KR102011905B1 - 엠보 패턴 다양화 구현형 사출금형 - Google Patents

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이재용
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Abstract

엠보 패턴 다양화 구현형 사출금형이 개시된다. 본 발명의 엠보 패턴 다양화 구현형 사출금형은, 캐비티에 용융수지를 충전하고 굳혀 성형품을 생산하는데 사용되는 사출금형으로서, 서로 합쳐져서 캐비티를 형성하는 제1 금형과 제2 금형을 포함하고, 제1 금형은, 캐비티의 한쪽 면을 형성하고, 엠보 패턴이 형성된 엠보패널; 및 캐비티와 반대쪽에서 엠보패널을 지지하는 지지부를 포함하고, 엠보패널은, 지지부와 제2 금형이 서로 멀어질 때 변형유닛에 의해 탄성 변형되되, 엠보 패턴에 의한 성형품의 긁힘이 감소하는 형태로 탄성 변형되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 엠보 패턴을 자유로운 형태와 깊이로 형성하더라도 사출물 취출시 금형의 이동에 의한 긁힘현상이 방지되도록 이루어지는 엠보 패턴 다양화 구현형 사출금형을 제공할 수 있게 된다.

Description

엠보 패턴 다양화 구현형 사출금형{INJECTION MOLD FOR DIVERSIFYING EMBO PATTERN}
본 발명은 엠보 패턴 다양화 구현형 사출금형에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 용융수지를 캐비티 내에 압입하여 플라스틱 성형품을 생산하도록 이루어지는 엠보 패턴 다양화 구현형 사출금형에 관한 것이다.
최근 사출성형은 제품의 고급화를 위해 제품의 치수 정밀도뿐만 아니라 감성과 기능 만족을 위한 표면 패턴에 대한 중요성이 부각되고 있다. 즉, 제품 외관을 미려하게 보이고, 제품 디자인의 기능과 감성을 만족시키기 위해 사출성형시 표면패턴을 제품에 새길 수 있다. 제품의 표면에 패턴을 넣으면, 무광택의 고급스런 질감, 촉감, 미끄럼방지 등을 부가하여 부가가치를 높일 수 있다.
이와 관련하여 대한민국 등록특허공보 제1905993호에는 차량용 내장재 및 그 성형 방법이 개시되어 있다. 등록특허공보 제1905993호는, 컴퓨터에서 실행되는 프로그램상에서 3D 모델링을 통해 각각 정해진 곡률을 가지면서 각각의 내측 표면 구배가 길이방향을 따라서 변화하는 복수 개의 오목부를 가지는 형상의 3D 그래픽 샘플 모델을 제작하는 과정; 제작된 샘플 모델에 기초하여 동일한 형상을 가지는 샘플을 금형을 이용하여 시험적으로 사출 성형하는 과정; 사출 성형된 샘플에서 오픈 시 이동한 금형과의 접촉으로 인한 긁힘 발생 위치 정보를 취득하고, 프로그램상에서 샘플 내 각 긁힘 발생 위치에 대응되는 샘플 모델 내 위치에서의 오목부 곡률 및 오목부 내측 표면 구배 정보를 취득 및 수집하는 과정; 수집된 오목부 곡률 및 표면 구배 정보와, 성형하고자 하는 내장재의 오목부에 대해 설정한 곡률을 이용하여 내장재의 오목부 내 긁힘이 발생할 수 있는 한계각도를 결정하는 과정; 한계각도로부터 빼기각도를 결정하는 과정; 및 결정된 빼기각도와 설정된 곡률이 적용된 형상의 오목부를 가지는 내장재를 금형을 이용하여 사출 성형하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
등록특허공보 제1905993호는, 외관 표면에 엠보가 형성된 내장재를 사출 성형하여 제조함에 있어서 긁힘이 발생할 수 있는 오목부의 곡률과 구배 사이의 관계를 나타내는 수식 정보를 이용해 긁힘을 방지할 수 있는 최적화된 제품 형상을 설정하여 제조함으로써, 성형 후 제품 취출을 위해 이동하는 금형과의 접촉으로 인하여 엠보가 형성된 외관 표면에 발생할 수 있는 긁힘(scratch) 현상을 방지할 수 있는 이점이 있다.
그러나 등록특허공보 제1905993호는, 3D 그래픽 샘플 모델을 제작하고, 금형을 이용하여 샘플을 시험적으로 사출 성형한 후, 사출 성형된 샘플에서 오픈 시 이동한 금형과의 접촉으로 인한 긁힘 발생 위치 정보를 취득하고, 내장재의 오목부 내 긁힘이 발생할 수 있는 한계각도를 결정함에 따라, 엠보 패턴의 형태 및 깊이가 긁힘이 없는 수준으로 극도로 제한되므로, 엠보 패턴을 자유로운 형태와 깊이로 형성할 수 없는 문제가 있었다.
대한민국 등록특허공보 제1905993호 (등록일: 2018.10.01)
본 발명의 목적은, 엠보 패턴을 자유로운 형태와 깊이로 형성하더라도 사출물 취출시 금형의 이동에 의한 긁힘현상이 방지되도록 이루어지는 엠보 패턴 다양화 구현형 사출금형을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 캐비티에 용융수지를 충전하고 굳혀 성형품을 생산하는데 사용되는 사출금형으로서, 서로 합쳐져서 상기 캐비티를 형성하는 제1 금형과 제2 금형을 포함하고, 상기 제1 금형은, 상기 캐비티의 한쪽 면을 형성하고, 엠보 패턴이 형성된 엠보패널; 및 상기 캐비티와 반대쪽에서 상기 엠보패널을 지지하는 지지부를 포함하고, 상기 엠보패널은, 상기 지지부와 상기 제2 금형이 서로 멀어질 때 변형유닛에 의해 탄성 변형되되, 상기 엠보 패턴에 의한 상기 성형품의 긁힘이 감소하는 형태로 탄성 변형되는 것을 특징으로 하는 엠보 패턴 다양화 구현형 사출금형에 의하여 달성된다.
상기 엠보패널에는 결합부가 형성되고, 상기 변형유닛은, 상기 지지부와 상기 엠보패널을 연결하고, 상기 지지부와 상기 엠보패널 간 이격간격의 한계를 형성하는 복수의 연결부재; 및 상기 제2 금형과 상기 결합부 간 상대유동을 선택적으로 차단하는 결합부재를 포함하고, 상기 결합부재가 상기 제2 금형과 상기 결합부 간 상대유동을 차단한 상태에서 상기 지지부와 상기 제2 금형이 서로 멀어지면, 상기 복수의 연결부재에 의해 상기 엠보패널이 탄성 변형되도록 이루어질 수 있다.
상기 연결부재는, 상기 엠보패널에서 돌출되고, 상기 지지부에 형성된 삽입홈에 삽입된 연결바; 및 상기 엠보패널과 상기 지지부가 밀착되도록 상기 연결바의 헤드를 미는 탄성부재를 포함하고, 상기 삽입홈에는, 상기 지지부와 상기 엠보패널 간 이격간격의 한계를 형성하도록 상기 헤드가 걸리는 걸림부가 형성되도록 이루어질 수 있다.
상기 결합부에는 암나사부가 형성되고, 상기 결합부재는 상기 제2 금형에서 선택적으로 돌출되어 상기 암나사부에 나사결합되도록 이루어질 수 있다.
상기 지지부에는 상기 엠보패널에 열에너지를 공급하는 열선이 설치되고, 상기 제1 금형은, 상기 엠보패널과 반대쪽에서 상기 지지부와 선택적으로 밀착되고, 냉매가 흐르는 냉각부를 포함하도록 이루어질 수 있다.
본 발명에 의하면, 엠보패널은, 지지부와 제2 금형이 서로 멀어질 때 변형유닛에 의해 탄성 변형되되, 엠보 패턴에 의한 성형품의 긁힘이 감소하는 형태로 탄성 변형됨으로써, 엠보 패턴을 자유로운 형태와 깊이로 형성하더라도 사출물 취출시 금형의 이동에 의한 긁힘현상이 방지되도록 이루어지는 엠보 패턴 다양화 구현형 사출금형을 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엠보 패턴 다양화 구현형 사출금형을 나타내는 도면.
도 2 내지 도 4, 도 8은 도 1의 엠보 패턴 다양화 구현형 사출금형의 사용상태를 나타내는 도면.
도 5는 도 4의 A 부분을 확대한 도면.
도 6은 도 4의 B 부분을 확대한 도면.
도 7은 도 4의 C 부분을 확대한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
본 발명의 엠보 패턴 다양화 구현형 사출금형은, 엠보 패턴을 자유로운 형태와 깊이로 형성하더라도 사출물 취출시 금형의 이동에 의한 긁힘현상이 방지되도록 이루어진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엠보 패턴 다양화 구현형 사출금형을 나타내는 도면이고, 도 2 내지 도 4, 도 8은 도 1의 엠보 패턴 다양화 구현형 사출금형의 사용상태를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4의 A 부분을 확대한 도면이고, 도 6은 도 4의 B 부분을 확대한 도면이고, 도 7은 도 4의 C 부분을 확대한 도면이다.
도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 엠보 패턴 다양화 구현형 사출금형(10)은, 용융수지를 캐비티 내에 압입하여 플라스틱 성형품(P)을 생산하도록 이루어지며, 제1 금형(100), 제2 금형(200) 및 변형유닛(300)을 포함하여 구성된다.
상술한 성형품(P)은 차량의 내장재, 가전제품의 커버 등을 의미할 수 있다. 도 8은 성형품(P)의 일 예로서 차량의 인스트루먼트 패널의 단면도를 도시하고 있다. 도 3은 인스트루먼트 패널의 어느 한 단면을 간략화하여 도시하고 있는 것으로 이해되어야 한다. 이하에서는 본 발명의 용이한 이해를 위해 도면에 도시된 상태에서 상하를 구분하여 설명하고자 한다.
제1 금형(100)과 제2 금형(200)은 서로 합쳐져서 캐비티를 형성하는 사출금형(10)을 가리킨다. 사출성형이란 용융수지를 금형 속 캐비티에 충전하여 식히고 굳혀서 임의의 형상을 얻는 성형 방법을 말한다. 사출성형은 널리 공지된 기술로서 간략하게 설명하면 아래와 같다.
사출성형에는 사출성형기(미도시), 사출금형(10), 그리고 성형재료가 요구된다. 사출금형(10)은 사출성형기(형체결장치 및 사출장치)에 설치하고, 성형재료는 사출장치의 호퍼에 투입하여 사용한다.
사출성형기는 주로 형체결장치, 사출장치, 가소화장치로 이루어진다. 형체결장치는 금형을 개폐시키는 기능을 하고, 사출장치는 용융수지를 사출금형(10) 내 캐비티에 충전하는 기능을 한다. 그리고 가소화장치는 고형수지를 녹여서 충전을 준비하는 기능을 한다. 사출성형기에 설치된 사출금형(10)은 형닫기 공정, 형체결 공정, 형열기 공정, 이젝트 공정에 의해 개폐된다.
사출성형기의 형체결 장치에는 가동측형을 설치하고, 사출장치에는 고정측형을 설치한다. 형닫기 공정에서 사출성형기에서는 항상 가동측형, 즉 형체결장치가 움직임으로써 사출금형(10)이 개폐한다. 이때, 가동측형과 고정측형을 나누는 면을 파팅면이라고 부른다.
이하에서는 본 발명의 용이한 이해를 위해 제1 금형(100)을 고정측형으로, 제2 금형(200)을 가동측형으로 설명하고자 한다. 도면부호 210은 가동측형의 코어(210)를 의미한다. 지지부(120)는 로드(R)를 통해 사출장치에 결합된다.
형체결 공정에서는 가동측형과 고정측형 각각의 면을 합치고, 가동측형을 강하게 체결한다. 사출금형(10) 내에 용융수지를 사출할 때, 용융수지의 압력이 사출금형(10)을 열려고 하기 때문에 가동측형을 강하게 체결한다.
사출성형에서 용융수지를 캐비티 내에 주입하는 경로에는 스프루, 러너(N), 게이트가 있다. 스프루는 사출성형기의 노즐로부터 사출금형(10) 내로 주입시키는 입구이고, 스프루로부터 주입된 용융수지를 캐비티까지 이끄는 경로가 러너(N)이며, 러너(N)에서부터 캐비티에 주입되는 입구가 게이트이다. 이하에서는 본 발명의 용이한 이해를 위해 '용융수지가 러너(N)를 통해 캐비티로 충전'되는 것으로 단순화하여 설명하고자 한다.
용융수지를 충전하여 냉각 및 고화하면, 형열기 공정에서 성형품(P)을 취출하기 위해 사출금형(10)을 연다. 형체결 공정에서 사출금형(10)을 강하게 체결하고 있었기 때문에 가동측형을 급속하게 열면 쇼크가 발생하여 사출금형(10)이 손상될 수 있다. 따라서, 처음에는 가동측형을 천천히 열고, 점점 가속하여 다 열리기 전에 감속한다.
사출금형(10)을 다 열면, 이젝트 공정에서 가동측형에 부착한 성형품(P)을 밀어내어 금형에서 떼어낸다. 도시되지는 않았으나, 형체결장치에는 이젝트 장치(미도시)가 설치된다.
사출장치는 사출금형(10) 내에 용융수지를 주입하기 위한 장치로, 기본적으로 사출 실린더, 스크류 실린더, 호퍼로 구성된다. 도시되지는 않았으나, 사출 실린더는 노즐에서 용융수지를 사출시키기 위한 압력을 발생시키는 장치로, 유압이나 전동 모터로 사출 실린더 내의 피스톤을 작동시켜 스크류를 누른다.
사출장치에서 용융수지를 금형 내 캐비티에 사출하여 성형품(P)을 꺼내기까지 사출공정과 보압공정을 거친다. 사출공정은 용융수지를 사출금형(10)에 주입하는 공정으로, 사출 속도나 사출 압력을 제어하여 용융수지를 사출금형(10) 내에 충전한다.
보압공정은 충전된 사출금형(10) 내의 수지를 압축하는 공정이다. 상술한 형체결장치 및 사출장치의 기술은 본 발명의 주요한 기술이 아니므로, 이하에서 본 발명을 설명하는데 있어 형체결장치 및 사출장치의 구조 및 작동관계는 최소화하여 설명하고자 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 금형(100)은 엠보패널(110), 지지부(120) 및 냉각부(130)를 포함하여 구성된다.
엠보패널(110)은 캐비티의 한쪽 면을 형성하는 구성으로서, 캐비티를 향하는 면에 엠보 패턴(EP)이 형성된다. 엠보 패턴(EP)은 기계적 절삭 가공, 화학적 부식 등의 방법에 의해 형성될 수 있다. 화학적 부식에 의한 엠보 패턴(EP)의 형성은 대한민국 공개특허공보 제2015-0079298호에 개시된 바와 같이 널리 공지된 기술이다.
엠보패널(110)은 '일정 정도' 탄성 변형(휨 변형, 비틀림 변형) 가능한 두께로 제작된다. 여기서 탄성 변형의 '일정 정도'는 사출물 취출시 금형의 이동에 의한 성형품(P) 표면의 긁힘현상이 회피될 수 있는 정도를 의미한다. 따라서 '일정 정도'는 엠보 패턴(EP)의 형태 및 깊이, 성형품(P)의 형태 및 크기, 성형품(P)의 탄성계수 등에 종속하여 유동적으로 조정될 수 있는 값으로 이해되어야 한다.
일 예로, 탄성 변형의 '일정 정도'는, 차량의 인스트루먼트 패널을 기준으로 하면, 엠보패널(110)의 대략 중간 부분을 기준으로 가장자리 부분이 위쪽으로 수 mm 정도 유동할 수 있는 정도로 이해될 수 있다. 도 4는 인스트루먼트 패널의 B 부분이 코어(210)에 결합된 상태에서 A 부분 및 C 부분이 수 mm 들린 형태로 탄성 변형(휨 변형, 비틀림 변형)된 상태를 도시하고 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 지지부(120)는 캐비티와 반대쪽에서 엠보패널(110)을 지지하는 구성으로서, 자체 강성에 의해 용융수지의 압력에 의한 엠보패널(110)의 변형을 방지한다. 지지부(120)와 엠보패널(110)을 일체로 제조하면, 종래 고정측형과 실질적으로 동일한 구조를 형성할 수 있다. 러너(N)는 지지부(120)와 엠보패널(110)을 관통하여 캐비티에 도달하는 것으로 이해되어야 한다.
지지부(120)에는 엠보패널(110)에 열에너지를 공급하는 복수의 열선(W)이 설치된다. 복수의 열선(W)은 엠보패널(110)의 위쪽에 전체적으로 분산배치되어 배치된다. 엠보패널(110)은 복수의 열선(W)에서 공급되는 열에너지에 의해 전체적으로 일정한 온도로 가열된다.
지지부(120)에는 복수의 열선(W)이 삽입되는 복수의 구멍이 형성되고, 열선(W)은 캐비티의 표면으로부터 균일한 거리, 균일한 간격으로 구멍에 삽입된다. 엠보패널(110)은 열선(W)의 열에너지에 의해 사출과정에서 용융수지의 유리 전이온도(Tg) 이상으로 표면온도를 유지하며, 사출금형(10) 내 용융수지의 유동성과 전사성이 향상된다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 냉각부(130)는 엠보패널(110)의 열에너지를 흡수하는 구성으로서, 엠보패널(110)과 반대쪽에서 지지부(120)와 선택적으로 밀착된다. 냉각부(130)는 로드(R)의 이동을 통해 지지부(120)와 밀착되거나 지지부(120)와 이격된다. 로드(R)는 유압실린더의 피스톤에 연결될 수 있다. 즉, 지지부(120)에 연결된 로드(R)는 사출장치에 결합되어 고정된 것으로, 냉각부(130)에 연결된 로드(R)는 유압실린더의 피스톤에 연결되어 이동하는 것으로 이해되어야 한다.
냉각부(130)에는 냉매(C)가 흐르는 복수의 구멍이 형성된다. 냉각부(130)가 지지부(120)와 밀착된 상태에서, 냉매(C)는 캐비티의 표면으로부터 균일한 거리, 균일한 간격으로 가공된 구멍을 흐르며 엠보패널(110)의 열에너지를 빠르게 흡수하게 된다.
캐비티에 용융수지를 주입할 때, 사출금형(10)의 온도가 너무 낮으면 용융수지가 딱딱해져 유동성이 낮아진다. 반대로 사출금형(10)의 온도가 너무 높으면 캐비티에 충전된 후 용융수지의 냉각 시간이 지나치게 길어질 수 있다. 사출금형(10)의 냉매(C)로서 캐비티의 표면 온도가 20∼40℃ 정도라면 냉각수, 40∼90℃ 정도라면 온수, 90∼150℃ 정도라면 냉각유를 사용할 수 있다.
도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 변형유닛(300)은 지지부(120)와 제2 금형(200)이 서로 멀어질 때 엠보패널(110)의 탄성 변형을 유도하는 구성으로서, 연결부재(310) 및 결합부재(320)를 포함하여 구성된다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 연결부재(310)는 지지부(120)와 엠보패널(110)을 연결하는 구성으로서, 복수로 구비되어 지지부(120)와 엠보패널(110)을 연결한다. 연결부재(310)는 연결바(311) 및 탄성부재(312)를 포함하여 구성된다. 지지부(120)에는 연결바(311)가 삽입되는 삽입홈(121)이 형성된다.
연결바(311)는 엠보패널(110)에서 지지부(120) 쪽으로 돌출된 구성으로, 돌출된 부분이 삽입홈(121)에 삽입된다. 연결바(311)는 글자 그대로 바(bar) 형태를 이룬다. 연결바(311)의 단부에는 헤드(D)가 형성된다.
삽입홈(121) 내에는 지지부(120)와 엠보패널(110)이 멀어질 때 헤드(D)가 걸리는 걸림부(122)가 형성된다. 연결바(311)는, 헤드(D)가 걸림부(122)에 걸림으로써 지지부(120)와 엠보패널(110) 간 이격간격의 한계를 형성한다.
탄성부재(312)는 삽입홈(121) 내에서 엠보패널(110)과 지지부(120)를 밀착시키는 힘을 형성하는 구성으로서, 압축스프링으로 구비될 수 있다. 탄성부재(312)는 (엠보패널(110)과 지지부(120)가 밀착되도록) 헤드(D)를 엠보패널(110)과 반대쪽으로 미는 힘을 형성한다. 도 1을 참조하면, 엠보패널(110)과 지지부(120)는, 결합부재(320)가 결합부(111)에 결합되지 않은 상태에서는 탄성부재(312)의 탄성 회복력에 의해 서로 밀착된다.
결합부재(320)는 제2 금형(200)과 결합부(111) 간 상대유동을 선택적으로 차단하는 구성으로서, 엠보패널(110)에는 결합부재(320)가 결합되는 결합부(111)가 형성된다. 결합부재(320)는 코어(210)를 관통하여 결합부(111)에 결합된다.
도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 사출금형(10)이 닫히면, 코어(210)와 엠보패널(110)은 성형품(P)에서 홀이 형성된 부분에서 서로 밀착된다. 따라서, 결합부(111)는 성형품(P)에서 홀이 형성된 부분에 형성된다. 결합부(111)에는 암나사부가 형성되고, 결합부재(320)의 단부에는 수나사부가 형성된다. 결합부재(320)는 제2 금형(200)에서 선택적으로 돌출되어 암나사부에 나사결합된다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 엠보 패턴 다양화 구현형 사출금형(10)의 사용상태를 설명하고자 한다. 상술한 사출금형(10)의 구성들은 사용상태의 설명을 통해 보다 구체적으로 이해될 수 있다. 도 1은 형닫기 공정을 나타내고, 도 2 및 도 3은 형체결 공정을 나타낸다. 도 4는 형열기 공정을 나타내고, 도 8은 이젝트 공정을 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 형체결장치를 통해 가동측형 즉, 제2 금형(200)을 이동시켜 사출금형(10)을 닫게 된다. 상술한 바와 같이, 탄성부재(312)는 헤드(D)를 엠보패널(110)과 반대쪽으로 미는 힘을 형성한다. 따라서, 엠보패널(110)과 지지부(120)는 탄성부재(312)의 탄성 회복력에 의해 서로 밀착되어 있다. 형닫기 공정에서 엠보패널(110)은 이미 복수의 열선(W)에서 공급되는 열에너지에 의해 전체적으로 일정한 온도로 가열된다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 형닫기 공정이 완료되면, 형체결 공정이 개시된다. 형체결 공정에서 가동측형이 체결되면, 용융수지는 러너(N)를 통해 캐비티 내로 충전된다. 자세하게 도시되지는 않았으나, 결합부재(320)는, 용융수지가 러너(N)를 통해 캐비티 내로 충전되기 이전에 코어(210) 내에서 상승하여 결합부(111)에 나사결합된다.
한편, 가동측형의 체결이 완료되면, 냉각부(130)는 (용융수지가 러너(N)를 통해 캐비티 내로 충전되는 과정에서) 엠보패널(110)과 반대쪽에서 지지부(120)와 밀착되어 엠보패널(110)의 열에너지를 점진적으로 흡수할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 캐비티에 용융수지를 충전하여 냉각 및 고화하면, 형열기 공정에서 성형품(P)을 취출하기 위해 사출금형(10)을 연다. 형체결 공정에서 사출금형(10)을 강하게 체결하고 있었기 때문에 가동측형을 급속하게 열면 쇼크가 발생하여 사출금형(10)이 손상될 수 있다. 따라서, 형열기 공정의 초반에는 가동측형을 천천히 이동시키게 된다. 도 4는 가동측형을 수 mm 이동시킨 상태를 나타내고 있다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 형열기 공정의 초반에는 결합부재(320)가 제2 금형(200)과 결합부(111) 간 상대유동을 차단한 상태에서 지지부(120)와 제2 금형(200)이 서로 멀어진다. 따라서, 형열기 공정의 초반에 엠보패널(110)은 복수의 연결부재(310)에 의해 가장자리 부분부터 성형품(P)에서 먼저 이격되는 형태로 탄성 변형하게 된다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 연결바(311)는, 지지부(120)와 코어(210)가 서로 멀어질 때 (헤드(D)가 걸림부(122)에 걸릴 때까지) 삽입홈(121) 내에서 슬라이드 이동하게 된다. 이때, 탄성부재(312)는 압축되어 엠보패널(110)과 지지부(120)를 밀착시키는 회복력이 증가된다.
등록특허공보 제1905993호는, 외관 표면에 엠보가 형성된 내장재를 사출 성형하여 제조함에 있어서 긁힘이 발생할 수 있는 오목부의 곡률과 구배 사이의 관계를 나타내는 수식 정보를 이용해 긁힘을 방지할 수 있는 최적화된 제품 형상을 설정하여 제조함으로써, 성형 후 제품 취출을 위해 이동하는 금형과의 접촉으로 인하여 엠보가 형성된 외관 표면에 발생할 수 있는 긁힘(scratch) 현상을 방지할 수 있는 이점이 있다.
그러나 등록특허공보 제1905993호는, 3D 그래픽 샘플 모델을 제작하고, 금형을 이용하여 샘플을 시험적으로 사출 성형한 후, 사출 성형된 샘플에서 오픈 시 이동한 금형과의 접촉으로 인한 긁힘 발생 위치 정보를 취득하고, 내장재의 오목부 내 긁힘이 발생할 수 있는 한계각도를 결정함에 따라, 엠보 패턴의 형태 및 깊이가 긁힘이 없는 수준으로 극도로 제한되므로, 엠보 패턴을 자유로운 형태와 깊이로 형성할 수 없는 문제가 있었다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엠보 패턴 다양화 구현형 사출금형(10)은, 엠보패널(110)이, 지지부(120)와 제2 금형(200)이 서로 멀어질 때 변형유닛(300)에 의해 탄성 변형되되, 엠보 패턴(EP)에 의한 성형품(P)의 긁힘이 감소하는 형태로 탄성 변형함으로써, 상술한 종래기술의 문제점을 해결하게 된다. 이하에서는 본 발명의 용이한 이해를 위해 엠보 패턴(EP)이 형성되는 엠보패널(110)의 면을 '엠보면'으로 지칭하고자 한다.
사출 성형품(P)은 판재가 아닌 이상 일반적으로 다양한 곡면을 형성한다. 따라서, 결합부(111)를 엠보 패턴(EP)에 의한 성형품(P)의 긁힘이 없는(적은) 부분에서 엠보패널(110)에 형성하면(즉, 결합부(111)를 엠보면의 법선방향이 제2 금형(200)의 이동방향과 대체로 나란한 부분에서 엠보패널(110)에 형성하면), 엠보패널(110)이 엠보 패턴(EP)에 의한 성형품(P)의 긁힘이 심한 부분부터(즉, 엠보면의 법선방향이 제2 금형(200)의 이동방향과 경사진 부분부터) 휨 변형에 의해 엠보면의 법선방향과 대체로 나란한 방향으로 성형품(P)에서 먼저 이격됨으로써, 엠보 패턴(EP)에 의한 성형품(P)의 긁힘이 최소화 내지 방지되는 이점이 있다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 연결바(311)는, 지지부(120)와 코어(210)가 서로 멀어질 때 (헤드(D)가 걸림부(122)에 걸릴 때까지) 삽입홈(121) 내에서 슬라이드 이동한 상태가 된다. 이후, 도 6에 도시된 상태에서 결합부재(320)가 회전하여 결합부(111)와의 나사결합이 해제되고, 엠보패널(110)과 지지부(120)는 탄성부재(312)의 탄성 회복력에 의해 서로 밀착(도 8 참조)된다. 도 8에서 도시된 바와 같이, 사출금형(10)을 다 열면, 이젝트 공정에서 제2 금형(200)에 부착한 성형품(P)을 밀어내어 금형에서 떼어낸다.
본 발명에 의하면, 엠보패널은, 지지부와 제2 금형이 서로 멀어질 때 변형유닛에 의해 탄성 변형되되, 엠보 패턴에 의한 성형품의 긁힘이 감소하는 형태로 탄성 변형됨으로써, 엠보 패턴을 자유로운 형태와 깊이로 형성하더라도 사출물 취출시 금형의 이동에 의한 긁힘현상이 방지되도록 이루어지는 엠보 패턴 다양화 구현형 사출금형을 제공할 수 있게 된다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10 : 사출금형
100 : 제1 금형 200 : 제2 금형
110 : 엠보패널 210 : 코어
EP : 엠보 패턴 300 : 변형유닛
111 : 결합부 310 : 연결부재
120 : 지지부 311 : 연결바
121 : 삽입홈 312 : 탄성부재
122 : 걸림부 D : 헤드
W : 열선 320 : 결합부재
130 : 냉각부 R : 용융수지
C : 냉매 P : 성형품
N : 러너
R : 로드

Claims (5)

  1. 캐비티에 용융수지를 충전하고 굳혀 성형품을 생산하는데 사용되는 사출금형으로서, 서로 합쳐져서 상기 캐비티를 형성하는 제1 금형과 제2 금형을 포함하고,
    상기 제1 금형은,
    상기 캐비티의 한쪽 면을 형성하고, 엠보 패턴이 형성된 엠보패널; 및
    상기 캐비티와 반대쪽에서 상기 엠보패널을 지지하는 지지부를 포함하고,
    상기 엠보패널은, 상기 지지부와 상기 제2 금형이 서로 멀어질 때 변형유닛에 의해 탄성 변형되되, 상기 엠보 패턴에 의한 상기 성형품의 긁힘이 감소하는 형태로 탄성 변형되며,
    상기 엠보패널에는 결합부가 형성되고,
    상기 변형유닛은,
    상기 지지부와 상기 엠보패널을 연결하고, 상기 지지부와 상기 엠보패널 간 이격간격의 한계를 형성하는 복수의 연결부재; 및
    상기 제2 금형과 상기 결합부 간 상대유동을 선택적으로 차단하는 결합부재를 포함하고,
    상기 결합부재가 상기 제2 금형과 상기 결합부 간 상대유동을 차단한 상태에서 상기 지지부와 상기 제2 금형이 서로 멀어지면, 상기 복수의 연결부재에 의해 상기 엠보패널이 탄성 변형되는 것을 특징으로 하는 엠보 패턴 다양화 구현형 사출금형.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결부재는,
    상기 엠보패널에서 돌출되고, 상기 지지부에 형성된 삽입홈에 삽입된 연결바; 및
    상기 엠보패널과 상기 지지부가 밀착되도록 상기 연결바의 헤드를 미는 탄성부재를 포함하고,
    상기 삽입홈에는, 상기 지지부와 상기 엠보패널 간 이격간격의 한계를 형성하도록 상기 헤드가 걸리는 걸림부가 형성된 것을 특징으로 하는 엠보 패턴 다양화 구현형 사출금형.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 결합부에는 암나사부가 형성되고,
    상기 결합부재는 상기 제2 금형에서 선택적으로 돌출되어 상기 암나사부에 나사결합되는 것을 특징으로 하는 엠보 패턴 다양화 구현형 사출금형.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 지지부에는 상기 엠보패널에 열에너지를 공급하는 열선이 설치되고,
    상기 제1 금형은,
    상기 엠보패널과 반대쪽에서 상기 지지부와 선택적으로 밀착되고, 냉매가 흐르는 냉각부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엠보 패턴 다양화 구현형 사출금형.
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KR20080013648A (ko) * 2006-08-08 2008-02-13 하창완 사출성형용 금형의 너트지지장치
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