KR101572130B1 - 판재 성형을 위해 다양한 형태를 균일하게 가열할 수 있는 국부적 가열 장치 및 방법 - Google Patents

판재 성형을 위해 다양한 형태를 균일하게 가열할 수 있는 국부적 가열 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101572130B1
KR101572130B1 KR1020140022589A KR20140022589A KR101572130B1 KR 101572130 B1 KR101572130 B1 KR 101572130B1 KR 1020140022589 A KR1020140022589 A KR 1020140022589A KR 20140022589 A KR20140022589 A KR 20140022589A KR 101572130 B1 KR101572130 B1 KR 101572130B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heating
parabolic
reflector
parabolic reflector
shape
Prior art date
Application number
KR1020140022589A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150101196A (ko
Inventor
양동열
이은호
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020140022589A priority Critical patent/KR101572130B1/ko
Publication of KR20150101196A publication Critical patent/KR20150101196A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101572130B1 publication Critical patent/KR101572130B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/008—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves combined with heating or cooling of the bends
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D11/00—Bending not restricted to forms of material mentioned in only one of groups B21D5/00, B21D7/00, B21D9/00; Bending not provided for in groups B21D5/00 - B21D9/00; Twisting
    • B21D11/20—Bending sheet metal, not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D11/00—Bending not restricted to forms of material mentioned in only one of groups B21D5/00, B21D7/00, B21D9/00; Bending not provided for in groups B21D5/00 - B21D9/00; Twisting
    • B21D11/22—Auxiliary equipment, e.g. positioning devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/16—Heating or cooling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)

Abstract

본 발명은 판재 성형을 위해 다양한 형태를 균일하게 가열할 수 있는 국부적 가열 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소재의 전체는 아니지만 비교적 넓은 영역을 가열하게 될 때에 넓은 영역을 균일하게 가열하는 동시에 빠르게 가열하는 판재 성형을 위해 다양한 형태를 균일하게 가열할 수 있는 국부적 가열 장치 및 방법에 관한 것이다. 또한 필요에 따라 가열형상을 유동적으로 변화시켜서 가열할 수 있는 가열장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 포물형 반사판을 이용하여 반사판의 중심을 기준으로 양 옆으로 균일하게 가열이 되는 부분까지만 이용하여 반사판 끝 부분을 제거하고, 이 형상을 연결하여 가열이 필요한 영역만큼 연장하고, 연결된 각 반사판의 초점에 가열램프를 두어 가열이 필요한 만큼의 넓은 영역을 균일하게 가열할 수 있는 효과가 있다.

Description

판재 성형을 위해 다양한 형태를 균일하게 가열할 수 있는 국부적 가열 장치 및 방법{LOCAL HEATING UNIT AND APPARATUS THAT HEATS VARIOUS AND WIDE AREA UNIFORMLY FOR FORMING PANEL}
본 발명은 판재 성형을 위해 다양한 형태를 균일하게 가열할 수 있는 국부적 가열 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소재의 전체는 아니지만 비교적 넓은 영역을 가열하게 될 때에 넓은 영역을 균일하게 가열하는 동시에 빠르게 가열하는 판재 성형을 위해 다양한 형태를 균일하게 가열할 수 있는 국부적 가열 장치 및 방법에 관한 것이다. 또한 필요에 따라 가열형상을 유동적으로 변화시켜서 가열할 수 있는 가열장치 및 방법에 관한 것이다.
환경 및 자원문제가 중요해 짐에 따라 산업 전반적으로 생산되는 제품의 안전성과 에너지효율성을 강조하고 있다. 그리하여, 여러 분야에 있어 기존의 철강보다 더 강한 (초)고장력강의 수요가 늘고 있을 뿐 아니라, 저비중 고강도 합금인 마그네슘 합금, 티타늄 합금 등에 대한 수요도 꾸준하게 늘고 있다.
그러나, 이들 소재는 상온에서 성형성이 매우 낮을 뿐 아니라 성형후에 스프링백이 매우 크게 발생하여 냉간성형 공정에 제한이 있다. 그리하여 이들 소재의 성형성을 향상시키고, 성형 후 스프링백을 줄이기 위하여 소재를 가열하여 성형하는 방법에 대한 연구가 활발히 진행중에 있다. 거의 대부분의 소재는 일반적으로 온도가 상승함에 따라 성형성이 증가하며 스프링백이 감소하는 것으로 알려져 있다.
일본 공개특허공보 제2001-105029호에는 금형의 내부에 히터를 삽입하여 금형의 온도를 상승시켜 전도를 통하여 소재의 온도를 상승시켜 성형성을 향상시키는 공정을 개시하고 있다. 이 특허의 경우는 소재뿐 아니라 금형의 온도를 상승시켜야 하기 때문에 불필요한 에너지가 들어간다는 단점이 있다.
한편, 일본 공개특허공보 제2003-311331호에는 좁은 영역에 에너지를 집속 가열하여 열응력을 이용하여 성형하는 기술에 대해 소개하고 있다. 이 특허는 빛 에너지를 좁은 영역에 집광하여 가열하지만 실제 제품을 성형할 때는 드로잉(drawing) 등의 역학적 원리로 넓은 영역에서 소성변형이 일어나는 경우가 많다. 따라서 넓은 영역을 가열할 수 있는 가열장치 및 방법이 필요하다. 자동차의 헤드라이트 등에 많이 사용되는 포물형 반사판을 이용할 경우 포물형 반사판의 초점에 가열램프를 위치시키면 가열램프에서 방사된 빛에너지는 포물형 반사판에 의하여 넓은 영역으로 분산된다.
도 1은 일반적인 타원형 단면을 가지는 반사판으로 가열하였을 때의 온도분 포를 나타내는 단면도로서, 포물형 반사판(10)의 가열에 따른 온도분포를 살펴보면, 포물형 반사판(10)을 이용하여 그 초점에 가열램프(20)를 두고 소재(30)를 가열시 균일하게 가열되지 못하고, 과도영역(A)이 생기는 것을 알 수 있다. 또한 포물형 반사판 1개만을 사용하면 더 넓은 영역은 가열하지 못한다.
즉, 포물형 반사판은 넓은 영역을 가열할 수 있지만 반사판의 넓이만큼 균일하게 가열되는 것이 아니라, 도 1에서와 같이 가열의 과도영역이 포함된다. 또한 포물형 반사판의 입구보다 넓은 영역을 가열해야 할 필요가 있을 때는 적용을 할 수 없다. 이에 필요한 만큼 넓은 영역을 균일하게 가열할 수 있는 가열장치 및 방법이 필요하다. 또한 필요에 따라 가열형상을 다르게 하여 가열할 수 있는 가열장치 및 방법이 필요하다.
JP 2001-105029 A
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 가열이 필요한 패널 성형 공정에서, 가열이 필요한 영역만큼 포물형 반사판 다수개가 직선 방향이나 원주 방향으로 단면이 연장되어 넓은 영역을 가열할 수 있도록 한 판재 성형을 위해 다양한 형태를 균일하게 가열할 수 있는 국부적 가열 장치 및 방법을 제공함을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 가열장치를 이용하여 소재의 양면에서 엇갈리게 배치하여 과도영역을 보완하는 동시에 가열속도를 향상시킬 수 있도록 한 판재 성형을 위해 다양한 형태를 균일하게 가열할 수 있는 국부적 가열 장치 및 방법을 제공함을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 가열영역의 형상이 사각형, 원형, 혹은 사각형과 원형의 결합 형태일 때도 가열할 수 있도록 한 판재 성형을 위해 다양한 형태를 균일하게 가열할 수 있는 국부적 가열 장치 및 방법을 제공함을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 판재 성형을 위해 다양한 형태를 균일하게 가열할 수 있는 국부적 가열 장치의 일 측면에 따르면, 소재의 국부적 성형을 위하여 특정영역을 기설정된 온도까지 가열시키기 위한 가열램프; 및 포물형 단면을 가지는 형상으로, 상기 가열램프에서 방사되는 빛에너지를 반사시켜 상기 소재의 특정영역을 국부적으로 가열하는 경우 상기 소재의 특정영역에서 균일하게 가열되지 못하는 과도영역을 발생시키는 상기 포물형 형상의 양쪽 끝 부분이 제거된 형상을 갖는 포물형 반사판을 포함하고, 상기 포물형 형상의 양쪽 끝 부분이 제거된 형상을 갖는 포물형 반사판은 다수개가 연속적으로 연장되어 상기 포물형 반사판의 각 초점에 위치한 상기 가열램프에서 방사되는 빛에너지를 반사시켜 상기 소재의 가열이 필요한 만큼의 영역만을 균일하게 가열하며, 상기 포물형 반사판의 양쪽 끝 부분의 제거는, 상기 포물형 반사판의 가열에 따라 가열되는 소재의 온도분포 데이터를 체크하여, 가열시 균일하게 가열되지 못하는 과도영역을 파악하고, 상기 과도영역의 시작 지점에 해당하는 상기 포물형 반사판의 지점을 절단하여 잘라내도록 구성된다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 판재 성형을 위해 다양한 형태를 균일하게 가열할 수 있는 국부적 가열 방법의 일 측면에 따르면, (a) 소재의 성형부에서 균일한 온도로 가열되지 못하는 과도영역을 발생시키는 포물형 단면을 갖는 포물형 형상의 양쪽 끝 부분이 제거된 형상의 포물형 반사판 다수개가 직선 방향이나 원주 방향으로 단면이 연장되어 상기 포물형 반사판의 각 초점에 위치한 가열램프에서 방사되는 빛에너지를 반사시켜 상기 소재의 성형부를 균일하게 가열하는 가열장치의 가열영역 위치로 상기 소재의 성형부를 이송하는 단계; (b) 상기 가열장치의 가열영역 위치로 이송된 상기 소재의 성형부를 상기 포물형 반사판의 각 초점에 위치한 가열램프를 이용하여 설정온도까지 균일하게 가열하는 단계; (c) 상기 성형부가 균일하게 가열된 소재를 프레스 금형의 하형으로 투입하는 단계; 및 (d) 상기 프레스 금형의 하형으로 투입된 상기 소재의 성형부를 소정의 형상으로 성형하는 단계를 포함하고, 상기 포물형 반사판의 양쪽 끝 부분의 제거는, 상기 포물형 반사판의 가열에 따라 가열되는 소재의 온도분포 데이터를 체크하여, 가열시 균일하게 가열되지 못하는 과도영역을 파악하고, 상기 과도영역의 시작 지점에 해당하는 상기 포물형 반사판의 지점을 절단하여 잘라내도록 구성된다.
본 발명에 의하면, 포물형 반사판을 이용하여 반사판의 중심을 기준으로 양 옆으로 균일하게 가열이 되는 부분까지만 이용하여 반사판 끝 부분을 제거하고, 이 형상을 가열이 필요한 영역만큼 직선 방향이나 원주 방향으로 연장하여 연장된 각 반사판의 초점에 가열램프를 두어 가열이 필요한 만큼의 넓은 영역을 균일하게 가열할 수 있는 효과가 있다.
또한, 포물형 단면을 가지는 반사판을 직선 방향이나 원주 방향으로 연장하여 3차원 형상으로 제작하고, 이렇게 제작된 반사판을 조합하여 다양한 형상을 가열할 수 있는 효과가 있다.
또한, 포물형 반사판을 엇갈리게 배치하여 과도영역을 보완하면서 가열 속도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 포물형 반사판의 반사면이 양극산화처리에 의한 표면처리로 반사율을 더욱 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 포물형 반사판의 외면이 노출되도록 개방부를 형성하여 장치의 과열을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 가열장치를 가열램프, 포물형 반사판, 프레임, 연결봉, 램프 거치대 등으로 부품화시켜 휴대 및 조작이 간편하면서도 생산 및 조립이 쉽도록 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 타원형 단면을 가지는 반사판으로 가열하였을 때의 온도분포를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가열의 과도영역을 만드는 타원형 반사판을 절단한 뒤 필요한 만큼 연결하여 넓은 영역을 균일하게 가열할 수 있는 장치의 일예를 나타내는 도면.
도 3은 도 2에서 연속적으로 연결된 절단된 타원형 반사판을 소재의 양쪽면에서 엇갈리게 배치하여 과도영역을 보완하여 균일하면서도 빠르게 가열할 수 있는 일예를 나타내는 도면.
도 4는 원형의 넓은 영역을 균일하게 가열할 수 있는 가열장치의 일예를 나타내는 도면.
도 5는 도 4의 가열장치를 이용하여 원형의 형상을 양쪽면에서 엇갈리게 가열하여 과도영역을 보완하면서 가열속도를 향상시킬 수 있는 일예를 나타내는 도면.
도 6은 도 2 내지 도 5의 사각형과 원형 모양을 가열할 수 있는 가열장치를 조합하여 사각형과 원형이 결합된 영역을 가열할 수 있는 가열장치의 일예를 나타내는 도면.
도 7은 도 6에서 제작된 가열장치를 소재의 양쪽면에서 엇갈리게 가열하여 과도영역 및 비연결부를 보완하여 균일하게 가열하면서 가열속도를 향상시킬 수 있는 일예를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 소재의 성형을 위한 국부적 균일 가열방법을 나타내는 도면.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
하기에서는, 다양한 형상의 넓은 영역을 균일하게 가열할 수 있는 국부적 가열장치 및 국부적 가열장치를 이용한 패널 성형방법의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가열의 과도영역을 만드는 타원형 반사판을 절단한 뒤 필요한 만큼 연결하여 넓은 영역을 균일하게 가열할 수 있는 장치의 일예를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2에서 연속적으로 연결된 절단된 타원형 반사판을 소재의 양쪽면에서 엇갈리게 배치하여 과도영역을 보완하여 균일하면서도 빠르게 가열할 수 있는 일예를 나타내는 도면이다.
도시된 바와 같이, 포물형 단면을 가지는 포물형 반사판에서 소재(30)를 균일하게 가열하는 절단된 타원의 영역만 사용하고, 포물형 반사판의 양 쪽 끝 부분 영역(B)은 절단한 뒤, 절단된 포물형 반사판(11)은 다수개가 직선 방향으로 단면이 연장되어 원하는 만큼 연결하여 사용할 수 있다. 이때 절단된 포물형 반사판(11)의 연결되는 개수는 제한이 없으며, 원하는 너비만큼 연장할 수 있다.
즉, 본 발명은 포물형 단면을 가지는 절단된 포물형 반사판(11)과 포물형의 초점에 가열램프(20)를 이용하여 제작된 가열장치로서, 포물형 단면을 가지는 절단된 포물형 반사판(11)을 이용하여 반사판의 중심을 기준으로 양 옆으로 균일하게 가열이 되는 부분까지만 이용하여, 소재(30)의 가열시 과도영역을 발생시키는 포물형 형상의 양쪽 끝 부분은 제거한 뒤, 이 동일한 형상을 가열이 필요한 영역만큼 다수개가 직선 방향으로 단면이 연장되어 각 반사판의 초점에 가열램프(20)를 두어 가열이 필요한 만큼의 넓은 영역을 가열할 수 있다.
이를 이용하여, 가열이 필요한 만큼의 소재(30)의 넓은 영역을 균일하게 가열할 수 있다. 도 2에서의 램프(20)는 직선형 램프이고, 절단된 포물형 반사판(11)은 타원형 단면이면서 다수개가 직선 방향으로 단면이 연장되므로 사각형태의 영역을 가열할 수 있다.
도 2에서 제작된 가열장치를 도 3에서와 같이 소재(30)의 상,하 양면에 엇갈리게 배치하여 소재(30)의 양쪽면에서 엇갈리게 가열할 수 있다. 이때 엇갈리게 가열이 되므로 과도영역이 더 보완되며, 양면에서 가열되므로 가열에너지가 2배가 되어 가열속도 역시 더욱 향상된다.
도 4는 원형의 넓은 영역을 균일하게 가열할 수 있는 가열장치의 일예를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4의 가열장치를 이용하여 원형의 형상을 양쪽면에서 엇갈리게 가열하여 과도영역을 보완하면서 가열속도를 향상시킬 수 있는 일예를 나타내는 도면이다.
도시된 바와 같이, 원레일형 포물형 반사판(12)과, 원레일형 가열램프(21)를 크기별로 제작하여 연결하면 넓은 영역을 원형으로 가열할 수 있다. 이때 중심은 회전포물형 반사판(14)과 구형 가열램프(22)를 이용할 수 있다. 이때의 반사판의 단면은 역시 과도영역이 절단되어 소재의 국부적 가열시 해당 영역을 균일하게 가열할 수 있는 부분만 사용할 수 있는 절단된 포물형 형상을 갖는다.
즉, 원레일형 포물형 반사판(12)은 다수개가 원주 방향으로 단면이 연장되고, 다수개가 원주 방향으로 연장된 원레일형 포물형 반사판(12)의 중앙에는 회전포물형 반사판(14)이 위치한다.
도 4의 원형의 가열장치를 도 5에서와 같이 다른 크기로 제작하여 소재(30)의 상,하 양면에 엇갈리게 배치하여 소재(30)의 양쪽면에서 엇갈리게 가열할 수 있다. 이에 따라 과도영역을 보완하면서 넓은 원형의 영역을 균일하게 가열하는 동시에 가열속도를 향상시킬 수 있다.
도 6은 도 2 내지 도 5의 사각형과 원형 모양을 가열할 수 있는 가열장치를 조합하여 사각형과 원형이 결합된 영역을 가열할 수 있는 가열장치의 일예를 나타내는 도면이고, 도 7은 도 6에서 제작된 가열장치를 소재의 양쪽면에서 엇갈리게 가열하여 과도영역 및 비연결부를 보완하여 균일하게 가열하면서 가열속도를 향상시킬 수 있는 일예를 나타내는 도면이다.
도시된 바와 같이, 과도영역이 절단된 포물형 단면을 갖는 직선형 포물형 반사판(11)은 다수개가 직선 방향으로 단면이 연장되고, 연장된 다수개의 직선형 포물형 반사판(11)의 각 초점에는 직선형 램프(20)이 위치한다. 이러한 다수개의 직선형 포물형 반사판(11)이 연장되는 가열장치는 사각형의 영역을 가열할 수 있다.
또한, 과도영역이 절단된 포물형 단면을 갖는 다수개의 반원레일형 포물형 반사판(13)은 다수개가 원주방향으로 단면이 연장되고, 연장된 다수개의 반원레일형 포물형 반사판(13)의 각 초점에는 반원형 램프(23)가 위치한다. 이러한 다수개의 반원레일형 포물형 반사판(13)이 연장되는 가열장치는 반원형의 영역을 가열할 수 있다.
즉, 직선형 램프(20)가 각 초점에 위치한 직선형 포물형 반사판(11)과, 반원형 램프(23)가 각 초점에 위치한 반원레일형 포물형 반사판(13)을 결합하여 사각형과 원형이 결합된 영역을 가열할 수 있다.
도 6의 사각형과 반원형의 형상이 조합된 가열장치를 도 7에서와 같이 소재(30)의 상,하 양면에 엇갈리게 배치하여 소재(30)의 양쪽면에서 엇갈리게 가열할 수 있다. 이에 따라 과도영역 및 비연결부(C)를 보완하면서 사각형과 원형의 조합된 형태의 영역을 균일하게 가열하는 동시에 가열속도를 향상시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 과도영역이 절단되어 소재의 국부적 영역을 균일하게 가열하는 포물형 단면을 가지는 반사판 다수개를 직선 방향이나 원주 방향으로 연장하여 3차원 형상으로 제작하고, 각 형상에 맞는 가열램프를 포물형의 초점에 두어 이렇게 제작된 반사판을 조합하여 다양한 형상의 넓은 영역을 가열할 수 있게 된다.
또한, 직선 방향이나 원주 방향으로 연장된 가열장치를 소재의 상,하에 엇갈리게 배치하여 소재의 국부적 영역 가열시 가열의 과도영역을 보완하고 동시에 가열속도를 향상시킬 수 있으며, 이러한 가열장치를 이용하여 소재의 변형이 일어나는 공정에 적용하여 패널의 영역을 가열하여 온도를 상승시킨 뒤 성형할 수 있다.
또한, 반사판은 반사율을 높이도록 내면이 양극산화처리로 표면처리될 수 있으며, 외부의 공기에 노출되어 방열이 쉽게 되도록 한다. 그리고, 가열램프는 근적외선 램프를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 가열장치를 가열램프, 반사판, 프레임, 연결봉, 램프 거치대 등으로 부품화시켜 휴대 및 조작이 간편하면서도 생산 및 조립이 쉽도록 하는 것이 바람직하다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 소재의 성형을 위한 국부적 균일 가열방법을 나타내는 도면이다.
도시된 바와 같이, 소재의 성형부에서 균일한 온도로 가열되지 못하는 과도영역을 발생시키는 포물형 단면을 갖는 포물형 형상의 양쪽 끝 부분이 제거된 형상의 포물형 반사판 다수개가 직선 방향이나 원주 방향으로 단면이 연장되어 포물형 반사판의 각 초점에 위치한 가열램프에서 방사되는 빛에너지를 반사시켜 소재의 성형부를 균일하게 가열하는 가열장치의 가열영역 위치로 소재의 성형부를 이송(S10)한다.
가열장치의 가열영역 위치로 이송된 소재의 성형부를 포물형 반사판의 각 초점에 위치한 가열램프를 이용하여 설정온도까지 균일하게 가열(S30)한다.
이때, 다수개가 직선 방향으로 단면이 연장되는 3차원 형상을 갖는 직선형의 포물형 반사판 또는 중앙에 회전포물형 반사판이 위치하여 다수개가 원주 방향으로 단면이 연장되는 3차원 형상을 갖는 원형의 포물형 반사판을 이용하거나, 각 반사판의 조합에 의해 소재의 사각형 영역 또는 원형의 영역 또는 사각형과 원형이 조합된 영역이 균일하게 가열될 수 있다.
또한, 다수개가 직선 방향으로 단면이 연장되는 3차원 형상을 갖는 직선형의 포물형 반사판 또는 중앙에 회전포물형 반사판이 위치하여 다수개가 원주 방향으로 단면이 연장되는 3차원 형상을 갖는 원형의 포물형 반사판 또는 각 반사판이 조합된 형태의 반사판이 소재의 상,하에 엇갈리게 배치되어 소재의 양면이 가열될 수 있다. 이에 따라 과도영역를 보완하면서 사각형 또는 원형 또는 사각형과 원형의 조합된 형태의 영역을 균일하게 가열하는 동시에 가열속도를 향상시킬 수 있게 된다.
이어서, 성형부가 균일하게 가열된 소재를 프레스 금형의 하형으로 투입(S50)하여 프레스 금형의 하형으로 투입된 소재의 성형부를 소정의 형상으로 성형(S70)한다.
즉, (초)고장력강을 비롯하여 알루미늄 합금, 마그네슘 합금, 티타늄 합금 등과 같이 난성형성을 갖는 동시에 성형 후 스프링백이 큰 소재를 이용하여 제품을 생산할 때 소재의 전체영역은 아니지만 넓은 영역에서 소성변형을 발생시켜야 하는 경우가 있다. 이 때 전체 영역이 아닌 소성변형이 발생하는 영역만을 가열 후 성형하면 소재의 성형성을 향상시키는 동시에 스프링백을 감소시켜 생산된 제품의 퀄리티를 향상시킬 수 있다. 본 발명은 포물형 단면을 가지는 반사판의 과도영역을 제거한 뒤, 이 동일한 형상의 포물형 반사판을 직선 방향이나 원주 방향으로 연장하여 가열 가능범위를 원하는 만큼 넓힐 수 있다. 이 반사판의 각 초점에 가열램프를 두어 가열하면 과도영역이 제거되어 균일한 가열을 할 수 있게 된다. 또한 이 가열장치를 가열 소재의 양면에서 엇갈리게 배치하여 가열의 과도영역이 보완되게 가열할 수 있다. 즉, 소재를 넓은 영역을 가열하게 될 때에 넓은 영역을 균일하게 가열하는 동시에 빠르게 가열할 수 있게 된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10 : 일반적인 포물형 반사판 11 : 절단된 포물형 반사판
12 : 원레일형 포물형 반사판 13 : 반원레일형 포물형 반사판
14 : 회전포물형 반사판 20 : 직선형 가열램프
21 : 원레일형 가열램프 22 : 구형 가열램프
23 : 반원형 가열램프 30 : 소재

Claims (8)

  1. 소재의 성형을 위한 국부적 균일 가열장치로서,
    소재의 국부적 성형을 위하여 특정영역을 기설정된 온도까지 가열시키기 위한 가열램프; 및
    포물형 단면을 가지는 형상으로, 상기 가열램프에서 방사되는 빛에너지를 반사시켜 상기 소재의 특정영역을 국부적으로 가열하는 경우 상기 소재의 특정영역에서 균일하게 가열되지 못하는 과도영역을 발생시키는 상기 포물형 형상의 양쪽 끝 부분이 제거된 형상을 갖는 포물형 반사판을 포함하고,
    상기 포물형 형상의 양쪽 끝 부분이 제거된 형상을 갖는 포물형 반사판은 다수개가 연속적으로 연장되어 상기 포물형 반사판의 각 초점에 위치한 상기 가열램프에서 방사되는 빛에너지를 반사시켜 상기 소재의 가열이 필요한 만큼의 영역만을 균일하게 가열하며,
    상기 포물형 반사판의 양쪽 끝 부분의 제거는,
    상기 포물형 반사판의 가열에 따라 가열되는 소재의 온도분포 데이터를 체크하여, 가열시 균일하게 가열되지 못하는 과도영역을 파악하고, 상기 과도영역의 시작 지점에 해당하는 상기 포물형 반사판의 지점을 절단하여 잘라내도록 구성되는 것
    을 특징으로 하는 소재의 성형을 위한 국부적 균일 가열장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 포물형 형상의 양쪽 끝 부분이 제거된 단면 형상을 갖는 포물형 반사판은 다수개가 직선 또는 원주방향으로 단면이 연장되고, 상기 다수개가 원주 방향으로 연장된 원형의 포물형 반사판의 중앙에는 회전포물형 반사판이 위치하는
    것을 특징으로 하는 소재의 성형을 위한 국부적 균일 가열장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    다수개가 직선 방향으로 연장되는 3차원 형상을 갖는 상기 직선형의 포물형 반사판의 각 초점에는 직선형의 가열램프가 각각 위치하고, 상기 다수개가 원주 방향으로 연장되는 3차원 형상을 갖는 원형의 포물형 반사판의 각 초점에는 원형의 가열램프가 각각 위치하며, 상기 회전포물형 반사판의 초점에는 구형 가열램프가 위치하는
    것을 특징으로 하는 소재의 성형을 위한 국부적 균일 가열장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    다수개가 직선 방향으로 연장되는 3차원 형상을 갖는 상기 직선형의 포물형 반사판 또는 중앙에 상기 회전포물형 반사판이 위치하여 다수개가 원주 방향으로 연장되는 3차원 형상을 갖는 상기 원형의 포물형 반사판을 이용하거나, 각 반사판의 조합에 의해 상기 소재의 사각형 영역 또는 원형의 영역 또는 사각형과 원형이 조합된 영역이 균일하게 가열되는
    것을 특징으로 하는 소재의 성형을 위한 국부적 균일 가열장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    다수개가 직선 방향으로 연장되는 3차원 형상을 갖는 상기 직선형의 포물형 반사판 또는 중앙에 상기 회전포물형 반사판이 위치하여 다수개가 원주 방향으로 연장되는 3차원 형상을 갖는 상기 원형의 포물형 반사판 또는 각 반사판이 조합된 형태의 반사판이 상기 소재의 상,하에 엇갈리게 배치되어 상기 소재의 양면이 가열되는
    것을 특징으로 하는 소재의 성형을 위한 국부적 균일 가열장치.
  6. 소재의 성형을 위한 국부적 균일 가열방법으로서,
    (a) 소재의 성형부에서 균일한 온도로 가열되지 못하는 과도영역을 발생시키는 포물형 단면을 갖는 포물형 형상의 양쪽 끝 부분이 제거된 형상의 포물형 반사판 다수개가 직선 방향이나 원주 방향으로 단면이 연장되어 상기 포물형 반사판의 각 초점에 위치한 가열램프에서 방사되는 빛에너지를 반사시켜 상기 소재의 성형부를 균일하게 가열하는 가열장치의 가열영역 위치로 상기 소재의 성형부를 이송하는 단계;
    (b) 상기 가열장치의 가열영역 위치로 이송된 상기 소재의 성형부를 상기 포물형 반사판의 각 초점에 위치한 가열램프를 이용하여 설정온도까지 균일하게 가열하는 단계;
    (c) 상기 성형부가 균일하게 가열된 소재를 프레스 금형의 하형으로 투입하는 단계; 및
    (d) 상기 프레스 금형의 하형으로 투입된 상기 소재의 성형부를 소정의 형상으로 성형하는 단계를 포함하고,
    상기 포물형 반사판의 양쪽 끝 부분의 제거는,
    상기 포물형 반사판의 가열에 따라 가열되는 소재의 온도분포 데이터를 체크하여, 가열시 균일하게 가열되지 못하는 과도영역을 파악하고, 상기 과도영역의 시작 지점에 해당하는 상기 포물형 반사판의 지점을 절단하여 잘라내도록 구성되는 것
    을 특징으로 하는 소재의 성형을 위한 국부적 균일 가열방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 단계(b)에서, 다수개가 직선 방향으로 단면이 연장되는 3차원 형상을 갖는 직선형의 포물형 반사판 또는 중앙에 회전포물형 반사판이 위치하여 다수개가 원주 방향으로 단면이 연장되는 3차원 형상을 갖는 원형의 포물형 반사판을 이용하거나, 각 반사판의 조합에 의해 상기 소재의 사각형 영역 또는 원형의 영역 또는 사각형과 원형이 조합된 영역이 균일하게 가열되는
    것을 특징으로 하는 소재의 성형을 위한 국부적 균일 가열방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 단계(b)에서, 다수개가 직선 방향으로 단면이 연장되는 3차원 형상을 갖는 직선형의 포물형 반사판 또는 중앙에 회전포물형 반사판이 위치하여 다수개가 원주 방향으로 단면이 연장되는 3차원 형상을 갖는 원형의 포물형 반사판 또는 각 반사판이 조합된 형태의 반사판이 상기 소재의 상,하에 엇갈리게 배치되어 상기 소재의 양면이 가열되는
    것을 특징으로 하는 소재의 성형을 위한 국부적 균일 가열방법.
KR1020140022589A 2014-02-26 2014-02-26 판재 성형을 위해 다양한 형태를 균일하게 가열할 수 있는 국부적 가열 장치 및 방법 KR101572130B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140022589A KR101572130B1 (ko) 2014-02-26 2014-02-26 판재 성형을 위해 다양한 형태를 균일하게 가열할 수 있는 국부적 가열 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140022589A KR101572130B1 (ko) 2014-02-26 2014-02-26 판재 성형을 위해 다양한 형태를 균일하게 가열할 수 있는 국부적 가열 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150101196A KR20150101196A (ko) 2015-09-03
KR101572130B1 true KR101572130B1 (ko) 2015-11-26

Family

ID=54242415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140022589A KR101572130B1 (ko) 2014-02-26 2014-02-26 판재 성형을 위해 다양한 형태를 균일하게 가열할 수 있는 국부적 가열 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101572130B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003264157A (ja) * 2002-03-11 2003-09-19 Hitachi Kokusai Electric Inc ウェハー加熱装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003264157A (ja) * 2002-03-11 2003-09-19 Hitachi Kokusai Electric Inc ウェハー加熱装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150101196A (ko) 2015-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102672062B (zh) 激光加热无铆钉铆接装置
KR101148379B1 (ko) 교반성형장치 및 그 방법
US8278603B2 (en) Apparatus for heating plastic preforms
JP6586157B2 (ja) 金属容器をブロー成形するための方法
CN103878237B (zh) 一种高强钢热冲压成形零件加工的方法
JP5740419B2 (ja) 鋼板の赤外線加熱方法、加熱成形方法、赤外炉および車両用部品
KR101876988B1 (ko) 핫스탬핑용 금형
CN104438433B (zh) 薄壁小弯曲半径u形弯管的制作工艺
CN103635303B (zh) 热塑性树脂产品的成形方法及其成形装置
CN105665541A (zh) 一种板材热冲压成形及冷却模具
JP2011099567A (ja) 赤外線加熱装置、赤外線照射装置、赤外線照射方向調整装置
KR20160136609A (ko) 프로그레시브 성형장치 및 그 성형방법
JP2014203818A (ja) 近赤外線集光加熱ユニット、これを用いた近赤外線集光加熱装置、およびこれらを用いたパネル成形方法
KR101572130B1 (ko) 판재 성형을 위해 다양한 형태를 균일하게 가열할 수 있는 국부적 가열 장치 및 방법
KR20160029873A (ko) 판재 성형을 위한 가열 형상적응 가능한 개방형 가열시스템
CN106391796B (zh) 一种减小板材边缘效应的方法
CN106457356B (zh) 轻金属及其合金构成的具有二维结构或三维结构的开口环形或闭合环形的结构构件的制造方法和设备
JP2005161735A (ja) 樹脂製チューブの曲げ加工方法及び曲げ加工装置
CN109746365A (zh) 一种柱状led散热器冷成型模具
CN113166825A (zh) 局部热处理***和使用其的冷成型方法
JP6226711B2 (ja) 金属ガラスの成型装置
EP3573809B1 (en) Apparatus for heating preforms made of thermoplastic material
KR20160097054A (ko) 레이저 빔을 이용한 유리 성형 장치 및 유리 성형 방법
CN109290737B (zh) 一种汽车钣金件加工方法
CN205763414U (zh) 激光辅助冲压高强度及轻量化零部件的装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
R401 Registration of restoration