 코어 베이스(26)의 패턴판 안착홈(28)에 삽입 안착시킨다. 그리고, 상기 패턴(32)이 윈도(41)를 통해 노출되도록 패턴판(30)이 안착된 상부 코어 베이스(26)을 프레임(40)의 윈도(41)에 삽입 안착시켜 프레임(40)의 지지턱(46)으로 지지한다. 상부 코어 베이스(26)의 윈도(41) 삽입으로 상부 코어 베이스(26)와 프레임(40)이 인접하는 부분에 블록 안착홈이 형성된다. 이 블록 안착홈에 결합 블록(35)을 삽입 안착시키고 결합 블록(35)과 프레임(40)을 제2 볼트(37)로 나사 결합하고, 결합 블록(35)과 상부 코어 베이스(26)를 제1 볼트(36)로 나사 결합하여 상부 코어를 조립한다. 마지막으로, 조립된 상부 코어를 상부 원판(20)의 그루브(21)에 삽입 안착하고, 복수의 결합 볼트(23)로 프레임(40)을 상부 원판(20)에 체결 고정한다.
본 발명에 따르면, 상부 코어를 복수의 부재로, 상부 코어 후측으로부터 조립함으로써, 상부 코어의 손상이 없으며, 용접이나 본딩작업이 불필요해진다. 이에 따라서 예를 들어 폭이 250mm 이상 사이즈가 큰 제품에도 사용된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10: 사출 성형 금형 11: 하부 원판
15: 하부 코어 20: 상부 원판
25: 상부 코어 26: 상부 코어 베이스
30: 패턴판(pattern plate) 35: 결합 블록
40: 프레임 41: 윈도
46: 지지턱 48: 패턴판 지지부

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 저면 중앙부에 그루브가 형성된 상부 원판;
    상기 상부 원판의 그루브에 삽입 안착되는 상부 코어;
    상기 상부 원판과 마주보는 저면 중앙부에 그루브가 형성된 하부 원판;
    상기 하부 원판의 그루브에 삽입 안착되고, 상부 코어에 밀착되며, 상기 상부 코어 사이에 캐비티가 형성되는 하부 코어; 및
    상기 상부 원판의 상측에서 삽입되면서 상기 상부 코어에 체결됨에 따라서 상부 코어를 상기 상부 원판에 고정시키는 복수의 결합볼트;를 포함하고,
    상기 상부 코어는:
    저면에 패턴판 안착홈이 형성된 상부 코어 베이스;
    상기 패턴판 안착홈에 안착되고, 상기 하부 코어와 마주보는 면에 요철(凹凸)로 이루어진 패턴(pattern)이 형성된 패턴판(pattern plate);
    상기 패턴이 노출되도록 중앙에 윈도(window)가 형성되어, 상기 윈도에 상기 상부 코어 베이스 및 상기 패턴판이 삽입되고, 상기 윈도 하측에는 상기 패턴판의 저면 외곽이 안착되도록 상기 윈도로부터 내측으로 돌출 형성된 지지턱이 형성된 프레임(frame);
    상기 상부 코어 베이스의 상면 및 상기 프레임 상면에 걸쳐서 안착되는 복수의 결합 블록; 및
    상기 결합 블록과 상기 상부 코어 베이스 사이 및 상기 결합 블록과 상기 프레임 사이를 고정시키는 고정볼트;를 포함하여,
    상기 복수의 결합볼트가 상기 상부 원판의 상측에서 삽입되어 상기 프레임에 체결됨에 의해 상기 상부 코어가 상기 상부 원판에 고정되며,
    상기 하부 코어는:
    상기 하부 원판의 그루브의 상기 패턴판과 대향되도록 삽입되며, 상기 패턴판과의 사이에 캐비티를 형성하는 하부 코어 중앙 부재와;
    상기 하부 원판의 그루브에 삽입되는 것으로, 상기 하부 코어 중앙 부재와 단차지도록 상기 하부 코어 중앙 부재 주변에 상기 프레임과 맞닿도록 형성된 하부 코어 측면 부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출 성형 금형.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 패턴판의 재질은 니켈(Ni)인 것을 특징으로 하는 사출 성형 금형.
  4. 삭제
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