KR101173064B1 - 사출 성형용 금형 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사출 성형용 금형 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제품 성형시 여러 불량 원인이 되는 스프루 형상을 삭제하여 제품 불량을 감소시키고자 한 에 사출 성형용 금형 장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 런너는 가동금형의 내측 표면에 고정되고, 밸브핀 선단은 노즐부쉬의 선단에 위치되어, 금형의 닫힘시 노즐부쉬의 선단에 접하게 되는 런너가 밸브핀 선단에 접하는 구조로 구성되어, 노즐에서 분사된 수지가 상기 런너로 직접 주입되도록 된 것을 특징으로 하는 사출 성형용 금형 장치를 제공한다.

Description

사출 성형용 금형 장치{Metal mold for a injection molding}

본 발명은 사출 성형용 금형 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제품 성형시 여러 불량 원인이 되는 스프루 형상을 삭제하여 제품 불량을 감소시키고자 한 에 사출 성형용 금형 장치에 관한 것이다.

일반적으로 사출 성형은 플라스틱 제품을 성형하는데 가장 광범위하게 이용되는 제조방법 중 하나로, 사출 성형을 위해 사용되는 금형 장치는 내열성이 우수한 금속 등의 재질로 이루어지며, 제조될 사출 제품과 대응하는 형상으로 형성된 다수의 캐비티와, 노즐에서 분사된 용융된 수지가 주입되는 스프루와, 스프루를 통해 주입된 용융 수지를 다수의 캐비티로 분산하여 공급하는 런너와, 런너에 비하여 상대적으로 적은 단면적을 갖도록 형성되어 캐비티에서 응고된 사출제품을 용이하게 분리할 수 있도록 하는 게이트 등이 구성되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 금형 장치의 런너(132)는 가동금형(130) 측에 설치되어 있는 스프루 록핀(12)에 고정된 스프루(10)에 연결되어 가동금형(130) 상에 구성되고, 상기 런너(132)를 통해 공급된 수지는 게이트(134)를 통해 사출되어 고정금형(110)과 가동금형(130) 사이에 주입되어 제품으로 성형되게 된다.

그리고, 상기 게이트(134) 주변에는 냉각관을 설치하여 제품 성형 후 사출된 수지를 냉각 및 고화하도록 되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 사출 성형용 금형 장치는 제품 성형 후 금형 이형시 게이트(134)가 스프루(10)로 인해 고정금형(110)에 부착되는 경우 부착된 게이트(134)의 제거를 위해 설비 가동을 중단해야 하며, 제품 취출시 밀판(136)이 상승되어 스프루(10)가 가동금형(130) 위로 들어올려짐에 의해 제품 외관에 게이트(134)에 의한 뜯김이 발생되어 외관 불량이 초래되는 등의 문제가 있다.

또한, 종래 사출 성형용 금형 장치의 경우 스프루로 인해 노즐팁(124)이 파손되어 수지가 역류되거나, 게이트(134) 선단부의 수지 고화가 부족하여 미고화된 수지로 인해 버(burr) 혹은 스트링(string)이 발생되고 이 스트링이 게이트(134) 주변 혹은 제품 표면에 부착되어 제품 외관이 불량하게 되는 문제점이 있다.

또한, 종래 금형 장치는 노즐팁(124) 내부에 스프루(10)가 삽입된 구조를 형성하기 위해 제조시 건드릴 기계가공을 하게 되는데, 가공깊이가 깊어서 노즐(120) 선단의 접촉면이 거칠게 성형되며, 아울러 노즐팁(124) 파손으로 수지가 누수되거나 밸브핀(122) 선단이 파손되는 등 불량 현상이 발생하는 경우 노즐(120) 선단부의 이상 유무를 확인하기 위해 히터 조립체(140) 전체를 분리해야 하는 단점이 있고, 더불어 상기와 같은 불량 현상이 발생해야만 문제발생을 인지하게 되는 문제점도 있다.

또한, 종래 금형 장치는 수지 충진성능을 향상하기 위해 게이트(134) 주변 형상을 변경하는 경우 금형(110,130)도 수정 가공을 수행해야 하는데, 상기 금형(110,130)의 운송비 및 셋팅시간, 가공시간 등이 과다하게 소요되는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 기존의 스프루 부분을 삭제하여 제품 불량의 원인을 제거하고, 기밀성을 향상시킬 수 있는 인서트 블록을 조립식으로 구성하여 용이한 조립 해제 공정을 통해 노즐 선단부의 조립 해제를 가능하도록 한 사출 성형용 금형 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 런너는 가동금형의 상단에 고정되고, 밸브핀 선단은 노즐부쉬의 선단에 위치되어, 금형의 닫힘시 노즐부쉬의 선단에 접하게 되는 런너가 밸브핀 선단에 접하는 구조로 구성되어, 노즐에서 분사된 수지가 상기 런너로 직접 주입되도록 된 것을 특징으로 하는 사출 성형용 금형 장치를 제공한다.

바람직하게, 상기 노즐부쉬와 고정금형 사이에는 상기 고정금형에 조립식으로 탈착 가능하게 고정되는 인서트 블록이 구성된 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게, 상기 인서트 블록은 베를륨동 소재로 이루어진 것을 채택하여 사출된 수지를 고화하기 위한 냉각성능을 향상시키도록 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인서트 블록은 노즐부쉬와 접촉하는 면이 연마처리되어 노즐부쉬와의 기밀성을 향상시키도록 된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 금형 장치에 의하면 제품 성형시 여러 가지 불량의 원인이 되는 스프루를 삭제함에 의해 사출 제품의 불량율이 감소되고, 제품 성형시 냉각 시간이 단축되어 성형 사이클타임이 단축되어 생산성이 증대되는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 스프루 형상 삭제로 원재료비가 절감되고, 노즐 선단부의 조립 해제를 통해 주기적인 점검이 가능하므로 불량 현상이 발생하기 전 노즐 선단부의 이상을 미리 발견함이 가능하게 된다.

도 1은 종래의 사출 성형용 금형 장치의 구조를 도시한 도면
도 2는 종래 사출 성형용 금형 장치의 일부를 확대 도시한 도면
도 3은 종래 사출 성형 금형 장치의 스프루 적용 구조로 인해 발생되는 문제점을 나타낸 예시도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 사출 성형용 금형 장치의 구조를 도시한 도면
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 사출 성형용 금형 장치의 요부 구조를 확대 도시한 도면
도 6은 본 발명에 따른 사출 성형용 금형 장치의 작동 상태를 도시한 도면

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명은 사출 제품의 성형시 여러 가지 불량 원인이 되는 스프루 형상을 삭제하여 제품의 외관 불량을 저감시키고, 노즐(120) 선단부를 탈착 가능한 조립 구조로 구성하여 노즐(120) 선단부의 조립 해제가 가능하도록 한다.

이를 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 금형 장치는 금형 닫힘시 밸브핀(122)의 선단이 런너(132) 상단에 직접 접하도록 구성한다.

종래 금형 장치는 금형 닫힘시 도 2와 같이 노즐부쉬(124, 혹은 노즐팁) 내부에 삽입된 스프루(10)가 밸브핀(122)의 선단에 접하는 구조로 구성되었으나, 본 발명의 금형 장치는 도 4와 같이 스프루가 삭제되고 대신 밸브핀(122)의 선단이 노즐부쉬(124)의 선단에 위치하여 금형 닫힘시 노즐부쉬(124)의 선단에 접하게 되는 런너(132)의 상단에 접하는 구조로 이루어진다.

다시 말해, 금형 장치의 고정금형(110)와 가동금형(130) 사이에 노즐(120)에서 사출되는 수지를 공급하는 상기 런너(132)는 가동금형(130)에 설치되어 고정금형(110)과 마주하는 상단에 고정되고, 금형 닫힘시 가동금형(130) 상에서 고정금형(110)에 삽입되어 노즐(120) 하부에 위치하게 된다.

이에 따라 제품 성형시 노즐(120)에서 분사된 수지가, 기존 스프루 없이, 상기 런너(132)로 직접 주입되게 된다.

그리고, 상기 노즐부쉬(124)와 고정금형(110) 사이에는 상기 고정금형(110)에 조립식으로 탈착 가능하게 고정되는 인서트 블록(126)이 구성된다.

도 5와 같이, 노즐(120) 선단부에 조립식으로 장착되는 상기 인서트 블록(126)을 구성함으로써, 노즐(120) 선단부의 이상 및 파손(예컨대, 노즐부쉬(124)의 파손으로 인한 수지 누수 또는 밸브핀(122) 선단의 파손 등)이 발생할 시 상기 인서트 블록(126)을 조립 해제하여 고정금형(110)에서 분리해내어 노즐(120) 선단부의 파손 유무를, 히터 조립체(140)의 조립 해제 없이, 용이하게 확인할 수 있다.

또한, 상기 인서트 블록(126)의 분리를 통해 노즐(120) 선단부의 주기적인 점검이 가능하므로 노즐(120) 선단부의 이상 및 파손을 미연에 방지할 수 있게 된다.

더불어, 수지 충진 능력을 높이기 위해 게이트(134) 형상을 변경하여 가공 정밀도를 향상하는 경우, 상기 인서트 블록(126)만 분리하여서 게이트(134) 주변 구조 변경이 가능하게 되므로, 기존과 같이 금형 수정 가공을 위한 별도 운송비가 절감되고 변경 가공을 위한 수정 기간이 최소화되는 이점이 있다.

또한, 상기 노즐부쉬(124) 및 고정금형(110)와의 기밀성을 높이기 위해, 상기 인서트 블록(126) 가공시 노즐부쉬(124) 및 고정금형(110)와 접촉하는 면을 연마처리하여, 조립시 인서트 블록(126)의 접촉면이 노즐부쉬(124)와 고정금형(110) 표면에 기밀하게 밀착될 수 있도록 한다.

또한, 상기 인서트 블록(126)은 베를륨동 소재를 채택하여 제조한 것으로 구성함으로써, 제품 성형을 위한 수지 사출이 완료된 후 사출된 수지를 고화하기 위한 냉각 성능을 향상시킨다.

보통 게이트(134) 선단부의 수지 냉각은 게이트(134) 주변에 위치되어 있는 냉각관에 의해 수행되는데, 상기 냉각관에 의한 냉각이 부족한 경우 사출된 수지의 고화 작업이 더디게 수행될 수 있으므로, 언급한 바와 같이 베를륨동 소재의 인서트 블록(126)을 적용한다.

상기 베를륨동은 열전달률이 우수한 재료로서 이를 이용하여 제조한 인서트 블록(126)은 상기 냉각관의 냉기를 수지 사출부에 빠르게 전달하여 냉각 성능을 향상시킬 수 있으며, 그에 따라 제품 성형을 위한 사이클타임의 감소를 가능하게 한다.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 금형 장치의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

도 6을 참조하여 설명하면, 금형이 닫혀있는 상태에서 밸브핀(122)을 상승 이동시켜서 노즐(120) 내부의 수지를 사출시킨다.

사출된 수지는 밸브핀(122)이 상승됨에 따라 런너(132)로 직접 주입되어 게이트(134)를 통해 금형(110,130) 사이의 캐비티로 사출된다.

사출된 수지의 보압 공정 및 냉각(고화) 공정을 거쳐 제품 성형이 완료되면 금형을 오픈하고, 밀판(136)을 상승 작동시켜 취출 블록(138)을 통해 성형된 제품(예컨대, 범퍼 등)을 가동금형(130)에서 들어올려 제품을 취출한다.

앞서 설명한 구조로 이루어진 본 발명의 금형 장치는 이와 같은 사출 제품의 성형 및 취출 과정에서 스프루로 인해 발생하던 버(burr) 발생 및 그로 인한 제품 불량을 방지하고, 또한 금형 이형시 런너가 고정금형에 부착되는 현상이 방지되어 그로 인한 설비 가동이 중단됨이 방지되므로, 생산성 증가 및 원가 절감의 효과를 얻을 수 있다.

110 : 고정금형
120 : 노즐
122 : 밸브핀
124 : 노즐부쉬(혹은 노즐팁)
126 : 인서트 블록
130 : 가동금형
132 : 런너
134 : 게이트
136 : 밀판
138 : 취출 블록
140 : 히터 조립체

Claims (4)

1. 런너는 가동금형의 내측 표면에 고정되고, 밸브핀 선단은 노즐부쉬의 선단에 위치되어, 금형의 닫힘시 노즐부쉬의 선단에 접하게 되는 런너가 밸브핀 선단에 접하는 구조로 구성되어, 노즐에서 분사된 수지가 상기 런너로 직접 주입되도록 된 것을 특징으로 하는 사출 성형용 금형 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 노즐부쉬와 고정금형 사이에는 상기 고정금형에 조립식으로 탈착 가능하게 고정되는 인서트 블록이 구성된 것을 특징으로 하는 사출 성형용 금형 장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 인서트 블록은 베를륨동 소재로 이루어진 것을 채택하여 사출된 수지를 고화하기 위한 냉각성능을 향상시키도록 된 것을 특징으로 하는 사출 성형용 금형 장치.
   
4. 청구항 2 또는 3에 있어서,
   상기 인서트 블록은 노즐부쉬와 접촉하는 면이 연마처리되어 노즐부쉬와의 기밀성을 향상시키도록 된 것을 특징으로 하는 사출 성형용 금형 장치.

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