KR101354149B1 - System for focusing and transferring to the metal sheet of the external heat sources for the sheet metal forming of the low formability material - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 난성형성 소재를 절곡하기 위한 굽힘성형틀을 갖는 국부 가열판재 성형장치에 있어서, 굽힘성형틀의 외부에 배치되고 소재를 절곡하기 위하여 온간영역 온도까지 근적외선을 방사하는 열원과 열원에서 발생되는 근적외선 빛을 집광하여 빛을 반사하는 반사판과 반사판에서 반사되는 근적외선 빛을 집광시켜 주는 집광장치와 열원과 반사판과, 집광장치 및 전송장치의 외부에 배치되어 단열을 통해 빛의 근적외선의 손실을 방지하는 하우징을 구비하는 외부열원 집광 구성장치 및 외부열원집광 구성장치에 연결되어 있으며 굽힘성형틀의 금형형상에 의해 소재에 국부가열을 해 주는 빛을 전송시켜 주는 전송장치를 포함하는 국부가열 판재 성형장치를 제공한다.The present invention relates to a local heating plate forming apparatus having a bending mold for bending a hard-forming material, wherein the heat source and the heat source are disposed outside the bending mold and radiate near infrared rays to a warm region temperature to bend the material. The reflector reflects light by reflecting the generated near-infrared light, and the condenser that collects the near-infrared light reflected from the reflector, heat source and reflector, and is disposed outside of the condenser and the transmission device to reduce the loss of near-infrared light through heat insulation. Local heating plate forming comprising a external heat source condensing component having a housing to prevent and a transmission device connected to the external heat source condensing component and transmitting the light for local heating to the material by the mold shape of the bending mold Provide a device.
Description
본 발명은 난성형성 소재의 성형 공정에서 성형성을 향상시키기 위한 외부 열원의 집광 및 전송방법과 그 시스템에 관한 것으로 보다 상세하게는, 고장력강, 알루미늄 합금, 마그네슘 합금, 티타늄 합금 등과 같은 난성형성 소재의 성형성을 향상시키기 위한 것이다. 난성형성 소재를 성형하기 위하여 별도의 열원 설계, 제작 없이 소재의 소성 변형이 일어나는 국부적인 영역에만 선택적인 가열을 함으로써 난성형성 소재의 성형성을 향상시키는 난 성형소재의 국부 온간 성형을 위한 외부 열원의 집광 및 전송 방법과 이를 포함하는 시스템을 제공한다.
The present invention relates to a method and a system for condensing and transmitting an external heat source to improve formability in a molding process of a refractory forming material, and more particularly, to form a refractory such as high tensile strength steel, aluminum alloy, magnesium alloy, titanium alloy, and the like. It is for improving the moldability of a raw material. For forming a refractory material, external heating is performed for the local warm molding of the refractory material, which improves the formability of the refractory material by selectively heating only a local area where the plastic deformation of the material occurs without a separate heat source design and fabrication. Provided are a method for condensing and transmitting a heat source and a system including the same.
일반적으로 최근 환경오염 문제가 확산되면서 선진국을 중심으로 환경 규제를 철저히 강화하고 있다. 세계적으로 운송기계를 비롯한 여러 분야에 있어 기존의 철강 제품을 가벼운 소재로 대체하기 위한 노력이 활발히 진행되고 있다. 그 중 고비강성 및 다양한 특성을 갖는 마그네슘 합금, 티타늄 합금, 알루미늄 합금, 고장력 강 등의 난성형재들에 대한 많은 연구와 함께 철강업계에서는 고 장력강에 대한 개발이 활발하게 진행되고 있다.In general, due to the spread of environmental pollution, environmental regulations have been strengthened, especially in advanced countries. Globally, efforts are being made to replace existing steel products with light materials in various fields including transportation machinery. Among them, high tensile steel is being actively developed in the steel industry, along with many studies on difficult shape materials such as magnesium alloy, titanium alloy, aluminum alloy, and high tensile strength steel having high specific stiffness and various characteristics.
이러한, 난성형성 소재는 비강도, 강성이 우수한 강점을 가지며, 난성형성 소재의 특성에 따라 전자파에 대한 차폐성, 진동 흡수성, 기계 가공성 및 금형의 수명이 우수한 특징을가진다. 이에 운송기계의 경량화, 우주 항공분야는 물론 특수 방산 부품, 컴퓨터, 전자 부품으로 다양한 분야에서 크게 각광받고 있다.
Such a refractory forming material has strengths excellent in specific strength and rigidity, and has excellent characteristics of shielding against electromagnetic waves, vibration absorption, machinability, and mold life according to characteristics of the refractory forming material. Therefore, the weight of transportation machinery, aerospace, as well as special defense components, computers, electronic components are attracting great attention in various fields.
난성형성 소재의 성형 한계점을 개선하고, 성형성을 향상시키기 위해 성형소재 전체를 가열해 난성형재의 성형성을 향상시키는 방법들이 개발되었다. 예로 핫 스탬핑 공정과 같이 성형소재 전체를 가열하여 성형성을 개선하는 방법이 일부 난성형재 성형에 적용되고 있다. 그러나, 이러한 난성형성 소재 전체를 가열하는 방법은 성형이 발생하지 않는 영역도 가열하여 불필요한 손실비용이 발생할 뿐 아니라 제작환경도 바람직하지 않게 된다. 또한 일반 냉간공정에 비해 소재 전체를 가열하고 냉각하는 공정이 추가되어 가공 공정시간도 길어 생산성이 떨어지는 단점이 있다. 이에 문제점을 개선하기 위한 다양한 방법들이 제안되어 있다.In order to improve the molding limit of the refractory forming material and to improve the moldability, methods for improving the formability of the refractory molding material have been developed by heating the entire molding material. For example, a method of improving the formability by heating the entire molding material, such as a hot stamping process, has been applied to the molding of some difficult molding materials. However, such a method of heating the entire refractory forming material not only causes unnecessary loss cost by heating the region where molding does not occur, but also makes the manufacturing environment undesirable. In addition, compared to the general cold process, the process of heating and cooling the entire material is added, so the processing time is long, there is a disadvantage that the productivity is lowered. Accordingly, various methods for improving the problem have been proposed.
그러나, 일반적인 온간(강을 1230~1300로 가열하여 용체화 처리한 후 650~800 온도 범위에서 소성변형 가공) 성형 공정에는 소재 전체 및 금형 전체를 가열하는 방식이 적용되고 있다. 이에따라, 성형 공정 중에 발생 되는 손실 비용 이크다. 더욱이 일반 냉간 소성가공 공정에 비해 가공 공정시간이 길다.However, in general warming (plastic deformation processing at a temperature range of 650 to 800 after the steel is heated to 1230 to 1300 for solution treatment), a method of heating the entire material and the entire mold is applied. Accordingly, the cost of losses incurred during the molding process is large. Moreover, the processing time is longer than that of the general cold plastic working process.
대한민국 특허출원 ‘출원번호10-2010-0050568 ’는 고장력강의 금속블랭크를 냉간 프레스 성형시,금속블랭크가 성형 부위 파단을 방지하는 국부가열에 관하여 기재되어 있다. 소재의 온간 성형을 위해 금형을 가열하는 방식을 적용할 경우 금형의 큰 면적에서의 열 방출 및 가열 효율이 좋지 않기 때문에 에너지 낭비가 크다.Korean patent application 'Application No. 10-2010-0050568' describes a localized heating in which the metal blank prevents fracture of the molding site during cold press forming of the high strength steel metal blank. When the mold is heated to warm the material, energy dissipation is large because heat dissipation and heating efficiency in a large area of the mold are not good.
또한, ‘일본특허 2001-105029 ’는 금형내부에 히터를 삽입하여 소재의 온도를 상승시켜 성형성을 향상시키는 공정이 기재되어 있다. 일본특허 2001-105029 는 히터가 금형내부에 있어, 기존 공정과 효율 면에서 큰 차이가 없다. In addition, Japanese Patent 2001-105029 describes a process of increasing the temperature of a material by inserting a heater into a mold to improve moldability. In Japanese Patent 2001-105029, since the heater is inside the mold, there is no big difference in efficiency with the existing process.
또, ‘미국특허 PCT WO99/012239 ’는 금형과 성형소재 사이에 위치한 외부 열원 레이저를 이용해 소성 변형이 일어나는 영역에 국부적인 가열을 하여 소재의 성형성을 향상시키는 굽힘 공정이 기재되어 있다. 하지만 펀치가 소성변형 영역을 하단부로 이동시킴에 따라 외부 열원역시 하단부로 같이 이동해야 했다.In addition, the US patent PCT WO99 / 012239 describes a bending process to improve the formability of the material by locally heating the plastic deformation region using an external heat source laser located between the mold and the molding material. However, as the punch moved the plastic deformation zone to the bottom, the external heat source also had to move to the bottom.
또한, 대한민국 특허출원 ‘출원번호 10-2010-0056126’ 은 펀치와 홀더 사이에 위치한 선형 근적외선 히터를 사용하여 굽힘 변형이 발생하는 영역을 국부적으로 가열하여 성형성을 향상시키는 공정이 기재되어 있다. 하지만 금형 및 펀치의 형상적인 제약에 따라 근적외선 광원의 설치상의 문제가 있다. 더욱이, 금형 내부에 몰딩하여 제작함으로써 다양한 금형에 적용되지 못했다.In addition, the Korean patent application 'Application No. 10-2010-0056126' describes a process for improving the formability by locally heating a region where bending deformation occurs using a linear near infrared heater located between the punch and the holder. However, there are problems in installing a near-infrared light source depending on the shape constraints of the mold and punch. Moreover, it was not applied to various molds by molding the mold inside.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 외부 열원을 사용하되 금형 및 펀치의 구조적 제약 없이 열원을 설치할 수 있고 선택적으로 소재를 국부가열 판재 성형을 할 수 있는 외부 열원 집광 및 전송을 위한 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was created in order to solve the conventional problems as described above, using an external heat source, but can be installed without any structural constraints of the mold and punch, heat source condensing can optionally form a local heating sheet material And a method and system for transmission.
또한, 복잡한 형상의 금형내에서 난성형 소재를 성형할 때 소재의 소성변형이 발생하는 부분적으로 국부가열을 통하여 소재의 성형성을 높여 난성형 소재의 성형 성을 향상시키고, 스프링백을 감소시켜 기존공정에 비해 공정시간이 짧아짐으로써 공정효율이 향상된 외부열원의 집광 및 전송 장치를 이용한 국부가열 판재 성형장치를 제공함을 목적으로 한다. In addition, when plastic molding of difficult shape material is formed in a complex mold, the plastic deformation of the material partly increases the formability of the material through local heating, thereby improving the formability of the refractory material and reducing the spring back. It is an object of the present invention to provide a local heating sheet forming apparatus using a condensing and transmitting device of an external heat source, which has a shorter process time than a process.
또, 금형 및 성형공정이 바뀌어도 외부열원을 별도로 설계, 제작 없이 변경이 가능한 외부열원의 집광 및 전송 장치를 이용함으로써, 다양한 외부열원의 집광 및 전송 장치를 이용한 국부가열 판재 성형장치를 제공함을 목적으로 한다.
In addition, by using a condenser and a transmission device of an external heat source that can be changed without designing and manufacturing an external heat source even if the mold and molding process is changed, the purpose is to provide a local heating plate forming apparatus using a condenser and a transmission device of various external heat sources. do.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른, 난성형성 소재를 절곡하기 위한 국부 가열판재의 성형성 향상을 위한 외부 열원 집광 및 전송 시스템은, 굽힘성형틀의 외부에 배치되고 상기 난성형성 소재를 절곡하기 위하여 온간영역 까지 근적외선을 방사하는 열원과 상기 열원에서 발생되는 근적외선 빛을 집광하여 빛을 반사하는 반사판과 상기 반사판에서 반사되는 근적외선 빛을 집광시켜 주는 집광장치와 상기 열원과 반사판과, 집광장치의 외부에 배치되어 단열을 통해 빛의 근적외선의 손실을 방지하는 하우징을 구비하는 외부열원 집광 구성장치 및 상기 외부열원집광 구성장치에 연결되어 있으며 굽힘성형틀의 금형형상에 의해 상기 난성형성 소재에 국부가열을 해 주는 빛을 전송시켜 주는 전송장치를 포함하고, 상기 전송장치는 다발로 연결되어 외부로부터 충격을 보호하면서 쉽게 변형이 가능하여 금형의 형태에 맞출 수 있고 벌크형태로 배치되어 불연속적으로 상기 난성형성 소재에 국부가열을 하는 것을 특징으로 한다.
상기 전송장치는 소재와 접하는 부분에서 광섬유를 통해 전달된 외부 열원이 방출될 때 이를 집중시켜 주는 집광시스템을 더 구비할 수 있다.
상기 집광시스템은 근적외선 빛을 집광시킬수 있는 곡선형 렌즈, 및 타원형 렌즈 및 반사판일 수 있다.
굽힘성형틀의 굽힘형상 특성에 따라 상기 난성형성 소재에 직선형태 및 곡선 형태의 국부가열이 가능할 수 있다.
상기 근적외선 빛을 분산시키는 전송분할장치가 더 구비할 수 있다.
상기 국부 가열판재의 성형성 향상을 위한 외부 열원 집광 및 전송 시스템은, 성형성을 높이기 위하여 상기 난성형성 소재로 냉각공기를 분사하는 국부냉각장치가 더 구비할 수 있다.
상기 국부 가열판재의 성형성 향상을 위한 외부 열원 집광 및 전송 시스템은, 상기 근적외선 빛을 분산시키는 전송분할장치가 더 구비할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 난성형성 소재를 절곡하기 위한 국부 가열판재의 성형성 향상을 위한 외부 열원 집광 및 전송 시스템은, 굽힘성형틀의 외부에 배치되고 상기 난성형성 소재를 절곡하기 위하여 온간영역 까지 근적외선을 방사하는 열원과 상기 열원에서 발생되는 근적외선 빛을 집광하여 빛을 반사하는 반사판과 상기 반사판에서 반사되는 근적외선 빛을 집광시켜 주는 집광장치와 상기 열원과 반사판과, 집광장치의 외부에 배치되어 단열을 통해 빛의 근적외선의 손실을 방지하는 하우징을 구비하는 외부열원 집광 구성장치; 상기 집광장치로부터 근적외선 빛을 전송받아 상기 소재의 표면에 방사가 가능하도록 상기 근적외선 빛을 전송하는 전송장치와 상기 근적외선 빛을 상기 소재의 표면에 방출할 수 있도록 상기 전송장치를 상기 소재의 표면으로 이동시키는 이송부재를 포함하고, 상기 전송장치는 다발로 연결되어 외부로부터 충격을 보호하면서 쉽게 변형이 가능하여 금형의 형태에 맞출 수 있고 벌크형태로 배치되어 불연속적으로 상기 난성형성 소재에 국부가열을 하는 것을 특징으로 한다.
상기 전송장치는 소재와 접하는 부분에서 광섬유를 통해 전달된 외부 열원이 방출될 때 이를 집중시켜 주는 집광시스템을 더 구비할 수 있다.
상기 집광시스템은 근적외선 빛을 집광시킬수 있는 곡선형 렌즈, 및 타원형 렌즈 및 반사판일 수 있다.
굽힘성형틀의 굽힘형상 특성에 따라 상기 난성형성 소재에 직선형태 및 곡선 형태의 국부가열이 가능할 수 있다.
상기 국부 가열판재의 성형성 향상을 위한 외부 열원 집광 및 전송 시스템은, 상기 근적외선 빛을 분산시키는 전송분할장치가 더 구비할 수 있다.
상기 국부 가열판재의 성형성 향상을 위한 외부 열원 집광 및 전송 시스템은, 성형성을 높이기 위하여 상기 난성형성 소재로 냉각공기를 분사하는 국부냉각장치가 더 구비할 수 있다.
상기 근적외선 빛을 분산시키는 전송분할장치가 더 구비할 수 있다.
In order to achieve the object as described above, according to the present invention, the external heat source condensing and transmission system for improving the formability of the local heating plate for bending the refractory forming material, is disposed outside the bending mold and In order to bend the molding material, a heat source radiating near infrared rays to a warm region, a reflector reflecting light by collecting near-infrared light generated from the heat source, and a condenser for condensing near-infrared light reflected by the reflector, and the heat source and reflector And an external heat source concentrating component device having a housing disposed outside the light concentrator and preventing a loss of near infrared rays of light through heat insulation, and connected to the external heat source concentrating component device and formed by a mold shape of a bending mold. And a transmission device for transmitting light for local heating to a moldable material. Is connected to the bundle to protect the impact from the outside can be easily deformed to fit the shape of the mold and is arranged in bulk form is characterized in that the localized heating to the refractory forming material discontinuously.
The transmission device may further include a condensing system for concentrating the external heat source transmitted through the optical fiber at the portion in contact with the material.
The light collecting system may be a curved lens capable of collecting near-infrared light, and an elliptical lens and a reflecting plate.
Depending on the bending shape characteristics of the bending mold, it may be possible to localize the linear shape and curved shape of the refractory material.
A transmission splitting apparatus for dispersing the near infrared light may be further provided.
The external heat source condensing and transmitting system for improving the formability of the local heating plate may further include a local cooling device for injecting cooling air into the refractory forming material in order to increase the formability.
The external heat source condensing and transmitting system for improving the formability of the local heating plate may further include a transmission splitting device for dispersing the near infrared light.
According to another aspect of the invention, the external heat source condensing and transmission system for improving the formability of the local heating plate for bending the refractory forming material, is arranged outside the bending mold and bending the refractory forming material In order to condense a near-infrared heat source to a warm region and near-infrared light generated from the heat source, a reflector reflecting light and a near-infrared light reflected from the reflector, the heat source and the reflector, and the outside of the condenser An external heat source concentrating component having a housing disposed in the housing to prevent loss of near infrared light through heat insulation; A transmission device for receiving near-infrared light from the light collecting device and transmitting the near-infrared light to enable radiation on the surface of the material, and moving the transmission device to the surface of the material to emit the near-infrared light to the surface of the material It includes a conveying member to be connected, the transfer device is connected to the bundle to protect the impact from the outside can be easily deformed to fit the shape of the mold and arranged in a bulk form discontinuously localized heat to the refractory material Characterized in that.
The transmission device may further include a condensing system for concentrating the external heat source transmitted through the optical fiber at the portion in contact with the material.
The light collecting system may be a curved lens capable of collecting near-infrared light, and an elliptical lens and a reflecting plate.
Depending on the bending shape characteristics of the bending mold, it may be possible to localize the linear shape and curved shape of the refractory material.
The external heat source condensing and transmitting system for improving the formability of the local heating plate may further include a transmission splitting device for dispersing the near infrared light.
The external heat source condensing and transmitting system for improving the formability of the local heating plate may further include a local cooling device for injecting cooling air into the refractory forming material in order to increase the formability.
A transmission splitting apparatus for dispersing the near infrared light may be further provided.
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본 발명에 따른 외부열원의 집광 및 전송 장치를 이용한 국부가열 판재 성형장치는, 외부 열원을 사용하되 금형 및 펀치의 구조적 제약 없이 열원을 설치할 수 있고 선택적으로 소재를 국부 가열하여 소재의 성형 성을 극대화 할 수 있는 외부열원의 집광 및 전송 장치를 제공하는 효과가 있다.Local heating plate forming apparatus using the condensing and transmitting device of the external heat source according to the present invention, using an external heat source can be installed a heat source without structural constraints of the mold and punch and selectively heating the material locally to maximize the formability of the material There is an effect of providing a light collecting and transmitting device of an external heat source.
또한, 복잡한 형상의 금형내에서 난성형 소재를 성형할 때 소재의 소성변형이 발생하는 부분 국부가열을 통하여 소재의 성형 성을 높여 난성형 소재의 성형성 효율 향상시키고 기존공정에 비해 공정시간이 짧아짐으로써 효율이 향상된 외부열원의 집광 및 전송 장치를 이용한 국부가열 판재 성형장치를 제공하는 효과가 있다. In addition, when forming a refractory material in a complex mold, the partial local heating where plastic deformation of the material occurs increases the formability of the material, thereby improving the formability efficiency of the refractory material and shortening the process time compared to the existing process. As a result, there is an effect of providing a local heating sheet forming apparatus using a light collecting and transmitting device of an external heat source having improved efficiency.
또, 금형 및 성형공정이 바뀌어도 외부열원을 별도로 설계, 제작 없이 변경이 가능한 외부열원의 집광 및 전송 장치를 이용한 국부가열 판재 성형장치를 제공하는 효과가 있다. In addition, even if the mold and the molding process is changed, there is an effect of providing a local heating plate forming apparatus using a condensing and transmitting device of the external heat source that can be changed without designing and manufacturing the external heat source separately.
또한, 소재의 온도를 측정하여 원하는 온도로 제어를 함으로써 정밀한 성형형상과 불필요한 에너지 낭비를 차단하는 선택적으로 소재를 국부 가열하여 소재의 성형성을 극대화할 수 있는 외부열원의 집광 및 전송 장치를 제공하는 효과가 있다.In addition, by measuring the temperature of the material to control to the desired temperature to provide a condensation and transmission device of an external heat source that can maximize the formability of the material by locally heating the material selectively blocking the precise molding shape and unnecessary waste of energy It works.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 난 성형소재 국부 온간 성형을 위한 집광 및 전송 방법 및 그 시스템의 정면도.
도 2는 도 1의 a부분에 대한 확대도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예인 전송장치의 부분 단면도.
도 4는 도 1의 b부분에 대한 확대도.
도 5는 도 1의 c부분에 대한 확대도.
도 6는 본 발명에 따른 변형 제 1실시예인 난 성형소재 국부 온간 성형을 위한 집광 및 전송 방법 및 그 시스템의 예시도.
도 7은 도 6의 A-A 부분 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 변형 제 2실시예인 난 성형소재 국부 온간 성형을 위한 집광 및 전송 방법 및 그 시스템의 예시도.
도 9는 본 발명에 따른 변형 제 3실시예인 난 성형소재 국부 온간 성형을 위한 집광 및 전송 방법 및 그 시스템의 예시도.
도 10은 본 발명에 따른 다른 변형 제 1변형 실시예인 난 성형소재 국부 온간 성형을 위한 집광 및 전송 방법 및 그 시스템의 예시도.
도 11은 본 발명에 따른 다른 변형 제 2실시예인 난 성형소재 국부 온간 성형을 위한 집광 및 전송 방법 및 그 시스템의 예시도.
도 12는 도 11의 c부분 확대도.1 is a front view of a condensing and transmitting method and a system for local warming of an oval molded material according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a portion of FIG. 1. FIG.
3 is a partial cross-sectional view of a transmission apparatus which is a preferred embodiment of the present invention.
4 is an enlarged view of a portion b of FIG. 1;
5 is an enlarged view of a portion c of FIG. 1;
Figure 6 is an illustration of a condensing and transmitting method and a system for local warming of an oval molded material which is a modified first embodiment according to the present invention.
7 is a partial cross-sectional view taken along line AA of FIG. 6.
8 is an illustration of a condensing and transmitting method and a system for local warm forming of an oval molded material according to a second embodiment of the present invention.
9 is an illustration of a condensing and transmitting method and a system for local warming of an oval molded material according to a third embodiment of the present invention.
Figure 10 is an illustration of a condensing and transmitting method and system for an oocyte-forming material local warm forming according to another modified first embodiment according to the present invention.
11 is an exemplary view illustrating a condensing and transmitting method and a system for local warming of an oval molding material according to another modified embodiment according to the present invention.
12 is an enlarged view of a portion c of FIG. 11;
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 따른 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 상세한 설명은 생략한다. 들어가기에 앞서, 본 발명을 설명하는데 있어서, 그 실시 예가 상이하더라도 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하고, 필요에 따라 그 설명을 생략할 수 있다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed descriptions according to related known functions or configurations will be omitted when it is determined that the detailed description may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. Prior to the entry, in describing the present invention, even if the embodiments are different, the same reference numerals are used for the same configuration, and the description thereof may be omitted as necessary.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 난 성형소재 국부 온간 성형을 위한 집광 및 전송 방법 및 그 시스템의 정면도이다. 1 is a front view of a light collecting and transmitting method and a system for local warming of an oval molded material according to an exemplary embodiment of the present invention.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 국부가열 판재 성형장치(1)는 난성형성 소재(20)의 일부분을 목적형상으로 성형하기 위한 굽힘성형틀(10)과 소재(20)를 성형하기 위하여 온간 영역까지 출력조절이 가능한 외부열원 집광구성장치(30)와 빛을 전송시켜 주는 전송장치(40)를 포함한다.
Referring to the drawings, the local heating sheet forming apparatus 1 according to the present invention is to form a bending
굽힘성형틀(10)은 소재(20)를 다이(12)위에 놓은 뒤 홀더(14)로 압착하여 고정한다. 굽힘성형틀(10)은 고정된 소재(20)에 펀치(16)를 이용하여 하부방향으로 이동시킨다. 굽힘성형틀(10)은 펀치(16)가 하부방향으로 이동하면서 소재(20)와 접촉하게 된다. 굽힘성형틀(10)은 펀치(16)의 하중에 의해 결국 소재(20)에 굽힘이 발생한다. 굽힘성형틀(10)은 소재(20)에서 실제 굽힘 소성변형이 일어나는 영역은 다이(12)의 단부와 접촉하는 영역에서 발생한다. 즉 라운드를 갖는 영역인 성형영역에서 굽힘변형이 발생한다.
The bending
도 2는 도 1의 a부분에 대한 확대도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 외부열원 집광장치(30)는 열원(34)에서 방사된 근적외선 빛은 반사판(36)을 통하여 집광 한다. 외부열원 집광장치(30)는 단열을 통해 에너지의 손실을 방지함과 동시에 하우징(32)이 열원(34) 및 반사판(36)을 외부의 충격으로부터 보호한다.
FIG. 2 is an enlarged view of a portion of FIG. 1. Referring to the drawings, the external heat source
열원(34)은 근적외선 램프를 사용하여 근적외선 빛을 발생한다. 열원(34)은 파장 700~1300nm 의 전자기파로 적색 가시광선의 바깥쪽에서 발생한다. 열원(34)은 90% 이상이 복사열이기 때문에 고효율(효율 85% ~ 90%)이라 할 수 있다. 열원(34)은 근적외선이라 공기를 태우지 않기 때문에 무독, 무연, 무취, 무 소음으로 실내에서 사용이 가능하다. 열원(34)은 최대 출력까지 0.1초 정도밖에 소요되지 않기 때문에 사용이 매우 편리하다. 또한, 신속한 성형작업을 진행할 수 있다.
The
반사판(36)은 형상에 따라 근적외선을 집광하는 특성이 크게 달라진다. 포물형 반사판의 경우는 초점에 위치한 광원의 모든 근적외선 빛을 평행화 시켜준다. 반면, 타원형 반사판의 경우는 한 초점에 위치한 광원의 모든 근적외선 빛을 다른 광원에 집광시켜 준다. 그 외에도 여러 형상의 반사판이 존재하여 각각의 특성이 다르게 활용된다. 따라서 목적에 따라 반사판(36) 형상을 변형하여 이용이 가능하다. The
본원 발명의 바람직한 실시예에서는 포물형 반사판의 경우를 도시하여 설명한다. 반사판(36)은 포물형 반사판으로 초점내에 위치한 광원의 모든 빛을 평행화(collimation) 시켜준다. 그 후 볼록 렌즈 등의 빛을 집광장치(38)를 이용하여 빛을 한곳에 집광하여 전송장치(40)로 이송한다. 하지만 경우에 따라서는 타원형 반사판을 이용하지 않고 반사판(36)만으로 전송장치(40)에 빛을 이송시킬 수 있다. 또한, 전선(31)을 통하여 출력조절기(33)와 연결되어 있어 열원(34)의 출력을 조절하여 근적외선 빛의 온도를 조절 할 수 있다. 이와 같은 집광 방법은 근적외선 빛이 방출되는 부분에서도 동일하게 적용될 수 있다.
In the preferred embodiment of the present invention, a case of a parabolic reflector is illustrated. The
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예인 전송장치의 부분 단면도, 도 4는 도 1의 b부분에 대한 확대도이다.3 is a partial cross-sectional view of a transmission apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an enlarged view of a portion b of FIG.
도면을 참조하여 설명하면, 전송장치(40)는 위치 및 형상을 변형하여 소재(20)에 원하는 국부 영역에 가열이 가능하다. 전송장치(40)는 광섬유 등을 이용하여 제작이 가능하다. 광섬유는 코어(42)와 클래딩(44)으로 이루어져 있으며 이 둘의 반사율의 차 때문에 빛의 전반사 현상을 야기하여 빛 손실을 최소화 할 수 있다. 전송장치(40)는 광섬유를 모아서 선형으로 배열한 뒤 일라스토머 등의 재료로 몰딩하여 선형 광섬유 다발(46)로 제작이 가능하다. 일라스토머 및 선형이 가능한 재료의 경우 원하는 형상으로 굽힘이 가능하기 때문에 복잡한 금형의 형상에 맞추어 광섬유 다발(46) 형상으로 변형이 가능하다.
Referring to the drawings, the
전송장치(40)는 집광된 근적외선 빛을 전송할 수 있다. 전송장치는(40)는 전송된 빛은 굽힘성형틀(10) 내의 배관(18)을 통하여 펀치(16)에 삽입될 수 있다. 전송장치(40)는 금형의 형상에 따라 모양을 변형시켜 배열한다. 전송장치(40)를 통해 전송된 빛은 소재(20)의 원하는 국부가열영역(22)에 조사된다. 전송장치(40)는 소재(20)의 일부를 국부가열 하여 소재(20)의 성형성을 향상시킨다. 전송장치(40)의 끝에서 방출되어 소재(20)로 조사되는 빛은 퍼지게 되는데 이 각도는 집광시 집광되는 각도와 일치한 각도를 유지한다. 전송장치(40)는 근적외선의 파장인 0.7~1.5m의 빛이 전반사 되어 큰 손실 없이 이송 가능하다.The
전송장치(40)는 빛을 전송할 때는 전송분할장치(48)등을 사용하여 근적외선 빛을 필요에 따라 분산시킨다. 전송분할장치(48)는 원하는 곳에 빛을 조절하여 전송한다. 전송분할장치(48)는 굽힘성형틀(10)에 고정기구(45)를 통하여 고정할 수 있다. 고정기구(45)는 전송장치(40)가 공정 중에 흔들리지 않도록 고정한다. The
전송장치(40)는 소재(20)의 온도가 성형성에 큰 영향을 미치므로 소재(20)의 가열온도를 조절할 필요가 있다. 따라서, 전송장치(40)는 국부가열영역(26) 부근에 위치된 온도센서(41)를 통하여 측정된 온도를 바탕으로 출력조절장치(33)로 열원(34)의 출력을 조절하여 국부가열 온도를 조절하는 것이 가능하다. 이때, 온도측정 방식은 비접촉식 방법이나 접촉식 방법 모두 사용 가능하다. 전송장치는(40)를 통해 소재(12)의 특성에 따라 성형 가능한 목적온도로 근적외선 빛을 이송하여 가열한다. 소재(12)는 마그네슘 합금 소재의 경우 250도, 타이타늄 합금의 경우 400도, 고강도강의 경우 600도 이상으로 가열하는 경우 소재의 유동응력이 크게 감소하여 성형성이 향상되며, 되풀림(스프링백)이 감소한다. 국부가열로 소재(20)의 온도를 상승시킬 때 소재(20)와 다이(12) 혹은 펀치(16) 사이의 전도로 인한 열전달을 최소화하는 것이 중요하다. 이때, 단열은 소재(20)와 금형(12) 혹은 펀치(16) 사이에 얇은 단열 테이프로 단열시키는 것이 가능하며 혹은 펀치(16)와 전도도가 낮은 소재(20)를 이용하여 제작하여 열전도율을 최소화할 수 있다.The
도 5는 도 1의 c부분에 대한 확대도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 전송장치(40)는 소재로 방출되는 근적외선 빛을 집중하기 위하여 집광시스템(47)이 배치된다. 집광시스템(47)은 코어(42)를 통하여 근적외선 빛이 이송되어 오면 소재(20)로 근적외선 빛을 조사하여 국부가열영역(22)의 온도를 상승시킨다. 집광시스템(47)은 타원형 집광판을 사용하여 근적외선 빛을 조사한다. 이는 외부열원 집광장치(30)에서 발생된 근적외선 빛이 코어(42)로 전송 중 산란되는 손실을 막기 위하여 타원형 형상의 집광판을 사용하는 것이 바람직하다. 집광시스템(47)은 소재(20)에 근적외선 빛을 분포형상으로 조사하기 위한 시준기를 사용할 수 있다. 또한, 근적외선 빛을 집중시켜주는 집광렌즈를 추가로 사용 가능하다.5 is an enlarged view of a portion c of FIG. 1. Referring to the drawings, the transmitting
전송장치(40)는 성형 형상의 경우 굽힘 변형에 의한 소성 변형이 가장 주로 발생하기 때문에 다이(12)와 접촉한 부분을 국부 가열하여 소재의 성형 성을 크게 향상시킬 수 있다. 전송장치는(40)는 다양한 분향의 성형 공정에서도 사용이 가능하다. 또한, 난해하거나 단조로운 소성 변형이 발생하는 곳에 열을 집중하여 가열, 국소가열영역(22)의 온도를 성형성이 극대화되는 온도를 유지하여 성형성을 극대화 시킬수 있다.
In the case of the molded shape, since the plastic deformation due to the bending deformation is most often generated, the
도 6는 본 발명에 따른 변형 제 1실시예인 따른 외부열원의 집광 및 전송 장치를 이용한 국부가열 판재 성형장치의 예시도, 도 7은 도 6의 A-A 부분 단면도이다.6 is an exemplary view of a local heating plate forming apparatus using a condensing and transmitting device of an external heat source according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a partial cross-sectional view taken along line A-A of FIG.
도면을 참조하여 설명하면, 본발명의 일실시예에 따른 국부가열 판재 성형장치와 동일 구성은 생략한다.Referring to the drawings, the same configuration as the local heating sheet forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be omitted.
전송장치(40)는 다수개가 묶음으로 연결되어 다발(46)형태로 연결된다. 전송장치(40)는 벌크형태로 배치되는 다발(46)을 사용하여 급변형상(24)을 성형한다. 전송장치(40)는 선형 광섬유 다발(46)로 급변하는 선형 형상(곡선 형상 및 경사각이 큰 형상)을 따라 광섬유를 배열하기 힘든 경우 벌크형태로 배치된 광섬유를 이용하여 불연속적으로 국부가열로 성형이 가능하다. 형상이 급변하는 곳에 다발(46)을 벌크형태로 배치하여 국부적으로 더 강한 빛에너지를 전송하여 성형 성을 향상시킨다.
The
도 8은 본 발명에 따른 변형 제 2실시예인 따른 외부열원의 집광 및 전송 장치를 이용한 국부가열 판재 성형장치의 예시도이다.Figure 8 is an illustration of a local heating sheet forming apparatus using a condensing and transmitting device of the external heat source according to a second embodiment of the present invention.
도면을 참조하여 설명하면, 본발명의 일실시예에 따른 국부가열판재 성형장치와 동일 구성은 생략한다. 국부가열영역(26) 의 주변을 냉각시키는 국부냉각장치를 더 포함한다. Referring to the drawings, the same configuration as the local heating plate forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be omitted. It further comprises a local cooling device for cooling the periphery of the localized heating zone 26.
국부냉각장치(50)를 이용하여 국부가열영역(26)의 주변 온도를 조절하여 소재(20)의 온도분포를 조절한다. 국부냉각장치(50)는 공기냉각장치(52)안으로 상온의 공기가 들어가 공기가 냉각되어 공기 파이프(54)를 통하여 국부가열영역(26) 주위의 원하는 곳에 냉각공기를 분사할 수 있다. 국부냉각장치(50)는 소재(20)로 분사된 냉각공기는 국부가열영역(26)의 주위 온도범위를 조절하여 소재의 국부가열효율을 증가 시킬 수 있다. 이때, 국부가열영역(26)의 온도는 고온이고, 냉각공기에 의해 국부가열주위는 냉각되어 온도분포차이가 커지게 된다. 그럼 유동응력의 차이로 인해 국부가열영역(26)에 변형이 집중되어 성형효과를 극대화할 수 있다. The temperature distribution of the
국부냉각장치(50)는 냉각공기의 온도를 조절하는 온도조절기(56)가 배치된다. 국부냉각장치(50)는 유입되는 공기의 유량을 유량밸브(58)로 조절하여 국부가열영역(26)의 공기 유량을 조절한다. 이때 유량밸브(58)는 전자식, 기계식 모두 가능하다. 국부냉각장치(50)는 흔들림을 고정하기 위하여 고정기구(45)를 사용하여 고정할 수 있다.
The
도 9는 본 발명에 따른 변형 제 3실시예인 따른 외부열원의 집광 및 전송 장치를 이용한 국부가열 판재 성형장치의 예시도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일실시예에 따른 국부가열판재 성형장치와 동일 구성은 생략한다.
Figure 9 is an illustration of a local heating sheet forming apparatus using a condensing and transmitting device of the external heat source according to a third embodiment of the present invention. Referring to the drawings, the same configuration as the local heating plate forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be omitted.
외부열원 집광장치(30)로 충분한 가열이 어려운 경우 추가외부열원 집광장치(60)을 사용한 외부열원의 집광 및 전송 장치이다. 마그네슘판재 같은 경우는 열전도도가 높아 국부가열시 외부로 손실되는 열이 많기 때문에 상황에 따라 추가열원이 필요한 경우가 있을 수 있다. 그때에 다이(12)등에 배관(18)등을 추가로 제작하여 추가외부열원 집광장치(60)을 이용하여 온도의 추가적 상승을 통한 판재성형이 가능하다. 또한, 추가외부열원 집광장치(60)의 경우 굽힘성형틀(10)에 위치하지않고 다이(12)에만 위치하여 소재(12)의 국부 영역을 원하는 영역까지 가열 가능하다. In the case where it is difficult to sufficiently heat the external heat
추가외부열원 집광장치(60)는 이용할 때는 반드시 근적외선 열원만을 사용할 필요 없이 다른 종류의 열원과 복합하여 사용이 가능하다. 사용 가능한 외부열원은 적외선 외에도 열풍, 레이저, 전기저항, 유도가열, 마찰, 극초단파, 가스 등 소재의 국부가열에 사용될 수 있는 열원이 많이 존재하며 상황에 맞추어 근적외선 열원과의 복합적으로 서로 보완하여 사용이 가능하다.
When the additional external heat
도 10은 본 발명에 따른 다른 변형 제 1변형 실시예인 난 성형소재 국부 온간 성형을 위한 집광 및 전송 방법 및 그 시스템의 예시도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일실시예에 따른 국부가열판재 성형장치와 동일 구성인 외부열원 집광장치는 생략한다.
10 is a view illustrating a condensing and transmitting method and a system for local warming of an egg-molded material according to another modified first embodiment of the present invention. Referring to the drawings, the external heat source light collecting device having the same configuration as that of the local heating plate forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be omitted.
굽힘성형틀(10)은 소재(20)를 다이(12)위에 놓은 뒤 홀더(14)로 압착하여 고정한다. 굽힘성형틀(10)은 고정된 소재(20)에 펀치(16)를 이용하여 하부방향으로 이동시킨다. 굽힘성형틀(10)은 펀치(16)가 하부방향으로 이동하면서 소재(20)와 접촉하게 된다. 굽힘성형틀(10)은 펀치(16)의 하중에 의해 결국 소재(20)에 굽힘이 발생한다. 굽힘성형틀(10)은 소재(20)에서 실제 굽힘 소성변형이 일어나는 영역은 다이(12)의 단부와 접촉하는 영역에서 발생한다. 즉 라운드를 갖는 영역인 성형영역에서 굽힘변형이 발생한다.
The bending
전송장치(40)는 위치 및 형상을 변형하여 소재(20)에 원하는 국부 영역에 가열이 가능하다. 전송장치(40)는 광섬유 등을 이용하여 제작이 가능하다. 광섬유는 코어(42)와 클래딩(44)으로 이루어져 있으며 이 둘의 반사율의 차 때문에 빛의 전반사 현상을 야기하여 빛 손실을 최소화 할 수 있다. 전송장치(40)는 광섬유를 모아서 선형으로 배열한 뒤 일라스토머 등의 재료로 몰딩하여 선형 광섬유 다발(46)로 제작이 가능하다. 일라스토머 및 선형이 가능한 재료의 경우 원하는 형상으로 굽힘이 가능하기 때문에 복잡한 금형의 형상에 맞추어 광섬유 다발(46) 형상으로 변형이 가능하다.
The
전송장치(40)는 집광된 근적외선 빛을 전송할 수 있다. 전송장치는(40)는 이송부재(48)의 내부로 삽입된다. 전송장치(40)는 이송부재(48)를 통하여 성형 전 소재의 상단에 배치된다. 이송부재(48)는 이송이 가능하다. 이는, 성형을 하기 위하여 소재를 가열 후 성형이 가능한 온도가 되면 이송부재(48)는 굽힘 성형틀(10)의 외부로 빠진다. 이때, 전송장치(40)는 이송부재(48)와 같이 굽힘 성형틀(10)의 외부로 이동한다. 이송부재(48)는 평판을 사용한다. 이는, 이송부재(48)의 형상을 한정하기 위함은 아니며 경우에 따라서는 결합 또는 분리가 가능한 형태로 가능하다. The
전송장치(40)는 이송부재(48)의 이동으로 인해 다이(12), 펀치(16) 및 소재(20)의 어떠한 위치에도 국부 가열이 가능하다. 이는 소재(20) 표면을 국부 가열하며 이동이 가능함으로써, 금형의 수정에 따른 굽힘 성형틀(10)에 대한 추가 가공공정을 하지 않으면서 다양한 형상의 성형 공정에 적용이 가능하다. 전송장치(40)는 이송부재(48)내에서 금형의 형상에 따라 모양을 변형시켜 배열한다. 전송장치(40)를 통해 전송된 빛은 소재(20)의 원하는 국부가열영역(22)에 조사된다. 전송장치(40)는 소재(20)의 일부를 국부가열 하여 소재(20)의 성형성을 최대한 증대시킨다. 전송장치(40)의 끝에서 방출되어 소재(20)로 조사되는 빛은 퍼지게 되는데 이 각도는 집광시 집광되는 각도와 일치한 각도를 유지한다. 전송장치(40)는 근적외선의 파장인 0.7~1.5m의 빛이 전반사 되어 큰 손실 없이 이송 가능하다.The
전송장치(40)는 빛을 전송할 때는 전송분할장치(48)등을 사용하여 근적외선 빛을 필요에 따라 분산시킨다. 전송분할장치(48)는 원하는 곳에 빛을 조절하여 전송한다. 전송분할장치(48)는 이송부재(48)에 고정기구(45)를 통하여 고정할 수 있다. 고정기구(45)는 전송장치(40)가 공정 중에 흔들리지 않도록 고정한다. The
전송장치(40)는 소재(20)의 온도가 성형성에 큰 영향을 미치므로 소재(20)의 가열온도를 조절할 필요가 있다. 따라서, 전송장치(40)는 국부가열영역(26) 부근에 위치된 온도센서(41)를 통하여 측정된 온도를 바탕으로 출력조절장치(33)로 열원(34)의 출력을 조절하여 국부가열 온도를 조절하는 것이 가능하다. 이때, 온도측정 방식은 비접촉식 방법이나 접촉식 방법 모두 사용 가능하다. 전송장치는(40)를 통해 소재(12)의 특성에 따라 성형 가능한 온도로 근적외선 빛을 이송하여 가열한다. 소재(12)는 마그네슘 합금 소재의 경우 250도, 타이타늄 합금의 경우 400도, 고강도강의 경우 600도 이상으로 가열하는 경우 소재의 유동응력이 크게 감소하여 성형성이 향상되며, 되풀림(스프링백)이 감소한다. 국부가열로 소재(20)의 온도를 상승시킬 때 소재(20)와 다이(12) 혹은 펀치(16) 사이의 전도로 인한 열전달을 최소화하는 것이 중요하다. 이때, 단열은 소재(20)와 금형(12) 혹은 펀치(16) 사이에 얇은 단열 테이프로 단열시키는 것이 가능하며 혹은 펀치(16)와 전도도가 낮은 소재(20)를 이용하여 제작하여 열전도율을 최소화할 수 있다.The
전송장치(40)는 소재로 방출되는 근적외선 빛을 집중하기 위하여 집광시스템(47)이 배치된다. 집광시스템(47)은 코어(42)를 통하여 근적외선 빛이 이송되어 오면 소재(20)로 근적외선 빛을 조사하여 국부가열영역(22)의 온도를 상승시킨다. 집광시스템(47)은 타원형 집광판을 사용하여 근적외선 빛을 조사한다. 이는 외부열원 집광장치(30)에서 발생된 근적외선 빛이 코어(42)로 전송 중 산란되는 손실을 막기 위하여 타원형 형상의 집광판을 사용하는 것이 바람직하다. 집광시스템(47)은 소재(20)에 근적외선 빛을 분포형상으로 조사하기 위한 시준기를 사용할 수 있다. 또한, 근적외선 빛을 집중시켜주는 집광렌즈를 추가로 사용 가능하다.In the
전송장치(40)는 성형 형상의 경우 굽힘 변형에 의한 소성 변형이 가장 주로 발생하기 때문에 다이(12)와 접촉한 부분을 국부 가열하여 소재의 성형성을 크게 향상시킬 수 있다. 전송장치는(40)는 다양한 분향의 성형 공정에서도 사용이 가능하다. 또한, 난해하거나 단조로운 소성 변형이 발생하는 곳에 열을 집중하여 가열, 국소가열영역(22)의 온도를 성형성이 극대화되는 온도를 유지하여 성형성을 극대화 시킬수 있다.
In the case of the molded shape, since the plastic deformation due to the bending deformation is most often generated, the
도 11은 본 발명에 따른 다른 변형 제 2실시예인 난 성형소재 국부 온간 성형을 위한 집광 및 전송 방법 및 그 시스템의 예시도, 도 12는 도 11의 c부분 확대도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 다른 변형 제 2실시예인 국부가열 판재 성형장치(1)는 난성형성 소재(20)의 일부분을 목적형상으로 성형하기 위한 굽힘성형틀(10)과 소재를 성형하기 위하여 온간 영역까지 출력조절이 가능한 외부열원 집광구성장치(30)와 상기 외부열원 집광구성장치(30)를 이동하는 이송부재(48)를 포함한다.FIG. 11 is a view showing a condensing and transmitting method and a system for local warming of an oval molding material according to another modified embodiment according to the present invention. FIG. 12 is an enlarged view of portion c of FIG. Referring to the drawings, according to another embodiment of the present invention, the locally heated sheet forming apparatus 1 according to another embodiment of the present invention is a bending
굽힘성형틀(10)은 소재(20)를 다이(12)위에 놓은 뒤 홀더(14)로 압착하여 고정한다. 굽힘성형틀(10)은 고정된 소재(20)에 펀치(16)를 이용하여 하부방향으로 이동시킨다. 굽힘성형틀(10)은 펀치(16)가 하부방향으로 이동하면서 소재(20)와 접촉하게 된다. 굽힘성형틀(10)은 펀치(16)의 하중에 의해 결국 소재(20)에 굽힘이 발생한다. 굽힘성형틀(10)은 소재(20)에서 실제 굽힘 소성변형이 일어나는 영역은 다이(12)의 단부와 접촉하는 영역에서 발생한다. 즉 라운드를 갖는 영역인 성형영역에서 굽힘변형이 발생한다.
The bending
외부열원 집광장치(30)는 이송부재(48)에 결합된다. 외부열원 집광장치(30)는 소재(20)에 근적외선 빛을 가열하여 성형 가능한 온도로 조사한다. 외부열원 집광장치(30)는 열원(34)에서 방사된 근적외선 빛은 반사판(36)을 통하여 집광한다. 외부열원 집광장치(30)는 단열을 통해 에너지의 손실을 방지함과 동시에 하우징(32)이 열원(34) 및 반사판(36)을 외부의 충격으로부터 보호한다.
The external heat
열원(34)은 근적외선 램프를 사용하여 근적외선 빛을 발생한다. 열원(34)은 파장 700~1300nm 의 전자기파로 적색 가시광선의 바깥쪽에서 발생한다. 열원(34)은 90% 이상이 복사열이기 때문에 고효율(효율 85% ~ 90%)이라 할 수 있다. 열원(34)은 근적외선이라 공기를 태우지 않기 때문에 무독, 무연, 무취, 무 소음으로 실내에서 사용이 가능하다. 열원(34)은 최대 출력까지 0.1초 정도밖에 소요되지 않기 때문에 사용이 매우 편리하다. 또한, 신속한 성형작업을 진행할 수 있다.
The
반사판(36)은 형상에 따라 근적외선을 집광 하는 특성이 크게 달라진다. 포물형 반사판의 경우는 초점에 위치한 광원의 모든 근적외선 빛을 평행화 시켜준다. 반면, 타원형 반사판의 경우는 한 초점에 위치한 광원의 모든 근적외선 빛을 다른 광원에 집광시켜 준다. 그 외에도 여러 형상의 반사판이 존재하여 각각의 특성이 다르게 활용된다. 따라서 목적에 따라 반사판(36) 형상을 변형하여 이용이 가능하다. The
본 발명에 따른 다른 변형 제 2실시예에서는 포물형 반사판의 경우를 도시하여 설명한다. 반사판(36)은 포물형 반사판으로 초점내에 위치한 광원의 모든 빛을 평행화(collimation) 시켜준다. 그 후 볼록 렌즈등의 빛을 집광장치(38)를 이용하여 빛을 한곳에 집광하여 소재(20)에 근적외선 빛을 조사한다. 하지만 경우에 따라서는 타원형 반사판을 이용하지 않고 반사판(36)만으로 소재(20)에 직접 근적외선 빛을 조사할 수 있다. 또한, 전선(31)을 통하여 출력조절기(33)와 연결되어 있어 열원(34)의 출력을 조절하여 근적외선 빛의 온도를 조절할 수 있다.
In another modified second embodiment according to the present invention, a case of a parabolic reflector is illustrated. The
이송부재(48)는 외부열원 집광구성장치(30)가 삽입되어 배치되고 이동이 가능하다. 이송부재(48)는 외부동력(미도시)을 사용하여 이송이 가능하다. 이송부재(48) 내부에는 외부열원 집광구성장치(30)가 배치된다. The
이송부재(48)는 외부열원 집광구성장치(30)로부터 방출된 근적외선 빛이 소재(20)를 가열 후 성형이 가능한 온도가 되면 이송부재(48)는 굽힘 성형틀(10)의 외부로 빠진다. 이때, 외부열원 집광구성장치(30)는 이송부재(48)와 같이 굽힘 성형틀(10)의 외부로 이동한다. 이송부재(48)는 평판을 사용한다. 이는 이송부재(48)의 형상을 한정하기 위함은 아니며 경우에 따라서는 결합 또는 분리가 가능한 형태로도 변형이 가능하다. 이와, 같이 외부열원 집광구성장치(30)로부터 근적외선 빛이소재(20)로 조사하면 근적외선 빛의 집광 효율을 최대화할 수 있고 다양한 형상의 성형 공정에 적용이 가능하다.
The
이하 본 발명의 실시예에 의한 작용을 첨부도면과 연계하여 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the operation of the embodiment of the present invention will be described in connection with the accompanying drawings.
굽힘성형틀(10)의 금형 형상에 따라 전송장치를 배열 또는 삽입한다. 굽힘성형틀(10)에 소재를 홀더를 이용하여 위치시킨다. 외부열원 집광장치(30)에서 발생되는 근적외선 빛은 전송장치(40)를 통하여 소재(20)를 가열 시킨다. 가열된 소재(20)의 국부가열영역의 온도를 측정하여 최적 성형 온도 이상으로 소재의 온도가 가열된 경우 펀치(16)가 하강을 시작함으로써 소재(20)가 성형된다.
The transfer apparatus is arranged or inserted according to the mold shape of the bending
이상과 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. It is therefore to be understood that the embodiments described above are illustrative and not restrictive in every respect and that the scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the foregoing description, And all changes or modifications derived from equivalents thereof should be construed as being included within the scope of the present invention.
1: 국부가열 판재 성형장치
10: 굽힘성형틀
12: 다이 14: 홀더 16: 펀치
20: 소재
30: 외부열원 집광구성장치
32: 하우징 34:열원 36: 반사판
40: 전송장치
42: 코어 44: 클래딩 46: 다발1: Local heating sheet forming device
10: bending mold
12: Die 14: Holder 16: Punch
20: material
30: external heat collecting concentrator
32
40: transmission
42: core 44: cladding 46: bundle
Claims (21)
굽힘성형틀의 외부에 배치되고 상기 난성형성 소재를 절곡하기 위하여 온간영역 까지 근적외선을 방사하는 열원과 상기 열원에서 발생되는 근적외선 빛을 집광하여 빛을 반사하는 반사판과 상기 반사판에서 반사되는 근적외선 빛을 집광시켜 주는 집광장치와 상기 열원과 반사판과, 집광장치의 외부에 배치되어 단열을 통해 빛의 근적외선의 손실을 방지하는 하우징을 구비하는 외부열원 집광 구성장치 및
상기 외부열원집광 구성장치에 연결되어 있으며 굽힘성형틀의 금형형상에 의해 상기 난성형성 소재에 국부가열을 해 주는 빛을 전송시켜 주는 전송장치를 포함하고,
상기 전송장치는
다발로 연결되어 외부로부터 충격을 보호하면서 쉽게 변형이 가능하여 금형의 형태에 맞출 수 있고 벌크형태로 배치되어 불연속적으로 상기 난성형성 소재에 국부가열을 하는 것을 특징으로 하는
국부 가열판재의 성형성 향상을 위한 외부 열원 집광 및 전송 시스템.
An external heat source condensing and transmission system for improving the formability of a local heating plate for bending a refractory forming material,
A reflector plate disposed outside the bending mold and condensing near-infrared rays to the warm region and condensing near-infrared light generated from the heat source to reflect the light, and near-infrared light reflected from the reflector An external heat source condensing device comprising a condenser for condensing, the heat source and the reflecting plate, and a housing disposed outside the condenser to prevent loss of near infrared rays of light through heat insulation.
And a transmission device connected to the external heat source condensing constituent device and transmitting localized heat to the refractory material by the mold shape of the bending mold.
The transmission device
It is connected to the bundle and can be easily deformed while protecting the impact from the outside, can be adapted to the shape of the mold, and arranged in a bulk form to discontinuously heat localized to the refractory forming material
External heat source condensing and transmission system to improve the formability of local heating plate.
상기 전송장치는
소재와 접하는 부분에서 광섬유를 통해 전달된 외부 열원이 방출될 때 이를 집중시켜 주는 집광시스템을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 국부 가열판재의 성형성 향상을 위한 외부 열원 집광 및 전송 시스템.
The method according to claim 1,
The transmission device
An external heat source condensing and transmission system for improving the formability of a local heating plate, characterized in that it further comprises a condensing system for concentrating when the external heat source transmitted through the optical fiber is emitted from the portion in contact with the material.
상기 집광시스템은 근적외선 빛을 집광시킬수 있는 곡선형 렌즈, 및 타원형 렌즈 및 반사판인 것을 특징으로 하는 국부 가열판재의 성형성 향상을 위한 외부 열원 집광 및 전송 시스템.
The method according to claim 3,
The condensing system is a curved lens capable of condensing near-infrared light, and an external heat source condensing and transmitting system for improving the formability of a local heating plate, characterized in that the elliptical lens and the reflecting plate.
굽힘성형틀의 굽힘형상 특성에 따라 상기 난성형성 소재에 직선형태 및 곡선 형태의 국부가열이 가능한 것을 특징으로 하는 국부 가열판재의 성형성 향상을 위한 외부 열원 집광 및 전송 시스템.
The method according to claim 3,
External heat source condensing and transmission system for improving the formability of the local heating plate, characterized in that the localized heat of the straight form and curved form to the refractory forming material according to the bending shape characteristics of the bending die.
상기 근적외선 빛을 분산시키는 전송분할장치가 더 구비하는 것을 특징으로 하는 국부 가열판재의 성형성 향상을 위한 외부 열원 집광 및 전송 시스템.
The method according to claim 5,
An external heat source condensing and transmitting system for improving the formability of a local heating plate, characterized in that the transmission splitting device for dispersing the near infrared light further comprises.
성형성을 높이기 위하여 상기 난성형성 소재로 냉각공기를 분사하는 국부냉각장치가 더 구비하는 것을 특징으로 하는 국부 가열판재의 성형성 향상을 위한 외부 열원 집광 및 전송 시스템.
The method of claim 6,
And a local cooling device for injecting cooling air into the refractory forming material in order to increase moldability.
상기 근적외선 빛을 분산시키는 전송분할장치가 더 구비하는 것을 특징으로 하는 국부 가열판재의 성형성 향상을 위한 외부 열원 집광 및 전송 시스템.
The method of claim 6,
An external heat source condensing and transmitting system for improving the formability of a local heating plate, characterized in that the transmission splitting device for dispersing the near infrared light further comprises.
굽힘성형틀의 외부에 배치되고 상기 난성형성 소재를 절곡하기 위하여 온간영역 까지 근적외선을 방사하는 열원과 상기 열원에서 발생되는 근적외선 빛을 집광하여 빛을 반사하는 반사판과 상기 반사판에서 반사되는 근적외선 빛을 집광시켜 주는 집광장치와 상기 열원과 반사판과, 집광장치의 외부에 배치되어 단열을 통해 빛의 근적외선의 손실을 방지하는 하우징을 구비하는 외부열원 집광 구성장치;
상기 집광장치로부터 근적외선 빛을 전송받아 상기 소재의 표면에 방사가 가능하도록 상기 근적외선 빛을 전송하는 전송장치와
상기 근적외선 빛을 상기 소재의 표면에 방출할 수 있도록 상기 전송장치를 상기 소재의 표면으로 이동시키는 이송부재를 포함하고,
상기 전송장치는
다발로 연결되어 외부로부터 충격을 보호하면서 쉽게 변형이 가능하여 금형의 형태에 맞출 수 있고 벌크형태로 배치되어 불연속적으로 상기 난성형성 소재에 국부가열을 하는 것을 특징으로 하는
국부 가열판재의 성형성 향상을 위한 외부 열원 집광 및 전송 시스템.
An external heat source condensing and transmission system for improving the formability of a local heating plate for bending a refractory forming material,
A reflector plate disposed outside the bending mold and condensing near-infrared rays to the warm region and condensing near-infrared light generated from the heat source to reflect the light, and near-infrared light reflected from the reflector An external heat source concentrating component having a condenser for condensing, the heat source and the reflecting plate, and a housing disposed outside the condenser to prevent loss of near infrared rays of light through heat insulation;
A transmission device for receiving near-infrared light from the light collecting device and transmitting the near-infrared light to enable radiation to the surface of the material;
A transfer member for moving the transmission device to the surface of the material so as to emit the near infrared light onto the surface of the material,
The transmission device
It is connected to the bundle and can be easily deformed while protecting the impact from the outside, can be adapted to the shape of the mold, and arranged in a bulk form to discontinuously heat localized to the refractory forming material
External heat source condensing and transmission system to improve the formability of local heating plate.
상기 전송장치는
소재와 접하는 부분에서 광섬유를 통해 전달된 외부 열원이 방출될 때 이를 집중시켜 주는 집광시스템을 더 구비하는 국부 가열판재의 성형성 향상을 위한 외부 열원 집광 및 전송 시스템.
The method according to claim 13,
The transmission device
An external heat source condensing and transmission system for improving the formability of a local heating plate, further comprising a condensing system for concentrating an external heat source transmitted through an optical fiber when the material is in contact with the material.
상기 집광시스템은 근적외선 빛을 집광시킬수 있는 곡선형 렌즈, 및 타원형 렌즈 및 반사판인 것을 특징으로 하는 국부 가열판재의 성형성 향상을 위한 외부 열원 집광 및 전송 시스템.
16. The method of claim 15,
The condensing system is a curved lens capable of condensing near-infrared light, and an external heat source condensing and transmitting system for improving the formability of a local heating plate, characterized in that the elliptical lens and the reflecting plate.
굽힘성형틀의 굽힘형상 특성에 따라 상기 난성형성 소재에 직선형태 및 곡선 형태의 국부가열이 가능한 것을 특징으로 하는 국부 가열판재의 성형성 향상을 위한 외부 열원 집광 및 전송 시스템.
18. The method of claim 16,
External heat source condensing and transmission system for improving the formability of the local heating plate, characterized in that the localized heat of the straight form and curved form to the refractory forming material according to the bending shape characteristics of the bending die.
상기 근적외선 빛을 분산시키는 전송분할장치가 더 구비하는 것을 특징으로 하는 국부 가열판재의 성형성 향상을 위한 외부 열원 집광 및 전송 시스템.
18. The method of claim 17,
An external heat source condensing and transmitting system for improving the formability of a local heating plate, characterized in that the transmission splitting device for dispersing the near infrared light further comprises.
성형성을 높이기 위하여 상기 난성형성 소재로 냉각공기를 분사하는 국부냉각장치가 더 구비하는 것을 특징으로 하는 국부 가열판재의 성형성 향상을 위한 외부 열원 집광 및 전송 시스템.
19. The method of claim 18,
And a local cooling device for injecting cooling air into the refractory forming material in order to increase moldability.
상기 근적외선 빛을 분산시키는 전송분할장치가 더 구비하는 것을 특징으로 하는 국부 가열판재의 성형성 향상을 위한 외부 열원 집광 및 전송 시스템.The method of claim 19,
An external heat source condensing and transmitting system for improving the formability of a local heating plate, characterized in that the transmission splitting device for dispersing the near infrared light further comprises.
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