KR101585544B1

KR101585544B1 - Continuous fiber reignforced front and carrier manufacturing method

Info

Publication number: KR101585544B1
Application number: KR1020140090759A
Authority: KR
Inventors: 공용식; 이동한
Original assignee: 한화첨단소재 주식회사
Priority date: 2014-07-18
Filing date: 2014-07-18
Publication date: 2016-01-15

Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing a continuous fiber reinforced front end carrier. The method for manufacturing a front end carrier makes a carrier main body by over-molding an upper bumper inserted into an injection mold as shooting a jet of a synthetic resin selected among PP, PA and PE so that the upper bumper can be integrated with an upper part of the carrier main body. The method includes: a step of over-molding the upper bumper by shooting a jet of a stiffener together with the upper bump by arranging the stiffener in zigzag in the longitudinal direction of the upper member, which is a GMT material, as the stiffener impregnates the continuous fiber into a thermoplastic resin, when the upper member is inserted into the injection mold; a step of molding the thermoplastic resin impregnated with the continuous fiber into a bar type rod having a constant diameter; and a step of forming one body by twisting a number of molded rods. According to the present invention, the method can secure tensile strength improved by 2.5 times GMT by manufacturing and stacking the continuous fiber in the prepreg shape by mixing the continuous fiber with the thermoplastic resin, and thus, has weight reduction effect about 15-20% as compared to the prior front end carrier in case of replacing the prior hybrid front end carrier as maintaining equal strength or more.

Description

Technical Field [0001] The present invention relates to a continuous fiber reinforced front-end carrier manufacturing method,

본 발명은 연속섬유 보강 프론트 앤드 캐리어 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연속섬유를 보강재로 한 프론트 앤드 캐리어 설계를 통해 가혹한 환경에서도 충분히 견딜 수 있는 성능을 구현하면서 동시에 경량화도 달성할 수 있도록 한 연속섬유 보강 프론트 앤드 캐리어 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a continuous fiber reinforced front-end carrier manufacturing method, and more particularly, to a continuous fiber-reinforced front-end carrier manufacturing method using a continuous fiber reinforced front-end carrier design to achieve a performance that can withstand harsh environments, To a continuous fiber reinforced front end carrier manufacturing method.

일반적으로, 프론트 앤드 캐리어는 차량의 최앞단에 위치하는 부품으로, 헤드램프, 쿨링모듈, 범퍼시스템 및 후드 등 주요 부품들이 거치 혹은 고정되는 구조물이다.In general, the front-end carrier is a component positioned at the forefront of the vehicle and is a structure in which main parts such as a head lamp, a cooling module, a bumper system, and a hood are fixed or fixed.

이와 관련된 선행 기술로는, 등록특허 제0406151호, 등록특허 제0471844호, 등록특허 제0765625호 등 다수가 개시되어 있다.As a related art related thereto, there are disclosed many of the registered patent 0406151, the registered patent No. 0471844, the registered patent No. 0765625, and the like.

이러한 프론트 앤드 캐리어는 보통 스틸 구조물을 인서트하여 PA(Polyamide)-GF(Glass Fiber) 소재로 사출성형하는 하이브리드 타입 혹은 GMT(Glass fiber Mat reinforced Thermoplastics)와 같은 고강도 복합소재를 이용하여 제작된다.These front-end carriers are usually made using high-strength composite materials such as hybrid type or GMT (glass fiber reinforced thermoplastics), which insert steel structures and injection-mold them into PA (Polyamide) -GF (Glass Fiber) materials.

예컨대, 종래 하이브리드 타입의 프론트 앤드 캐리어는 도 1의 예시와 같이, 스틸 보강재(10)가 인서트된 상태에서 폴리아미드로 오버몰딩하여 구성되며, 둘레를 따라 헤드램프 조립부(12), 쿨링모듈 마운팅부(14), 범퍼 마운팅부(16) 등이 구비되어 이들 부품들이 각각 탑재되는 구조로 이루어져 있다.For example, a conventional hybrid type front-end carrier is formed by overmolding a polyamide in a state in which a steel reinforcing material 10 is inserted, as shown in FIG. 1, and a head lamp assembly 12, a cooling module mounting A part 14, a bumper mounting part 16, and the like.

그런데, 이와 같은 종래 하이브리드 타입의 프론트 앤드 캐리어는 차가운 상태로 사출성형되기 때문에 스틸과 합성수지 간의 계면분리가 일어나는 단점을 갖는다.However, since such a conventional hybrid type front-end carrier is injection-molded in a cold state, there is a disadvantage that interfacial separation occurs between steel and synthetic resin.

때문에, 구조강도가 약하고, 내구성이 떨어지며, 충돌안정성이 낮다는 한계를 가지고 있다.Therefore, it has a limitation that the structural strength is weak, the durability is poor, and the collision stability is low.

특히, 프론트 앤드 캐리어의 상단멤버는 Hood Latch Retention이라는 가혹한 성능이 요구되는데, 이를 위해 기존에는 스틸 보강재(10)를 더 추가하거나 아니면 제품 두께를 높이는 방법으로 해결하고 있었기 때문에 중량증가라는 문제에 봉착해 있었다.
In particular, the upper member of the front-end carrier is required to have a hood latch retention performance. To solve this problem, there has been a problem of weight increase because the steel reinforcement 10 is added or the product thickness is increased. there was.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 연속섬유를 보강재로 구현하여 가혹조건에서도 충분한 성능을 만족시키면서 동시에 경량화도 달성할 수 있는 새로운 개념의 연속섬유 보강 프론트 앤드 캐리어 제조방법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a continuous fiber reinforcing material, which can realize a sufficient performance at the same time, And a method of manufacturing a front-end carrier.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 사출금형에 인서트된 어퍼멤버를 PP, PA, PE 중에서 선택된 합성수지를 사출하면서 오버몰딩하여 캐리어 본체를 만들어 어퍼멤버가 캐리어 본체의 상단에 일체화되게 하는 프론트 앤드 캐리어를 제조하는 방법에 있어서; 상기 어퍼멤버를 사출금형에 인서트할 때, GMT로 소재인 어퍼멤버의 길이방향으로 보강재를 지그지그 형태로 배열하여 어퍼멤버와 함께 사출하여 오버몰딩하되, 상기 보강재는 연속섬유를 열가소성수지에 함침시키는 단계; 연속섬유가 함침된 열가소성수지를 일정 직경을 갖는 막대 형태의 로드로 성형하는 단계; 성형된 다수의 로드를 꼬아 하나의 몸체를 이루는 단계;로 제조되는 것을 특징으로 하는 연속섬유 보강 프론트 앤드 캐리어 제조방법을 제공한다.As a means for achieving the above object, the present invention provides a method for overmolding an upper member inserted in an injection mold while injecting a synthetic resin selected from among PP, PA and PE to form a carrier body, thereby integrating the upper member with the upper end of the carrier body A method of manufacturing a front end carrier comprising: When inserting the upper member into the injection mold, the stiffener is arranged in a zigzag form in the longitudinal direction of the upper member made of GMT, and is injected together with the upper member to overmold the continuous member, wherein the reinforcing member infiltrates the continuous fiber into the thermoplastic resin step; Molding a thermoplastic resin impregnated with continuous fibers into rod-shaped rods having a predetermined diameter; And a step of twisting the plurality of formed rods to form a single body. The present invention also provides a method for manufacturing a continuous fiber reinforced front-end carrier.

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본 발명에 따르면, 연속섬유를 열가소성수지와 혼합하여 프리프레그 형태로 제작, 적층함으로써 GMT(Glass fiber Mat reinforced Thermoplastics) 대비 3-5배 정도 향상된 인장강도를 확보할 수 있으며, 이를 통해 기존 하이브리드 프론트 앤드 캐리어를 대체할 경우 기존 대비 약 15-20%의 중량절감 효과를 가지면서 강도는 동등 이상을 유지하는 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, the continuous fibers are mixed with a thermoplastic resin to prepare and laminate the prepreg in the form of a prepreg, thereby securing a tensile strength of about 3-5 times higher than that of GMT (glass fiber reinforced thermoplastics) When the carrier is replaced, the weight saving effect of about 15-20% compared with the conventional case can be obtained and the strength can be maintained equal to or more than that.

도 1은 종래 하이브리드형 프론트 앤드 캐리어의 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 프론트 앤드 캐리어의 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 프론트 앤드 캐리어의 어퍼멤버 보강재의 배열예를 보인 예시도이다.1 is an exemplary view of a conventional hybrid type front-end carrier.
2 is an illustration of a front-end carrier according to the present invention.
3 is an exemplary view showing an example of an arrangement of a front member reinforcement member of a front end carrier according to the present invention.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.Before describing the present invention, the following specific structural or functional descriptions are merely illustrative for the purpose of describing an embodiment according to the concept of the present invention, and embodiments according to the concept of the present invention may be embodied in various forms, And should not be construed as limited to the embodiments described herein.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, since the embodiments according to the concept of the present invention can make various changes and have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail herein. However, it should be understood that the embodiments according to the concept of the present invention are not intended to limit the present invention to specific modes of operation, but include all modifications, equivalents and alternatives falling within the spirit and scope of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 연속섬유 보강 프론트 앤드 캐리어는 어퍼멤버(Upper Member)(100)와, 상기 어퍼멤버(100)를 제외한 캐리어 본체(200)를 포함하여 구성된다.2, the continuous fiber reinforced front-end carrier according to the present invention includes an upper member 100 and a carrier body 200 excluding the upper member 100. As shown in FIG.

이때, 상기 어퍼멤버(100)는 가혹조건에서도 충분히 견딜 수 있는 강도를 가져야 하기 때문에 별도 구성되며, 사출금형에 인서트하여 캐리어 본체(200)를 구성하는 합성수지, 이를 테면 PP, PA, PE와 같은 소재를 통해 사출 오버몰딩되는 기법으로 제조된다.Since the upper member 100 is required to have sufficient strength to withstand severe conditions, the upper member 100 may be formed of synthetic resin, such as PP, PA, or PE, Lt; RTI ID = 0.0 > over-molding < / RTI >

이 경우, 상기 어퍼멤버(100)의 기본 소재는 GMT(Glass fiber Mat reinforced Thermoplastics)이다.In this case, the basic material of the upper member 100 is GMT (glass fiber reinforced thermoplastics).

그리고, 상기 2개의 구성으로 이루어진 프론트 앤드 캐리어에는 헤드램프 조립부(110), 쿨링모듈 마운팅부(120), 범퍼 마운팅부(130)를 포함함으로써 프론트 앤드 캐리어에 탑재될 부품들이 탑재될 수 있도록 구성됨은 기존과 같다.The front-end carrier having the two configurations includes the head lamp assembly 110, the cooling module mounting unit 120, and the bumper mounting unit 130 so that components to be mounted on the front-end carrier can be mounted Is the same as before.

본 발명은 특히, 어퍼멤버(100)의 경우, 가혹조건에서 견딜 수 있어야 한다는 특성 때문에 특수 가공되는데, 이를 테면 연속섬유를 열가소성수지에 함침시킨 다음 일정 직경을 갖는 막대 형태의 로드로 만들고, 이를 여러개 꼬아 보강재(R)를 구현한 후 상기 어퍼멤버(100)의 사출금형 인서트 성형시 함께 투입하여 도 2와 같은 형태의 보강구조를 갖추도록 구성할 수 있다.In particular, the upper member 100 of the present invention is specially processed due to its property of being able to withstand harsh conditions. For example, the continuous fiber is impregnated with a thermoplastic resin and then made into rod- The reinforcing structure of the shape shown in FIG. 2 may be provided by injecting the upper member 100 when molding the injection mold insert of the upper member 100 after the twist reinforcement R is implemented.

즉, 원하는 모양의 보강재(R)가 구성되면 어퍼멤버(100)의 주소재가 되는 GMT와 함께 사출금형에 인서트한 상태에서 PP, PA, PE 등의 합성수지를 사출하여 오버몰딩시킴으로써 도 2의 도시와 같은 형태로 프론트 앤드 캐리어를 구현할 수 있게 된다.That is, when the desired shape of the stiffener R is formed, synthetic resin such as PP, PA, or PE is injected and overmolded in a state of inserting into the injection mold together with GMT which is the address material of the upper member 100, It is possible to implement a front-end carrier in the same form.

또한, 상기 보강재(R)를 만들기 위한 연속섬유는 유리섬유, 아라미드섬유, 카본섬유, 천연섬유, Fabri류 등 여러 종류의 것이 사용될 수 있는 바, 이는 원하는 물성에 맞춰 선택 사용할 수 있다.The continuous fiber for making the reinforcing material (R) may be selected from a variety of materials such as glass fiber, aramid fiber, carbon fiber, natural fiber, and fabric.

뿐만 아니라, 합성수지의 경우에도 상술한 예로 한정될 필요는 없으며, 다양한 재료 사용이 가능하다.In addition, the synthetic resin need not be limited to the above example, and various materials can be used.

특히, 상기 보강재(R)는 도 3의 도시와 같이, 어퍼멤버(100)의 길이방향을 따라 상하 폭방향으로 들쭉 날쭉한 지그재그 형태로 배열된다.3, the stiffeners R are arranged in a zigzag shape extending in the vertical direction along the longitudinal direction of the upper member 100. [

아울러, 본 발명에서는 충분한 인장강도를 확보하기 위해, 기존 자동차 소재로 많이 사용되던 단섬유(일정길이 잘려진 섬유)들이 임의의 방향 또는 일정방향에 따라 직포 또는 부직포 형태로 제작된 후 수지와 혼합하여 사용하였던 것과 달리 연속섬유를 이용하여 로드 형태의 프리프레그를 만들고, 로드형 프리프레그 다수개를 꼬아 적절한 보강구조를 갖도록 구성한 것이 주된 개념이다.In addition, in the present invention, in order to secure a sufficient tensile strength, short fibers (a certain length of cut fibers) used in conventional automobile materials are manufactured in a woven or nonwoven form in an arbitrary direction or a certain direction, The main concept is to make a rod-shaped prepreg using continuous fibers and to arrange a plurality of rod-shaped prepregs so as to have an appropriate reinforcing structure.

이렇게 구성하게 되면, 실험결과 기존 대비 약 15-25%의 경량화를 달성할 수 있음을 확인하였고, 강도는 기존과 동등 수준 이상이었다.As a result of the experiment, it was confirmed that the weight reduction of about 15-25% was achieved, and the strength was more than that of the existing one.

뿐만 아니라, 어퍼멤버(100)의 경우, 가혹조건을 충분히 견디는 것으로 확인되었다.In addition, in the case of the upper member 100, it has been confirmed that the upper member 100 can withstand severe conditions.

또한, 상기 보강재(R)는 상기 어퍼멤버(100) 뿐만 아니라, 캐리어 본체(200)에도 동일한 구조와 배열 방식으로 내장될 수 있음은 물론이다.It is needless to say that the reinforcement R may be embedded in the carrier body 200 in the same structure and arrangement manner as the upper member 100.

이에 따라, 본 발명의 방식으로 구현된 프론트 앤드 캐리어가 기존 하이브리드 프론트 앤드 캐리어를 충분히 대체할 수 있을 것으로 예측된다.Accordingly, it is expected that the front-end carrier implemented in the manner of the present invention can sufficiently replace the existing hybrid front-end carrier.

100: 어퍼멤버 200: 캐리어 본체
R: 보강재100: Upper member 200: Carrier body
R: Stiffener

Claims

A method of manufacturing a front end carrier in which an upper member inserted in an injection mold is overmolded while injecting a synthetic resin selected from PP, PA and PE to form a carrier body so that the upper member is integrated with the upper end of the carrier body;
When inserting the upper member into the injection mold, the stiffener is arranged in a zigzag form in the longitudinal direction of the upper member made of GMT, and is injected together with the upper member to overmold,
Impregnating the continuous fiber with the thermoplastic resin;
Molding a thermoplastic resin impregnated with continuous fibers into rod-shaped rods having a predetermined diameter;
And a step of twisting the plurality of formed rods to form a single body. &Lt; RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >

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