KR101945560B1 - 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어 및 그 제조방법 - Google Patents

연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어 및 그 제조방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용하여 강성 및 내구성이 향상되고, 경량화를 이룰 수 있는 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어는, 연속섬유강화 열가소성 플라스틱 재질의 보강부재와; 상기 보강부재를 인서트 한 후, 상기 보강부재를 감싸도록 사출성형되는 외형부재; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어 제조방법은, 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 제조하는 연속섬유강화 열가소성 플라스틱 제조단계; 제조된 상기 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 성형하여 보강부재를 제작하는 보강부재 제작단계; 제작된 상기 보강부재를 금형에 인서트 후, 사출수지로 사출성형하여 외형부재를 형성하는 사출성형단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어 및 그 제조방법 {front end module carrier using continuous fiber reinforced thermoplastics and method of manufacturing}
본 발명은 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어 및 그 제조방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용하여 강성 및 내구성이 향상되고, 경량화를 이룰 수 있는 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어 및 그 제조방법에 관한 것이다.
프론트 엔드 모듈(Front End Module)은 자동차 전단부의 부품을 모듈화한 것으로, 차량의 전방부에 장착되는 부품 집합체로서 그 구성 부품으로는 라디에이터, 팬 쉬라우드, 쿨링 팬, 헤드라이트 등이 있으며, 이들 구성 부품은 프론트 엔드 모듈 캐리어에 일괄 장착되게 된다.
일반적으로 프론트 엔드 모듈 캐리어는 통상적으로 플라스틱으로만 제작되는 플라스틱 타입과, 강판을 인서트(insert)하여 사출 성형한 하이브리드 타입이 있다.
플라스틱 타입의 프론트 엔드 모듈 캐리어는 중량이 가볍고 사출 성형이 용이한 반면 강성과 내구성이 하이브리드 타입보다 부족하여 충돌에 약하며, 고중량물이 부착될 경우 변형되는 문제점이 있다.
또한, 하이브리드 타입의 프론트 엔드 모듈 캐리어는 플라스틱 타입의 프론트 엔드 모듈 캐리어에 비하여 강성과 내구성이 뛰어나지만 강판의 무게에 의한 제품 중량이 많다는 문제점이 있다.
이와 같은 이유로 플라스틱 타입의 프론트 엔드 모듈은 소형차 중심으로, 하이브리드 타입의 프론트 엔드 모듈은 중형차 이상에 적용되고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 하이브리드 타입의 프론트 엔드 모듈 캐리어에서 강판 대신 강화 플라스틱 복합소재를 사용하여 강성과 내구성을 향상시키고, 경량화를 이루고자 하였다.
하지만, 종래의 강화 플라스틱 복합소재는 단섬유를 사용하여 제작됨으로 인해 교통사고, 즉 충격이 가해지면 쉽게 파손되는 문제점이 있다.
도 1은 하이브리드 프론트 엔드 모듈을 도시하는 도면으로서, 차량의 전단부에 설치되어 여러 구성 부품을 장착하는 프론트 엔드 모듈 캐리어(9)를 도시하고 있다.
종래의 강화플라스틱 복합소재를 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어의 일예로는 공개특허공보 제10-2013-0021283호 등이 개시되어 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용하여 가벼우면서 강성과 내구성이 향상된 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 외형부재를 사출성형 시, 장섬유를 사용하여 강성과 내구성이 더욱 향상된 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어는, 연속섬유강화 열가소성 플라스틱 재질의 보강부재와; 상기 보강부재를 인서트 한 후, 상기 보강부재를 감싸도록 사출성형되는 외형부재; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어 제조방법은, 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 제조하는 연속섬유강화 열가소성 플라스틱 제조단계; 제조된 상기 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 성형하여 보강부재를 제작하는 보강부재 제작단계; 제작된 상기 보강부재를 금형에 인서트 후, 사출수지로 사출성형하여 외형부재를 형성하는 사출성형단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어 및 그 제조방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용함으로써, 가벼우면서 강성과 내구성이 향상된 프론트 엔드 모듈 캐리어를 제공할 수 있다.
또한, 외형부재를 사출성형 시, 장섬유를 사용함으로써, 프론트 엔드 모듈 캐리어 강성과 내구성이 더욱 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 차량의 전단부에 설치되는 여러 부품들을 장착하는 프론트 엔드 모듈 캐리어(9)를 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프론트 엔드 모듈 캐리어의 구조를 보인 사시도.
도 3은 도 2에서 A-A, B-B를 취해서 본 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프론트 엔드 모듈 캐리어의 제조방법의 고정을 나타낸 공정도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 첫 번째 연속섬유강화 열가소성 플라스틱의 제조단계를 나타낸 공정도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 첫 번째 연속섬유강화 열가소성 플라스틱의 제조단계에서 연속섬유 광폭화단계 및 연속섬유 가열단계를 보인 예시도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 첫 번째 연속섬유강화 열가소성 플라스틱의 제조단계에서 접합체 형성단계에서 다층 접합체 압착단계를 보인 예시도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 첫 번째 연속섬유강화 열가소성 플라스틱의 제조단계에서 함침단계를 보인 예시도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 두 번째 연속섬유강화 열가소성 플라스틱의 제조단계를 나타낸 공정도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 두 번째 연속섬유강화 열가소성 플라스틱의 제조단계에서 연속섬유 배열단계에서 일방향시트 제조단계를 보인 예시도.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 두 번째 연속섬유강화 열가소성 플라스틱의 제조단계에서 일방향시트 가열단계에서 냉각단계를 보인 예시도.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어는, 연속섬유강화 열가소성 플라스틱 재질의 보강부재(100)와, 상기 보강부재(100)를 인서트 한 후, 상기 보강부재(100)를 감싸도록 사출성형되는 외형부재(200);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
상기 보강부재(100)는 연속섬유강화 열가소성 플라스틱 재질로 이루어져 프론트 엔드 모듈 캐리어의 강성과 내구성을 향상시킨다.
즉, 상기 보강부재(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 사출성형에 의해 프론트 엔드 캐리어의 내부에 삽입되어 프론트 엔드 모듈 캐리어에 장착되는 라디에이터, 팬 쉬라우드, 쿨링 팬, 헤드라이트 등의 구성품이 장착되었을 때, 처지는 것을 방지하고, 충격이 가해졌을 때, 충격에 견디도록 강성과 내구성을 향상시킨다.
이에 따라 도 2(a)에 도시된 바와 같이 상기 보강부재(100)는 프론트 엔들 모듈 캐리어의 모양에 따라 다양한 모양으로 형성된다.
이렇게 형성되는 상기 보강부재(100)의 두께는 1.5mm ~ 4mm의 두께로 형성된다. 바람직하게는 3.5mm의 두께로 형성된다.
이러한 상기 보강부재(100)는 연속섬유 50 ~ 70 중량%, 열가소성 수지 30 ~ 50중량%를 포함한다.
상기 연속섬유는 연속으로 이루어진 섬유 즉, 믹싱사, 로빙사 등과 같이 길이가 없는 섬유이면 어떤 것이든 사용이 가능하다. 이에 한정하는 것은 아니지만, 유리 섬유, 카본 섬유, 내추럴 파이버 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 상기 연속섬유는 상기 보강부재(100)의 강성과 내구성을 향상시킨다.
그리고 상기 열가소성 수지는 열가소성 수지면 어떤 것이든 사용이 가능하다. 이에 한정하는 것은 아니지만, 폴리아미드(polyamide, PA), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리이소부틸렌(polyisobutylene) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate,PET) 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같이 열가소성 수지로 상기 보강부재(100)를 형성함으로써, 열을 가하면 다양한 모양 즉, 차량에 따라 다양하게 형성되는 상기 보강부재(100)의 모양으로 성형이 가능하게 된다.
상기 외형부재(200)는 상기 보강부재(100)를 금형에 인서트 한 후, 상기 보강부재(100)를 감싸면서 사출성형하여 도 2(b)에 도시된 바와 같이 제작하고자 하는 프론트 엔드 모듈 캐리어를 형상으로 형성된다.
즉, 상기 외형부재(200)는 도 3에 도시된 바와 같이 프론트 엔드 모듈 캐리어의 형상으로 내부에 상기 보강부재(100)가 삽입되도록 사출성형하여 형성된다.
이러한 상기 외형부재(200)는 플라스틱 수지 50 ~ 80중량%, 장섬유 20 ~ 50 중량%를 포함한다.
상기 플라스틱 수지는 다양한 플라스틱 수지를 사용할 수 있다. 이에 한정하는 것은 아니지만, 폴리아미드(polyamide, PA), 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 중 선택된 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
이중 상기 폴리아미드는 폴리아미드6, 폴리아미드66, 폴리아미드11, 폴리아미드12, 폴리아미드46, 폴리아미드610 중 하나 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 장섬유는 길이가 2mm ~ 15mm의 섬유면 어떠한 섬유라도 사용가능하다. 이에 한정하는 것은 아니지만, 유리 섬유, 카본 섬유, 내추럴 파이버 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같이 상기 장섬유를 사용하여 상기 외형부재(200)를 형성함으로써, 상기 외형부재(200)의 강성과 내구성을 향상시키게 된다.
이러한 구성으로 이루어진 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어의 제조방법은, 도 4에 도시된 바와 같이, 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 제조하는 연속섬유강화 열가소성 플라스틱 제조단계(S100); 제조된 상기 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 성형하여 보강부재(100)를 제작하는 보강부재 제작단계(S200); 제작된 상기 보강부재(100)를 금형에 인서트 후, 사출수지로 사출성형하여 외형부재(200)를 형성하는 사출성형단계(S300); 를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
상기 연속섬유강화 열가소성 플라스틱 제조단계(S100)는, 연속섬유를 이용하여 강성과 내구성이 좋은 열가소성 플라스틱을 제조하는 단계이다.
이러한 상기 연속섬유강화 열가소성 플라스틱 제조단계(S100)는 두 가지 방법에 의해 형성된다.
첫 번째 방법의 상기 연속섬유강화 열가소성 플라스틱 제조단계(S100)는, 도 5에 도시된 바와 같이 연속섬유 다발을 광폭화하여 균일하게 펼치는 연속섬유 광폭화단계(S111); 광폭화된 상기 연속섬유를 가열하는 연속섬유 가열단계(S112); 가열된 상기 연속섬유와 테이프 형상의 열가소성 수지를 접합하여 접합체를 형성하는 접합체 형성단계(S113); 상기 접합체를 지그재그 형태로 접어 다층 접합체를 형성하는 다층 접합체 형성단계(S114); 상기 다층 접합체를 압착하는 다층 접합체 압착단계(S115); 압착된 상기 다층 접합체를 직조하여 직조물을 형성하는 직조물 형성단계(S116); 다수개의 상기 직조물을 적층하여 열용융 함침하는 함침단계(S117);를 포함한다.
상기 연속섬유 광폭화단계(S111)는 연속섬유 다발을 도 6에 도시된 바와 같이 광폭화하여 균일하게 펼치는 단계이다.
상기 연속섬유는 연속으로 이루어진 섬유면 어떤 것이든 사용이 가능하다. 이에 한정하는 것은 아니지만, 유리 섬유, 카본 섬유, 내추럴 파이버 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 연속섬유 가열단계(S112)는 광폭화된 상기 연속섬유를 가열하여 후술하는 접합체 형성단계(S113)에서 테이프 형상의 열가소성 수지가 접합되게 하는 단계이다.
이때, 상기 연속섬유의 가열온도는 120 내지 280 ℃로 가열한다.
상기 접합체 형성단계(S113)는 광폭화되어 가열된 상기 연속섬유와 테이프 형상의 열가소성 수지를 접합하여 접합체를 형성하는 단계이다.
더욱 상세하게는, 상기 접합체 형성단계(S113)는 도 6에 도시된 바와 같이 광폭화 되어 가열된 상기 연속섬유의 상부와 하부에 도 7에 도시된 바와 같이 테이프 형상의 상기 열가소성 수지를 접합하여 시트형상의 접합체를 형성하는 단계이다.
상기 열가소성 수지는 열가소성 수지면 어떤 것이든 사용이 가능하다. 이에 한정하는 것은 아니지만, 폴리아미드(polyamide, PA), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리이소부틸렌(polyisobutylene) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate,PET) 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 다층 접합체 형성단계(S114)는 상기 접합체를 지그재그 형태로 접어 다층 접합체를 형성하는 단계이다.
더욱 상세하게는, 상기 다층 접합체 형성단계(S114)는 도 7에 도시된 바와 같이 시트 형상의 상기 접합체가 여러 겹으로 겹치면서 일정한 폭이 되도록 지그재그 형태로 접어 다층의 접합체를 형성하는 단계이다.
상기 다층 접합체 압착단계(S115)는 상기 다층 접합체를 압착하는 단계이다.
더욱 상세하게는, 상기 다층 접합체 압착단계(S115)는 도 7에 도시된 바와 같이 지그재그 형태로 접어 다층으로 형성된 접합체가 서로 접착되도록 가열하여 상기 연속섬유의 상면과 하면에 부착된 상기 열가소성 수지가 용융되면서 서로 접착되게 압착하는 단계이다.
상기 직조물 형성단계(S116)는 압착된 상기 다층 접합체를 직조하여 직조물을 형성하는 단계이다.
더욱 상세하게는, 상기 직조물 형성단계(S116)는 압착된 다수의 상기 접합체를 도 8에 도시된 바와 같이 직조하여 상기 직조물을 형성하는 단계이다.
상기 함침단계(S117)는 다수개의 상기 직조물을 적층하여 열용융 함침하는 단계이다.
더욱 상세하게는, 상기 함침단계(S117)는 도 8에 도시된 바와 같이 다수개의 직조물을 적층시킨 다음에 가열하여 상기 열가소성 수지가 용융되면서 판넬형상으로 형성되게 하는 단계이다.
상기 함침단계(S117)에서 도 8에 도시된 바와 같이 다수개의 상기 직조물 사이에 시트 형태의 열가소성 수지를 배치시켜 제작하고자 하는 연속섬유강화 열가소성 플라스틱의 성분비를 조절할 수 있다.
즉, 상기 함침단계(S117)에서 적층되는 상기 직조물 사이에 열가소성 수지를 배치시킨 다음 함침하게 되면, 제조되는 연속섬유강화 열가소성 플라스틱의 열가소성 수지의 함량이 증가하게 되고, 상기 직조물 사이에 열가소성 수지를 배치시키지 않으면, 제조되는 연속섬유강화 열가소성 플라스틱의 열가소성 수지의 함량이 작아지게 된다.
한편, 두 번째 방법의 상기 연속섬유강화 열가소성 플라스틱 제조단계(S100)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 연속섬유를 배열하는 연속섬유 배열단계(S121); 배열된 상기 연속섬유를 광폭화시키는 연속섬유 광폭화단계(S122); 광폭화된 상기 연속섬유를 열가소성 수지에 함침하여 일방향시트를 제조하는 일방향시트 제조단계(S123); 제조된 다수의 상기 일방향시트를 적층하는 일방향시트 적층단계(S124); 적층된 상기 일방향시트를 가열하는 일방향시트 가열단계(S125); 가열된 상기 일방향시트를 롤러로 가압하는 일방향시트 가압단계(S126); 및 가압된 상기 일방향시트를 냉각시키는 냉각단계(S127); 를 포함한다.
상기 배열단계는 연속섬유를 배열하는 단계이다.
더욱 상세하게는 66 ~ 130본(本)의 상기 연속섬유를 균일하게 배열하는 단계이다.
상기 연속섬유는 연속으로 이루어진 섬유면 어떤 것이든 사용이 가능하다. 이에 한정하는 것은 아니지만, 유리 섬유, 카본 섬유, 내추럴 파이버 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 연속섬유 광폭화단계(S122)는 배열된 상기 연속섬유를 도 10에 도시된 바와 같이 광폭화시키는 단계이다.
상기 일방향시트 제조단계(S123)는 광폭화된 상기 연속섬유를 열가소성 수지에 함침하여 일방향시트를 제조하는 단계이다.
더욱 상세하게는, 상기 일방향시트 제조단계(S123)는 도 10에 도시된 바와 같이 광폭화된 상기 연속섬유를 열가소성 수지에 함침하여 상기 연속섬유가 일방향으로 배열된 얇은 시트를 제조하는 단계이다.
이렇게 제조된 상기 일방향시트의 두께는 0.2mm ~ 0.25mm의 두께로 형성된다.
그리고 상기 열가소성 수지는 열가소성 수지면 어떤 것이든 사용이 가능하다. 이에 한정하는 것은 아니지만, 폴리아미드(polyamide, PA), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리이소부틸렌(polyisobutylene) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate,PET) 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 일방향시트 적층단계(S124)는 제조된 다수의 상기 일방향시트를 적층하는 단계이다.
더욱 상세하게는, 상기 일방향시트 적층단계(S124)는 도 11에 도시된 바와 같이 다수의 상기 일방향시트의 연속섬유 방향이 서로 엇갈리게 적층하는 단계이다.
이때 적층되는 상기 일방향시트는 약 15 ~ 18개 정도가 적층된다.
그리고 얼갈리게 적층되는 일방향시트의 엇갈리는 각도는 다양한 각도로 엇갈리게 적층할 수 있다. 이에 한정하는 것은 아니지만, 15°, 30°, 45°, 의 각도로 엇갈리게 적층하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 엇갈리는 각도가 90°의 각도로 엇갈리게 하는 것이 좋다.
그리고 상기 일방향시트 적층단계(S124)에서 도 11에 도시된 바와 같이 다수개의 상기 일방향시트 사이에 시트 형태의 열가소성 수지를 배치시켜 제작하고자 하는 연속섬유강화 열가소성 플라스틱의 성분비를 조절할 수 있다.
즉, 상기 일방향시트 적층단계(S124)에서 적층되는 상기 일방향시트 사이에 열가소성 수지를 배치시면, 제조되는 연속섬유강화 열가소성 플라스틱의 열가소성 수지의 함량이 증가하게 되고, 상기 일방향시트 사이에 열가소성 수지를 배치시키지 않으면, 제조되는 연속섬유강화 열가소성 플라스틱의 열가소성 수지의 함량이 작아지게 된다.
상기 일방향시트 가열단계(S125)는 적층된 상기 일방향시트를 가열하는 단계이다.
더욱 상세하게는, 상기 일방향시트 가열단계(S125)는 도 11에 도시된 바와 같이 다수개가 적층된 상기 일방향시트를 가열하여 상기 열가소성 수지가 용융되게 하는 단계이다.
상기 일방향시트 가압단계(S126)는 가열된 상기 일방향시트를 롤러로 가압하는 단계이다.
더욱 상세하게는, 상기 일방향시트 가압단계(S126)는 다수개가 적층되어 가열되면서 상기 열가소성 수지가 용융된 상태에서 도 11에 도시된 바와 같이 롤러에 통과시켜 롤러의 가압력으로 가압하는 단계이다.
상기 냉각단계(S127)는 상기 가압된 상기 일방향시트를 냉각시키는 단계이다.
더욱 상세하게는, 상기 냉각단계(S127)는 상기 열가소성 수지가 용융되어 롤러로 가압하고 나면 용융된 상기 열가소성 수지가 굳도록 강제로 냉각하여 연속섬유강화 열가소성 플라스틱 패널을 단계이다.
상기 냉각단계(S127)는 필요에 따라서는 생략하여 상기 일방향시트 가압단계(S126)에서 가압된 상태에서 실온에서 냉각 되게 할 수도 있다.
이와 같이 상기 연속섬유강화 열가소성 플라스틱 제조단계는 두 가지 방법에 의해 제조된다.
이렇게 상기 연속섬유강화 열가소성 플라스틱 제조단계(S100)에서 제작된 상기 연속섬유 강화 열가소성 플라스틱의 성분비는, 연속섬유 50 ~ 70중량%, 열가소성 수지 30 ~ 50중량%를 포함한다.
그리고 상기 연속섬유강화 열가소성 플라스틱 제조단계(S100)에서 제작된 상기 연속섬유 강화 열가소성 플라스틱의 두께는 1.5mm ~ 4mm의 두께로 형성된다. 바람직하게는 3.5mm의 두께로 형성된다.
한편, 상기 보강부재 제작단계(S200)는 제조된 상기 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 성형하여 보강부재를 제작하는 단계이다.
보다 상세하게는, 상기 보강부재 제작단계(S200)는 상기 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 도 2(a)에 도시된 바와 같이 차량에 따라 다양한 모양을 같는 프론트 엔드 모듈 캐리어에 삽입되어 내구성이 증가되게 성형을 하는 단계이다.
이러한 상기 보강부재 제작단계(S200)는 상기 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 가열 후, 프레스 성형하여 제작한다.
즉, 상기 보강부재 제작단계(S200)는 상기 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 가열하여 상기 연속섬유강화 열가소성 플라스틱의 조성물 중 상기 열가소성 수지를 용융시켜 프레스 성형이 용이하게 한 다음 프레스로 가압하여 보강부재(100)를 제작하는 단계이다.
상기 사출성형단계(S300)는 상기 보강부재(100)를 금형에 인서트 후, 사출수지로 사출성형하여 외형부재(200)를 형성하는 단계이다.
보다 상세하게는, 상기 사출성형단계(S300)는 도 2(b) 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 외형부재(200)가 상기 보강부재(100)를 감싸면서 프론트 엔드 모듈 캐리어의 형상으로 형성되게 상기 보강부재(100)를 금형에 인서트 한 후, 사출수지로 사출성형하여 외형부재(200) 즉, 프론트 엔드 모듈 캐리어를 형성하는 단계이다.
상기 사출 수지는 플라스틱 수지 50 ~ 80중량%, 장섬유 20 ~ 50 중량%를 포함한다.
상기 플라스틱 수지는 다양한 플라스틱 수지를 사용할 수 있다. 이에 한정하는 것은 아니지만, 폴리아미드(polyamide, PA), 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 중 선택된 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
이중 상기 폴리아미드는 폴리아미드6, 폴리아미드66, 폴리아미드11, 폴리아미드12, 폴리아미드46, 폴리아미드610 중 하나 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 장섬유는 길이가 2mm ~ 15mm의 섬유면 어떠한 섬유라도 사용가능하다. 이에 한정하는 것은 아니지만, 유리 섬유, 카본 섬유, 내추럴 파이버 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같이 상기 장섬유를 포함하는 상기 사출수지로 상기 외형부재(200)를 형성함으로써, 상기 외형부재(200)의 즉, 프론트 엔드 모듈 캐리어의 강성과 내구성을 더 향상되게 된다.
본 발명인 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어 및 그 제조방법은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
100: 보강부재 200: 외형부재
S100: 연속섬유강화 열가소성 플라스틱 제조단계
S111: 연속섬유 광폭화단계 S112: 연속섬유 가열단계
S113: 접합체 형성단계 S114: 다층 접합체 형성단계
S115: 다층 접합체 압착단계 S116: 직조물 형성단계
S117: 함침단계
S121: 연속섬유 배열단계 S122: 연속섬유 광폭화단계
S123: 일방향시트 제조단계 S124: 일방향시트 적층단계
S125: 일방향시트 가열단계 S126: 일방향시트 가압단계
S127: 냉각단계
S200: 보강부재 제작단계 S300: 사출성형단계

Claims (26)

  1. 연속섬유강화 열가소성 플라스틱 재질의 보강부재와;
    상기 보강부재를 인서트 한 후, 상기 보강부재를 감싸도록 사출성형되는 외형부재;를 포함하는 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어로서,
    상기 보강부재는, 66 ~ 130본(本)의 연속섬유가 열가소성 수지에 함침되어 형성된 0.2~0.25mm 두께의 일방향시트 15~18개가 상기 연속섬유의 배열 방향이 서로 엇갈리도록 적층된 이후 가압됨으로써 전체 두께가 1.5~4mm로 형성되고,
    상기 외형부재는,
    플라스틱 수지 50 ~ 80 중량%, 장섬유 20 ~ 50 중량% 를 포함하되,
    상기 플라스틱 수지는,
    폴리아미드(polyamide, PA), 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 중 선택된 하나를 사용하는 것인 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 보강부재는,
    상기 연속섬유 50 ~ 70 중량%, 상기 열가소성 수지 30 ~ 50 중량%를 포함하는 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 연속섬유는,
    유리섬유, 카본섬유, 내추럴 파이버 중 어느 하나인 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 열가소성 수지는,
    폴리아미드(polyamide, PA), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리이소부틸렌(polyisobutylene) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate,PET) 중 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 장섬유는,
    유리섬유, 카본섬유, 내추럴 파이버 중 어느 하나인 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 장섬유의 길이는 2mm ~ 15mm 인 것을 특징으로 하는 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어.
  9. 삭제
  10. 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 제조하는 연속섬유강화 열가소성 플라스틱 제조단계;
    제조된 상기 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 성형하여 보강부재를 제작하는 보강부재 제작단계;
    제작된 상기 보강부재를 금형에 인서트 후, 사출수지로 사출성형하여 외형부재를 형성하는 사출성형단계; 를 포함하고,
    상기 연속섬유강화 열가소성 플라스틱 제조단계는,
    66 ~ 130본(本)의 연속섬유를 균일한 간격으로 배열하는 연속섬유 배열단계;
    배열된 상기 연속섬유를 광폭화시키는 연속섬유 광폭화단계;
    광폭화된 상기 연속섬유를 열가소성 수지에 함침하여 0.2~0.25mm 두께의 일방향시트를 제조하는 일방향시트 제조단계;
    제조된 상기 일방향시트 15~18개를 상기 연속섬유 배열 방향이 서로 엇갈리도록 적층하는 일방향시트 적층단계;
    적층된 상기 일방향시트를 가열하는 일방향시트 가열단계;
    가열된 상기 일방향시트를 롤러로 가압하여 전체 두께를 1.5~4mm로 형성하는 일방향시트 가압단계;를 포함하되,
    상기 사출수지는,
    플라스틱 수지 50 ~ 80 중량%, 장섬유 20 ~ 50 중량%를 포함하되,
    상기 플라스틱 수지는, 폴리아미드(polyamide, PA), 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 중 선택된 하나를 사용하는 것인 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어 제조방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 청구항 10에 있어서,
    상기 일방향시트 가압단계 이후에,
    가압된 상기 일방향시트를 냉각시키는 냉각단계;를 더 포함하는 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어 제조방법.
  16. 삭제
  17. 청구항 10에 있어서,
    상기 연속섬유는, 유리섬유, 카본섬유, 내추럴 파이버 중 어느 하나인 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어 제조방법.
  18. 청구항 10에 있어서,
    상기 열가소성 수지는,
    폴리아미드(polyamide, PA), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리이소부틸렌(polyisobutylene) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 (polyethyleneterephthalate,PET) 중 선택된 1종 이상인 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어 제조방법.
  19. 삭제
  20. 청구항 10에 있어서,
    상기 연속섬유강화 열가소성 플라스틱 제조단계에서 형성되는 상기 연속섬유강화 열가소성 플라스틱의 성분비는,
    연속섬유 50 ~ 70 중량%, 열가소성 수지 30 ~ 50 중량%인 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어 제조방법.
  21. 삭제
  22. 청구항 10에 있어서,
    상기 보강부재 제작단계는, 상기 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 가열 후, 프레스 성형하여 제작하는 것을 특징으로 하는 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어 제조방법.
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 청구항 10에 있어서,
    상기 장섬유의 길이는 2mm ~ 15mm 인 것을 특징으로 하는 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어 제조방법.
  26. 청구항 10에 있어서,
    상기 장섬유는,
    유리섬유, 카본섬유, 내추럴 파이버 중 어느 하나인 연속섬유강화 열가소성 플라스틱을 이용한 프론트 엔드 모듈 캐리어 제조방법.
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