KR101898990B1

KR101898990B1 - 차량용 도어 이너 패널의 제조방법

Info

Publication number: KR101898990B1
Application number: KR1020160047914A
Authority: KR
Inventors: 곽성복
Original assignee: 덕양산업 주식회사
Priority date: 2016-04-20
Filing date: 2016-04-20
Publication date: 2018-09-18
Also published as: KR20170120220A

Abstract

차량용 도어 이너 패널의 제조방법이 개시된다. 본 발명의 차량용 도어 이너 패널의 제조방법은, 고분자 복합소재로 이루어진 인서트성형물을 제조하는 제조단계; 인서트성형물을 가열하는 예열단계; 인서트성형물을 사출금형에 준비시키는 준비단계; 사출금형에 수지조성물을 주입하여 일체화된 복합물을 만드는 성형단계; 및 복합물을 사출금형에서 추출하는 추출단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 종래 금속소재 이너 패널의 한계인 경량화 문제를 해결하면서 동시에 충분한 강도를 만족시키며, 품질과 생산성이 향상되도록 이루어지는 차량용 도어 이너 패널의 제조방법을 제공할 수 있게 된다.

Description

차량용 도어 이너 패널의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF VEHICLE DOOR INNER PANEL}

본 발명은 차량용 도어 이너 패널의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 종래 금속소재 이너 패널의 한계인 경량화 문제를 해결하면서 동시에 충분한 강도를 만족시키며, 품질과 생산성이 향상되도록 이루어지는 차량용 도어 이너 패널의 제조방법에 관한 것이다.

자동차 도어는 방한, 방수, 방음 등과 같이 외부에서 발생하는 환경변화를 자동차 실내에 유입되는 것을 방지함과 동시에 측면충돌로부터 충격을 흡수하여 탑승자를 보호하는 역할을 한다.

이러한 자동차 도어는 전체 구조물이 일체형으로 구성되어 있는 모노코크(monocoque) 차체에서 대표적인 가동부 품(moving part)으로서 별도의 단일 모듈로 제작이 가능하다.

따라서 소재의 다양성, 디자인 변경의 용이성, 신공법의 적용 등이 가능하기 때문에 안전성 향상기술, 경량화 기술 등이 우선적으로 적용되는 대표적인 자동차 차체의 핵심모듈이다.

그러나 자동차의 도어는 탑승자를 보호하는 역할을 하기 때문에 충분한 강도를 만족해야 한다. 따라서 현재까지 바깥쪽의 아웃 패널(out panel)은 물론이고 안쪽의 이너 패널(inner panel)은 대부분 연강(mild steel)을 주원료로 한 금속사출품을 조립한 형태로 제작되고 있으며, 금속소재라는 재료적 한계에 의해 경량화의 진척이 제한되어 있다.

한편, 도어모듈을 구성하는 여러 가지 부품 중에서 도어 이너 패널은 승용차량의 도어에 장착되어 측면충돌 사고에서 탑승객의 안전을 보장하는 역할을 하기 때문에 고강성과 높은 충격 에너지를 흡수할 수 있는 능력을 요구하는 안전부품이다.

이러한 도어 이너 패널에 대한 기계적 성질을 만족하기 위하여 전통적으로 다양한 열처리를 수반한 철강소재를 적용하였으나 차체의 중량을 증가시키고 낮은 연성 한계온도에 대한 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, 종래 금속소재 이너 패널의 한계인 경량화 문제를 해결하면서 동시에 충분한 강도를 만족시키며, 품질과 생산성이 향상되도록 이루어지는 차량용 도어 이너 패널의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 고분자 복합소재로 이루어진 인서트성형물을 제조하는 제조단계; 상기 인서트성형물을 가열하는 예열단계; 상기 인서트성형물을 사출금형에 준비시키는 준비단계; 상기 사출금형에 수지조성물을 주입하여 일체화된 복합물을 만드는 성형단계; 및 상기 복합물을 상기 사출금형에서 추출하는 추출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 이너 패널의 제조방법에 의하여 달성된다.

상기 인서트성형물은 나일론 수지에 강화섬유를 일 방향으로 함침한 UD 테이프(Uni-directional Tape)로 이루어지고, 상기 제조단계에서, 상기 UD 테이프를 파이프의 외주면에 감아 상기 파이프의 반경방향으로 적층시킨 후 상기 파이프로부터 분리하되, 상기 파이프는 중심축을 중심으로 회전하고, 상기 UD 테이프는 상기 파이프의 중심축과 평행한 방향으로 왕복이동하며 상기 파이프의 외주면에 적층되어 강화섬유의 그물망 구조를 형성하도록 이루어질 수 있다.

상기 성형단계에서, 상기 수지조성물은 상기 인서트성형물의 둘레를 감싼 형태로 일체로 사출성형되고, 사출성형시 상기 수지조성물로부터 전달되는 열에너지에 의해 적층된 상기 UD 테이프가 서로 합착되도록 이루어질 수 있다.

상기 제조단계에서, 상기 UD 테이프는 상기 파이프의 중심축과 55도 이내의 각도로 감기도록 왕복이동하고, 상기 강화섬유의 그물망 구조는 상기 파이프의 중심축과 55도 이내의 각도를 형성하도록 이루어질 수 있다.

상기 제조단계에서, 상기 인서트성형물은 나일론 수지에 유리 섬유 또는 탄소 섬유를 함침한 사출물로 제조되도록 이루어질 수 있다.

상기 제조단계에서, 상기 인서트성형물은 나일론 수지에 유리 섬유 또는 탄소 섬유가 3차원 구조로 짜인 3차원 프리폼을 함침한 3차원 복합재료로 제조되도록 이루어질 수 있다.

상기 성형단계는, 상기 사출금형에 수지와 발포제가 혼합된 수지조성물을 주입하는 주입단계; 상기 사출금형의 상형을 하형으로부터 후퇴시키는 금형후퇴단계; 및 상기 상형에 순차적 압력을 가하여 상기 복합물의 응집성을 증가시키는 다단프레스단계를 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명에 의하면, 고분자 복합소재로 제작된 인서트 성형물을 사출금형에 삽입한 후 수지조성물을 주입하여 이너 패널을 일체로 사출성형함으로써, 종래 금속소재 이너 패널의 한계인 경량화 문제를 해결하면서 동시에 충분한 강도를 만족시키며, 품질과 생산성이 향상되도록 이루어지는 차량용 도어 이너 패널의 제조방법을 제공할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 차량용 도어 이너 패널의 제조방법을 나타내는 순서도.
도 2는 도 1의 차량용 도어 이너 패널의 제조방법에 의해 제작된 도어 이너 패널을 나타내는 도면.
도 3 내지 도 5는 도 2의 도어 이너 패널의 인서트 성형물을 나타내는 도면.
도 6은 도 1의 차량용 도어 이너 패널의 제조방법의 제조단계를 나타내는 도면.
도 7은 도 2의 도어 이너 패널의 인서트 성형물을 나타내는 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

본 직무발명은 경제협력1과제(R0003918) 개발 내용을 특허출원하는 것이다.

본 발명의 차량용 도어 이너 패널의 제조방법은, 종래 금속소재 이너 패널의 한계인 경량화 문제를 해결하면서 동시에 충분한 강도를 만족시키며, 품질과 생산성이 향상되도록 이루어진다.

도 1은 본 발명의 차량용 도어 이너 패널의 제조방법을 나타내는 순서도, 도 2는 도 1의 차량용 도어 이너 패널의 제조방법에 의해 제작된 도어 이너 패널을 나타내는 도면, 도 3 내지 도 5는 도 2의 도어 이너 패널의 패널부를 나타내는 도면, 도 6는 도 1의 차량용 도어 이너 패널의 제조방법의 제조단계를 나타내는 도면, 도 7은 도 2의 도어 이너 패널의 인서트 성형물을 나타내는 도면.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 차량용 도어 이너 패널의 제조방법(S100)은, 종래 금속소재 이너 패널의 한계인 경량화 문제를 해결하면서 동시에 충분한 강도를 만족시키며 품질과 생산성이 향상되도록 이루어지며, 제조단계(S110), 예열단계(S120), 준비단계(S130), 성형단계(S140) 및 추출단계(S150)를 포함하여 구성된다.

자동차의 도어는 탑승자를 보호하는 역할을 하기 때문에 충분한 강도를 만족해야 한다. 따라서 현재까지 바깥쪽의 아웃 패널(out panel)은 물론이고 안쪽의 이너 패널(inner panel)은 대부분 연강(mild steel)을 주원료로 한 금속사출품을 조립한 형태로 제작되고 있으며, 금속소재라는 재료적 한계에 의해 경량화의 진척이 제한되어 있다.

본 발명의 차량용 도어 이너 패널의 제조방법(S100)은, 종래 금속재질로 제조되었던 도어 이너 패널을 나일론 수지(RS)에 유리 섬유 또는 탄소 섬유를 첨가한 복합재료로 인서트 성형물을 사전에 형성한 후 사출금형에 인서트하고 복합수지 조성물과 일체화하여 도어 이너 패널을 형성함으로써, 이너 패널에서 금속 재료를 배제한 상태에서도 복합재료로 형성된 도어 이너 패널에 의해 높은 강성을 유지하고 동시에 경량화를 달성하게 된다.

아래의 설명에서 인서트성형물(110)은 도어 이너 패널의 안쪽에 삽입된 인서트 성형물을 의미하는 것으로, 그리고 패널부(120)는 도어 이너 패널에서 인서트성형물(110)을 제외한 부분으로 이해되어야 한다. 인서트성형물(110)은 성형단계(S140)에서 패널부(120)에 결합된다. 130은 임팩트 빔을 의미한다.

제조단계(S110)는 고분자 복합소재로 이루어진 인서트성형물(110)을 제조하는 단계로서, 인서트성형물(110)은 나일론 수지(RS)에 강화섬유(CF)를 일 방향으로 함침한 UD 테이프(UD, Uni-directional Tape)로 이루어질 수 있다.

UD 테이프(UD)는 나일론 수지(RS)에 유리 섬유 또는 탄소 섬유 등 강화섬유(CF)를 일 방향으로 함침시켜 테이프 형태로 감아 제조된 중간기재로서, 일반적으로 사출성형품의 물성이 낮은 부분에 국소 보강재로 사용된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제조단계(S110)에서는 UD 테이프(UD)를 파이프(P)의 외주면에 감은 상태에서 파이프(P)의 반경방향으로 적층시킨다.

UD 테이프(UD)는 연속 공정으로 제조되어 나일론 수지 함량에 대한 일률적인 조정이 가능하며, 균일한 물성을 나타내는 특성이 있으며, LFT(Long Fiber Reinforced Thermoplastics)에 비해 강화섬유 함유율이 높아 고성능의 성형품 생산이 가능한 장점이 있다. 아울러, 강도, 강성 및 내충격성이 매우 우수하다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제조단계(S110)에서 UD 테이프(UD)는 파이프(P)와 평행한 원형바(B)에 끼워진 상태로 구비되며, UD 테이프(UD)가 감겨지는 방향으로 회전장치(미도시)에 의해 파이프(P)를 회전시킴으로써, UD 테이프(UD)를 파이프(P)의 외주면에 감게 된다.

파이프(P)는 중심축(X)을 중심으로 회전하고, UD 테이프(UD)는 파이프(P)의 중심축(X)과 평행한 방향으로 왕복이동하면서 파이프(P)의 외주면에 적층된다.

도시되지는 않았으나, 파이프(P)와 원형바(B) 사이에서 UD 테이프(UD)에 장력(張力)이 형성되도록, 원형바(B)는 토션스프링(미도시)이나 장력벨트(미도시)에 연결된다.

원형바(B)에는 토션스프링이나 장력벨트에 의해 UD 테이프(UD)가 풀리는 방향과 반대쪽으로 회전력이 형성되며, UD 테이프(UD)는 파이프(P)에 감기고 있는 과정에서 토션스프링 또는 장력벨트에 의한 회전력에 의해 늘어지지 않고 팽팽한 상태를 유지하게 된다.

UD 테이프(UD)의 단부는 파이프(P)의 중심축(X)과 55도 이내의 각도(α)를 이룬 상태에서 파이프(P)의 외주면에 결합되며, 원형바(B)는 UD 테이프(UD)가 파이프(P)의 중심축(X)과 55도 이내의 각도(α)를 유지한 상태에서 파이프(P)의 외주면에 감기도록 파이프(P)의 중심축(X)과 평행한 방향으로 왕복이동하게 된다.

도 7은 제조단계(S110)가 완료된 후 UD 테이프(UD)로 이루어진 인서트성형물(110)이 파이프(P)로부터 분리된 상태를 나타낸다. 인서트성형물(110)은 원형관 형태로 이루어지므로, 인서트성형물(110)의 한쪽 단부에 파이프(P)의 축방향으로 외력을 인가하면 파이프(P)로부터 인서트성형물(110)을 쉽게 분리시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 제조단계(S110)에서 UD 테이프(UD)는 파이프(P)의 중심축(X)과 양방향으로 55도 이내의 각도(α)로 감기게 되며, 도 7에 도시된 바와 같이, 인서트성형물(110)에는 파이프(P)의 중심축(X)과 55도 이내(α)의 각도를 형성하는 강화섬유(CF)의 그물망(mesh) 구조가 형성된다.

제조단계(S110)에서 원형바(B)는 파이프(P)와 평행한 양방향으로 동일한 속도로 왕복하여 이동하게 된다. 이에 따라, 강화섬유(CF)의 그물망 구조는 인서트성형물(110)의 길이방향을 따라 어느 한 부분에 집중되지 않은 단위면적당 균일한 매시 구조를 형성하고, 인서트성형물(110)의 반경방향으로도 안쪽과 바깥쪽에 단위면적당 균일한 형태의 매시 구조를 형성하게 된다.

따라서, 제조단계(S110)를 통해 제작된 인서트성형물(110)은 강화섬유(CF)의 그물망 구조에 의해 종래 금속재질의 도어 이너 패널보다 강도, 강성 및 내충격성이 우수하면서도, 사출금형을 사용하지 않고 파이프(P), 원형바(B) 및 회전장치를 사용하여 인서트성형물(110)을 제작함으로써 제작비의 절감 및 제작시간의 단축을 도모할 수 있다.

파이프 형태로 형성된 인서트성형물(110)은 성형단계(S140) 전에 도 3과 같은 형태로 굴곡되게 성형된다. 굴곡성형된 인서트성형물(110)은 패널부(120) 내부에서 뼈대와 같은 역할을 하게 된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제조단계(S110)에서 인서트성형물(110)은 나일론 수지(RS)에 유리 섬유 또는 탄소 섬유(F)를 함침한 사출물로 제조될 수도 있다.

즉, 인서트성형물(110)은 유리 섬유 또는 탄소 섬유를 함침한 유리섬유강화 복합재료(Carbon Fiber Reinforced Plastic) 또는 탄소섬유강화 복합재료(Glass Fiber Reinforced Plastic)로 제조될 수 있다. 제조단계(S110)에서 사출금형에 유리 섬유나 탄소 섬유(F)를 깔고 사출금형 내로 나일론 수지(RS)를 공급하여 인서트성형물(110)을 유리섬유강화 복합재료 또는 탄소섬유강화 복합재료로 제조할 수 있다.

특히, 탄소섬유강화 복합재료는 경량 구조용 재료로서 뛰어난 특성을 갖고 있으며, 비강도(比强度)는 철강의 6배, GFRP의 2배, 비탄성률(比彈性率)은 철강의 3배, GFRP의 4배로 되어 있다. 또 정적(靜的) 강도뿐만 아니라 뛰어난 피로특성(疲勞特性)을 갖고 있으며, 내마찰(耐摩擦) 및 마모성이 뛰어나 패널부(120)에 충분한 강성을 부여할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제조단계(S110)에서 인서트성형물(110)은 나일론 수지(RS)에 유리 섬유 또는 탄소 섬유가 3차원 구조로 짜인 3차원 프리폼(3D Preform)을 함침한 3차원 복합재료(Three-dimensional Composites)로 제조될 수도 있다.

즉, 유리 섬유 또는 탄소 섬유는 3차원 직조공정을 통해 인서트성형물(110)의 3차원 구조로 짜인 형태로 사출금형에 투입되고, 사출금형 내로 나일론 수지(RS)를 공급하여 3차원 프리폼을 함침한 3차원 유리섬유강화 복합재료 또는 탄소섬유강화 복합재료로 제조할 수 있다.

3차원 복잡재료는 3차원 구조로 짜인 유리 섬유 또는 탄소 섬유에 의해 단방향성 복합재료나 적층물로 구성된 전통적인 복합재료로는 감당하기 어려운 힘과 변형에도 대처할 수 있으므로, 이너 패널에 가해지는 외력에 대해 패널부(120)의 변형을 억제하는 충분한 강성을 형성하게 된다.

예열단계(S120)는 인서트성형물(110)을 가열하는 단계로서, 예열단계(S120)에서 인서트성형물(110)이 가열되면 성형단계(S140)에서 수지조성물로부터 인서트성형물(110)로 열에너지의 이동이 억제됨으로써, 사출금형 내에서 수지조성물의 유동성이 유지된다.

도시되지는 않았으나, 예열단계(S120)에서 인서트성형물(110)을 가열하는 발열체는 인서트성형물(110)을 감싸는 형태로 구비된 히팅코일로 이루어질 수 있다. 발열체는 일 방향으로 개구된 '∩'자 형태로 형성되며, 발열체를 인서트성형물(110)과 가까워지는 방향으로 이동시키게 되면 인서트성형물(110)을 감싼 상태에서 가열하게 된다.

발열체의 열은 복사의 형태로 인서트성형물(110)을 가열할 수도 있고, 인서트성형물(110)과 직접 접촉하여 고체 간 전도의 형태로 열에너지를 전달하는 형태로 형성될 수도 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 예열단계(S120)가 완료되면, 준비단계(S130)가 실시된다. 준비단계(S130)는 반송장치(미도시)로 인서트성형물(110)을 이송하여 사출금형에 안착시키는 단계로서, 상술한 발열체는 반송장치에 설치될 수도 있다. 발열체가 반송장치에 설치되는 경우 예열단계(S120)와 준비단계(S130)는 동시에 수행된다.

공장 자동화 시스템에서 컴퓨터와 산업용 로봇에 의해 자동화하여 물건을 집고 옮기거나 가공하는 기술은 자동차제조산업에서 이미 널리 공지된 기술로서, 반송장치에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

발열체가 반송장치에 설치되면, 준비단계(S130)에서 인서트성형물(110)을 반송장치로 이송하면서 동시에 반송장치에 설치된 발열체로 인서트성형물(110)을 가열함에 따라, 성형단계(S140)에서 수지조성물의 주입 전까지 인서트성형물(110)의 열에너지는 대기 및 사출금형을 통한 방출시간이 짧아 열에너지의 대부분이 보존되는 이점이 있다.

또한, 준비단계(S130)에서 인서트성형물(110)은 발열체를 통해 수지조성물의 녹는점(melting point) 부근의 온도로 가열됨에 따라, 이후 사출금형으로 주입된 수지조성물의 열에너지가 인서트성형물(110)로 전달되는 것이 효과적으로 방지되는 이점이 있다.

인서트성형물(110)이 사출금형에 안착되면, 인서트성형물(110)은 하금형에 설치된 고정장치(미도시)에 의해 인서트 사출이 되는 위치에 고정된다.

준비단계(S130)가 완료되면, 성형단계(S140)가 실시된다. 성형단계(S140)는 사출금형에 수지조성물을 주입하여 일체화된 복합물(100)을 만드는 단계로서, 자세하게 도시되지는 않았으나 하금형의 위를 상금형이 덮은 후 수지조성물의 주입을 통한 인서트 사출이 수행된다.

패널부(120)는 유리 섬유(GF) 또는 탄소 섬유(CF)를 함침한 유리섬유강화 복합재료(Glass Fiber Reinforced Plastic) 또는 탄소섬유강화 복합재료(Carbon Fiber Reinforced Plastic)로 제조될 수 있다.

즉, 준비단계(S130)에서 사출금형 내에 유리 섬유(GF)나 탄소 섬유(CF)를 깔고 성형단계(S140)에서 사출금형 내로 수지를 공급하여 패널부(120)를 유리섬유강화 복합재료 또는 탄소섬유강화 복합재료로 제조할 수 있다.

상술한 바와 같이, 탄소섬유강화 복합재료는 경량 구조용 재료로서 뛰어난 특성을 갖고 있으므로, 패널부(120)에 충분한 강성을 부여할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 성형단계(S140)는 주입단계(S141), 금형후퇴단계(S142) 및 다단프레스단계(S143)를 포함하여 구성된다.

주입단계(S141)는 인서트성형물(110)이 고정된 사출금형에 수지와 강화섬유(CF, GF)가 혼합된 수지조성물을 주입하는 단계로서, 성형면 사이의 간격을 최종 사출물의 두께보다 좁게 유지한 상태에서 금형을 맞물린 다음 수지와 강화섬유(CF, GF)가 혼합된 수지조성물을 공급하게 된다.

상금형과 하금형의 성형면 사이 간격은 최종 사출물의 두께보다 좁게 유지되어 수지와 발포제가 혼합된 수지조성물은 신속하게 채워진다. 주입단계(S141)에서는 사출물의 발포가 원활하게 행하여질 수 있도록 냉각공정을 병행한다.

금형후퇴단계(S142)는 사출금형의 상형을 하형으로부터 후퇴시키는 단계로서, 냉각공정이 행하여지면 곧바로 상금형을 후퇴시켜준다.

금형후퇴단계(S142)에서 성형면에 가해지던 압력이 즉시 해제되므로 주입단계(S141)에서 완성할 사출물의 두께보다 얇은 두께로 성형된 사출물은 수지조성물에 함유된 강화섬유의 배향을 좋게 하기 위해 행하여진다. 이때, 사출물은 수지와 강화섬유 간의 분포 및 상용성이 증대하여 물성 향상을 이룰 수 있다.

다단프레스단계(S143)는 상형에 순차적 압력을 가하여 복합물(100)의 응집성을 증가시키는 단계로서, 금형후퇴단계(S142)에서 수지조성물의 흐름성을 확보하게 한 뒤 상금형을 단계적으로 닫아서 사출물을 연속적으로 압축시키게 된다.

이때 최종적 상금형과 하금형의 성형면 사이의 간격은 완성할 복합물(100)의 두께와 동일한 간격을 형성하며, 따라서 수지와 강화섬유가 함유된 사출물은 복합물(100)의 두께로 압축성형된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 다단프레스단계(S143)가 완료되면 추출단계(S150)가 실시된다. 추출단계(S150)는 사출금형에서 복합물(100)을 추출하는 단계로서, 복합물(100)을 완전히 냉각시키고 나서 복합물(100)의 추출이 수행된다. 추출된 복합물(100)은 다단프레스단계(S143)를 통해 생산하고자 하는 이너 패널의 두께를 유지하면서 동시에 표면이 매끄러운 복합수지 사출물로 완성된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 인서트성형물(110)을 UD 테이프(UD)로 제조한 경우, 본 발명의 도어 이너 패널의 제조방법(S100)은, 성형단계(S140)에서 수지조성물은 인서트성형물(110)의 둘레를 감싼 형태로 일체로 사출성형되며, 사출성형시 수지조성물로부터 전달되는 열에너지에 의해 적층된 UD 테이프(UD)가 서로 합착될 수 있다.

따라서, 인서트성형물(110)의 길이방향을 따라 전체적인 UD 테이프(UD)의 합착에 의해 이너 패널 전체의 강도가 향상된다.

아울러, UD 테이프(UD)의 나일론 수지(RS)가 인서트성형물(110)의 반경방향으로 서로 합착되면서 나일론 수지(RS)가 인서트성형물(110)의 반경방향으로 미량 압축되며, 이는 강화섬유(CF)의 그물망 구조가 패널부(120)를 향해 돌출되는 형태를 유도함으로써, 인서트성형물(110)의 전체 길이에 걸쳐 인서트성형물(110)과 패널부(120) 간의 결속력이 향상된다.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

S100 : 제조방법 100 : 복합물
S110 : 제조단계 110 : 인서트성형물
S120 : 예열단계 UD : UD 테이프
S130 : 준비단계 RS : 나일론 수지
S140 : 성형단계 CF : 강화섬유
S141 : 주입단계 120 : 패널부
S142 : 금형후퇴단계
S143 : 다단프레스단계
S150 : 추출단계
P : 파이프
X : 중심축
B : 원형바

Claims

고분자 복합소재로 이루어진 인서트성형물을 제조하는 제조단계;
상기 인서트성형물을 가열하는 예열단계;
상기 인서트성형물을 사출금형에 준비시키는 준비단계;
상기 사출금형에 수지조성물을 주입하여 일체화된 복합물을 만드는 성형단계; 및
상기 복합물을 상기 사출금형에서 추출하는 추출단계를 포함하고,
상기 인서트성형물은 나일론 수지에 강화섬유를 일 방향으로 함침한 UD 테이프(Uni-directional Tape)로 이루어지고,
상기 제조단계에서, 상기 UD 테이프를 파이프의 외주면에 감아 상기 파이프의 반경방향으로 적층시킨 후 상기 파이프로부터 분리하되, 상기 파이프는 중심축을 중심으로 회전하고, 상기 UD 테이프는 상기 파이프의 중심축과 평행한 방향으로 왕복이동하며 상기 파이프의 외주면에 적층되어 강화섬유의 그물망 구조를 형성하며,
상기 인서트성형물은 상기 성형단계 전에 굴곡되게 성형되고,
상기 예열단계에서 상기 인서트성형물을 가열하는 발열체는 상기 인서트성형물을 감싸는 형태로 구비된 히팅코일로 이루어지고,
상기 발열체는 일 방향으로 개구된 '∩'자 형태로 형성되어, 상기 발열체를 상기 인서트성형물과 가까워지는 방향으로 이동시키게 되면 상기 인서트성형물을 감싼 상태에서 가열하고,
상기 준비단계에서 상기 인서트성형물은 반송장치로 이송되어 상기 사출금형에 안착되며,
상기 발열체는 상기 반송장치에 설치되고,
상기 성형단계에서 상기 수지조성물의 주입 전까지 상기 인서트성형물의 열에너지가 보존되도록, 상기 준비단계에서 상기 인서트성형물을 상기 반송장치로 이송하면서 동시에 상기 반송장치에 설치된 상기 발열체로 상기 인서트성형물을 가열하며,
상기 준비단계에서 사출금형 내에 유리 섬유나 탄소 섬유를 깔고 상기 성형단계에서 상기 사출금형 내로 수지를 공급하고,
상기 성형단계에서, 상기 수지조성물은 상기 인서트성형물의 둘레를 감싼 형태로 일체로 사출성형되고, 사출성형시 상기 수지조성물로부터 전달되는 열에너지에 의해 적층된 상기 UD 테이프가 서로 합착되며,
상기 제조단계에서, 상기 UD 테이프는 상기 파이프의 중심축과 55도 이내의 각도로 감기도록 왕복이동하고, 상기 강화섬유의 그물망 구조는 상기 파이프의 중심축과 55도 이내의 각도를 형성하며,
상기 성형단계는,
상기 사출금형에 수지와 발포제가 혼합된 수지조성물을 주입하는 주입단계;
상기 사출금형의 상형을 하형으로부터 후퇴시키는 금형후퇴단계; 및
상기 상형에 순차적 압력을 가하여 상기 복합물의 응집성을 증가시키는 다단프레스단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 이너 패널의 제조방법.
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