일반기술

무금형 성형장치

본 기술은 금형을 사용하지 않고도 금속판재를 다양한 2차원과3차원 곡면으로성형할 수 있는 다기능 다목적의 곡면 성형 장치에 관한 것이다. 보통 판재성형은 암수 한쌍으로 된 금형사이에 판재를 넣고 프레스로 금형을 눌러 성형하는 매칭다이성형법이 가장 많이 사용되고 있으며, 최근에는 금형위에 놓인 판재에 고무나 액압으로 압력을 가하여 성형하는 고무패드 성형장치 및 하이드로 성형장치와 금형위에 놓인 특수 판재를 가열하여 기체압으로 성형하는 블로우 성형장치가 개발되어 사용되고 있다. 한쌍의 금형을 이용하는 매칭다이 성형법은 금형제조와 수정이 어려울 뿐만아니라 제품에 맞게 금형을 수시로 바꾸어야 하고 반복사용중에 마모로 인해 정밀도가 점차 떨어지며, 특히, 대형금형의 경우에는 금형제작에 막대한 시간과 비용이 소요되고, 금형이 파손되거나 마모가 심하면 또다시 막대한 비용을 들여 수리하거나 새로 제작해야하는 단점이 있을 뿐만아니라 일정한 두께와 크기의소재를 사용해야하는 제약도 있다. 또한 기존의 무금형 성형기는 소재양면에 배열된 수만은 펀치로 곡면을 만들어 성형하므로 장비가 고가이고, 정밀한 위치제어가 어려우며, 딥드로잉(deep drawings)과 스템핑(stamping)성형은 불가능하다. 반면 본 기술에 의한 무금형 성형장치에 의하면 기존의 무금형 성형기의 양면중 한 쪽은 펀치대신 고분자탄성체나 유체로 금속판재에 압력을 가하므로 성형기 가격이 1/3이상 저렴하고, 정밀한 위치제어가 가능하며, 성형이 균일하고, 성형품의 표면상태가 우수하며, 더구나 딥드로잉과 스템핑성형도 가능하다.본 기술에 의한 무금형 성형장치는 구조물의 상부에 다수의 펀치가 배열되어 있고 그하부에는 성형재가 고분자 탄성체위에 놓이며, 펀치의 움직임을 제어하는 제어장치가 부착된 구조를 가지고 있다. 성형체가 고분자 탄성체 위에 놓이고 상부에 배열된 다수의 펀치는 제어장치에 의하여 각각 또는 동시에 움직여 성형재에 힘을 가하고, 하부에 설치된 고분자 탄성체는 성형재를 떠받치는 반발력을 발생함으로써 다수의 펀치 말단부가 형성하는 다양한 곡면으로 성형재가 형성된다. 펀치는 다양한 형상의 말단부를 가질 수 있고 말단부는 펀치에 고정되어 있거나 또는 성형하고자 하는 형상에 따라 분리교체가 가능하도록 되어 있다. 성형후 펀치를 들어올리면 성형재는 고분자 탄성체에 의하여 밀려 올라오게 된다. 따라서, 이러한 작업을 반복함으로써 금형없이도 다양한 형상의 연속적인 성형이 가능하다. 본 기술에 의한 고분자 탄성체가 펀치대신 성형재의 한쪽면과 면접촉을 하여 성형재 전체에 골고루 힘을 분산시키므로 훨씬 균일한 성형이 가능하며, 펀치수를 늘리면 더 복잡한 형상도 성형할 수 있다. 딥드로잉의 경우 주변의 펀치는 성형재에 적절한 압력을 가함으로써 전체적으로 주름이 발생하지않고 균일한 성형이 이루어질 수 있다