近红外聚集加热单元、近红外聚集加热器及面板成形方法

近红外聚集加热单元、近红外聚集加热器及面板成形方法
【专利摘要】一种近红外聚集加热单元、近红外聚集加热器及面板成形方法，该近红外聚集加热单元包括：框架，具有在一侧的开口侧及内部的座部；以及反射板，布置在框架的座部中，具有与开口侧对应的开口以及沿着椭圆形线延伸的半椭圆形横截面。近红外聚集加热单元进一步包括布置在反射板内部的灯，灯的两端通过插座安装在框架上。
【专利说明】近红外聚集加热单元、近红外聚集加热器及面板成形方法
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2013年4月2日提交给韩国知识产权局的韩国专利申请 No. 10-2013-0036029的优先权，通过引用将其全部内容结合于此。

【技术领域】
[0003] 本公开涉及近红外聚集加热单元、使用该近红外聚集加热单元的近红外聚集加热 器、以及用于使用该近红外聚集加热器形成面板的方法。更特别地，本公开涉及一种能通过 利用反射板聚集来自近红外灯的光而对一部分瞬时且局部地进行加热的近红外聚集加热 单元、使用该近红外聚集加热单元的近红外聚集加热器、以及使用该近红外聚集加热单元 和该近红外聚集加热器来形成面板的方法。

【背景技术】
[0004] 通常，车辆制造商采用强度高且轻的部件以提高车辆的燃料效率，因为较强且较 轻的材料正逐渐用于车身领域以满足当前的社会需求。
[0005] 通常，为了减轻车辆材料的重量，使用具有至少980MPa的高拉伸强度的钢板。
[0006] 然而，由于通过在形成之后的反弹产生的硬度和尺寸的变化，高拉伸强度钢板具 有差的可成形性，从而需要额外的后期处理。
[0007] 通过加热板的一部分或者整个板并且使其软化可改善高拉伸强度钢板的可成形 性。
[0008] 使用诸如温成形、热成形、以及热压印的压制成形工艺，可实现通过加热来形成软 化部分的方法。通常，可形成具有1500MPa或以上的极高的拉伸强度。
[0009] 因此，为了使周期时间最短，已开发出用于通过上述压制成形工艺来形成的各种 材料的加热器，所述压制成形工艺受成形条件的影响较少。
[0010] 在本【背景技术】部分中公开的上述信息仅用于加强对本公开的【背景技术】的理解，并 且因此可包含并不形成已为该国的本领域普通技术人员所知的现有技术的信息。


【发明内容】

[0011] 根据本发明的示例性实施例，近红外聚集加热单元可包括框架，该框架具有在一 侧的开口侧和内部的座部。反射板可布置在框架的座部中，具有与开口侧对应的开口和沿 着椭圆形线延伸的半椭圆形横截面。灯可布置在反射板的内部，其两端通过插座安装在框 架上。
[0012] 可沿着开口侧的两端在框架处形成装配槽，用以装配反射板的两端。
[0013] 可在框架处穿过除了开口侧之外的侧部形成有散热孔，用以暴露反射板的外侧。
[0014] 连接孔可形成在框架的前侧和后侧的转角处，并且框架可制造成利用连接接头通 过连接孔连接的单元模块。
[0015] 反射板可具有布置在框架的座部中的半椭圆形区段，以及由半椭圆形区段的两端 沿着椭圆形线延伸的延伸区段。反射板可形成椭圆形线并且以由半椭圆进一步延伸的形状 而使光聚集率最大。
[0016] 可在反射板上进行表面处理以增大反射率，并且该表面处理可为阳极化。
[0017] 反射板可沿着椭圆形线布置，以在反射板的开口的外部形成光聚集区域，并且以 通过反射来自灯的散射光而使光聚集。
[0018] 灯可为近红外灯。
[0019] 根据本发明的另一示例性实施例，近红外聚集加热器可包括近红外聚集加热单 元，该近红外聚集加热单元具有框架，该框架具有在一侧的开口侧、内部的座部、以及位于 前侧和后侧的转角处的连接孔。反射板可布置在框架的座部中，具有与开口侧对应的开口 以及沿着椭圆形线延伸的半椭圆形横截面。灯可布置在反射板内部，其两端通过插座安装 在框架上，并且连接接头可通过连接孔连接至少两个或更多个近红外聚集加热单元。
[0020] 连接接头可包括第一杆，该第一杆的一端装配在形成于一个框架处的连接孔中； 以及第二杆，该第二杆的一端装配在形成于另一框架处的连接孔中。万向接头可连接第一 杆和第二杆的其余端。
[0021] 第一杆和第二杆可分别螺纹紧固至连接孔。
[0022] 根据长度、在连接孔中的拟合度、以及连接接头的连接功能，可沿着一材料上的待 加热的部分以直线或曲线的方式布置多个近红外聚集加热单元。
[0023] 使用近红外聚集加热器形成面板的方法可包括移动一部分至近红外聚集加热器 的光聚集区域。使用近红外光使该部分局部地加热至一预定温度。该方法进一步包括将局 部加热后的部分供应至并且使该部分形成为一预定形状。
[0024] 通过使用沿着椭圆形线及一材料的待成形的部分布置的反射板在反射板的外部 聚集来自近红外灯的光来形成具有高能量密度的光聚集区域。然后，在光聚集区域上将该 材料的待成形的该部分加热，因此可对该材料进行瞬时加热。
[0025] 由于沿着椭圆形线形成的反射板具有开口，该开口带有半椭圆形区段以及在半椭 圆形区段的两端处沿着半椭圆形线延伸的延伸区段，因而可增大光聚集区域处的光聚集密 度。此外，可通过在反射板的反射侧上进行阳极化表面处理来增大反射率。
[0026] 反射板内部通过开口与外界空气形成对流，并且框架以具有良好散热性能的铝材 制成，其中开口侧形成为暴露反射板的外侧，从而防止加热器过热。
[0027] 近红外聚集加热器可通过使用连接接头连接多个近红外聚集加热单元而沿着面 板的待成形的部分自由地布置，使得加热器可对具有复杂曲线或者不同规格的部分进行局 部加热。
[0028] 此外，由于面板可在成形工艺(诸如压制成形工艺）之前通过局部加热而软化，因 而可改善整个工艺的可成形性和周期。

【专利附图】

【附图说明】
[0029] 图1是根据本发明示例性实施例的近红外聚集加热单元的立体图。
[0030] 图2是根据本发明示例性实施例的近红外聚集加热单元的分解立体图。
[0031] 图3是沿着图1中的线A-A截取的横截面视图。
[0032] 图4是示出了根据本发明示例性实施例的近红外聚集加热单元的反射原理的视 图。
[0033] 图5是根据一实例通过使用根据本发明示例性实施例的近红外聚集加热单元制 造的近红外聚集加热器的分解立体图。
[0034] 图6是示出了根据一实例通过使用根据本发明示例性实施例的近红外聚集加热 单元制造的近红外聚集加热器的操作状态的立体图。
[0035] 图7是利用根据本发明示例性实施例的近红外聚集加热单元或者使用该近红外 聚集加热单元的近红外聚集加热器形成面板的方法的流程图。

【具体实施方式】
[0036] 下文将参照附图对本公开的示例性实施例进行详细描述。
[0037] 在附图中示出的构造的尺寸和厚度是出于便于描述的目的而选择性地提供的，因 此本公开不限于在附图中示出的尺寸和厚度。
[0038] 此外，并未绘出与说明书不相关的部件，以使本发明的示例性实施例清楚。
[0039] 参照图1至图4,近红外聚集加热单元1能通过使用反射板聚集来自近红外灯的光 而对一部分瞬时地进行加热。
[0040] 近红外聚集加热单元1包括框架10、反射板20、以及灯30。
[0041] 框架10包括一侧的开口侧11以及内部的座部13。
[0042] 反射板20布置在框架10的座部13中，并且具有与开口侧11对应的开口 21。
[0043] 灯30布置在反射板20的开口 21内，两端通过插座31安装在框架10上。
[0044] 下文更详细地描述近红外聚集加热单元1的部件。
[0045] 框架10可为具有开口侧11的矩形结构，并且座部13支撑反射板20的外侧。
[0046] 框架10可以不必要为矩形结构，而是如果必要的话可形成为各种形状。
[0047] 装配槽15沿着开口侧11的两端形成在框架10处，用以装配反射板20的两端。
[0048] 在框架10上穿过除了开口侧11之外的侧形成散热孔17,用以暴露反射板20的外 侧。
[0049] 散热孔17可增加反射板20的冷却性能，因此在反射并且聚集来自灯30的光时增 加温度并且节省框架10的材料和制造成本。
[0050] 连接孔19形成在框架10的前侧和后侧的转角处。框架10制造成利用连接接头 通过连接孔19连接的单元模块。
[0051] 出于轻重量和散热性能的考虑，框架10可由铝材或者塑料材料制成，但是不限于 此。
[0052] 反射板20布置在框架10的座部13中，并且反射来自灯30的光使得光在反射板 20的外部聚集。
[0053] 反射板20定位成使得开口 21与框架10的开口侧11对应，并且通过将两端装配 到框架10的装配槽15来固定。反射板20具有沿着椭圆形线形成的延伸的半椭圆形横截 面。
[0054] 延伸的半椭圆形横截面使反射板20能够具有沿着椭圆形线形成的半椭圆形区段 23和延伸区段25。
[0055] 半椭圆形区段23沿着椭圆形线形成并且布置在框架10的座部13中。延伸区段 25沿着椭圆形线从半椭圆形区段23的两端延伸，并且布置在框架10的座部13中。
[0056] 参照图4,反射板20通过反射来自灯30的散射光而在反射板20的开口 21外部聚 集光，从而形成具有高能量密度的光聚集区域。
[0057] 椭圆形线可设定成使得来自灯30的光在反射板20外部形成光聚集区域，使得灯 30位于反射板20内。
[0058] 也即，如由图4中的（P1)表示的，当反射板20形成为半椭圆形时，开口 21变得更 大，因为由反射板20的端部与光聚集区域相对于灯30所形成的角度Θ变得更大。因此， 来自灯30散射的光不能从反射板20反射并且在通过开口 21消散的同时不能形成具有高 能量密度的光聚集区域。
[0059] 相反，如由图4中的（P2)表示的，反射板20具有半椭圆形区段23和从半椭圆形 区段23延伸的延伸区段25。开口 21变得更窄，因为与光聚集区域的中心所形成的角度Θ 变得更小。因此，来自灯30的散射光大部分从反射板20反射，从而增加光聚集区域的能量 密度。
[0060] 此外，光聚集率可通过反射板20的内侧（反射侧）上的表面处理而增大。
[0061] 表面处理可以各种方式进行，并且反射率可通过阳极氧化而特别地增大。
[0062] 灯30在纵向上布置在反射板20内，并且两个端部安装在框架10上的插座31上 以用于供电。
[0063] 灯30可为发出近红外光的近红外灯。
[0064] 下文描述通过使用根据本发明示例性实施例的近红外聚集加热单元而制造的近 红外聚集加热器100。
[0065] 图5是通过使用近红外聚集加热单元制造的近红外聚集加热器的分解立体图，并 且图6是示出了通过使用近红外聚集加热单元制造的近红外聚集加热器的操作状态的立 体图。
[0066] 参照图5和图6,近红外聚集加热器100包括近红外聚集加热单元1和连接接头 110。
[0067] 如在先前的示例性实施例中所述，近红外聚集加热单元1包括框架10、反射板20、 以及灯30。
[0068] 连接孔19形成在框架10的前侧和后侧的转角处，并且连接接头110通过连接孔 19连接至少两个或更多个近红外聚集加热单元1。
[0069] 连接接头110包括第一杆111、第二杆113、以及万向接头115。第一杆111的一端 装配在形成于一个框架10处的连接孔19中，并且另一端装配在形成于另一框架10处的连 接孔19中。万向接头115连接第一杆111与第二杆113的其余端。万向接头115可相应 地在第一杆111与第二杆113之间转动。
[0070] 第一杆111和第二杆113可分别螺纹紧固至连接孔19。
[0071] 根据长度、连接孔19中的装配度、以及连接接头110的连接功能，可沿着材料上待 加热的部分以直线或曲线的方式布置多个近红外聚集加热单元1。因此，可机械加工出各种 形状的材料。
[0072] 下文描述利用近红外聚集加热单元1或使用该近红外聚集加热单元的近红外聚 集加热器100来形成面板的方法。
[0073] 图7是利用近红外聚集加热单元或使用该近红外聚集加热单元的近红外聚集加 热器形成面板的方法的流程图。
[0074] 参照图7,形成面板的方法将面板120的待成形的部分121放置在红外聚集加热元 件1或近红外聚集加热器100的光聚集区域（S1)处。
[0075] 通过从灯30发出近红外光而使该部分121局部且瞬时地加热至预定温度（S2)。
[0076] 面板120供应在模具131与压机130的冲头（punch) 132之间。面板120然后通 过保持件133固定，并且形成为预定的形状（S3)。
[0077] 由于面板120通过对该部分121进行的瞬时加热而软化并且被放置于压机130 中，因而由于瞬时加热而可缩短成形工艺的周期时间。
[0078] 根据近红外聚集加热单元1、使用近红外聚集加热单元1的近红外聚集加热器 100、以及使用它们形成面板的方法，可通过聚集来自近红外灯3的光而在使用形成为椭圆 形线的反射板20的反射板20的外部形成具有高能量密度的光聚集区域。面板120的待成 形的部分121被加热，因此瞬时对面板120进行加热。
[0079] 反射板20形成为椭圆形线，具有开口 21，带有半椭圆形区段23和从半椭圆形区段 23的两端以椭圆形线延伸的延伸区段25,因此增大光聚集区域处的光聚集密度。
[0080] 此外，通过在反射板20的反射侧上进行阳极化表面处理，可增大光聚集率。
[0081] 反射板20通过开口 21与外界空气自由地进行对流。框架10由具有良好散热性 能的铝材制成，其中开口侧11暴露于反射板20外侧，从而防止近红外聚集加热器过热。
[0082] 可通过使用连接接头110连接多个近红外聚集加热单元1而沿着面板120待成形 的部分121进一步布置近红外聚集加热器100。因此，近红外聚集加热器可对具有复杂曲线 或具有不同规格的部分121进行局部加热。
[0083] 此外，面板120在通过压制成形而形成之前通过对部分121的局部加热而软化，因 此改善整个工艺的可成形性和周期时间。
[〇〇84] 尽管已结合目前被视为实际的示例性实施例来描述本公开，然而应当理解的是， 本发明并不局限于所公开的实施例，而是旨在涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的 各种修改和等同布置。
【权利要求】
1. 一种近红外聚集加热单元，包括： 框架，具有在一侧的开口侧及内部的座部； 反射板，布置在所述框架的所述座部中，具有与所述开口侧对应的开口，并且具有沿着 椭圆形线延伸的半椭圆形横截面；以及 灯，布置在所述反射板内，所述灯的两端通过插座安装在所述框架上。
2. 根据权利要求1所述的近红外聚集加热单元，其中，于所述框架上沿着所述开口侧 的两端形成有装配槽，用以装配所述反射板的两端。
3. 根据权利要求1所述的近红外聚集加热单元，其中，在所述框架上穿过除了所述开 口侧之外的侧部形成有散热孔，用以暴露所述反射板的外侧。
4. 根据权利要求1所述的近红外聚集加热单元，其中， 在所述框架的前侧和后侧的转角处形成有连接孔，并且 所述框架形成为待利用连接接头通过所述连接孔而连接的单元模块。
5. 根据权利要求1所述的近红外聚集加热单元，其中，所述反射板具有： 半椭圆形区段，布置在所述框架的所述座部中；以及 延伸区段，由所述半椭圆形区段的两端沿着所述椭圆形线延伸。
6. 根据权利要求1所述的近红外聚集加热单元，其中，所述反射板形成所述椭圆形线 并且以由半椭圆进一步延伸的形状使得光聚集率最大。
7. 根据权利要求1所述的近红外聚集加热单元，其中，在所述反射板上进行表面处理， 以增大反射率。
8. 根据权利要求7所述的近红外聚集加热单元，其中，所述表面处理是阳极化。
9. 根据权利要求1所述的近红外聚集加热单元，其中，所述反射板沿着所述椭圆形线 形成，以在所述反射板的所述开口的外部形成光聚集区域，并且通过反射从所述灯散射的 光而使光聚集。
10. 根据权利要求1所述的近红外聚集加热单元，其中，所述灯是近红外灯。
11. 一种近红外聚集加热器，包括： 近红外聚集加热单元，包括：框架，具有在一侧的开口侧、内部的座部、以及位于前侧和 后侧的转角处的连接孔；反射板，布置在所述框架的所述座部中，具有与所述开口侧对应的 开口，并且具有沿着椭圆形线延伸的半椭圆形横截面；以及灯，布置在所述反射板内，所述 灯的两端通过插座安装在所述框架上；以及 连接接头，通过所述连接孔连接至少两个近红外聚集加热单元。
12. 根据权利要求11所述的近红外聚集加热器，其中，所述连接接头包括： 第一杆，一端装配在形成于一个框架处的连接孔中； 第二杆，一端装配在形成于另一框架处的连接孔中；以及 万向接头，连接所述第一杆与所述第二杆的其余端。
13. 根据权利要求12所述的近红外聚集加热器，其中，所述第一杆和所述第二杆分别 螺纹紧固至所述连接孔。
14. 根据权利要求11所述的近红外聚集加热器，其中，根据长度、所述连接孔中的装配 度、以及所述连接接头的连接功能，沿着一材料上的待加热的部分以直线或曲线的方式布 置有多个近红外聚集加热单元。
15. -种面板成形方法，所述方法使用近红外聚集加热器，所述方法包括： 将一材料的待成形的部分移动至根据权利要求11所述的所述近红外聚集加热器的光 聚集区域； 使用近红外光将所述材料的待成形的所述部分局部加热至一预定温度；以及 将所述材料的局部加热后的所述部分供应至压机，并且使所述部分成形为一预定形 状。
【文档编号】C21D8/02GK104099457SQ201310528741
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2013年4月2日
【发明者】梁佑豪, 梁东烈, 李垠浩, 黄俊善, 李昌桓 申请人:现代自动车株式会社, 韩国科学技术院