KR102488355B1 - 바이메탈 이젝터가 적용된 열간성형 금형 - Google Patents

바이메탈 이젝터가 적용된 열간성형 금형 Download PDF

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KR102488355B1
KR102488355B1 KR1020210110783A KR20210110783A KR102488355B1 KR 102488355 B1 KR102488355 B1 KR 102488355B1 KR 1020210110783 A KR1020210110783 A KR 1020210110783A KR 20210110783 A KR20210110783 A KR 20210110783A KR 102488355 B1 KR102488355 B1 KR 102488355B1
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조정현
남상규
신윤호
송지훈
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엠티디아이 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 바이메탈 이젝터가 적용된 열간성형 금형은, 중앙부에 오목한 형상의 가공 공간이 형성되고, 가장자리에 판재 형상의 가공물을 지지하는 평판 형상의 플랜지가 형성된 하부금형; 상기 가공물을 상기 하부금형 방향으로 가압하여 상기 가공물의 형상을 상기 하부금형의 가공 공간 형상으로 변형시키는 상부금형; 상기 하부금형의 플랜지에 설치되고, 상기 가공물의 성형 온도일 때 상기 플랜지의 상면으로부터 돌출되지 않도록 변형되고, 상기 가공물의 성형 온도보다 낮은 온도일 때 상기 플랜지의 상면으로부터 돌출되도록 변형되어 상기 가공물을 상기 하부금형으로부터 분리시키는 바이메탈 이젝터;를 포함한다.

Description

바이메탈 이젝터가 적용된 열간성형 금형 {HOT FORMING MOLD WITH BIMETAL EJECTOR}
본 발명은 바이메탈 이젝터가 적용된 열간성형 금형에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 성형 이후 가공물을 금형으로부터 분리시킬 수 있는 바이메탈 이젝터가 적용된 열간성형 금형에 관한 것이다.
열간성형 금형, 특히 초소성 성형용 블로우 포밍 금형이나, 성형과 강화를 동시에 수행할 수 있는 핫스탬핑(HOT STAMPING) 또는 핫프레스 포밍(HOT PRESS FORMING)용 금형을 이용하여 판재 형상의 가공물의 성형을 수행한 이후, 성형된 가공물을 금형으로부터 분리하는 과정이 요구된다.
이때, 종래에는 통상적으로 금형과 가공물 사이에 쐐기형의 분리 툴을 삽입하여 가공물을 금형으로부터 분리한 후, 이를 별도의 캐리어 등으로 들어 올려 금형 외부로 인출하는 방식을 사용하였다.
그러나 이와 같은 방식을 사용할 경우, 분리 툴이 금형이나 가공물에 충돌하면서 금형 및 가공물에 손상을 입히는 문제가 발생하였고, 특히 초소성 성형시에는 성형 이후 금형을 냉각시키지 않기 때문에, 고온의 가공물을 이송시키는 수단이 한정될 뿐만 아니라, 금형과 가공물이 더욱 강하게 결합 상태를 유지하기 때문에 쐐기를 이용한 분리 작업이 용이하기 않은 한계가 있었다.
따라서, 상기 문제를 해결할 수 있도록, 초소성 성형이나 핫스탬핑 성형 등의 열간성형 이후에 가공물을 금형으로부터 용이하게 분리할 수 있고, 초소성 성형시 금형을 과도하게 냉각시키지 않아 금형 재가열에 따른 에너지 소모를 절감할 수 있는 새로운 방식의 가공물 이젝터가 요구되고 있는 실정이다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-1796455 B1 (2017.11.06)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 성형이 완료된 가공물을 금형으로부터 이탈시키기 위한 이젝터를 바이메탈 방식으로 마련하여, 금형이나 가공물의 손상을 방지하고, 금형의 과냉각을 방지하여 재가열에 필요한 에너지를 절감하며, 신속한 이형 작업이 가능하도록 바이메탈 이젝터가 적용된 열간성형 금형을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 바이메탈 이젝터가 적용된 열간성형 금형은, 중앙부에 오목한 형상의 가공 공간이 형성되고, 가장자리에 판재 형상의 가공물을 지지하는 평판 형상의 플랜지가 형성된 하부금형; 상기 가공물을 상기 하부금형 방향으로 가압하여 상기 가공물의 형상을 상기 하부금형의 가공 공간 형상으로 변형시키는 상부금형; 상기 하부금형의 플랜지에 설치되고, 상기 가공물의 성형 온도일 때 상기 플랜지의 상면으로부터 돌출되지 않도록 변형되고, 상기 가공물의 성형 온도보다 낮은 온도일 때 상기 플랜지의 상면으로부터 돌출되도록 변형되어 상기 가공물을 상기 하부금형으로부터 분리시키는 바이메탈 이젝터;를 포함한다.
상기 플랜지의 상면에는, 상기 바이메탈 이젝터가 삽입되는 오목홈 형상의 이젝터 수용부가 형성되고, 상기 바이메탈 이젝터는, 그 하면이 상기 이젝터 수용부의 저면에 설치되는 제1판재와, 상기 제1판재의 상면에 결합되고 상기 제1판재에 비해 열팽창 계수가 높은 제2판재를 포함하며, 상기 제1판재의 일단 및 상기 제2판재의 일단은 상기 플랜지에 고정 결합되고, 상기 제1판재의 타단 및 상기 제2판재의 타단은 상호 결합되되 상기 플랜지와 결합되지 않을 수 있다.
상기 바이메탈 이젝터의 내부에는 냉각유로가 형성되고, 상기 가공물을 상기 하부금형으로부터 분리시킬 때 상기 냉각유로에 냉매를 공급하여 상기 바이메탈 이젝터를 냉각시킴으로써 상기 바이메탈 이젝터가 상측 방향으로 휘어지도록 변형시킬 수 있다.
상기 제1판재의 상면에는 제1냉각홈이 형성되고, 상기 제2판재의 하면에는 제2냉각홈이 형성되며, 상기 제1판재와 상기 제2판재가 결합되면 상기 제1냉각홈과 상기 제2냉각홈이 상기 냉각유로를 형성할 수 있다.
상기 이젝터 수용부는, 상기 플랜지의 가장자리 끝단부에 형성되고, 상기 냉각유로는, 그 양단이 각각 상기 플랜지의 측면 방향에 노출되도록 형성될 수 있다.
상기 바이메탈 이젝터는, 상기 제1판재와 상기 제2판재를 관통하여 결합시키는 하나 또는 복수개의 결합핀을 더 포함하고, 상기 결합핀은, 상기 냉각유로가 형성되지 않은 부위를 관통하도록 설치될 수 있다.
상기 이젝터 수용부는, 상기 제1판재의 일단이 위치한 부위의 깊이보다, 상기 제2판재의 타단이 위치한 부위의 깊이가 더 깊게 형성될 수 있다.
상기 이젝터 수용부는, 상기 플랜지의 상면 가장자리 끝단으로부터 소정 거리 내측으로 이격 형성되어 상기 바이메탈 이젝터를 수용하는 메인홈과, 상기 메인홈의 내측 벽면으로부터 상기 플랜지의 측면까지 관통 형성된 고정홀을 포함하고, 상기 제1판재의 일단 및 상기 제2판재의 일단은 상기 고정홀에 삽입 고정될 수 있다.
상기 바이메탈 이젝터의 상측에 설치되어 상기 바이메탈 이젝터의 변형에 따라 상기 가공물을 가압하는 승강 플레이트;를 더 포함하고, 상기 이젝터 수용부는, 상기 메인홈의 저면 일부에서 하측 방향으로 연장 형성된 가이드홈을 더 포함하며, 상기 승강 플레이트는, 상면이 상기 플랜지와 연속적으로 형성되고 상기 제2판의 상면에 지지되는 가압플레이트와, 상기 가압플레이트에서 하방으로 연장 형성되어 상기 가이드홈에 삽입되는 가이드 로드를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 바이메탈 이젝터를 이용하여 열간성형 가공된 가공물을 금형으로부터 용이하게 이형시킬 수 있고, 이형시 금형 및 가공물에 가해지는 대미지를 최소화할 수 있어 금형의 수명 연장 및 가공물의 품질을 향상시킬 수 있으며, 동일 금형일 이용하여 연속적으로 열간성형 공정을 수행할 때, 금형의 과냉각을 방지하여 금형 재냉각에 소요되는 에너지 및 시간을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이메탈 이젝터가 적용된 열간성형 금형의 개방된 모습을 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이메탈 이젝터가 적용된 열간성형 금형의 폐쇄된 모습을 나타낸 도면이고,
도 3은 도 1의 A 부분을 확대하여 이젝터 수용부의 모습을 나타낸 도면이고,
도 4는 도 1의 A 부분을 확대하여 바이메탈 이젝터가 설치된 모습을 나타낸 도면이고,
도 5는 바이메탈 이젝터가 고온에서 하향 변형된 모습을 나타낸 도면이고,
도 6은 바이메탈 이젝터가 저온에서 상향 변형된 모습을 나타낸 도면이고,
도 7은 바이메탈 이젝터의 제1판재와 제2판재의 결합 모습을 나타낸 도면이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이메탈 이젝터가 적용된 열간성형 금형의 개방된 모습을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이메탈 이젝터가 적용된 열간성형 금형의 폐쇄된 모습을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 1의 A 부분을 확대하여 이젝터 수용부의 모습을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 1의 A 부분을 확대하여 바이메탈 이젝터가 설치된 모습을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 바이메탈 이젝터가 적용된 열간성형 금형은, 중앙부에 오목한 형상의 가공 공간(11)이 형성되고, 가장자리에 가공물(S)을 지지하는 평판 형상의 플랜지(12)가 형성된 하부금형(10)과, 가공물(S)을 하부금형(10) 방향으로 가압하여 가공물(S)의 형상을 하부금형(10)의 가공 공간(11) 형상으로 변형시키는 상부금형(20)과, 하부금형(10)의 플랜지에 설치되고, 가공물(S)의 성형 온도일 때 플랜지(12)의 상면으로부터 돌출되지 않도록 변형되고, 가공물(S)의 성형 온도보다 낮은 온도일 때 플랜지(12)의 상면으로부터 돌출되도록 변형되어 가공물(S)을 하부금형(10)으로부터 분리시키는 바이메탈 이젝터(100)를 포함하여 구성된다.
상부금형(20)은 하부금형(10)의 가공 공간(11)과 대응되는 돌출부가 형성되도록 마련될 수도 있고, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 별도의 가스주입구(21)를 마련하여 고압의 가스를 이용하여 가공물(S)을 하부금형(10) 방향으로 가압하도록 마련될 수도 있다.
상부금형(20)의 형상이 전자와 같이 돌출부를 포함하여 형성될 경우 핫스탬핑 또는 핫 프레스 포밍용 금형으로 작용하고, 후자와 같이 돌출부 없이 가스압으로 가압하도록 구성될 경우 초소성 성형 금형으로 작용하게 된다. 본 발명에서는 초소성 성형용 금형에 대한 도면을 예시로 도시하였지만, 당업자라면 본 발명의 상부금형을 핫스탬핑 또는 핫 프레스 포밍용 금형으로 변경 적용하는 것이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
하부금형(10)의 가공 공간(11)은 도면 상에 개략적으로 도시된 것으로서, 실질적으로는 사각 또는 입방체 형상이 아니라, 곡면 및 평면이 복합적으로 구성된 요철이 있는 형상으로 형성될 것이다.
플랜지(12)는 가공 공간(11)을 둘러싸고 하부금형(10)의 테두리를 이루는 구성으로서, 판재 형상의 가공물(S)이 가공 이전에 이 플랜지(12)에 안착된 후, 상부금형(20)이 하강하여 하부금형(10)과 합형되기까지 가공물(S)을 지지하게 된다.
바이메탈 이젝터(100)는 본 발명의 핵심적인 구성으로서, 플랜지(12)의 상면측에 설치되어 고온(성형온도)에서는 플랜지(12)의 상면측으로 돌출되지 않도록 변형되고, 저온(이형온도)에서는 플랜지(12)의 상면측으로 돌출되도록 변형되어, 가공물(S)을 하부금형(10)으로부터 이탈시키는 역할을 하는 구성이다.
바이메탈 이젝터(100)는 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 두 종류의 금속판을 적층 결합하여 구성되는 바, 열팽창 계수가 비교적 낮은 제1판재(110)의 상측에 열팽창 계수가 비교적 낮은 제2판재(120)를 결합시켜 형성된다.
이러한 바이메탈 이젝터(100)는 플랜지(12)의 상면에 형성된 오목홈 형상의 이젝터 수용부(200)에 삽입되는 것으로서, 제1판재(110)는 이젝터 수용부(200)의 저면측에 배치되고, 제2판재(120)는 플랜지(12)의 상면 표면측에 배치된다.
제1판재(110) 및 제2판재(120)의 일단부는 플랜지(12) 측에 고정 결합되어 고정단을 이루고, 제1판재(110) 및 제2판재(120)의 타단부는 상호 결합은 유지되되 플랜지(12)와 직접적으로 연결되지 않는 바, 온도에 따라 형태가 변형되는 자유단을 이루게 된다.
도 5는 바이메탈 이젝터가 고온에서 하향 변형된 모습을 나타낸 도면이고, 도 6은 바이메탈 이젝터가 저온에서 상향 변형된 모습을 나타낸 도면이다.
이렇게 설치된 바이메탈 이젝터(100)는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 고온일 때 제1판재(110)에 비해 열팽창 계수가 큰 제2판재(120)가 더 크게 팽창하여, 아래쪽 방향으로 휘어지도록 변형되고, 저온일 때 제1판재(110)에 비해 열팽창 계수가 큰 제2판재(120)가 더 작게 수축하여, 위쪽 방향으로 휘어지도록 변형된다.
이렇게 고온일 때 하향 변형되고 저온일 때 상향 변형되는 특성으로 인해, 가공물(S)을 가공하기 위한 고온의 가공 온도, 예를 들어 Ti 합금 판재의 초소성 성형 온도인 약 900℃에서는 바이메탈 이젝터(100)가 적어도 플랜지(12)의 상면과 연속되는 형상을 유지하고, 더 바람직하게는 플랜지(12)의 표면 내측으로 인입되도록 변형됨으로써 가공물(S)과 바이메탈 이젝터(100) 간의 간섭이 발생하지 않게 된다.
반면, 가공이 종료된 이후 상부금형(20)이 이탈한 후 바이메탈 이젝터(100)가 냉각되면, 바이메탈 이젝터(100)의 자유단이 상향 변형되어 플랜지(12)의 상면보다 위쪽으로 돌출됨으로써, 가공물(S)의 하면을 가압하여 가공물(S)을 하부금형(10)으로부터 이탈시킬 수 있다.
한편, 바이메탈 이젝터(100)를 냉각시켜 가공물(S)을 하부금형(10)으로부터 이탈시키기 위하여, 상부금형(20)을 이탈시킨 이후 외기에 의한 냉각을 통해 바이메탈 이젝터(100)를 변형시킬 수도 있지만, 이 경우 냉각에 시간이 과도하게 소요되고, 금형이 성형 온도에 비해 과도하게 냉각되어 이형 작업 이후 새 가공물(S)을 성형하기 위하여 금형을 재가열시키는 공정이 요구된다.
도 7은 바이메탈 이젝터의 제1판재와 제2판재의 결합 모습을 나타낸 도면이다. 도 1 내지 도 6을 참조로 하여 도 7에 도시된 바와 같이, 하부금형(10)의 온도 저하를 최소화하면서 바이메탈 이젝터(100)만을 급속 냉각시킬 수 있도록, 바이메탈 이젝터(100)의 내부에 냉각유로(130)를 형성하는 것이 바람직하다.
냉각유로(130)는 바이메탈 이젝터(100)의 내부, 즉 제1판재(110)와 제2판재(120)에 직접적으로 접하도록 형성되어, 차가운 냉매를 이용하여 제1판재(110) 및 제2판재(120)를 급속도로 냉각시킬 수 있다.
이렇게 제1판재(110)와 제2판재(120)를 급속 냉각시키면, 제1판재(110) 및 제2판재(120)의 열팽창 계수 차이에 따른 형상 변화가 급격하게 발생되면서, 강한 힘으로 가공물(S)의 하면을 가압하여 하부금형(10)으로부터 이탈시킬 수 있게 된다.
이때, 바이메탈 이젝터(100)는 그 일단부만이 하부금형(10)의 플랜지(12)에 결합되어 있고, 그 타단부는 플랜지(12)와 결합되지 않은 상태를 유지하는 바, 바이메탈 이젝터(100)와 플랜지(12)의 접촉면적이 최소화되어 냉각유로(130)를 유동하는 냉매가 플랜지(12)의 열을 빼앗는 문제를 최소화할 수 있다.
이를 통하여, 반복되는 성형 공정을 위해 하부금형(10)의 온도를 높이는 가열에 필요한 에너지를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 가열에 필요한 시간을 최소화하여 공정의 소요 에너지 및 시간을 최소화할 수 있는 이점을 얻을 수 있다.
냉각유로(130)는 제1판재(110) 및 제2판재(120)에 각각 형성될 수도 있지만, 더 바람직하게는 제1판재(110)의 상면에 형성된 제1냉각홈(131)과, 제2판재(120)의 하면에 형성된 제2냉각홈(132)이 결합되어 하나의 냉각유로(130)를 형성시키는 것이 좋다.
제1냉각홈(131) 및 제2냉각홈(132)은 제1판재(110) 및 제2판재(120)의 표면에 오목홈 형상으로 형성되는데, U자 형상으로 구부러지도록 형성되어 그 양단이 모두 제1판재(110) 및 제2판재(120)의 일단부 방향에 형성되도록 함이 바람직하다.
이는 제1판재(110) 및 제2판재(120)의 일단부를 플랜지(12)의 측면에 노출되도록 설치하여, 냉매를 공급하는 파이프 등의 부재를 플랜지(12) 측면에 연결시키기 용이하도록 하기 위해서이다.
추가적으로, 바이메탈 이젝터(100)는, 제1판재(110)와 제2판재(120)를 관통하여 결합시키는 하나 또는 복수개의 결합핀(140)을 더 포함하고, 결합핀(140)은, 냉각유로(130)가 형성되지 않은 부위를 관통하도록 설치되는 것이 바람직하다.
제1판재(110)에는 제1핀홀(151)이 형성되고, 제2판재(120)에는 제2핀홀(152)이 형성되는 바, 결합핀(140)은 제1핀홀(151) 및 제2핀홀(152)을 관통하는 막대 형상으로 마련되어 제1판재(110)와 제2판재(120)를 결합시키게 된다.
결합핀(140)은 예를 들어 리벳(RIVET) 형상으로 형성되어 제1판재(110)와 제2판재(120)를 결합시킬 수도 있고, 제1핀홀(151) 및 제2핀홀(152)을 너트 형상으로 가공한 후 결합핀(140)을 볼트 형상으로 가공하여 나사결합시킬 수도 있다.
제1핀홀(151) 및 제2핀홀(152)은 제1냉각홈(131) 및 제2냉각홈(132)이 형성된 위치에서 소정 간격 이격된 위치에 마련되어 냉각유로(130)를 흐르는 유체의 흐름을 방해하지 않도록 하는 것이 바람직할 것이다.
한편 이젝터 수용부(200)의 형상을 더 자세히 살펴 보면, 도 3에 도시된 바와 같이, 플랜지(12)의 상면측에 오목홈 형상으로 형성된 메인홈(210)과, 메인홈(210)의 일단부 측벽에서 플랜지(12)의 외측면까지 관통하는 고정홀(220)을 포함하여 구성된다. 이에 더해서, 추후 설명할 승강 플레이트(300)의 승강을 가이드하기 위한 가이드홈(230)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
메인홈(210)은 바이메탈 이젝터(100)를 수용하면서, 바이메탈 이젝터(100)가 변형되는데 필요한 여유 공간을 제공한다. 이때 메인홈(210)은 플랜지(12)의 측면으로부터 내측으로 소정 간격 이격된 위치에 형성된다.
바이메탈 이젝터(100)는 메인홈(210)의 일단부 측벽에 형성된 고정홀(220)에 삽입 고정되는데, 고정홀(220)은 메인홈(210)의 바닥면이 아닌 이보다 상측으로 소정 간격 이격된 위치에 형성된다.
이렇게 고정홀(220)을 메인홈(210)의 바닥면으로부터 이격시켜 형성시킴으로써, 바이메탈 이젝터(100)와 플랜지(12) 사이의 접촉면적이 감소하고, 이에 따라 바이메탈 이젝터(100)를 냉각시킬 때 하부금형(10)의 온도 강하를 최소화할 수 있게 된다.
한편, 메인홈(210)은 위치에 따라 깊이가 다르게 형성되는데, 구체적으로, 메인홈(210)의 일단부, 즉 고정홀(220)이 형성된 위치의 깊이보다, 그 반대측의 깊이가 더 깊도록 형성된다.
이는 바이메탈 이젝터(100)의 일단부는 고정홀(220)에 삽입되어 고정된 상태를 유지하는 바, 그 타단부가 자유단으로써 온도에 따라 가장 크게 변형되므로, 바이메탈 이젝터(100)가 변형됨에 따라 메인홈(210)의 바닥면과 간섭이 발생하는 것을 방지하기 위한 여유 공간을 마련해야 하기 때문이다.
이에 더해서, 본 발명은 바이메탈 이젝터(100)가 가공물(S)을 가압하여 상승시키는 동작을 보조하기 위한 승강 플레이트(300)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
승강 플레이트(300)는 바이메탈 이젝터(100)의 상측에 승강 가능하게 설치되고, 바이메탈 이젝터(100)의 변화에 따라 상승하여 가공물(S)의 하단을 가압하는 구성이다.
바이메탈 이젝터(100)를 이용하여 직접 가공물(S)의 하면을 가압할 경우, 바이메탈 이젝터(100)와 가공물(S)이 점접촉 또는 선접촉을 이루게 되는 바, 접촉 면적이 작기 때문에 가공물(S)의 소성 변화를 유발할 수 있고, 심할 경우 가공물(S)이 하부금형(10)으로부터 이형되는 대신 하부금형(10)에 유착된 상태로 남게 될 수도 있다.
승강 플레이트(300)는 가압플레이트(310) 및 가압플레이트(310)에서 하방으로 연장되어 메인홈(210)의 타측 저면에 형성된 가이드홈(230)에 삽입되는 가이드 로드(320)를 포함하여 구성된다.
가압플레이트(310)는 메인홈(210)의 개구 형상과 동일한 형상으로 마련되고, 플랜지(12)의 상면과 연속적인 면을 이루도록 형성되어, 가공물(S)의 하면과 면접촉 상태를 유지하는 바, 바이메탈 이젝터(100)가 가압플레이트(310)의 하면을 가압하면, 이 힘을 분산하여 가공물(S)에 면압력을 가하게 되는 바, 가공물(S)이 하부금형(10)으로부터 용이하게 이탈될 수 있다.
가이드 로드(320)는 가압플레이트(310)가 메인홈(210)으로부터 이탈하는 것을 방지하면서, 수직 방향으로 승강할 수 있도록 이동을 가이드하는 역할을 하는 구성이다.
이를 통해, 바이메탈 이젝터(100)의 변형에 따라 가압플레이트(310)가 수직 방향으로 승강하면서 가공물(S)에 압력을 고르게 전달할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 하부금형 11: 가공 공간
12: 플랜지 20: 상부금형
21: 가스주입구 100: 바이메탈 이젝터
110: 제1판재 120: 제2판재
130: 냉각유로 131: 제1냉각홈
132: 제2냉각홈 140: 결합핀
151: 제1핀홀 152: 제2핀홀
200: 이젝터 수용부 210: 메인홈
220: 고정홀 230: 가이드홈
300: 승강 플레이트 310: 가압플레이트
320: 가이드 로드 S: 가공물

Claims (9)

  1. 중앙부에 오목한 형상의 가공 공간이 형성되고, 가장자리에 판재 형상의 가공물을 지지하는 평판 형상의 플랜지가 형성된 하부금형;
    상기 가공물을 상기 하부금형 방향으로 가압하여 상기 가공물의 형상을 상기 하부금형의 가공 공간 형상으로 변형시키는 상부금형;
    상기 하부금형의 플랜지에 설치되고, 상기 가공물의 성형 온도일 때 상기 플랜지의 상면으로부터 돌출되지 않도록 변형되고, 상기 가공물의 성형 온도보다 낮은 온도일 때 상기 플랜지의 상면으로부터 돌출되도록 변형되어 상기 가공물을 상기 하부금형으로부터 분리시키는 바이메탈 이젝터;를 포함하고,
    상기 플랜지의 상면에는, 상기 바이메탈 이젝터가 삽입되는 오목홈 형상의 이젝터 수용부가 형성되고,
    상기 바이메탈 이젝터는, 그 하면이 상기 이젝터 수용부의 저면에 설치되는 제1판재와, 상기 제1판재의 상면에 결합되고 상기 제1판재에 비해 열팽창 계수가 높은 제2판재를 포함하며,
    상기 제1판재의 일단 및 상기 제2판재의 일단은 상기 플랜지에 고정 결합되고, 상기 제1판재의 타단 및 상기 제2판재의 타단은 상호 결합되되 상기 플랜지와 결합되지 않는 것을 특징으로 하는, 바이메탈 이젝터가 적용된 열간성형 금형.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 바이메탈 이젝터의 내부에는 냉각유로가 형성되고,
    상기 가공물을 상기 하부금형으로부터 분리시킬 때 상기 냉각유로에 냉매를 공급하여 상기 바이메탈 이젝터를 냉각시킴으로써 상기 바이메탈 이젝터가 상측 방향으로 휘어지도록 변형시키는 것을 특징으로 하는, 폐곡선 단면을 갖는 냉각유로를 형성하는 것을 특징으로 하는, 바이메탈 이젝터가 적용된 열간성형 금형.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1판재의 상면에는 제1냉각홈이 형성되고,
    상기 제2판재의 하면에는 제2냉각홈이 형성되며,
    상기 제1판재와 상기 제2판재가 결합되면 상기 제1냉각홈과 상기 제2냉각홈이 상기 냉각유로를 형성하는 것을 특징으로 하는, 바이메탈 이젝터가 적용된 열간성형 금형.

  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 이젝터 수용부는, 상기 플랜지의 가장자리 끝단부에 형성되고,
    상기 냉각유로는, 그 양단이 각각 상기 플랜지의 측면 방향에 노출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 바이메탈 이젝터가 적용된 열간성형 금형.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 바이메탈 이젝터는, 상기 제1판재와 상기 제2판재를 관통하여 결합시키는 하나 또는 복수개의 결합핀을 더 포함하고,
    상기 결합핀은, 상기 냉각유로가 형성되지 않은 부위를 관통하도록 설치되는 것을 특징으로 하는, 바이메탈 이젝터가 적용된 열간성형 금형.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 이젝터 수용부는, 상기 제1판재의 일단이 위치한 부위의 깊이보다, 상기 제2판재의 타단이 위치한 부위의 깊이가 더 깊게 형성되는 것을 특징으로 하는, 바이메탈 이젝터가 적용된 열간성형 금형.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 이젝터 수용부는, 상기 플랜지의 상면 가장자리 끝단으로부터 소정 거리 내측으로 이격 형성되어 상기 바이메탈 이젝터를 수용하는 메인홈과, 상기 메인홈의 내측 벽면으로부터 상기 플랜지의 측면까지 관통 형성된 고정홀을 포함하고,
    상기 제1판재의 일단 및 상기 제2판재의 일단은 상기 고정홀에 삽입 고정되는 것을 특징으로 하는, 바이메탈 이젝터가 적용된 열간성형 금형.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 바이메탈 이젝터의 상측에 설치되어 상기 바이메탈 이젝터의 변형에 따라 상기 가공물을 가압하는 승강 플레이트;를 더 포함하고,
    상기 이젝터 수용부는, 상기 메인홈의 저면 일부에서 하측 방향으로 연장 형성된 가이드홈을 더 포함하며,
    상기 승강 플레이트는, 상면이 상기 플랜지와 연속적으로 형성되고 상기 제2판의 상면에 지지되는 가압플레이트와, 상기 가압플레이트에서 하방으로 연장 형성되어 상기 가이드홈에 삽입되는 가이드 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는, 바이메탈 이젝터가 적용된 열간성형 금형.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5580666B2 (ja) * 2010-06-17 2014-08-27 株式会社日立産機システム 硬質液状樹脂成形用金型及び硬質液状樹脂成形方法
KR101796455B1 (ko) 2015-05-29 2017-11-10 한국에너지기술연구원 예열 가능한 이젝터를 구비하는 사출 금형을 이용한 사출품 제조 방법

Patent Citations (2)

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