KR20080037245A - 사출성형용 금형 및 이를 이용한 성형방법 - Google Patents

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KR20080037245A
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molding
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KR1020060104056A
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최덕수
이상배
박임봉
정래학
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삼성전자주식회사
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Abstract

커브형 런너를 채용하면서도 다점게이트를 구성할 수 있도록 하여 형상이 복잡하거나 넓이가 넓은 성형제품을 용이하게 성형할 수 있도록 하고, 복수의 커브형 런너를 채용하면서도 런너 내부의 성형물을 쉽게 배출시킬 수 있도록 한 사출성형용 금형 및 이를 이용한 성형방법을 개시한다. 이 금형은 성형공간을 한정하는 제1 및 제2금형과, 성형공간의 제1위치에 마련된 제1게이트와, 제1게이트와 이격된 성형공간의 제2위치에 마련된 제2게이트와, 제1게이트와 연결되도록 제2금형에 형성된 커브형 제1런너와, 제2게이트와 연결되도록 제2금형에 형성된 커브형 제2런너를 포함하고, 제1런너와 제2런너는 입구가 상호 연결되고, 입구 쪽으로부터 제1 및 제2게이트 쪽으로 갈수록 단면적이 점차 작아지는 것이다.

Description

사출성형용 금형 및 이를 이용한 성형방법{MOLD FOR INJECTION MOLDING AND MOLDING METHOD USING THE SAME}
도 1은 본 발명에 따른 금형에 의해 제조된 성형제품을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 사출성형용 금형의 단면도로, 제1금형과 제2금형의 결합상태를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 사출성형용 금형의 단면도로, 제1금형과 제2금형의 분리상태를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 사출성형용 금형의 단면도로, 성형제품과 런너 내부의 수지성형물이 분리되는 상태를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 사출성형용 금형의 제1런너와 제2런너의 배치구조를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 금형에 의해 제조된 성형제품의 배면구조를 나타낸 사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 제1금형, 11: 상면성형부,
20: 제2금형, 21: 하면성형부,
30: 성형공간, 31: 제1게이트,
32: 제2게이트, 41,42: 안내로드,
51: 제1런너, 52: 제2런너,
53: 런너금형, 54: 연결런너,
71: 제1이젝터 핀, 72: 제2이젝터 핀,
73: 작동판.
본 발명은 사출성형용 금형에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 커브형 런너를 갖춘 사출성형용 금형 및 이를 이용한 성형방법에 관한 것이다.
사출성형용 금형은 스프루(Sprue)를 통하여 공급되는 용융수지를 제품의 성형을 위한 성형공간으로 안내하는 런너(Runner)를 구비한다. 이러한 금형에서는 런너의 출구를 게이트(Gate)라 한다. 게이트가 성형제품의 외면 쪽에 위치할 경우에는 성형제품의 표면에 게이트의 흔적이 생겨 미려한 외관을 제공하기 어렵다. 따라서 일본 공개특허공보 평10-95033호에 개시된 바와 같은 금형은 성형제품의 이면 쪽에 게이트를 마련할 수 있는 커브형 런너를 채용하고 있다.
위 공보의 금형은 고정금형과 가동금형의 분리부분에 마련된 제1런너와, 제1런너와 성형공간을 연결하는 커브형태의 제2런너를 구비한다. 제2런너는 원호형이고 제1런너와 연결된 입구로부터 게이트 쪽으로 갈수록 단면적이 작아지는 형태이다.
이러한 금형은 제2런너의 게이트가 성형제품의 이면 쪽에 위치하므로 성형제품의 외면(전면)에 게이트의 흔적이 생기지 않도록 할 수 있다. 또 금형의 분리 시에는 성형제품이 제2런너의 게이트부분으로부터 분리될 수 있고, 제2런너 내부에 충진된 수지의 성형물도 탄성 변형이 이루어지면서 금형으로부터 분리될 수 있다.
이러한 금형은 형상이 단순하고 크기가 작은 제품을 성형하는데 무리가 없다. 그러나 이러한 금형은 게이트가 성형공간의 한정된 위치에만 마련되어 있기 때문에 얇고 넓은 평판형태이거나 굴곡 심한 제품을 성형할 경우 용융수지의 충진 불량이 생길 수 있었다. 이는 커브형 런너를 채용하는 금형의 경우 추후 런너 내부의 성형물을 배출시키기 까다로운 문제 등으로 인하여 다점게이트(Multiple Gate)를 구성하기가 어려웠기 때문이다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 커브형 런너를 채용하면서도 다점게이트를 구성할 수 있도록 하여 형상이 복잡하거나 넓이가 넓은 성형제품을 용이하게 성형할 수 있도록 하는 사출성형용 금형 및 이를 이용한 성형방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 복수의 커브형 런너를 채용하면서도 런너 내부의 성형물을 쉽게 배출시킬 수 있도록 하는 사출성형용 금형 및 이를 이용한 성형방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 사출성형용 금형은 성형공간을 한정하는 제1 및 제2금형과, 상기 성형공간의 제1위치에 마련된 제1게이트와, 상기 제1게이트와 이격된 상기 성형공간의 제2위치에 마련된 제2게이트와, 상기 제1게이트와 연결되도록 상기 제2금형에 형성된 커브형 제1런너와, 상기 제2게이트와 연결되도록 상기 제2금형에 형성된 커브형 제2런너를 포함하고, 상기 제1런너와 상기 제2런너는 입구가 상호 연결되고, 입구 쪽으로부터 상기 제1 및 제2게이트 쪽으로 갈수록 단면적이 점차 작아지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 제1금형과 상기 제2금형의 분리부분에 마련되며 상기 제1 및 제2런너의 입구와 연결된 연결런너를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 연결런너 내부에 채워진 수지성형물의 분리를 위한 적어도 하나의 제1이젝터 핀과, 상기 성형공간에서 성형된 제품의 분리를 위한 적어도 하나의 제2이젝터 핀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 연결런너 내부의 수지성형물이 분리될 때 상기 제1 및 제2런너 내부의 수지성형물이 함께 분리되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 제1이젝터 핀과 상기 제2이젝터핀을 동시에 동작시키는 작동판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제2금형은 상기 제1 및 제2런너가 형성된 런너금형을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1런너와 상기 제2런너는 상호 반경이 다르게 된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 성형공간을 한정하는 제1 및 제2금형과, 상기 성형공간의 제 1위치에 마련된 제1게이트와, 상기 제1게이트와 이격된 상기 성형공간의 제2위치에 마련된 제2게이트와, 상기 제1게이트와 연결되도록 상기 제2금형에 형성된 커브형 제1런너와, 상기 제2게이트와 연결되도록 상기 제2금형에 형성되며 그 입구가 상기 제1런너의 입구와 연결된 커브형 제2런너와, 상기 제1 및 제2런너 내부의 수지성형물들을 분리하기 위한 제1이젝터 핀과, 제품의 분리를 위한 제2이젝터 핀을 포함하는 사출성형용 금형을 이용한 성형방법에 있어서, 상기 제1 및 제2런너를 통해 상기 성형공간으로 용융수지를 주입하여 상기 제품을 성형하고, 상기 제품의 성형 후에 상기 제1 및 제2금형을 분리하고, 상기 제1 및 제2금형의 분리 후에 상기 제1이젝터 핀으로 상기 제1 및 제2런너 내부의 수지성형물들을 함께 분리시키고, 상기 제2이젝터 핀으로 상기 제품을 분리하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 금형에 의해 제조되는 성형제품을 나타낸 것이다. 이 성형제품(1)은 폭이 넓은 평판부(2)와, 평판부(2)와 일체로 마련되며 단면의 형상이 지그재그형태인 굴곡부(3)를 포함한다.
이러한 성형제품(1)을 성형하기 위한 금형은 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 상호 합체되어 성형공간(30)을 형성하는 상부의 제1금형(10)과 하부의 제2금형(20)을 구비한다. 상부의 제1금형(10)은 고정된 상태를 유지하고, 하부의 제2금형(20)은 안내로드들(41,42)을 따라 승강 가능하도록 설치된다.
제1금형(10)의 하면에는 성형공간(30)의 상면을 한정하는 상면성형부(11)가 마련되고, 제2금형(20)의 상면에는 성형공간(30)의 하면을 한정하는 하면성형부(21)가 마련된다. 또 상면성형부(11)와 하면성형부(21)는 성형제품(1)의 평면부(2)의 성형을 위한 평면성형면들(11a,21a)과, 성형제품(1)의 굴곡부(3) 성형을 위한 굴곡성형면들(11b,21b)을 각각 포함한다.
제2금형(20)의 하면성형부(21) 쪽에는 성형공간으로 용융수지를 주입하기 위해 상호 이격된 위치에 제1게이트(31)와 제2게이트(32)가 마련된다. 제1게이트(31)는 평면성형면(21a) 쪽에 마련되고, 제2게이트(32)는 굴곡성형면(21b) 쪽에 마련된다. 이는 성형공간(30)의 상호 다른 위치로 각각 용융수지를 주입할 수 있도록 함으로써 복잡한 형태의 성형제품(1)을 용이하게 제조할 수 있도록 한 것이다.
제2금형(20)에는 제1게이트(31) 쪽으로 용융수지를 공급하기 위한 커브형태의 제1런너(51)와, 제2게이트(32) 쪽으로 용융수지를 공급하기 위한 커브형태의 제2런너(52)가 마련된다. 도 2의 예는 제1 및 제2런너(51,52)가 제2금형(20)에 결합된 별도의 런너금형(53)에 형성된 경우를 나타낸 것이나, 이러한 런너들(51,52)은 제2금형(20)에 직접 형성될 수도 있다.
제1런너(51)와 제2런너(52)는 도 5에 도시한 바와 같이, 각각 원호형태로 마련되고, 제1런너(51)의 반경(R1)이 제2런너(52)의 반경(R2)보다 작게 형성된다. 또 제1 및 제2런너(51,52)는 상호 입구가 연결되고, 각 입구 쪽으로부터 제1 및 제2게이트(31,32) 쪽으로 갈수록 단면적이 점차 작아지도록 형성된다. 또한 제1런너(51)의 입구 단면적(A1)은 제2런너(52)의 입구 단면적(A2)보다 작게 형성된다.
이러한 구성들은 용융수지가 제1 및 제2게이트(31,32) 쪽으로 원활히 공급될 수 있도록 함과 동시에 추후 제1 및 제2런너(51,52) 내부에 채워진 수지성형물(61,62)을 분리할 때 쉽게 분리할 수 있도록 한 것이다. 또 제1런너(51)의 입구와 제2런너(52)의 입구가 연결됨으로 인해 그 내부에 채워지는 수지성형물들(61,62)도 연결된 상태로 성형되도록 함으로써 제1런너의 수지성형물(61)과 제2런너의 수지성형물(62)을 함께 분리할 수 있도록 한 것이다.
제1금형(10)과 제2금형(20)의 분리부분에는 제1 및 제2런너(51,52)의 입구와 연결되는 연결런너(54)가 마련된다. 연결런너(54)는 도면에 도시하지는 않았지만 스프루(Sprue)를 통하여 공급되는 용융수지를 제1 및 제2런너(51,52)의 입구로 안내한다.
또 본 발명의 금형은 연결런너(54) 내부에 채워진 수지성형물(63)을 분리하기 위한 복수의 제1이젝터 핀들(71)과, 성형공간(30)에서 성형된 제품(1)의 분리를 위한 복수의 제2이젝터 핀들(72), 그리고 이들 이젝터 핀(71,72)을 동시에 작동시키는 작동판(73)을 구비한다.
제1 및 제2이젝터 핀(71,72)은 제2금형(20)을 상하방향으로 관통하는 형태로 설치되고, 하단이 승강 가능한 작동판(73)에 결합된다. 그리고 제2금형(20)의 제1이젝터 핀(71) 상단 쪽에는 연결런너(54)와 연통되며 제1이젝터 핀(71)의 길이방향으로 길이가 긴 원통형의 수지주입공간(55)이 형성된다. 이는 수지주입공간(55)으로 주입된 수지에 의해 연결런너(54) 내부의 수지성형물(63)과 일체로 성형되는 배출안내부(63)가 형성될 수 있도록 한 것이다. 이 배출안내부(63)는 도 4에 도시한 바와 같이, 제1이젝터 핀(71)이 상승할 때 연결런너(54) 내부의 수지성형물(63)을 소정구간 상방향으로 밀어 올릴 수 있도록 안내함으로써 연결런너(54)의 수지성형물(63)과 일체로 된 제1 및 제2런너(51,52)의 수지성형물들(61,62)이 함께 배출될 수 있도록 한다.
다음은 이러한 금형의 동작 및 이를 이용한 성형방법에 관하여 설명한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 제1금형(10)과 제2금형(20)이 합체된 상태에서 연결런너(54) 쪽으로 용융수지가 주입되면, 이 용융수지는 제1 및 제2런너(51,52)를 통하여 제1 및 제2게이트(31,32) 쪽으로 공급된다. 제1게이트(31)로 공급된 수지는 성형제품(1)의 평면부(2) 쪽을 주로 성형하고, 제2게이트(32) 쪽으로 공급되는 수지는 성형제품의 굴곡부(3) 쪽을 주로 성형한다. 이처럼 본 발명은 용융수지가 커브형태의 제1 및 제2런너(51,52)를 통하여 제1 및 제2게이트(31,32) 쪽으로 분산 공급되므로 성형제품(1)의 형상이 복잡하더라도 성형공간(30)의 용융수지 충진이 원활하도록 할 수 있다.
성형공간(30) 내에 용융수지의 충진이 완료된 후에는 도 3에 도시한 바와 같이, 성형제품(1)의 분리를 위해 제2금형(20)을 제1금형(10)으로부터 분리한다. 이때는 제1금형(10)이 고정상태를 유지하고 제2금형(20)과 작동판(73)이 동시에 하강한다.
제2금형(20)이 하강한 후에는 도 4에 도시한 바와 같이, 제2금형(20)이 고정상태를 유지하고, 작동판(73)의 상승동작에 의해 제1이젝터 핀(71)과 제2이젝터 핀(72)이 상승한다. 따라서 이때는 성형제품(1)이 제2금형(20)으로부터 분리되고, 제1 및 제2런너(51,52) 내부의 수지성형물들(61,62)도 연결런너(54) 내부의 수지성 형물(63)과 함께 분리된다. 이때 성형제품(1)과 제1 및 제2런너(51,52) 내부의 수지성형물들(61,62)은 제1 및 제2게이트(31,32)부분에서 분리된다.
제1 및 제2런너(51,52)의 수지성형물들(61,62)은 상호 반경이 다른 원호형태이고 단면적이 큰 입구 쪽이 상호 접한 상태에서 연결런너(54)의 수지성형물(63)과 일체로 연결된 상태이기 때문에 제1이젝터 핀(71)의 상승동작에 의해 쉽게 분리될 수 있다. 즉 제1이젝터 핀(71)이 상승할 때 배출안내부(64)가 연결런너(54)의 수지성형물(63)을 소정구간 상방향으로 밀어 올리고, 연결런너의 수지성형물(63)의 상승에 의해 제1 및 제2런너(51,52)의 수지성형물들(61,62)이 상부로 당겨진다. 따라서 제1 및 제2런너(51,52) 내부의 수지성형물들(61,62)은 약간 탄성 변형되면서 외부로 쉽게 배출된다.
성형이 완료된 제품(1)의 배면에는 도 6에 도시한 바와 같이, 제1게이트(31)의 마크(4)와 제2게이트(32)의 마크(5)가 남게 된다. 그러나 이러한 게이트 마크들(4,5)은 성형제품(1)의 배면에 존재하기 때문에 성형제품(1)의 전면외관을 미려하게 유지할 수 있다. 또 본 발명은 제1 및 제2런너(51,52) 내부의 수지성형물들(61,62)의 원활한 배출을 위해 도 6에 도시한 바와 같아, 제1런너(51)와 제2런너(52)가 동일선(L)상에 배치되기 때문에 성형제품(1)에 형성되는 제1 및 제2게이트의 마크들(4,5)도 동일선(L)상에 위치한다. 도 6의 예는 성형제품(1)의 길이방향으로 이격된 위치에 다른 제1런너(51')와 제2런너(52')를 마련함으로써 형성된 게이트 마크들(4',5')을 나타낸 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 사출성형용 금형은 커브형태의 제1런너와 제2런너를 통하여 성형공간의 서로 다른 위치에 마련된 제1 및 제2게이트로 용융수지를 공급할 수 있기 때문에 형상이 복잡하거나 넓이가 넓은 성형제품을 용이하게 성형할 수 있는 효과가 있다.
또 본 발명은 커브형태의 제1 및 제2런너 내부의 수지성형물들이 입구 쪽에서 상호 연결됨과 동시에 연결런너의 수지성형물과도 연결된 상태이기 때문에 한 번의 취출동작으로 각 런너 내부의 수지성형물들을 금형으로부터 쉽게 배출시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 성형공간을 한정하는 제1 및 제2금형과, 상기 성형공간의 제1위치에 마련된 제1게이트와, 상기 제1게이트와 이격된 상기 성형공간의 제2위치에 마련된 제2게이트와, 상기 제1게이트와 연결되도록 상기 제2금형에 형성된 커브형 제1런너와, 상기 제2게이트와 연결되도록 상기 제2금형에 형성된 커브형 제2런너를 포함하고,
    상기 제1런너와 상기 제2런너는 입구가 상호 연결되고, 입구 쪽으로부터 상기 제1 및 제2게이트 쪽으로 갈수록 단면적이 점차 작아지는 것을 특징으로 하는 사출성형용 금형.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1금형과 상기 제2금형의 분리부분에 마련되며 상기 제1 및 제2런너의 입구와 연결된 연결런너를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형용 금형.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연결런너 내부에 채워진 수지성형물의 분리를 위한 적어도 하나의 제1이젝터 핀과, 상기 성형공간에서 성형된 제품의 분리를 위한 적어도 하나의 제2이젝터 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형용 금형.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연결런너 내부의 수지성형물이 분리될 때 상기 제1 및 제2런너 내부의 수지성형물이 함께 분리되는 것을 특징으로 하는 사출성형용 금형.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1이젝터 핀과 상기 제2이젝터핀을 동시에 동작시키는 작동판을 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형용 금형.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2금형은 상기 제1 및 제2런너가 형성된 런너금형을 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형용 금형.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1런너와 상기 제2런너는 상호 반경이 다르게 된 것을 특징으로 하는 사출성형용 금형.
  8. 성형공간을 한정하는 제1 및 제2금형과, 상기 성형공간의 제1위치에 마련된 제1게이트와, 상기 제1게이트와 이격된 상기 성형공간의 제2위치에 마련된 제2게이트와, 상기 제1게이트와 연결되도록 상기 제2금형에 형성된 커브형 제1런너와, 상기 제2게이트와 연결되도록 상기 제2금형에 형성되며 그 입구가 상기 제1런너의 입구와 연결된 커브형 제2런너와, 상기 제1 및 제2런너 내부의 수지성형물들을 분리 하기 위한 제1이젝터 핀과, 제품의 분리를 위한 제2이젝터 핀을 포함하는 사출성형용 금형을 이용한 성형방법에 있어서,
    상기 제1 및 제2런너를 통해 상기 성형공간으로 용융수지를 주입하여 상기 제품을 성형하고,
    상기 제품의 성형 후에 상기 제1 및 제2금형을 분리하고,
    상기 제1 및 제2금형의 분리 후에 상기 제1이젝터 핀으로 상기 제1 및 제2런너 내부의 수지성형물들을 함께 분리시키고, 상기 제2이젝터 핀으로 상기 제품을 분리하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형용 금형을 이용한 성형방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2이젝터 핀을 동시에 작동시켜 상기 제1 및 제2런너 내부의 수지성형물들과 상기 제품을 동시에 분리시키는 것을 특징으로 하는 사출성형용 금형을 이용한 성형방법.
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