KR100818722B1 - 차량용 하이브리드 범퍼빔 및 그 제조방법 - Google Patents

차량용 하이브리드 범퍼빔 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100818722B1
KR100818722B1 KR1020060109630A KR20060109630A KR100818722B1 KR 100818722 B1 KR100818722 B1 KR 100818722B1 KR 1020060109630 A KR1020060109630 A KR 1020060109630A KR 20060109630 A KR20060109630 A KR 20060109630A KR 100818722 B1 KR100818722 B1 KR 100818722B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fiber reinforced
inner channel
reinforced composite
composite material
matrix
Prior art date
Application number
KR1020060109630A
Other languages
English (en)
Inventor
공문규
Original Assignee
주식회사 지엔에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 지엔에스 filed Critical 주식회사 지엔에스
Priority to KR1020060109630A priority Critical patent/KR100818722B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100818722B1 publication Critical patent/KR100818722B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/18—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects characterised by the cross-section; Means within the bumper to absorb impact
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/023—Details
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/03—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects characterised by material, e.g. composite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/24—Arrangements for mounting bumpers on vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/15—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
    • B62D21/152—Front or rear frames
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/18—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects characterised by the cross-section; Means within the bumper to absorb impact
    • B60R2019/1806—Structural beams therefor, e.g. shock-absorbing
    • B60R2019/1833—Structural beams therefor, e.g. shock-absorbing made of plastic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/18—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects characterised by the cross-section; Means within the bumper to absorb impact
    • B60R2019/186—Additional energy absorbing means supported on bumber beams, e.g. cellular structures or material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/18—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects characterised by the cross-section; Means within the bumper to absorb impact
    • B60R2019/1893—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects characterised by the cross-section; Means within the bumper to absorb impact comprising a multiplicity of identical adjacent shock-absorbing means

Abstract

본 발명은 강판과 다층섬유강화복합재료매트를 소재로 제조되어 있는 고강도 및 경량의 차량용 하이브리드 범퍼빔 및 그 제조방법을 개시한다. 본 발명의 범퍼빔은 전면부와 이 전면부의 양단에 후방을 향하여 연장되어 있는 한 쌍의 연장부들을 가지며 강판으로 이루어지는 이너채널과, 이너채널의 표면에 일체형으로 부착되어 있고 적층되어 있는 복수의 매트릭스부직포들과 이 매트릭스부직포들 사이에 개재되어 있는 복수의 강화섬유매트들을 갖는 다층섬유강화복합재료매트로 이루어지는 아웃터채널로 구성된다. 본 발명의 범퍼빔은 이너채널의 표면에 일체형으로 부착되도록 다층섬유강화복합재료매트의 아웃터채널을 하부금형과 상부금형을 이용하는 열간압축성형에 의하여 일체형으로 정형가공하여 제조한다. 본 발명에 의하면, 강판을 소재로 제조되어 있는 이너채널의 표면에 다층섬유강화복합재료매트를 소재로 한 아웃터채널을 열간압축성형에 의하여 일체형으로 정형가공함으로써, 제조공정이 간단해져 생산성을 향상시키고, 생산비를 절감할 수 있다. 또한, 기계적 강도 및 강성이 우수한 특성을 보유하면서도 경량인 다층섬유강화복합재료매트에 의하여 범퍼빔을 간편하게 경량화하여 제작할 수 있다. 그리고 이너채널의 표면에 충격흡수성을 갖는 다층섬유강화복합재료매트가 감싸여져 대인교통사고의 발생 시 사람에게 가해지는 충격에너지를 완화시켜 범퍼의 기능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

차량용 하이브리드 범퍼빔 및 그 제조방법{HYBRID BUMPER BEAM ASSEMBLY OF VEHICLE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 범퍼빔의 구성을 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 범퍼빔의 구성을 나타낸 배면사시도,
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 범퍼빔의 구성을 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 범퍼빔에서 다층섬유강화복합재료매트의 구성을 설명하기 위하여 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 하이브리드 범퍼범의 제조방법에서 하부금형에 이너채널과 다층섬유강화복합재료가 안치되어 있는 상태의 구성을 나타낸 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 하이브리드 범퍼범의 제조방법에서 하부금형과 상부금형의 형폐에 의하여 다층섬유강화복합재료매트를 열간압축성형하는 구성을 나타낸 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 하이브리드 범퍼빔의 제조방법을 설명하기 위하여 나타낸 흐름도,
도 8은 본 발명에 따른 하이브리드 범퍼빔의 제조방법에서 다층섬유강화복합재료매트의 제조방법을 설명하기 위하여 나타낸 흐름도이다.
♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣
10: 이너채널 12: 전면부
14: 연장부 20: 아웃터채널
30: 다층섬유강화복합재료매트 32: 매트릭스부직포
32a: 매트릭스섬유 34: 강화섬유매트
34a: 강화섬유 34b: 폴리프로필렌층
40: 덧붙임 보강판 42: 덧붙임용 다층섬유강화복합재료매트
50: 서포터 60: 스테이
70: 열간압축성형금형 72: 하부금형
72a: 캐버티 74: 상부금형
본 발명은 차량용 하이브리드 범퍼빔 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강판과 다층섬유강화복합재료매트를 소재로 제조되어 있는 고강도 및 경량의 차량용 하이브리드 범퍼빔 및 그 제조방법에 관한 것이다.
차량의 안전성, 주행편의성, 안락성 등 운전자의 욕구가 다양화됨에 따라 전기장치부품, 안전 및 편의장비의 장착으로 인하여 차량의 중량이 증가되는 추세에 있다. 반면에 세계적인 환경규제와 각국 정부의 연비규제로 인하여 차량의 경량화에 의한 연비개선이 중요한 과제로 부각되고 있다.
차량의 범퍼는 차량의 충돌사고 시 충격에너지를 완화시켜 차량, 탑승자, 보 행자 등을 보호하는 역할을 하고, 차량의 외장으로서 조형상의 역할도 증가되고 있다. 범퍼는 범퍼커버(Bumper cover), 충격흡수재(Energy absorber), 범퍼빔, 스테이(Stay)로 구성되어 있다. 범퍼빔은 대형의 강도 부품이므로, 범퍼빔의 경량화는 차량 전체의 경량화에 큰 효과가 있다. 범퍼빔의 재료는 강판, 알루미늄, 플라스틱이 사용되고 있다.
강판 범퍼빔은 두께가 일정한 판재를 프레스가공하여 제작하고, 국부적으로 편중되는 강성요구부에는 보강재를 스폿용접(Spot welding) 등에 의하여 부착하고 있기 때문에 경량화에 많은 어려움이 있으며, 알루미늄 및 플라스틱 범퍼빔에 비하여 상대적으로 무겁기 때문에 사용이 감소되고 있는 추세에 있다. 알루미늄 범퍼빔은 경량화 소재로 적합하여 사용이 증가되고 있으나, 알루미늄 범퍼빔이 강판 범퍼빔과 동등 수준의 강도를 갖기 위해서는 다이캐스팅(Die casting)과 같은 고급의 가공기술이 필요하기 때문에 생산비가 크게 상승되는 문제가 있다. 플라스틱 범퍼빔은 강판 및 알루미늄 범퍼빔에 비하여 강도가 낮고, 성형이 곤란하여 생산비가 상승되는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 여러 가지 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 강판을 소재로 제조되어 있는 이너채널의 표면에 다층섬유강화복합재료매트를 소재로 한 아웃터채널을 열간압축성형에 의하여 일체형으로 정형가공함으로써, 제조공정이 간단해져 생산성을 향상시키고, 생산비를 절감할 수 있는 차량용 하이브리드 범퍼빔 및 그 제조방법를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 기계적 강도 및 강성이 우수한 특성을 보유하면서도 경량인 다층섬유강화복합재료매트에 의하여 범퍼빔을 간편하게 경량화하여 제작할 수 있는 차량용 하이브리드 범퍼빔 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 강판을 소재로 제조되어 있는 이너채널의 표면에 충격흡수성을 갖는 다층섬유강화복합재료매트가 감싸여져 대인교통사고의 발생 시 사람에게 가해지는 충격에너지를 완화시켜 범퍼의 기능을 향상시킬 수 있는 차량용 하이브리드 범퍼빔 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 전면부와 이 전면부의 양단에 후방을 향하여 연장되어 있는 한 쌍의 연장부들을 가지며, 강판으로 이루어지는 이너채널과; 이너채널의 표면에 일체형으로 부착되어 있고, 적층되어 있는 복수의 매트릭스부직포들과 이 매트릭스부직포들 사이에 개재되어 있는 복수의 강화섬유매트들을 갖는 다층섬유강화복합재료매트로 이루어지는 아웃터채널을 포함하고, 매트릭스부직포들은 폴리프로필렌으로 이루어지는 복수의 매트릭스섬유들이 불규칙하게 배열되어 구성되며, 강화섬유매트들은 복수의 강화섬유들이 직조되어 있는 직물로 구성되어 있고, 강화섬유들은 폴리프로필렌층이 표면처리되어 있는 유리섬유로 이루어지는 차량용 하이브리드 범퍼빔에 있다.
본 발명의 다른 특징은, 전면부와 이 전면부의 양단에 후방을 향하여 연장되어 있는 한 쌍의 연장부들을 가지며, 강판으로 이루어지는 이너채널을 준비하는 단계와; 적층되어 있는 복수의 매트릭스부직포들과 이 매트릭스부직포들 사이에 개재되어 있는 복수의 강화섬유매트들을 갖는 다층섬유강화복합재료매트를 준비하는 단계와; 이너채널의 전면부가 상방을 향하도록 하부몰드의 캐버티에 이너채널을 안치하는 단계와; 이너채널의 상부에 다층섬유강화복합재료매트를 배열하는 단계와; 하 부몰드에 상부몰드를 형폐하여 다층섬유강화복합재료를 이너채널의 표면에 일체형으로 부착되는 아웃터채널로 열간압축성형하는 단계와; 하부몰드와 상부몰드를 형개하여 하부몰드의 캐버티로부터 아웃터채널이 일체형으로 부착되어 있는 이너채널을 취출하는 단계로 이루어지는 차량용 하이브리드 범퍼빔의 제조방법에 있다.
이하, 본 발명에 따른 차량용 하이브리드 범퍼빔 및 그 제조방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 하이브리드 범퍼빔은 이너채널(Inner channel: 10)과 아웃터채널(Outer channel: 20)을 구비한다. 이너채널(10)과 아웃터채널(20)은 정형가공(Net shape manufacturing)에 의하여 일체형으로 구성되어 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 이너채널(10)은 강판을 소재로 프레스가공에 의하여 제작되어 있다. 이너채널(10)은 전면부(12)의 양단에 후방을 향하여 연장되어 있는 한 쌍의 연장부(14)들에 의하여 후방이 개방되어 있는 "C"자형 채널로 형성되어 있다. 전면부(12)는 범퍼의 조형을 위하여 곡면으로 형성되어 있으며, 연장부(14)들의 끝에는 플랜지(Flange: 16)가 각각 형성되어 있다.
아웃터채널(20)은 이너채널(10)의 표면에 일체형으로 부착되어 있다. 아웃터채널(20)은 다층섬유강화복합재료매트(Multi-layer fiber reinforced composite mat: 30)로 구성되어 있다.
도 4를 참조하면, 다층섬유강화복합재료매트(30)는 적층되어 있는 복수의 매트릭스부직포(Matrix nonwoven fabric: 32)들과, 매트릭스부직포(32) 사이에 개재 되어 있는 복수의 강화섬유매트(Reinforced fiber mat: 34)들로 구성되어 있다. 즉, 다층섬유강화복합재료매트(30)는 매트릭스부직포(32)들과 강화섬유매트(34)들이 샌드위치형(Sandwich type)으로 적층되어 구성된다.
매트릭스부직포(32)들은 복수의 매트릭스섬유(Matric fiber: 32a)들이 불규칙하게 배열되어 구성된다. 매트릭스부직포(32)의 매트릭스섬유(32a)들은 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리에틸렌(Polyethylene) 등의 올리핀 수지(Olefin resin)로 구성될 수 있다. 매트릭스부직포(32)는 폴리프로필렌으로 구성되는 것이 바람직하다.
강화섬유매트(34)들은 복수의 강화섬유(34a)들이 직조되어 있는 직물(Web)로 구성되어 있다. 강화섬유(34a)들은 유리섬유(Glass fiber), 폴리에스터(Polyester, PET) 섬유로 구성될 수 있다. 강화섬유매트(34)들은 유리섬유매트로 구성되는 것이 바람직하다. 도 4에 다층섬유강화복합재료매트(30)는 4층의 매트릭스부직포(32)들과 3층의 강화섬유매트(34)들이 적층되어 있는 것이 도시되어 있으나, 매트릭스부직포(32)들과 강화섬유매트(34)들의 층수는 필요에 따라 적절하게 가감될 수 있다.
한편, 다층섬유강화복합재료매트(30)는 폴리프로필렌을 소재로 제조되어 있은 매트릭스부직포(32)들과 유리섬유를 소재로 제조되어 있는 유리섬유매트로 구성될 수 있으며, 이 경우 유리섬유의 함량은 다층섬유강화복합재료매트(30)의 전체 중량에 대하여 약 40wt%로 구성될 수 있다. 유리섬유의 함량이 약 40wt%인 다층섬유강화복합재료매트(30)의 인장강도는 약 176MPa, 굴곡강도는 약 243MPa로 실측되어 범퍼빔의 소재로 적합한 우수한 강도를 보유하며, 비중은 약 0.94로 실측되어 범퍼빔의 경량화에 매우 유리한 소재로 나타났다.
또한, 강화섬유(34a)의 표면에는 폴리프로필렌층(34b)이 표면처리에 의하여 코팅(Coating)될 수 있다. 폴리프로필렌층(34b)은 매트릭스섬유(32a)가 폴리프로필렌으로 구성될 경우, 매트릭스부직포(32)와 강화섬유매트(34)의 결합력을 크게 증대시킨다.
도 1 내지 도 3을 다시 참조하면, 아웃터채널(20)의 표면에 강도의 보강을 위하여 복수의 덧붙임 보강판(40)들이 덧대어져 있다. 덧붙임 보강판(40)들은 덧붙임용 다층섬유강화복합재료매트(42)로 구성될 수 있다. 덧붙임용 다층섬유강화복합재료매트(42)는 아웃터채널(20)의 다층섬유강화복합재료매트(30)와 동일하게 구성되거나 다층섬유강화복합재료매트(30)보다 적은 층수로 얇게 구성될 수 있다. 덧붙임 보강판(40)들은 이너채널(10)과 아웃터채널(20)의 정형가공 시 아웃터채널(20)의 표면에 부착되어 덧대어진다. 도 1에 덧붙임 보강판(40)들은 아웃터채널(20)의 양측 두 개소에 한 쌍이 덧대어져 있는 것이 도시되어 있으나, 덧붙임 보강판(40)들의 개수 및 위치는 필요에 따라 적절하게 변경될 수 있다. 이러한 덧붙임 보강판(40)이 덧대어지는 아웃터채널(20)의 두께는 부분적으로 두껍게 유지되므로, 덧붙임 보강판(40)이 덧대어진 부분은 다른 부분보다 강도가 보강된다. 예컨대, 아웃터채널(20)의 두께는 약 5mm로 구성될 수 있으며, 덧붙임 보강판(40)의 두께는 약 1mm로 구성될 수 있다.
이너채널(10)의 후면에 강도의 보강을 위하여 복수의 서포터(Support: 50)들이 부착되어 있으며 후면 양측에는 한 쌍의 스테이(60)들이 부착되어 있다. 서포 터(50)들과 스테이(60)들 각각은 강판으로 제작되어 있다. 서포터(50)들의 양단은 이너채널(10)의 연장부(14)들의 끝을 수직하게 연결하도록 용접되어 있고, 서포터(50)들에 의하여 연장부(14)들이 벌어지거나 오므라드는 변형이 방지된다. 스테이(60)들은 차량의 차체에 볼팅(Bolting), 리벳팅(Riveting), 용접 등에 의하여 결합된다. 덧붙임 보강판(40)들은 스테이(60)들이 부착되는 아웃터채널(20)의 표면에 대응하도록 덧대어지는 것이 바람직하다.
지금부터는, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 차량용 하이브리드 범퍼빔의 제조방법을 도 7에 의거하여 설명한다.
도 1 내지 도 4를 함께 참조하면, 작업자는 강판을 프레스가공하여 이너채널(10)을 준비하고(S100), 아웃터채널(20)의 소재가 되는 다층섬유강화복합재료매트(30)를 준비한다(S102). 이너채널(10)은 두께 약 1.2mm의 강판을 소재로 제조될 수 있다. 이너채널(10)의 개방되어 있는 후면에는 강도의 보강을 위하여 복수의 서포터(50)들을 용접에 의하여 부착한다.
도 5와 도 6을 참조하면, 작업자는 이너채널(10)의 표면에 다층섬유강화복합재료매트(30)가 씌워지도록 다층섬유강화복합재료매트(30)를 아웃터채널(20)로 열간압축성형한다(S104). 이너채널(10)과 다층섬유강화복합재료매트(30)의 열간압축성형은 열간압축성형금형(70)에 의하여 실시된다. 열간압축성형금형(70)은 하부금형(72)과 상부금형(74)으로 구성되어 있다.
도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 작업자는 하부금형(72)의 캐버티(Cavity: 72a)에 이너채널(10)의 전면부(12)가 상방을 향하도록 안치하고, 이너채널(10)의 상부에 다층섬유강화복합재료매트(30)를 배치한다. 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 다층섬유강화복합재료매트(30)가 유동성을 갖도록 열간압축성형금형(70)의 하부금형(72) 또는 상부금형(74)을 히터 등의 가열장치에 의하여 가열한 후, 하부금형(72)의 캐버티(72a)에 상부금형(74)을 형폐(型閉, Mold closing)하여 다층섬유강화복합재료매트(30)를 압축하여 아웃터채널(20)로 성형한다.
하부금형(72)과 상부금형(74)의 형폐에 의한 압축성형 시 하부금형(72) 또는 상부금형(74)의 온도가 상승되는 것에 의하여 매트릭스섬유(32a)들과 폴리프로필렌층(34b)이 녹아 강화섬유(34a)들의 계면에 충전되고, 매트릭스섬유(32a)들과 강화섬유(34a)들이 가교결합된다. 또한, 하부금형(72)과 상부금형(74)의 형폐에 의하여 압력과 열을 부여받아 연화(Softening)되는 다층섬유강화복합재료매트(30)가 압밀되어 아웃터채널(20)로 성형된다.
작업자는 열간압축성형금형(70)의 하부금형(72)으로부터 상부금형(74)을 형개(型開, Mold opening)한 후, 하부금형(72)의 캐버티(72a)로부터 아웃터채널(20)이 부착되어 있는 이너채널(10)을 취출하여 아웃터채널(20)을 경화한다(S106). 아웃터채널(20)은 경화에 의하여 이너채널(10)의 표면에 견고하게 부착된다. 마지막으로, 이너채널(10)의 후면 양측에 스테이(60)를 용접에 의하여 장착한다(S108).
한편, 도 1과 도 5를 참조하면, 작업자는 이너채널(10)의 상부에 다층섬유강화복합재료매트(30)를 배치한 후, 다층섬유강화복합재료매트(30)의 양측에 덧붙임 보강판(40)을 제조하기 위하여 덧붙임용 다층섬유강화복합재료매트(42)를 배치한다. 덧붙임용 다층섬유강화복합재료매트(42)는 다층섬유강화복합재료매트(30)와 마 찬가지로 열간압축성형에 의하여 덧붙임 보강판(40)으로 성형되어 아웃터채널(20)의 표면에 견고하게 부착된다.
이와 같이 본 발명의 차량용 하이브리드 범퍼빔은 강판을 소재로 제조되어 있는 이너채널(10)의 표면에 다층섬유강화복합재료매트(30)를 소재로 한 아웃터채널(20)이 열간압축성형에 의하여 일체형으로 정형가공됨으로써, 제조공정이 간단해져 생산성이 크게 향상되고, 생산비가 크게 절감된다.
또한, 다층섬유강화복합재료매트(30)의 아웃터채널(20)은 기계적 강도 및 강성이 우수한 특성을 보유하면서도 경량의 소재이므로, 범퍼빔을 간편하게 경량화하여 제작할 수 있다. 본 발명의 차량용 하이브리드 범퍼빔은 강판을 소재로 제조되어 있는 이너채널(10)의 표면에 충격흡수성을 갖는 다층섬유강화복합재료매트(30)가 감싸여져 구성되어 있으므로, 대인교통사고의 발생 시 사람에게 가해지는 충격에너지가 아웃터채널(20)에 의하여 완화된다. 따라서 차량용 범퍼의 기능이 크게 향상되어 보행자 등을 보다 안전하게 보호할 수 있다.
도 4와 도 8을 참조하여 다층섬유강화복합재료매트(30)의 제조방법을 살펴보면, 폴리프로필렌으로 이루어지는 복수의 매트릭스섬유(32a)들에 의하여 매트릭스부직포(32)들을 제조하고(S200), 폴리프로필렌층(34b)이 표면처리되어 있는 유리섬유로 이루어지는 복수의 강화섬유(34a)들을 직조하여 강화섬유매트(34)들을 제조한다(S202).
다음으로, 매트릭스부직포(32)는 니들펀치(Needle punch)에 의하여 펀칭한다(S204). 니들펀치의 펀칭에 의해서는 매트릭스섬유(32a)들이 상하 운동하는 니들 펀치 사이에 통과되면서 매트릭스섬유(32a)들간의 엉킴과 마찰이 발생되어 결합력이 강화된다. 이와 같은 니들링 프로세스(Needling process)에 의하여 매트릭스섬유매트(32)의 인장 및 굽힘 특성이 크게 개선된다.
또한, 매트릭스부직포(32)들 사이에 강화섬유매트(34)들이 개재되도록 적층한 후(S206), 매트릭스섬유(32a)들이 녹아 매트릭스부직포(32)들과 강화섬유매트(34)들이 결합되도록 다층섬유강화복합재료매트(30)로 열간압축성형한다(S208). 그리고 열간압축성형되어 있는 다층섬유강화복합재료매트(30)를 냉각하여 경화(S210)시키면 다층섬유강화복합재료매트(30)가 완성된다.
한편, 매트릭스부직포(32)들과 강화섬유매트(34)들은 적층한 후 예열하고, 적층되어 있는 매트릭스부직포(32)들과 강화섬유매트(34)들의 열간압축성형은 포밍롤(Forming roll)의 열간롤포밍(Hot roll-forming)에 의하여 층(Laminate) 또는 시트(Sheet) 형태로 제조한 후, 냉각 및 경화시켜 다층섬유강화복합재료매트(30)로 제조할 수 있다. 다층섬유강화복합재료매트(30)의 예열과 열간롤포밍은 오븐(Oven) 안에서 실시될 수 있다. 열간롤포밍에 의하여 용융되는 매트릭스부직포(32)들은 강화섬유매트(34)에 함침된 후 경화되어 결합력을 부여한다.
이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 하이브리드 범퍼빔 및 그 제조방법에 의하면, 강판을 소재로 제조되어 있는 이너채널의 표면에 다층섬유강화복합재료매트를 소재로 한 아웃터채널을 열간압축성형에 의하여 일체형으로 정형가공함으로써, 제조공정이 간단해져 생산성을 향상시키고, 생산비를 절감할 수 있다. 또한, 기계적 강도 및 강성이 우수한 특성을 보유하면서도 경량인 다층섬유강화복합재료매트에 의하여 범퍼빔을 간편하게 경량화하여 제작할 수 있다. 그리고 이너채널의 표면에 충격흡수성을 갖는 다층섬유강화복합재료매트가 감싸여져 대인교통사고의 발생 시 사람에게 가해지는 충격에너지를 완화시켜 범퍼의 기능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 전면부와 이 전면부의 양단에 후방을 향하여 연장되어 있는 한 쌍의 연장부들을 가지며, 강판으로 이루어지는 이너채널과;
    상기 이너채널의 표면에 일체형으로 부착되어 있고, 적층되어 있는 복수의 매트릭스부직포들과 이 매트릭스부직포들 사이에 개재되어 있는 복수의 강화섬유매트들을 갖는 다층섬유강화복합재료매트로 이루어지는 아웃터채널을 포함하고,
    상기 매트릭스부직포들은 폴리프로필렌으로 이루어지는 복수의 매트릭스섬유들이 불규칙하게 배열되어 구성되며, 상기 강화섬유매트들은 복수의 강화섬유들이 직조되어 있는 직물로 구성되어 있고, 상기 강화섬유들은 폴리프로필렌층이 표면처리되어 있는 유리섬유로 이루어지는 차량용 하이브리드 범퍼빔.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 아웃터채널의 표면 양측에 강도의 보강을 위하여 덧붙임용 다층섬유강화복합재료로 이루어지는 복수의 덧붙임 보강판들이 덧대어져 있으며, 상기 이너채널의 후면에 상기 연장부들을 연결하도록 복수의 서포터들이 장착되어 있는 차량용 하이브리드 범퍼빔.
  4. 전면부와 이 전면부의 양단에 후방을 향하여 연장되어 있는 한 쌍의 연장부들을 가지며, 강판으로 이루어지는 이너채널을 준비하는 단계와;
    적층되어 있는 복수의 매트릭스부직포들과 이 매트릭스부직포들 사이에 개재되어 있는 복수의 강화섬유매트들을 갖는 다층섬유강화복합재료매트를 준비하는 단계와;
    상기 이너채널의 전면부가 상방을 향하도록 하부몰드의 캐버티(Cavity)에 상기 이너채널을 안치하는 단계와;
    상기 이너채널의 상부에 상기 다층섬유강화복합재료매트를 배열하는 단계와;
    상기 하부몰드에 상부몰드를 형폐(型閉, Mold closing)하여 상기 다층섬유강화복합재료를 상기 이너채널의 표면에 일체형으로 부착되는 아웃터채널로 열간압축성형하는 단계와;
    상기 하부몰드와 상기 상부몰드를 형개(型開, Mold opening)하여 상기 하부몰드의 캐버티로부터 상기 아웃터채널이 일체형으로 부착되어 있는 이너채널을 취출하는 단계로 이루어지는 차량용 하이브리드 범퍼빔의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 다층섬유강화복합재료매트를 준비하는 단계에서는,
    폴리프로필렌으로 이루어지는 복수의 매트릭스섬유들에 의하여 상기 매트릭스부직포들을 제조하는 단계와;
    폴리프로필렌층이 표면처리되어 있는 유리섬유로 이루어지는 복수의 강화섬유들을 직조하여 상기 강화섬유매트들을 제조하는 단계와;
    상기 매트릭스부직포들을 니들펀치에 의하여 펀칭하는 단계와;
    상기 매트릭스부직포들 사이에 상기 강화섬유매트들이 개재되도록 적층하는 단계와;
    상기 매트릭스섬유들이 녹아 상기 매트릭스부직포들과 상기 강화섬유매트들이 결합되도록 상기 다층섬유강화복합재료매트로 열간압축성형하는 단계로 이루어지는 차량용 하이브리드 범퍼빔의 제조방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 이너채널의 상부에 상기 다층섬유강화복합재료매트를 배열한 후, 상기 아웃터채널의 표면 양측에 위치되도록 강도의 보강을 위하여 덧붙임용 다층섬유강화복합재료매트를 덧대는 단계를 더 구비하는 차량용 하이브리드 범퍼빔의 제조방법.
KR1020060109630A 2006-11-07 2006-11-07 차량용 하이브리드 범퍼빔 및 그 제조방법 KR100818722B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060109630A KR100818722B1 (ko) 2006-11-07 2006-11-07 차량용 하이브리드 범퍼빔 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060109630A KR100818722B1 (ko) 2006-11-07 2006-11-07 차량용 하이브리드 범퍼빔 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100818722B1 true KR100818722B1 (ko) 2008-04-01

Family

ID=39533540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060109630A KR100818722B1 (ko) 2006-11-07 2006-11-07 차량용 하이브리드 범퍼빔 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100818722B1 (ko)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101026962B1 (ko) * 2008-12-24 2011-04-11 주식회사 성우하이텍 차량용 범퍼빔 제조방법
KR101037609B1 (ko) * 2009-05-14 2011-05-30 한화엘앤씨 주식회사 충돌 성능이 우수한 복합소재
CN102555958A (zh) * 2010-12-06 2012-07-11 现代自动车株式会社 多种玻璃纤维结合的高强度塑性后梁
KR101349326B1 (ko) 2008-10-28 2014-01-13 현대자동차주식회사 차량의 백빔 제작방법
WO2014010844A1 (ko) * 2012-07-10 2014-01-16 (주)엘지하우시스 에너지 흡수율을 향상시킨 복합 재료 범퍼 백빔 및 이를 포함하는 범퍼
KR101398433B1 (ko) 2013-04-22 2014-06-27 주식회사 성우하이텍 차량용 하이브리드 범퍼빔과 그 제조방법
KR101550416B1 (ko) 2009-03-19 2015-09-04 현대모비스 주식회사 하이브리드 범퍼
KR101616799B1 (ko) * 2015-07-08 2016-04-29 주식회사 투데이모터스 차량용 리어범퍼 제조방법
KR101624239B1 (ko) 2014-06-16 2016-05-26 기아자동차주식회사 범퍼빔의 구조
KR101855303B1 (ko) 2012-01-06 2018-05-08 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이. 에너지 흡수 조립체
USD830263S1 (en) 2012-06-01 2018-10-09 Sabic Global Technologies B.V. Element of a vehicle bumper system
KR20190079404A (ko) * 2017-12-27 2019-07-05 한화큐셀앤드첨단소재 주식회사 자동차용 범퍼빔
CN110871763A (zh) * 2018-09-03 2020-03-10 山东建筑大学 一种轻量化复合型高强塑性吸能汽车防护杠

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003312532A (ja) * 2002-04-18 2003-11-06 Kia Motors Corp 自動車フレームのサイドメンバー及びその製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003312532A (ja) * 2002-04-18 2003-11-06 Kia Motors Corp 自動車フレームのサイドメンバー及びその製造方法

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101349326B1 (ko) 2008-10-28 2014-01-13 현대자동차주식회사 차량의 백빔 제작방법
KR101026962B1 (ko) * 2008-12-24 2011-04-11 주식회사 성우하이텍 차량용 범퍼빔 제조방법
KR101550416B1 (ko) 2009-03-19 2015-09-04 현대모비스 주식회사 하이브리드 범퍼
KR101037609B1 (ko) * 2009-05-14 2011-05-30 한화엘앤씨 주식회사 충돌 성능이 우수한 복합소재
CN102555958B (zh) * 2010-12-06 2016-06-29 现代自动车株式会社 多种玻璃纤维结合的高强度塑性后梁
CN102555958A (zh) * 2010-12-06 2012-07-11 现代自动车株式会社 多种玻璃纤维结合的高强度塑性后梁
KR101855303B1 (ko) 2012-01-06 2018-05-08 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이. 에너지 흡수 조립체
USD830263S1 (en) 2012-06-01 2018-10-09 Sabic Global Technologies B.V. Element of a vehicle bumper system
WO2014010844A1 (ko) * 2012-07-10 2014-01-16 (주)엘지하우시스 에너지 흡수율을 향상시킨 복합 재료 범퍼 백빔 및 이를 포함하는 범퍼
US9205791B2 (en) 2012-07-10 2015-12-08 Lg Hausys, Ltd. Bumper back beam made of composite material and having improved energy absorption rate, and bumper including same
KR101398433B1 (ko) 2013-04-22 2014-06-27 주식회사 성우하이텍 차량용 하이브리드 범퍼빔과 그 제조방법
KR101624239B1 (ko) 2014-06-16 2016-05-26 기아자동차주식회사 범퍼빔의 구조
KR101616799B1 (ko) * 2015-07-08 2016-04-29 주식회사 투데이모터스 차량용 리어범퍼 제조방법
KR20190079404A (ko) * 2017-12-27 2019-07-05 한화큐셀앤드첨단소재 주식회사 자동차용 범퍼빔
KR102400178B1 (ko) * 2017-12-27 2022-05-19 한화솔루션 주식회사 자동차용 범퍼빔
CN110871763A (zh) * 2018-09-03 2020-03-10 山东建筑大学 一种轻量化复合型高强塑性吸能汽车防护杠

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100818722B1 (ko) 차량용 하이브리드 범퍼빔 및 그 제조방법
US8231817B2 (en) Process for the production of a three-dimensionally shaped sandwich structure
EP2311629B1 (en) Honeycomb sandwich construction for the automotive industry
US6287678B1 (en) Composite structural panel with thermoplastic foam core and natural fibers, and method and apparatus for producing the same
KR100814861B1 (ko) 열가소성 복합 판재를 이용하여 제조된 물품
EP1844927B2 (en) Lightweight thermoplastic sheets including reinforcing skins
US6843525B2 (en) Reinforced composite vehicle load floor of the cellular core sandwich-type
US20100219561A1 (en) Method for Producing a Panel or Housing Part of a Vehicle
WO2010059198A1 (en) Energy absorption material
US20130082416A1 (en) Compression overmolding process, device therefor and part made therefrom
US20030124314A1 (en) Structurally enhanced sound and heat energy absorbing liner and related method
CN105462170B (zh) 一种纤维增强汽车保险杠及其制备方法
JP2019035505A (ja) 成形のために異種材料補強されたブランクおよび押出成形物の設計特徴
KR101714164B1 (ko) 차량용 복합재 멤버 및 그 제조방법
KR20190117938A (ko) 자동차용 헤드라이너
KR101891824B1 (ko) 이종 소재로 이루어진 하이브리드 차체부품 제조 방법
KR101026962B1 (ko) 차량용 범퍼빔 제조방법
KR20220067614A (ko) 다층섬유강화복합재료매트를 소재로한 고강도 경량 하이브리드카 범퍼 제조 방법
KR101398433B1 (ko) 차량용 하이브리드 범퍼빔과 그 제조방법
CN113382848A (zh) 复合层叠树脂及纤维玻璃结构
KR101421951B1 (ko) 사이드인슐레이터 및 그 제조방법
CN107009855A (zh) 一种车门防撞梁及车辆
KR100812638B1 (ko) 샌드위치 패널
JP2721820B2 (ja) 繊維強化熱可塑性樹脂積層体
EP4353470A1 (en) Nonwoven laminate

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130312

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140310

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150312

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160310

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee