KR100734011B1

KR100734011B1 - Curved pipe manufacturing method, curved pipe and mold by gas injection injection molding

Info

Publication number: KR100734011B1
Application number: KR1020050066634A
Authority: KR
Inventors: 조이근
Original assignee: (주)비전플라닉스
Priority date: 2005-07-22
Filing date: 2005-07-22
Publication date: 2007-06-29
Anticipated expiration: 2025-07-22
Also published as: KR20070011921A

Abstract

가스주입 사출성형을 이용하여 곡관(10)을 제작하는 기술에 관한 발명으로서, 원하는 곡관(10)의 외관 형태대로 금형(20)을 제작하되, 실제 원하는 곡관의 양단보다 더 길게 여유부(22)를 두고 금형을 제작한다(도2). 이 여유부(22)에 가스를 주입할 수 있는 가스주입구(24)와 금형 게이트(26)를 형성하고, 게이트(26)를 통해 금형 내에 수지를 충전하여 가스주입구(24)를 통해 가스를 주입하여 금형의 곡관 형태로 중공층이 형성되도록 함으로써 곡관을 성형한다. 도3에서와 같이 금형으로부터 성형제품(30)을 취출한 후에는 양단에 연장되어 형성된 연장부(32)를 절단해 곡관을 완성하게 된다. The invention relates to a technology for manufacturing the curved tube 10 by using gas injection injection, the mold 20 is produced in the shape of the desired shape of the curved tube 10, but the longer portion 22 is longer than both ends of the desired curved tube The mold is manufactured with reference to FIG. 2. The gas injection hole 24 and the mold gate 26 through which the gas can be injected are formed in the clearance part 22, and resin is filled into the mold through the gate 26 to inject gas through the gas injection hole 24. By forming a hollow layer in the form of a curved tube of the mold. After taking out the molded product 30 from the mold as shown in Fig. 3, the extended portion 32 formed at both ends is cut to complete the curved pipe.

가스주입 사출성형, 파이프, 굴곡, 곡관Gas injection injection molding, pipe, bend, pipe

Description

Method of manufacturing a curved pipe using gas injection, a curved pipe manufactured by the method, and a die for forming the curved pipe}

도1은 곡관의 외관 예시도.1 is an exemplary view of appearance of a curved pipe;

도2는 곡관의 가스주입 사출성형을 위한 금형의 예시도.Figure 2 is an illustration of a mold for gas injection injection molding of the curved tube.

도3은 도2의 금형에서 성형되어 취출된 반제품의 외관도.Figure 3 is an external view of a semi-finished product molded in the mold of Figure 2 taken out.

도4는 본 발명에 따른 가스주입 사출성형 곡관 제조방법의 흐름도.Figure 4 is a flow diagram of a gas injection injection molded pipe manufacturing method according to the present invention.

본 발명은 가스주입 사출성형 기술을 이용하여, 굴곡을 갖는 합성수지 파이프(곡관)를 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 곡관과 제조용 금형에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a synthetic resin pipe (curved tube) having a bend using a gas injection injection molding technique, and to a curved tube and a mold for manufacturing thereby.

합성수지제 파이프는 연질과 경질로 구분되며, 대부분의 파이프는 압출성형 방식으로 생산된다. 이렇게 압출성형 또는 일반 사출성형을 이용하여 파이프를 성형할 경우에는 직관인 경우에만 성형 가능하다. 파이프가 직관이 아닌 곡관인 경우, 특히 그 곡률이 불규칙하거나 복합적인 곡관의 경우에는 일반적인 압출성형이나 사출성형으로 제조할 수가 없다. 이러한 곡관은 보일러 등의 배관, 수도계량 기, 온수계량기 등의 내열파이프, 자동차의 히터, 냉각수 라디에이터용 파이프 등에 많이 사용되고 있다. Plastic pipes are divided into soft and hard, and most pipes are produced by extrusion molding. In the case of forming a pipe using extrusion or general injection molding, it is possible to mold only a straight pipe. If the pipe is a curved pipe rather than a straight pipe, especially a curved pipe whose curvature is irregular or complex, it cannot be manufactured by general extrusion molding or injection molding. Such curved pipes are widely used in pipes such as boilers, heat resistant pipes such as water gauges, hot water meters, heaters of automobiles, and pipes for cooling water radiators.

종래에, 곡관을 성형하기 위해서는, 인서트 성형 후에 코어를 소실시켜서 중공관을 제조하는 로스트코어 사출법(lost core injection) 또는 퓨저블코어 사출법(fusible core injection) 등을 이용하고 있다. 그러나 이들 기술은 곡관 성형을 위한 전용 기술인 것이 아니라, 아웃서트 사출성형 기술 중의 하나로 이를 곡관 제조에 이용하는 것에 불과하여, 곡관 제조에 폭넓게 이용하기에는 많은 문제들이 있다. 특히 원가가 상승하며 고가의 장비를 사용해야 하는 문제, 설비의 대형화 등의 문제가 있다. Conventionally, in order to shape a curved pipe, a lost core injection method, a fusible core injection method, or the like is used in which a hollow tube is produced by dissipating the core after insert molding. However, these technologies are not dedicated technologies for forming curved pipes, but are only one of the insert injection molding technologies. In particular, there are problems such as the cost increase and the need to use expensive equipment and the enlargement of facilities.

본 발명의 목적은, 공지된 가스주입(gas injection) 사출성형법을 이용해 비교적 간단한 방식으로 어떠한 굴곡을 갖는 곡관이라도 제작 가능한 방법을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a method capable of fabricating a curved tube having any bend in a relatively simple manner using known gas injection injection molding.

(1) 발명의 개요(1) Outline of invention

본 발명에서는 가스주입 사출성형 기술을 이용하여 복잡한 형태의 중공을 갖는 곡관을 성형함으로써 용이하게 곡관을 제조할 수 있도록 한다. 일반적인 가스주입 사출성형에서는 두꺼운 부분에 가스가 충전되어 성형압력의 감소와 수축방지 등 제품의 외관이나 형상 유지에 보다 유리하게 적용되고 있다. 본 발명자는 이때 생산되는 제품들이 가스주입구나 끝단부의 막힘, 그리고 게이트 부분의 문제점들로 인하여 파이프 형태의 제품이 성형될 수 없음을 알게 되었다. 특히, 내부 공동층과 외벽의 두께가 균일해지기 어려운 점들이 가스주입 사출성형 기술을 파이프 생산에 적용하기엔 부적합하다는 것을 알게 되어 이를 해결하기 위한 방법을 찾게 되었다. In the present invention, by using a gas injection injection molding technology to form a curved pipe having a complex hollow form it is possible to easily manufacture the curved pipe. In general gas injection molding, gas is filled in a thick part, which is more advantageously applied to maintaining the appearance and shape of a product, such as reducing molding pressure and preventing shrinkage. The inventors have found that the products produced at this time cannot be molded in the form of pipes due to gas injection, blockages at the ends and gate problems. In particular, it was found that the thickness of the inner cavity layer and the outer wall was difficult to be uniform, so that the gas injection molding technique was not suitable for the pipe production, and a method for solving the problem was found.

가스주입 사출성형을 이용하여 필요한 제품을 성형하면서 가스를 주입시키면 내측엔 가스로 인한 동공이 생기지만, 그 끝단부의 막힘과 게이트, 가스 주입구 등으로 인하여 필요한 파이프를 얻을 수 없다. 이를 해결하기 위하여, 필요한 곡관의 길이보다 더 연장하여 양단 부분에 연장부가 성형되도록 금형을 제작하고, 이 연장부에 게이트와 가스주입구를 형성하여 곡관을 성형한다. 이때 연장부의 형상이나 크기 등은 곡관 제품에 따라 다양한 형태로 변경시킬 수 있다. 이렇게 성형된 제품에서 필요한 파이프 구간만 남겨두고 연장부를 절단해 내면 필요한 크기의 곡관을 얻을 수 있다. If gas is injected while forming a required product using gas injection injection molding, a pupil is formed due to gas inside, but a pipe required due to blockage at the end and a gate and a gas injection hole cannot be obtained. In order to solve this problem, a mold is manufactured to extend the length of the curved pipe so that the extension is formed at both ends, and the curved pipe is formed by forming a gate and a gas injection hole in the extension. At this time, the shape or size of the extension can be changed in various forms according to the curved product. By cutting off the extension, leaving only the required pipe section in this molded product, you can obtain a curved pipe of the required size.

도1~3을 참조하여 구체적으로 설명한다. 우선, 도1과 같은 형태의 곡관(10)을 제작하기 위하여 이 곡관(10)의 외관 형태대로 금형(20)을 제작하되, 실제 원하는 곡관의 양단보다 더 길게 여유부(22)를 두고 금형을 제작한다(도2). 이 여유부(22)에 가스를 주입할 수 있는 가스주입구(24)와 금형 게이트(26)를 형성하고, 게이트(26)를 통해 금형 내에 수지를 충전하여 가스주입구(24)를 통해 가스를 주입하여 금형의 곡관 형태로 중공층이 형성되도록 함으로써 곡관을 성형한다. 도3에서와 같이 금형으로부터 성형제품(30)을 취출한 후에는 양단에 연장되어 형성된 연장부(32)를 절단해 곡관을 완성하게 된다. It demonstrates concretely with reference to FIGS. First, in order to produce the curved tube 10 of the shape as shown in Figure 1 to produce the mold 20 in the form of the appearance of the curved tube 10, the mold is placed with a margin 22 longer than both ends of the desired curved tube. To produce (Fig. 2). The gas injection hole 24 and the mold gate 26 through which the gas can be injected are formed in the clearance part 22, and resin is filled into the mold through the gate 26 to inject gas through the gas injection hole 24. By forming a hollow layer in the form of a curved tube of the mold. After taking out the molded product 30 from the mold as shown in Fig. 3, the extended portion 32 formed at both ends is cut to complete the curved pipe.

(2) 발명의 구성(2) Composition of invention

본 발명에 따른 곡관 제조방법은, Curved pipe manufacturing method according to the invention,

곡관 형태의 캐비티(21)를 갖도록 금형을 제작하되, 원하는 곡관 형태보다 그 양단 각각을 소정 길이 더 연장하여 여유부(22)를 포함하여 제작하고, 이 여유부에 금형 게이트(26)와 가스주입구(24)를 형성하는 단계[100],The mold is manufactured to have a curved cavity 21, each end of which is further extended by a predetermined length than the desired curved tube, and includes a clearance 22, and the mold gate 26 and the gas injection hole are provided in the clearance. Forming 24 [100],

상기 금형(20)의 캐비티(21)에 원료를 충전하고 사출성형을 행하되, 상기 가스주입구(24)를 통하여 가스를 주입하여 가스주입 사출성형을 행하는 단계[200],Filling the cavity 21 of the mold 20 and performing injection molding, injecting gas through the gas injection hole 24 to perform gas injection injection molding [200];

성형이 완료된 후에 성형 반제품(30)을 취출하여 경화시키고[300], 금형의 여유부(22)에 의해 형성된 양단의 연장부(32)를 절단하는 단계[400]로 구성된다. After the molding is completed, the molded semifinished product 30 is taken out and cured [300], and the extension portions 32 at both ends formed by the marginal portions 22 of the mold are cut [400].

여기서, 상기 금형제작 단계[100]에서 곡관 양단의 여유부(22)를 형성할 때에는, 이 여유부(22)의 형상이나 크기 등은 최종 생산될 제품에 따라 다양한 형태로 변형시킬 수 있다. Here, when forming the clearances 22 at both ends of the curved tube in the mold manufacturing step [100], the shape or size of the clearances 22 may be modified in various forms according to the final product to be produced.

또한, 상기 가스사출 단계[200]에서는, 먼저 사출성형을 수행하고 사출성형이 약 80~90% 진행된 때에 가스를 주입할 수 있다. 또한, 상기 금형의 온도는 약 50~85℃로 유지되는 것이 바람직하다. 또한 원가의 절감을 위해서 원료의 충전량은 사출 성형 후에 금형 내에 원료의 잔량이 남지 않는 것을 기준으로 계량되는 것이 바람직하다. In addition, in the gas injection step [200], the first injection molding may be performed, the gas can be injected when the injection molding is about 80 ~ 90%. In addition, the temperature of the mold is preferably maintained at about 50 ~ 85 ℃. In addition, in order to reduce the cost, the amount of raw material is preferably measured based on the amount of raw material remaining in the mold after injection molding.

또한, 상기 절단 단계[300]는 성형품이 완전히 경화된 후에 이루어질 수도 있고 성형품을 경화하면서 절단할 수도 있다. 이러한 실시상의 공정은 당업자가 해당 공정의 조건이나 제품의 용도, 재료 등에 따라 임의로 결정할 수 있다.In addition, the cutting step 300 may be made after the molded article is completely cured or may be cut while curing the molded article. Such an embodiment can be arbitrarily determined by those skilled in the art according to the conditions of the process, the use of the product, the material, and the like.

(3) 본 발명에서 고려해야 할 사항(3) Matters to consider in the present invention

본 발명에서 가스주입을 이용하여 곡관을 사출할 경우에 반드시 필요한 기술적 사항으로서, 곡관 전체에 걸쳐서 두께를 균일하게 할 것이 요구된다. 특히, 굴곡이 심하거나 복잡한 형상의 곡관에서는, 그 굴곡되는 부분에서 외벽의 두께와 내부 공동층의 크기나 형상이 많이 바뀌게 되므로 이 부분에 대한 기술적인 해결이 필요하다. In the present invention, as a technical matter essential when injecting a curved tube using gas injection, it is required to make the thickness uniform throughout the curved tube. In particular, in a curved pipe having a severe bend or a complicated shape, since the thickness of the outer wall and the size or shape of the inner cavity layer change a lot in the curved part, a technical solution to this part is required.

이를 해결하기 위하여 다음과 같은 방안을 적용가능하다.To solve this problem, the following measures are applicable.

1) 금형온도의 조절을 통한 방안 - 금형온도에 따라 중공층의 외벽 두께가 달라지므로 금형의 온도 관리를 해야 한다. 시험 결과에 따르면 금형온도가 40℃ 일 때는 제품의 두께가 가스 주입구는 얇고 먼쪽은 두꺼워져 균일한 제품을 얻기가 어려웠다. 본 발명에서와 같이 중공층을 갖는 제품에서는 중공층이 전체에 걸쳐서 넓게 점유하도록 해야 하기 때문에 이러한 두께의 불균일은 반드시 해결하여야 한다. 본 발명의 금형온도를 80℃로 상승시키자 전체적으로 고른 두께의 제품을 얻을 수 있게 되었다. 특히 주의해야 할 것은 금형의 고정측과 이동측간의 온도 편차를 없애야 하는 것이다. 이 온도의 편차는 제품의 외벽 두께가 달라지게 하는 원인이 되므로 조심해야 한다. 또 굴곡되는 부분의 경우 가스의 압력저항이, 구부러지는 외측보다 내측이 낮으므로, 가스는 압력저항이 낮게 작용되는 내측 굴곡면으로 더 쉽게 침투되고, 이는 제품의 구부러진 부분에 대한 두께의 불균일을 가져오게 된다. 이에 따라, 특히, 굴곡된 부분에 금형의 온도 관리를 위한 설계가 필요하다. 1) Measure by adjusting the mold temperature-The thickness of the outer wall of the hollow layer varies depending on the mold temperature, so the temperature of the mold should be managed. According to the test results, when the mold temperature was 40 ° C, the thickness of the product was thin and the far side was thick, making it difficult to obtain a uniform product. In a product having a hollow layer as in the present invention, such a thickness non-uniformity must be solved because the hollow layer must be widely occupied throughout. Increasing the mold temperature of the present invention to 80 ℃ it was possible to obtain a product of even thickness as a whole. Particular care should be taken to eliminate temperature variations between the stationary and moving sides of the mold. This temperature deviation will cause the outer wall thickness of the product to vary, so be careful. In the case of the bent part, since the pressure resistance of the gas is lower than the outer side of the bent side, the gas is more easily penetrated into the inner side of the curved side where the pressure resistance is lowered, which causes a nonuniform thickness of the bent part of the product. Come. Accordingly, in particular, a design for temperature management of the mold is required at the bent portion.

2) 굴곡된 부분을 가스가 통과할 때 가스의 압력을 적절히 조절하는 방안 - 수지가 금형에 충전된 후 나머지 부분은 가스에 의해서 성형되는데 이때 가스가 충전시키는 충전의 속도는 가스의 압력으로 결정된다. 또한 가스의 압력에 따라 굴곡부나 형상이 변경되는 부분에 작용되는 가스 압력에 따른 저항은 달라지게 되고 이 저항의 정도에 따라 가스의 침투되는 모양이 달라지게 되므로 이를 이용하여 가스의 작용 시간을 조절하면서 그에 따른 성형품의 충전 상태를 확인 해 가면서 그 부분의 특성에 따라 가스의 압력을 조절함으로써, 전체적으로 고른 두께의 성형파이프를 생산 할 수 있게 된다. 2) Appropriately adjusting the pressure of gas when gas passes through the bent part-After the resin is filled in the mold, the remaining part is molded by gas, and the filling speed of gas is determined by the pressure of gas. . In addition, the resistance according to the gas pressure acting on the bent portion or the portion of the shape change depending on the pressure of the gas is changed, and the penetration of the gas is changed according to the degree of resistance, thereby adjusting the action time of the gas using the same. By checking the state of filling of the molded article according to the characteristics of the part by adjusting the pressure of the gas, it is possible to produce a molded pipe of a uniform thickness as a whole.

3) 굴곡된 부분중 두께가 얇아지는 부분에 외부로부터의 돌기를 형성하는 방안 - 가스 성형의 경우 외측의 형상이나 모양이 똑 같이 나타나진 않지만 그 두께에 있어서는 어느 정도 외관의 형상이 반영된다. 그러므로 굴곡된 부분의 두께가 다를 경우 이를 개선시키기 위하여 두께가 얇은 부분의 외측에 오목홈 형태나 음각으로 필요한 깊이와 크기로 홈을 만들어 주면 그 홈의 깊이에 따라 내부 관벽의 두께 편중을 막을 수 있게 된다. 3) Forming protrusions from the outside in the part where the thickness becomes thinner among the curved parts.-In the case of gas forming, the shape or shape of the outside is not the same, but the shape of the appearance is reflected to some extent in the thickness. Therefore, if the thickness of the bent part is different, in order to improve the thickness of the groove, the groove is made in the form of the recess and the required depth and size in the outer part of the thin part to prevent the thickness bias of the inner tube wall depending on the depth of the groove. do.

한편, 파이프 형상의 제품에 필요한 구조물이나 추가의 형상이 필요할 경우에는 적당한 위치에 형상을 형성시킬 수 있으므로 파이프가 조립되거나 고정될 경우 조립이나 고정에 필요한 치구를 일체로 동시 생산하는 것도 가능하다. On the other hand, if a structure or additional shape required for the pipe-shaped product is required to form the shape in a suitable position, when the pipe is assembled or fixed, it is also possible to simultaneously produce a jig necessary for assembly or fixing integrally.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 가스주입 사출성형을 이용하여 비교적 단순한 방식으로 곡관을 제조할 수 있으므로, 어떠한 형상의 곡관이라도 생산원가를 과도하게 상승시키지 않고도 제조할 수 있다. As described above, according to the present invention, the curved pipe can be manufactured in a relatively simple manner by using gas injection molding, and thus, any curved pipe can be manufactured without excessively increasing the production cost.

Claims

As a method of manufacturing a curved tube having a bend by gas injection molding,

A mold which forms a curved tube-shaped cavity in the mold, and includes a clearance which is a cavity extending each of its ends by a predetermined length longer than the desired curved tube, and forms a mold gate and a gas injection hole for gas injection injection molding. Production stage,

Filling the cavity of the mold and performing injection molding, injecting gas through the gas injection hole to perform gas injection molding;

After the molding is completed, the molded semi-finished product is taken out and cured, and the step of cutting the extensions of both ends formed by the margin of the mold, the curved pipe manufacturing method using gas injection molding.

A hollow pipe formed inside and having a constant thickness and having at least one curved portion,

A mold fabrication step of including a margin extending each of both ends of the curved pipe further by a predetermined length, and forming a mold gate and a gas injection hole in the margin; Filling the cavity of the mold and performing injection molding, and injecting gas through the gas injection hole to perform gas injection molding; A curved pipe manufactured by the step of taking out and molding the molded semifinished product after the molding is completed and cutting the extension portions at both ends formed by the margin of the mold.

A mold for forming a curved tube having a hollow layer therein and having a constant thickness and at least one curved portion,

A cavity for forming the curved tube is formed, and the cavity further includes a margin for forming each of both ends of the curved tube by extending a predetermined length.

A gas injection injection mold for producing a curved pipe, wherein a mold gate and a gas injection hole are formed in the clearance portion.