KR20240076909A - 불소수지 사출성형 제품의 다이나믹 치수 보정 장치 - Google Patents
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Abstract
불소수지 사출성형 제품의 자연 냉각 과정에서 형태나 치수가 변형되는 것을 방지하는 불소수지 사출성형 제품의 다이나믹 치수 보정 장치에 관한 것으로서, 중공을 구비한 불소수지 사출성형 제품의 내주면을 지지하기 위해 마련된 지그 베이스, 상기 사출성형 제품의 내주면에 밀착되도록 마련된 복수 개의 지그 헤드, 상기 지그 베이스와 지그 헤드의 사이에서 지그 헤드에 대응되게 마련되어 각각의 지그 헤드를 설정된 압력으로 가압하는 복수 개의 가압부, 및 상기 불소수지 사출성형 제품의 부위별 온도, 및 제품의 형상에 따라 각 가압부의 압력 크기를 선택적으로 차등 제어하는 제어부를 포함하며, 다양한 제품의 형상 및 치수에 적용하여 사출성형 제품의 냉각 과정에서 발생하는 제품 변형을 보정할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 불소수지 사출성형 제품의 다이나믹 치수 보정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 불소수지 사출성형 제품의 자연 냉각 과정에서 형태나 치수가 변형되는 것을 방지하는 불소수지 사출성형 제품의 다이나믹 치수 보정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 사출성형은 열가소성 레진(Resin)을 용융점 이상으로 액화시킨 소재를 고압으로 금형 내에 주입하여 원하는 모양의 제품으로 가공하고 생산할 때 사용되는 제품 생산 방식이다.
이러한 사출성형 생산 방식은 도 1과 같은 과정으로 이루어진다.
먼저, 도 1에서 도시된 바와 같이 1단계인 가소화(Plastication) 단계에서는 레진(Resin)을 가열하여 유동하기 쉽도록 가소화시킨다. 또한, 2단계인 충진(Filling) 단계에서는 가소화 상태의 용융된 레진을 사출기의 노즐과 금형의 게이트를 통해 금형의 캐비티에 주입한다.
예를 들어, 도 1과 같이 용융된 레진을 피스톤 방식으로 가압하여 사출성형용 금형의 캐비티에 주입할 수 있다.
또한, 3단계인 보압(Packing) 단계에서는 캐비티에 주입된 레진에 일정 압력을 유지하여 레진의 수축량을 조절한다. 또한, 4단계인 냉각(Cooling) 단계에서는 사출성형용 금형 내의 레진을 냉각시켜 제품의 형태 및 치수가 고정되도록 응고시킨다.
또한, 5단계인 취출(Ejecting) 단계에서는 사출성형용 금형을 개방하여 금형으로부터 성형 제품을 추출하고, 성형 제품에 부착된 불필요한 부분을 제거하여 사출성형 제품을 완성한다.
하지만, 도 2에서 도시된 바와 같이 불소수지 사출성형 제품(예를 들어, PFA)의 경우 용융온도가 약 320~360℃이며, 냉각 단계를 거쳐 취출 단계에서의 취출온도가 약 250℃로 일반적인 사출품에 비해 고온에서 생산된다.
이로 인해, 높은 온도에서 취출된 상기 불소수지 사출성형 제품은 취출후 자연 냉각 과정에서 사출성형 제품의 형태 및 치수가 예상 형태 및 예상 치수를 유지하지 못하고 변형되는 문제가 발생한다.
이러한 제품의 변형 문제를 해결하기 위해 도 3과 같이 사출성형 제품의 냉각 과정에서 제품의 형태 및 치수가 유지되도록 보정하는 지그(JIG)가 제시된다.
예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 중공부를 가지며 출구에 셧터(밸브)가 구비된 본체와, 본체에 회전가능하게 설치되는 스크류와, 본체의 외주면에 설치되는 히터와, 상기 본체의 출구측 내부에 가스를 공급하는 가스 공급수단이 마련된 사출기가 개시된다.
또한, 하기 특허문헌 1은 상기 사출기로부터 공급되는 수지를 이용하여 제품을 성형하는 것으로, 하부고정판에 지지되는 하부금형과, 상기 하부금형과 형합된 사출을 위한 캐비티를 형성하는 상부금형을 구비하며, 상기 하부금형과 상부금형의 적어도 일측에 형성되는 냉각통로에 냉각수를 공급하여 사출금형에 성형된 제품의 취출 전 사출금형을 냉각시키기 위한 냉각수단과, 상기 상하부금형의 적어도 일측에 설치되어 상하부 금형의 형분리, 제품취출 및 형합 시 상하부 금형을 가열하고 사출시 온도를 유지하기 위한 가열수단을 구비하여 된 금형 유닛을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이로 인해 하기 특허문헌 1의 사출금형 장치는 성형되는 고분자 수지가 사출금형 내부에서 유동성이 개선되어 웰드라인(weld line)이 생기지 않고, 성형된 제품의 표면 광택이 우수하여 고품질의 성형품을 얻을 수 있는 장점이 있다.
그러나, 하기 특허문헌 1의 사출금형 장치는 성형품이 성형 과정 후 금형 외부에서 자연 냉각을 통해 냉각되는 것이 아니라, 금형 내부에서 냉각이 완료되게 함으로써 성형품의 냉각이 수행되는 동안에는 사출금형 장치를 이용할 수 없게 되어 사출성형 제품의 생산 시간이 증가되는 문제가 있다.
또한, 하기 특허문헌 2에는 불소수지로 패킹을 사출 성형하는 사출단계, 상기 패킹의 외측에 외측지그를 결합시키거나, 상기 패킹의 내측에 내측지그를 결합시키거나, 상기 패킹의 외측과 내측에 상기 외측지그와 상기 내측지그를 각각 결합시켜 지그조립체를 형성하는 지그조립단계, 상기 지그조립체를 12 내지 36 시간 동안 실온에 방치하는 풀림단계, 및 상기 풀림단계 이후에는 상기 지그조립체로부터 상기 패킹을 분리한 후 상기 패킹의 표면 일부를 절삭 가공하는 후가공단계를 더 포함하고, 상기 외측지그는 상기 패킹 외주면의 일부분 이상에 밀착되도록 형성되며 상기 내측지그는 상기 패킹 내주면의 일부분 이상에 밀착되도록 형성되는 반도체 제조장비용 불소수지 패킹 제조방법을 제시하고 있다.
이를 통해, 하기 특허문헌 2의 반도체 제조장비용 불소수지 패킹 및 그것의 제조방법은 사출성형된 불소수지 패킹이 자연 냉각 과정에서 수축 또는 팽창되는 것이 방지되어 치수정밀도가 향상됨으로써 불소수지 패킹의 밀폐성능이 향상될 수 있는 효과가 있다.
또한, 하기 특허문헌 2는 금형 내부에서 사출성형품의 냉각이 완료되게 함으로써 성형품의 냉각이 수행되는 동안 사출금형 장치를 이용할 수 없는 문제와, 이로 인해 사출성형 제품의 생산 시간이 증가되는 하기 특허문헌 1의 문제점을 해결할 수 있다.
그러나, 하기 특허문헌 2의 반도체 제조장비용 불소수지 패킹 및 그것의 제조방법은 패킹의 외측에 결합되는 외측지그와 상기 패킹의 내측에 결합되는 내측지그가 패킹에 견고하게 고정됨으로써 사출성형품의 두께가 균일하지 않은 다양한 제품에 적용할 수 없는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 다양한 제품의 형상 및 치수에 적용하여 사출성형 제품의 냉각 과정에서 발생하는 제품 변형을 보정할 수 있는 불소수지 사출성형 제품의 다이나믹 치수 보정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 금형 온도의 불균일, 및 취출된 제품 내의 온도 불균일 등과 같은 제품 내의 온도편차로 인한 제품 변형을 보정할 수 있는 불소수지 사출성형 제품의 다이나믹 치수 보정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 사출성형 제품의 취출 후 제품 두께에 따른 잔류 응력으로 인해 발생되는 제품 변형을 보정할 수 있는 불소수지 사출성형 제품의 다이나믹 치수 보정 장치를 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 불소수지 사출성형 제품의 다이나믹 치수 보정 장치는 중공을 구비한 불소수지 사출성형 제품의 내주면을 지지하기 위해 마련된 지그 베이스, 상기 사출성형 제품의 내주면에 밀착되도록 마련된 복수 개의 지그 헤드, 및 상기 지그 베이스와 지그 헤드의 사이에서 지그 헤드에 대응되게 마련되어 각각의 지그 헤드를 설정된 압력으로 가압하는 복수 개의 가압부를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 불소수지 사출성형 제품의 다이나믹 치수 보정 장치는 상기 불소수지 사출성형 제품의 부위별 온도, 및 제품의 형상에 따라 각 가압부의 압력 크기를 선택적으로 차등 제어하는 제어부를 더 포함한다.
또한, 본 발명에서 상기 가압부는 스프링, 유압 장치, 공압 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 불소수지 사출성형 제품의 다이나믹 치수 보정 장치는 상기 불소수지 사출성형 제품의 부위별 온도를 측정하기 위해 마련된 온도 측정부를 더 포함한다.
또한, 본 발명에서 상기 온드 측정부는 각 지그 헤드의 일측에 마련되어 상기 불소수지 사출성형 제품의 내주면 온도를 측정하는 복수 개의 온도 센서를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 온도 측정부의 측정 결과를 토대로 제품 내 온도 편차가 발생하는 경우 상기 불소수지 사출성형 제품의 부위별 온도 편차를 줄이기 위해 제어부의 제어에 따라 상기 지그 헤드를 통해 각 부위별 온도를 조절하는 온도 조절부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 지그 헤드는 상기 사출성형 제품의 치수 및 형상에 따라 변경할 수 있도록 탈부착 가능하게 마련된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 복수 개의 지그 헤드 및 복수 개의 가압부는 지그 베이스의 축 방향으로 배치되는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에서 상기 복수 개의 지그 헤드 및 복수 개의 가압부는 지그 베이스의 원주 방향으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 복수 개의 지그 헤드 및 복수 개의 가압부는 지그 베이스의 축 방향 및 원주 방향으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 불소수지 사출성형 제품의 다이나믹 치수 보정 장치는 다양한 제품의 형상 및 치수에 적용하여 사출성형 제품의 냉각 과정에서 발생하는 제품 변형을 보정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 불소수지 사출성형 제품의 다이나믹 치수 보정 장치는 금형 온도의 불균일, 및 취출된 제품 내의 온도 불균일 등과 같은 제품 내의 온도편차로 인한 제품 변형을 보정함으로써 불소수지 사출성형 제품의 정밀성을 증대하고, 치수 균일화를 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 불소수지 사출성형 제품의 다이나믹 치수 보정 장치는 사출성형 제품의 취출 후 제품 두께에 따른 잔류 응력으로 인해 발생되는 제품 변형을 보정할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 사출성형 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래의 사출성형 제품에 대한 자연 냉각 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 종래의 고정 방식 치수 보정 지그(JIG)를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 사출성형 제품의 잔류 응력으로 인한 변형을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 불소수지 사출성형 제품의 다이나믹 치수 보정 장치를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 불소수지 사출성형 제품의 다이나믹 치수 보정 장치를 나타내는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 다이나믹 치수 보정 장치를 제어하는 제어부의 동작을 설명하기 위한 제어블록도이다.
도 2는 종래의 사출성형 제품에 대한 자연 냉각 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 종래의 고정 방식 치수 보정 지그(JIG)를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 사출성형 제품의 잔류 응력으로 인한 변형을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 불소수지 사출성형 제품의 다이나믹 치수 보정 장치를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 불소수지 사출성형 제품의 다이나믹 치수 보정 장치를 나타내는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 다이나믹 치수 보정 장치를 제어하는 제어부의 동작을 설명하기 위한 제어블록도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 종래의 사출성형 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 종래의 사출성형 제품에 대한 자연 냉각 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 종래의 고정 방식 치수 보정 지그(JIG)를 설명하기 위한 도면이다.
또한, 도 4는 사출성형 제품의 잔류 응력으로 인한 변형을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 불소수지 사출성형 제품의 다이나믹 치수 보정 장치를 나타내는 도면이며, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 불소수지 사출성형 제품의 다이나믹 치수 보정 장치를 나타내는 평면도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 불소수지 사출성형 제품의 다이나믹 치수 보정 장치(이하, 다이나믹 치수 보정 장치)는 사출성형을 통해 금형으로부터 취출된 불소수지 사출성형 제품(1)의 자연 냉각 과정에서 제품의 형태 및 치수가 변형되는 것을 방지할 수 있다.
이때, 상기 불소수지는 PFA(퍼플루오로알콕시, Perfluoroalkoxy), PTFE(폴리 테트라 플루오로 에틸렌, Polytetrafluoroethylene), ECTFE(에틸렌-클로로 트리플루오로에틸렌, Ethylene-Chloro TrifluoroEthylene), PCTFE(폴리크로로트리플루오로에틸렌, Polychlorotrifluoroethylene), PVDF(폴리비니리덴포르라이드, Polyvinylidene fluoride) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 PFA(Perfluoroalkoxy)는 1972년에 미국 듀폰이 개발한 테트라 플루오로 에틸렌(TFE)와 퍼플 루오로 프로필 비닐 에테르(PPVE)의 공중 합체를 나타낸다.
듀폰사에서는 상기 PFA를 상표명 테플론(Teflon) PFA로 출시했고, 그 이후 일본의 Novoflon PFA, Flon PFA, 및 Dyneon PFA 등이 개발되었다.
이러한 PFA는 일반적으로 과립 또는 분말 형태로 존재하며, 그 특성은 폴리 테트라 플루오로 에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE)의 특성과 유사하지만 열가소성 수지로 가공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 PFA는 여러 측면에서 폴리 퍼플 루오로 에틸렌 프로필렌(FEP)과 유사하지만 높은 온도에서는 FEP보다 더 나은 기계적 성질을 나타낸다.
이와 같이, PFA는 내후성, 내부식성, 내약품성이 탁월하고, 투명도와 기계적 강도가 우수한 특성 등과 같이 PTFE 및 FEP의 많은 장점을 동시에 가지고 있기 때문에 최고의 용해성 볼소화 공중 합체로 널리 알려져 있으며, 다양한 분야에서 활용되고 있다.
특히, 상기 PFA는 상술한 바와 같이 우수한 특성으로 인해 화학 물질의 순도 요구 사항이 매우 까다롭게 적용되는 반도체 산업에서 적극 활용되고 있다.
일반적으로, 이러한 불소수지 사출성형 제품(1)은 도 2에서 도시된 바와 같이 용융온도가 약 320~360℃이며, 냉각(Cooling) 단계를 거쳐 금형으로부터 성형 제품을 추출하는 취출온도가 약 250℃로 일반적인 사출성형 제품에 비해 비교적 고온에서 생산되는 제품이다.
이로 인해, 상기 불소수지 사출성형 제품(1)은 금형으로부터 고온에서 취출된 후 자연 냉각 상태에서 제품의 형태를 유지하지 못하고, 사출성형 제품의 형태 및 치수가 변형되는 문제가 발생한다.
이러한 자연 냉각 과정에서의 변형 문제를 해결하기 위해 도 3과 같은 치수 보정 지그(JIG)가 제시된다. 상기 치수 보정 지그는 불소수지 사출성형 제품(1)이 냉각되는 동안 형태나 치수를 유지하도록 함으로써 제품(1)의 변형을 방지한다.
하지만, 상기 치수 보정 지그는 고정된 지그(JIG)를 이용하여 사출성형 제품(1)의 형상 및 치수를 보정하기 때문에 다양한 제품의 형상에 적용이 어려운 문제가 있다.
또한, 상기 치수 보정 지그는 금형 온도의 불균일, 및 취출된 제품 내의 온도 불균일 등과 같은 제품 내의 온도편차로 인해 발생되는 제품 변형은 보정하기 어려운 문제가 있다.
즉, 취출된 사출성형 제품 내의 온도편차가 발생하는 경우 제품이 자연 냉각될 때 부위별 온도 차이에 따라 수축되는 정도의 차이가 발생한다. 또한, 이러한 수축 차이는 제품의 변형을 유발하기 때문에 정밀한 제품 형상 및 치수 균일화를 구현할 수 없게 된다.
또한, 상기 치수 보정 지그는 도 4에서 도시된 바와 같이 사출성형 제품(1)의 두께가 균일하지 않은 경우 사출성형 제품의 취출 후 제품 두께에 따른 잔류 응력으로 인해 발생되는 제품 변형을 보정할 수 없다.
예를 들어, 도 4에서 사출성형 제품(1)의 두께는 상단에 비해 하단이 상대적으로 더 두꺼운 형태로 생산된다. 이때, 제품(1)의 상단에 비해 하단에서 잔류 응력이 더 크게 발생하면서 도 4의 변형부위(41)에서 나타난 바와 같이 예상 치수보다 내측으로 돌출된 형태의 변형이 발생하게 된다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 불소수지 사출성형 제품의 다이나믹 치수 보정 장치는 상술한 바와 같은 사출성형 제품(1)의 금형 취출 후 제품 내의 온도 편차나 잔류 응력으로 인해 발생되는 제품 변형을 보정하기 위해 제시된다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 불소수지 사출성형 제품의 다이나믹 치수 보정 장치는 도 5에서 도시된 바와 같이 중공을 구비한 불소수지 사출성형 제품(1)의 내주면을 지지하기 위해 마련된 지그 베이스(10), 상기 사출성형 제품(1)의 내주면에 밀착되도록 마련된 복수 개의 지그 헤드(20), 및 상기 지그 베이스(1)와 지그 헤드(20)의 사이에서 지그 헤드(20)에 대응되게 마련되어 각각의 지그 헤드(20)를 설정된 압력으로 가압하는 복수 개의 가압부(30)를 포함한다.
이때, 상기 지그 헤드(20)는 상기 사출성형 제품(1)의 치수 및 형상에 따라 변경할 수 있도록 탈부착 가능하게 마련된 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명에서 지그 헤드(20)는 다양한 제품의 형상 및 치수에 적용할 수 있도록 사출성형 제품(1)의 치수 및 형상에 따라 교체하여 탈부착할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 복수 개의 지그 헤드(20) 및 복수 개의 가압부(30)는 지그 베이스(10)의 축 방향 또는 원주 방향으로 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 복수 개의 지그 헤드(20) 및 복수 개의 가압부(30)는 도 5에서 도시된 바와 같이 지그 베이스(10)의 축 방향으로 배치되어 사출성형 제품(1)의 두께 차이에 따른 제품 변형을 보정할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 복수 개의 지그 헤드(20) 및 복수 개의 가압부(30)는 도 6에서 도시된 바와 같이 지그 베이스(10)의 원주 방향으로 배치되어 사출성형 제품(1)의 응력차에 따른 제품 변형을 보정할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 복수 개의 지그 헤드(20) 및 복수 개의 가압부(30)는 지그 베이스(10)의 축 방향 및 원주 방향으로 배치되어 사출성형 제품(1)의 각 부위별 온도 편차에 따른 제품 변형을 보정할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 가압부(30)는 스프링, 유압 장치, 공압 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 다이나믹 치수 보정 장치는 상기 불소수지 사출성형 제품(1)의 부위별 온도, 및 제품의 형상에 따라 각 가압부(30)의 압력 크기를 선택적으로 차등 제어하는 제어부(40)를 더 포함한다.
예를 들어, 사출성형 제품(1)의 두께가 일정하지 않은 경우 상기 제어부(40)는 사출성형 제품(1) 내의 각 부위별로 측정된 두께에 따라 지그 베이스(10)의 축 방향으로 배치된 복수 개의 가압부(30)를 제어하여 각 부위마다 서로 다른 압력을 부여함으로써 제품의 수축 정도를 조절할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 다이나믹 치수 보정 장치를 제어하는 제어부(40)의 동작을 설명하기 위한 제어블록도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 불소수지 사출성형 제품의 다이나믹 치수 보정 장치는 도 7에서 도시된 바와 같이 온도 측정부(50), 온도 조절부(60), 및 잔류 응력 측정부(70)를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 온도 측정부(50)는 제어부(40)의 제어에 따라 상기 불소수지 사출성형 제품(1)의 부위별 온도를 측정하기 위해 마련된다.
예를 들어, 상기 온도 측정부(50)는 각 지그 헤드(20)의 일측에 마련되어 상기 불소수지 사출성형 제품(1)의 내주면 온도를 측정하는 복수 개의 온도 센서를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 온도 조절부(60)는 온도 측정부(50)의 측정 결과를 토대로 제품(1) 내 온도 편차가 발생하는 경우 상기 불소수지 사출성형 제품(1)의 부위별 온도 편차를 줄이기 위해 제어부(40)의 제어에 따라 상기 지그 헤드(20)를 통해 각 부위별 온도를 조절한다.
이를 위해, 상기 온도 조절부(60)는 각 지그 헤드(20)의 일측에 마련되는 히터, 냉각 모듈, 및 열전소자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제품(1) 내의 특정 부위 온도가 다른 부위에 비해 상대적으로 낮은 경우 히터를 통해 가열하여 전체적인 온도 균형을 유지함으로써 제품 변형을 방지할 수 있다.
또한, 온도 조절부(60)는 제품(1) 내의 특정 부위 온도가 다른 부위에 비해 과도하게 높은 경우에는 냉각 모듈을 통해 냉매를 공급하여 해당되는 지그 헤드(20)의 온도를 감소시킴으로써 전체적인 온도 균형을 유지할 수 있다.
또한, 온도 조절부(60)는 열전소자를 통해 지그 헤드(20)의 온도를 조절할 수도 있다. 이때, 상기 열전소자는 펠티에 효과에 의한 흡열 또는 발열을 이용하여 전류의 방향에 따라 온도를 조절할 수 있는 소자를 나타낸다.
또한, 상기 펠티에 효과는 1834년 프랑스의 J.C.A.Peltier가 발견한 현상으로 서로 다른 두개의 소자 양단에 직류 전압을 가하면 전류의 방향에 따라 한쪽 면에서는 흡열이 발생하고, 반대 면에서는 발열이 일어나는 현상을 나타낸다.
또한, 본 발명에서 잔류 응력 측정부(70)는 불소수지 사출성형 제품(1)의 자연 냉각 과정에서 제품 변형의 원인이 되는 잔류 응력을 측정한다. 이때, 상기 잔류 응력(Residual Stress)은 사출성형 제품(1)에 인위적인 외력이 작용하지 않는 상태에서 존재하는 응력을 나타낸다.
이러한 잔류 응력의 측정 방법으로는 크게 파괴 분석법과 비파괴 분석법이 있으나, 사출성형 제품(1)의 자연 냉각 과정에서 잔류 응력을 측정하기 위한 본 발명의 기술적 특징을 고려하면 비파괴 분석법이 바람직하다.
또한, 상기 비파괴 분석법에는 X-선 회절법, 중성자 회절법, 초음파 방식, 자기 방식 등이 존재한다.
예를 들어, 상기 X-선 회절법은 원자 위치의 변위를 측정하여 응력을 추출한다. 즉, 상기 X-선 회절법은 사출성형 제품(1)을 이루는 결정입자들이 응력이 없는 무응력 상태에서 고유의 원자 배열을 가지며, 외력이 작용하면 형상에 변화가 생기면서 원자 상호 간 위치가 변화되며 각 원자들이 원래 위치로 돌아가려는 반작용으로 응력이 발생하는 원리를 이용한다.
또한, 상기 자기 방식은 잔류 응력이 자성체에 미치는 영향을 이용하여 잔류 응력을 측정하는 방법이므로 본 발명의 불소수지 사출성형 제품(1)에는 바람직하지 않다.
또한, 상기 초음파 방식은 불소수지 사출성형 제품(1)의 잔류 응력에 따른 초음파 신호의 도달 시간과 응력 사이의 상관 관계를 이용하여 잔류 응력을 측정하는 방식이다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 불소수지 사출성형 제품의 다이나믹 치수 보정 장치는 지그 베이스(10)의 축 방향 또는 원주 방향으로 배치된 복수 개의 지그 헤드(20) 및 복수 개의 가압부(30)를 이용하여 불소수지 사출성형 제품(1)에서 측정된 온도편차나 잔류 응력차에 따라 적정 압력을 인가하거나 온도를 조절함으로써 다양한 제품의 형상 및 치수에 대한 변형을 보정할 수 있는 효과가 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
1 : 불소수지 사출성형 제품
10 : 지그 베이스 20 : 지그 헤드
30 : 가압부 40 : 제어부
50 : 온도 측정부 60 : 온도 조절부
70 : 잔류 응력 측정부
10 : 지그 베이스 20 : 지그 헤드
30 : 가압부 40 : 제어부
50 : 온도 측정부 60 : 온도 조절부
70 : 잔류 응력 측정부
Claims (9)
- 불소수지 사출성형 제품의 금형 취출 후 자연 냉각 과정에서 형태 및 치수의 변형을 방지하기 위해 내주면을 지지하는 다이나믹 치수 보정 장치에 있어서,
중공을 구비한 불소수지 사출성형 제품의 내주면을 지지하기 위해 마련된 지그 베이스;
상기 사출성형 제품의 내주면에 밀착되도록 마련된 복수 개의 지그 헤드;
상기 지그 베이스와 지그 헤드의 사이에서 지그 헤드에 대응되게 마련되어 각각의 지그 헤드를 설정된 압력으로 가압하는 복수 개의 가압부; 및
상기 불소수지 사출성형 제품의 부위별 온도, 및 제품의 형상에 따라 각 가압부의 압력 크기를 선택적으로 차등 제어하는 제어부를 포함하는 다이나믹 치수 보정 장치.
- 제1항에서,
상기 가압부는 스프링, 유압 장치, 공압 장치 중 적어도 하나를 포함하는 다이나믹 치수 보정 장치.
- 제1항에서,
상기 불소수지 사출성형 제품의 부위별 온도를 측정하기 위해 마련된 온도 측정부를 더 포함하는 다이나믹 치수 보정 장치.
- 제3항에서,
상기 온드 측정부는 각 지그 헤드의 일측에 마련되어 상기 불소수지 사출성형 제품의 내주면 온도를 측정하는 복수 개의 온도 센서를 포함하는 다이나믹 치수 보정 장치.
- 제3항에서,
상기 온도 측정부의 측정 결과를 토대로 제품 내 온도 편차가 발생하는 경우 상기 불소수지 사출성형 제품의 부위별 온도 편차를 줄이기 위해 제어부의 제어에 따라 상기 지그 헤드를 통해 각 부위별 온도를 조절하는 온도 조절부를 더 포함하는 다이나믹 치수 보정 장치.
- 제1항에서,
상기 지그 헤드는 상기 사출성형 제품의 치수 및 형상에 따라 변경할 수 있도록 탈부착 가능하게 마련된 것을 특징으로 하는 다이나믹 치수 보정 장치.
- 제1항에서,
상기 복수 개의 지그 헤드 및 복수 개의 가압부는 지그 베이스의 축 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 다이나믹 치수 보정 장치.
- 제1항에서,
상기 복수 개의 지그 헤드 및 복수 개의 가압부는 지그 베이스의 원주 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 다이나믹 치수 보정 장치.
- 제1항에서,
상기 복수 개의 지그 헤드 및 복수 개의 가압부는 지그 베이스의 축 방향 및 원주 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 다이나믹 치수 보정 장치.
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| KR20110131828A (ko) | 2010-05-31 | 2011-12-07 | 지엔에스티주식회사 | 사출금형 장치 |
| KR101531768B1 (ko) | 2013-12-31 | 2015-06-25 | 이태우 | 반도체 제조장비용 불소수지 패킹 및 그것의 제조방법 |
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