KR20040000735A - heater for injection molding - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 사출 성형기의 구성품에 적용되는 히터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사출 성형기의 소형화를 가능하게 하면서 열전도율은 극대화시킬 수 있는 사출 성형기용 히터에 관한 것이다.The present invention relates to a heater applied to a component of an injection molding machine, and more particularly, to a heater for an injection molding machine that can maximize the thermal conductivity while enabling the miniaturization of the injection molding machine.
일반적으로 사출 성형기는 용융상태의 합성수지를 일정한 형태로 이루어진 금형에 주입하여 제품을 성형하는 기계장치로서, 용융된 합성수지의 주입을 원활하게 하는 매니폴드 및 밸브 어셈블리를 구비하여 이루어진다.In general, an injection molding machine is a mechanical device for molding a product by injecting a molten synthetic resin into a mold having a predetermined shape, and includes a manifold and a valve assembly for smoothly injecting molten synthetic resin.
즉, 상기 사출 성형기는 일측에 구비된 실린더에 합성수지 원료를 투입하여 용융시키고, 이렇게 용융된 합성수지는 액상 상태로 노즐을 통해 높은 압력으로 금형에 주입되어지며, 상기 금형에 주입된 합성수지가 고화되면 상,하로 구성되는 금형을 서로 분리하여 성형된 제품을 취출하게 된다.That is, the injection molding machine is melted by putting a synthetic resin raw material into a cylinder provided on one side, the molten synthetic resin is injected into the mold at a high pressure through a nozzle in a liquid state, the synthetic resin injected into the mold is solidified , The mold consisting of the bottom is separated from each other to take out the molded product.
이때, 상기 사출 성형기는 그 구조에 따라 매니폴드 타입과 밸브 어셈블리 타입으로 구분된다. 여기서, 상기 매니폴드 타입은 합성수지를 공급받아 액상 상태로 유지시키기 위해 히터가 매립되는 매니폴드와, 이 매니폴드에 1개 이상 연결되어 액상의 합성수지를 금형에 주입하는 노즐로 구성된다.In this case, the injection molding machine is classified into a manifold type and a valve assembly type according to its structure. Here, the manifold type includes a manifold in which a heater is embedded in order to receive a synthetic resin and to maintain the liquid state, and at least one nozzle connected to the manifold to inject a liquid synthetic resin into a mold.
그리고, 상기 밸브 어셈블리 타입은 통상 매니폴드를 필요로 하지 않는 형태로서, 내부에는 합성수지를 공급받는 수지유로가 형성되며, 이 수지유로는 노즐의토출구와 연결되는 구성이다. 또한, 상기 수지유로 및 노즐의 주위로는 가열을 목적으로 한 히터가 구비되며, 상기 노즐은 구동원에 의해 토출구가 개폐되는 구성이다.In addition, the valve assembly type generally does not require a manifold, and a resin flow path receiving synthetic resin is formed therein, and the resin flow path is connected to the discharge port of the nozzle. In addition, a heater for heating is provided around the resin flow passage and the nozzle, and the nozzle has a configuration in which the discharge port is opened and closed by a driving source.
도 1은 일반적인 사출 성형기용 밸브 어셈블리를 나타낸 단면도로서, 이에 나타내 보인 바와 같이 밸브 어셈블리는 크게 구동부(100)와 밸브바디(200)로 구성된다.1 is a cross-sectional view illustrating a valve assembly for a general injection molding machine, and as shown therein, the valve assembly includes a driving unit 100 and a valve body 200.
상기 구동부(100)는 외부로부터 압축공기를 입출하기 위하여 복수개의 니플(110)이 돌출 형성되는 구성이며, 그 내부는 압축공기의 누출을 방지하기 위한 기밀구조로 이루어진다. 이러한 구동부(100)는 외부로부터 공급되어지는 압축공기에 의해 승,하강이 이루어지는 밸브 핀(120)이 구비되며, 이때의 밸브 핀(120)은 하측으로 연장되어 밸브 바디(200) 내에 형성된 수지유로(210) 상에 위치되어진다.The drive unit 100 is a configuration in which a plurality of nipples 110 are protruded to enter the compressed air from the outside, the inside is made of an airtight structure for preventing the leakage of compressed air. The drive unit 100 is provided with a valve pin 120 that is raised and lowered by the compressed air supplied from the outside, the valve pin 120 is extended to the lower side in the resin flow path formed in the valve body 200 And positioned on 210.
상기, 밸브 바디(200)는 실질적으로 수지를 금형으로 주입하는 노즐을 형성하는 부분으로서, 통상의 실린더 형태로 제공되어지며, 상단이 구동부(100)에 기밀을 유지하며 결합되는 구성이다. 이러한 밸브 바디(200)는 내부에 실린더(미도시)로부터 수지를 공급받아 금형으로 안내하기 위한 수지유로(210)가 형성되며, 그 선단부에는 상기 수지유로(210)와 연결되면서 밸브 핀(120)의 하단부가 위치되는 게이트(220)가 형성된다.The valve body 200 is a portion that substantially forms a nozzle for injecting resin into a mold. The valve body 200 is provided in a general cylinder shape, and the upper end of the valve body 200 is coupled to the drive unit 100 while maintaining airtightness. The valve body 200 has a resin flow path 210 for receiving a resin from a cylinder (not shown) to guide the mold to the inside of the valve body 200, and a valve pin 120 connected to the resin flow path 210 at a distal end thereof. A gate 220 is formed at the lower end of the gate 220.
이와 같이 구성되는 종래의 사출 성형기용 밸브 어셈블리는 압축공기에 의해 밸브 핀(120)이 승,하강되면서 밸브 바디(200)의 단부에 형성된 게이트(220)를 개폐시키게 되며, 이 때의 게이트(220) 개폐에 의해 수지유로(210)를 따라 유동되는수지가 금형(미도시)내로 주입되거나 또는 차단되어지게 된다.The valve assembly for a conventional injection molding machine configured as described above opens and closes the gate 220 formed at the end of the valve body 200 while the valve pin 120 is moved up and down by compressed air, and the gate 220 at this time. The resin flowing along the resin flow path 210 by opening and closing is injected into the mold (not shown) or blocked.
한편, 상기 밸브 어셈블리는 밸브 바디(200)의 주위로 히터(h)가 구비되며, 이때의 히터(h)는 발열작용을 하여 상기 수지유로(210)를 통과하는 수지의 고화를 방지하여 액상 상태로 유동될 수 있도록 구성된다.On the other hand, the valve assembly is provided with a heater (h) around the valve body 200, the heater (h) at this time exothermic action to prevent the solidification of the resin passing through the resin flow path 210 to the liquid state It is configured to be able to flow to.
도 2는 종래 기술에 따른 사출 성형기에 적용되는 히터의 성형 공정을 개략적으로 나타낸 사시도로서, 이에 나타내 보인 바와 같이 종래 기술에 따른 히터(h)는 히트 파이프(300)와 열선(400) 그리고 마그네슘(500)으로 구성된다.2 is a perspective view schematically illustrating a molding process of a heater applied to an injection molding machine according to the prior art. As shown in the drawing, the heater h according to the prior art includes a heat pipe 300, a heating wire 400, and magnesium ( 500).
상기 히트 파이프(300)는 열전도율이 우수한 구리·스테인리스강·세라믹스·텅스텐 등이 사용되고, 그 내부는 중공의 형태로 마련된다. 이러한 히트 파이프(300)의 내부에는 열선(400)이 구비된다.The heat pipe 300 is made of copper, stainless steel, ceramics, tungsten, and the like, which have excellent thermal conductivity, and the inside thereof is provided in a hollow form. The heat wire 400 is provided in the heat pipe 300.
상기 열선(400)은 통상의 텅스텐 와이어가 사용되며, 이 텅스텐 와이어에 전류를 흐르게 하여 저항에 의해 생긴 열로 가열작용을 한다.The hot wire 400 is a conventional tungsten wire is used, the current flows through the tungsten wire is heated by the heat generated by the resistance.
이와 같이 열선(400)이 삽입된 히트 파이프(300)내에는 상기 열선(400)이 공기중에 노출되는 것을 차단하면서 절연재의 역할을 하는 마그네슘(500)이 채워지게 된다.As described above, magnesium 500, which serves as an insulating material, is filled in the heat pipe 300 into which the heating wire 400 is inserted while preventing the heating wire 400 from being exposed to air.
이어서, 상기와 같이 열선(400) 및 마그네슘(500)이 구비된 상기 히트 파이프(300)는 가열하고자 하는 대상면에 넓은 면적으로 접촉될 수 있게, 대략 그 단면형상이 사각형이 되도록 단조 가공되어진다. 이때의 단조가공은 가열 대상물에 대한 히트 파이프(300)의 열전달 면적을 넓히면서 동시에 상기 히트 파이프(300) 내부에 충진되어 있는 분말 형태의 마그네슘(500)을 압축시켜 진공도를 향상시키게된다.Subsequently, the heat pipe 300 provided with the heating wire 400 and the magnesium 500 as described above is forged so that its cross-sectional shape becomes a quadrangular shape so as to be able to contact a large area with the target surface to be heated. . At this time, the forging process increases the heat transfer area of the heat pipe 300 for the heating object and at the same time compresses the powder magnesium 500 filled in the heat pipe 300 to improve the degree of vacuum.
한편, 상기 단조가공을 거친 히트 파이프(300)는 단조가공의 특성상 표면이 불균일한 상태이므로 연마를 통해 표면을 균일하게 가공하게 된다.On the other hand, the heat pipe 300 subjected to the forging process is a uniform surface due to the nature of the forging process is to uniformly process the surface through polishing.
상기와 같은 공정에 의해 성형된 히터(h)는 가열 대상물 일예로, 도 1에 나타내 보인 바와 같이 밸브바디(200)의 외주연에 감긴 상태에서 그 외주연으로 구비되는 커버(c)에 의해 위치 고정되어진다.The heater h formed by the above process is an example of a heating object, and is positioned by the cover c provided at the outer circumference of the valve body 200 as shown in FIG. 1. It is fixed.
이와 같이 이루어지는 상기 히터(h)는 전류의 저항에 의해 열선(400)이 발열을 하게 되고, 이때의 열은 상기 열선(400)의 주위를 감싸고 있는 마그네슘(500)을 통해 히트 파이프(300)로 전도되어 결과적으로 히트 파이프(300)와 접촉되는 대상물을 가열시키게 된다.The heater (h) is formed as described above, the heating wire 400 is generated by the resistance of the current, the heat at this time to the heat pipe 300 through the magnesium (500) surrounding the heating wire 400 It is inverted and consequently heats the object in contact with the heat pipe 300.
그러나, 상기와 같이 구성되는 종래의 사출 성형기용 히터(h)는 그 성형 공정이 복잡하여 생산성이 낮은 단점과, 소형화가 어려운 문제점이 있다.However, the heater h for the conventional injection molding machine configured as described above has disadvantages in that its molding process is complicated and low productivity and difficulty in miniaturization.
즉, 종래의 사출 성형기용 히터(h)는 중공형태를 갖는 히트 파이프(300)내에 열선(400)을 삽입한 다음 절연재인 마그네슘(500)을 충진하는 공정을 수반하며, 이와 같은 상태에서 다시 단조와 표면 연마공정을 거친 후 완성되므로 작업공정수가 복잡하고 많기 때문에 작업성이 불량할 뿐만 아니라 생산성이 낮아지게 되는 것이다.That is, the conventional injection molding machine heater (h) involves the step of inserting the heating wire 400 in the heat pipe 300 having a hollow shape and then filling the magnesium 500 as an insulating material, and forging again in such a state And after the surface polishing process is completed, because the number of work processes are complicated and many, not only the workability is poor, but also the productivity is lowered.
또한, 상기 히트 파이프(300)는 필수적으로 그 내부에 열선(400) 및 마그네슘(500)을 수용하는 공간을 구비해야 하므로 그 지름을 줄이는데 한계가 있으며, 이러한 한계로 인하여 부피제약을 받는 소형 사출물을 성형하기 위한 사출 성형기에는 적용이 불가능한 문제점이 있다.In addition, since the heat pipe 300 must have a space for accommodating the heating wire 400 and the magnesium 500 therein, there is a limit to reducing the diameter, and due to this limitation, a small injection product subject to volume constraints There is a problem that cannot be applied to an injection molding machine for molding.
특히, 상기 종래의 히트 파이프(300)는 열선(400)에서 발생된 열이 히트 파이프에 바로 전달되지 않고 마그네슘(500)을 통해 히트 파이프(300)에 전도되므로 열효율이 낮은 단점이 있다.In particular, the conventional heat pipe 300 has a disadvantage that the heat efficiency is low because the heat generated from the hot wire 400 is not directly transmitted to the heat pipe but is conducted to the heat pipe 300 through the magnesium (500).
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 간소한 공정에 의해 히터를 성형하여 생산성을 향상시키면서 동시에 가열 대상물에 신속하게 발열작용을 이룰 수 있는 사출 성형기용 히터 및 히터의 성형방법을 제공하는데 있다.The present invention was created in order to solve the above problems, an object of the present invention is to form a heater by a simple process to improve productivity and at the same time a heater and an injection molding machine heater that can quickly generate heat to the heating target It is to provide a molding method of.
도 1은 일반적인 사출 성형기용 밸브 어셈블리를 나타낸 단면도,1 is a cross-sectional view showing a valve assembly for a general injection molding machine,
도 2는 종래 기술에 따른 사출 성형기에 적용되는 히터의 성형공정을 나타낸 사시도,Figure 2 is a perspective view showing the molding process of the heater applied to the injection molding machine according to the prior art,
도 3 내지 도 6는 본 발명에 따른 사출 성형기에 적용되는 히터의 성형 공정을 순차적으로 나타낸 도면,3 to 6 are views sequentially showing a molding process of a heater applied to an injection molding machine according to the present invention;
도 7은 본 발명에 따른 히터의 다른 실시예를 나타낸 사시도,7 is a perspective view showing another embodiment of the heater according to the present invention;
도 8은 본 발명에 따른 히터를 가열 대상면에 적용시킨 일 실시예를 나타낸 단면도,8 is a cross-sectional view showing an embodiment in which the heater according to the present invention is applied to a heating target surface;
도 9는 본 발명에 따른 히터의 성형 공정을 나타낸 순서도.9 is a flow chart showing a molding process of a heater according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
h : 히터h: heater
10,10' : 히트 파이프10,10 ': heat pipe
11 : 나선홈11: Spiral groove
20,20' : 절연 세라믹 내층20,20 ': Insulation ceramic inner layer
30,30' : 열선30,30 ': heating wire
40,40' : 절연 세라믹 외층40,40 ': Insulated ceramic outer layer
50 : 설치홈50: installation groove
상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 사출 성형기용 히터는, 사출 성형기에서 가열을 위한 대상면에 구비되는 히터에 있어서,In the heater for an injection molding machine according to the present invention for realizing the above object, in the heater provided on the target surface for heating in the injection molding machine,
상기 가열 대상면에 일면이 밀접하게 접촉되는 길이재의 열전도성 소재로서 관형태를 갖는 히트 파이프와, 상기 히트 파이프의 외면에 용융 상태로 분사된 뒤 고열로 열처리되어 고체화된 절연 세라믹 내층과, 상기 절연 세라믹 내층이 형성된 히트 파이프의 외주면에 나선형으로 권선되고 전기저항에 의해 발열을 하는 열선과, 상기 열선의 외면에 용융상태로 분사된 뒤 고열로 열처리되어 고체화되며 열선을 공기와 차단하는 절연 세라믹 외층으로 구성된 것을 그 특징으로 한다.A heat pipe having a tubular shape as a thermally conductive material having a length material in which one surface is in close contact with the surface to be heated, an insulating ceramic inner layer solidified by being heated to a high temperature after being injected in a molten state to an outer surface of the heat pipe, and the insulation Heated wire spirally wound on the outer circumferential surface of the heat pipe having the ceramic inner layer formed therein and generated by electric resistance, and insulated ceramic outer layer which is solidified by heat treatment at high temperature after being sprayed in the molten state on the outer surface of the heat wire to block the heat wire from air. It is characterized by the configuration.
본 발명의 바람직한 특징으로서, 상기 히트 파이프는 외면에 나선홈을 형성하여, 이 나선홈에 절연 세라믹 내층과 열선과 절연 세라믹 외층이 순차적으로 형성되는 것에 있다.As a preferable feature of the present invention, the heat pipe has a spiral groove formed on an outer surface thereof, in which the insulating ceramic inner layer, the hot wire and the insulating ceramic outer layer are sequentially formed.
본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 히트 파이프는 가열 대상물에 대응하는 형태의 설치홈을 형성하고 이 설치홈에 억지 끼움구조로 구비되어지는 것에 있다.In another preferred aspect of the present invention, the heat pipe is provided with an installation groove of a shape corresponding to a heating object and is provided with an interference fitting structure in the installation groove.
본 발명에 따른 사출 성형기용 히터성형 방법은, 길이재의 열전도성 소재로 구비되는 히트 파이프의 외면에 나선홈을 형성하는 단계와, 상기 나선홈에 용융 상태로 세라믹 입자를 분사하고 이를 고열로 열처리하여 두께를 갖는 세라믹 고체층을 형성시키는 단계와, 상기 세라믹층이 형성된 히트 파이프의 나선홈을 따라 전기저항에 의해 발열을 하는 열선을 권선하는 단계와, 상기 열선이 권선된 히트 파이프의 나선홈에 용융상태로 세라믹 입자를 분사하고 이를 고열로 열처리하여 매립하는 세라믹 고체층을 형성시키는 단계를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.The heater molding method for an injection molding machine according to the present invention comprises the steps of forming a spiral groove on an outer surface of a heat pipe provided with a thermally conductive material of a length member, by spraying ceramic particles in a molten state on the spiral groove and heat-treating them at a high temperature. Forming a ceramic solid layer having a thickness, winding a heating wire that generates heat by an electrical resistance along the spiral groove of the heat pipe on which the ceramic layer is formed, and melting the spiral wire of the heating pipe to which the heating wire is wound And spraying the ceramic particles in a state and heat-treating them at a high temperature to form a ceramic solid layer embedded therein.
이하 본 발명에 따른 사출 성형기용 히터의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of a heater for an injection molding machine according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3내지 도 6는 본 발명에 따른 사출 성형기에 적용되는 히터의 성형 과정을 순차적으로 나타낸 도면이다. 그리고 이하에서는 도 1을 참조하여 설명하며 동일부품에는 동일한 부호를 부여하였다.3 to 6 are views sequentially showing the molding process of the heater applied to the injection molding machine according to the present invention. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG. 1 and like reference numerals refer to like parts.
이에 나타내 보인 바와 같이 본 발명의 히터(h)는 히트 파이프(10)와 절연 세라믹 내층(20) 및 절연 세라믹 외층(40) 그리고 이들 절연 세라믹 내,외층(20),(40) 사이에 구비되는 열선(30)으로 구성된다.As shown therein, the heater h of the present invention is provided between the heat pipe 10, the insulating ceramic inner layer 20, the insulating ceramic outer layer 40, and the insulating ceramic inner and outer layers 20, 40. It consists of a hot wire 30.
상기 히트 파이프(10)는 단면이 대략 사각형상을 가지면서 내부가 빈 중공의관형태로 구비된다. 이러한 상기 히트 파이프(10)는 통상 열전도성이 우수한 재질 즉, 구리·스테인리스강·세라믹스·텅스텐 등으로 제공되며 그 외면에는 도면에 나타내 보인 바와 같이 소정 깊이를 갖는 홈이 나선형으로 형성되는 구조이다.The heat pipe 10 has a substantially rectangular cross section and is provided in a hollow hollow tube shape. The heat pipe 10 is usually made of a material having excellent thermal conductivity, that is, copper, stainless steel, ceramics, tungsten, or the like, and has a structure in which a groove having a predetermined depth is spirally formed on the outer surface thereof.
상기 절연 세라믹 내층(20)은 상술한 히트 파이프(10)의 나선홈(11)에 절연을 목적으로 일정한 두께 즉, 대략 0.1~2mm 로서 코팅막을 형성하는 것이다.The insulating ceramic inner layer 20 forms a coating film with a predetermined thickness, that is, about 0.1 to 2 mm, for the purpose of insulating the spiral groove 11 of the heat pipe 10 described above.
즉, 상기 절연 세라믹 내층(20)은 용융상태의 세라믹 입자를 용융분사장치를 사용하여 대상면 즉, 본 발명에서는 히트 파이프(10)의 나선홈(11)에 분사하여 일정 두께로 도포하고, 이를 대략 1200~1800℃의 고열로 열처리하여 고체화시키는 것에 의해 성형되어진다. 이와 같은 절연 세라믹 내층(20)은 절연을 목적으로 형성되는 것이므로 대략 수십 mΩ 이상 절연저항을 갖는 것이 바람직하다.That is, the insulating ceramic inner layer 20 is sprayed on the target surface, that is, in the present invention, the spiral grooves 11 of the heat pipe 10 by using a molten spray device to apply a predetermined thickness to the ceramic ceramic layer in the molten state, It is shape | molded by heat-processing at a high temperature of about 1200-1800 degreeC, and solidifying. Since the insulating ceramic inner layer 20 is formed for the purpose of insulation, it is preferable to have an insulation resistance of about several tens of mΩ or more.
한편, 상기와 같이 균일한 두께로 절연 세라믹 내층(20)이 형성된 히트 파이프(10)의 나선홈(11)에는 열선(30)이 권선되는 구성이다.Meanwhile, the heating wire 30 is wound around the spiral groove 11 of the heat pipe 10 in which the insulating ceramic inner layer 20 is formed to have a uniform thickness as described above.
상기 열선(30)은 양끝단에 전류가 통전될 수 있도록 배선되어 전기저항에 의해 생긴 열로 가열작용을 하는 일종의 도선으로, 도면에 나타내지는 않았으나 사출 성형기에 구비되는 온도컨트롤러의 제어를 받아 가열 대상면이 일정온도를 유지할 수 있게 발열을 하게 된다.The heating wire 30 is a kind of conducting wire which is wired to allow current to flow at both ends, and is heated by heat generated by electrical resistance. Although not shown, the heating wire 30 is controlled by a temperature controller provided in an injection molding machine. Heat is generated to maintain this constant temperature.
이와 같은 상기 열선(30)은 통상 텅스텐의 가는 선이 사용되어지나 전기저항에 의해 발열을 하는 특성을 갖는다면 다양한 재질의 도선이 사용될 수 있다. 일예로 지르코늄 ·티탄 ·토륨 등의 활성금속을 이용한 도선이 사용되기도 한다.The hot wire 30 is a thin wire of tungsten is generally used, but a conductive wire of various materials may be used as long as it has a characteristic of generating heat by electric resistance. For example, a wire using an active metal such as zirconium, titanium, or thorium may be used.
한편, 상기 열선(30)은 도면에서 보는 바와 같이 상기 히트 파이프(10)의 나선홈(11)에 완전 삽입되어지는 지름을 가지며, 이러한 열선(30)의 외면으로 균일한 두께로 형성되는 절연 세라믹 외층(40)에 의해 커버되는 구성이다.On the other hand, the heating wire 30 has a diameter that is fully inserted into the spiral groove 11 of the heat pipe 10, as shown in the drawing, the insulating ceramic formed in a uniform thickness on the outer surface of the heating wire 30 It is a structure covered by the outer layer 40.
상기 절연 세라믹 외층(40)은 상술한 절연 세라믹 내층(20)과 마찬가지로, 용융 상태의 세라믹 입자를 용융 분사장치를 사용하여 가열 대상면 즉, 열선(30)이 권선된 히트 파이프(10)의 나선홈(11)을 매립할 수 있게 도포하고, 이를 대략 1200~1800℃의 고열로 열처리하여 고체화시키는 것에 의해 성형되어진다. 이러한 절연 세라믹 외층(40)은 절연을 목적으로 형성되는 것이므로 대략 수십 mΩ 이상 절연저항을 갖도록 형성되며 대략 0.1~2mm의 두께로서 구비된다.The insulated ceramic outer layer 40 is similar to the insulated ceramic inner layer 20 described above, using the molten spray apparatus to heat the ceramic particles in a molten state, that is, the spiral of the heat pipe 10 on which the heating wire 30 is wound. The groove 11 is applied so as to be embedded, and it is molded by heat treatment at a high temperature of approximately 1200 to 1800 ° C. to solidify it. Since the insulating ceramic outer layer 40 is formed for the purpose of insulation, the insulating ceramic outer layer 40 is formed to have an insulation resistance of about several tens of mΩ or more and is provided as a thickness of approximately 0.1 to 2 mm.
한편, 본 발명에서는 상기 절연 세라믹 내층(20)과 절연 세라믹 외층(40)을 형성함에 있어 용융상태로 일정두께를 갖도록 도포하고 이를 열처리하는 공법을 나타내고 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않으며, 상기 히트 파이프(10)의 외면에 권선되는 열선(30)을 완전히 감싸면서 절연시킬 수 있는 특징을 갖는다면 화이바 분말 등과 같은 절연물이 사용될 수 있으며 증착이나 전착과 같은 다양한 공법이 적용될 수 있을 것이다.Meanwhile, in the present invention, in forming the insulating ceramic inner layer 20 and the insulating ceramic outer layer 40, a method of coating and heat treating the insulating ceramic inner layer 20 to have a predetermined thickness in a molten state is shown, but the present invention is not limited thereto. Insulating material such as fiber powder may be used and various methods such as deposition or electrodeposition may be applied if it has the feature of completely insulating the heating wire 30 wound around the outer surface of the pipe 10.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 히터(h)는 사출 성형기의 가열 대상면 외면에 구비되어 발열작용함으로써 가열 대상면을 가열시키게 된다.The heater h according to the present invention configured as described above is provided on the outer surface of the heating target surface of the injection molding machine to heat the heating target surface by generating heat.
이때, 상기 히터(h)는 열선(30)에서 발생된 열이 비교적 얇은 절연층을 통해 히트 파이프(10)에 전도되므로 열효율성을 양호하게 하면서 열전도 응답속도가 신속하게 이루어지므로 정밀한 온도관리가 가능해진다.At this time, since the heat generated from the heating wire 30 is conducted to the heat pipe 10 through a relatively thin insulating layer, the heat conduction response speed is achieved while the thermal efficiency is good, thus enabling precise temperature management. Become.
도 9는 상술한 히터(h)의 성형방법을 나타낸 순서도이다.9 is a flowchart showing a method of forming the heater h described above.
이에 나타내 보인 바와 같이 본 발명의 히터(h)는 다음의 공정에 의해 성형되어지는 바, 첫째 길이재의 열전도성 소재로 구비되는 히트 파이프(10)의 외면에 나선홈(11)을 형성하는 단계를 포함한다.As shown therein, the heater h of the present invention is formed by the following process, forming a spiral groove 11 on the outer surface of the heat pipe 10 provided with the thermally conductive material of the first length member. Include.
이어서, 상기 히트 파이프(10)에 형성된 나선홈(11)에 용융 상태로 세라믹 입자를 분사하고 이를 고열로 열처리하여 두께를 갖는 세라믹 고체층 즉, 절연 세라믹 내층(20)을 형성시키는 단계를 포함한다.Subsequently, spraying ceramic particles in a molten state into the spiral grooves 11 formed in the heat pipe 10 and heat-treating them at a high temperature to form a ceramic solid layer having a thickness, that is, an insulating ceramic inner layer 20. .
상기 단계에 이어서, 상기 절연 세라믹 내층(20)이 형성된 히트 파이프(10)의 나선홈(11)을 따라 전기저항에 의해 발열을 하는 열선(30)을 권선하는 단계를 포함한다.Following the step, the step of winding the heating wire 30 that generates heat by the electrical resistance along the spiral groove 11 of the heat pipe 10 in which the insulating ceramic inner layer 20 is formed.
상기 단계에 이어서 상기 열선(30)이 권선된 히트 파이프(10)의 나선홈(11)에 용융상태로 세라믹 입자를 분사하고 이를 고열로 열처리하여 매립하는 세라믹 고체층 즉, 절연 세라믹 외층(40)을 형성시키는 단계로 이루어진다.Subsequent to the above step, the ceramic solid layer, that is, the insulating ceramic outer layer 40, is embedded in the spiral groove 11 of the heat pipe 10 in which the heating wire 30 is wound, injecting the ceramic particles in a molten state and heat-treating them in a high temperature. Forming a step.
도 7은 본 발명에 따른 히터의 다른 실시예를 나타낸 사시도로서, 이에 나타내 보인 바와 같이 본 발명에 따른 히터(h)는 상술한 실시예에서와 마찬가지로 히트 파이프(10)와 절연 세라믹 내층(20) 및 절연 세라믹 외층(40) 그리고 이들 절연 세라믹 내,외층(20),(40) 사이에 구비되는 열선(30)으로 구성된다.7 is a perspective view showing another embodiment of the heater according to the present invention. As shown therein, the heater h according to the present invention has the same heat pipe 10 and insulating ceramic inner layer 20 as in the above-described embodiment. And a heating wire 30 provided between the insulating ceramic outer layer 40 and the inner and outer layers 20 and 40 of the insulating ceramic.
상기 히트 파이프(10)는 단면이 대략 원형을 가지면서 내부가 채워진 중실의 관형태로 구비된다. 이러한 상기 히트 파이프(10)는 통상 열전도성이 우수한 재질 즉, 구리·스테인리스강·세라믹스·텅스텐 등으로 제공되며 그 외면에는 도면에 나타내 보인 바와 같이 절연 세라믹 외층(40)이 균일한 일정 두께로 코팅막을 형성하는 구성이다.The heat pipe 10 has a substantially circular cross section and is provided in the form of a solid tube filled therein. The heat pipe 10 is usually made of a material having excellent thermal conductivity, that is, copper, stainless steel, ceramics, tungsten, and the like, and the outer surface of the insulating ceramic outer layer 40 as shown in the drawing has a uniform film thickness. It is a configuration to form.
상기 절연 세라믹 내층(20)은 상술한 히트 파이프(10)의 외면에 절연을 목적으로 일정한 두께로서 코팅막을 형성하는 것으로서, 용융상태의 세라믹 입자를 용융분사장치를 사용하여 대상면 즉, 본 발명에서는 히트 파이프(10)의 나선홈(11)에 분사하여 일정 두께로 도포하고, 이를 대략 1200~1800℃의 고열로 열처리하여 고체화시키는 것에 의해 성형되어진다. 이와 같은 절연 세라믹 내층(20)은 절연을 목적으로 형성되는 것이므로 대략 수십 mΩ 이상 절연저항을 갖는 것이 바람직하다.The insulating ceramic inner layer 20 forms a coating film with a predetermined thickness for the purpose of insulation on the outer surface of the heat pipe 10 as described above. It is formed by spraying the spiral groove 11 of the heat pipe 10 and applying it to a predetermined thickness, and heat-treating it at a high temperature of approximately 1200 to 1800 ° C. to solidify it. Since the insulating ceramic inner layer 20 is formed for the purpose of insulation, it is preferable to have an insulation resistance of about several tens of mΩ or more.
이와 같이 일정한 두께로 절연 세라믹 내층(20)이 형성된 히트 파이프(10)의 외면에는 나선으로 열선(30)이 권선되는 구성이다.As such, the heating wire 30 is wound around the outer surface of the heat pipe 10 in which the insulating ceramic inner layer 20 is formed to have a constant thickness.
상기 열선(30)은 양끝단에 전류가 통전될 수 있도록 배선되어 전기저항에 의해 생긴 열로 가열작용을 하는 일종의 도선으로, 도면에 나타내지는 않았으나 사출 성형기에 구비되는 온도컨트롤러의 제어를 받아 가열 대상면이 일정온도를 유지할 수 있게 발열을 하게 된다.The heating wire 30 is a kind of conducting wire which is wired to allow current to flow at both ends, and is heated by heat generated by electrical resistance. Although not shown, the heating wire 30 is controlled by a temperature controller provided in an injection molding machine. Heat is generated to maintain this constant temperature.
이와 같은 상기 열선(30)은 통상 텅스텐의 가는 선이 사용되어지나 전기저항에 의해 발열을 하는 특성을 갖는다면 다양한 재질의 도선이 사용될 수 있다. 일예로 지르코늄 ·티탄 ·토륨 등의 활성금속을 이용한 도선이 사용되기도 한다.The hot wire 30 is a thin wire of tungsten is generally used, but a conductive wire of various materials may be used as long as it has a characteristic of generating heat by electric resistance. For example, a wire using an active metal such as zirconium, titanium, or thorium may be used.
한편, 상기 열선(30)은 도면에서 보는 바와 같이 그 외면으로 균일한 두께로 형성되는 절연 세라믹 외층(40)에 의해 완전 커버되는 구성이다.On the other hand, the heating wire 30 is a configuration that is completely covered by the insulating ceramic outer layer 40 is formed in a uniform thickness on its outer surface as shown in the figure.
상기 절연 세라믹 외층(40)은 상술한 절연 세라믹 내층(20)과 마찬가지로, 용융 상태의 세라믹 입자를 용융 분사장치를 사용하여 가열 대상면, 즉 열선(30)이권선된 히트 파이프(10)의 외면에 일정 두께로서 도포된다. 이때, 상기 절연 세라믹 외층(40)은 상기 열선(30)을 완전 매립시키면서 그 외면은 전체적으로 매끈한 형태를 갖도록 도포되는 것이 바람직하다. 이렇게 도포된 절연 세라믹 외층(40)은 대략 1200~1800℃의 고열로 열처리하여 고체화시키는 것에 의해 성형되어진다.The insulating ceramic outer layer 40 is similar to the insulating ceramic inner layer 20 described above, and the surface to be heated, that is, the outer surface of the heat pipe 10 to which the heating wire 30 is wound, using a molten spray apparatus for melting ceramic particles in a molten state. Is applied as a constant thickness. At this time, the insulating ceramic outer layer 40 is preferably completely coated while the outer surface is completely filled with the heating wire 30. The insulating ceramic outer layer 40 thus applied is molded by heat-treating and solidifying at a high temperature of approximately 1200 to 1800 ° C.
이러한 절연 세라믹 외층(40)은 절연을 목적으로 형성되는 것이므로 대략 수십 mΩ 이상 절연저항을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.Since the insulating ceramic outer layer 40 is formed for the purpose of insulation, it is preferable that the insulating ceramic outer layer 40 is formed to have an insulation resistance of about tens of mΩ or more.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 히터(h)는 사출 성형기의 가열 대상면 외면에 구비되어 발열작용함으로써 가열 대상면을 일정온도로 가열시키게 된다. 이때, 상기 히터(h)는 열선(30)에서 발생된 열이 비교적 얇은 절연층을 통해 히트 파이프(10)에 전도되므로 열효율성을 양호하게 하면서 열전도 응답속도가 신속하게 이루어지므로 정밀한 온도관리가 가능해진다.The heater (h) according to the present invention configured as described above is provided on the outer surface of the heating target surface of the injection molding machine to heat the heating target surface to a predetermined temperature. At this time, since the heat generated from the heating wire 30 is conducted to the heat pipe 10 through a relatively thin insulating layer, the heat conduction response speed is achieved while the thermal efficiency is good, thus enabling precise temperature management. Become.
이와 같이 구성되어지는 본 발명에 따른 사출 성형기용 히터(h)의 적용 예를 설명하면 다음과 같다.Referring to the application example of the heater (h) for injection molding machine according to the present invention configured as described above are as follows.
먼저, 도 1에 나타내 보인 바와 같이 본 발명의 히터(h)는 가열 대상물 즉, 밸브바디(200)의 외주연에 감긴 상태에서 상기 밸브바디(200)의 외주면으로 구비되는 커버(c)에 의해 위치 고정되는 구조로 마련될 수 있다.First, as shown in FIG. 1, the heater h of the present invention is covered by a cover c provided as an outer circumferential surface of the valve body 200 in a state in which a heating object is wound, that is, wound around the outer circumference of the valve body 200. It may be provided in a structure that is fixed to the position.
이와 같이 구비되어지는 히터(h)는 전기저항에 의해 열선(30)이 발열을 하게 되면, 히트 파이프(10)가 이를 전도받아 밸브바디(200)의 외면을 가열하게 됨으로써 수지유로를 통과하는 수지가 고화되는 것을 방지하게 된다.The heater (h) is provided as described above when the heating wire 30 generates heat by the electrical resistance, the heat pipe 10 is conducted by the conductive heat to the outer surface of the valve body 200 by passing through the resin flow path resin Is prevented from solidifying.
또한, 본 발명의 히터(h)는 도 8에 나타내 보인 바와 같이 가열 대상물에 설치홈(50)을 형성하고, 이 설치홈(50)에 히터(h)를 끼움구조로 위치 고정시킬 수 있는 구조로 마련될 수 있다. 이때 상기 설치홈(50)은 히터(h)가 억지 끼움될 수 있게 히터(h)와 대응되는 형상으로 마련되는 것이 바람직하다.In addition, the heater (h) of the present invention, as shown in Figure 8 to form a mounting groove 50 in the heating object, the structure that can be fixed to the mounting groove (50) in the mounting structure in the heater h position It can be prepared as. At this time, the installation groove 50 is preferably provided in a shape corresponding to the heater h so that the heater h can be fitted.
본 발명은 기재된 실시예에 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.It is apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the described embodiments, and that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, such modifications or variations will have to belong to the claims of the present invention.
상기와 같이 구성되고 작용되는 사출 성형기용 히터는 히트 파이프의 외면에 절연 세라믹 내층을 형성하고, 이 절연 세라믹 내층에 열선을 권선시킨 뒤 다시 절연을 위한 절연 세라믹 외층을 형성하는 간소한 공정에 의해 제작이 가능하므로 작업성 및 생산성이 대단히 개선되는 효과가 있다.The injection molding machine heater constructed and operated as described above is manufactured by a simple process of forming an insulating ceramic inner layer on the outer surface of the heat pipe, winding a heating wire around the insulating ceramic inner layer, and then forming an insulating ceramic outer layer for insulation. Since this is possible, workability and productivity are greatly improved.
즉, 종전의 마그네슘을 충진시키고 이를 압축하여 진공을 형성하기 위한 단조 및 표면을 고르게 가공하기 위한 연마공정과 같은 별도의 후가공 공정을 필요로 하지 않으므로 작업성 및 생산성이 개선되는 것이다.In other words, workability and productivity are improved because a separate post-processing process, such as forging to form a conventional magnesium and compressing it, to form a vacuum, and a polishing process for evenly processing the surface, is not required.
또한, 상기 히트 파이프는 외면에 열선이 구비되는 구성이므로 종전에 비해 그 지름을 대폭적으로 감소되게 할 수 있어 소형 사출물을 성형하기 위한 사출 성형기에도 제한없이 적용 가능한 이점을 제공한다.In addition, since the heat pipe is provided with a heating wire on the outer surface, the diameter of the heat pipe can be drastically reduced in comparison with the past, thus providing an advantage that can be applied to an injection molding machine for molding a small injection molding without limitation.
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