KR101486908B1 - 유동패턴 분석을 통한 도어트림 스피커 그릴 금형 설계방법 - Google Patents

유동패턴 분석을 통한 도어트림 스피커 그릴 금형 설계방법 Download PDF

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Abstract

도어트림에 사용되는 스피커 그릴의 타입(TYPE)과 대응되는 분석 시편을 제작하는 분석 시편 제작단계,상기 분석 시편에 성형물을 주입하는 성형물 주입단계, 금형을 통해 온도 및 압력을 가변시키는 온도, 압력 가변단계, 성형 시간에 따른 유동상태를 확인하는 유동패턴 확인단계, 상기 성형물 주입단계 내지 유동패턴 확인단계를 통해 성형물의 유동패턴을 분석하는 유동패턴 분석단계 및 상기 유동 패턴 분석단계에서 분석된 유동패턴을 바탕으로 금형을 보정하는 금형 보정단계를 포함한다.

Description

유동패턴 분석을 통한 도어트림 스피커 그릴 금형 설계방법{DESIGN METHOD OF DOOR TRIM SPEAKER GRILL USING FLOW PATTERN ANALYSIS}
본 발명은 유동패턴 분석을 통한 도어트림 스피커 그릴 금형 설계방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 미세망 및 그릴 형상의 영역에서 예측하기 어려운 유동패턴을 예측하여, 상기 유동패턴으로 인한 불량률을 감소시킬 수 있는 유동패턴 분석을 통한 도어트림 스피커 그릴 금형 설계방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차 스피커의 스피커 그릴을 제작하기 위해서는 금속또는 플라스틱을 금형 제작하게 된다.
이때, 상기 스피커 그릴의 말단부는 그릴의 배열이 왜곡되는 유동패턴이 발생하게 된다.
하지만, 금형 제작시 발생하는 유동패턴을 정확히 예측, 분석할 수 있는 방법이 없기 때문에, 유동패턴의 유동 말단부라고 판단되는 부분에 다수의 미세한 공극을 구비한 다공성 통기구조의 금속재료인 포세락스 및 통기성 코어등을 장착하여 금형을 수정하는 방법을 사용하였다.
하지만, 작업자의 주관적인 판단, 또는 노하우에 따라 금형 제작이 변경될 수 있는 문제점과 불량률이 발생할 확률이 높다는 문제점 또한 존재하였다.
본 발명의 실시예들은, 스피커그릴의 유동패턴을 분석하여 유동패턴을 예측 가능하도록 하고, 금형 수정을 최소화 할 수 있는 유동패턴 분석을 통한 도어트림 스피커 그릴 금형 설계방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 도어트림에 사용되는 스피커 그릴의 타입(TYPE)과 대응되는 분석 시편을 제작하는 분석 시편 제작단계와, 상기 분석 시편에 성형물을 주입하는 성형물 주입단계와, 금형을 통해 온도 및 압력을 가변시키는 온도, 압력 가변단계와, 성형 시간에 따른 유동상태를 확인하는 유동패턴 확인단계와, 상기 성형물 주입단계 내지 유동패턴 확인단계를 통해 성형물의 유동패턴을 분석하는 유동패턴 분석단계 및 상기 유동 패턴 분석단계에서 분석된 유동패턴을 바탕으로 금형을 보정하는 금형 보정단계를 포함하는 유동 패턴 분석을 통한 도어트림 스피커 그릴 금형 설계방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 유동패턴 분석을 통한 도어트림 스피커 그릴 금형 설계방법은 분석 시편을 통해 스피커 그릴의 홀 형상에 대응되는 유동패턴을 효과적으로 분석할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 유동패턴 분석을 통한 도어트림 스피커 그릴 금형 설계방법은 분석된 유동패턴에 의해 금형을 보정한다는 점에서, 금형 보정이 보다 객관적으로 수행될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 유동패턴 분석을 통한 도어트림 스피커 그릴 금형 설계방법은 새로운 형상의 스피커 그릴 사용시, 분석 시편 제작만으로 용이하게 스피커 그릴의 유동패턴을 분석할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금형의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분석 시편이 금형에 삽입된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 원형 분석 시편을 나타내는 도면이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 타원형 분석 시편을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동패턴 분석을 통한 도어트림 스피커 그릴 금형 설계방법을 도시한 순서도이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다. 다만, 이하의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위가 이하의 실시예들에 한정되는 것은 아님을 알려둔다. 또한, 이하의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로, 불필요하게 본 발명의 기술적 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 공지의 구성에 대해서는 상세한 기술을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금형(100)의 단면도 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분석 시편(130)이 금형(100)에 삽입된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 유동패턴 분석을 통한 도어트림 스피커 그릴 금형 설계방법은 상부 금형(110) 및 하부 금형(120)으로 형성된 금형(100)을 통해 유동패턴 분석을 진행할 수 있다.
구체적으로, 금형(100)은 상부 금형(110) 및 하부 금형(120) 사이에 인입되는 성형물(미도시)을 온도, 압력 및 시간에 따라 확인하여 성형물(미도시)에 형성되는 유동패턴을 확인할 수 있다. 이때, 유동패턴을 확인하는 구체적인 방법은 후술하도록 한다.
상부 금형(110)은 삽입홀(111) 및 금형 주입구(112)가 형성될 수 있다.
삽입홀(111)은 상부 금형(110)이 후술할 하부 금형(120)과 정확하게 체결될 수 있도록 상부 금형(110) 끝단에 적어도 하나 이상 형성될 수 있다. 이때, 삽입홀(111)의 형상은 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 삽입홀(111)은 원기둥 형태로 형성될 수 있으며, 사각기둥의 형태로 형성될 수 있다. 다만, 삽입홀(111)의 형상은 후술할 하부 금형(120)의 보스부(121)의 형상과 체결 가능하도록 상호 대응되도록 형성될 수 있다.
금형 주입구(112)는 상부 금형(110)을 관통 형성하여 구비될 수 있다. 구체적으로, 금형 주입구(112)는 외부로부터 성형물을 상부금형(110) 내측으로 유입시킬 수 있도록 형성될 수 있다.
또한, 금형 주입구(112)의 위치는 상부 금형(110) 중앙부에 한정되지 않는다. 다만, 금형 주입구(112)의 위치는 성형물이 후술할 하부 금형(120)에 수용될 수 있는 범위 내에서 변경 가능하다.
또한, 금형 주입구(112)는 상부 금형(110) 및 하부금형(120)이 체결되어 발생하는 압력이 변하지 않는 범위 내에서 적어도 하나 이상 형성될 수 있다. 다만, 도 1에서는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 금형 주입구(112)를 하나만 도시하고 있다.
하부 금형(120)은 보스부(121) 및 성형물 수용부(122)를 구비할 수 있다.
이때, 보스부(121)는 상부 금형(110) 및 하부 금형(120)이 정확하게 체결될 수 있도록 상술한 삽입홀(111)과 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 이때, 보스부(121)의 형상은 삽입홀(111)의 형상과 대응되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 삽입홀(111)의 형태가 원기둥 형태로 오목하게 구비되었다면, 보스부(121)의 형상은 원기둥 형태로 볼록하게 구비될 수 있으며, 삽입홀(111)의 형태가 사각기둥의 형태라면, 보스부(121) 또한 사각기둥의 형태로 구비될 수 있다. 본 발명에서는 발명의 이해를 돕기 위해 보스부(121)의 형상을 원기둥 형태로 도시하고 있다(도 2, 참조).
성형물 수용부(122)는 성형물(미도시)이 수용 가능하도록 하부 금형(120) 내측에 오목하게 형성될 수 있다. 이때, 성형물 수용부(122)는 후술할 분석 시편(130)이 체결될 수 있도록 단층으로 형성될 수 있다. 이때, 성형물 수용부(122)는 분석 시편(130)과 체결 가능하도록 일측에 제 1 나사 수용홈(123)이 형성될 수 있다.
분석 시편(130)은 하부 금형(120) 내측에 수용될 수 있다. 구체적으로, 분석 시편(130)은 금형 주입구(112)로부터 주입되는 성형물(미도시)이 분석 시편(130)의 형상을 나타낼 수 있도록 성형물 수용부(122)에 배치될 수 있다.
한편, 분석 시편(130)은, 상술한 성형물 수용부(122)에 체결 가능하도록 일측에 제 2 나사 수용홈(131)이 형성될 수 있다.
따라서, 나사(132)는 성형물 수용부(122)에 구비된 제 1 나사 수용홈(123) 및 제 2 나사 수용홈(131)을 관통하여 성형물 수용부(122) 및 분석 시편(130)이 상호 체결 가능하도록 할 수 있다.
다만, 성형물 수용부(122)에 분석 시편(130)을 체결하는 방법은 나사에 의한 체결에 한정되지 않으며, 성형물(미도시) 제조시 분석 시편(130)의 위치가 가변되지 않도록 하는 범위 내에서 자유롭게 가변 가능하다.
한편, 제어부(140)는 금형(100) 외측에 배치되어, 상부 금형(110) 및 하부 금형(120)에 의한 성형물(미도시)의 온도, 압력 및 성형시간 등을 가변시켜 스피커 그릴(미도시)의 유동상태를 분석할 수 있다.
구체적으로, 금형(100)에서 스피커 그릴(미도시)을 제작시, 금형(100) 내부에 발생하는 온도 및 압력의 변화에 의하여 유동패턴이 발생할 수 있다. 따라서, 제어부(140)는 온도 및 압력에 따른 유동 패턴의 변화를 외부에서 가변 가능하도록 온도 조절센서(141) 및 압력 조절센서(142)를 구비하도록 할 수 있다.
또한, 제어부(140)는 스피커 그릴(미도시)의 성형 상태를 성형 시간에 따라 파악하여, 시간에 따른 유동패턴의 변화를 알아볼 수 있도록 조건 설정부(143)를 더 포함할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 원형 분석 시편(130a)을 나타내는 도면 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 타원형 분석 시편(130b)을 나타내는 도면이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 분석 시편(130)의 형상은 분석 시편(130) 그릴의 배열에 따라 결정될 수 있다. 구체적으로, 분석 시편(130)의 형상은 그릴에 의해 형성되는 홀의 형태로 구분할 수 있다.
따라서, 도 3a의 원형 분석시편(130a)는 그릴의 배열이 수직을 이룬다는 점에서, 미세망 구조에서 원형의 형상을 띠게 되며, 도 3b의 타원형 분석시편(130b)는 그릴의 배열이 두 대각선의 길이가 서로 다른 마름모 꼴을 나타내게 되며, 미세망 구조에서 타원형의 형상을 띠게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동패턴 분석을 통한 도어트림 스피커 그릴 금형 설계방법을 도시한 순서도이다. 이때, 설명의 편의를 위해서 도 1내지 3의 도면 부호를 사용하도록 한다.
도 4를 참조하면, 유동패턴 분석을 통한 도어트림 스피커 그릴 금형 설계방법은 분석 시편 제작단계(s10), 성형물 주입단계(s20), 온도, 압력 가변단계(s30), 유동 패턴 확인단계(s40), 유동패턴 분석단계(s50) 및 금형 보정단계(s60)를 포함할 수 있다.
분석 시편 제작단계(s10)는 차량 도어트림에 사용되는 스피커 그릴(미도시)의 종류를 선정하고, 차량에 장착될 스피커 그릴(미도시)의 형태가 원형인지 타원형인지 확인하도록 한다.
이후, 차량 도어트림에 사용되는 스피커 그릴(미도시)의 형태와 대응되는 분석 시편(130)을 제작할 수 있다. 분석 시편(130)은 차량 도어트림에 사용될 스피커 그릴(미도시)을 제작할 수 있도록 원형 또는 타원형의 분석 시편(130a, 130b)을 제작할 수 있으며, 종래에 스피커 그릴(미도시)을 성형하기 위한 금형틀과 동일하게 형성될 수 있다.
성형물 주입단계(s20)는 분석 시편(130)이 체결된 금형(100)에 성형물(미도시)을 주입하여 스피커 그릴(미도시)을 제작하도록 하는 단계이다. 구체적으로, 성형물 주입 단계(s20)는 하부 금형(120)에 제작된 분석 시편(130)을 체결하고, 상부 금형(110)과 하부 금형(120)을 접촉시킨다. 이후, 상부 금형(110)에 형성되어 있는 금형 주입구(112)에 성형물(미도시)을 주입하여 성형물(미도시)이 성형물 수용부(130)에 수용될 수 있도록 할 수 있다.
온도, 압력 가변단계(s30)는, 성형물 주입단계(s20)에 의해 주입된 성형물(미도시) 성형시, 온도 조절센서(141) 및 압력 조절센서(142)를 통해 온도 및 압력을 가변시키는 단계이다. 구체적으로, 성형물(미도시)을 성형할 때, 사출되는 스피커 그릴(미도시)의 말단부는 그릴의 형상이 왜곡되거나 그릴에 의해 생성되는 홈이 생성되지 않는 유동 패턴이 발생하게 된다. 이때, 유동 패턴은 온도 및 압력에 의해 변경될 수 있다. 따라서, 성형물(미도시) 성형시, 온도 및 압력의 변화를 통해 스피커 그릴(미도시)에 생성되는 유동 패턴의 위치 및 경로를 확인할 수 있도록 한다.
유동 패턴 확인단계(s40)는, 성형물(미도시)이 사출되지 않은 상태에서 사출을 중지시켜 시간에 따른 성형물(미도시)의 유동 패턴을 확인할 수 있다. 구체적으로, 유동 패턴 확인단계(s40)는 조건 설정부(143)를 통해 성형물(미도시)의 성형이 완료되기 전, 강제적으로 성형물(미도시)의 성형 작업을 중단시켜 스피커 그릴(미도시)을 강제 미성형 시킬 수 있다.
이후, 미성형 된 스피커 그릴(미도시)의 유동 패턴을 확인함으로써 시간에 따른 성형물(미도시)의 유동 패턴의 변화를 육안으로 확인 가능하도록 할 수 있다.
유동 패턴 분석단계(s50)는, 온도, 압력 가변단계(s30) 내지 유동 패턴 확인단계(s40)에 의해 가변된 유동 패턴을 분석하는 단계이다.
구체적으로, 유동 패턴 분석단계(s50)는, 온도, 압력 및 성형시간에 따른 유동 패턴을 분석하는 단계로, 온도, 압력 가변단계(s30) 내지 유동 패턴 확인단계(s40)로부터 수집된 유동 패턴의 발생여부를 통해, 유동 패턴이 가장 적게 발생하는 온도, 압력 및 성형시간을 분석할 수 있도록 할 수 있다. 다만, 유동 패턴 분석이 제대로 이루어지지 않은 경우, 성형물 주입단계(s20)로 돌아가 유동 패턴을 분석하도록 할 수 있다.
금형 보정단계(s60)는 유동 패턴 분석단계(s50)에 의해 분석된 유동 패턴을 보정하는 단계이다. 구체적으로, 금형 보정단계(s60)는 유동 패턴 분석단계(s50)에서 분석된 자료를 바탕으로, 온도, 압력 및 성형시간을 설정하여 스피커 그릴(미도시)에서 발생하는 유동 패턴을 최소화 및 정형화 시킨다.
이후, 유동 패턴에 의해 스피커 그릴(미도시) 말단부에 발생한 왜곡된 금형을 포세락스 및 통기성 코어를 통해 금형을 보정하여, 보다 객관적으로 유동 패턴에 의해 발생하는 금형을 수정할 수 있다.
이상에서 설명한 바, 본 발명의 실시예들에 따른 유동패턴 분석을 통한 도어트림 스피커 그릴 금형 설계방법은 분석 시편(130)을 통해 스피커 그릴(미도시)에 대응되는 유동패턴을 효과적으로 분석하여 객관적인 금형 수정 작업을 진행 가능하도록 할 수 있다.
또한, 새로운 형상의 스피커 그릴(미도시)을 사용하는 경우, 새로운형상의 스피커 그릴(미도시)와 대응되는 분석 시편(130) 제작을 통해 간단하게 새로운 형상의 스피커 그릴(미도시)의 유동패턴을 분석할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 금형

110: 상부 금형
111: 삽입홀
112: 금형 주입구
120: 하부 금형
121: 보스부
122: 성형물 수용부
123: 제 1나사 수용홈
130: 분석 시편
131: 제 2나사 수용홈
132: 나사
140: 제어부
141: 온도 조절센서
142: 압력 조절센서
143: 조건설정부

Claims (6)

  1. 도어트림에 사용되는 스피커 그릴의 타입(TYPE)과 대응되는 분석 시편을 제작하는 분석 시편 제작단계;
    상기 분석 시편에 성형물을 주입하는 성형물 주입단계;
    금형을 통해 온도 및 압력을 가변시키는 온도, 압력 가변단계;
    성형 시간에 따른 유동상태를 확인하는 유동패턴 확인단계;
    상기 성형물 주입단계 내지 유동패턴 확인단계를 통해 성형물의 유동패턴을 분석하는 유동패턴 분석단계; 및
    상기 유동 패턴 분석단계에서 분석된 유동패턴을 바탕으로 금형을 보정하는 금형 보정단계;를 포함하는 유동 패턴 분석을 통한 도어트림 스피커 그릴 금형 설계방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 분석 시편은,
    상기 분석 시편의 홀의 형태가 원형 또는 타원형인 것을 특징으로 하는 유동패턴 분석을 통한 도어트림 스피커 그릴 금형 설계방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 온도, 압력 가변단계는,
    스피커 그릴 제작시 온도를 가변시킬 수 있는 온도 조절센서;및
    스피커 그릴 제작시 압력을 가변시킬 수 있는 압력 조절센서;에 의해 온도 및 압력이 가변되는 것을 특징으로 하는 유동 패턴 분석을 통한 도어트림 스피커 그릴 금형 설계방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 유동 패턴 확인단계는,
    성형물 제작을 강제로 종료시킬 수 있는 조건 설정부를 통해 시간에 따른 유동 패턴을 확인할 수 있는 것을 특징으로 하는 유동 패턴 분석을 통한 도어트림 스피커 그릴 금형 설계방법.
  5. 청구항 4 내지 5에 있어서,
    상기 온도 조절센서, 압력 조절센서 및 조건 설정부는,
    금형 일측에 배치된 제어부에 구비되는 것을 특징으로 하는 유동 패턴 분석을 통한 도어트림 스피커 그릴 금형 설계방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 금형 보정단계는,
    포세락스 또는 통기성 코어를 적용하여 금형을 보정하도록 하는 유동패턴 분석을 통한 도어트림 스피커 그릴 금형 설계방법.
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KR100809059B1 (ko) 2006-09-14 2008-03-04 (주)성림테크 성형해석을 이용한 센서 장착 금형제어시스템

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