KR100440274B1

KR100440274B1 - 발포 성형물 제작 방법

Info

Publication number: KR100440274B1
Application number: KR1019970078808A
Authority: KR
Inventors: 양화준
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 1997-12-30
Filing date: 1997-12-30
Publication date: 2005-05-24
Also published as: KR19990058663A

Abstract

본 발명은 미려한 표면을 제공하면서 일정량의 쿠션을 내재하여 자동차의 내장재 등으로 사용되는 발포 성형물을 제작하는 방법에 관한 것으로서, 제작하고자하는 완성제품의 마스터 모델을 N/C 가공하는 단계와, 상기 N/C가공된 마스터 모델로 발포 몰드를 가공하는 단계와, 상기 발포 몰드 가공과 동시에 상기 마스터 모델의 N/C가공 데이터보다 0.3~0.4%정도 큰 진공 성형 몰드를 N/C가공하는 단계로 이루어진 금형 제작과정과; 상기 진공 성형 몰드에서 진공 성형된 스킨을 상기 발포 몰드의 하형에 위치시키는 단계와, 상기 발포 몰드의 상형에 플라스틱 코어를 설치하는 단계와, 상기 스킨과 플라스틱 코어 사이에 발포제를 넣어 발포 성형하는 단계로 이루어진 성형 과정으로 구성되어 상기 성형과정을 반복 실시함으로써, 발포 성형물을 대량 생산하도록 하는 발포 성형물 제작방법을 제공하여, 진공 성형 몰드를 N/C가공에 의하여 제작하고 이와 동시에 마스터 모델을 이용한 발포 몰드의 제작이 가능하도록 함으로써, 제작기간을 단축시킴과 아울러, 진공 성형 몰드를 제작하기 위한 제작공정을 대폭적으로 저감시키고 석고형 제작시 발생될 수 있는 불량가능성을 완전히 배제하여 품질 향상 및 개발비용의 절감효과를 얻을 수 있다.

Description

발포 성형물 제작 방법{A production method of foam forming thing}

본 발명은 금형 제품의 제작방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자체적인 탄성력을 가지도록 발포 성형된 발포 성형물을 제작하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 내부에는 안락하고 쾌적하며 실용성 있는 실내환경을 조성하기 위한 각종 편의 시설 및 안전 구조물이 장착되고 있다.

특히, 운전석의 전방에는 각종 지시계기 및 에어컨 오디오 등을 조절하기 위한 스위치들이 장착되며, 이같은 장치들이 미려한 외관을 가지고 설치되도록 하며 품위 있는 실내환경이 유지되도록 하기 위해 운전석 전방에는 도 1에 도시된 바와 같은 크래쉬 패드(100)가 마련되어 있다.

상기한 바와 같은 크래쉬 패드(100)로 최근에 각광받고 있는 것은 보통 발포 성형하여 자체적으로 탄성적인 쿠션을 제공함으로써, 어느 정도의 충격을 흡수할 수 있는 성질을 가지면서도 외관은 미려한 표면상태를 제공할 수 있도록 하는 형식이 있는 바, 상기와 같은 크래쉬 패드(100)를 제작하기 위해서는 다음과 같은 방법을 따른다.

즉, 설계된 대로 N/C가공된 마스터 모델을 만들고, 이 마스터 모델을 이용하여 진공 성형 몰드와 발포 몰드를 각각 제작하며, 상기 진공 성형 몰드에서 만들어진 스킨을 발포 몰드의 하형에 위치시키고, 제품의 구조적 안정성을 보강하기 위해 미리 별도 제작된 플라스틱 코어를 상기 발포 몰드의 상형에 위치시킨 상태에서 50~60℃로 가열된 상태로 상기 코어와 스킨의 사이에 발포제를 주입하여 발포 성형하는 것이다.

참고로, 상기 스킨은 크래쉬 패드(100)의 미려한 외관을 형성하며, 상기 플라스틱 코어는 상기 스킨의 내측에서 크래쉬 패드(100)의 골조 역할을 하게 된다.

이때, 상기 진공 성형 몰드와 발포 몰드의 제작에는 상기 마스터 모델이 공히 사용되는 바, 상기 진공 성형 몰드를 제작하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.

도 2는 N/C가공된 마스터 모델을 이용하여 진공 성형 몰드를 제작하는 방법이 개략적으로 도시된 바, 먼저, 마스터 모델(50)의 석고형(60)을 뜨는데, 상기 석고는 팽창석고를 사용하여 건조시 팽창되도록 하여 스킨의 성형시 온도와 상온간의 온도차에 의해서 발생되는 스킨의 수축을 미리 감안하도록 하며, 제품의 크기가 크거나 하나의 석고형으로 모양을 뜨기에 곤란한 경우에는 도시된 바와 같이 분할된 석고형을 뜨거나 코어(61)를 사용하여 형을 떠내도록 한다.

다음으로, 상기와 같이 떠진 석고형(60)을 도시된 상태대로 180°뒤집어 석고형(60)의 내부 캐비티에, 표면조도가 양호한 표면처리용 수지(2400), 그 표면처리용 수지(2400)의 표면에 백업(back up)되어 강도를 보강하는 백업 보강용 수지(9933), 글라스 매트(glass mat; GLASS)를 차례로 적층 도포한다.

물론, 상기와 같은 각 수지층의 적층은 매 층마다 완전한 건조후 다음 층의 적층이 이루어지도록 한다.

다음은 상기와 같이 적층된 수지층의 상부에 진공 성형용 베이스(70)를 설치하고 뒤집어 상기 적층된 수지층에 진공 성형용 홀(80)을 뚫어 완성한다.

참고로, 스킨이 제조되는 것은 상기와 같이 완성된 진공 성형 몰드위에 스킨의 재료가 되는 쉬트를 놓고 50~60℃의 분위기에서 상기 진공 성형용 베이스(70)로부터 진공을 제공하면, 상기 쉬트가 상기와 같이 형성된 적층 수지층에 밀착된 상태로 성형이 이루어져 스킨이 되는 것이다.

다음으로 상기 발포 몰드는 그 하형을 상기 마스터 모델을 이용하여 떠낸다.

이와 같이 진공 성형 몰드와 발포 몰드가 차례로 제작되어야 비로소 발포몰드에 상기 진공 성형 몰드에서 제작된 스킨을 넣고 미리 제작되어 있는 플라스틱 코어와의 사이를 발포시켜 완성된 크래쉬 패드 제품을 얻게 되는 바, 상기와 같은 공정의 흐름에서는 상기 진공 성형 몰드의 제작시 석고형(60)의 건조에 많은 시간이 소요되며, 상기 진공 성형 몰드의 석고형(60)이 건조될 때까지는 상기 마스터 모델(50)을 이용할 수 없어서 발포 몰드의 하형을 제작할 수 없으므로 몰드의 제작기간이 매우 길게 소모되는 문제점이 있다.

또한, 상기와 같이 팽창하는 성질을 가진 석고형(60)을 뜨는 작업에서 상기 팽창석고를 만들 때, 그 팽창석고에 가장 큰 영향을 주는 팽창량 조절 관련인자인 팽창재와 일반석고와의 배합비는 물론 물의 배합량, 그 배합하는 물의 수온의 조절이 매우 어려워 배합실패로 인한 불량의 소지가 많은 문제점이 있다.

물론, 상기와 같은 문제점은 상기 크래쉬 패드(100)에서 뿐만은 아니라 상기 크래쉬 패드와 같이 미려한 겉표면을 제공하면서 일정한 량의 쿠션을 제공할 수 있도록 하는 다른 내장재에서도 마찬가지로 나타난다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 보다 간단한 방법으로 신속하고 정확하게 대량 생산되는 발포 성형물을 생산할 수 있도록 한 발포 성형물 제작 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발포 성형물 제작 방법은 완성제품의 마스터 모델을 N/C 가공하는 단계와, 상기 N/C가공된 마스터 모델로 발포 몰드를 가공하는 단계와, 상기 발포 몰드 가공과 동시에 상기 마스터 모델의 N/C가공 데이터보다 0.3~0.4%정도 큰 진공 성형 몰드를 N/C가공하는 단계로 이루어진 금형 제작과정과;

상기 진공 성형 몰드에서 진공 성형된 스킨을 상기 발포 몰드의 하형에 위치시키는 단계와, 상기 발포 몰드의 상형에 플라스틱 코어를 설치하는 단계와, 상기 스킨과 플라스틱 코어 사이에 발포제를 넣어 발포 성형하는 단계로 이루어진 성형 과정으로 구성되어 상기 성형과정을 반복 실시함으로써, 발포 성형물을 대량 생산하도록 된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 종래 기술 설명에 인용되었던 크래쉬 패드를 제작하는 것으로 하여 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

최종적으로 원하는 크래쉬 패드의 형상을 N/C가공하여 마스터 모델을 제작한다. 이때의 N/C 가공 데이터는 그대로 보관하여 컴퓨터 연산으로 상기 마스터 모델의 크기보다 0.3~0.4%정도 큰 모델을 제작할 수 있는 상태로 변환해둔다.

상기와 같이 변환된 데이터를 이용하여 진공 성형 몰드를 그대로 N/C가공하게 되는 바, 이와 같이 되면, 상기와 같은 진공 성형 몰드에서 50~60℃의 온도로 진공 성형된 스킨이 수축되어 필요로 하는 최종 제품의 크기와 비슷해진다.

이때, 상기와 같이 진공 성형 몰드를 제작함과 동시에 상기 마스터 모델을 이용하여 발포 몰드의 하형을 제작하게 되는 바, 이는 종래에 공지된 기술과 마찬가지로 상기 마스터 모델을 이용한다.

물론, 상기와 같이 진공 성형 몰드를 제작하면서 상기 발포 몰드가 동시에 제작되는 것은 상기 진공 성형 몰드의 제작시 상기 마스터 모델이 사용되지 않고 발포 몰드의 제작에만 사용되기 때문에 가능해지는 것이다.

상기와 같이 진공 성형 몰드와 발포 몰드가 모두 제작되면, 상기 진공 성형 몰드를 이용하여 미려한 겉표면을 형성하는 스킨을 제작하게 되는 바, 스킨의 재료가 되는 쉬트를 상기 진공 성형 몰드의 위에 놓고 온도를 약 50~60℃로 가열한 상태에서 진공 성형 몰드측에서 제공하는 진공압에 의해 상기 쉬트가 진공 성형 몰드의 표면에 밀착되면서 진공 성형 몰드의 외관을 따라 스킨의 성형이 이루어지도록 하는 것이다.

다음은, 상기와 같이 제작된 스킨을 상기 발포 몰드의 하형에 넣고 상기 발포 몰드의 상형에는 크래쉬 패드의 뼈대가 되도록 미리 사출성형되어 있는 플라스틱 코어를 설치하며, 상기 플라스틱 코어와 스킨의 사이가 약 0.7㎜내외가 되도록 한 상태에서 발포제를 그 사이에 넣고 발포시켜 성형함으로써, 완성된 크래쉬 패드를 얻는 것이다.

물론, 상기와 같이 발포 몰드와 진공 성형 몰드가 일단 제작된 후에는 상기한 바와 같은 성형과정을 반복적으로 수행함으로써, 다량의 제품을 얻어낼 수 있으며, 상기와 같은 제작 방법은 상기 예로삼은 크래쉬 패드에 국한되지 않고, 상기와 같이 미려한 겉표면을 형성하는 스킨과 골조의 역할을 하는 코어의 사이에 발포제로 발포된 부분을 포함하는 다른 제품에도 마찬가지로 적용된다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 발포 성형물 제작방법은 진공 성형 몰드를 N/C가공에 의하여 제작하고 이와 동시에 마스터 모델을 이용한 발포 몰드의 제작이 가능하도록 함으로써, 제작기간을 단축시킴과 아울러, 진공 성형 몰드를 제작하기 위한 제작공정을 대폭적으로 저감시키고 석고형 제작시 발생될 수 있는 불량가능성을 완전히 배제하여 품질 향상 및 개발비용의 절감효과를 얻을 수 있다.

도 1은 발포 성형물의 일종인 자동차 크래쉬 패드를 도시한 도면,

도 2는 종래 기술에 의한 진공 성형 몰드의 제작방법이 도시된 도면,

도 3은 본 발명에 따른 발포 성형물 제작 방법이 도시된 블록도이다.

Claims

완성제품의 마스터 모델을 N/C 가공하는 단계와, 상기 N/C가공된 마스터 모델로 발포 몰드를 가공하는 단계와, 상기 발포 몰드 가공과 동시에 상기 마스터 모델의 N/C가공 데이터보다 0.3~0.4%정도 큰 진공 성형 몰드를 N/C가공하는 단계로 이루어진 금형 제작과정과;

상기 진공 성형 몰드에서 진공 성형된 스킨을 상기 발포 몰드의 하형에 위치시키는 단계와, 상기 발포 몰드의 상형에 플라스틱 코어를 설치하는 단계와, 상기 스킨과 플라스틱 코어 사이에 발포제를 넣어 발포 성형하는 단계로 이루어진 성형 과정으로 구성되어 상기 성형과정을 반복 실시함으로써, 발포 성형물을 대량 생산하도록 된 것을 특징으로 하는 발포 성형물 제작방법.