KR0147442B1 - 주입식 금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액상원료를 주입하여 일정한 형사의 제품을 성형해 주는 주입식 금형에 관한 것으로, 상 하부 금형부재(1)(2)가 서로 맞물려서 캐비티(6)를 형성시키고, 이 캐비티(6)에 주입구(8)가 설치되어 있으며, 상기 캐비티(6)의 상부쪽에 수축보상을 위한 수지탱크(9)가 형성되는 한편, 이 수지탱크(9)에는 수지조성물 주입시 배출되는 공기를 저장하기 위한 공기탱크(10)가 공기통로(11)에 의해 연결되며, 이 공기탱크(10)에는 그 내부 압력을 지시하는 압력계(12)가 연결된 구조로 되어, 공기 배출구가 제거된 한편 원료의 주입완료 상태를 쉽게 확인할 수 있기 때문에 원료의 낭비를 줄이고, 또한 원료의 경화에 수반되는 수축분을 금형자체내에서 보상할 수 있기 때문에 원료의 추가주입 또는 금형의 추가가압 과정이 필요없이 공정이 간략화되고 작업의 효율성이 향상되게 된 것이다.

Description

주입식 금형

제 1 도는 본 발명에 따른 주입식 금형의 단면도.

제 2 도는 본 발명에 따른 주입식 금형에 의한 성형공정의 상태를 각 단계별로 도시한 단면도로서,

(a)는 원료의 주입이 진행중인 상태,

(b)는 원료의 주입이 완료된 상태,

(c)는 원료의 경화가 완료된 상태,

(d)는 탈형하는 상태를 나타낸 것이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 상부 금형부재 2 : 하부 금형부재

3 : 가이드 핀 4 : 가이드 홈

5 : 실링재 6 : 캐비티

7 : 스토퍼 8 : 주입구

9 : 수지탱크 10: 공기탱크

11: 공기통로 12: 압력계

13: 원료

본 발명은 액상원료를 주입하여 일정한 형상의 제품을 성형해 주는 주입식 금형에 관한 것으로, 특히 공기배출구를 제거하는 한편 원료의 주입완료 상태를 쉽게 확인할 수 있게 함으로써 원료의 낭비를 줄이고, 또한 원료의 경화에 수반되는 수측분을 금형자체내에서 보상할 수 있게 함으로써 원료의 추가주입 또는 금형의 추가가압 과정이 필요없이 공정을 간략화하고 작업의 효율성을 향상시켜 줄 수 있도록 한 주입식 금형에 관한 것이다.

일반적으로 성형은 소재의 유동화, 부형, 고화라는 과정을 거쳐 일정한 형상의 제품을 만드는 조작이라고 할 수 있는데, 연속적인 성형방식을 제외한 통상의 성형에서 상기 부형과정은 금형으 캐비티(cavity)에 유동화 시킨 소재를 소정의 양만큼 주입해주는 과정으로, 이때 원료의 원활한 주입을 위해 금형의 캐비티 내부의 공기를 배출해 줄 필요가 있고, 소정의 양만큼 원료주입이 완료됐는지의 여부를 확인할 수단이 필요하게 된다.

종래에는 상기와 같은 조작을 위해 금형의 캐비티에 외부와 통하게 되는 공기 배출구에 설치하여 원료가 공동내부로 주입됨에 따라 이 공기배출구를 통해 공기가 외부로 배출되게 하였고, 원료의 주입완료상태는 원료가 캐비티 내부를 충만하게 되면 공기 배출구를 통해서 원료가 흘러나오므로 이를 보고 확인하였던 것이다.

따라서, 종래의 금형에서는 공기배출구를 통해 주입된 원료가 역으로 흘러나오도록 되어 있기 때문에 원료가 낭비됨은 물론 작업환경이 불량해지며, 또한 원료의 주입이 완료되면 공기배출구를 차단시켜 주어야 했기 때문에 작업효율이 저하되는 문제점이 있었다.

한편, 합성수지물은 냉각이나 가교반응에 의해 고화 또는 경화됨에 따라 원료의 수축현상이 발생되는 경우가 많은데, 수축율이 일정정도 이상인 경우에는 원료를 추가 주입하거나 금형을 추가 가압하지 않으면 제품의 성형이 불완전하거나 크랙등이 발생하기 때문에 별도의 조작과정이 더 필요하게 되는 문제가 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같이 종래의 문제점을 해결하기 위해, 공기 배출구를 제거하는 한 편 원료의 주입완료 상태를 쉽게 확인할 수 있게 함으로써 원료의 낭비를 줄이고, 또한 원료의 경화에 수반되는 수축분을 금형자체내에서 보상할 수 있게 함으로써 원료의 추가주입 또는 금형의 추가가압 과정이 필요없이 공정을 간략화하고 작업의 효율성을 향상시켜 주는 주입식 금형을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 주입식 금형은 상부 금형부재와 하부 금형부재가 서로 맞물려서 캐비티를 형성하고, 이 캐비티에는 주입구가 설치된 주입식 금형에 있어서, 상기 캐비티의 상부쪽에 수축보상을 위한 수지탱크가 형성되고, 이 수지탱크에는 수지조성물에는 수지조성물 주입시 배출되는 공기를 저장하기 위한 공기탱크가 공기통로에 의해 연결되며, 이 공기탱크에는 그 내부 압력을 지시하는 압력계가 설치된 구조로 되어 있다.

상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 주입식 금형에서는, 종래의 공기배출구가 제거되고 압력계에 의해 원료의 주입 완료상태를 확인할 수 있으므로 원료의 누출로 생기는 원료 낭비를 제거해 주고, 캐비티에 형성된 수지탱크는 원료의 수축분을 추가 저장하고 있다가 원료가 수축됨에 따라 상기 공기탱크 내부에 축압된 공기의 압력에 의해 상기 수지탱크내의 원료를 공동으로 밀어 주어서 원료의 수축분을 금형의 자체에서 보상할 수 있으므로, 금형의 추가가압이나 원료의 추가주입이 생락됨으로써 공정이 간략화 되고 작업의 효율성이 증대되는 것이다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제 1도는 본 발명에 따른 주입식 금형의 단면도로서, 상부 금형부재(1)와 하부 금형부재(2)가 가이드 핀(3) 및 가이드 홈 (4)의 상호 삽입에 의해 연결되면서 실링재(5)에 의해 밀폐되는 캐비티(6)을 형성하는 한편, 상기의 상부 금형부재(1)와 하부 금형부재(20)의 사이에 성형품의 두께를 결정해 주는 스토퍼(7)가 설치되어 있고, 상기 캐비티(6)에는 수지조성물을 주입하기 위한 주입구(8)가 설치되어 있으며, 상기 캐비티(6)의 상부쪽에 수지의 수축 보상을 위한 수지탱크(9)가 일체적으로 형성되고, 이 수지탱크(9)에는 수지 조성물 주입시 배출되는 공기를 축압 저장하기 위한 공기탱크(10)가 공기통로(11)에 의해 연결되며, 이 공기탱크(10)에는 그 내부 압력을 지시하는 압력계(12)가 연결된 구조를 나타내고 있다.

상기와 같은 금형은 냉각이나 고화에 따라 수축율이 큰 원료의 성형작업에 적당한데, 특히 에폭시, 아크릴, 페놀, 불포화 폴리에스터 등의 열경화성 수지에 적당하다.

상기의 상, 하부 금형부재(1)(2)는 그 재질로 스틸, 섬유강화 플라스틱, 수지등이 사용될 수 있고, 상기의 가이드 핀(3) 및 가이드 홈(4)은 상호 삽입되는 구조로 되어 상하부 금형부재(1)(2)의 결합을 용이하게 해 주며, 상기의 실링재(5)는 실리콘링, 고부링, 테프론링 등이 일반적으로 사용되는데, 특히 내열성 및 복원성이 우수한 실리콘링이 바람직하다.

상기의 수지탱크(9)는 수지조성물의 주입시 원료를 추가로 저장하고 있다가, 원료의 경화중에 그 부피가 수축되면 이 수축분을 자체적으로 보상해 주도록 설계된 것인데, 원료 수축분의 120%의 정도의 용적크기로 하는 것이 바람직하다.

상기 공기탱크(10)는, 원료를 주입하면 원료가 캐비티(6)을 채우면서 내부 공기를 상기 공기통로(11)를 통해 외부로 밀어내는데, 이 공기를 저장하는 곳으로서, 원료가 계속 주입됨에 따라 상기 공기탱크(10)의 내부압력은 점진적으로 높아지게 되고, 이 압력은 압력계(12)를 통해 나타내게 된다.

한편, 상기 공기탱크(10)로는 스틸 또는 스테인레스 용기가 사용될 수 있는데, 특히 내용제성 및 내부식성이 우수한 스테인레스 용기가 사용되는 것이 바람직하며, 상기 공기탱크(10)의 체적은 캐비티(6)의 체적과 원료의 주입압력에 의해 결정되는데, 그 산출방법은 다음과 같다.

의 식으로 산출한다.

상기 공기통로(11)는 에어 호오스, 구리 호오스 또는 테프론 호오스 등이 사용될 수 있으며, 특히 내열성 및 이형성이 우수한 케프론 호오스가 바람직하고 그 내경은 2 - 5 ㎜이면 적당하다.

제 2 도는 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 주입식 금형에 의한 성형공정의 상태를 각 단계별로 도시한 단면도로서, 제 1 도 (가)는 원료(13)의 주입이 진행중인 상태, 제 2 도 (나)는 원료(13)의 주입이 완료된 상태, 제 2 도 (다)는 원료 (13)의 경화가 완료된 상태, 및 제 2 도 (라)는 탈형하는 상태를 나타내고 있는바, 이를 참조하여 본 발명에 따른 주입식 금형의 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

상기의 상, 하부금형부재(1)(2)를 닫고, 주입할 원료 (13)를 일예로, 열경 화성 메틸메타 아크릴레이트(MMA) 30%, 충진제(실리카, 수산화 알루미늄) 60%, 가교제(촉진제) 5%, 및 소포제 (커플링제) 5%로 배합된 수지조성물로 하고, 금형온도는 50 - 70℃로 하며, 주입압력은 6Kg /㎠ 로 한 상태에서, 피스톤 가압식 또는 에어가압식 가압장치 (미도시)를 이용하여 상기 주입구(8)를 통해 강제 주입을 하면, 주입이 진행됨에 따라 캐비티(6)의 공기는 공기통로(11)를 통해 상기 공기탱크(10)로 모여 저장되고, 이에 따라 압력계(12)의 압력은 서서히 증가하게 된다.

원료(13)를 계속 주입하여 주면 상기 압력계(12)에 표시되는 압력이 상기 주입압력과 동일하게 되는데, 이시점은 주입이 완료된 상태를 나타내는 것으로 이때 주입장치를 제거하고 주입구(8)를 막아 주면 된다. 따라서, 종래와 같이 공기배출구로 원료(13)가 배출되는 것을 보고 주입의 완료상태를 확인함으로써 발새되는 원료의 낭비가 제거되는 것이다.

주입이 완료된 원료(13)는 경화가 진행되면서 부피수축이 일어나게 되는데, 부피수축이 일어나는 즉시 원료의 수축분만큼 수지탱크(9)에 추가 저장되어 있는 원료(13)가 상기 공기탱크(10)의 공기압에 의해 캐비티(6)으로 밀려내려가게 되어 부족한 원료의 수축분을 자체적으로 보상하여 주게 된다.

따라서, 종래와 같이 원료의 추가주입이나 추가가압이 불필요하게 되어 공정이 간략화되고 작업능률이 향상되는 것이다. 한편, 경화가 완료되면 상기 수지탱크(9)에 저장되어 있는 원료(13)는 거의 남지 않게 되도록 수지탱크(9)의 크기는 미리 조정되어 있는 것이다.

이상과 같은 과정으로 경화가 완료되면 탈형하여 제품을 꺼내면 된다.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 주입식 금형에서는, 종래의 공기배출구가 제거되고 압력계(12)에 의해 원료(13)의 주입 완료상태를 확인할 수 있으므로 원료(13)의 누출로 생기는 원료 낭비를 제거해 줄 뿐만 아니라, 공기배출구를 막아 주어야 하는 조작이 불필요하게 되고, 캐비티(6)에 형성된 수지탱크(9)는 원료(13)의 수축분을 추가 저장하고 있다가 원료가 수축됨에 따라 캐비티(6) 내부의 일정하게 유지되는 압력에 의해 상기 수지탱크(9)내의 원료(13)를 공동으로 밀어 주어서 원료의 수축분을 금형의 자체에서 보상할 수 있으므로, 금형의 추가가압이나 원료의 추가주입이 생략됨으로써 공정이 간략화되고 작업의 효율성은 증대되며, 또한 수축율이 큰 원료를 성형하는 경우에도 하자가 없는 양호한 품질의 제품이 만들어진다.

Claims (2)

1. 상부 금형부재(1) 및 하부 금형부재(2)에 의해 캐비티(6)가 형성되고, 이 캐비티(6)에 주입구(8)가 설치된 주입식 금형에 있어서, 상기 캐비티(6)에 수지조성물 주입시 배출되는 공기를 저장하기 위한 공기탱크(10)가 공기통로(11)에 의해 연결되며, 이 공기탱크(10)에는 그 내부압력을 지시하는 압력계(12)가 연결된 것을 특징으로 하는 주입식 금형.
2. 재 1 항에 있어서, 상기 캐비티(6)의 상부쪽에 수축보상을 위한 수지탱크(9)가 형성되고 이 수지 탱크 (9)와 상기 공기 탱크(10)가 공기통로(11)에 의해 연결된 것을 특징으로 하는 주입식 금형.