KR102085407B1 - 고무 튜브를 이용한 다수 캐비티 금형의 인서트 사출 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고무 튜브를 이용한 다수 캐비티 금형의 인서트 사출 방법에 관한 것으로, 다수 캐비티에 삽입된 고무튜브의 공차에 대해 캐비티에 대한 고무튜브의 밀착도를 증가시켜서 공차와 상관없이 캐비티 간 재료의 균형 주입이 가능해지고 다수의 생산품을 버(Burr)없이 효율적으로 생산할 수 있도록 한 고무 튜브를 이용한 다수 캐비티 금형의 인서트 사출 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

Description

고무 튜브를 이용한 다수 캐비티 금형의 인서트 사출 방법 {Insert Injection Method using Rubber Tube of Multiple Cavity Mold}

본 발명은 고무 튜브를 이용한 다수 캐비티 금형의 인서트 사출 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 다수 캐비티에 삽입된 고무튜브의 공차에 대해 캐비티에 대한 고무튜브의 밀착도를 증가시켜서 공차와 상관없이 캐비티 간 재료의 균형 주입이 가능해지고 다수의 생산품을 버(Burr)없이 효율적으로 생산할 수 있도록 한 제조 방법에 관한 것이다.

고무 튜브를 이용한 인서트 사출의 대표적인 예로 의료용 카테타의 펀넬(Funnel) 등이 있다. 카테타란 의학용 기구로서 관 형태를 인체기관에 끼운 후 그 관을 통하여 약물을 주입하거나 각종 액상 배설물을 제거하는데 사용하는 기구를 말하며, 펀넬(Funnel)은 카테타를 주입할 약물 주머니 또는 배출시킬 배설물 주머니와 연결하는 깔때기 부분으로써 카테타의 끝부분을 말한다.

이때, 상기 카테타의 고무 튜브는 압출 공정을 통하여 대량생산이 가능한 반면, 펀넬(Funnel)은 별도의 사출공정을 통하여 생산한 뒤 접착제를 이용하여 튜브에 부착시키거나, 인서트 사출을 통하여 튜브를 사출기에 삽입한 채로 펀넬(Funnel)을 사출하여 사출과 동시에 부착시키는 방법이 있다.

이러한 기존 기술의 문제점으로, 사출 뒤 접착하는 방법은 사출공정과 별도의 접착 공정이 필요하고, 튜브가 단관이 아닌 다중관의 경우 펀넬의 각 연결부위와 연결하는 데 어려움이 있다.

또한, 인서트 사출로 생산하는 방법은 압출공정으로 생산된 고무 튜브의 공차(Tolerance)로 인하여 각 캐비티(Cavity)간의 균형을 맞추기 어렵고, 정밀한 제어를 통해 정확한 수지 주입량으로 사출을 한다고 하더라도 각 캐비티(Cavity)간의 주입량은 달라질 수 밖에 없다. 따라서 각 캐비티(Cavity) 별로 과다주입 또는 과소주입이 발생하여 양품을 안정적으로 생산할 수 없다. 이를 방지하기 위해서는 한 개의 캐비티(Cavity)로 생산하거나 사출물에 필요 없는 버(Burr)를 의도적으로 부착함에 따라 추가 가공이 필요하다.

예를 들어, 네 개의 캐비티를 갖는 금형의 인서트 사출은 도 1과 같은 구조를 갖는다.

사출 원재료의 주입은 사출기에서 정밀하게 계랑된 정량이 주입되며 이 재료는 각 캐비티(Cavity)의 네 곳으로 정확하게 나눠져서 주입되어야만 네 개의 양품이 생산된다.

하지만, 현실적으로 압출 생산된 튜브는 제조공정의 특성상 굵기 공차를 갖고 있으며, 따라서 각 캐비티(Cavity)에 인서트 된 고무튜브의 굵기는 각각 다를 수밖에 없다.

결과적으로 튜브 굵기의 차이에 따라 각 캐비티의 금형 부분과 고무 튜브가 밀착되는 부분이 각 캐비티마다 차이가 날 수밖에 없으며, 이에 따라 사출 작업시 각 캐비티 내의 공기 빠짐이 각각 차이가 나게 되어, 결국 공기가 잘 빠진 캐비티로 재료가 과다주입 되게 되고 계량된 재료주입 총량은 일정하므로 다른 캐비티로는 과소주입이 발생하여 전체 생산품은 불량품이 된다는 문제가 있었다.

이 문제를 해결하기 위해서는 첫째, 하나의 캐비티로 구성된 금형을 사용하면 재료의 균등 배분 문제가 사라지게 되므로 해결될 수 있다. 다만, 한번의 사출로 한 개의 생산품만 제조 가능하므로 제조단가가 상승하는 문제가 있다.

둘째로, 금형에 사출품에 필요 없는 버(Burr)를 만들고 재료를 충분히 많이 주입하면 전체 캐비티에 과다 주입이 발생하고 차후 공정에서 버(Burr)를 제거하는 방법을 쓸 수도 있다. 하지만, 이 방법은 재료 사용량이 불필요 하게 많아지고 버(Burr)제거의 수선공정이 필요하므로, 역시 제조단가가 상승하게 된다.

셋째로, 금형을 고무튜브의 외경보다 충분히 작게 설계한 금형을 사용하여 사출하면, 튜브의 공차한계보다 작은 금형과 고무튜브가 무조건 밀착되어 캐비티 내부가 밀폐되므로 각 캐비티 간의 균형이 이루어져 정량의 재료주입으로 다수의 생산품을 얻을 수 있다. 다만, 공차한계보다 작은 금형으로 인하여 금형을 닫을 때 튜브의 표면 중 금형과 닿는 부분에 필연적으로 상처를 남기게 되므로 튜브의 손상이 제품에 영향을 미치는 경우에는 적용이 불가능하다.

이러한 종래의 기술은 앞서 설명한 바와 같이, 정량의 재료를 주입하여 사출한다 하더라도 각 캐비티 간의 균형이 확보되지 않으면 원하지 않는 버(Burr)가 필연적으로 발생하며, 이를 수선하기 위한 추가 공정이 있음에 따라 제조 단가의 상승을 초래하며, 버(Burr)의 발생을 방지하고자 한 개의 캐비티로 생산하면 효율성이 떨어지므로 개선이 절실히 요구되는 실정이다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 다수 캐비티에 삽입된 고무튜브의 공차에 대해 캐비티에 관한 고무튜브의 밀착도를 증가시켜서 공차와 상관없이 캐비티 간 재료의 균형 주입이 가능해지고 다수의 생산품을 버(Burr)없이 효율적으로 생산할 수 있도록 한 고무 튜브를 이용한 다수 캐비티 금형의 인서트 사출 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, a) 하단 소정부에 튜브(10)의 내경보다 굵은 돌출부(16)가 형성된 핀(12)에 튜브(10)를 삽입하여 튜브(10)의 소정부가 돌출되는 연신부(18)를 형성하는 과정과; b) 상기 튜브(10)의 연신부(18)가 캐비티(8)의 출구에 위치되지 않게 함으로써 금형을 닫을 때 튜브(10)가 손상되지 않게 하는 과정과; c) 금형을 닫은 후 핀(12)을 이동시켜 튜브(10)의 연신부(18)가 캐비티(8)의 출구를 밀폐 시키는 과정과; d) 캐비티(8)에 재료를 주입하여 사출하는 것을 특징으로 하는 고무 튜브를 이용한 다수 캐비티 금형의 인서트 사출 방법이 제공된다.

바람직하게, 상기 b)과정은 상기 튜브(10)의 연신부(18)가 캐비티(8)의 내부(8a)에 위치하도록 안착시키는 것을 특징으로 하는 고무 튜브를 이용한 다수 캐비티 금형의 인서트 사출 방법이 제공된다.

바람직하게, 상기 b)과정은 상기 튜브(10)의 연신부(18)가 캐비티(8)의 외부(8b)에 위치되게 안착시키는 것을 특징으로 하는 고무 튜브를 이용한 다수 캐비티 금형의 인서트 사출 방법이 제공된다.

바람직하게, 상기 d)과정 중 재료주입의 압력에 핀(12)이 움직이지 않도록 고정시키고 사출 작업 후 고정을 해제하는 과정이 더 포함된 것을 특징으로 하는 고무 튜브를 이용한 다수 캐비티 금형의 인서트 사출 방법이 제공된다.

본 발명에 따른 고무 튜브를 이용한 다수 캐비티 금형의 인서트 사출 방법은 튜브의 손상 없이 캐비티 내부의 밀폐성을 확보하여 각 캐비티간의 균형이 이루어져, 사출재료를 정량으로 주입하여 각 캐비티 내부로 정확하게 배분되어 사출되므로 버(Burr)없이 원하는 사출품을 한번에 다수 생산할 수 있는 제조방법이다.

도 1은 네 개의 캐비티를 갖는 인서트 사출의 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 소정부에 돌출부가 형성된 핀의 예시,
도 3은 본 발명에 따른 도 2의 핀에 고무 튜브를 삽입한 모습,
도 4a는 본 발명에 따른 도 2의 핀에 고무튜브를 삽입하여 연신부를 캐비티 외부에 안착시킨 상태의 예시,
도 4b는 본 발명에 따른 도 2의 핀에 고무튜브를 삽입하여 연신부를 캐비티 내부에 안착시킨 상태의 예시,
도 5는 본 발명에 따른 금형이 닫힌 후에 핀이 이동하여 금형을 밀폐시킨 모습의 예시,
도 6는 본 발명에 따른 사출작업의 순서도 이다.

이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 소정부에 돌출부가 형성된 핀의 예시, 도 3은 본 발명에 따른 도 2의 핀에 고무 튜브를 삽입한 모습, 도 4a는 본 발명에 따른 도 2의 핀에 고무튜브를 삽입하여 연신부를 캐비티 외부에 안착시킨 상태의 예시, 도 4b는 본 발명에 따른 도 2의 핀에 고무튜브를 삽입하여 연신부를 캐비티 내부에 안착시킨 상태의 예시, 도 5는 본 발명에 따른 금형이 닫힌 후에 핀이 이동하여 금형을 밀폐시킨 모습의 예시, 도 6은 본 발명에 따른 사출작업의 순서도 이다.

이를 참조하면, 본 발명에 따른 일실시예에 따른 고무 튜브를 이용한 다수 캐비티 금형의 인서트 사출 방법은 고무튜브의 굵기 공차와 상관없이, 그리고 튜브의 손상 없이 캐비티를 밀폐시켜 각 캐비티간에 균형을 달성시킴으로써, 정량의 재료 주입으로 불필요한 버(Burr)가 발생하지 않는 다수의 생산품을 한번에 사출하는 것이 가능한 제조방법이다.

보다 상세하게, 도 2와 같이 핀의 소정부에 튜브의 내경보다 굵은 돌출부가 형성된 핀을 제작한다. 이와 같은 핀에 튜브를 삽입하게 되면 도 3과 같은 상태의 모습이 된다. 이 때 삽입한 튜브의 한 부분 예컨대, 연신부(18)는 튜브의 내경보다 굵게 제작된 핀의 돌출부(16)에 의해서 늘어나게 되어 압출된 튜브의 외경(B)보다 늘어난 상태가 된다.

상기 선행과정을 통해 튜브(10)에 핀(12)을 삽입한 후 금형에 안착시키는 바, 도 4a와 같이 외경이 늘어난 연신부(18)를 캐비티(8)의 외부(8b)에 위치시킬 수도 있고, 도 4b와 같이 캐비티(8)의 내부(8a)에 위치시킬 수도 있다.

이후에 금형을 닫게 되면 사출품의 선단부에 해당하는 캐비티의 단부(D)와 튜브(10)는 핀(12)의 얇은 부분 즉, 돌출부(16)가 아닌 부분에 위치하게 되므로 튜브(10)의 손상이 생기지는 않으나 캐비티(8)와 튜브(10) 사이에 빈 공간이 있으므로 밀폐가 이루어지지 않은 상태이다.

이 상태로 사출작업을 수행하면 종래의 기술과 마찬가지로, 각 캐비티 별로 외부와 개방되어 있는 정도가 튜브의 굵기 공차에 따라 각각 다르므로 재료를 주입할 때 가스 빠짐이 차이가 생겨 주입한 재료가 각 캐비티에 균일하게 배분되지 않아 불량품이 발생한다.

하지만, 도 4a와 같이 캐비티 외부(8b)에 위치시킨 상태의 핀(12)을 캐비티 내부(8a)로 당기거나, 도 4b와 같이 캐비티 내부(8a)에 위치된 핀(12)을 캐비티 외부(8b)로 밀어올려서 핀(12)의 돌출부(16)를 캐비티(8)의 단부(D)로 이동시키면 인서트된 튜브(10)의 연신부(18)가 캐비티(8)의 단부(D)에 위치하게 되어 고무 튜브의 탄성에 의해서 캐비티 내부가 밀폐되며, 이후에 사출을 수행하면 고무 튜브의 굵기 공차와 상관없이 밀폐가 이루어진 후에 재료주입을 하게 되므로 각 캐비티별로 동일한 양의 재료가 주입되게 된다.

이때, 튜브(10)가 위치하는 캐비티의 단부(D)와 핀(12)의 돌출부(16) 사이의 이격갭은 튜브(10)의 굵기 공차를 감안한 최소 두께에 맞춰서 설계하면 비록 공차가 존재하는 튜브(10)가 삽입되더라도 튜브(10) 재질 자체의 탄성에 의해 빈 공간에 맞춰 변형되므로 밀폐성 확보에는 지장이 없다.

또한, 금형이 닫힌 이후에 핀(12)을 이동하여 밀폐시키므로 종래 기술에서 금형이 닫힐 때 발생되는 튜브(10)의 손상도 방지할 수 있다.

바람직하게, 사출이 진행되는 동안 재료의 주입 압력에 의해 핀(12)이 움직일 경우 앞서 수행한 캐비티 밀폐가 실패할 수 있으므로 고정기구 등을 사용하여 핀(12)을 고정시켜서 핀(12)의 이동을 원천 차단할 수도 있다. 다만, 이러한 고정과정은 사출재료가 주입되는 압력에 따라 적용 여부를 결정할 수 있는 바, 압력이 약할 경우 생략할 수 있다.

재료주입과 경화과정을 통해 사출이 완료되면 금형이 열리기 전에 핀(12)을 고정시킨 부분을 해제하여 사출물과 금형에 손상이 가지 않도록 하며, 이는 고정기구 등의 사용 여부와 고정하는 방법과 구조에 따라 가변적으로 사용할 수 있다.

금형이 열리면 사출품을 금형에서 탈형하고 다시 위의 방법대로 반복한다. 이로서 불필요한 버(Burr)가 발생하지 않아 추가가공이 필요 없으며, 튜브의 손상 없이 한번의 사출로 여러 개의 사출품을 동시에 생산할 수 있는 인서트 사출이 가능해 진다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 고무 튜브를 이용한 다수 캐비티 금형의 인서트 사출 방법은 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.

2:인서트 사출장치, 4:재료주입구,
8:캐비티, 8a:캐비티 내부,
8b:캐비티 외부, 10:튜브,
12:핀, 14:핀 단부,
16:돌출부, 18:연신부.

Claims (4)

1. a) 하단 소정부에 튜브(10)의 내경보다 굵은 돌출부(16)가 형성된 핀(12)에 튜브(10)를 삽입하여 튜브(10)의 소정부가 돌출되는 연신부(18)를 형성하는 과정과;
   b) 상기 튜브(10)의 연신부(18)가 캐비티(8)의 출구에 위치되지 않게 함으로써 금형을 닫을 때 튜브(10)가 손상되지 않게 하는 과정과;
   c) 금형을 닫은 후 핀(12)을 이동시켜 튜브(10)의 연신부(18)가 캐비티(8)의 출구를 밀폐 시키는 과정과;
   d) 캐비티(8)에 재료를 주입하여 사출하는 것을 특징으로 하는 고무 튜브를 이용한 다수 캐비티 금형의 인서트 사출 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 b)과정은 상기 튜브(10)의 연신부(18)가 캐비티(8)의 내부(8a)에 위치시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 고무 튜브를 이용한 다수 캐비티 금형의 인서트 사출 방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 b)과정은 상기 튜브(10)의 연신부(18)가 캐비티(8)의 외부(8b)에 위치하도록 안착시키는 것을 특징으로 하는 고무 튜브를 이용한 다수 캐비티 금형의 인서트 사출 방법.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 d)과정 중 재료주입의 압력에 핀(12)이 움직이지 않도록 고정시키고 사출 작업 후 고정을 해제하는 과정이 포함된 것을 특징으로 하는 고무 튜브를 이용한 다수 캐비티 금형의 인서트 사출 방법.

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