KR102084964B1 - 3d forming film production device with foaming film identification function and method for manufacturing 3d forming film using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 금형 식별 기능을 구비한 3D 포밍필름 제조 장치 및 이를 이용한 3D 포밍필름 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 부피가변체를 이용하여 균일한 압력으로 성형을 수행함으로써, 언더컷 부위 성형을 가능하도록 하고, 포밍필름의 두께 편차를 감소시켜, 3D성형된 포밍필름의 품질을 향상시키고, 인증되지 않은 포밍필름 또는 금형 사용 시 이를 확인할 수 있는 3D 포밍필름 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a 3D forming film manufacturing apparatus having a mold identification function and a 3D forming film manufacturing method using the same, and more particularly, by performing the molding at a uniform pressure by using a volume variable body, forming an undercut portion The present invention relates to a 3D forming film manufacturing apparatus and method which enables to reduce the thickness variation of the forming film, improves the quality of the 3D molded forming film, and can confirm this when using an unformed forming film or mold.
포밍필름은 주로 고분자 물질로 형성되는데, 종래기술에 의해 포밍필름에 대한 성형을 수행하는 경우, 포밍필름의 스프링백 현상 발생으로 성형 범위의 한계가 있고, 3D 형상으로 포밍필름을 성형 시, 열주름이 발생하거나 성형 손상이 발생하는 문제가 있다.Forming film is mainly formed of a polymer material, when forming the forming film according to the prior art, there is a limit of the forming range due to the springback phenomenon of the forming film, heat wrinkles when forming the forming film in 3D shape There is a problem that occurs or molding damage occurs.
그리고, 종래기술의 성형 방법에 있어서, 핫프레스를 이용하는 경우, 포밍필름의 언더컷 부위에 대한 성형이 불가능하고, 열에 의한 변형 또는 성형 후 두께 편차가 발생할 수 있다. 또한, 포밍필름의 틀어짐도 발생하며, 포밍필름의 틀어짐 방지와 핀트 조정을 위해 이용하는 포밍필름 주위 핀홀로 인해 성형 후의 포밍필름에 추가 커팅 공정이 필요한 문제가 있다.And, in the molding method of the prior art, in the case of using a hot press, molding to the undercut portion of the forming film is impossible, and deformation by heat or thickness variation after molding may occur. In addition, distortion of the forming film also occurs, and due to pinholes around the forming film used for preventing distortion of the forming film and adjusting the pint, there is a problem in that the forming film after molding requires a further cutting process.
종래기술의 성형 방법에 있어서, 리블링 성형의 경우, 공기만으로 포밍필름을 연신시킴으로써, 성형 시 포밍필름에 백화현상이 발생하는 문제가 있다.In the molding method of the prior art, in the case of ribbling molding, there is a problem that whitening occurs in the forming film during molding by stretching the forming film with air only.
그리고, 종래기술의 장치에서는, 정해지지 않은 포밍필름 또는 금형을 이용하여 제조 수행 시, 해당 포밍필름과 금형을 확인할 수 없다는 문제가 있다.In the prior art apparatus, there is a problem in that the forming film and the mold cannot be identified when manufacturing is performed using an undefined foaming film or mold.
대한민국 출원특허 제10-2018-0134650호(발명의 명칭: 3D 포밍필름 제조 장치 및 이를 이용한 3D 포밍필름 제조 방법)에서는, 포밍필름을 성형하는 금형; 상기 금형과 대응되도록 위치하며, 상기 금형과의 이격된 거리가 가변하는 프레스헤드부; 및 상기 프레스헤드부와 결합하고, 탄성을 구비하여 상기 프레스헤드부에 의한 유체 유입출로 부피가 가변하는 부피가변체;를 포함하고, 상기 부피가변체는, 상기 부피가변체의 부피 변화에 따라 상기 금형에 위치한 상기 포밍필름과 접촉하고 상기 포밍필름에 가압을 수행하여, 상기 포밍필름이 3D 형상으로 성형되는 것을 특징으로 하는 3D 포밍필름 제조 장치가 개시되어 있다.Korean Patent Application No. 10-2018-0134650 (name of the invention: 3D forming film manufacturing apparatus and 3D forming film manufacturing method using the same), a mold for forming a forming film; A press head part positioned to correspond to the mold and having a distance from the mold being variable; And a volume variable body coupled to the press head unit and having elasticity, the volume variable body having a variable volume by fluid inflow and outflow by the press head unit, wherein the volume variable body is formed according to a volume change of the volume variable body. Disclosed is a 3D forming film manufacturing apparatus characterized in that the forming film is formed into a 3D shape by contacting the forming film located in the mold and pressurizing the forming film.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 종래기술의 성형 방법으로는 구현하기 용이하지 않은 언더컷 부위 성형을 가능하도록 하는 것이다. An object of the present invention for solving the above problems is to enable the molding of the undercut portion that is not easy to implement by the prior art molding method.
또한, 본 발명의 목적은, 포밍필름의 곡면 부위 등에 열주름이 방지되도록 하는 것이다.In addition, an object of the present invention is to prevent heat wrinkles, such as curved portions of the forming film.
또한, 본 발명의 목적은, 포밍필름의 두께 편차를 감소시키는 것이다.In addition, an object of the present invention is to reduce the thickness variation of the forming film.
또한, 본 발명의 목적은, 포밍필름에 대한 성형 중, 포밍필름의 틀어짐을 방지하고, 성형 후의 추가 커팅 공정을 제외시키는 것이다.It is also an object of the present invention to prevent distortion of the forming film during molding to the forming film, and to exclude additional cutting steps after molding.
또한, 본 발명의 목적은, 포밍필름에 대한 성형 시, 포밍필름의 연신에 의한 백화현상을 방지하는 것이다.In addition, it is an object of the present invention, to prevent whitening due to the stretching of the forming film during molding to the forming film.
그리고, 본 발명의 목적은, 인증되지 않은 금형 사용 시 이를 확인할 수 있는 제조 장치를 제공하는 것이다.And, it is an object of the present invention to provide a manufacturing apparatus that can confirm this when using a mold that is not certified.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problem mentioned above, and other technical problems not mentioned above may be clearly understood by those skilled in the art from the following description. There will be.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 포밍필름을 성형하고, 일 부위에 복수 개의 요철 형상으로 형성되는 표식부를 구비하는 금형; 상기 금형과 대응되도록 위치하며, 상기 금형과의 이격된 거리가 가변하는 프레스헤드부; 상기 프레스헤드부와 결합하고, 탄성을 구비하여 상기 프레스헤드부에 의한 유체 유입출로 부피가 가변하며, 부피를 변화시켜 상기 금형에 위치한 상기 포밍필름과 접촉하여 상기 포밍필름에 가압을 수행함으로써, 상기 포밍필름이 3D 형상으로 성형되도록 하는 부피가변체; 및 상기 표식부에 레이저를 조사하고 반사된 레이저를 수집하여 상기 표식부에 대한 분석을 수행하는 금형식별부;를 포함한다.The constitution of the present invention for achieving the above object, a mold for forming a forming film, and having a mark portion formed in a plurality of irregularities in one portion; A press head part positioned to correspond to the mold and having a distance from the mold being variable; Combining with the press head portion, and having elasticity to vary the volume by the fluid inflow and outflow by the press head portion, by changing the volume to contact the forming film located in the mold to pressurize the forming film, A volume variable to allow the forming film to be molded into a 3D shape; And a mold identification unit for irradiating a laser to the marker and collecting the reflected laser to perform analysis on the marker.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 금형식별부는 반사된 레이저를 감지하는 레이저수신체를 구비할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the mold identification unit may include a laser receiver for detecting the reflected laser.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 레이저수신체의 출력전압에 대한 신호를 수집하고 그래프를 생성하는 데이터처리부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the method may further include a data processor which collects a signal of an output voltage of the laser receiver and generates a graph.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 프레스헤드부는, 외부로부터 전달 받은 유체를 상기 부피가변체로 유입시키거나, 또는 상기 부피가변체 내 유체를 유출시키는 유체제어기를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the press head unit may include a fluid controller for introducing a fluid received from the outside into the volume variable, or outflow the fluid in the volume variable.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 프레스헤드부는, 프레스프레임, 상기 프레스프레임과 결합하고, 상하 직선운동을 수행하는 상하이동체, 상기 상하이동체와 결합하는 프레스모터, 일단이 상기 프레스모터와 결합하며 타단이 상기 유체제어기의 상부와 결합하고, 상기 프레스프레임과 나사 결합하여, 회전 운동과 상하 직선운동을 수행하는 스크류축 및 상부가 상기 유체제어기와 결합하고, 하부가 상기 부피가변체와 결합하는 프레스헤드를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the press head portion, the press frame, the Shanghai fuselage coupled to the press frame, performs a vertical linear movement, the press motor coupled to the Shanghai fuselage, one end is coupled to the press motor and the other end A screw head coupled to an upper portion of the fluid controller, screwed to the press frame, a screw shaft for performing a rotary motion and a vertical linear motion, and a press head coupled to the fluid controller, and a lower portion coupled to the volume variable body. It may further include.
본 발명의 실시 예에 있어서, 흡착력을 이용하여 상기 포밍필름을 고정시키는 흡착배드를 구비하며, 상기 포밍필름을 정렬시키는 필름정렬부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the adsorption bed for fixing the forming film by using the adsorption force, and may further include a film alignment unit for aligning the forming film.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 포밍필름을 상기 필름정렬부로 이송시키는 픽업부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, it may further include a pickup for transferring the forming film to the film alignment.
본 발명의 실시 예에 있어서, 성형 후의 상기 포밍필름을 이동시키고, 상기 금형에서 성형 후의 상기 포밍필름에 대한 냉각을 수행하는 픽업냉각부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, it may further include a pickup cooling unit for moving the forming film after molding, and performing cooling of the forming film after molding in the mold.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 금형에 인접하도록 설치되고, 상기 포밍필름이 상기 금형에 위치하는 경우, 상기 포밍필름을 고정 지지하는 클램프부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, provided to be adjacent to the mold, when the forming film is located in the mold, it may further include a clamp unit for holding and supporting the forming film.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 금형의 하부에 위치하고 상기 금형을 가열시키는 히팅부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present disclosure, the heating unit may further include a heating unit positioned below the mold to heat the mold.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 금형 또는 상기 프레스헤드부의 일측에 연결되어, 상기 금형 또는 상기 프레스헤드부의 상하 위치를 조절하는 높이조절부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the mold or the press head portion is connected to one side, it may further include a height adjusting unit for adjusting the up and down position of the mold or the press head portion.
본 발명의 실시 예에 있어서, 타발된 상기 포밍필름이 이동하여 취합되는 제1취합부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the punching film may further include a first collecting unit which is collected by moving.
본 발명의 실시 예에 있어서, 성형 후의 상기 포밍필름이 이동하여 취합되는 제2취합부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the forming film after molding may further include a second collecting unit which is collected by moving.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 부피가변체는, 상기 포밍필름과의 접촉 전 일부 유체가 유입되어 부분 팽창한 후 상기 포밍필름과 접촉하고, 상기 포밍필름과의 접촉 후 잔여 유체가 유입되어 팽창함으로써 상기 금형 및 포밍필름의 굴곡된 부위를 가압 및 3D 성형하도록 이루어질 수 있다.In an embodiment of the present invention, the volume variable body is partially inflated by contact with the forming film and partially expanded after contact with the forming film, and after contact with the forming film, residual fluid flows by contact with the forming film. As a result, the curved portions of the mold and the forming film may be pressurized and 3D molded.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 제작대상에 대한 3D 형상 데이터를 마련하고, 3D 형상 데이터를 2D 데이터로 변환하는 제1단계; 상기 2D데이터에 의해 원자재 필름이 타발되어 형성된 상기 포밍필름이 제1픽업기에 의해 제1취합부로부터 흡착배드로 이송되는 제2단계; 상기 흡착배드 상 상기 포밍필름이 필름정렬부에서 정렬되는 제3단계; 상기 금형식별부가 상기 금형에 대한 분석을 수행하는 제4단계; 상기 제1픽업기에 의해 상기 포밍필름이 상기 금형 상으로 이송되는 제5단계; 상기 부피가변체의 부피가 증가하고, 상기 프레스헤드가 하강하여 상기 부피가변체가 상기 히팅부에 의해 가열된 상기 금형 상의 상기 포밍필름을 가압하여 상기 포밍필름이 성형되는 제6단계; 상기 부피가변체의 부피가 감소하면서 상기 프레스헤드가 상승하고, 제2픽업기가 상기 금형 상으로 이동하여 성형 후의 상기 포밍필름을 냉각시키는 제7단계; 및 상기 제2픽업기가 성형 후의 상기 포밍필름을 상기 금형으로부터 상기 제2취합부로 이동시키는 제8단계;를 포함한다.The configuration of the present invention for achieving the above object, the first step of providing 3D shape data for the production target, and converts the 3D shape data to 2D data; A second step in which the forming film formed by punching out the raw material film by the 2D data is transferred from the first collecting part to the adsorption bed by a first pick-up machine; A third step of aligning the forming film on the adsorption bed in a film alignment unit; A fourth step of performing the analysis on the mold by the mold identification unit; A fifth step of transferring the forming film onto the mold by the first pick-up machine; A sixth step of forming the foaming film by increasing the volume of the volume variable, pressing the foaming film on the mold heated by the heating unit by lowering the press head; A seventh step of raising the press head while reducing the volume of the volume variable, and moving a second pick-up onto the mold to cool the forming film after molding; And an eighth step of moving the forming film after molding from the mold to the second collecting unit.
상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 포밍필름의 물성에 따라 스프링백 값을 상쇄한 금형을 사용함으로써, 다양한 굴곡 형상을 가지는 3D형상에 적합한 포밍필름을 용이하게 성형할 수 있다는 것이다.The effect of the present invention according to the configuration as described above, by using a mold offset the springback value according to the physical properties of the forming film, it is possible to easily form a forming film suitable for 3D shapes having a variety of bending shapes.
또한, 본 발명의 효과는, 부피가변체를 이용하여 균일한 압력으로 성형을 수행함으로써, 언더컷 부위 성형이 가능하다는 것이다.In addition, the effect of the present invention is that the molding of the undercut portion is possible by performing the molding at a uniform pressure using the volume variable body.
또한, 본 발명의 효과는, 포밍필름의 곡면 부위 등에 열주름이 방지될 수 있다는 것이다.In addition, the effect of the present invention, heat wrinkles and the like can be prevented in the curved portion of the forming film.
또한, 본 발명의 효과는, 포밍필름의 두께 편차를 감소시켜, 성형 후의 포밍필름의 품질을 향상시키는 것이다.In addition, the effect of the present invention is to reduce the thickness variation of the forming film, to improve the quality of the forming film after molding.
또한, 본 발명의 효과는, 포밍필름의 틀어짐을 방지하고, 성형 후의 추가 커팅 공정을 제외시키며, 필름의 고정을 위해 필름에 형성된 핀홀을 제외시켜, 불량률이 저하되고, 생산성이 향상된다는 것이다.In addition, the effect of the present invention is to prevent distortion of the forming film, to exclude the additional cutting process after molding, to exclude the pinhole formed in the film for fixing the film, the defect rate is lowered, productivity is improved.
또한, 본 발명의 효과는, 부피가변체에 의해 성형 시 적절한 온도, 압력, 시간 등을 조절할 수 있으므로, 포밍필름에 대한 성형 시, 포밍필름의 연신에 의한 백화현상을 방지할 수 있다는 것이다.In addition, the effect of the present invention, it is possible to control the appropriate temperature, pressure, time, etc. during molding by the volume variable body, it is possible to prevent the whitening phenomenon by stretching of the forming film, when molding for the forming film.
그리고, 본 발명의 효과는, 초음파를 이용하여 포밍필름을 식별하고, 레이저를 이용하여 금형을 식별함으로써, 인증되지 않은 금형 사용 시 이를 확인하여 조치를 취할 수 있다는 것이다.And, the effect of the present invention, by identifying the forming film using ultrasonic waves, by using a laser to identify the mold, it is possible to take action by checking this when using a non-certified mold.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above-described effects, but should be understood to include all the effects deduced from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 장치의 우측면도이다.
도 4는 본 발명이 일 실시 예에 따른 프레스헤드부의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 프레스헤드부의 평면도와 우측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 클램프부의 평면도와 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 픽업부의 우측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 픽업부의 평면도와 정면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 필름정렬부의 정면도와 우측면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 필름정렬부의 평면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 픽업냉각부의 정면도와 우측면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 픽업냉각부의 평면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1취합부의 정면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1취합부의 평면도와 우측면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2취합부의 정면도이다.
도 16 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2취합부의 평면도 및 우측면도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 초음파분석부의 평면도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 초음파분석부의 측면도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 초음파분석부에 의해 생성된 신호의 그래프이다.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 금형과 금형식별부의 모식도이다.
도 21 내지 도 24 각각은 본 발명의 일 실시 예에 따른 초음파분석부와 금형식별부에 의해 생성된 신호가 합산된 그래프이다.1 is a front view of a manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view of a manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a right side view of the manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a front view of a press head unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a plan view and a right side view of the press head unit according to an embodiment of the present invention.
6 is a plan view and a front view of the clamp unit according to an embodiment of the present invention.
7 is a right side view of the pickup unit according to an exemplary embodiment.
8 is a plan view and a front view of the pickup unit according to an embodiment of the present invention.
9 is a front view and a right side view of the film alignment unit according to an embodiment of the present invention.
10 is a plan view of a film alignment unit according to an embodiment of the present invention.
11 is a front view and a right side view of the pickup cooling unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
12 is a plan view of the pickup cooling unit according to an embodiment of the present invention.
13 is a front view of the first collecting unit according to an embodiment of the present invention.
14 is a plan view and a right side view of the first collecting unit according to an embodiment of the present invention.
15 is a front view of a second collecting unit according to an embodiment of the present invention.
16 is a plan view and a right side view of the second collecting unit according to an embodiment of the present invention.
17 is a plan view of the ultrasonic analyzer according to an embodiment of the present invention.
18 is a side view of the ultrasonic analyzer according to an embodiment of the present invention.
19 is a graph of signals generated by the ultrasonic analyzer according to an embodiment of the present invention.
20 is a schematic view of a mold and a mold identification unit according to an embodiment of the present invention.
21 to 24 are graphs in which signals generated by the ultrasonic analyzer and the mold identifier are summed according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, coupled) with another part, it is not only" directly connected "but also" indirectly connected "with another member in between. "Includes the case. In addition, when a part is said to "include" a certain component, it means that it may further include other components, without excluding the other components unless otherwise stated.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 장치의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 장치의 평면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 장치의 우측면도이다. 그리고, 도 4는 본 발명이 일 실시 예에 따른 프레스헤드부(100)의 정면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 프레스헤드부(100)의 평면도와 우측면도이다. 여기서, 도 5의 (a)는 프레스헤드부(100)의 평면도이고, 도 5의 (b)는 프레스헤드부(100)의 우측면도이다.1 is a front view of a manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of a manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a right side view of the manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. to be. 4 is a front view of the
도 1 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제조 장치는, 포밍필름을 성형하는 금형(220); 상기 금형(220)과 대응되도록 위치하며, 상기 금형(220)과의 이격된 거리가 가변하는 프레스헤드부(100); 및 프레스헤드부(100)와 결합하고, 탄성을 구비하여 프레스헤드부(100)에 의한 유체 유입출로 부피가 가변하는 부피가변체(210);를 포함한다. 그리고, 부피가변체(210)는, 부피가변체(210)의 부피 변화에 따라 금형(220)에 위치한 포밍필름과 접촉하고 포밍필름에 가압을 수행하여 포밍필름이 3D 형상으로 성형될 수 있다.1 to 5, the manufacturing apparatus of the present invention, a
즉, 종래의 일반적인 필름의 경우 대부분 평면 형태 (평평한 판 형태)의 필름이 주로 사용되었으며, 이러한 평면 필름을 가공하기 위한 프레스 장치들은 한 방향으로만 압력을 가하도록 이루어짐으로써 필름을 성형하여 왔다.That is, in the case of the conventional general film, most of the film of the flat form (flat plate form) has been mainly used, and press devices for processing such flat films have been formed by applying pressure in only one direction.
이와 같은 종래의 프레스 장치들을 이용할 경우, 상하 또는 좌우의 직선 방향으로만 프레스 장치의 가압면이 이동하도록 이루어져 굴곡진 면을 가압할 수 없기 때문에 3D 형상의 필름을 성형할 수 없는 문제가 있었으며, 특히 최근 들어 많이 사용되고 있는 끝단이 구부러진 휴대전화의 디스플레이를 보호하기 위한 포밍필름을 일정한 곡률을 가지도록 성형하는 것이 불가능하였다.In the case of using such conventional press apparatuses, the pressurized surface of the press apparatus is moved only in the vertical direction in the vertical direction or the left and right, so that the curved surface cannot be pressurized, and thus a 3D-shaped film cannot be formed. In recent years, it has been impossible to form a forming film having a certain curvature to protect a display of a mobile phone having a bent end.
그러나, 본 발명의 3D 포밍필름 제조 장치는, 금형(220)과 맞닿는 프레스헤드부(100)의 끝단에 별도의 부피가변체(210)를 추가로 부착하고, 이러한 부피가변체(210) 내부로 유체를 유입 또는 유출하도록 제어함으로써, 종래의 프레스 장치와 같이 금형(220)의 평평한 상단을 가압하여 평면 형태의 필름을 제조할 수 있음은 물론, 끝단이 구부러진 형태의 금형 외측을 부피가변체(210)가 가압함으로써 끝단이 구부러진 3D 포밍필름을 프레싱 가공할 수 있는 특징이 있다.However, in the apparatus for manufacturing 3D forming film of the present invention, an additional volume
다양한 휴대전화 또는 디스플레이의 외형에 따라 각각 별도의 곡률을 가지는 금형을 설계하고, 금형의 구부러진 끝단의 곡률과 관계없이 부피가변체(210)가 팽창하면서 가압할 수 있으므로, 본 발명의 3D 포밍필름 제조 장치는 대상 제품 또는 금형과 무관하게 자유롭게 사용될 수 있는 장점이 있다.Designing a mold having a separate curvature according to the appearance of various mobile phones or displays, and can be pressed while expanding the volume
이와 같은 부피가변체(210)의 팽창 및 가압에 따른 3D 포밍필름 제조를 위한 상세 구성을 설명하면, 상기 금형(220) 또는 상기 프레스헤드부(100)의 일측에 연결되어, 금형(220) 또는 프레스헤드부(100)의 상하 위치를 조절하는 높이조절부를 더 포함하는데, 이러한 높이조절부의 작동에 따라 포밍필름의 성형을 용이하게 조절할 수 있다.Referring to a detailed configuration for manufacturing the 3D forming film according to the expansion and pressure of the volume
즉, 높이조절부는 금형(220) 및 프레스헤드부(100) 중 어느 하나의 상하 위치만을 조절하여 포밍필름에 압력을 가하거나 또는 금형(220)과 프레스헤드부(100) 모두의 위치를 동시에 조절하여 포밍필름에 압력을 가하도록 이루어질 수 있으며, 어느 하나로 한정될 필요는 없다. That is, the height adjusting unit adjusts only the upper and lower positions of any one of the
그리고, 프레스헤드부(100)는, 외부로부터 전달받은 유체를 부피가변체(210)로 유입시키거나, 또는, 부피가변체(210) 내 유체를 유출시키는 유체제어기(120)를 포함할 수 있다. 여기서, 프레스헤드부(100)는, 프레스프레임(160); 프레스프레임(160)과 결합하고, 상하 직선운동을 수행하는 상하이동체(140); 상하이동체(140)와 결합하는 프레스모터(150); 일단이 프레스모터(150)와 결합하며 타단이 유체제어기(120)의 상부와 결합하고, 프레스프레임(160)과 나사 결합하여, 회전 운동과 상하 직선운동을 수행하는 스크류축(130); 및 상부가 유체제어기(120)와 결합하고, 하부가 부피가변체(210)와 결합하는 프레스헤드(110);를 더 포함할 수 있다.In addition, the
따라서, 부피가변체(210)는, 포밍필름과의 접촉 전 일부 유체가 유입되어 부분 팽창한 후 포밍필름과 접촉하고, 포밍필름과의 접촉 후 잔여 유체가 유입되어 팽창함으로써 금형(220) 및 포밍필름의 굴곡된 부위를 가압 및 3D 성형하도록 이루어지는 것이 보다 바람직하다. Therefore, the volume
본 발명의 제조 장치는, 본 발명의 제조 장치 최외곽 형상을 형성하는 장치틀부(920)를 포함할 수 있다. 프레스프레임(160)은 장치틀부(920)의 중심에서 상부 방향에 위치하도록 장치틀부(920)와 결합하고, 프레스프레임(160)은 상하방향으로 이동하는 상하이동체(140)와 결합하여 상하이동체(140)를 가이드하는 제1가이드축(161), 제2가이드축(162), 제3가이드축(163) 및 제4가이드축(164)을 구비할 수 있다. 여기서, 제1가이드축(161) 내지 제4가이드축(164)은, 봉의 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The manufacturing apparatus of this invention can include the
유체제어기(120)는, 본 발명의 제조 장치의 외부에 형성되는 펌프와 연결되며, 펌프는 유체제어기(120)로 유체를 가압 공급하거나 유체제어기(120)에 유체 흡입력을 제공할 수 있다. 여기서, 유체는 공기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 유체제어기(120)는 유체제어밸브를 구비할 수 있다. 펌프가 유체제어기(120)로 유체를 가압 공급하는 경우, 유체제어밸브가 개방되면서 부피가변체(210)로 유체를 유입시켜 부피가변체(210)의 부피가 증가할 수 있다. 여기서, 부피가변체(210)가 미리 설정된 부피로 가변하면 유체제어밸브가 폐쇄되어 부피 증가한 부피가변체(210)의 형태가 유지될 수 있다. 그리고, 펌프가 유체제어기(120)에 유체 흡입력을 제공하는 경우, 유체제어밸브가 개방되면서 펌프로 유체를 유출시켜 부피가변체(210)의 부피가 감소할 수 있다.The
프레스헤드부(100)는, 프레스프레임(160)과 고정 결합하고, 내측면에 암나사산이 형성된 스크류가이드체(165)를 더 구비할 수 있다. 여기서, 스크류축(130)은 외측면에 수나사산이 형성될 수 있고, 스크류축(130)과 스크류가이드체(165)가 결합할 수 있다. 그리고, 프레스모터(150)와 결합한 스크류축(130)의 회전 방향에 따라 스크류축(130)은 상하 직선운동을 수행하고, 이에 따라, 프레스모터(150)가 상하 직선운동을 수행함으로써, 프레스모터(150)와 결합한 상하이동체(140)가 상하 직선운동을 수행할 수 있다. 또한, 스크류축(130)의 상하 직선운동에 따라 유체제어기(120)와 프레스헤드(110)가 상하 직선운동을 수행할 수 있다.The
프레스헤드부(100)는, 프레스헤드(110)와 결합하고 프레스헤드(110)의 상하 직선운동을 가이드하는 프레스헤드가이드축(170)을 구비할 수 있다. 이에 따라, 스크류축(130)의 회전에도 프레스헤드(110)와 유체제어기(120)는 회전하지 않고, 프레스헤드(110)가 프레스헤드가이드축(170)을 따라 상하 직선운동을 할 수 있다. 여기서, 유체제어기(120)와 결합하는 스크류축(130)의 타단은 수나사산이 형성되지 않은 곡면의 외측면을 구비하고, 스크류축(130)의 타단은 유체제어기(120)에 대해 자유 회전을 수행할 수 있다.The
금형(220)은 포밍필름의 성형 형상에 대응되는 형상으로 형성되며, 금속으로 형성될 수 있다. 금형(220)은 프레스프레임(160)과 결합하도록 설치되며, 프레스헤드(110)의 하부 방향으로 프레스헤드(110)와 이격되어 위치할 수 있다.The
부피가변체(210)는 탄성을 구비하는 소재로 형성될 수 있으며, 구체적으로, 천연고무 또는 고분자 물질로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는, 부피가변체(210)가 상기와 같은 물질로 형성된다고 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 탄성을 구비하는 다른 물질로 형성될 수도 있다. 부피가변체(210)는 부피가 증가한 경우의 형상이 모서리가 곡면인 직육면체의 형상일 수 있다. 이에 따라, 부피가 증가한 부피가변체(210)의 밑면이 포밍필름과 접촉하고, 프레스헤드(110)의 하강에 의해 부피가변체(210)가 금형(220) 상의 포밍필름을 가압하는 프레스 공정이 수행될 수 있다.The volume
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 클램프부(800)의 평면도와 정면도이다. 여기서, 도 6의 (a)는 클램프부(800)의 평면도이고, 도 6의 (b)는 클램프부(800)의 정면도이다. 도 6에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제조 장치는, 금형(220)에 인접하도록 설치되고, 포밍필름이 금형(220)에 위치하는 경우, 포밍필름을 고정 지지하는 클램프부(800),를 더 포함할 수 있다. 클램프부(800)는, 금형(220) 상에 포밍필름이 위치하는 경우 포밍필름을 파지하여 고정시키는 집게 형상의 클램프(810), 클램프(810)와 결합하고 클램프(810)를 지지하는 클램프지지체(820), 클램프지지체(820)와 결합하고 외측면에 수나사산이 형성되어 암나사산이 형성되는 클램프지지체(820)와 나사 결합하는 클램프스크류축(830), 클램프스크류축(830)과 결합하고 회전 운동을 수행하여 클램프지지체(820)가 좌우 직선운동을 수행하도록 하는 클램프모터(840),를 포함할 수 있다. 클램프모터(840)는 장치틀부(920)와 결합하여 고정 지지될 수 있다. 여기서, 클램프(810)는 부피가변체(210)가 하강하여 금형(220) 상의 포밍필름과 접촉하여 부피가변체(210)와 금형(220)에 의해 포밍필름이 고정 시작되는 경우, 포밍필름에 대해 파지 해제를 수행할 수 있다. 그리고, 클램프부(800)는 클램프센서(850)를 구비하고, 클램프센서(850)는 클램프(810)의 위치를 센싱할 수 있다. 이에 따라, 부피가변체(210)의 위치에 따라 클램프(810)의 위치가 가변할 수 있다. 클램프부(800)는 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.6 is a plan view and a front view of the
본 발명의 제조 장치의 외부에서, 원자재 필름을 타발함으로써, 포밍필름이 형성될 수 있다.Outside of the production apparatus of the present invention, by punching out the raw material film, a forming film can be formed.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 픽업부(400)의 우측면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 픽업부(400)의 평면도와 정면도이다. 여기서, 도 8의 (a)는 픽업부(400)의 평면도이고, 도 8의 (b)는 픽업부(400)의 정면도이다. 도 7 및 도 8에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제조 장치는, 포밍필름을 필름정렬부(300)로 이송시키는 픽업부(400),를 더 포함할 수 있다. 픽업부(400)는 장치틀부(920)에 형성된 픽업부가이드(921)를 따라 좌우 직선운동을 수행할 수 있다. 픽업부(400)는, 포밍필름에 흡착력을 제공하여 포밍필름을 픽업하는 제1픽업기(410), 제1픽업기(410)와 결합하고 길이가 가변하며 길이 증가 시 제1픽업기(410)에 흡착되어 픽업된 포밍필름을 밀어서 탈착시키기는 탈착용실린더(420), 제1픽업기(410)와 결합하고 길이가 가변하여 제1픽업기(410)를 상하 직선운동시키는 제1픽업기이송실린더(430), 및, 제1픽업기이송실린더(430)와 결합하고 제1픽업기(410)에 흡착력을 제공하는 이젝터(440),를 포함할 수 있다. 상기와 같은 구성에 의해 제1픽업기(410)는 상하 좌우 직선운동을 수행하여 제1취합부(600)에 있는 포밍필름을 필름정렬부(300)의 흡착배드(310)로 용이하게 이송시킬 수 있다. 그리고, 제1픽업기(410)는 흡착배드(310)에서 포밍필름을 흡착 픽업하여 금형(220) 상으로 이송시킬 수 있다.7 is a right side view of the
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 필름정렬부(300)의 정면도와 우측면도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 필름정렬부(300)의 평면도이다. 여기서, 도 9의 (a)는 필름정렬부(300)의 정면도이고, 도 9의 (b)는 필름정렬부(300)의 우측면도이다. 도 9와 도 10에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제조 장치는, 흡착력을 이용하여 포밍필름을 고정시키는 흡착배드(310)를 구비하며, 포밍필름을 정렬시키는 필름정렬부(300),를 더 포함할 수 있다. 필름정렬부(300)는, 포밍필름에 흡착력을 제공하고 포밍필름을 지지하는 흡착배드(310), 길이가 가변하는 제1정렬실린더(321)와 제2정렬실린더(322), 제1정렬실린더(321)와 결합하고 제1정렬실린더(321)의 길이 가변에 의해 좌우 직선운동을 수행하며 포밍필름의 일 측부를 면가압하여 포밍필름을 정렬시키는 제1필름정렬체(331), 및, 제2정렬실린더(322)와 결합하고 제2정렬실린더(322)의 길이 가변에 의해 좌우 직선운동을 수행하며 포밍필름의 다른 측부를 면가압하여 포밍필름을 정렬시키는 제2필름정렬체(332),를 포함할 수 있다. 여기서, 제1정렬실린더(321)의 중심축과 제2정렬실린더(322)의 중심축은 서로 수직으로 형성될 수 있으며, 제1필름정렬체(331)와 제2필름정렬체(332)에 접촉하지 않는 포밍필름의 또 다른 측부를 지지하는 측방향지지체가 형성될 수 있다.9 is a front view and a right side view of the
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 픽업냉각부(500)의 정면도와 우측면도고, 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 픽업냉각부(500)의 평면도이다. 도 11의 (a)는 픽업냉각부(500)의 정면도이고, 도 11의 (b)는 픽업냉각부(500)의 우측면도이다. 여기서, 도 11의 (b)와 도 12는 전후이송실린더(510)의 작동에 따라 제2픽업기(520)가 전후 방향으로 직선 왕복 운동하는 것을 표현할 수 있다. 본 발명의 제조 장치는, 성형 후의 포밍필름을 이동시키고, 금형(220)에서 성형 후의 포밍필름에 대한 냉각을 수행하는 픽업냉각부(500),를 더 포함할 수 있다. 픽업냉각부(500)는, 장치틀부(920)와 결합하고 길이가 가변하는 전후이송실린더(510), 전후이송실린더(510)와 결합하고 전후이송실린더(510)의 길이 가변에 의해 전후 직선운동을 수행하여, 금형(220)에 의해 3D형상으로 성형된 성형 후의 포밍필름을 제2취합부(700)로 이송시키는 제2픽업기(520),를 구비할 수 있다. 그리고, 제2픽업기(520)는, 금형(220)에 의해 성형된 3D포밍필름에 대한 냉각을 수행할 수 있다.11 is a front view and a right side view of the
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1취합부(600)의 정면도이며, 도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1취합부(600)의 평면도와 우측면도이다. 도 14의 (a)는 제1취합부(600)의 평면도이고, 14의 (b)는 제1취합부(600)의 우측면도이다. 도 13와 도 14에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제조 장치는, 타발된 포밍필름이 이동하여 취합되는 제1취합부(600),를 더 포함할 수 있다. 그리고, 제1취합부(600)는, 제1취합프레임(640), 제1취합프레임(640)과 결합하는 제1취합모터(610), 제1취합모터(610)와 결합하고 제1취합모터(610)의 구동에 의하여 상하 직선운동을 수행하고 타발된 포밍필름이 적재되는 제1취합체(620), 및, 제1취합체(620)에 포밍필름의 적재 여부를 판단하는 제1취합센서(630),를 포함할 수 있다. 여기서, 제1취합센서(630)에 의해 제1취합체(620)에 타발된 포밍필름이 적재되었다고 센싱되면, 제1픽업기(410)가 제1취합체(620)로 이동하여 포밍필름을 흡착 픽업한 후 흡착배드(310)로 이송시켜 포밍필름이 흡착배드(310)에 흡착될 수 있다.13 is a front view of the
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2취합부(700)의 정면도이고, 도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2취합부(700)의 평면도와 우측면도이다. 도 15와 도 16에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제조 장치는, 성형 후의 포밍필름이 이동하여 취합되는 제2취합부(700),를 더 포함할 수 있다. 그리고, 제2취합부(700)는, 제2취합프레임(740), 제2취합프레임(740)과 결합하는 제2취합모터(710), 제2취합모터(710)와 결합하고 제2취합모터(710)의 구동에 의하여 상하 직선운동을 수행하고 성형 후의 포밍필름이 적재되는 제2취합체(720), 및, 제2취합체(720)에 성형 후의 포밍필름의 적재 여부를 판단하는 제2취합센서(730),를 포함할 수 있다. 여기서, 제2취합센서(730)에 의해 제2취합체(720)에 성형 후의 포밍필름이 적재되었다고 센싱되면, 경보부에 의해 시각 또는 청각으로 포밍필름의 완성을 표시할 수 있다.15 is a front view of the
상기와 같이, 각각의 실린더 또는 모터는, 각각의 실린더 또는 모터와 결합한 구성요소를 상하, 좌우 또는 전후 방향으로 직선운동시키며, 이에 따라, 포밍필름이 3차원 각각의 방향으로 이송될 수 있다.As described above, each cylinder or motor linearly moves the components coupled with the respective cylinders or motors in a vertical direction, a horizontal direction, or a front-rear direction, and thus, the forming film may be transferred in each of three-dimensional directions.
본 발명의 제조 장치는, 금형(220)의 하부에 위치하고 금형(220)을 가열시키는 히팅부(910),를 더 포함할 수 있다. 히팅부(910)는 프레스프레임(160)의 하부와 결합하여, 금형(220)의 하부에서 금형(220)에 대한 가열을 수행할 수 있다. 히팅부(910)는 복수 개의 열선으로 형성될 수 있으며, 복수 개의 열선에 통전되어 열에너지가 생성될 수 있다.The manufacturing apparatus of the present invention may further include a
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 초음파분석부(930)의 평면도이고, 도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 초음파분석부(930)의 측면도이다. 그리고, 도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 초음파분석부(930)에 의해 생성된 신호의 그래프이다.17 is a plan view of the
도 17과 도 18에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제조 장치는, 포밍필름(950)에 초음파를 통과시켜 포밍필름(950)에 대한 분석을 수행하는 초음파분석부(930);를 더 포함할 수 있다. 여기서, 초음파분석부(930)는, 포밍필름(950)에 초음파를 발사하는 초음파발신체(931), 및 초음파발신체(931)로부터 발사된 초음파를 감지하는 초음파수신체(932)를 구비할 수 있다. 그리고, 본 발명의 제조 장치는, 포밍필름(950)에 대한 초음파분석부(930)의 분석 정보를 저장하는 데이터처리부를 더 포함할 수 있다. 도 3에서 보는 바와 같이, 초음파분석부(930)는 제1픽업기(410)가 구비되는 픽업부(400)에 인접하게 설치될 수 있다.As shown in FIG. 17 and FIG. 18, the manufacturing apparatus of the present invention may further include an
상기와 같이, 제1픽업기(410)가 제1취합부(600)에서 포밍필름(950)을 필름정렬부(300)로 이송 완료하기 이전에 제1픽업기(410)에 의해 포밍필름(950)의 일 부위가 초음파발신체(931)와 초음파수신체(932) 사이에 위치할 수 있다. 그리고, 초음파발신체(931)가 포밍필름(950)을 향하여 초음파를 발사하면, 발사된 초음파가 포밍필름(950)을 통과한 후 초음파수신체(932)로 전달될 수 있다. 그리고, 초음파수신체(932)와 연결된 데이터처리부는 초음파수신체(932)의 출력전압인 초음파센서출력전압에 대한 신호를 수집하고, 이에 대한 그래프를 생성할 수 있다.As described above, before the
도 19에서 a 내지 c그래프는 각각 다른 포밍필름에 대해 초음파를 발신한 경우에 각각의 포밍필름에 대한 초음파수신출력전압 변화를 나타낸 그래프이다. 도 19의 그래프에서 세로축은 초음파수신출력전압을 나타내고, 가로축은 시간(분, min)을 나타낼 수 있다. 도 19에서 보는 바와 같이, 각각 종류가 다른 포밍필름은 각각 다른 초음파수신출력전압 그래프를 나타낼 수 있다. 그리고, 각각의 그래프는 초음파수신출력전압에 있어서 일정 범위를 벗어나지 않는다는 것을 확인할 수 있다. 이와 같이, 각각 구분되는 그래프를 분석함으로써 포밍필름의 종류를 확인할 수 있다. 상기와 같이, 포밍필름의 종류를 확인할 수 있으므로, 미리 정해진 포밍필름이 아닌 다른 종류의 포밍필름을 이용하여 3D 포밍필름 제조가 수행되는 경우, 이를 판정할 수 있다.In Figure 19 a to c graph is a graph showing the change in the ultrasonic reception output voltage for each of the forming film when the ultrasonic wave for each different forming film. In the graph of FIG. 19, the vertical axis may represent the ultrasonic reception output voltage, and the horizontal axis may represent time (minute, min). As shown in FIG. 19, each of the different forming films may show different ultrasonic receiving output voltage graphs. And, it can be seen that each graph does not deviate from a certain range in the ultrasonic reception output voltage. In this way, the types of the forming film can be confirmed by analyzing the graphs which are respectively divided. As described above, since the type of the forming film can be confirmed, when the 3D forming film is manufactured using a different type of forming film other than the predetermined forming film, it may be determined.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 금형(220)과 금형식별부(940)의 모식도이다. 도 20에서 보는 바와 같이, 금형은 일 부위에 복수 개의 요철 형상으로 형성되는 표식부(221)를 구비할 수 있다. 구체적으로, 표식부(221)는 레이저를 이용한 식각으로 형성될 수 있으며, 소정의 정보를 표시하는 패턴으로 형성될 수 있으며, 다양한 색상 혹은 홀로그램을 포함한 소정의 정보를 표시하는 패턴으로 형성될 수 있다. 여기서, 표식부의 패턴은 밀리미터(mm), 마이크로미터(㎛), 나노미터(nm), 피코미터(pm), 펨토미터(fm) 단위의 크기로 형성될 수 있다. 그리고, 본 발명의 제조 장치는, 표식부(221)에 레이저를 조사하고 반사된 레이저를 수집하여 표식부(221)에 대한 분석을 수행하는 금형식별부(940)를 더 포함할 수 있다. 도 4에서 보는 바와 같이, 금형식별부(940)는 프레스프레임(160)과 결합하여 금형(220)에 인접하도록 설치될 수 있다.20 is a schematic diagram of the
여기서, 금형식별부(940)는 반사된 레이저를 감지하는 레이저수신체를 구비하고, 반사된 레이저를 감지한 레이저수신체의 출력전압이 생성될 수 있다. 그리고, 데이터처리부는 금형에 대한 금형식별부(940)의 분석 정보를 저장할 수 있다. 또한, 레이저수신체와 연결된 데이터처리부는 레이저수신체의 출력전압인 레이저수신출력전압에 대한 신호를 수집하고, 이에 대한 그래프를 생성할 수 있다.Here, the
도 21 내지 도 24 각각은 본 발명의 일 실시 예에 따른 초음파분석부(930)와 금형식별부(940)에 의해 생성된 신호가 합산된 그래프이다. 그리고, 도 21 내지 도 24에서, a그래프는 초음파분석부(930)와 금형식별부(940)에 의해 생성된 신호가 합산된 그래프를 의미하는데, 상기된 초음파수신출력전압과 레이저수신출력전압 각각에 소정의 가중치를 부여하여, 각각 도출된 값을 합산한 값인 식별용합산값에 대한 그래프일 수 있으며, 이와 같은 식별용합산값은 세로축에 나타날 수 있다. 그리고, 가로축은 시간(분, min)을 의미할 수 있다. H(high)라인과 l(low)라인은 각각 식별용합산값에 대해 미리 설정된 상한 값과 하한 값일 수 있다. 즉, H(high)라인과 l(low)라인에 의해 식별용합산값의 기준 범위가 확정될 수 있다.21 to 24 are graphs in which signals generated by the
도 21과 도 22의 그래프 각각은 미리 정해진 포밍필름인 인증포밍필름과 미리 정해진 금형인 인증금형에 대한 식별용합산값의 그래프이고, 도 23의 그래프는 미리 정해진 것이 아닌 포밍필름인 비인증포밍필름과 미리 정해진 것이 아닌 금형인 비인증금형에 대한 식별용합산값의 그래프이며, 도 24의 그래프는 인증포밍필름과 비인증금형에 대한 식별용합산값의 그래프이다. 여기서, 각각의 그래프에 대한 정보는 데이터처리부에 저장 처리될 수 있다.Each of the graphs of FIGS. 21 and 22 is a graph of the identification total value for the authentication forming film, which is a predetermined forming film, and the authentication mold, which is a predetermined mold, and the graph of FIG. 23 is a non-certification, forming film, which is not a predetermined film; It is a graph of the identification total value for the non-certified mold which is not a predetermined mold, and the graph of FIG. 24 is a graph of the identification total value for the certified forming film and the non-certified mold. Here, the information about each graph may be stored and processed in the data processor.
도 21과 도 22에서 보는 바와 같이, 인증포밍필름과 인증금형에 대한 식별용합산값은 시간에 따라 기준 범위 내에서 가변하게 되므로, 도 21과 도 22의 그래프에 의해 인증포밍필름과 인증금형이 본 발명의 제조 장치에서 사용됨을 확인할 수 있다. 또한, 도 23에서 보는 바와 같이, 비인증포밍필름과 비인증금형에 대한 식별용합산값은 시간에 따라 기준 범위 외에서 가변하게 되므로, 도 23의 그래프에 의해 비인증포밍필름과 비인증금형이 본 발명의 제조 장치에서 사용됨을 확인할 수 있다. 그리고, 도 24에서 보는 바와 같이, 인증포밍필름과 비인증금형에 대한 식별용합산값은 시간에 따라 기준 범위 내에서 가변하기는 하나 도 22의 a그래프의 형상과 상이하므로, 도 24의 그래프에 의해 비인증포밍필름과 인증금형이 본 발명의 제조 장치에서 사용되거나, 또는, 인증포밍필름과 비인증금형이 본 발명의 제조 장치에서 사용됨을 확인할 수 있다.As shown in FIGS. 21 and 22, the identification total value for the authentication forming film and the authentication mold is varied within a reference range according to time, so that the authentication forming film and the authentication mold are changed according to the graphs of FIGS. 21 and 22. It can be seen that it is used in the manufacturing apparatus of the present invention. In addition, as shown in FIG. 23, since the identification total value for the non-certified forming film and the non-certified mold is varied outside the reference range according to time, the non-certified forming film and the non-certified mold are manufactured according to the graph of FIG. It can be used in. And, as shown in Figure 24, the identification total value for the certified forming film and the non-certified mold varies within the reference range with time, but different from the shape of the graph a of Figure 22, according to the graph of Figure 24 It can be seen that the non-certified forming film and the authentication mold are used in the manufacturing apparatus of the present invention, or the authentication forming film and the non-certification mold are used in the manufacturing apparatus of the present invention.
데이터처리부는 상기와 같은 각각의 그래프에 대한 정보를 저장할 수 있으며, 이에 따라, 인증포밍필름, 인증금형, 비인증포밍필름 또는 비인증금형의 사용 여부를 판별할 수 있다. 사용자는 본 발명의 제조 장치에서 비인증포밍필름 또는 비인증금형이 사용되는 것으로 확인되는 경우, 데이터처리부의 정보를 이용하여 비인증포밍필름 또는 비인증금형이 사용된 시점을 확인할 수 있고, 비인증포밍필름 또는 비인증금형에 의한 제품을 회수 조치할 수 있다.The data processing unit may store information on each graph as described above, and thus, may determine whether to use an authentication forming film, an authentication mold, an unauthorized authentication film, or an unauthorized authentication mold. If the user is confirmed that the non-certified foaming film or the non-certified mold is used in the manufacturing apparatus of the present invention, the user can check the time when the non-certified foaming film or the non-certified mold is used using the information of the data processing unit, the non-certified foaming film or the non-certified mold The product can be recovered.
이하, 본 발명의 제조 장치를 이용한 3D 포밍필름 성형 방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a 3D forming film molding method using the manufacturing apparatus of the present invention will be described.
제1단계에서, 제작대상에 대한 3D 형상 데이터를 마련하고, 3D 형상 데이터를 2D 데이터로 변환할 수 있다.In the first step, 3D shape data for the production target may be prepared, and the 3D shape data may be converted into 2D data.
제2단계에서, 2D데이터에 의해 원자재 필름이 타발되어 형성된 포밍필름이 제1픽업기에 의해 제1취합부로부터 흡착배드로 이송될 수 있다.In the second step, the forming film formed by punching out the raw material film by the 2D data may be transferred from the first collector to the adsorption bed by the first pick-up machine.
제3단계에서, 흡착배드 상 포밍필름이 필름정렬부에서 정렬될 수 있다.In a third step, the foaming film on the adsorption bed may be aligned in the film alignment unit.
제4단계에서, 금형식별부(940)가 금형(220)에 대한 분석을 수행할 수 있다.In a fourth step, the
제5단계에서, 제1픽업기에 의해 포밍필름이 금형 상으로 이송될 수 있다.In a fifth step, the forming film may be transferred onto the mold by the first pick-up machine.
제6단계에서, 부피가변체의 부피가 증가하고, 프레스헤드가 하강하여 부피가변체가 히팅부에 의해 가열된 금형 상의 포밍필름을 가압하여 포밍필름이 성형될 수 있다.In the sixth step, the volume of the variable body is increased, the press head is lowered to press the foaming film on the mold heated by the heating unit the volume variable to form a forming film.
제7단계에서, 부피가변체의 부피가 감소하면서 프레스헤드가 상승하고, 제2픽업기가 금형 상으로 이동하여 성형 후의 포밍필름을 냉각시킬 수 있다.In the seventh step, the press head is raised while the volume of the volume variable decreases, and the second picker moves onto the mold to cool the forming film after molding.
제8단계에서, 제2픽업기가 성형 후의 포밍필름을 금형으로부터 제2취합부로 이동시킬 수 있다.In an eighth step, the second picker may move the forming film after molding from the mold to the second collecting unit.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is represented by the following claims, and it should be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts thereof are included in the scope of the present invention.
100 : 프레스헤드부 110 : 프레스헤드
120 : 유체제어기 130 : 스크류축
140 : 상하이동체 150 : 프레스모터
160 : 프레스프레임 161 : 제1가이드축
162 : 제2가이드축 163 : 제3가이드축
164 : 제4가이드축 165 : 스크류가이드체
170 : 프레스헤드가이드축 210 : 부피가변체
220 : 금형 221 : 표식부
300 : 필름정렬부 310 : 흡착배드
321 : 제1정렬실린더 322 : 제2정렬실린더
331 : 제1필름정렬체 332 : 제2필름정렬체
400 : 픽업부 410 : 제1픽업기
420 : 탈착용실린더 430 : 제1픽업기이송실린더
440 : 이젝터 500 : 픽업냉각부
510 : 전후이송실린더 520 : 제2픽업기
530 : 제2픽업기이송실린더 600 : 제1취합부
610 : 제1취합모터 620 : 제1취합체
630 : 제1취합센서 640 : 제1취합프레임
700 : 제2취합부 710 : 제2취합모터
720 : 제2취합체 730 : 제2취합센서
740 : 제2취합프레임 800 : 클램프부
810 : 클램프 820 : 클램프지지체
830 : 클램프스크류축 840 : 클램프모터
850 : 클램프센서 910 : 히팅부
920 : 장치틀부 921 : 픽업부가이드
930 : 초음파분석부 931 : 초음파발신체
932 : 초음파수신체 940 : 금형식별부
950 : 포밍필름100
120: fluid controller 130: screw shaft
140: Shanghai fuselage 150: press motor
160: press frame 161: first guide shaft
162: second guide shaft 163: third guide shaft
164: fourth guide shaft 165: screw guide body
170: press head guide shaft 210: volume variable body
220: mold 221: marking unit
300: film alignment unit 310: adsorption bad
321: first alignment cylinder 322: second alignment cylinder
331: first film alignment body 332: second film alignment body
400: pickup unit 410: first pick-up machine
420: removable cylinder 430: first pick-up transfer cylinder
440: ejector 500: pickup cooling unit
510: front and rear transfer cylinder 520: second pick-up machine
530: second pick-up transfer cylinder 600: the first collecting unit
610: first assembly motor 620: first assembly
630: first collecting sensor 640: first collecting frame
700: second collecting unit 710: second collecting motor
720: second collecting body 730: second collecting sensor
740: second assembly frame 800: clamp portion
810: clamp 820: clamp support
830: clamp screw shaft 840: clamp motor
850: clamp sensor 910: heating unit
920: device frame portion 921: pickup portion guide
930: ultrasonic analyzer 931: ultrasonic transmitter
932: ultrasonic receiver 940: mold identification
950: forming film
Claims (15)
상기 금형과 대응되도록 위치하며, 상기 금형과의 이격된 거리가 가변하는 프레스헤드부;
상기 프레스헤드부와 결합하고, 탄성을 구비하여 상기 프레스헤드부에 의한 유체 유입출로 부피가 가변하며, 부피를 증가시키고 상기 금형 상에 위치한 상기 포밍필름과 접촉하여 상기 포밍필름에 가압을 수행함으로써, 상기 포밍필름이 3D 형상으로 성형되도록 하는 부피가변체;
상기 표식부에 레이저를 조사하고 반사된 레이저를 수집하여 상기 표식부에 대한 분석을 수행하는 금형식별부; 및
상기 금형에 대한 상기 금형식별부의 분석 정보를 저장하는 데이터처리부;를 포함하고,
상기 금형식별부는, 상기 포밍필름이 상기 금형 상으로 이송되기 전에 상기 금형에 대한 분석을 수행하며,
상기 데이터처리부가 상기 금형식별부에 구비된 레이저수신체의 출력전압에 대한 신호를 수집하여 그래프를 생성하고 분석함으로써, 상기 금형에 대한 인증 여부를 판별하고,
인증된 금형 이외의 금형인 비인증금형에 대한 사용 시점이 확인되어, 상기 비인증금형에 의해 성형된 포밍필름이 회수되도록 하는 것을 특징으로 하는 금형 식별 기능을 구비한 3D 포밍필름 제조 장치.
A mold for forming a forming film and having a mark formed in a plurality of irregularities on one portion;
A press head part positioned to correspond to the mold and having a distance from the mold being variable;
Combining with the press head portion, having elasticity to vary the volume by the fluid inflow and outflow by the press head portion, by increasing the volume and in contact with the forming film located on the mold to pressurize the forming film A volume variable to allow the forming film to be molded into a 3D shape;
A mold identification unit for irradiating a laser to the marker and collecting the reflected laser to perform analysis on the marker; And
And a data processing unit for storing analysis information of the mold identification unit for the mold.
The mold identification unit performs an analysis on the mold before the forming film is transferred onto the mold,
The data processor collects signals on the output voltage of the laser receiver provided in the mold identification unit to generate and analyze a graph to determine whether the mold is certified.
3D forming film manufacturing apparatus having a mold identification function, characterized in that the use time for the non-certified mold that is a mold other than the certified mold is confirmed, so that the forming film formed by the non-certified mold is recovered.
상기 금형식별부는 반사된 레이저를 감지하는 레이저수신체를 구비하는 것을 특징으로 하는 금형 식별 기능을 구비한 3D 포밍필름 제조 장치.
The method according to claim 1,
The mold identification unit 3D forming film manufacturing apparatus having a mold identification function, characterized in that it comprises a laser receiver for detecting the reflected laser.
상기 레이저수신체의 출력전압에 대한 신호를 수집하고 그래프를 생성하는 데이터처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금형 식별 기능을 구비한 3D 포밍필름 제조 장치.
The method according to claim 2,
3D forming film manufacturing apparatus having a mold identification function, characterized in that it further comprises a data processing unit for collecting a signal for the output voltage of the laser receiver and generating a graph.
상기 프레스헤드부는, 외부로부터 전달받은 유체를 상기 부피가변체로 유입시키거나, 또는 상기 부피가변체 내 유체를 유출시키는 유체제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 금형 식별 기능을 구비한 3D 포밍필름 제조 장치.
The method according to claim 1,
The press head unit, the 3D forming film manufacturing apparatus having a mold identification function, characterized in that it comprises a fluid controller for introducing a fluid received from the outside into the volume variable, or out the fluid in the volume variable.
상기 프레스헤드부는,
프레스프레임,
상기 프레스프레임과 결합하고, 상하 직선운동을 수행하는 상하이동체,
상기 상하이동체와 결합하는 프레스모터,
일단이 상기 프레스모터와 결합하며 타단이 상기 유체제어기의 상부와 결합하고, 상기 프레스프레임과 나사 결합하여, 회전 운동과 상하 직선운동을 수행하는 스크류축 및
상부가 상기 유체제어기와 결합하고, 하부가 상기 부피가변체와 결합하는 프레스헤드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금형 식별 기능을 구비한 3D 포밍필름 제조 장치.
The method according to claim 4,
The press head portion,
Press Frame,
Shanghai fuselage coupled to the press frame, performing a vertical movement,
Press motor coupled with the Shanghai fuselage,
A screw shaft having one end coupled to the press motor and the other end coupled to an upper portion of the fluid controller, and screwed to the press frame to perform a rotary motion and a vertical linear motion;
3D forming film manufacturing apparatus having a mold identification function, characterized in that the upper coupled to the fluid controller, the lower portion further comprises a press head for coupling with the variable volume.
흡착력을 이용하여 상기 포밍필름을 고정시키는 흡착배드를 구비하며, 상기 포밍필름을 정렬시키는 필름정렬부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금형 식별 기능을 구비한 3D 포밍필름 제조 장치.
The method according to claim 1,
3. The apparatus for manufacturing a 3D forming film having a mold identification function, further comprising a film alignment unit configured to fix the forming film by using an adsorption force, and to align the forming film.
상기 포밍필름을 상기 필름정렬부로 이송시키는 픽업부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금형 식별 기능을 구비한 3D 포밍필름 제조 장치.
The method according to claim 6,
3D forming film manufacturing apparatus having a mold identification function, characterized in that it further comprises a pickup for transferring the forming film to the film alignment.
성형 후의 상기 포밍필름을 이동시키고, 상기 금형에서 성형 후의 상기 포밍필름에 대한 냉각을 수행하는 픽업냉각부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금형 식별 기능을 구비한 3D 포밍필름 제조 장치.
The method according to claim 1,
3. The apparatus for manufacturing a 3D forming film having a mold identification function, further comprising: a pickup cooling unit configured to move the forming film after molding and to cool the forming film after molding in the mold.
상기 금형에 인접하도록 설치되고, 상기 포밍필름이 상기 금형에 위치하는 경우, 상기 포밍필름을 고정 지지하는 클램프부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금형 식별 기능을 구비한 3D 포밍필름 제조 장치.
The method according to claim 1,
3D forming film manufacturing apparatus having a mold identification function, characterized in that it is installed adjacent to the mold, wherein the forming film is located in the mold, further comprising a clamp unit for holding and supporting the forming film.
상기 금형의 하부에 위치하고 상기 금형을 가열시키는 히팅부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금형 식별 기능을 구비한 3D 포밍필름 제조 장치.
The method according to claim 1,
3D forming film manufacturing apparatus having a mold identification function, characterized in that it further comprises a heating unit located in the lower portion of the mold to heat the mold.
상기 금형 또는 상기 프레스헤드부의 일측에 연결되어, 상기 금형 또는 상기 프레스헤드부의 상하 위치를 조절하는 높이조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금형 식별 기능을 구비한 3D 포밍필름 제조 장치.
The method according to claim 1,
Is connected to one side of the mold or the press head portion, 3D forming film manufacturing apparatus having a mold identification function, characterized in that it further comprises a height adjusting unit for adjusting the vertical position of the mold or the press head portion.
타발된 상기 포밍필름이 이동하여 취합되는 제1취합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금형 식별 기능을 구비한 3D 포밍필름 제조 장치.
The method according to claim 1,
3D forming film manufacturing apparatus having a mold identification function, characterized in that it further comprises a first collecting unit which is collected by moving the punching film.
성형 후의 상기 포밍필름이 이동하여 취합되는 제2취합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금형 식별 기능을 구비한 3D 포밍필름 제조 장치.
The method according to claim 1,
3D forming film manufacturing apparatus with a mold identification function, characterized in that it further comprises a second collecting unit which is collected by moving the forming film after molding.
상기 부피가변체는, 상기 포밍필름과의 접촉 전 일부 유체가 유입되어 부분 팽창한 후 상기 포밍필름과 접촉하고, 상기 포밍필름과의 접촉 후 잔여 유체가 유입되어 팽창함으로써 상기 금형 및 포밍필름의 굴곡된 부위를 가압 및 3D 성형하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 금형 식별 기능을 구비한 3D 포밍필름 제조 장치.
The method according to claim 1,
The volume variable body is partially inflated by contact with the forming film and partially expanded and then contacted with the forming film, and after contact with the forming film, residual fluid flows by expanding and bending the mold and the forming film. 3D forming film manufacturing apparatus having a mold identification function, characterized in that the pressed portion is made to press and 3D molding.
제작대상에 대한 3D 형상 데이터를 마련하고, 3D 형상 데이터를 2D 데이터로 변환하는 제1단계;
상기 2D데이터에 의해 원자재 필름이 타발되어 형성된 상기 포밍필름이 제1픽업기에 의해 제1취합부로부터 흡착배드로 이송되는 제2단계;
상기 흡착배드 상 상기 포밍필름이 필름정렬부에서 정렬되는 제3단계;
상기 금형식별부가 상기 금형에 대한 분석을 수행하는 제4단계;
상기 제1픽업기에 의해 상기 포밍필름이 상기 금형 상으로 이송되는 제5단계;
상기 부피가변체의 부피가 증가하고, 상기 프레스헤드가 하강하여 상기 부피가변체가 히팅부에 의해 가열된 상기 금형 상의 상기 포밍필름을 가압하여 상기 포밍필름이 성형되는 제6단계;
상기 부피가변체의 부피가 감소하면서 상기 프레스헤드가 상승하고, 제2픽업기가 상기 금형 상으로 이동하여 성형 후의 상기 포밍필름을 냉각시키는 제7단계; 및
상기 제2픽업기가 성형 후의 상기 포밍필름을 상기 금형으로부터 제2취합부로 이동시키는 제8단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 포밍필름 제조 방법. In the 3D forming film manufacturing method using a 3D forming film manufacturing apparatus having a mold identification function of claim 1,
A first step of providing 3D shape data for the production target and converting the 3D shape data into 2D data;
A second step in which the forming film formed by punching out the raw material film by the 2D data is transferred from the first collecting part to the adsorption bed by a first pick-up machine;
A third step of aligning the forming film on the adsorption bed in a film alignment unit;
A fourth step of performing the analysis on the mold by the mold identification unit;
A fifth step of transferring the forming film onto the mold by the first pick-up machine;
A sixth step of forming the foaming film by increasing the volume of the variable volume body, pressing the foaming film on the mold heated by the heating unit by lowering the press head;
A seventh step of raising the press head while reducing the volume of the volume variable, and moving a second pick-up onto the mold to cool the forming film after molding; And
And an eighth step of moving the forming film after molding from the mold to the second collecting unit after the forming of the second pick-up device.
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