KR200413677Y1 - 핀 포인트 게이트 가공용 전극 조립체 - Google Patents

Abstract

금형에 원하는 정도의 세밀한 크기를 갖는 핀 포인트 게이트를 형성할 수 있는 핀 포인트 게이트 가공용 전극 조립체에 관한 고안이다. 이를 위하여, 금형 중 핀 포인트 게이트가 형성될 위치에 선단이 접촉되어 방전가공에 의해 상기 핀 포인트 게이트가 형성될 위치를 선가공하는 선가공 전극 유닛; 및 선단의 지름이 상기 선가공 전극 유닛보다 작으며, 선가공된 상기 핀 포인트 게이트가 형성될 위치를 선단이 접촉된 상태에서 방전가공에 의해 후가공하여 상기 핀 포인트 게이트를 형성하는 후가공 전극 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 핀 포인트 게이트 가공용 전극 조립체를 제공한다.

전극, 방전가공, 핀 포인트 게이트

Description

핀 포인트 게이트 가공용 전극 조립체{ELECTRODES ASSEMBLY FORMING PIN POINT GATE}

도 1은 본 고안에 따른 핀 포인트 게이트 가공용 전극 조립체 중 선가공 전극 유닛의 측면도,

도 2는 본 고안에 따른 핀 포인트 게이트 가공용 전극 조립체 중 후가공 전극 유닛의 측면도,

도 3 및 도 4는 본 고안에 따른 전극 조립체를 이용하여 핀 포인트를 형성하는 공정을 개략적으로 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10: 선가공 전극 유닛 12: 제1팁부

14: 제1축부 16: 제1머리부

20: 후가공 전극 유닛 22: 제2팁부

24: 제2축부 26: 제2머리부

본 고안은 핀 포인트 게이트 가공용 전극 조립체에 관한 것이며, 보다 구체 적으로는 금형이나 혹은 금형에 상응하는 구조물에 원하는 정도의 세밀한 크기를 갖는 핀 포인트 게이트를 형성할 수 있는 핀 포인트 게이트 가공용 전극 조립체에 관한 것이다.

휴대폰이나 PDA와 같은 무선단말기의 외장 케이스는 주로 얇은 박판으로 형성된다. 보통은 폴리카보네이트와 같은 플라스틱이 그 재질로서 선택되기도 하지만 강성 유지를 위해 금속 재질이 사용되기도 한다.

만일, 외장 케이스가 일정한 두께를 갖는다면 사출성형이나 압출성형, 혹은 프레스 가공 등, 어떠한 방법을 통해 제조될 수 있다. 하지만 외장 케이스의 두께는 거의 수 밀리미터(mm) 정도에 불과하기 때문에 압출성형이나 프레스 가공으로는 제조하기가 쉽지 않다. 따라서 통상 사출성형이나 혹은 진공 사출성형 방법을 이용한다.

이때, 성형되는 제품의 표면이 굳이 정밀도를 요하지 않는다면, 핀 포인트 게이트 방식을 사용하지 않아도 되지만, 휴대폰 케이스와 같이 외면이 매끄럽고 고급스럽게 가공되어야 할 경우 핀 포인트 게이트 방식의 주형이 널리 사용된다. 핀 포인트 게이트는 사출액이 금형 내의 성형부로 투입될 수 있는 작은 구멍이다.

핀 포인트 게이트의 가공에는 종래 드릴링 가공이나 레이저 가공 등이 사용되어 왔다. 그러나 드릴 구조의 한계로 인해 드릴링 가공을 통해서는 원하는 정도의 세밀한 크기를 갖는 핀 포인트 게이트를 형성하기 어렵다. 레이저 가공을 통해서는 원하는 크기의 핀 포인트 게이트를 천공할 수는 있으나, 고가의 레이저 장비를 갖추는데 따른 비용으로 말미암아 제품 단가가 높아진다.

이에, 금형에 전극을 배치하고, 방전가공을 이용하여 금형에 핀 포인트 게이트를 형성하는 방법이 널리 이용되고 있다.

방전가공(electric discharge machining)이란, 두 전극 사이에 방전을 일으킬 때 생기는 물리적, 기계적, 전기적 작용을 이용해서 가공하는 방법을 가리킨다. 방전의 종류에 따라 스파크가공, 아크가공, 코로나가공으로, 피가공물의 재질에 따라 금속가공, 비금속가공으로, 작업의 종류에 따라 구멍파기ㅇ절단 및 연삭 등으로 분류된다. 금형 등에 대한 구멍파기나 특수모양의 가공에는 스파크가공이, 금속절단에는 아크가공이, 비금속재의 구멍 뚫기 등에는 코로나가공이 널리 이용된다.

방전가공은 재료의 강도에 무관하며, 평면, 입체 등의 복잡한 형상의 가공이 용이하고, 표면가공일 경우 길이 0.1 내지 0.2μmmax까지 가능하며, 열에 의한 표면 변질이 적다는 점 등 다른 가공법으로는 얻을 수 없는 이점이 있다.

하지만 현재 사용되고 있는 방전가공용 전극의 경우, 원하는 정도의 세밀한 크기를 갖는 핀 포인트 게이트를 형성하기가 쉽지 않다. 따라서 현재 대부분 핀 포인트 게이트를 형성하기 위해서는, 하나의 전극으로 여러 번 가공을 시도하거나 여러 전극을 수차례 이상 바꿔가면서 가공을 하고 있으나, 어느 경우에든 불량률도 높고 생산성이 높지 않다. 특히 선단의 지름이 너무 작은 전극 사용 시는 방전 가공에 걸리는 시간이 오래 걸리는 문제가 있고, 너무 큰 전극을 사용하면 가공 정밀도가 떨어지는 문제가 있다. 따라서 금형에 원하는 정밀도의 세밀한 핀 포인트 게이트를 용이하게 형성할 수 있는 전극의 개발이 필요하다.

본 고안은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 휴대폰 케이스 제조를 위한 금형에 핀 포인트 게이트를 높은 정밀도와 효율로 형성할 수 있도록 2단계로 핀 포인트 게이트를 형성할 수 있는 전극 조립체를 제공하는 것이 목적이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안에서는 아래의 구성을 가지는 핀 포인트 게이트 가공용 전극 조립체를 제공한다.

금형 중 핀 포인트 게이트가 형성될 위치에 선단이 접촉되어 방전가공에 의해 상기 핀 포인트 게이트가 형성될 위치를 선가공하는 선가공 전극 유닛; 및

선단의 지름이 상기 선가공 전극 유닛보다 작으며, 선가공된 상기 핀 포인트 게이트가 형성될 위치를 선단이 접촉된 상태에서 방전가공에 의해 후가공하여 상기 핀 포인트 게이트를 형성하는 후가공 전극 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 핀 포인트 게이트 가공용 전극 조립체.

상기 선가공 전극 유닛은,

상기 금형에 접하며, 선단의 직경이 Φ1.10 내지 Φ1.20이고 선단으로부터의 길이가 1mm 내지 3mm인 제1팁부;

상기 제1팁부의 반대편에 형성되는 제1머리부; 및

상기 제1팁부와 상기 제1머리부를 연결하며, 상기 제1팁부로부터 상기 제1머리부로 갈수록 점진적으로 경사도가 증가하는 제1축부를 포함한다.

상기 제1팁부는 상기 제1팁부의 선단으로부터 상기 제1축부로 갈수록 점진적 으로 경사도가 증가하도록 15도 내지 25도의 각도 범위를 가지며,

상기 제1축부의 경사도는 1도 내지 3도이다.

상기 후가공 전극 유닛은,

상기 금형에 접하며, 선단의 직경이 Φ0.1 내지 Φ0.5이고 선단으로부터의 길이가 1mm 내지 3mm인 제2팁부;

상기 제2팁부의 반대편에 형성되는 제2머리부; 및

상기 제2팁부와 상기 제2머리부를 연결하되, 상기 제2팁부로부터 상기 제2머리부로 갈수록 점진적으로 경사도가 증가하는 제2축부를 포함한다.

상기 제2팁부는 상기 제2팁부의 선단으로부터 상기 제2축부로 갈수록 점진적으로 경사도가 증가하도록 25도 내지 35도의 각도범위를 가지며,

상기 제2축부의 경사도는 1도 내지 3도이다.

상기 선가공 및 후가공 전극 유닛은 동 재질로 형성되며, 상호 실질적으로 동일한 길이를 갖게 제조될 수 있다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 고안을 실시예를 통해 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 핀 포인트 게이트 가공용 전극 조립체에서 선가공 전극 유닛의 측면도이고, 도 2는 본 고안에 따른 핀 포인트 게이트 가공용 전극 조립체에서 후가공 전극 유닛의 측면도이다.

도면에 나타난 바와 같이, 핀 포인트 게이트 가공용 전극 조립체(미도시)는 각각 동 재질로 이루어지는 선가공 전극 유닛(10) 및 후가공 전극 유닛(20)을 포함한다. 우선, 선가공 전극 유닛(10)이 사용되고, 그 후에 후가공 전극 유닛(20)이 사용되어 금형(31)에 핀 포인트 게이트(31a, 31b)를 가공한다.

도 1을 참조할 때, 선가공 전극 유닛(10)은 제1머리부(12), 제1축부(14) 및 제1팁부(16)를 구비한다.

본 실시예에서 선가공 전극 유닛(10)의 전체 길이(H1)는 70mm이고, 제1머리부(12)의 길이(H2)는 30mm이며, 제1축부(14)와 제1팁부(16)를 합한 길이(H3)는 40 mm이다. 이때 제1축부(14)의 길이는 38.13mm, 그리고 제1팁부(16)의 길이는 1.87mm이다. 물론, 이러한 수치는 하나의 실시예에 불과할 뿐이다. 또 제1머리부(12) 상단의 직경(Φ1)은 8mm이다. 제1머리부(12)는 선가공 전극 유닛(10)에서 가장 직경이 큰 부분이다.

제1축부(14)는 제1머리부(12)와 제1팁부(16)를 상호 연결하는 축 역할을 한다. 직경이 균일한 봉 형상으로 제1축부(14)를 형성할 수도 있으나 본 실시예의 경우, 제1축부(14)는 제1팁부(16)와 접하는 영역으로부터 제1머리부(12)와 접하는 영역으로 갈수록 점진적으로 경사가 증가하는 형태로 제조된다. 이 때의 경사도(θ2)는 1도 내지 3도의 각도 범위를 가질 수 있는데, 본 실시예에서는 2도의 각도로 형성하고 있다.

제1팁부(16)는 실제로 금형(31)에 접하여 방전가공에 의해 일정한 폭과 일정한 깊이를 갖는 핀 포인트 게이트(31a)를 가공하는 부분이다.

이러한 제1팁부(16)는 선단의 직경(Φ2)이 Φ1.10 내지 Φ1.20이다. 또 선단으로부터의 길이(H4)는 1mm 내지 3mm의 범위인데, 본 실시예의 경우에는 1.87mm이다. 또 제1팁부(16)의 선단의 직경(Φ2)은 Φ1.50이다. 이 때 제1팁부(16) 역 시, 제1축부(14)와 마찬가지로, 그 선단으로부터 제1축부(14)로 갈수록 점진적으로 경사도가 증가하도록 형성되는데, 그 경사도(θ1)는 15도 내지 25도이다. 본 실시예에서는 20도로 설계하였다. 그리고 한편 제1축부(14) 중 제1팁부(16)로 이어지는 경계 부분은 R = 1.0의 라운드 처리가 되어 있다. 그리고 제1축부(14)의 라운드 처리가 시작되는 부분부터 제1팁부(16) 선단까지의 거리(H5)는 2.28mm이다.

후가공 전극 유닛(20)은 전술한 선가공 전극 유닛(10)과 일부 차이가 있지만, 기본적인 형상은 유사하다. 즉 도 2에 도시된 바와 같이 후가공 전극 유닛(20)은 제2머리부(22), 제2축부(24) 및 제2팁부(26)를 구비한다.

후가공 전극 유닛(20)의 전체 길이(h1)는 본 실시예에서 70mm이며, 제2머리부(22)의 길이(h2)는 30mm이고, 제2축부(24)와 제2팁부(26)를 합한 길이(h3)는 40mm이다. 제2축부(24)의 길이는 38.7mm, 그리고 제2팁부(26)의 길이는 1.30mm이다. 또 제2머리부(22) 상단의 직경(Φ3)은 8mm이고, 제2부(24)의 경사도(θ4)는 1도 내지 3도의 각도 범위를 갖는다. 본 실시예에서는 2도의 각도로 형성되어 있다.

그리고 후가공 전극 유닛(20)에서 제2팁부(26)는, 선가공 전극 유닛(10)이 금형(31)에 상대적으로 넓은 핀 포인트 게이트(31a)를 가공한 후, 다시 해당 위치에 접하여 미세한 핀 포인트 게이트(31b)를 가공하는 부분이므로 각 부의 치수가 제1팁부(16)와 다르다. 전반적으로 제1팁부(16)보다 제2팁부(26)가 작게 형성된다. 제2팁부(26)는 선단의 직경(Φ4)이 Φ0.1 내지 Φ0.5이며, 선단으로부터의 길이(h4)가 1mm 내지 3mm의 범위를 갖는다. 본 실시예의 경우, 제2팁부(26) 선단의 직경(Φ4)은 Φ0.47이고, 선단으로부터의 길이(h4)는 1.53mm이다.

제2팁부(26) 역시, 제1팁부(16)와 마찬가지로, 그 선단으로부터 제2축부(24)로 갈수록 점진적으로 경사도가 증가하도록 형성되는데, 그 경사도(θ3)는 25도 내지 35도이다. 본 실시예에서는 30도로 설계되어 있다. 그리고 제2축부(24) 중 제2팁부(26)로 이어지는 경계 부분은 R = 1.0의 라운드 처리가 되어 있다. 제2축부(24)의 라운드 처리가 시작되는 부분부터 제2팁부(26) 선단까지의 거리(h5)는 2.28mm이다.

이러한 구성을 갖는 본 실시예의 핀 포인트 게이트 가공용 전극 조립체를 이용하여 금형(31)에 핀 포인트 게이트(31a, 31b)를 차례로 형성하는 과정을 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 도 3에 도시된 바와 같이, 핀 포인트 게이트(31a)가 가공될 금형(31)의 위치에 선가공 전극 유닛(10)을 배치하고, 제1팁부(16)의 선단을 접촉시킨다.

이어서 금형(31)에는 양극(+), 선가공 전극 유닛(10)에는 음극(-)을 걸어 방전가공한다. 그러면 방전가공에 의해 금형(31)에는 제1팁부(16)의 선단의 직경(Φ2)과 길이(H4)에 대응하는 수준으로 참조부호 31a의 핀 포인트가 형성되어간다.

선가공 전극 유닛(10)을 이용하여 금형(31)에 참조부호 31a의 핀 포인트 게이트를 원하는 깊이로 형성하면, 선가공 전극 유닛(10)을 제거한다.

그리고는 도 4에 도시된 바와 같이, 핀 포인트 게이트(31a) 내로 후가공 전극 유닛(20)의 제2팁부(26)를 배치하고, 전술한 방식으로 방전가공한다.

그러면 부호 31a의 핀 포인트 게이트 내에, 보다 미세한 크기의 핀 포인트 게이트(31b)가 가공된다. 핀 포인트 게이트(31b)는 제2팁부(26)의 선단의 직경(Φ4)과 길이(h4)에 대응하는 수준, 즉 본 실시예에서는 0.47mm로 형성된다.

이와 같이 금형(31)에 핀 포인트 게이트(31a, 31b)가 형성되면, 핀 포인트 게이트(31a, 31b) 내로 사출액을 주입하여 제품을 형성하고, 이후 사출액이 들어있는 금형을 소정 시간 유지시킨 후, 상부 및 하부금형을 분리함으로써 제품을 얻게 된다. 사출액이 주입되는 핀 포인트 게이트(31a, 31b)가 매우 미세하게 형성되기 때문에 성형 완료된 제품의 표면에는 육안으로 쉽게 확인되는 흠집이 생기지 않는다. 따라서 제품의 품위를 향상시키기에 충분한 우수한 마무리가 가능하다.

이상 특정 실시예를 통해 본 고안을 설명하였다. 하지만 당업자라면 다양한 변형이 가능할 것이며, 따라서 본 고안의 범위는 상기 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에 기재된 사항에 의해 정해지는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안에 따르면, 2단계 전극 가공에 의해 금형에 원하는 정도의 세밀한 크기를 갖는 핀 포인트 게이트를 높은 효율과 정밀도로 형성할 수 있다. 따라서 표면 마무리가 우수한 사출제품을 얻을 수 있다.

Claims (5)

1. 금형 중 핀 포인트 게이트가 형성될 위치에 선단이 접촉되어 방전가공에 의해 상기 핀 포인트 게이트가 형성될 위치를 선가공하는 선가공 전극 유닛; 및

   선단의 지름이 상기 선가공 전극 유닛보다 작으며, 선가공된 상기 핀 포인트 게이트가 형성될 위치를 선단이 접촉된 상태에서 방전가공에 의해 후가공하여 상기 핀 포인트 게이트를 형성하는 후가공 전극 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 핀 포인트 게이트 가공용 전극 조립체.
2. 제1항에 있어서,

   상기 선가공 전극 유닛이,

   상기 금형에 접하며, 선단의 직경이 Φ1.10 내지 Φ1.20이고 선단으로부터의 길이가 1mm 내지 3mm인 제1팁부;

   상기 제1팁부의 반대편에 형성되는 제1머리부; 및

   상기 제1팁부와 상기 제1머리부를 연결하며, 상기 제1팁부로부터 상기 제1머리부로 갈수록 점진적으로 경사도가 증가하는 제1축부를 포함하는 것을 특징으로 하는 핀 포인트 게이트 가공용 전극 조립체.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제1팁부는 상기 제1팁부의 선단으로부터 상기 제1축부로 갈수록 점진적 으로 경사도가 증가하도록 15도 내지 25도의 각도범위를 가지며,

   상기 제1축부의 경사도는 1도 내지 3도인 것을 특징으로 하는 핀 포인트 게이트 가공용 전극 조립체.
4. 제1항에 있어서,

   상기 후가공 전극 유닛이,

   상기 금형에 접하며, 선단의 직경이 Φ0.1 내지 Φ0.5이고 선단으로부터의 길이가 1mm 내지 3mm인 제2팁부;

   상기 제2팁부의 반대편에 형성되는 제2머리부; 및

   상기 제2팁부와 상기 제2머리부를 연결하며, 상기 제2팁부로부터 상기 제2머리부로 갈수록 점진적으로 경사도가 증가하는 제2축부를 포함하는 것을 특징으로 하는 핀 포인트 게이트 가공용 전극 조립체.
5. 제4항에 있어서,

   상기 제2팁부는 상기 제2팁부의 선단으로부터 상기 제2축부로 갈수록 점진적으로 경사도가 증가하도록 25도 내지 35도의 각도범위를 가지며,

   상기 제2축부의 경사도는 1도 내지 3도인 것을 특징으로 하는 핀 포인트 게이트 가공용 전극 조립체.

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