KR101749423B1 - 탄소섬유를 이용한 자동차 내외장재 및 그 제조방법 - Google Patents

탄소섬유를 이용한 자동차 내외장재 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 탄소섬유를 이용한 자동차 내외장재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탄소섬유 강화 플라스틱을 금형 내부에 삽입하고, 표면과 이면에 각각 보호층과 수지층을 사출성형하여 강도가 높으면서도 무게가 가벼운 자동차용 내외장재를 제조하는 탄소섬유를 이용한 자동차 내외장재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 탄소섬유를 소재로 하여 고강도, 고탄성, 경량의 자동차용 내외장재를 생산할 수 있는 효과가 있다.

Description

탄소섬유를 이용한 자동차 내외장재 및 그 제조방법{INTERIOR AND EXTERIOR APPARATUS FOR CARS USING CARBON FIBER AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF}
본 발명은 탄소섬유를 이용한 자동차 내외장재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탄소섬유 강화 플라스틱을 금형 내부에 삽입하고, 표면과 이면에 각각 보호층과 수지층을 사출성형하여 강도가 높으면서도 무게가 가벼운 자동차용 내외장재를 제조하는 탄소섬유를 이용한 자동차 내외장재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
자동차 내외장재는 자동차의 내외부를 마감하여 심미감을 높이고, 탑승자에게 쾌적한 느낌을 주도록 하는 부품으로서 내부의 크래시 패드 패널 가니시류(CRASH PAD PANEL GARNISH)나 도어 가니시류(DOOR GARNISH), 기어박스 UPR 커버류 등에 사용되거나, 외부의 도어 몰딩류, 범퍼 몰딩류, 리어미러 커버, 사이드미러 커버 등에 사용된다.
일반적인 내외장재는 합성수지를 사출성형하여 특정한 모양으로 제작하는데, 최근에는 내부에 천연소재의 코어나 금속, 장식판을 삽입하여 심미감을 더욱 향상시키는 기술이 개시되고 있다.
도 1은 종래기술에 따른 내외장재의 적층구조를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래기술의 자동차용 내외장재는 하부 기재층(10), 하부 기재층(10)의 상부에 형성된 치수안정 보강층(21), 접착층(22), 표면재층(23) 및 마감재층(20), 마감재층(20)의 상부에 형성된 표면 도장층(30)을 포함하여 형성된다.
하부 기재층(10)은 내외장재의 최하부에 배치되는 것으로, 하부 기재층(10)은 인서트 사출 방법에 의해 미리 사출성형된다.
마감재층(20)은 하부 기재층(10) 상부에 형성되고, 하부 기재층(10)으로부터 치수안정 보강층(21), 접착층(22) 및 표면재층(23) 순으로 적층 구조를 가진다.
치수안정 보강층(21)은 하부 기재층(10) 상부에 형성되는 것으로서 치수안정 효과를 구현함과 동시에 내부 층간 박리 강도를 향상시킨다.
접착층(22)으로는 고온에서 액상으로 코팅되는 열가소성 폴리우레탄(PU계), 폴리에틸렌(PE계), 폴리아미드(PA계) 핫멜트 접착제를 사용함으로써, 치수안정 보강층(21)과 상호작용하여 기계적 물성을 더욱 높일 수 있다.
표면재층(23)은 접착층(22) 상부에 형성되는 것으로, 목재, 알루미늄, 스테인레스, 탄소강 등으로 이루어진 군에서 선택하여 사용한다.
표면 도장층(30)은 내외장재의 외관을 고급스러운 질감으로 표현하기 위하여 마감재층(20) 상부에 추가로 형성되는데, 수성계 도료, 유성계 도료, 합성수지계 도료 중의 하나가 사용될 수 있다.
이와 같은 구조의 내외장재를 사용하는 경우, 표면재층(23)의 무늬나 색깔을 외부로 드러나게 함으로써 다양하고 자연스러운 질감을 낼 수 있는 장점이 있다. 그러나 하부 기재층(10)의 경우에는 수지를 사출성형하여 제작하여야 하는데, 수지의 원료를 절감하기 위해서 두께를 줄이는 경우에 내외장재의 강도가 약해지는 문제점이 있었다.
만약 내외장재의 강도를 유지하고, 무게를 줄이기 위해서는 하부 기재층(10) 또는 표면재층(23)의 강도를 향상시킴과 동시에 무게를 줄여야 하는데, 통상적인 소재를 사용했을 때에는 두 가지 상반된 효과를 내기가 어려워서 제품의 질이 떨어지는 문제점이 있었다.
KR 10-1542326 B1
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 탄소섬유 강화 플라스틱을 된 코어를 금형에 넣고, 전방과 후방에서 각각 보호층과 수지층을 순서대로 사출하여 형성하고, 수지층에는 벌집 모양의 립 구조가 생성되도록 하는 탄소섬유를 이용한 자동차 내외장재 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 벌집 모양의 립 구조의 상부 표면에 홈이 생기도록 하여 수지의 싱크로 인한 결합력 약화를 방지하고, 사출시 수지의 흐름을 원활하게 하도록 하는 탄소섬유를 이용한 자동차 내외장재 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 자동차의 내부 또는 외부에 사용되는 내외장재로서, 탄소섬유 강화 플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastic: CFRP)으로 제작되는 코어(102)와; 상기 코어(102)의 표면에 형성되는 보호층(104)과; 상기 코어(102)의 이면에 형성되는 수지층(106)을 포함하며, 상기 보호층(104)은 PMMA(Polymethylmethacrylate), TPU(Thermoplastic Poly Urethane), PC(Polycarbonate) 중의 하나를 소재로 만들어지며, 상기 수지층(106)은 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene), PA66(Polyamide66), PBT(Poly Butyrene Terephthalate) 중의 하나를 소재로 만들어지는 것을 특징으로 한다.
상기 수지층(106)에는 벌집 모양의 립 구조가 형성되는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예에 따른 본 발명은 자동차 내외장재의 제조방법으로서, 복수의 탄소섬유필름을 겹쳐서 입체 형상의 코어(102)를 제작하는 제1단계와; 지그(200)의 내부에 상기 코어(102)를 안착시킨 상태에서 상기 코어(102)의 이면에 벌집 모양의 접착제를 도포하는 제2단계와; 제1성형장치(300)에서 상기 코어(102)의 표면과 이면에 각각 보호층(104)과 수지층(106)을 형성하는 제3단계;를 포함하며, 상기 제3단계는 제1하부금형(311)에 설치된 제1베드(313)에 상기 코어(102)를 안착시킨 상태에서 상기 제1하부금형(311)과 제1상부금형(321)을 결합하고, 상기 제1상부금형(321)에 설치된 제1캐비티(322)에 수지를 주입하여 상기 보호층(104)을 형성하는 제3-1단계와; 상기 제1하부금형(311)과 상기 제1상부금형(321)을 분리한 후, 이송실린더(323)가 상기 제1상부금형(321)을 제2하부금형(312)에 대응되는 위치로 이송하는 제3-2단계와; 상기 제1상부금형(321)을 상기 제2하부금형(312)에 결합한 상태에서 상기 제2하부금형(312)에 설치된 제2베드(314)와 상기 코어(102)의 이면 사이에 수지를 주입하여 상기 수지층(106)을 형성하는 제3-3단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또 다른 실시예에 따른 본 발명은 자동차 내외장재의 제조방법으로서, 복수의 탄소섬유필름을 겹쳐서 입체 형상의 코어(102)를 제작하는 제1단계와; 지그(200)의 내부에 상기 코어(102)를 안착시킨 상태에서 상기 코어(102)의 이면에 벌집 모양의 접착제를 도포하는 제2단계와; 제2성형장치(400)에서 상기 코어(102)의 표면과 이면에 각각 보호층(104)과 수지층(106)을 형성하는 제3단계;를 포함하며, 상기 제3단계는 제1하부금형(411)에 설치된 제1베드(412)에 상기 코어(102)를 안착시킨 상태에서 상기 제1하부금형(411)과 제1상부금형(421)을 결합하고, 상기 제1베드(412)와 상기 코어(102)의 이면 사이에 수지를 주입하여 상기 수지층(106)을 형성하는 제3-1단계와; 상기 제1하부금형(411)과 상기 제1상부금형(421)을 분리한 후, 이송실린더(413)가 상기 제1하부금형(411)을 제2상부금형(422)에 대응되는 위치로 이송하는 제3-2단계와; 상기 제1하부금형(411)을 상기 제2상부금형(422)에 결합한 상태에서 상기 제2상부금형(422)에 설치된 제2캐비티(424)와 상기 코어(102)의 표면 사이에 수지를 주입하여 상기 수지층(106)을 형성하는 제3-3단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 탄소섬유를 소재로 하여 고강도, 고탄성, 경량의 자동차용 내외장재를 생산할 수 있는 효과가 있다.
또한 사출성형에 사용되는 수지의 양을 줄여서 원가를 절감할 수 있으며, 벌집 모양의 립 구조를 생성함에 있어서 수지가 금형 내부로 원활하게 유입되도록 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 내외장재의 적층구조를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 내외장재의 상하 구조를 나타낸 사시도.
도 3은 제1실시예에 따른 내외장재의 내부 적층구조를 나타낸 단면도.
도 4는 탄소섬유 소재의 코어에 핫멜트 본드를 도포하는 지그의 구조를 나타낸 사시도.
도 5는 코어에 도포된 핫멜트의 모양을 나타낸 평면도.
도 6은 인서트 사출성형을 위한 제1성형장치의 구조를 나타낸 단면도.
도 7은 제1성형장치를 닫은 상태에서 보호층을 형성하는 공정을 나타낸 단면도.
도 8은 제1성형장치를 열어서 코어를 이동시키는 공정을 나타낸 단면도.
도 9는 제1성형장치를 닫은 상태에서 수지층을 형성하는 공정을 나타낸 단면도.
도 10은 벌집 모양 립 구조와 금형의 단면의 구조를 나타낸 단면도.
도 11은 제2실시예에 따른 내외장재의 내부 적층구조를 나타낸 단면도.
도 12는 인서트 사출성형을 위한 제2성형장치의 구조를 나타낸 단면도.
도 13은 제2성형장치를 닫은 상태에서 수지층을 형성하는 공정을 나타낸 단면도.
도 14는 제2성형장치를 열어서 코어를 이동시키는 공정을 나타낸 단면도.
도 15는 제2성형장치를 닫은 상태에서 보호층을 형성하는 공정을 나타낸 단면도.
이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 "탄소섬유를 이용한 자동차 내외장재 및 그 제조방법"(이하, '내외장재'라 함)를 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 내외장재의 상하 구조를 나타낸 사시도이다.
본 발명의 내외장재(100)는 자동차의 내부 인테리어나 외부 마감재로 사용되는 부품으로서, 다양한 형태와 크기로 만들어진다. 도 2에 도시된 형상은 본 발명의 내외장재(100)를 개념적으로 나타낸 것으로서, 이러한 형상에 제한되지 않는다.
내외장재(100)의 표면에는 투명 또는 반투명 수지로 층을 형성하여 내부 재료의 색깔이나 무늬가 외부로 드러나도록 해준다. 경우에 따라서는 불투명 수지에 색깔을 추가하는 방법으로 마감할 수도 있을 것이다.
외부로 드러나는 내외장재(100) 표면의 반대쪽(이면)에는 수지로 된 층이 형성되는데, 수지의 양을 줄여서 중량을 감소시키기 위해 빈 공간을 부분적으로 형성한다. 본 발명에서는 벌집 모양의 문양을 입체적으로 형성하여 이러한 목적을 달성한다.
그리고 도 3은 제1실시예에 따른 내외장재의 내부 적층구조를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 내외장재(100)는 모두 코어(102)를 중심으로 하여 코어(102)의 표면에는 보호층(104)이 형성되고, 이면에는 수지층(106)이 형성되도록 한다. 제1실시예에 따른 내외장재(100)는 보호층(104)과 수지층(106) 중에서 보호층(104)을 먼저 형성하는 경우를 의미한다.
코어(102)는 탄소섬유 강화 플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastic: CFRP)으로 제작한다.
탄소섬유는 무게가 철의 50%, 알루미늄의 80% 수준으로서 자동차의 경량화에 유리하다. 또한 강도가 철의 6배, 탄성률은 철의 3배로서, 정적 강도와 피로특성, 내마찰성, 내마모성 등이 뛰어나다. 기능적으로는 열팽창계수가 작기 때문에 치수 안정성이 뛰어나고, 전기전도성, 내식성, 진동감쇄성 등이 뛰어나다.
최근에 출시되는 고급 차량에는 탄소섬유를 사용한 소재가 많이 사용되고 있으며, 그 비율은 점차 늘어나고 있다.
본 발명에 사용되는 탄소섬유 강화 플라스틱 소재의 코어(102)는 굴곡강도 1960MTa 이상, 인장강도 50MPa 이상, 열변형 95℃ 이상인 탄소섬유로 구성된다. 코어(102)는 2-3겹으로 겹쳐진 탄소섬유필름을 입체적으로 성형하고, 최종 제품 형상에 맞게 레이저나 워터젯 등으로 트리밍하여 형상을 만든다. 여러 겹의 탄소섬유필름은 에폭시 및 복합소재 등을 이용하여 접착한다.
코어(102)의 바깥쪽 표면에는 투명 또는 반투명 소재의 보호층(104)이 형성되는데, 대략 1㎜ 전후의 두께로 만들어진다. 보호층(104)은 고휘도이면서 광투과율이 95% 이상인 PMMA(Polymethylmethacrylate), TPU(Thermoplastic Poly Urethane), PC(Polycarbonate), 세라믹(Ceramic) 중의 하나를 소재로 하여 형성된다.
코어(102)의 안쪽 이면에는 수지층(106)이 형성되는데, 대략 2㎜ 내지 3.5㎜ 정도의 두께로 만들어진다. 수지층(106)은 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene), PA66(Polyamide66), PBT(Poly Butyrene Terephthalate)와 같은 열가소성 수지 중의 하나의 재료로 하여 만들어진다.
본 발명에서는 수지층(106)의 재료 무게를 줄이기 위해서 벌집 모양의 구조물을 형성한다.
탄소섬유로 이루어진 코어(102)는 공기나 습기, 약품 등에 취약하기 때문에 성형이 완료된 상태에서는 외부로 노출되는 부분이 없도록 해야 한다. 이를 위해서 보호층(104)과 수지층(106)은 코어(102)의 가장자리를 완전히 밀폐하도록 설계된다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 코어(102)의 가장자리는 보호층(104)과 수지층(106)에 의해 둘러싸이도록 성형된다. 제1실시예에서는 수지층(106)보다 보호층(104)이 먼저 형성되는데, 보호층(104)의 끝부분 가장자리가 코어(102)의 끝부분 가장자리보다 D1의 길이만큼 더 길어지도록 한다. 즉, 보호층(104)의 면적이 코어(102)의 면적보다 더 커서 덮을 수 있을 정도가 된다. 그리고 수지층(106)을 코어(102)의 이면에 형성하면, 수지층(106)의 가장자리와 보호층(104)의 가장자리가 서로 접하게 되면서 코어(102)는 외부로 전혀 노출되지 않는다.
한편, 도 4는 탄소섬유 소재의 코어에 핫멜트 본드를 도포하는 지그의 구조를 나타낸 사시도이며, 도 5는 코어에 도포된 핫멜트의 모양을 나타낸 평면도이다.
코어(102)의 이면에는 벌집 모양의 수지층(106)을 형성하는데, 이를 위해서 벌집 모양으로 접착제를 도포하여 수지가 벌집 모양으로 부착되도록 한다.
접착제로는 90도 이상의 온도에서 견디는 핫멜트 본드를 사용한다. 접착제의 도포를 위해서 사용되는 지그(200)는 지지부(210)와 스탬프(220)로 이루어진다.
지지부(210)의 표면에는 내외장재(100)가 안착될 수 있도록 내외장재(100)의 형상과 동일한 형상의 안착홈(212)이 형성된다. 내외장재(100)는 표면이 안착홈(212)의 내부로 들어가고 이면이 외부로 나오도록 하는 방향으로 안착된다.
스탬프(220)의 표면에는 내외장재(100)의 표면에 밀착되도록 하기 위한 돌출부(222)가 형성되며, 돌출부(222)의 표면에는 벌집 모양의 돌기(224)가 형성된다. 돌출부(222)의 형상도 내외장재(100)의 형상과 동일하게 형성된다. 따라서 내외장재(100)는 안착홈(212)과 돌출부(222) 사이에 이격된 공간이 없이 끼워진다.
돌출부(222)는 벌집 모양의 립 구조가 양각 형성된 것으로서, 돌출부(222)에 접착제를 도포한 상태에서 내외장재(100)의 이면에 접촉시키면 벌집 모양으로 접착제가 묻게 된다. 본 발명에서는 육각형인 벌집 모양의 테두리 모양으로 양각된 돌출부(222)를 사용한다. 이로 인해서 내외장재(100)의 이면에 도포되는 접착제는 벌집의 테두리(A)와 같은 모양을 형성하며, 벌집의 내부(B)는 접착제가 없는 상태가 된다.
수지층(106)을 구성하는 열가소성 수지는 접착제가 도포된 모양과 같이 벌집의 테두리(A)으로 수지가 부착되므로 자연스럽게 벌집 모양의 립 구조가 형성될 수 있다. 수지층(106)에는 벌집의 테두리에 대응되는 립 구조(106a)와, 벌집의 내부에 대응되는 공동부(106b)가 형성된다.
한편, 도 6은 인서트 사출성형을 위한 제1성형장치의 구조를 나타낸 단면도이며, 도 7은 제1성형장치를 닫은 상태에서 보호층을 형성하는 공정을 나타낸 단면도, 도 8은 제1성형장치를 열어서 코어를 이동시키는 공정을 나타낸 단면도, 도 9는 제1성형장치를 닫은 상태에서 수지층을 형성하는 공정을 나타낸 단면도이다.
제1성형장치(300)는 보호층(104)을 먼저 성형한 후에 수지층(106)을 형성하는데 사용된다.
제1성형장치(300)는 제1하부성형장치(310)와 제1상부성형장치(320)로 구성된다.
제1하부성형장치(310)에는 제1하부금형(311)과 제2하부금형(312)이 설치되며, 제1상부성형장치(320)에는 제1상부금형(321)이 설치된다. 그리고 제1상부금형(321)의 내부에는 제1캐비티(322)가 설치된다. 제1상부금형(321)은 제1하부금형(311) 및 제2하부금형(312)과 순차적으로 결합되면서 사출성형이 이루어진다. 제1하부금형(311)에는 내외장재(100)가 안착되는 제1베드(313)가 설치되며, 제2하부금형(312)에는 제2베드(314)가 설치된다.
내외장재(100)의 인서트 사출을 위해서는 먼저 입체형상으로 만들어진 코어(102)를 제1베드(313)에 올려놓은 상태에서 제1하부금형(311)과 제1상부금형(321)을 결합시킨다.(도 7 참조) 제1베드(313)의 표면과 코어(102)의 이면은 이격된 공간이 없이 밀착된 상태가 되지만, 코어(102)의 표면과 제1캐비티(322)의 표면은 약간의 거리를 두고 이격되어 있다. 따라서 수집주입장치(도면 미도시)와 제1캐비티(322) 사이에 형성된 러너(324)를 통해 주입된 수지가 코어(102)의 표면을 덮으면서 일정한 두께의 보호층(104)을 형성한다.
보호층(104)의 형성이 끝나면 제1하부금형(311)과 제1상부금형(321)을 분리시키고, 이송실린더(323)를 이용하여 제1상부금형(321)을 제2하부금형(312) 방향으로 이동시킨다.(도 8 참조)
그리고 제2하부금형(312)과 제1상부금형(321)을 결합시킨 후, 수지주입장치와 제2베드(314) 사이에 형성된 러너(315)를 통해 수지를 주입한다.(도 9 참조) 제2베드(314)의 표면과 코어(102)의 이면 사이에는 일정한 공간이 형성되는데, 이 공간에 수지가 주입되면서 일정한 두께의 수지층(106)이 형성된다. 그리고 코어(102)의 이면에는 벌집 모양의 접착제가 도포되어 있는데, 접착제가 도포된 부분에만 수지가 강하게 부착되기 때문에 벌집 모양의 립 구조가 형상 구조를 강하게 하면서 후변형을 없앤다.
이와 같은 과정을 거쳐서 코어(102)를 중심으로 윗면에는 보호층(104)이, 밑면에는 수지층(106)이 형성된 내외장재(100)가 만들어진다.
도 10은 벌집 모양 립 구조와 금형의 단면의 구조를 나타낸 단면도이다.
제1베드(313)의 표면에는 벌집 모양의 립과 동일한 위치에 돌출부(314a)가 형성된다. 돌출부(314a)는 수지의 표면을 눌러서 립 구조(106a)의 상단부에 오목하게 홈이 생기도록 하는 역할을 한다.
립을 형성하는 사출물에서는 립이 생성되는 부분의 두께로 인해서 수지가 함몰(sink)되는 현상이 발생하며, 이로 인해서 코어(102)와 수지층(106)의 부착이 잘 되지 않는 문제가 있다. 이를 해소하기 위해서 립 구조(106a)의 두께를 줄이는 방법을 사용하는데, 돌출부(314a)에 의해 생기는 오목한 홈은 함몰 현상을 예방하면서 수지가 금형 내부에서 원활하게 흘러갈 수 있도록 해준다.
한편, 도 11은 제2실시예에 따른 내외장재의 내부 적층구조를 나타낸 단면도이다.
제2실시예에 따른 내외장재(100)는 수지층(106)을 먼저 형성한 후, 그 위에 보호층(104)을 형성한 것으로서, 코어(102)의 가장자리를 밀폐시키는 구조에서 약간의 차이가 있을 뿐, 나머지 소재나 구조는 모두 동일하다.
먼저 생성되는 수지층(106)의 가장자리는 코어(102)의 가장자리보다 아래쪽으로 D2의 길이만큼 더 내려온 상태에서 내외장재(100)의 표면 방향으로 절곡된다. 따라서 수지층(106)의 가장자리 절곡부와 코어(102)의 가장자리 사이에 약간의 틈이 생긴다. 이 상태에서 보호층(104)을 성형하면, 수지층(106)과 코어(102)의 가장자리 사이의 틈 내부로 수지가 주입되면서 코어(102)가 외부로부터 밀폐된다.
이러한 구조의 내외장재(100)를 제작하기 위한 공정을 설명한다.
도 12는 인서트 사출성형을 위한 제2성형장치의 구조를 나타낸 단면도이며, 도 13은 제2성형장치를 닫은 상태에서 수지층을 형성하는 공정을 나타낸 단면도, 도 14는 제2성형장치를 열어서 코어를 이동시키는 공정을 나타낸 단면도, 도 15는 제2성형장치를 닫은 상태에서 보호층을 형성하는 공정을 나타낸 단면도이다.
제2성형장치(400)는 수지층(106)을 먼저 성형한 후에 보호층(104)을 형성하는데 사용된다. 제2성형장치(400)는 제2하부성형장치(410)와 제2상부성형장치(420)로 구성된다.
제2하부성형장치(410)에는 제1하부금형(411)이 설치되며, 제2상부성형장치(420)에는 제1상부금형(421)과 제2상부금형(422)이 설치된다. 그리고 제1상부금형(421)의 내부에는 제1캐비티(423)가 설치되며, 제2상부금형(422)의 내부에는 제2캐비티(424)가 설치된다. 제1상부금형(421)과 제2상부금형(422)은 제1하부금형(411)과 순차적으로 결합되면서 사출성형이 이루어진다. 제1하부금형(411)에는 내외장재(100)가 안착되는 제1베드(412)가 설치된다.
내외장재(100)의 인서트 사출을 위해서는 먼저 입체형상으로 만들어진 코어(102)를 제1베드(412)에 올려놓은 상태에서 제1하부금형(411)과 제1상부금형(421)을 결합시킨다.(도 13 참조) 제1베드(412)의 표면과 코어(102)의 이면은 약간의 거리를 두고 이격되어 있다. 따라서 수집주입장치와 제1베드(412) 사이에 형성된 러너(414)를 통해 주입된 수지가 코어(102)의 이면을 덮으면서 일정한 두께의 수지층(106)을 형성한다.
그리고 코어(102)의 이면에는 벌집 모양의 접착제가 도포되어 있는데, 접착제가 도포된 부분에 수지가 더 강하게 부착되기 때문에 벌집 모양의 립 구조가 형성된다.
수지층(106)의 형성이 끝나면 제1하부금형(411)과 제1상부금형(421)을 분리시키고, 이송실린더(413)를 이용하여 제1하부금형(411)을 제2상부금형(422) 방향으로 이동시킨다.(도 14 참조)
그리고 제1하부금형(411)과 제2상부금형(422)을 결합시킨 후, 수지주입장치와 제2캐비티(424) 사이에 형성된 러너(425)를 통해 수지를 주입한다.(도 15 참조) 제2캐비티(424)의 표면과 코어(102)의 표면 사이에는 일정한 공간이 형성되는데, 이 공간에 수지가 주입되면서 일정한 두께의 보호층(104)이 형성된다.
이와 같은 과정을 거쳐서 코어(102)를 중심으로 윗면에는 보호층(104)이, 밑면에는 수지층(106)이 형성된 내외장재(100)가 만들어진다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 내외장재 102 : 코어
104 : 보호층 106 : 수지층
200 : 지그 210 : 지지부
212 : 안착홈 220 : 스탬프
222 : 돌출부 224 : 돌기
300 : 제1성형장치 310 : 제1하부성형장치
311 : 제1하부금형 312 : 제2하부금형
313 : 제1베드 314 : 제2베드
315, 324, 414, 425 : 러너 320 : 제1상부성형장치
321 : 제1상부금형 322 : 제1캐비티
323, 413 : 이송실린더 400 : 제2성형장치
410 : 제2하부성형장치 411 : 제1하부금형
412 : 제1베드 420 : 제2상부성형장치
421 : 제1상부금형 422 : 제2상부금형
423 : 제1캐비티 424 : 제2캐비티

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 자동차 내외장재의 제조방법으로서,
    복수의 탄소섬유필름을 겹쳐서 입체 형상의 코어(102)를 제작하는 제1단계와;
    지그(200)의 내부에 상기 코어(102)를 안착시킨 상태에서 상기 코어(102)의 이면에 벌집 모양의 접착제를 도포하는 제2단계와;
    제1성형장치(300)에서 상기 코어(102)의 표면과 이면에 각각 보호층(104)과 수지층(106)을 형성하는 제3단계;를 포함하며,
    상기 제3단계는
    제1하부금형(311)에 설치된 제1베드(313)에 상기 코어(102)를 안착시킨 상태에서 상기 제1하부금형(311)과 제1상부금형(321)을 결합하고, 상기 제1상부금형(321)에 설치된 제1캐비티(322)에 수지를 주입하여 상기 보호층(104)을 형성하는 제3-1단계와;
    상기 제1하부금형(311)과 상기 제1상부금형(321)을 분리한 후, 이송실린더(323)가 상기 제1상부금형(321)을 제2하부금형(312)에 대응되는 위치로 이송하는 제3-2단계와;
    상기 제1상부금형(321)을 상기 제2하부금형(312)에 결합한 상태에서 상기 제2하부금형(312)에 설치된 제2베드(314)와 상기 코어(102)의 이면 사이에 수지를 주입하여 벌집 모양의 립 구조로 상기 수지층(106)을 형성하는 제3-3단계;로 이루어지며,
    상기 보호층(104)은 광투과율이 95% 이상인 PC(Polycarbonate) 소재로 만들어지며,
    상기 수지층(106)은 열가소성 수지인 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 소재로 만들어지며,
    상기 제3-1단계에서 상기 보호층(104)의 끝부분 가장자리는 상기 코어(102)의 끝부분 가장자리보다 D1의 길이만큼 더 길어지도록 하며, 상기 수지층(106)의 가장자리는 상기 보호층(104)의 가장자리와 접하면서 상기 코어(102)가 외부와 차단되는 것을 특징으로 하는, 탄소섬유를 이용한 자동차 내외장재의 제조방법.
  4. 자동차 내외장재의 제조방법으로서,
    복수의 탄소섬유필름을 겹쳐서 입체 형상의 코어(102)를 제작하는 제1단계와;
    지그(200)의 내부에 상기 코어(102)를 안착시킨 상태에서 상기 코어(102)의 이면에 벌집 모양의 접착제를 도포하는 제2단계와;
    제2성형장치(400)에서 상기 코어(102)의 표면과 이면에 각각 보호층(104)과 수지층(106)을 형성하는 제3단계;를 포함하며,
    상기 제3단계는
    제1하부금형(411)에 설치된 제1베드(412)에 상기 코어(102)를 안착시킨 상태에서 상기 제1하부금형(411)과 제1상부금형(421)을 결합하고, 상기 제1베드(412)와 상기 코어(102)의 이면 사이에 수지를 주입하여 벌집 모양의 립 구조로 상기 수지층(106)을 형성하는 제3-1단계와;
    상기 제1하부금형(411)과 상기 제1상부금형(421)을 분리한 후, 이송실린더(413)가 상기 제1하부금형(411)을 제2상부금형(422)에 대응되는 위치로 이송하는 제3-2단계와;
    상기 제1하부금형(411)을 상기 제2상부금형(422)에 결합한 상태에서 상기 제2상부금형(422)에 설치된 제2캐비티(424)와 상기 코어(102)의 표면 사이에 수지를 주입하여 상기 보호층(104)을 형성하는 제3-3단계;로 이루어지며,
    상기 보호층(104)은 광투과율이 95% 이상인 PC(Polycarbonate) 소재로 만들어지며,
    상기 수지층(106)은 열가소성 수지인 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 소재로 만들어지며,
    상기 제3-1단계에서 상기 수지층(106)의 끝부분 가장자리는 상기 코어(102)의 끝부분 가장자리보다 D2의 길이만큼 더 길어지도록 하며, 상기 보호층(104)의 가장자리는 상기 수지층(106)의 가장자리와 접하면서 상기 코어(102)가 외부와 차단되는 것을 특징으로 하는, 탄소섬유를 이용한 자동차 내외장재의 제조방법.
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