KR100331938B1 - 아이소레이션대쉬패널용트리밍및피어싱금형제작공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아이소레이션 대쉬패널용 트리밍 및 피어싱 금형제작 공법에 관한 것으로, 특히 자동차 전 차종(승용차나 승합차)의 내장재로 사용되는 아이소레이션 대쉬 패널의 금형제작공정이 수작업에 의하여 다공정으로 이루어지는 것을 수작업이 아닌 컴퓨터로 제작 컨트롤 하여 단일공정으로 이루어질 수 있도록 한 것이다.

그 구성은 아이소레이션 대쉬 패널의 제품도를 입수하는 공정(스텝(S1))과, 상기 입수된 제품도에 의거해 면작업을 전용으로하는 모델링소프트웨어(1)를 갖춘 컴퓨터를 사용하여 카울과 대쉬를 전개한 후 면작업을 하는 공정(스텝(S2))과, 상기 공정에 의해 산출된 모델링된 데이터를 캠(2)을 갗춘 컴퓨터에 적용시켜 CNC(Computer Number Control)가 운용될 수 있는 데이터값을 산출하는 공정(스텝 (S3))과, 상기 산출된 데이터에 의해 CNC밀링가공(스텝(S4))이 실행되어 금형이 완료되는 공정(스텝(S5))과, 상기 완료된 금형을 검사하는 금형검사공정(스텝(S6))을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 아이소레이션 대쉬패널용 트리밍 및 피어싱 금형제작 공법을 제공하는 것이다.

상기의 구성에 의해 본 발명은 컴퓨터에서 제품을 전개하여 금형을 제작하게 되므로 금형의 정밀성으로 인해 정확한 제품을 제작함과 동시에 금형의 내구성을 유지시키고 또한 인력절감, 장치설치비 및 제작비 등을 절감할 수 있는 효과가 기대되는 것이다.

Description

아이소레이션 대쉬패널용 트리밍 및 피어싱 금형제작 공법{Manufacturing method of a trimming and piercing mold for isolation dashpannel}

본 발명은 아이소레이션 대쉬패널용 트리밍 및 피어싱 금형제작 공법에 관한 것으로, 특히 자동차 전 차종(승용차나 승합차)의 내장재로 사용되는 아이소레이션대쉬 패널의 금형제작공정이 수작업에 의하여 다공정으로 이루어지는 것을 수작업이 아닌 컴퓨터로 제작 컨트롤 하여 단일공정으로 이루어지도록 한 것이다.

종래의 아이소레이션 대쉬 패널의 금형제작은 모든 공정이 수작업으로 이루어지도록 되어 있었다. 따라서 그 공정을 살펴보면 도 1에 나타내는 플로차트에서 알 수 바와같이, 먼저 제품도와 전체 금형에 대한 조립도를 입수하여 금형제작에 대한 준비작업을 한다(스텝(S10)).

상기와 같이 준비작업이 끝나면 마스터모델(금형을 제작하기 위해 석고나 인조목제를 이용하여 제품도의 실 치수에 따라 실제 형상으로 수작업으로 직접 깍아서 제작하는 것으로, 카피밀링(COPY MILLING)에서 금형을 가공하기 위하여 만드는 카피용틀) 제작시 카울(COWL)쪽과 대쉬(DASH)쪽과를 나누어서 상, 하형의 4피스의 마스터모델을 제작한다(스텝(S11)).

상기 마스터모델이 제작된 후에는 카울과 대쉬 각각의 트림금형에 대한 설계(2세트의 금형이 필요함)를 한다(스텝(S12)). 상기 설계가 완성된 후에는 페턴(PATTERN: 주물제작전에 금형형상을 스치로폴로 만들어 주물사에 묻어서 주물을 부어 금형을 제작하기 위한 공정, 즉, 원형 혹은 목형)제작을 하고(스텝 S(13))는 다음에는 카피가공(스텝(S14))을 해서 금형을 완료하게 되는 것이다(스텝 S(15)). 그리고 난후에는금형을 검사하기 위한 검사공정(스텝(S16))을 거쳐 금형을 출하하게 되는 것이다.(스텝(S17).

즉, 종래에는 아이솔레이션의 대쉬패널에 대한 제품의 형상 및 모양으로 인하여 제품도 상태에서는 1공정으로 금형이 나올 수 없으므로 제품도 상태대로 대쉬모델과 카울모델에 대한 각각의 금형을 제작하여 각각의 공정으로 제품을 생산하게 되는 것이다.

이때 금형은 카울쪽과 대쉬쪽의 양쪽이 각각 필요하기 때문에 전체 트림(TRIM)공정에서는 2세트의 금형이 필요하게 되는 것이다. 그리고 금형의 형성가공에 필요한 마스터모델(MASTER MODEL)은 석고와 수지로 이루어지므로 금형제작후 폐기문제로 인한 산업쓰레기의 소각에 있어서 문제 발생이 되었다.

또한 작업라인에서도 2공정으로 그만큼 작업인원이 필요하게 되므로 장치 설치비 뿐만아니라 작업인력 또한 손실이 크게 되는 문제가 있었던 것이다.

그리하여 상기의 공정을 보완한 것이 있었다. 보안된 기술을 도 2의 플로차트에 의거하여 살펴보면, 일차적으로 제품도와 조립도를 입수하고(스텝(S101)) 난 후에 마스터모델을 제작한다(스텝(S102)). 이때 카울과 데쉬의 모델제작을 일공정으로 하기 위하여 각각의 모델을 제작하여 전개각을 이용해서 카울쪽을 전개한후 대쉬쪽과 조합하여 하나의 금형을 제작하는 공정으로 개선하였다. 즉, 카울과 대쉬부를 상형과 하형을 결합시킨 상태에서 실리콘 루버제품을 생산하며 실리콘 루버제품을 수작업으로 전개 및 수치산출작업에 의해 트리밍과 피어싱 다이용 금형설계가 이루어지도록 제작된 모델에서 산출된 수치를 이용하여 1공정으로 제품이 생산할 될 수 있도록 금형설계를 착수하게 되는 것이다(스텝(S103)). 상기 금형설계가 이루어지고 난후에는 패턴제작(스텝(S104))을 거친다음 카피가공(스텝(S105))을 하여 금형을 완료하는 것이다(스텝(S106)). 그리고 난후에는 금형을 검사하기 위한 검사공정(스텝(S107))을 거쳐 금형을 출하하게 되는 것이다.(스텝(S108).

상기와 같이 개선된 공정은 장치 설치비 및 제작비와 작업인력을 줄일 수 있지만 여전히 마스터모델 제작에 대한 문제는 해결하지 못하였다. 즉, 도면에 의해 마스터모델을 제작하여야 하므로 카울과 대쉬부에 대한 제작시 오차가 발생하게 되고, 마스터모델에서 실리콘 루버를 형성하는 과정 및 고무제품으로 수작업을 거쳐야 하므로 수치산출시 오차가 발생하므로 제품도에서 요구하는 만큼의 정밀한 제품생산에는 어려움이 따르게 되는 것이다.

그뿐만아니라 수치산출의 오차에 의해 금형이 제작되므로 이를 바로잡기 위해서는 금형을 자주 수정해야 하므로 금형에 대한 내구성이 떨어진다는 폐단이 있었던 것이다.

본 발명은 상기와 같은 폐단을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 모든 공정을 수작업이 아닌 컴퓨터에서 작성된 소프트웨어를 입수한후 모델링 소프웨어(컴퓨터를 이용하여 그린 제품을 입수하여 면작업을 전용으로 하는 소프트웨어로써 전개작업과 면작업까지 하는 소프트웨어)에서 전개 및 모델링작업을 하는 것으로, 기존의 마스터 모델작업과는 달리 제작인원과 제작비를 절감할 수 있을 뿐만아니라 제작에 대한 정밀화를 유지 시킬 수 있는 것을 목적으로 하는 것이다.

또한 기존의 모델제작시 발생되는 석고나 수지에 대하여 폐기처리를 어떻게 해야 할 것인가에 대한 문제가 야기되지 않음으로써 환경을 보호할 수 있다는 목적이 있는 것이다.

그리고 본 발명은 컴퓨터에서 제품을 전개한 상태이므로 금형설계시 수치산출이 용이할 뿐 아니라 호환화일로서 그대로 금형 설계전용 소프트웨어에 적용하여 설계를 할 수 있으므로 정확한 제품을 제작할 수 있음은 물론 금형에 대한 내구성을 지속시킬 수 있게 되는 것이다.

도 1은 종래의 아이소레이션 대쉬패널용 금형제작의 공정도를 나타낸 플로차트이다.

도 2는 종래의 또 다른 아이소레이션 대쉬패널용 금형제작의 공정도를 나타낸 플로차트이다.

도 3은 본 발명의 아이소레이션 대쉬패널용 금형제작의 공정도를 나타내는 플로차트이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명

1. 모델링 소프트웨어

2. CAM

3. CNC 데이터전송

상기와 같은 목적을 갖는 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같습니다.

아이소레이션 대쉬 패널의 제품도를 입수하는 공정(스텝(S1))과, 상기 입수된 제품도에 의거해 면작업을 전용으로하는 모델링소프트웨어(1)를 갖춘 컴퓨터를 사용하여 카울과 대쉬를 전개한 후 면작업을 하는 공정(스텝(S2))과, 상기 공정에 의해 산출된 모델링된 데이터를 캠(2)을 갗춘 컴퓨터에 적용시켜 CNC(Computer Number Control)가 운용될 수 있는 데이터값을 산출하는 공정(스텝(S3))과, 상기 산출된 데이터에 의해 CNC밀링가공(스텝(S4))이 실행되어 금형이 완료되는 공정(스텝(S5))과, 상기 완료된 금형을 검사하는 금형검사공정(스텝(S6))을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 아이소레이션 대쉬패널용 트리밍 및 피어싱 금형제작 공법을 제공하는 것이다.

또한 상기 모델링 소프트웨어(1)에 의거하여 카울과 대쉬를 전개하므로 수치 산출이 정확하기 때문에 호환화일로 금형설계(스텝(S6))의 공정을 거쳐 패턴제작공정(스텝(S7))에 의해 CNC가공(스텝(S4))할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 아이소레이션 대쉬패널용 트리밍 및 피어싱 금형제작 공법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 아이소레이션 대쉬 패널의 전 차종에 적용되는 금형의 제작 공법에 대한 것으로, 그 작용효과를 도 3를 참고로 하여 LC-CAR를 기준으로 설명하면 다음과 같다.

먼저 아이소레이션 대쉬 패널의 성형금형에 대한 CAD/CAM작업을 하기 위해 먼저 종래와 같이 제품도와 전체 금형에 대한 조립도를 입수한다(스텝(S1)).

그리고 컴퓨터를 이용하여 모델링소프트웨어(1)에 의거하여 카울과 대쉬를 전개하여 면작업을 진행한다(스텝(S2)). 상기 공정에 의해 산출된 모델링된 데이터를 캠(2)을 갗춘 컴퓨터에 적용시켜 CNC(Computer Number Control)가 운용될 수 있는 데이터값을 산출하고(스텝(S3)), 상기 산출된 데이터에 의해 CNC밀링가공(스텝 (S4))이 실행되어 금형이 완료되는 것이다(스텝(S5)).

상기 공정(스텝(S2))에서 컴퓨터를 이용하여 모델링 소프트웨어 작업공정에 대한 구체적인 작업은 먼저 제품도와 와이어프레임(WIRE FRAME)을 검토하고 제품도 상태대로 되었을 때 언더컷(UNDER-CUT)상태인가를 확인한다. 만약 카울쪽이 급경사거나 언더컷 상태일때에는 전체 셋업(SET-UP)을 고려해야 한다. 그래서 LC-CAR건에서는 카울쪽의 급경사로 인하여 제품손상이 예상되므로 전체 제품을 스타트포인트 (START-POINT) O/L, 350/H, 300/T 좌표를 기준으로 하여 -8。 만큼 셋업이 이루어져 있으며 모델링 할시에는 성형금형이므로 제품형상이 뚜렷하기 위해 "R"값을 반영하지 않고 R5O이하는 각으로 예리하게 처리하였다.

이때 제품을 각으로 처리했을 때 제품의 터짐현상을 고려하여 제품형상을 참는 것이 중요하다.

상기와 같이 성형 금형에 대한 CAD/CAM 작업이 끝나면 트림공정에 대한CAD/CAM작업을 진행한다.

다시 말하자면 성형금형에서 작업한 상태로 전개를 하는데 먼저 전체 기준 라인을 잡는 것이 중요하다. 카울쪽의 전개시 대쉬쪽의 영향을 받지 않는 상태에서 전개라인을 정하였으며 패널사이드는 그대로 패널데이터이므로 카울과 대쉬가 따로 되어 있으므로 전개의 기준은 스킨쪽을 기준으로 하여 작업을 하는 것이다. (여기서 스킨이라 함은 PVC 혹은 EVA부를 일컬음)

그리고 섹션작업(SKIN SIDE)을 한다. 이번 작업에서는 와이어(WIRE)로 각도를 잡아가는 것이 아니라 성형금형에서 면작업을 한 것을 섹션으로 구하여 그 하나하나의 섹션을 전개각도만큼 직접 섹션을 움직여서 전개값을 구하였으며 이때 전개 값을 구하기 위한 섹션은 탑뷰(TOP VIEW)상태에서 "L"좌표로 5M/M씩 정도의 구간으로 전체 카울의 섹션을 구한다.

섹션을 구한후 전개각도는 예를 들고 있는 LC건에서는 전체 12。정도를 적용시켰으나 정확히 전체 각도는 12。가 될 수 없다. 그 이유는 형상의 단차 차이가 있으므로 전체 12。에서 차츰 "L"방향으로 갈수록 O/L의 12。에 근접할 수 있도록 작업자의 경험수치에 의해 스므스하게 맞추어 나가면 된다.

이때 주의할 사항은 전개를 하더라도 와이어에 대한 길이의 변화가 있으면 안된다. 실 제품에서도 제품의 길이 변화는 없기 때문이다.

전개후의 섹션은 하기의 도표와 같이 나타난다.

상기와 같이 섹션(스킨사이드) 작업이 끝나면 패널 사이드 작업을 진행한다.

여기서 패널쪽도 스킨쪽과 마찬가지이나 전개기준 라인은 스킨쪽의 라인을 그대로 사용하면 된다. 전개라인이 스킨쪽과 다르게 정할 경우 제품의 두께에 영향이 미치므로 전개라인을 일치시켜야 한다.

이때 카울과 대쉬의 매칭(MATCHING)관계는 패널은 카울과 대쉬가 객체로 이루어져 있으므로 따로 전개하여 매칭하므로 문제가 발생되지 않는다.

그 다음에는 모델링 작업(필릿)을 한다. 상기와 같이 전개를 한후 모델링 작업시에는 필릿(FILLET)을 적용시키면서 작업을 하면 된다.

성형금형에서 각으로 처리했으나 트림공정에서는 형상보다는 트림(TRIM) 및 피어싱(PIERCING LINE)이 중요하므로 형상의 간섭이 생기지 않도록 형상에서는 최소 R5이상으로 또는 제품도의 "R"값으로 필릿을 처리해 주면 된다.

그리고 금형 설계시 전개한 와이어를 이용하여 설계가 이루어지므로 전개작업을 할 때 반드시 와이어 작업을 병행하여 처리하면 된다.

이때 모든 라인이 3차원적인 면과 면이 연결되므로 소프트웨어의 운영과 작업자의 제품에 대한 인식도가 중요하게 되는 것이다. 본 발명의 금형공법에서 생산되는 제품자체가 소프트하므로 하드한 제품과는 달리 전개가 가능하다.

또한 컴퓨터 내에서 이루지는 모델링소프트웨어(1)의 작업에 의해 제품이 전개된 상태이므로 금형설계시 수치산정이 용이하게 이루어져 있으므로 산출된 수치를 호환화일로서 그대로 금형설게전용 소프트에 적용하여 금형을 설계하면 된다(스텝(S6)). 이때 제품의 수치가 정확하여 제품의 향상도를 높일 수 있게 되는 것이다.

상기 금형이 이루어지면 패턴제작(스텝(S7))을 하여 CNC가공(스텝(S4))을 하여 금형을 완료하게 되는 것이다(스텝(S5)). 그리고 금형이 완료되면 금형의 품질을 점검하기 위한 금형검사 및 트라이/아웃(T/OUT)의 공정(스텝(S6))을 거쳐서 금형제품을 출하하게 되는 것이다(스텝(S7)).

또 다른 공정의 예를 설명하면 다음과 같다.

상기의 실시예에 대한 설명은 성형금형에 대한 CAD/CAM작업이 두가지로 나누어 작업이 이루어져 있는데 반하여 본 실시예에서는 동시 성형공정에 의하여 한 공정으로 이루어 지도록 한 것이다.

먼저 상기 실시예와 같이 급경사 및 언더컷(UNDER-CUT)부는 셋업으로 미가공부가 없게 한다.

그리고 CAD/CAM작업은 전술한 바와같이 전개와 면작업을 하고, 그후 스킨사이드작업 및 패널사이드작업을 진행한다. 그 다음에는 필릿작업을 하는데 이때 모델링작업에 준해서 작업을 진행한다.

상기와 같이 작업이 진행될 때 사양이 다를때에는 하형에 스트리퍼(STRIPER)를 부착하여 원단이 성형되고 난후에 트림직업이 이루어질 수 있도록 한다.

이때 동시 성형방법으로 성형패드(PAD)와 하형다이의 압착으로 제품을 성형하면 되는 것이다.

압축성형후 프레스가 일정량 상승후 다시 압착 커팅작업을 하면 되는 것이다. 상기 패드압착성형시간 동안 에어가이드핀 정지후 프레스 상승시에는 에어 가이드핀이 제거된다.

이상에서 살펴본 바와같이 본 발명은 컴퓨터에서 제품을 전개하여 금형을 제작하게 되므로 금형의 정밀성으로 인해 정확한 제품을 제작함과 동시에 금형의 내구성을 유지시키고 또한 인력절감, 장치설치비 및 제작비 등을 절감할 수 있는 효과가 기대되는 것이다.

Claims (2)

1. 아이소레이션 대쉬 패널의 제품도를 입수하는 공정(스텝(S1))과,

   상기 입수된 제품도에 의거해 면작업을 전용으로하는 모델링소프트웨어(1)를 갖춘 컴퓨터를 사용하여 카울과 대쉬를 전개한 후 면작업을 하는 공정(스텝(S2))과,

   상기 공정에 의해 산출된 모델링된 데이터를 캠(2)을 갗춘 컴퓨터에 적용시켜 CNC(Computer Number Control)가 운용될 수 있는 데이터값을 산출하는 공정(스텝(S3))과,

   상기 산출된 데이터에 의해 CNC밀링가공(스텝(S4))이 실행되어 금형이 완료되는 공정(스텝(S5))과,

   상기 완료된 금형을 검사하는 금형검사공정(스텝(S6))을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 아이소레이션 대쉬패널용 트리밍 및 피어싱 금형제작 공법.
2. 상기 모델링 소프트웨어(1)에 의거하여 카울과 대쉬를 전개하므로 수치산출이 정확하기 때문에 호환화일로 금형설계(스텝(S6))의 공정을 거쳐 패턴제작공정(스텝(S7))에 의해 CNC가공(스텝(S4))할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 아이소레이션 대쉬패널용 트리밍 및 피어싱 금형제작 공법.