KR101826615B1 - Img 진공성형용 자동차 내장재 성형쉘 제작방법 및 그 제작방법을 통해 제작된 자동차 내장재 - Google Patents

Img 진공성형용 자동차 내장재 성형쉘 제작방법 및 그 제작방법을 통해 제작된 자동차 내장재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 내장재의 외형틀로 쓰이는 성형틀을 전착방식이 아닌 세라믹을 이용한 적층접합방식을 통해 제조함으로써, 시간 및 제작비용을 현저하게 줄여 생산의 효율성을 증가시킬 수 있다는 장점이 있다.

Description

IMG 진공성형용 자동차 내장재 성형쉘 제작방법 및 그 제작방법을 통해 제작된 자동차 내장재{IMG vacuum-molded automotive interior materials forming a shell for manufacturing method }
본 발명은 IMG 진공성형용 자동차 내장재 성형쉘 제작방법에 관한 것으로서, 자동차(10)의 대쉬보드 또는 도어트림 중 어느 하나의 표면에 소정의 무늬(210)가 포함된 자동차 내장재(11)를 성형하기 위한 IMG 진공성형용 자동차 내장재 성형쉘(400)의 제작방법에 있어서, 에폭시수지로 이루어진 베이스시트(100)를 소정형상으로 성형하는 제1 모델성형단계(S1);와, 음각을 통해 그 표면에 소정의 상기 무늬(210)가 형성되는 무늬시트(200)가 상기 베이스시트(100) 상부에 결합되어 모델성형부(M)가 형성되는 제2 모델성형단계(S2);와, 접착제(302)에 의해 부착된 세라믹(301) 입자로 이루어진 세라믹시트(300)가 상기 모델성형부(M) 상부에 래핑(Wrapping)되어 상기 세라믹시트(300)의 하면에 상기 무늬(210)가 반전되어 반전무늬(303)가 형성되는 래핑단계(S3);와, 상기 모델성형부(M) 상부에 래핑(Wrapping)된 상기 세라믹시트(300)를 150℃∼200℃로 열경화하는 제1 경화단계(S4);와, 상기 제1 경화단계(S4) 후 상기 모델성형부(M) 상부에 래핑(Wrapping)된 상기 세라믹시트(300)를 350℃로 열경화하는 제2 경화단계(S6);와, 상기 제2 경화단계(S6)를 마친 상기 세라믹시트(300)가 상기 모델성형부(M)로부터 탈형되어 성형쉘(400)이 형성되는 성형쉘완성단계(S7);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 IMG 진공성형용 자동차 내장재 성형쉘 제작방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 대쉬보드, 도어트림, 시트 등의 자동차 내장재는 폴리계열의 재료를 성형하여 자동차 내부에 설치된다.
이러한 자동차 내장재는 운전자나 동승자에게 고급스러운 자동차 실내 분위기를 연출하기 위하여 표면에 우드패턴, 동물무늬패턴 등의 무늬가 불규칙하거나 일정하게 형성되어 제작되고 있다.
한편, 표면에 다양한 무늬가 형성된 자동차 내장재는 사출성형, 진공성형 및 감싸기 작업 등의 공정을 거쳐 원하는 형상으로 제작되고 있으며, 그 중 성형틀이 부착된 상태에서 원자재를 진공흡착한 후 성형틀에 형성된 엠보를 전사시켜 원자재를 자동차 내장재 형상으로 성형하는 동시에 원자재 표면에 엠보가 성형되는 IMG(In Mold Grainning) 진공성형방법을 통해 자동차 내장재가 제작되고 있는 추세이다.
이와같은 종래의 IMG 진공성형방법은 전주작업을 통해 니켈 도금된 제조틀(40)을 도 2에 나타낸 것과 같이, 진공성형기(30)의 상부성형장비(31) 하부에 부착한 상태에서 60℃∼80℃의 냉각수가 흐르는 냉각파이프(33)을 통해 제조틀(40)를 계속 냉각시킨다.
이후, 원자재(50)를 상, 하부성형장비(31, 35) 사이에 위치시킨 상태에서 상부성형장비(31)를 하강시키면 원자재(50)가 제조틀(40)의 형상과 동일하게 성형되고, 이때, 원자재(50)가 제조틀(40)에 밀착되도록 공기층부(34)를 거쳐 진공부(32)를 통해 공기의 흡입이 이루어진다.
이러듯 전주작업, 진공흡입을 통한 자동차 내장재의 제작방법은 다양하게 실시되고 있으며, 그 중 하기 특허문헌 1의 “자동차 내장재용 전주 성형모델의 가공방법(대한민국 공개특허공보 제10-2015-0115161호)”가 게시되어 있다.
상기 특허문헌 1의 “자동차 내장재용 전주 성형모델의 가공방법”은 전해조(電解槽)에 넣고 전류를 흘려 전착(電着)된 마스터 모델의 표면에 부착한 니켈금속을 떼어낸 성형모델을 몰드베이스에 장착함에 있어서, 마스터 모델(10)에 마스터 포인트(M)를 설정하고, 상기 마스터 포인트(M)를 기준으로 마스터 모델(10)의 모서리4군데에 마스터 홀(A)을 설정하며, 상기 모서리 4군데의 마스터 홀(A)의 사이의 중간에 마스터 홀(B)을 설정한 후, 상기 설정된 미스터 홀(A,B)들에 플러그를 장착하여, 상기 전해조에서 마스터 모델의 표면에 마스터 홀(A,B)들이 형성된 성형모델(20)이 추출될 수 있도록 되어 대쉬보드, 도어내장커버 등의 마스터모델에 마스터포인트를 [0016] 기준으로 사방의 모서리와, 모서리의 중간에 마스터홀들을 형성하여, 니켈 금속의 이온을 함유한 용액에서 석출된 니켈 금속이온이 마스터모델의 표면에 점착된 성형모델을 추출하여서, 프레스의 몰드베이스에 상기 성형모델에 형성된 마스터홀들을 기준선에 셋팅한 후, 상기 기준선을 기준으로 몰드베이스에 대하여 성형모델의 좌,우로 정확하게 맞추고 높낮이에 따라 수평을 정확하게 맞추어, 성형모델의 표면을 가공할 수 있도록 함으로써, 성형모델의 두께를 일정하게 맞출 수 있다는 장점이 있었다.
그러나, 상기 특허문헌 1의 “자동차 내장재용 전주 성형모델의 가공방법”은 성형모델을 전해조(電解槽)에 넣고 전류를 흘려 니켈금속이 전착(電着)되어 성형됨으로써, 성형모델의 제작기간이 상당히 길어 시간과 제작비용이 많이 소요되어 생산의 효율성이 떨어진다는 문제점이 있었다.
특허문헌 1: 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0115161호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 자동차 내장재의 외형틀로 쓰이는 성형틀을 전착방식이 아닌 세라믹을 이용한 적층접합방식을 통해 제조함으로써, 시간 및 제작비용을 현저하게 줄여 생산의 효율성을 증가시키는 IMG 진공성형용 자동차 내장재 성형쉘 제작방법을 제공하는 것이다.
또한, 성형틀 표면의 무늬가 조밀한 세라믹입자를 통해 성형되어 빛의 반사율이 저하되어 무광의 효과를 제공함으로써, 운전자 또는 동승자에게 고급스러운 심미감을 줄 수 있는 IMG 진공성형용 자동차 내장재 성형쉘 제작방법을 통해 제작되는 자동차 내장재를 제공하는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 IMG 진공성형용 자동차 내장재 성형쉘 제작방법는, 자동차(10)의 대쉬보드 또는 도어트림 중 어느 하나의 표면에 소정의 무늬(210)가 포함된 자동차 내장재(11)를 성형하기 위한 IMG 진공성형용 자동차 내장재 성형쉘(400)의 제작방법에 있어서, 에폭시수지로 이루어진 베이스시트(100)를 소정형상으로 성형하는 제1 모델성형단계(S1);와, 음각을 통해 그 표면에 소정의 상기 무늬(210)가 형성되는 무늬시트(200)가 상기 베이스시트(100) 상부에 결합되어 모델성형부(M)가 형성되는 제2 모델성형단계(S2);와, 접착제(302)에 의해 부착된 세라믹(301) 입자로 이루어진 세라믹시트(300)가 상기 모델성형부(M) 상부에 래핑(Wrapping)되어 상기 세라믹시트(300)의 하면에 상기 무늬(210)가 반전되어 반전무늬(303)가 형성되는 래핑단계(S3);와, 상기 모델성형부(M) 상부에 래핑(Wrapping)된 상기 세라믹시트(300)를 150℃∼200℃로 열경화하는 제1 경화단계(S4);와, 상기 제1 경화단계(S4) 후 상기 모델성형부(M) 상부에 래핑(Wrapping)된 상기 세라믹시트(300)를 350℃로 열경화하는 제2 경화단계(S6);와, 상기 제2 경화단계(S6)를 마친 상기 세라믹시트(300)가 상기 모델성형부(M)로부터 탈형되어 성형쉘(400)이 형성되는 성형쉘완성단계(S7);로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 세라믹(301)은 알루미나 또는 탄화규소 중 어느 하나의 소재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 경화단계(S4)을 거친 후 상기 세라믹시트(300) 내부에 공기를 통한 통기성(Porous)이 확보되도록 다수개의 통기공(310)을 타공형성하는 통기공타공단계(S5-1)가 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 무늬시트(200)에 형성된 상기 무늬(210)의 깊이(h)는 150㎛로 형성되고, 상기 세라믹(301) 입자 크기(d)는 10㎛로 형성되는 것을 특징으로 한다.
이상, 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 자동차 내장재의 외형틀로 쓰이는 성형틀을 전착방식이 아닌 세라믹을 이용한 적층접합방식을 통해 제조함으로써, 시간 및 제작비용을 현저하게 줄여 생산의 효율성을 증가시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 성형틀 표면의 무늬가 조밀한 세라믹입자를 통해 성형되어 빛의 반사율이 저하되어 무광의 효과를 제공함으로써, 운전자 또는 동승자에게 고급스러운 심미감을 줄 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 자동차 내장재에 형성된 무늬의 모습을 보인 개략도
도 2는 IMG진공성형방법을 통해 원자재를 무늬가 포함된 자동차 내장재로 성형하는 모습을 보인 모식도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 IMG 진공성형용 자동차 내장재 성형쉘 제작방법의 순서를 보인 순서도
도 4 내지 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 IMG 진공성형용 자동차 내장재 성형쉘 제작방법의 과정을 보인 실시예도
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 IMG 진공성형용 자동차 내장재 성형쉘의 모습을 보인 단면도
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 IMG 진공성형용 자동차 내장재 성형쉘 제작방법을 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 IMG 진공성형용 자동차 내장재 성형쉘 제작방법은 도 3에 나타낸 것과 같이 크게 제1 모델성형단계(S1), 제2 모델성형단계(S2), 래핑단계(S3), 제1 경화단계(S4), 제2 경화단계(S6) 및 성형쉘완성단계(S7)로 구성된다.
한편, 설명에 앞서 본 발명은 기존 IMG 진공성형방식을 통해 제작되는 자동차 내장재의 제작공정 중 니켈 도금을 이용한 전주작업으로 성형되는 자동차 내장재 형상용 피삭재의 성형방법에 대응한다는 것에 유의하여야 한다.
먼저, 제1 모델성형단계(S1)에 대하여 설명한다. 상기 제1 모델성형단계(S1)는 상기 자동차 내장재(11)의 외관형상을 본뜨기 위한 일종의 외형틀로서, 에폭시수지로 이루어진 베이스시트(100)를 상기 자동차 내장재(11)의 외관형상으로 성형하는 단계이다.
이때, 상기 베이스시트(100)는 상기 자동차 내장재(11)의 외관형상을 보다 정확하게 성형하기 위해 플라스틱재질의 가이드틀(G)에 거치되어 성형되는 것이 가능하다.
한편, 상기 베이스시트(100)는 재질이 에폭시수지로 이루어져 신축성이 확보됨으로써, 상기 자동차 내장재(11)의 절곡부분을 표현하는 경우, 상기 베이스시트(100)의 단면파손을 방지하여 신뢰성 높은 상기 자동차 내장재(11)의 외관형상을 구현할 수 있게 해 준다.
다음으로 제2 모델성형단계(S2)에 대하여 설명한다. 상기 제2 모델성형단계(S2)는 상기 자동차 내장재(11)의 표면에 다양한 무늬(210)가 표현되도록 음각을 통해 그 표면에 소정의 상기 무늬(210)가 형성되는 무늬시트(200)가 상기 베이스시트(100) 상부에 결합되어 모델성형부(M)가 형성되는 단계이다.
이때, 상기 베이스시트(100)와 무늬시트(200)는 알콜계열의 물질로 접착되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 무늬시트(200)는 가죽, 폴리계열 및 섬유 재질로 형성되는 것이 가능하다.
한편, 상기 무늬시트(200)에 형성된 상기 무늬(210)의 깊이(h)는 150㎛로 형성됨으로써, 후술할 반전무늬(303) 표면에 후술할 세라믹(301) 입자를 통해 형성되는 굴곡형상이 형성되는 것을 가능하게 하여 상기 자동차 내장재(11)의 표면에 거친 심미감을 줄 뿐만 아니라 빛의 반사율을 저하시켜 무광효과를 제공하는 것을 가능하게 하여, 무광효과를 통한 고급스러운 심미감을 운전자 또는 동승자에게 제공하는 것을 가능하게 한다.
다음으로 래핑단계(S3)에 대하여 설명한다. 상기 래핑단계(S3)는 페놀수지계의 접착제(302)에 의해 부착된 세라믹(301) 입자로 이루어진 세라믹시트(300)가 상기 모델성형부(M) 상부에 래핑(Wrapping)되어 상기 세라믹시트(300)의 하면에 상기 무늬(210)가 반전되어 반전무늬(303)가 형성되는 단계이다.
이때, 상기 세라믹(301)과 접착제(302)간에는 미세한 공극이 존재하도록 함으로써, 원자재(50)를 상, 하부성형장비(31, 35) 사이에 위치시킨 상태에서 상기 상부성형장비(31)를 하강시켜 상기 원자재(50)가 상기 상부성형장비(31) 하부에 결합된 본 발명에 의해 제작된 후술할 성형틀(400)에 면접촉되는 경우, 진공부(32)의 공기흡입에 의해 상기 성형틀(400)과 접촉된 원자재(50)의 흡착률을 상승시키는 것을 가능하게 하여 더욱 긴밀한 접촉상태를 유지할 수 있게 해 준다.
한편, 상기 세라믹(301)은 알루미나 또는 탄화규소 중 어느 하나의 소재로 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 세라믹시트(300)의 두께(H)는 1㎜로 형성되는 것이 좋다.
한편, 상기 세라믹시트(300)는 보통 3㎜∼5㎜로 형성하는 것이 내구성, 전도성 및 강성이 확보되기 때문에 상기 세라믹시트(300)을 3회에서 5회정도 적층하는 것이 바람직하다.
이때, 각각의 상기 세라믹시트(300) 사이는 페놀수지계열의 물질을 도포하여 접착하는 것이 좋다.
한편, 상기 세라믹(301) 입자 크기(d)는 상기 무늬(210)의 깊이보다 작은 10㎛로 형성함으로써, 상기 반전무늬(303) 표면에 상기 세라믹(301) 입자를 통한 굴곡현상이 생기는 것을 가능하게 한다.
다음으로, 제1 경화단계(S4)에 대하여 설명한다. 상기 제1 경화단계(S4)는 상기 모델성형부(M) 상부에 래핑(Wrapping)된 상기 세라믹시트(300)를 150℃로 열경화하여 상기 세라믹시트(300)의 내구성 및 강성을 생성하는 단계이다.
한편, 상기 제1 경화단계(S4)를 마친 상기 세라믹시트(300)는 사람의 육안을 통해 상기 세라믹시트(300)의 외관을 검사하는 외관검사단계(S5-1`)가 이루어지는 것이 가능하다.
또한, 상기 외관검사단계(S5-1`)의 전, 후로 상기 세라믹시트(300) 내부에 공극의 크기가 적을 경우를 대비하여 상기 세라믹시트(300) 내부에 공기를 통한 통기성(Porous)이 확보되도록 다수개의 통기공(310)을 타공형성하는 통기공타공단계(S5-1)가 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 통기공(310)의 형성으로 인하여, 상기 원자재(50)가 상기 상부성형장비(31) 하부에 결합된 본 발명에 의해 제작된 후술할 성형틀(400)에 면접촉되는 경우, 진공부(32)의 공기흡입에 의해 상기 성형틀(400)과 접촉된 원자재(50)의 흡착률을 더욱 상승시키는 것을 가능하게 하여 보다 긴밀한 접촉상태를 유지할 수 있게 해 준다.
다음으로, 제2 경화단계(S6)에 대하여 설명한다. 상기 제2 경화단계(S6)는 상기 제1 경화단계(S4) 후 상기 모델성형부(M) 상부에 래핑(Wrapping)된 상기 세라믹시트(300)를 350℃로 열경화하여 상기 세라믹시트(300)의 내구성 및 강성을 높이는 단계이다.
다음으로, 성형쉘완성단계(S7)에 대하여 설명한다. 상기 성형쉘완성단계(S7)는 상기 제2 경화단계(D6)까지 공정을 마친 상기 세라믹시트(300)가 상기 모델성형부()로부터 탈형되어 성형쉘(400)이 완성되는 단계로서, 상시 성형쉘(400)을 사용하여 상기 자동차 내장재(11)의 외관형상 및 표면의 무늬(210)을 성형할 수 있게 해 준다.
이와 같은 공정단계를 통하여 제작된 상기 성형쉘(400)은 기존 전착방식이 아닌 상기 세라믹(30)을 이용한 시트적층방식을 통해 제조함으로써, 기존 70일 정도의 제작시간을 요구하던 니켈도금에 의해 제조된 제조틀(40)보다 제작시간을 최대 80%까지 줄여 시간절약 및 비용절감이 되어 생산의 효율성이 대단히 증가되는 효과를 제공한다.
도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 자동차 11: 자동차 내장재
100: 베이스시트 200: 무늬시트
210: 무늬
300: 세라믹시트
301: 세라믹 입자 302: 접착제
310: 통기공
400: 성형쉘
G: 가이드패널 M: 모델성형부

Claims (5)

  1. 자동차(10)의 대쉬보드 또는 도어트림 중 어느 하나의 표면에 소정의 무늬(210)가 포함된 자동차 내장재(11)를 성형하기 위한 IMG 진공성형용 자동차 내장재 성형쉘(400)의 제작방법에 있어서,
    에폭시수지로 이루어진 베이스시트(100)를 소정형상으로 성형하는 제1 모델성형단계(S1);
    음각을 통해 그 표면에 소정의 상기 무늬(210)가 형성되는 무늬시트(200)가 상기 베이스시트(100) 상부에 결합되어 모델성형부(M)가 형성되는 제2 모델성형단계(S2);
    접착제(302)에 의해 부착된 세라믹(301) 입자로 이루어진 세라믹시트(300)가 상기 모델성형부(M) 상부에 래핑(Wrapping)되어 상기 세라믹시트(300)의 하면에 상기 무늬(210)가 반전되어 반전무늬(303)가 형성되는 래핑단계(S3);
    상기 모델성형부(M) 상부에 래핑(Wrapping)된 상기 세라믹시트(300)를 150℃∼200℃로 열경화하는 제1 경화단계(S4);
    상기 제1 경화단계(S4) 후 상기 모델성형부(M) 상부에 래핑(Wrapping)된 상기 세라믹시트(300)를 350℃로 열경화하는 제2 경화단계(S6);
    상기 제2 경화단계(S6)를 마친 상기 세라믹시트(300)가 상기 모델성형부(M)로부터 탈형되어 성형쉘(400)이 형성되는 성형쉘완성단계(S7);로 이루어지되,
    상기 제1 경화단계(S4)을 거친 후 상기 세라믹시트(300) 내부에 공기를 통한 통기성(Porous)이 확보되도록 다수개의 통기공(310)을 타공형성하는 통기공타공단계(S5-1)가 이루어지는 것을 특징으로 하는 IMG 진공성형용 자동차 내장재 성형쉘 제작방법
  2. 청구항 제1항에 있어서,
    상기 세라믹(301)은 알루미나 또는 탄화규소 중 어느 하나의 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 IMG 진공성형용 자동차 내장재 성형쉘 제작방법
  3. 삭제
  4. 청구항 제1항에 있어서,
    상기 무늬시트(200)에 형성된 상기 무늬(210)의 깊이(h)는 150㎛로 형성되고,
    상기 세라믹(301) 입자 크기(d)는 10㎛로 형성되는 것을 특징으로 하는 IMG 진공성형용 자동차 내장재 성형쉘 제작방법
  5. 청구항 제1항, 제2항 또는 제4항 중 어느 한 항을 통하여 제작되는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재(11)


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* Cited by examiner, † Cited by third party
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