KR101960657B1 - 압축 및 사출 성형을 통한 차량 트림 구성요소 제조 - Google Patents

압축 및 사출 성형을 통한 차량 트림 구성요소 제조 Download PDF

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KR101960657B1
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바트 더블유. 폭스
제프리 에이. 디영
토니 엠. 포코르진스키
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존슨 컨트롤스 테크놀러지 컴퍼니
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Abstract

섬유 패널을 주형 공동의 제1 표면 상에 배치하는 단계를 포함하는 차량 트림 구성요소 제조 방법이 제공된다. 상기 방법은 또한, 섬유 패널을 원하는 형상으로 형성하기 위해, 주형 공동의 제1 표면과 제2 표면 사이에서 섬유 패널을 압축하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 섬유 패널에 인접하여 제1 표면과 제2 표면 사이에 있는 적어도 하나의 공극을 충전하기 위해, 수지를 주형 공동 내로 주입하는 단계를 더 포함한다.

Description

압축 및 사출 성형을 통한 차량 트림 구성요소 제조 {MANUFACTURING A VEHICLE TRIM COMPONENT VIA COMPRESSION AND INJECTION MOLDING}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2011년 8월 30일자로 출원된 발명의 명칭이 "동시 병행의 압축 성형 및 사출 성형을 통해 차량 트림 구성요소를 제조하기 위한 시스템 및 방법(SYSTEM AND METHOD FOR MANUFACTURING A VEHICLE TRIM COMPONENT VIA CONCURRENT COMPRESSION FORMING AND INJECTION MOLDING)"인 미국 가출원 일련번호 제61/528,832호로부터의 우선권 및 이익을 주장하며, 상기 미국 가출원은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
본 발명은 일반적으로 동시 병행의 압축 성형 및 사출 성형을 통해 차량 트림 구성요소를 제조하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
섬유 패널을 원하는 형상으로 압축 성형함으로써, 소정의 차량 트림 구성요소가 생산된다. 예를 들어, 소정의 섬유 패널은 구조용 섬유(예를 들어, 천연 섬유 및/또는 합성 섬유) 및 열가소성 수지(예를 들어, 폴리프로필렌 (PP), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 (ABS), 폴리카보네이트 (PC) 등)의 조합을 포함한다. 이러한 섬유 패널로부터 트림 구성요소를 형성하기 위해, 패널은 열가소성 수지가 액화될 수 있도록 가열된다. 그 후, 섬유 패널은 저-온 주형 내에 배치되고, 원하는 형상으로 압축 성형된다. 섬유 패널이 냉각됨에 따라, 열가소성 수지가 응고되고, 이에 따라 실질적 강성 복합 패널이 생성된다. 대안적인 섬유 패널은 구조용 섬유 및 열경화성 수지(예를 들어, 에폭시, 폴리에스테르 등)의 조합을 포함한다. 이러한 섬유 패널로부터 트림 구성요소를 형성하기 위해, 가열된 주형 내에서 패널이 압축되어, 패널을 원하는 형상으로 형성하고, 수지를 경화시킨다. 열경화성 수지가 경화(cure)되면, 실질적 강성 복합 패널이 형성된다.
성형 공정이 완료되면, 복합 패널이 주형으로부터 제거되고, 에지가 원하는 치수로 트리밍된다. 그 후, 복합 패널은 지지 리브 및/또는 커넥터와 같은 보조 구성요소를 형성하기 위해 제2 주형 내에 배치된다. 예를 들어, 제2 주형은 트림 구성요소를 수용하도록 구성되는 주 공동, 및 각각의 보조 구성요소의 형상에 대응하는 부차적 공동을 포함할 수 있다. 이러한 구성에서, 원하는 보조 구성요소를 형성하기 위해, 액체 수지가 각각의 추가 공동 내로 주입된다. 수지가 양생됨(harden)에 따라, 보조 구성요소가 복합 패널의 표면에 접합되고, 이에 따라 완전한 트림 구성요소를 형성한다. 대안적으로, 구성요소는 접착제 및/또는 기계적 커넥터로 패널에 부착될 수 있으며, 또는 강성 구성요소는 압축 성형 공정 동안 섬유 패널에 가압될 수 있다.
불행히도, 치수적으로 정밀한 에지를 생성하기 위해, 복합 패널을 트리밍하는 공정은 시간 소모적이고, 상당량의 부스러기(offal)(즉, 과잉 재료)를 발생시킨다. 또한, 트리밍은 복합 패널을 약화시켜 사용 기간을 단축시킬 수 있는 둘쭉날쭉한 에지를 남긴다. 또한, 제1 주형으로부터 제2 주형으로의 트림 구성요소의 이동은 제조 공정의 기간을 증가시킨다. 또한, 2개의 별개 주형을 생산하는 것과 연관된 설계 및 제조 비용은 트림 구성요소 제조 공정에 대한 셋업(setup) 비용을 증가시킨다.
본 발명은 섬유 패널을 주형 공동의 제1 표면 상에 배치하는 단계를 포함하는 차량 트림 구성요소 제조 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 또한, 섬유 패널을 원하는 형상으로 형성하기 위해, 주형 공동의 제1 표면과 제2 표면 사이에서 섬유 패널을 압축하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 섬유 패널에 인접하여 제1 표면과 제2 표면 사이에 있는 적어도 하나의 공극을 충전하기 위해, 주형 공동 내로 수지를 주입하는 단계를 더 포함한다.
본 발명은 또한, 섬유 패널을 주형 공동의 제1 표면 상에 배치하는 단계를 포함하는 공정에 의해 제조되는 차량 트림 구성요소에 관한 것이다. 상기 공정은 또한, 섬유 패널을 원하는 형상으로 형성하기 위해, 주형 공동의 제1 표면과 제2 표면 사이에서 섬유 패널을 압축하는 단계를 포함한다. 상기 공정은 섬유 패널에 인접하여 제1 표면과 제2 표면 사이에 있는 적어도 하나의 공극을 충전하기 위해, 주형 공동에 수지를 주입하는 단계를 더 포함한다.
본 발명은 또한, 섬유 패널을 수용하도록 구성되는 제1 표면을 포함하는 차량 트림 구성요소를 제조하기 위한 주형 공동에 관한 것이다. 주형 공동은 제2 표면을 더 포함하고, 상기 제2 표면은 섬유 패널을 원하는 형상으로 형성하기 위해, 제1 표면과 제2 표면 사이에서 섬유 패널을 압축하도록 구성된다. 주형 공동은 섬유 패널에 인접하여 제1 표면과 제2 표면 사이에 있는 공극 내로 수지를 주입하도록 구성되는 적어도 하나의 유체 경로를 더 포함한다.
또한, 본 발명은 차량 트림 구성요소 제조용 주형 조립체에 관한 것이다. 주형 조립체는 섬유 패널을 수용하도록 구성되는 제1 주형 요소, 및 섬유 패널을 제1 주형 요소에 고정시키기 위해, 섬유 패널을 관통하도록 구성되는 다수의 보유 핀을 갖는 진퇴식(retractable) 핀 조립체를 포함한다. 주형 조립체는 제2 주형 요소를 더 포함하고, 상기 제2 주형 요소는 섬유 패널을 원하는 형상으로 형성하기 위해, 제1 주형 요소의 제1 표면과 제2 주형 요소의 제2 표면 사이에서 섬유 패널을 압축하도록 구성된다. 진퇴식 핀 조립체는 제1 표면과 제2 표면 사이에서 섬유 패널을 압축하기에 앞서, 또는 압축하는 동안, 섬유 패널로부터 보유 핀을 빼내도록 구성된다.
본 발명은 또한, 차량 트림 구성요소를 제조하기 위한 주형 조립체에 관한 것이다. 주형 조립체는 섬유 패널을 수용하도록 구성된 제1 주형 요소 및 제2 주형 요소를 포함하며, 상기 제2 주형 요소는 섬유 패널을 원하는 형상으로 형성하기 위해, 제1 주형 요소의 제1 표면과 제2 주형 요소의 제2 표면 사이에서 섬유 패널을 압축하도록 구성된다. 주형 조립체는 또한, 수지가 섬유 패널의 구부러진 에지의 말단 단부로 연장되도록, 상기 구부러진 에지의 인접한 내부 표면 상에 수지를 주입하도록 구성되는 유체 경로를 포함한다.
본 발명은 또한, 차량 트림 구성요소를 제조하기 위한 주형 조립체에 관한 것이다. 주형 조립체는 섬유 패널을 원하는 형상으로 압축하기 위해 결합되도록 구성되는 제1 주형 요소 및 제2 주형 요소를 포함한다. 주형 조립체는 또한, 섬유 패널을 원하는 치수로 트리밍하기 위해, 제1 및 제2 주형 요소가 결합될 때 섬유 패널을 관통하도록 구성되는 트림 블레이드를 포함한다. 또한, 주형 조립체는, 제2 주형 요소에 결합되고, 트림 블레이드가 섬유 패널을 관통하기 전에 제1 주형 요소의 표면에 맞닿아 섬유 패널을 압박하게끔 구성되는 플로팅 코어 조립체를 포함한다.
도 1은 동시 병행의 압축 성형 및 사출 성형 공정에 의해 제조되는 트림 구성요소를 포함할 수 있는 일 예시적인 차량의 사시도이다.
도 2는 도 1의 차량 실내의 일부의 사시도이다.
도 3은 동시 병행의 압축 성형 및 사출 성형을 통해 트림 구성요소를 생산하도록 구성되는 주형 조립체의 일 실시예의 사시도이다.
도 4는 폐쇄 위치에 있는 주형 조립체의 일 실시예의 횡단면도이다.
도 5는 동시 병행의 압축 성형 및 사출 성형에 의해 제조되는 차량 트림 구성요소의 일 실시예의 정면도이다.
도 6은 커버 스톡을 적용하는 공정을 도시하는, 동시 병행의 압축 성형 및 사출 성형에 의해 제조되는 차량 트림 구성요소의 일 실시예의 사시도이다.
도 7은 에어백 전개를 용이하게 하도록 구성되는 연약 구역을 포함하는, 동시 병행의 압축 성형 및 사출 성형에 의해 제조되는 차량 트림 구성요소의 일 실시예의 정면도이다.
도 8은 섬유 패널을 통하여 연장하는 보강 요소를 포함하는, 동시 병행의 압축 성형 및 사출 성형에 의해 제조되는 차량 트림 구성요소의 일 실시예의 횡단면도이다.
도 9는 섬유 패널의 간극 내에 형성되는 고 곡률 요소를 포함하는, 동시 병행의 압축 성형 및 사출 성형에 의해 제조되는 차량 트림 구성요소의 일 실시예의 횡단면도이다.
도 10은 수지 구성요소와 섬유 패널 사이의 겹치기 이음부(lap joint)를 포함하는, 동시 병행의 압축 성형 및 사출 성형에 의해 제조되는 차량 트림 구성요소의 일 실시예의 횡단면도이다.
도 11은 동시 병행의 압축 성형 및 사출 성형을 통해 차량 트림 구성요소를 제조하는 일 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 12는 주형 공동 내에 섬유 패널을 고정시키도록 구성되는 진퇴식 핀 조립체를 갖는 주형 조립체의 일 실시예의 개략도이다.
도 13은 섬유 패널이 보유 핀을 통해 주형 조립체의 주형 요소에 고정되는, 도 12의 주형 조립체의 개략도이다.
도 14는 보유 핀이 후퇴된, 도 12의 주형 조립체의 개략도이다.
도 15는 보유 핀에 의해 형성된 공극 내로 수지를 주입하도록 구성되는 유체 경로를 갖는 주형 조립체의 일 실시예의 개략도이다.
도 16은 섬유 패널이 보유 핀을 통해 주형 조립체의 주형 요소에 고정되는, 도 15의 주형 조립체의 개략도이다.
도 17은 보유 핀이 후퇴된, 도 15의 주형 조립체의 개략도이다.
도 18은 수지가 보유 핀에 의해 형성된 공극 내로 주입된, 도 15의 주형 조립체의 개략도이다.
도 19는 진퇴식 핀 조립체를 갖는 주형 공동 내에 형성되는 차량 트림 구성요소의 일 실시예의 평면도이다.
도 20은 진퇴식 핀 조립체를 갖는 주형 조립체 내에서 차량 트림 구성요소를 형성하는 방법의 일 실시예의 흐름도이다.
도 21은 섬유 패널의 구부러진 에지의 인접한 내부 표면 상에 수지를 주입하도록 구성되는 유체 경로를 갖는 주형 조립체의 일 실시예의 개략도이다.
도 22는 폐쇄 위치에 있는 도 21의 주형 조립체의 개략도이다.
도 23은 섬유 패널의 구부러진 에지를 지지하도록 구성된 수지 특징부를 갖는 차량 트림 구성요소의 일 실시예의 단면도이다.
도 24는 섬유 패널의 구부러진 에지의 인접한 내부 표면 상에 수지를 주입함으로써, 차량 트림 구성요소를 형성하기 위한 방법의 일 실시예의 흐름도이다.
도 25는 주형 요소의 표면에 맞닿아 섬유 패널을 압박하도록 구성되는 플로팅 코어 조립체를 갖는 주형 조립체의 일 실시예의 개략도이다.
도 26은 플로팅 코어 조립체의 코어가 연장 위치에 있고, 섬유 패널이 주형 요소의 표면에 맞닿도록 배치된, 도 25의 주형 조립체의 개략도이다.
도 27은 플로팅 코어 조립체의 코어가 후퇴 위치에 있는, 도 25의 주형 조립체의 개략도이다.
도 1은 동시 병행의 압축 성형 및 사출 성형 공정에 의해 제조된 트림 구성요소를 포함할 수 있는 예시적인 차량(10)의 사시도이다. 예시된 바와 같이, 차량(10)은 시트(14), 팔걸이(16) 및 센터 콘솔(18)을 갖는 실내(12)를 포함한다. 이하 상세하게 설명되는 바와 같이, 시트(14), 팔걸이(16), 센터 콘솔(18) 및/또는 실내(12)의 다른 영역의 소정의 트림 구성요소는 동시 병행의 압축 성형 및 사출 성형 공정에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 소정의 실시예에서, 차량 트림 구성요소는 주형 공동(mold cavity)의 제1 표면 상에 섬유 패널을 배치하는 단계, 및 섬유 패널을 원하는 형상으로 형성하기 위해, 주형 공동의 제1 표면과 제2 표면 사이에서 상기 섬유 패널을 압축하는 단계를 포함하는 공정에 의해 제조된다. 그 후, 섬유 패널에 인접하여 상기 제1 표면과 제2 표면 사이에 있는 공극(void)을 충전하기 위해, 주형 공동 내로 수지가 주입된다. 소정의 실시예에서, 공극은 섬유 패널의 둘레부 주위로 연장된다. 이러한 실시예에서, 주입된 수지는 공극을 충전할 것이고, 수지가 양생 및/또는 경화됨에 따라 섬유 패널 주위에 경계부를 생성할 것이다. 주형 공동의 치수 정밀도로 인해, 결과적인 트림 구성요소의 각각의 에지는 원하는 치수에 실질적으로 일치할 것이다. 결과적으로, 성형 후에 구성요소의 에지를 트리밍하는 공정을 생략할 수 있으며, 이에 따라 제조 공정의 기간을 단축시키고, 그렇지 않으면 쓰레기 매립장에 폐기될 수 있는 부스러기의 양을 감소시킬 수 있다.
소정의 실시예에서, 수지는 또한, 차량 트림 구성요소의 보조 구성요소를 형성하기 위해, 섬유 패널과 제2 표면 사이의 적어도 하나의 부차적 공극 내로도 주입된다. 예를 들어, 주형 공동은 섬유 패널의 표면을 따라 리브(rib)를 생성하도록 구성된 다수의 부차적 공극을 포함할 수 있다. 리브는 섬유 패널을 지지하도록 구성되어, 보다 강한 구성요소를 제공하고, 그리고/또는 섬유 패널 두께를 용이하게 감소시켜 구성요소의 중량을 감소시킨다. 섬유 패널 및 보조 구성요소가 단일 주형 공동 내에서 형성되기 때문에, 압축 주형 및 사출 주형 사이에서 부품을 이동시키는 공정이 생략되며, 이에 따라 제조 공정의 기간이 단축된다. 또한, 단일 주형을 채용하는 것은 압축 성형 공정용 제1 주형 및 사출 성형 공정용 제2 주형을 생산하는 것에 비해, 설계 및 제조 비용을 감소시킨다.
도 2는 도 1의 차량의 실내의 일부에 대한 사시도이다. 예시된 바와 같이, 차량 실내(12)는 예시된 센터 콘솔(18), 플로어 콘솔(20), 실내 도어 패널(22), 계기판(24), 헤드라이너(26), 오버헤드 콘솔(28) 및 선바이저(30)와 같은 다양한 요소를 포함한다. 이하에서 상세하게 설명되는 바와 같이, 차량 실내(12)의 각각의 요소는 압축 성형 및 사출 성형의 조합에 의해 제조되는 하나 이상의 트림 구성요소를 포함할 수 있다. 동시 병행의 압축 성형 및 사출 성형 공정은 치수적으로 정밀한 에지를 갖는 트림 구성요소를 용이하게 형성할 수 있으며, 따라서 성형-후 트리밍 공정을 거칠 필요가 없을 수 있다. 또한, 단일 주형 공동 내에서 섬유 패널을 형성하고 소정의 보조 구성요소를 성형함으로써, 제1 압축 주형 및 제2 사출 주형을 포함하는 공정에 비해 제조 공정의 기간이 실질적으로 단축될 수 있다.
도 3은 동시 병행의 압축 성형 및 사출 성형을 통해 트림 구성요소를 생산하도록 구성되는 주형 조립체(32)의 일 실시예의 사시도이다. 예시된 실시예에서, 주형 조립체(32)는 제1 (예를 들어, 하부) 주형 요소(34) 및 제2 (예를 들어, 상부) 주형 요소(36)를 포함한다. 예시된 바와 같이, 제1 주형 요소(34)는 주형 공동(40)의 제1 부분을 형성하는 제1 표면(38)을 포함하고, 제2 주형 요소(36)는 주형 공동(40)의 제2 부분을 형성하는 제2 표면(42)을 포함한다. 이하 상세하게 설명되는 바와 같이, 섬유 패널(44)을 원하는 형상으로 형성하기 위해, 제1 표면(38)은 섬유 패널(44)을 수용하도록 구성되고, 제2 표면(42)은 제1 표면(38)에 대해 섬유 패널(44)을 압축하도록 구성된다.
소정의 실시예에서, 섬유 패널(44)은 구조용 섬유 및 열가소성 수지의 조합을 포함한다. 구조용 섬유는 대마, 목재, 아마, 양마 및 사이잘과 같은 천연 섬유, 및/또는 유리 섬유, 탄소 섬유 및 고분자 섬유와 같은 합성 섬유를 포함할 수 있다. 또한, 열가소성 수지는 예를 들어, 폴리프로필렌 (PP), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 (ABS) 및/또는 폴리카보네이트 (PC) 바인더를 포함할 수 있다. 예로서, 섬유 패널(44)는 약 50%의 천연 섬유 및 약 50%의 PP로 구성될 수 있다. 압축 성형을 용이하게 하기 위해, 열가소성 수지를 액화시키기 위해 섬유 패널(44)이 (예를 들어, 약 200℃까지) 가열된다. 그 후, 섬유 패널(44)은 공동(40)의 제1 표면(38) 상에 배치되고, 제2 주형 요소(36)가 방향(46)을 따라 제1 주형 요소(34)를 향해 이동됨에 따라 제1 표면(38)과 제2 표면(42) 사이에서 압축된다. 섬유 패널(44)이 주형 조립체(32) 내에서 냉각됨에 따라, 열가소성 수지가 응고되어, 주형 공동(40)의 형상을 따르는 실질적 강성 복합 패널을 생성한다.
추가적인 실시예에서, 섬유 패널(44)은 구조용 섬유 및 열경화성 수지의 조합을 포함한다. 전술한 실시예와 유사하게, 구조용 섬유는 대마, 목재, 아마, 양마 및 사이잘과 같은 천연 섬유, 및/또는 유리 섬유, 탄소 섬유 및 고분자 섬유와 같은 합성 섬유를 포함할 수 있다. 또한, 열경화성 수지는 예를 들어, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에스테르 수지 및/또는 비닐에스테르 수지를 포함할 수 있다. 예로서, 섬유 패널(44)은 미국 미시간주 홀랜드 소재의 존슨 콘트롤즈 테크놀로지 컴퍼니(Johnson Controls Technology Company)에 의해 제조되는 파이브로우드(Fibrowood)로 구성될 수 있다. 압축 성형을 용이하게 하기 위해, 섬유 패널(44)은 공동(40)의 제1 표면(38) 상에 배치되고, 제2 주형 요소(36)가 방향(46)을 따라 제1 주형 요소(34)를 향해 이동됨에 따라 제1 표면(38)과 제2 표면(42) 사이에서 압축된다. 압축 공정 동안, 패널(44)은 (예를 들어, 가열된 주형 조립체(32)를 통해) 가열되며, 이로써 열경화성 수지가 경화되게 된다. 결과적으로, 주형 공동(40)의 형상을 따르는 실질적 강성 복합 패널이 형성된다.
섬유 패널(44)이 제1 표면(38)과 제2 표면(42) 사이에서 압축된 후에, 섬유 패널(44)에 인접하여 제1 표면(38)과 제2 표면(42) 사이에 있는 적어도 하나의 공극을 충전하기 위해, 수지가 (예를 들어, 포트(48)를 통해) 주형 공동으로 주입된다. 예를 들어, 소정의 실시예에서, 공극은 섬유 패널(44)의 둘레부(50) 주위로 연장된다. 이러한 실시예에서, 주입된 수지는 공극을 충전할 것이고, 수지가 양생 및/또는 경화됨에 따라 섬유 패널(44) 주위에 경계부를 생성할 것이다. 주형 공동의 치수 정밀도로 인해, 결과적인 트림 구성요소의 각각의 에지는 원하는 치수에 실질적으로 일치할 것이다. 결과적으로, 성형 후에 구성요소의 에지를 트리밍하는 공정이 생략될 수 있으며, 이에 따라 제조 공정의 기간을 단축시키고, 그렇지 않으면 쓰레기 매립장에 폐기될 수 있는 부스러기의 양을 감소시킬 수 있다.
추가적인 실시예에서, 공극은 섬유 패널(44) 내 간극(52)에 대응한다. 이러한 실시예에서, 수지는 간극을 충전할 것이고, 이에 따라 실질적으로 연속적인 구조체를 생성할 것이다. 예를 들어, 간극(52)은 간극(52) 내 성형된 수지와 섬유 패널(44) 사이의 계면을 따라 연장되는 연약 구역(weakened zone)을 생성하도록 구성될 수 있다. 이하 상세하게 설명되는 바와 같이, 연약 구역은 성형된 수지를 섬유 패널(44)로부터 용이하게 분리하여 예를 들어, 에어백의 전개가 가능하도록 구성될 수 있다. 추가적인 실시예에서, 수지는 압축 성형 공정 동안 섬유 패널(44)의 의도치 않은 인열에 의해 형성되는 간극(52)을 충전할 수 있으며, 이에 따라 실질적으로 연속적인 표면을 갖는 트림 구성요소를 형성한다. 또한, 간극(52)은 트림 구성요소의 고 곡률 영역을 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 주형 공동(40)은 섬유 패널을 상대적으로 저 곡률을 갖는 형상으로 형성하도록, 그리고 수지를 고 곡률을 갖는 요소로 형성하도록 윤곽화될 수 있다. 이러한 방식으로, 원하는 형상 및 구조적 특성을 갖는 트림 구성요소가 형성될 수 있다. 예를 들어, 섬유 패널의 인열 영역을 충전하고, 그리고/또는 트림 구성요소의 고 곡률 영역을 형성하기 위해, 예시된 실시예에서는 섬유 패널(44)이 단일 간극(52)을 포함하고 있지만, 대안적인 섬유 패널(44)은 연약 구역을 생성하는 추가 간극을 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다.
도 4는 폐쇄 위치의 주형 조립체(32)의 일 실시예에 대한 횡단면도이다. 예시된 실시예에서, 주형 공동(40)은 섬유 패널(44)의 둘레부(50) 주위로 연장되는 공극(54)을 포함한다. 앞서 설명된 바와 같이, 수지가 양생 및/또는 경화됨에 따라, 섬유 패널(44) 주위에 경계부를 생성하기 위해, 수지가 공극(54) 내로 주입될 수 있다. 예시된 실시예에서, 주형 조립체(32)는 공극(54)의 제1 부분과 포트(48) 사이에서 연장되는 제1 유체 경로(56), 및 공극(54)의 제2 부분과 포트(48) 사이에서 연장되는 제2 유체 경로(58)를 포함한다. 이러한 구성에서, 액체 수지가 포트(48) 내로 주입되는 경우, 수지는 공극(54) 내로 유동하여, 섬유 패널(44)을 둘러싸는 경계부를 생성할 것이다. 주형 조립체(32)는 또한, 포트(48)와 간극(52) 사이에서 연장되어 간극(52)으로의 수지 유동을 용이하게 하는 제3 유체 경로(60)를 포함한다.
예시된 실시예에서, 주형 공동(40)은 주형 공동(40)의 제2 표면(42)과 섬유 패널(44) 사이에 위치되는 부차적 공극(62)을 포함한다. 부차적 공극(62)은 예를 들어, 지지 리브 또는 커넥터와 같은 차량 트림 구성요소의 보조 구성요소를 형성하도록 구성된다. 예시된 바와 같이, 제4 유체 경로(64)는 포트(48)와 제2 공극(62) 사이에서 연장된다. 이러한 구성에서, 액체 수지가 포트(48) 내로 주입되는 경우, 수지는 공극(62) 내로 유동하여, 수지가 경화 및/또는 양생됨에 따라 보조 구성요소를 생성할 것이다.
작업 시, 섬유 패널(44)은 주형 공동(40)의 제1 표면(38) 상에 배치되고, 섬유 패널(44)은 섬유 패널(44)을 원하는 형상으로 형성하기 위해, 주형 공동(40)의 제1 표면(38)과 제2 표면(42) 사이에서 압축된다. 섬유 패널(44)이 주형 공동(40) 내에서 응고될 때, 수지가 포트(48) 내로 주입되어 공극(52, 54 및 62)을 충전한다. 수지가 경화 및 양생됨에 따라, 수지는 섬유 패널(44)에 결속하여, 원하는 형상, 구조적 특성 및/또는 보조 구성요소를 갖는 트림 구성요소를 형성한다. 소정의 실시예에서, 수지는 폴리프로필렌 (PP), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 (ABS), 또는 폴리카보네이트 (PC)와 같은 열가소성 재료, 또는 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에스테르 수지 또는 비닐에스테르 수지와 같은 열경화성 재료를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 수지는 액체 상태로 주형 내로 주입되고, 수지가 경화/양생됨에 따라 응고된다. 결과적으로, 수지 부품은 주형 공동(40) 내 각각의 공극의 형상에 대응하는 형상을 갖도록 형성된다. 소정의 실시예에서, 주입된 수지는 트림 구성요소의 질량을 감소시키고, 그리고/또는 처리 특성을 향상시키기 위해, (예를 들어, 화학적 또는 기계적 발포제를 통해) 세포상 조직으로 성형될 수 있다.
도 5는 동시 병행의 압축 성형 및 사출 성형에 의해 제조된 차량 트림 구성요소(66)의 일 실시예의 정면도이다. 예시된 바와 같이, 트림 구성요소(66)는 섬유 패널(44), 및 섬유 패널(44)의 둘레부(50) 주위에 배치되는 수지 경계부(68)를 포함한다. 앞서 설명된 바와 같이, 주형 공동(40)의 치수 정밀도는 원하는 치수를 갖는 수지 경계부(68)의 형성을 용이하게 하며, 이로써 형성-후 패널 트리밍 공정을 거칠 필요가 없다. 예를 들어, 폭(70) 및 길이(72)를 갖는 트림 구성요소(66)를 형성하기 위해, 섬유 패널(44)은 원하는 폭(70)보다 좁은 폭(74)으로, 그리고 원하는 길이(72)보다 짧은 길이(76)로 트리밍된다. 그 후, 섬유 패널(44)은 원하는 치수(즉, 폭(70) 및 높이(72))를 갖는 주형 공동(40) 내에 배치된다. 패널(44)이 제1 표면(38)과 제2 표면(42) 사이에서 압축된 후에, 수지가 둘레부(50)를 둘러싼 공극(54) 내로 주입되어, 경계부(68)를 형성하고, 원하는 치수를 갖는 트림 구성요소(66)를 생성한다.
섬유 패널(44)이 압축 성형 공정에 앞서 트리밍되기 때문에, 부스러기(즉, 과잉 재료)가 재활용될 수 있다. 이에 반해, 섬유 패널 내의 열경화성 수지가 경화/양생되고, 그리고/또는 열가소성 수지가 구조용 섬유에 접합되기 때문에, 형성-후 부스러기 재활용은 보다 어려울 수 있다. 또한, 수지가 주형 공동(40)의 에지와 섬유 패널(44)의 둘레부(50) 사이의 공극을 충전하기 때문에, 트림 구성요소(66)의 에지는 섬유 패널 에지에 있어서의 변화에도 불구하고 치수적으로 정밀할 수 있다. 결과적으로, 섬유 패널의 에지는 압축 성형 공정에 앞서, 대략적인 치수로 트리밍될 수 있으며, 이로써 섬유 패널 트리밍과 연관된 기간을 실질적으로 단축할 수 있다.
예시된 실시예에서, 트림 구성요소(66)는 섬유 패널의 간극(52) 내에 형성되는 수지 특징부(78)를 포함한다. 예시된 바와 같이, 특징부(78)는 치수적으로 정밀한 에지를 갖는 개구(80)를 포함한다. 개구(80)를 형성하기 위해, 주형 공동(40)은 개구(80)의 형상을 갖는 돌출부를 포함한다. 수지가 간극(52) 내로 주입될 때, 돌출부는 개구(80)로의 수지의 유동을 차단하며, 이로써 원하는 특징부(78)를 생성한다. 이해되는 바와 같이, 특징부(78)는 다른 구성요소를 트림 구성요소(66)에 고정하고, 그리고/또는 트림 구성요소(66)를 차량 실내(12)에 고정하는데 사용될 수 있다. 또한, 실질적으로 육각형인 개구(80)가 예시된 실시예 내에 채용되어 있지만, 대안적인 실시예는 다른 개구 구성(예를 들어, 정사각형, 원형, 타원형 등)을 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 추가적인 실시예는 섬유 패널(44) 전반에 걸쳐 분포되는 추가적인 특징부(78)를 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 특징부(78)는 동시 병행의 압축 성형/사출 성형 공정 동안 형성되기 때문에, 형성 후에 특징부를 섬유 패널에 적용하는 관행이 필요 없게 된다. 결과적으로, 트림 구성요소 제조와 연관된 기간 및 비용은 실질적으로 감소될 수 있다.
예시된 트림 구성요소(66)는 또한, 섬유 패널(44)의 표면에 결합되는 보조 구성요소를 포함한다. 앞서 설명된 바와 같이, 이러한 보조 구성요소는 섬유 패널과 주형 공동의 제2 표면 사이의 부차적 공극 내로 수지를 주입함으로써 형성될 수 있다. 예시적 실시예에서, 보조 구성요소는 리브(82) 및 커넥터(84)를 포함한다. 그러나, 대안적인 실시예는 핀, 마운트 등과 같은 다른 보조 구성요소를 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 커넥터(84)는 차량(10)의 실내(12) 내의 다른 표면(예를 들어, 도어 프레임, 계기판 지지 구조체 등)과 트림 구성요소(66) 사이의 결합을 용이하게 하도록 구성된다. 리브(82)는 섬유 패널(44)을 지지하여 보다 강한 트림 구성요소를 제공하고, 그리고/또는 섬유 패널 두께를 용이하게 감소시켜 트림 구성요소의 중량을 감소시키도록 구성된다. 소정의 실시예에서, 리브(82)는 섬유 패널(44)과 경계부(68) 사이의 계면에 걸쳐(across), 그리고/또는 섬유 패널(44)과 수지 특징부(78) 사이의 계면에 걸쳐 연장될 수 있다. 이러한 실시예에서, 리브(82)는 패널/경계부 계면 및/또는 패널/특징부 계면의 강도를 향상시킬 수 있다. 섬유 패널 및 보조 구성요소가 단일 주형 공동 내에서 형성되기 때문에, 압축 주형 및 사출 주형 사이에서 부품을 이동시키는 공정이 생략되며, 이에 따라 제조 공정의 기간을 단축시킨다. 또한, 단일 주형을 채용하는 것은 압축 성형 공정용 제1 주형 및 사출 성형 공정용 제2 주형을 생산하는 것에 비해, 설계 및 제조 비용을 감소시킨다.
도 6은 커버 스톡(86) 적용 공정을 도시하는, 동시 병행의 압축 성형 및 사출 성형에 의해 제조되는 차량 트림 구성요소(66)의 일 실시예의 사시도이다. 예시된 바와 같이, 커버 스톡(86)은 표시 표면(88)을 형성하기 위해, 섬유 패널(44)에 (예를 들어, 접착층을 통해) 적용된다. 커버 스톡(86)은 예를 들어, 직물 또는 부직물, 아플리케, 비닐층, 폼층, 포일층, 또는 가죽 커버일 수 있다. 이러한 커버 스톡(86)은 차량 실내(12)에 어울리는 표시 표면(88)을 생성할 수 있으며, 이로써 트림 구성요소(66)의 외관을 향상시킨다. 예시된 실시예에서, 커버 스톡(86)은 트림 구성요소(66)가 형성된 후에 섬유 패널(44)에 적용된다. 그러나, 소정의 실시예에서, 커버 스톡은 압축 성형 공정 중에 적용될 수 있다. 예를 들어, 커버 스톡은 압축 성형에 앞서 주형 공동(40)의 제1 표면(38)과 섬유 패널(44) 사이에 위치될 수 있다. 섬유 패널(44)이 주형 공동(40) 내에서 응고될 때, 커버 스톡은 섬유 패널에 결합될 수 있으며, 이에 따라 원하는 표시 표면을 생성한다. 이해되는 바와 같이, 커버 스톡(86)은 원하는 표시 표면(88)을 제공하기 위해, 섬유 패널(44)의 적어도 일부 및/또는 수지 구성요소의 적어도 일부에 적용될 수 있다.
도 7은 에어백 전개가 용이해지도록 구성되는 연약 구역을 포함하는, 동시 병행의 압축 성형 및 사출 성형에 의해 제조되는 차량 트림 구성요소의 일 실시예의 정면도이다. 예시된 실시예에서, 트림 구성요소(66)는 섬유 패널(44)의 간극(52) 내에 형성되는 수지 특징부(90)를 포함한다. 예시된 바와 같이, 수지 특징부(90)는 실질적으로 H-형상이므로, 특징부(90)와 섬유 패널(44) 사이에 길다란 계면을 생성한다. 길다란 계면은 트림 구성요소(66)에 인가되는 충분한 힘이 섬유 패널(44)로부터 수지 특징부(90)의 분리를 유도하게 될 연약 구역을 제공한다. 예로서, 트림 구성요소(66)는 에어백을 은닉시키도록 구성되는 실내 도어 패널일 수 있다. 전개 즉시, 에어백은 섬유 패널(44)로부터 수지 특징부(90)의 분리를 유도하기에 충분한 힘을 트림 구성요소(66)에 인가할 것이며, 이에 따라 에어백 전개가 용이하게 될 것이다.
예시된 실시예에서 특징부(90)는 실질적으로 H-형상이지만, 대안적인 실시예는 다른 연약 구역 형상(예를 들어, U자-형상, T자-형상, 원형, 정사각형 등)을 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 소정의 트림 구성요소(66)는 수지 경계부(68)에 의해 둘러싸여 섬유 패널(44)의 둘레부(50) 주위에 연약 구역을 형성하는 실질적으로 연속적인 섬유 패널(44)을 포함할 수 있다. 또한, 트림 구성요소는 에어백이 전개될 때까지 트림 구성요소가 실질적으로 원래대로 유지되도록, 연약 구역의 강도를 특정하게 조정하게끔 구성되는 다양한 보강 특징부(예를 들어, 리브(82), 추가 섬유 패널, 보다 두꺼운 수지 영역 등)를 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 수지 특징부(90)와 섬유 패널(44) 사이의 연약 구역은 (예를 들어, 인-몰드 스코어링, 레이저 스코어링 등을 통한) 스코어링(scoring)에 의해 추가로 연약화될 수 있으므로, 에어백의 힘이 수지 특징부(90)를 섬유 패널(44)로부터 분리시키는 것을 보장할 수 있다.
소정의 실시예에서, 에어백 전개 동안 연약 구역을 보강하고, 그리고/또는 구성요소들을 연결시키기 위해 추가 요소가 사용될 수 있다. 예를 들어, 트림 구성요소(66)가 형성된 후에, 가요성 패널(예를 들어, 탄소 섬유, 유리 섬유, 합성 섬유 등)이 섬유 패널(44) 및 수지 특징부(90)에 결합될 수 있다. 이러한 실시예에서, 에어백 전개 동안, 가요성 패널이 수지 특징부(90)를 섬유 패널(44)에 연결시키고, 이에 의해, 수지 특징부(90)가 연약 구역에서 섬유 패널(44)로부터 분리될 때, 수지 특징부(90)를 유지시킬 수 있다. 추가적인 실시예에서, 가요성 패널은 압축 성형/사출 성형 공정 동안 트림 구성요소(66)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 가요성 패널은 섬유 패널에 인접한 주형 공동에 배치될 수 있다. 섬유 패널(44)이 주형 공동 내에서 응고될 때, 가요성 패널은 섬유 패널에 접합될 것이다. 또한, 간극 내로 주입된 수지가 가요성 패널에 접합될 것이며, 이로써 에어백 전개 동안 수지 특징부(90)를 유지하도록 구성되는 트림 구성요소를 생성한다.
도 8은 섬유 패널(44)을 통해 연장되는 보강 요소(92)를 포함하는, 동시 병행의 압축 성형 및 사출 성형에 의해 제조되는 차량 트림 구성요소의 일 실시예의 횡단면도이다. 예시된 바와 같이, 섬유 패널(44)은 사출 성형 공정 동안 수지가 섬유 패널(44)을 통해 유동할 수 있도록 하는 간극(52)을 포함한다. 결과적으로, 수지 보강 요소(92)의 일부가 섬유 패널(44)의 각 측면 상에 형성되므로, 요소(92)가 패널(44)에 로킹된다. 보강 요소(92)의 두께로 인해, 수지 구성요소는 고 하중이 걸릴 수 있는 트림 구성요소의 영역에 추가적인 구조적 강성을 제공할 수 있다. 다양한 수지와 섬유 요소의 결합에 의해, 원하는 형상 및 원하는 강도를 갖는 트림 구성요소(66)가 형성될 수 있다.
소정의 실시예에서, 보강 요소(92)는 주형 공동의 대향 표면들 사이에서 섬유 패널(44)을 압축함으로써 형성된다. 섬유 패널이 응고되면, 표면들 중 적어도 하나는 부분적으로 후퇴되므로, 보강 요소(92)의 형상을 갖는 공극을 생성한다. 그 후, 요소(92)를 형성하기 위해, 수지가 공극 내로 주입된다. 대안적인 실시예에서, 간극(52)에 인접한 섬유 패널(44)의 형상은 주입된 수지의 압력에 의해 형성된다. 이러한 실시예는 압축 성형 공정 후에 주형 표면을 후퇴시키는 단계를 생략할 수 있다.
도 9는 섬유 패널(44)의 간극(52) 내에 형성되는 고 곡률 요소(94)를 포함하는, 동시 병행의 압축 성형 및 사출 성형에 의해 제조되는 차량 트림 구성요소의 일 실시예의 단면도이다. 예로서, 주형 공동(40)은 섬유 패널을 상대적으로 저 곡률을 갖는 형상으로 형성하기 위해, 그리고 수지를 고 곡률을 갖는 수지 요소(94)로 형성하기 위해, 윤곽화될 수 있다. 섬유의 강성으로 인해, 섬유 패널의 곡률이 제한될 수 있기 때문에, 이러한 방식으로 트림 구성요소(66)를 형성하는 것은 고 곡률 영역의 형성을 용이하게 하는 한편, 원하는 구조적 강성을 유지한다. 앞서 설명된 바와 같이, 섬유 패널(44)의 간극(52)은 의도적으로 고 곡률 영역 내에 위치될 수 있고, 그리고/또는 섬유 인열에 의해 의도치 않게 고 곡률 영역 내에 형성될 수도 있다.
도 10은 수지 구성요소와 섬유 패널 사이의 겹치기 이음부를 포함하는, 동시 병행의 압축 성형 및 사출 성형에 의해 제조되는 차량 트림 구성요소의 일 실시예의 횡단면도이다. 예시된 바와 같이, 수지 구성요소(96)는 섬유 패널(44)의 일부에 중첩되어, 겹치기 이음부(98)를 형성한다. 수지 구성요소(96)와 섬유 패널(44) 사이의 접촉 영역을 증가시킴으로써, 계면의 구조적 온전성이 향상될 수 있다. 이해되는 바와 같이, 중첩부의 연장은 수지 구성요소(96)와 섬유 패널(44) 사이에 원하는 접합 강도를 생성하도록 특별히 구성될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 섬유 패널(44)이 수지 구성요소(96)의 일부에 중첩할 수 있다는 점 또한 이해해야 한다.
도 11은 동시 병행의 압축 성형 및 사출 성형을 통해 차량 트림 구성요소를 제조하는 예시적인 방법(100)의 흐름도이다. 먼저, 블록(102)에 표시된 바와 같이, 섬유 패널의 적어도 하나의 에지가 원하는 치수로 트리밍된다. 앞서 설명된 바와 같이, 압축 성형 공정에 앞서 섬유 패널을 트리밍하는 것은 부스러기의 재활용을 용이하게 하므로, 그렇지 않으면 쓰레기 매립장에 폐기될 수 있는 폐기물을 감소시킨다. 섬유 패널이 트리밍되면, 패널은 블록(104)에 표시된 바와 같이 가열된다. 예를 들어, 섬유 패널이 열가소성 수지를 포함하는 경우, 패널 가열로 인해 수지가 액화할 것이며, 이로써 패널의 압축 성형이 용이하게 된다. 대안적으로, 섬유 패널이 열경화성 수지를 포함하는 경우, 패널을 주형 공동 내에 배치하는 단계에 앞서 섬유 패널을 가열하는 단계가 생략될 수 있다.
그 후, 섬유 패널은 블록(106)에 표시된 바와 같이, 주형 공동의 제1 표면 상에 배치된다. 다음으로, 섬유 패널은 블록(108)에 표시된 바와 같이, 섬유 패널을 원하는 형상으로 형성하기 위해, 주형 공동의 제1 표면과 제2 표면 사이에서 압축된다. 그 후, 수지는 블록(110)에 표시된 바와 같이, 섬유 패널에 인접하여 제1 표면과 제2 표면 사이에 있는 적어도 하나의 공극을 충전하기 위해, 주형 공동 내로 주입된다. 예를 들어, 수지는 경계부를 형성하기 위해, 섬유 패널의 둘레부의 일부 주위로 연장되는 공극을 충전할 수 있다. 또한, 수지는 섬유 패널 내의 간극에 대응하는 공극을 충전할 수 있으며, 이로써 실질적으로 연속적인 구조체를 제공한다. 소정 실시예에서, 블록(112)에 표시된 바와 같이, 섬유 패널과 제2 표면 사이의 적어도 하나의 부차적 공극을 충전하기 위해, 수지는 주형 공동 내로 주입된다. 예를 들어, 부차적 공극은 지지 리브 또는 커넥터와 같은 보조 구성요소를 형성하도록 형상화될 수 있다. 이해되는 바와 같이, 단계(110 및 112)는 주 공극 및 부차적 공극에 유체적으로 결합되는 포트 내로 수지를 주입함으로써 동시에 실행될 수 있다. 실내 트림 구성요소가 주형 공동으로부터 제거된 후에, 블록(114)에 표시된 바와 같이, 커버 스톡이 차량 트림 구성요소 상에 배치될 수 있다.
소정의 실시예에서, 섬유 패널(44) 및/또는 다양한 수지 구성요소는 특별히, 트림 구성요소(66)에 대해 바람직한 표시 표면(show surface)을 제공하도록 구성될 수 있다. 이러한 실시예에서, 커버 스톡(86)이 생략될 수 있으며, 이로써 제조 비용을 감축시킨다. 또한, 단일 섬유 패널(44)이 전술되어 있지만, 주형 공동은 다수의 섬유 패널을 수용하고, 섬유 패널들을 원하는 트림 구성요소(66)로 압축 성형하도록 구성될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 소정의 실시예에서, 다양한 미적 및/또는 구조적 특성을 갖는 수지 구성요소를 형성하기 위해, 다수의 수지(예를 들어, 수지의 여러 샷(shot)들)가 주형 공동 내로 주입될 수 있다. 예를 들어, 추가적인 구조적 지지가 요구되는 영역에 유리-충전 수지가 주입될 수 있으며, 표시 표면의 일부를 형성하는 영역에 순 수지가 주입될 수 있다. 또한, 원하는 텍스처/구조적 특성을 제공하기 위해, 보다 경성이고 그리고/또는 보다 연성인 수지가 여러 영역 내로 주입될 수 있다.
소정의 실시예에서, 주형 공동의 제1 표면으로 연장되는 제1 유체 경로를 통해, 그리고 주형 공동의 제2 표면으로 연장되는 제2 유체 경로를 통해 수지가 주입될 수 있다. 이러한 실시예에서, 섬유 패널의 각 측면의 일부는 수지의 층으로 코팅될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 수지는 주형 공동의 하나의 표면을 통해 연장되는 유체 경로를 통해 주입될 수 있다. 그 후, 수지가 섬유 패널 내 간극을 통해 유동할 수 있으며, 이로써 수지가 섬유 패널의 각 측면의 적어도 일부를 코팅할 수 있게 된다. 추가적인 실시예에서, 주입된 수지의 압력은 섬유 패널(44)을 통한 수지 유동을 용이하게 하는 간극의 형성을 유발할 수 있다.
또한, 에어백 조립체의 소정의 구성요소는 동시 병행의 압축 성형/사출 성형 공정에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 소정의 실시예에서, 에어백 도어는 압축 성형된 섬유 패널에 의해 형성되는 제1 절반부, 및 사출 성형된 수지에 의해 형성되는 제2 절반부를 포함할 수 있다. 에어백 도어는 섬유 패널과 수지 구성요소 사이의 계면을 따라 분리되도록 구성될 수 있다. 추가적인 실시예에서, 주형 공동은 에어백 도어에 인접한 사출 성형된 에어백 슈트를 형성하도록 구성되는 공극을 포함할 수 있다. 또한, 힌지, 보강 요소 및/또는 테터(tether)와 같은 추가 구성요소가 압축 성형/사출 성형 공정에 앞서 주형 공동 내에 배치될 수 있다. 이러한 구성요소는 섬유 패널이 압축되고, 그리고/또는 수지가 사출될 때, 에어백 도어에 통합될 수 있다.
소정의 실시예에서, 트림 구성요소(66)는 원하는 강성을 제공하고, 그리고/또는 충격과 연관된 에너지를 흡수하기 위해, 구조적으로 연약한 영역 및/또는 강화된 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 섬유 패널(44)은 충격 동안 섬유 패널(44)이 와해될 수 있게 하여 충격 에너지의 일부를 흡수하기 위해 스코어, 시임 및/또는 천공부를 포함할 수 있다. 또한, 섬유 패널에 결합된 수지 리브는 원하는 에너지 흡수도가 가능하도록 배열(예를 들어, 원하는 와해 방향에 수직하게 배향)될 수 있다. 소정의 실시예에서, 스코어, 시임 및/또는 천공은 트림 구성요소가 충격 동안 와해될 수 있도록 하면서, 바람직한 표시 표면을 제공하기 위해 수지로 충전될 수 있다.
섬유 패널을 주형에 고정시키기 위한 진퇴식 핀 조립체
소정의 주형 조립체는 섬유 패널을 수용하도록 구성되는 제1 주형 요소, 및 섬유 패널을 제1 주형 요소에 고정시키기 위해 섬유 패널을 관통하도록 구성되는 다수의 핀을 포함한다. 핀은 원하는 위치 및/또는 배향으로 섬유 패널을 유지하며, 이에 따라 제2 주형 요소가 제1 주형 요소에 대해 섬유 패널을 압축할 수 있게 되어 원하는 형상의 구성요소를 형성할 수 있다. 불행히도, 핀은 섬유 패널 내 불규칙한 공극을 남길 수 있으며, 이로써 고르지 않은 텍스처를 갖는 구성요소를 생성한다. 또한, 제2 주형 요소는 제1 주형 요소로부터 연장되는 핀을 수용하도록 구성된 리세스를 포함할 수 있다. 제2 주형 요소 내에 리세스를 형성하는 것은 주형 조립체의 비용 및 복잡성을 증가시킬 수 있다.
후술되는 주형 조립체의 소정의 실시예는 섬유 패널의 압축에 앞서 또는 상기 압축 동안, 보유 핀을 빼내도록 구성되어 수지가 보유 핀에 의해 형성된 공극을 충전할 수 있게 하는 진퇴식 핀 조립체를 포함한다. 결과적으로, 구성요소는 실질적으로 평탄한 텍스처를 가질 수 있다. 예를 들어, 소정의 실시예에서, 차량 트림 구성요소 제조용 주형 조립체는 섬유 패널을 수용하도록 구성된 제1 주형 요소를 포함한다. 주형 조립체는 또한, 섬유 패널을 제1 주형 요소에 고정하기 위해, 섬유 패널을 관통하도록 구성되는 다수의 보유 핀을 갖는 진퇴식 핀 조립체를 포함한다. 또한, 주형 조립체는 제2 주형 요소를 포함하며, 제2 주형 요소는 섬유 패널을 원하는 형상으로 형성하기 위해, 제1 주형 요소의 제1 표면과 제2 주형 요소의 제2 표면 사이에서 섬유 패널을 압축하도록 구성된다. 진퇴식 핀 조립체는 제1 표면과 제2 표면 사이에서의 섬유 패널의 압축에 앞서 또는 상기 압축 동안 섬유 패널로부터 보유 핀을 빼내도록 구성된다. 또한, 주형 조립체는 보유 핀에 의해 형성되는 섬유 패널 내 공극 내로 수지를 주입하도록 구성되는 유체 경로를 포함할 수 있다. 결과적으로, 수지가 경화 및 양생될 때, 실질적으로 평탄한 구성요소가 형성될 수 있다.
도 12는 주형 공동 내에 섬유 패널을 고정시키도록 구성되는 진퇴식 핀 조립체를 갖는 주형 조립체(116)의 일 실시예의 개략도이다. 예시된 실시예에서, 주형 조립체(116)는 제1 (예를 들어, 상부) 주형 요소(118) 및 제2 (예를 들어, 하부) 주형 요소(120)를 포함한다. 예시된 바와 같이, 제1 주형 요소(118)는 주형 공동(124)의 제1 부분을 형성하는 제1 표면(122)을 포함하고, 제2 주형 요소(120)는 주형 공동(124)의 제2 부분을 형성하는 제2 표면(126)을 포함한다. 섬유 패널(128)을 원하는 형상으로 형성하기 위해, 제1 표면(122)은 섬유 패널(128)을 수용하도록 구성되고, 제2 표면(126)은 제1 표면(122)에 대해 섬유 패널(128)을 압축하도록 구성된다.
소정의 실시예에서, 섬유 패널(128)은 구조용 섬유 및 열가소성 수지의 조합을 포함한다. 구조용 섬유는 대마, 목재, 아마, 양마 및 사이잘과 같은 천연 섬유, 및/또는 유리 섬유, 탄소 섬유 및 고분자 섬유와 같은 합성 섬유를 포함할 수 있다. 또한, 열가소성 수지는 예를 들어, 폴리프로필렌 (PP), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 (ABS) 및/또는 폴리카보네이트 (PC) 바인더를 포함할 수 있다. 예로서, 섬유 패널(128)은 약 50%의 천연 섬유 및 약 50%의 PP로 구성될 수 있다. 압축 성형을 용이하게 하기 위해, 열가소성 수지를 액화시키기 위해 섬유 패널(128)이 (예를 들어, 약 200℃까지) 가열된다. 그 후, 섬유 패널(128)은 공동(124)의 제1 표면(122) 상에 배치되고, 제2 주형 요소(120)가 방향(130)을 따라 제1 주형 요소(118)를 향해 이동됨에 따라 제1 표면(122)과 제2 표면(126) 사이에서 압축된다. 섬유 패널(128)이 주형 조립체(116) 내에서 냉각됨에 따라, 열가소성 수지가 응고되어, 주형 공동(124)의 형상을 따르는 실질적 강성 복합 패널을 생성한다.
추가적인 실시예에서, 섬유 패널(128)은 구조용 섬유 및 열경화성 수지의 조합을 포함한다. 전술한 실시예와 유사하게, 구조용 섬유는 대마, 목재, 아마, 양마 및 사이잘과 같은 천연 섬유, 및/또는 유리 섬유, 탄소 섬유 및 고분자 섬유와 같은 합성 섬유를 포함할 수 있다. 또한, 열경화성 수지는 예를 들어, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에스테르 수지 및/또는 비닐에스테르 수지를 포함할 수 있다. 예로서, 섬유 패널(128)은 미국 미시간주 홀랜드 소재의 존슨 콘트롤즈 테크놀로지 컴퍼니에 의해 제조되는 파이브로우드로 구성될 수 있다. 압축 성형을 용이하게 하기 위해, 섬유 패널(128)은 공동(124)의 제1 표면(122) 상에 배치되고, 제2 주형 요소(120)가 방향(130)을 따라 제1 주형 요소(118)를 향해 이동됨에 따라 제1 표면(122)과 제2 표면(126) 사이에서 압축된다. 압축 공정 동안, 패널(128)은 (예를 들어, 가열된 주형 조립체(116)를 통해) 가열되며, 이로써 열경화성 수지가 경화되게 된다. 결과적으로, 주형 공동(124)의 형상을 따르는 실질적 강성 복합 패널이 형성된다.
예시된 실시예에서, 주형 조립체(116)는 제2 주형 요소(120)가 제1 주형 요소(118)에 근접할 때까지, 섬유 패널(128)을 원하는 위치에 보유하도록 구성되는 진퇴식 핀 조립체(132)를 포함한다. 예시된 바와 같이, 진퇴식 핀 조립체(132)는 섬유 패널(128)을 제1 주형 요소(118)에 고정시키기 위해, 섬유 패널(128)을 관통하도록 구성되는 다수의 보유 핀(134)을 포함한다. 예시된 실시예는 2개의 보유 핀(134)을 포함하지만, 대안적인 실시예는 보다 많거나 보다 적은 수의 보유 핀(134)을 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 소정의 실시예는 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10, 12 또는 보다 많은 수의 보유 핀(134)을 포함할 수 있다.
진퇴식 핀 조립체(132)는 제1 표면(122)과 제2 표면(126) 사이에서의 섬유 패널의 압축에 앞서, 또는 상기 압축 동안 섬유 패널(128)로부터 보유 핀을 빼내도록 구성된다. 예를 들어, 진퇴식 핀 조립체(132)는 제1 및 제2 표면이 주형 공동(124) 내에서 섬유 패널(128)의 이동을 실질적으로 차단하기에 충분히 폐쇄되어 있는 경우 보유 핀(134)을 뺄 수 있다. 보유 핀(134)이 압축 성형 공정에 앞서 또는 상기 압축 성형 공정 동안 섬유 패널(128)로부터 빠지기 때문에, 수지가 보유 핀(134)에 의해 형성되는 공극 내로 주입될 수 있고, 이에 따라 실질적으로 평탄한 표면을 갖는 차량 트림 구성요소를 생성한다. 또한, 보유 핀(134)이 제2 주형 요소(120) 내의 개구로 진입하는 대신, 빠져 나오기 때문에, 제2 주형 요소의 비용 및/또는 복잡성은 감소될 수 있다.
예시된 실시예에서, 진퇴식 핀 조립체(132)는 보유 핀(134)이 섬유 패널(128)로부터 빠지게끔 구성되는 복귀 핀(136)을 포함한다. 이하 상세하게 설명되는 바와 같이, 복귀 핀(136)과 제2 주형 요소(120)의 표면 사이의 접촉은 연결 플레이트(138)를 제1 표면(122)으로부터 멀어지는 방향으로 이동시킨다. 이어서 연결 플레이트(138)는 보유 핀(134)이 빠져 나오도록 한다. 보유 핀(134) 및 복귀 핀(136)은 예를 들어, 용접 연결부, 기계적 인터록, 또는 체결구와 같은 적합한 연결부에 의해 연결 플레이트(138)에 결합된다. 비록, 예시된 실시예는 2개의 복귀 핀(136)을 포함하지만, 대안적인 실시예는 보다 많거나 보다 적은 수의 복귀 핀(136)을 포함할 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 소정의 실시예는 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10, 12 또는 보다 많은 수의 복귀 핀을 포함할 수 있다.
진퇴식 핀 조립체(132)는 또한, 주형 요소가 서로 분리되고, 섬유 패널이 주형 공동으로부터 제거된 후에, 보유 핀(134)을 연장시키도록 구성되는 액추에이터(140)를 포함한다. 예를 들어, 액추에이터(140)는 보유 핀(134)이 후속 섬유 패널(128)을 관통할 수 있도록 하는 초기 위치로 연결 플레이트(138)를 이동시키도록 구성되는 공압 실린더를 포함할 수 있다. 그러나, 대안적인 실시예에서, 액추에이터(140)는 유압 실린더, 전기기계 구동 유닛, 또는 기계식 액추에이터를 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다.
섬유 패널(128)을 제1 주형 요소(118)에 고정시키기 위해, 섬유 패널(128)은 각각의 보유 핀(134)의 예리한 단부(144)가 섬유 패널(128)을 관통하도록, 방향(142)으로 이동된다. 예를 들어, 작업자가 섬유 패널(128)을 주형 공동(124) 내의 원하는 위치/배향으로 위치시킬 수 있으며, 그 후에 보유 핀(134)이 섬유 패널을 관통하도록 방향(142)으로 섬유 패널(128)을 이동시킬 수 있다. 보유 핀(134)과 섬유 패널(128) 사이의 접촉은 섬유 패널(128)을 원하는 위치/배향으로 고정시킨다.
도 13은 섬유 패널(128)이 보유 핀(134)을 통해 제1 주형 요소(118)에 고정되는, 도 12의 주형 조립체(116)의 개략도이다. 전술된 바와 같이, 보유 핀(134)은 제1 및 제2 표면이 주형 공동(124) 내에서의 섬유 패널(128)의 이동을 실질적으로 차단하기에 충분하게 근접될 때까지, 원하는 위치/배향으로 섬유 패널(128)을 고정시키도록 구성된다. 섬유 패널(128)이 제1 주형 요소(118)에 고정되면, 제2 주형 요소(120)는 방향(130)으로 이동된다. 제2 주형 요소(120)가 제1 주형 요소(118)에 근접하여 있을 때, 각각의 복귀 핀(136)의 말단 단부(146)가 제2 주형 요소(120)의 지지 표면(148)과 접촉한다. 제2 주형 요소(120)가 방향(130)으로 계속하여 이동함에 따라, 각각의 복귀 핀(136)의 말단 단부(146)와 지지 표면(148) 사이의 접촉으로 연결 플레이트(138)가 방향(150)으로 이동한다. 따라서, 보유 핀(134)은 방향(150)으로 이동되고, 이에 따라 보유 핀(134)이 섬유 패널(128)로부터 빠진다. 주형 요소들이 서로 근접하여 있는 동안 보유 핀(134)이 빠지기 때문에, 섬유 패널(128)의 이동은 제1 표면(122) 및 제2 표면(126)에 의해 실질적으로 차단된다.
이해되는 바와 같이, 보유 핀(134) 및/또는 복귀 핀(136)의 길이는 섬유 패널(128)로부터의 보유 핀(134)을 빼내는 것을 제어하기 위해 조정될 수 있다. 예를 들어, 보다 긴 보유 핀(134)은 주형 요소들이 서로 보다 근접할 때까지, 섬유 패널(128)을 제1 주형 요소(118)에 고정시킬 수 있다. 반대로, 보다 짧은 보유 핀(134)은 주형 요소들이 더 이격되어 있는 동안, 섬유 패널(128)을 제1 주형 요소(118)로부터 이형시킬 수 있다. 유사하게, 보다 긴 복귀 핀(136)은 주형 요소들이 더 이격되어 있는 동안, 보유 핀(134)이 섬유 패널(128)로부터 빠지게끔 할 수 있으며, 보다 짧은 복귀 핀(136)은 보유 핀(134)이 주형 요소들이 서로 보다 근접할 때까지, 섬유 패널(128)을 제1 주형 요소(118)에 고정시키게끔 할 수 있다. 이해되는 바와 같이, 보유 핀(134)이 빠지는 것을 제어하는 것은 주형 공동 내 섬유 패널의 정밀 배치를 용이하게 하며, 압축 성형 공정에 앞서 또는 상기 공정 동안 섬유 패널 내 장력을 제어할 수 있다.
도 14는 보유 핀(134)이 후퇴된, 도 12의 주형 조립체의 개략도이다. 전술한 바와 같이, 각각의 복귀 핀(136)의 말단 단부(146)와 제2 주형 요소의 지지 표면(148) 사이의 접촉은 복귀 핀(136)을 방향(150)으로 이동시킨다. 따라서, 복귀 핀(136)에 결합되는 연결 플레이트(138)는 보유 핀(134)을 방향(150)으로 이동시키며, 이에 따라 보유 핀(134)을 섬유 패널로부터 빼낸다. 예시된 바와 같이, 보유 핀(134)은 섬유 패널(128)로부터 빠지며, 섬유 패널(128)은 제1 주형 요소(118)의 제1 표면(122)과 제2 주형 요소(120)의 제2 표면(126) 사이에서 압축된다.
섬유 패널이 원하는 형상으로 압축-형성된 후에, 제2 주형 요소(120)는 제1 주형 요소(118)로부터 멀어지는 방향(152)으로 이동된다. 그 후, 섬유 패널(128)은 주형 공동(124)으로부터 (예를 들어, 배출 시스템을 통해) 제거된다. 다음으로, 액추에이터(140)가 연결 플레이트(138)를 방향(154)으로 이동시키고, 이에 따라 보유 핀(134) 및 복귀 핀(136)을 연장 위치로 이동시킨다. 보유 핀(134)이 연장 위치에 있는 경우, 보유 핀(134)이 섬유 패널(128)에 관통함으로써 후속하는 섬유 패널(128)이 제1 주형 요소(118)에 고정될 수 있다.
전술된 실시예는 섬유 패널(128)이 주형 공동(124)으로부터 제거된 후에 보유 핀(134)을 연장시키기 위해 액추에이터를 채용하지만, 대안적인 실시예에서는 다른 작동 조립체가 채용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 제2 주형 요소가 제1 주형 요소로부터 멀어지는 방향으로 이동할 때, 제2 주형 요소와 보유 핀 사이의 기계적 연결장치가 보유 핀을 연장시킬 수 있다. 추가적인 실시예에서, 제1 주형 요소로부터 멀어지는 방향으로의 제2 주형 요소의 이동 시 스프링이 보유 핀을 연장시키도록 압박할 수 있다. 대안적으로, 각각의 복귀 핀의 말단 단부는 제2 주형 요소의 지지 표면에 자기적으로 결합될 수 있다. 이러한 구성에서, 제1 주형 요소로부터 멀어지는 방향으로의 제2 주형 요소의 이동은 복귀 핀 및 보유 핀을 연장 위치로 이동시킨다. 그러나, 제1 주형 요소로부터 멀어지는 방향으로의 제2 주형 요소의 추가 이동은 복귀 핀과 제2 주형 요소 사이의 자기 결합을 극복하여, 제2 주형 요소가 제1 주형 요소로부터 멀어지는 방향으로 계속하여 이동할 수 있게 한다. 추가적인 실시예에서, 주형 조립체는 주형 공동으로부터의 섬유 패널의 배출을 용이하게 하기 위한 이젝터 핀을 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 이젝터 핀의 이동은 연결 플레이트를 방향(154)으로 이동시킬 수 있으며, 이에 따라 보유 핀(134)을 연장 위치로 이동시킨다.
또한, 전술한 실시예는 보유 핀(134)을 후퇴시키기 위해 복귀 핀(136) 및 연결 플레이트(138)를 채용하고 있지만, 대안적인 실시예에서는 다른 작동 조립체가 채용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 소정의 실시예에서, 연장 위치와 후퇴 위치 사이에서 보유 핀을 이동시키기 위해 액추에이터(예를 들어, 유압 실린더, 공압 실린더, 전기기계 액추에이터 등)가 사용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 제1 주형 요소에 대한 제2 주형 요소의 위치를 결정하기 위해 센서가 채용될 수 있다. 그 후, 센서에 연통 가능하게 결합된 제어기가 제2 주형 요소의 검출된 위치에 기초하여, 보유 핀의 위치를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어기는 제2 주형 요소가 제1 주형 요소에 근접하여 있을 때 보유 핀 후퇴를 명령할 수 있다. 제어기는 또한, 제2 주형 요소가 제1 주형 요소로부터 멀어지는 방향으로 이동할 때 보유 핀 연장을 명령할 수 있다.
도 15는 보유 핀에 의해 형성되는 공극 내로 수지를 주입하도록 구성되는 유체 경로를 갖는 주형 조립체(116)의 일 실시예의 개략도이다. 전술한 바와 같이, 섬유 패널(128)은 보유 핀(134)의 예리한 단부(144)가 섬유 패널(128)을 관통하도록, 섬유 패널(128)을 방향(142)으로 이동시킴으로써 제1 주형 요소(118)에 고정된다. 그 후, 제2 주형 요소(120)는 방향(130)으로 이동되며, 이에 따라 진퇴식 핀 조립체(132)가 섬유 패널(128)로부터 보유 핀(134)을 빼내도록 한다. 그러나, 보유 핀(134)은 섬유 패널(128) 내에 공극을 생성할 수 있다. 따라서, 주형 조립체(116)는 공극 내에 수지를 유동시켜 차량 트림 구성요소의 평탄도를 향상시키도록 구성된다.
예시된 실시예에서, 제1 주형 요소(118)는 수지 매니폴드(156) 및 수지 매니폴드(156)로부터 진퇴식 핀(134)으로 연장되는 유체 경로(158)를 포함한다. 이하 상세하게 설명되는 바와 같이, 수지 매니폴드(156) 및 유체 경로(158)는 보유 핀(134)에 의해 형성된 공극에 수지를 제공하도록 구성된다. 결과적으로, 공극은 수지로 충전될 수 있으며, 이에 따라 실질적으로 평탄한 텍스처를 갖는 차량 트림 구성요소를 생성한다.
도 16은 섬유 패널(128)이 보유 핀(134)을 통해 제1 주형 요소(118)에 고정되는, 도 15의 주형 조립체(116)의 개략도이다. 예시된 바와 같이, 보유 핀(134)은 보유 핀(134)이 섬유 패널(128)을 관통할 때 재료를 배출시킨다. 결과적으로, 섬유 패널(128) 내에 공극이 형성된다. 이하 상세하게 설명되는 바와 같이, 실질적으로 평탄한 텍스처를 갖는 차량 트림 구성요소를 생성하기 위해 공극은 수지로 충전될 수 있다.
도 17은 보유 핀(134)이 후퇴된, 도 15의 주형 조립체(116)의 개략도이다. 예시된 바와 같이, 보유 핀(134)을 섬유 패널(128)로부터 빠지는 경우 공극(160)이 형성된다. 그러나, 수지를 수지 매니폴드(156)로부터 공극(160) 내로 유동시키기 위해 유체 경로(158)가 위치된다. 따라서, 공극(160)을 실질적으로 충전시키기 위해, 매니폴드(156) 및 유체 경로(158)를 통해 수지가 주입될 수 있으며, 이로써 차량 트림 구성요소의 평탄도가 향상된다.
도 18은 보유 핀(134)에 의해 형성된 공극(160)에 수지가 주입된, 도 15의 주형 조립체(116)의 개략도이다. 예시된 바와 같이, 수지는 공극(160)을 실질적으로 충전하고, 이에 따라 실질적으로 평탄한 텍스처를 갖는 차량 트림 구성요소를 생성하는 수지 특징부(162)를 형성한다. 또한, 수지는 유체 경로(158)를 실질적으로 충전하고, 이에 따라 차량 트림 구성요소의 후방 표면 상에 러너 또는 리지(164)를 생성한다. 이해되는 바와 같이, 섬유 패널 내의 각각의 공극은 유사한 방식으로 충전될 수 있다. 보유 핀에 의해 형성된 공극이 수지로 충전되기 때문에, 보유 핀은 차량 트림 구성요소의 평탄도를 악화시키지 않고서 섬유 패널과 제1 주형 요소 사이의 향상된 결합을 제공하도록 위치될 수 있다.
도 19는 진퇴식 핀 조립체를 갖는 주형 공동 내에 형성되는 차량 트림 구성요소(166)의 일 실시예의 평면도이다. 예시된 바와 같이, 섬유 패널(128) 내의 각각의 공극은 수지 특징부(162)로 충전되고, 이에 따라 실질적으로 평탄한 표면을 갖는 차량 트림 구성요소(166)를 생성한다. 예를 들어, 바람직한 표시 표면을 형성하기 위해, 커버 스톡이 섬유 패널의 표면 상에 배치될 수 있다. 섬유 패널 내의 공극이 수지로 충전되기 때문에, 커버 스톡은 실질적으로 평탄하게 보이며, 이에 따라 차량 실내의 시각적 매력을 향상시킨다.
도 20은 진퇴식 핀 조립체를 갖는 주형 조립체 내에서 차량 트림 구성요소를 형성하기 위한 방법(168)의 일 실시예에 대한 흐름도이다. 먼저, 블록(170)에 표시된 바와 같이, 섬유 패널은 진퇴식 핀 조립체를 통해 제1 주형 요소에 고정된다. 전술된 바와 같이, 진퇴식 핀 조립체는 섬유 패널을 제1 주형 요소에 고정시키기 위해, 섬유 패널을 관통하도록 구성되는 다수의 보유 핀을 포함한다. 다음으로, 블록(172)에 표시되어 있는 바와 같이, 제2 주형 요소는 제1 주형 요소를 향해 이동된다. 제2 주형 요소가 제1 주형 요소에 근접하여 있을 때, 진퇴식 핀 조립체의 보유 핀은 블록(174)에 표시된 바와 같이 후퇴된다. 예를 들어, 진퇴식 핀 조립체는 보유 핀을 복귀 핀과 제2 주형 요소 사이의 접촉을 통해 섬유 패널로부터 빠지게끔 구성되는 다수의 복귀 핀을 포함할 수 있다.
그 후, 섬유 패널은 블록(176)에 표시된 바와 같이, 제1 주형 요소와 제2 주형 요소 사이에서 압축된다. 전술한 바와 같이, 주형 요소들 사이에서 섬유 패널을 압축하여 섬유 패널을 원하는 형상으로 형성한다. 소정의 실시예에서, 보유 핀은 섬유 패널이 제1 주형 요소와 제2 주형 요소 사이에서 압축될 때 후퇴(예를 들어, 섬유 패널로부터 빠짐)된다. 그 후, 블록(178)에 표시된 바와 같이, 보유 핀에 의해 형성된 섬유 패널 내 공극 내로 수지가 주입된다. 공극을 충전함으로써 실질적으로 평탄한 표면을 갖는 차량 실내 구성요소가 생성되며, 이에 따라 차량 실내의 외관이 향상된다.
압축 성형/사출 성형 공정이 완료된 후에, 제2 주형 요소는 블록(180)에 표시된 바와 같이, 제1 주형 요소로부터 멀어지는 방향으로 이동된다. 그 후, 섬유 패널은 블록(182)에 표시된 바와 같이, 제1 주형 요소로부터 (예를 들어, 배출 핀을 통해) 배출된다. 다음으로, 블록(184)에 표시된 바와 같이, 진퇴식 핀 조립체의 보유 핀은 연장된다. 예를 들어, 진퇴식 핀 조립체는 보유 핀을 연장 위치를 향해 이동시켜, 보유 핀이 후속하는 섬유 패널을 관통할 수 있도록 구성되는 액추에이터를 포함할 수 있다.
섬유 패널의 구부러진 에지를 지지하기 위한 수지 특징부
소정의 주형 조립체는 섬유 패널을 원하는 형상으로 압축하기 위해 결합되도록 구성되는 제1 주형 요소 및 제2 주형 요소를 포함한다. 이러한 주형 조립체는 또한, 제1 및 제2 주형 요소가 섬유 패널을 원하는 치수로 트리밍하기 위해 결합될 때 섬유 패널을 관통하도록 구성되는 트림 블레이드를 포함할 수 있다. 불행히도, 섬유 패널을 형상화하기 위해 인-몰드 트림 블레이드를 사용하는 것은 패널의 에지를 약하게 할 수 있으며, 이에 따라 수명을 단축시킨다.
후술하는 주형 조립체의 소정의 실시예는 섬유 패널의 구부러진 에지의 인접한 내부 표면들 상에 수지를 주입하여, 에지의 강도를 향상시키도록 구성된다. 예를 들어, 소정의 실시예에서, 차량 트림 구성요소를 제조하기 위한 주형 조립체는 섬유 패널을 수용하도록 구성된 제1 주형 요소를 포함한다. 주형 조립체는 또한, 제2 주형 요소를 포함하며, 제2 주형 요소는 섬유 패널을 원하는 형상으로 형성하기 위해, 제1 주형 요소의 제1 표면과 제2 주형 요소의 제2 표면 사이에서 섬유 패널을 압축하도록 구성된다. 주형 조립체는 또한, 수지가 구부러진 에지의 말단 단부로 연장되도록, 섬유 패널의 구부러진 에지의 인접한 내부 표면 상에 수지를 주입하도록 구성되는 유체 경로를 포함한다. 수지를 구부러진 에지의 내부 표면 상에 주입함으로써, 구부러진 에지를 지지하는 수지 특징부가 생성되며, 이로써 섬유 패널의 강도를 향상시키고 수명을 연장시킨다.
도 21은 섬유 패널의 구부러진 에지의 인접한 내부 표면 상에 수지를 주입하도록 구성된 유체 경로를 갖는 주형 조립체(186)의 일 실시예의 개략도이다. 예시된 실시예에서, 주형 조립체(186)는 제1 (예를 들어, 하부) 주형 요소(188) 및 제2 (예를 들어, 상부) 주형 요소(190)를 포함한다. 예시된 바와 같이, 제1 주형 요소(188)는 주형 공동(194)의 제1 부분을 형성하는 제1 표면(192)을 포함하고, 제2 주형 요소(190)는 주형 공동(194)의 제2 부분을 형성하는 제2 표면(196)을 포함한다. 제1 표면(192)은 섬유 패널(198)을 수용하도록 구성되고, 제2 표면(196)은 섬유 패널(198)을 원하는 형상으로 형성하기 위해, 섬유 패널(198)을 제1 표면(192)에 대해 압축하도록 구성된다.
소정의 실시예에서, 섬유 패널(198)은 구조용 섬유 및 열가소성 수지의 조합을 포함한다. 구조용 섬유는 대마, 목재, 아마, 양마 및 사이잘과 같은 천연 섬유, 및/또는 유리 섬유, 탄소 섬유 및 고분자 섬유와 같은 합성 섬유를 포함할 수 있다. 또한, 열가소성 수지는 예를 들어, 폴리프로필렌 (PP), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 (ABS) 및/또는 폴리카보네이트 (PC) 바인더를 포함할 수 있다. 예로서, 섬유 패널(198)는 약 50%의 천연 섬유 및 약 50%의 PP로 구성될 수 있다. 압축 성형을 용이하게 하기 위해, 열가소성 수지를 액화시키기 위해 섬유 패널(198)이 (예를 들어, 약 200℃까지) 가열된다. 그 후, 섬유 패널(198)은 공동(194)의 제1 표면(192) 상에 배치되고, 제2 주형 요소(190)가 방향(200)을 따라 제1 주형 요소(188)를 향해 이동됨에 따라 제1 표면(192)과 제2 표면(196) 사이에서 압축된다. 섬유 패널(198)이 주형 조립체(186) 내에서 냉각됨에 따라, 열가소성 수지가 응고되어, 주형 공동(194)의 형상을 따르는 실질적 강성 복합 패널을 생성한다.
추가적인 실시예에서, 섬유 패널(198)은 구조용 섬유 및 열경화성 수지의 조합을 포함한다. 전술한 실시예와 유사하게, 구조용 섬유는 대마, 목재, 아마, 양마 및 사이잘과 같은 천연 섬유, 및/또는 유리 섬유, 탄소 섬유 및 고분자 섬유와 같은 합성 섬유를 포함할 수 있다. 또한, 열경화성 수지는 예를 들어, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에스테르 수지 및/또는 비닐에스테르 수지를 포함할 수 있다. 예로서, 섬유 패널(198)은 미국 미시간주 홀랜드 소재의 존슨 콘트롤즈 테크놀로지 컴퍼니에 의해 제조되는 파이브로우드로 구성될 수 있다. 압축 성형을 용이하게 하기 위해, 섬유 패널(198)은 공동(194)의 제1 표면(192) 상에 배치되고, 제2 주형 요소(190)가 방향(200)을 따라 제1 주형 요소(188)를 향해 이동됨에 따라 제1 표면(192)과 제2 표면(196) 사이에서 압축된다. 압축 공정 동안, 패널(198)은 (예를 들어, 가열된 주형 조립체(186)를 통해) 가열되며, 이로써 열경화성 수지가 경화되게 된다. 결과적으로, 주형 공동(194)의 형상을 따르는 실질적 강성 복합 패널이 형성된다.
예시된 실시예에서, 제1 주형 요소(188)는 섬유 패널(198)이 주형 공동(194) 내에서 압축될 때, 섬유 패널(198)을 원하는 치수로 트리밍하도록 구성되는 트림 블레이드(202)를 포함한다. 제2 주형 요소(190)가 방향(200)으로 이동될 때, 제2 주형 요소(190)와 섬유 패널(198) 사이의 접촉으로 섬유 패널(198)의 에지가 트림 블레이드(202)와 접촉하게 된다. 제2 주형 요소(190)가 방향(200)으로 더 이동함으로써 트림 블레이드(202)가 섬유 패널(198)을 관통하게 되고, 이에 따라 섬유 패널(198)을 원하는 치수로 트리밍한다. 예시된 실시예에는 2개의 트림 블레이드(202)가 채용되어 있지만, 대안적인 실시예는 보다 많거나 보다 적은 수(예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 또는 그 이상)의 트림 블레이드(202)를 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 예시된 실시예에서는 트림 블레이드(202)가 제1 주형 요소(188)에 결합되어 있지만, 대안적인 실시예에서 트림 블레이드(202)의 적어도 일부는 제2 주형 요소(190)에 결합될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
트림 블레이드(202)로 섬유 패널(198)을 트리밍하는 공정은 섬유 패널(198)의 에지를 약화시킬 수 있다. 따라서, 예시된 주형 조립체(186)는 섬유 패널(198)의 구부러진 에지의 인접한 내부 표면 상에 수지를 주입하여, 에지의 강도를 향상시키도록 구성된다. 예시된 바와 같이, 제2 주형 요소(190)는 주형 조립체(186)가 폐쇄된 때, 주형 공동(194) 내의 공극을 생성하도록 구성되는 리세스(204)를 포함한다. 상세하게 후술되는 바와 같이, 주형 조립체(186)가 폐쇄된 때, 공극은 섬유 패널(198)의 구부러진 에지의 인접한 내부 표면에 근접하여 위치된다. 예시된 실시예에서, 제2 주형 요소는 입구(206) 및 입구(206)로부터 공극으로 연장되는 유체 경로(208)를 포함한다. 유체 경로(208)는 수지가 섬유 패널의 구부러진 에지의 인접한 내부 표면 상으로 유동하도록, 공극 내에 수지를 주입하게끔 구성된다.
도 22는 폐쇄 위치에 있는 도 21의 주형 조립체(186)의 개략도이다. 주형 조립체가 폐쇄 위치에 있는 경우, 트림 블레이드(202)는 섬유 패널(198)을 관통하며, 이로써 섬유 패널을 원하는 치수로 트리밍한다. 또한, 리세스(204)는 섬유 패널(198)의 구부러진 에지의 인접한 내부 표면에 근접하여 위치되는 공극(210)을 생성한다. 수지가 공극(210) 내로 (예를 들어, 입구(206) 및 유체 경로(208)를 통해) 주입되는 경우, 수지는 구부러진 에지의 인접한 내부 표면 상으로 유동한다. 공극이 구부러진 에지의 말단 단부로 연장되기 때문에, 수지는 (예를 들어, 트림 블레이드(202)가 섬유 패널(198)을 절단하는 경우) 섬유 패널(198)의 측방 범위까지 유동한다. 수지가 경화 및 양생되면, 섬유 패널의 구부러진 에지를 지지하는 수지 특징부가 형성되고, 이에 따라 차량 트림 구성요소의 강도를 향상시키고 수명을 연장한다. 소정의 실시예에서, 공극(210)은 섬유 패널(198)의 전체 둘레부 주위로 연장될 수 있다. 그러나, 대안적인 실시예에서, 공극(210)은 둘레부의 일부 주위로 연장될 수 있다.
도 23은 섬유 패널(198)의 구부러진 에지를 지지하도록 구성되는 수지 특징부(214)를 갖는 차량 트림 구성요소(212)의 일 실시예에 대한 단면도이다. 예시된 바와 같이, 수지 특징부(214)는 섬유 패널(198)의 내부 표면(216) 상에 (예를 들어, 공극(210)을 갖는 주형 조립체(186)를 통해) 사출-성형된다. 트림 구성요소(212)가 차량 내에 설치될 때, 내부 표면(216)은 차량 실내로부터 멀어지는 방향을 향하게 된다. 이러한 구성에서, 수지 특징부(214)는 실질적으로 평탄한 표시 표면(예를 들어, 내부 표면(216)에 대향하는 표면)을 제공하면서, 섬유 패널(198)의 구부러진 에지(218)를 지지한다.
예시된 실시예에서, 수지 특징부(214)는 구부러진 에지(218)의 제1 내부 표면(220)과 구부러진 에지(218)의 제2 내부 표면(222) 사이에서 연장된다. 또한, 수지 특징부(214)는 구부러진 에지(218)의 말단 단부로 연장된다. 따라서, 수지 특징부(214)는 구부러진 에지(218)를 지지하며, 이로써 섬유 패널(198)의 강도를 향상시키고, 차량 트림 구성요소(212)의 수명을 연장한다. 이해되는 바와 같이, 섬유 패널(198)의 길이(224)는 원하는 응용에 기초하여 선택될 수 있다. 또한, 수지 특징부(214)의 길이(226)는 섬유 패널(198)의 구부러진 에지(218)에 원하는 지지를 제공하도록 특별히 선택될 수 있다. 예를 들어, 차량 트림 구성요소(212)가 도어 패널 내에 채용되는 경우, 수지 특징부(214)는 (예를 들어, 차문을 닫기 위해 구부러진 에지(218)를 당기는 승객으로부터의, 도어 패널을 제거하기 위해 구부러진 에지(218)를 도어로부터 멀리 이동시키는 정비 인력으로부터의, 및 기타) 예상되는 하중을 수용하도록 보다 길다란 길이(226)를 가질 수 있다. 또한, 구부러진 에지(218)의 높이(228) 및 수지 특징부(214)의 높이(230)는 구부러진 에지(218)에 원하는 지지를 제공하기 위해 특별히 선택될 수 있다. 예를 들어, 보다 높은 높이(228 및 230)는 에지의 강도를 향상시키며, 이로써 차량 트림 구성요소(212)가 보다 큰 하중을 수용할 수 있도록 한다.
소정의 실시예에서, 수지 특징부(214)는 차량 트림 구성요소(212)의 전체 둘레부 주위로 연장될 수 있다. 그러나, 대안적인 실시예는 둘레부의 일부 주위로 연장되는 수지 특징부(214)를 포함할 수 있다. 또한, 예시된 실시예에서는 구부러진 에지(218)의 내부 표면들(220과 222) 사이의 각도가 약 90도이지만, 대안적인 실시예는 내부 표면들 사이에 보다 크거나 보다 작은 각도를 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 추가적인 실시예에서, 구부러진 에지는 곡선형일 수 있으며, 또는 다각 섹션을 포함할 수 있다.
도 24는 섬유 패널의 구부러진 에지의 인접한 내부 표면 상에 수지를 주입함으로써, 차량 트림 구성요소를 형성하기 위한 방법(232)의 일 실시예의 흐름도이다. 먼저, 섬유 패널이 블록(234)에 표시된 바와 같이 가열된다. 예를 들어, 섬유 패널은 열가소성 수지를 포함하고, 패널 가열로 인해 수지가 액화되어 패널의 압축 성형이 용이해진다. 대안적으로, 섬유 패널이 열경화성 수지를 포함하는 경우에는, 패널은 압축 공정 동안 가열될 수 있다. 그 후, 섬유 패널은 블록(236)에 표시된 바와 같이, 주형 공동의 제1 표면 상에 배치된다. 다음으로, 섬유 패널은 블록(238)에 표시된 바와 같이, 섬유 패널을 원하는 형상으로 형성하기 위해 주형 공동의 제1 표면과 제2 표면 사이에서 압축된다.
그 후, 수지는 블록(240)에 표시된 바와 같이, 섬유 패널의 구부러진 에지의 인접한 내부 표면 상에 주입된다. 예를 들어, 수지는 구부러진 에지의 인접한 내부 표면에 근접하여 위치되는 공극 내로 주입될 수 있다. 이러한 구성에서, 공극은 섬유 패널의 구부러진 에지를 지지하는 수지 특징부를 생성하고, 이에 따라 패널의 강도를 증가시킨다. 실내 트림 구성요소가 주형 공동으로부터 제거된 후에, 블록(242)에 표시된 바와 같이, 커버 스톡이 차량 트림 구성요소 상에 배치될 수 있다. 소정의 실시예에서, 섬유 패널 및/또는 다양한 수지 구성요소는 트림 구성요소에 대한 바람직한 표시 표면을 제공하도록 특별히 구성될 수 있다. 이러한 실시예에서, 커버 스톡은 생략될 수 있으며, 이에 따라 제조 비용이 절감된다.
섬유 패널을 주형 표면에 대해 압박하기 위한 플로팅(floating) 코어 조립체
소정의 주형 조립체는 섬유 패널을 원하는 형상으로 압축하기 위해, 결합되도록 구성되는 제1 주형 요소 및 제2 주형 요소를 포함한다. 예를 들어, 제2 주형 요소는 제1 주형 요소와 접촉하도록 섬유 패널을 이동시킬 수 있다. 제1 주형 요소에 대해 제2 주형 요소를 더 이동시킴으로써, 섬유 패널을 원하는 형상으로 압축한다. 또한, 트림 블레이드는 제1 주형 요소에 결합될 수 있고, 제1 및 제2 주형 요소가 섬유 패널을 압축할 때, 섬유 패널을 원하는 치수로 트리밍하도록 구성된다. 불행히도, 제2 주형 요소가 섬유 패널을 이동시켜 제1 주형 요소와 접촉시킬 때, 섬유 패널은 트림 블레이드에 걸리게 될 수 있다. 결과적으로, 트림 블레이드는 섬유 패널의 일부를 인열시킬 수 있으며, 이에 따라 섬유 패널이 약화되고, 그리고/또는 바람직하지 않은 외관/텍스처를 갖는 차량 트림 구성요소를 형성하게 된다. 또한, 섬유 패널이 트림 블레이드에 걸려 있는 동안, 제2 주형 요소가 제1 주형 요소를 향해 계속하여 이동할 때, 섬유 패널에는 장력이 생성될 수 있다. 섬유 패널이 트림 블레이드로부터 벗어나면, 해제된 장력으로 인해 섬유 패널이 주형 조립체 내에서 이동할 수 있게 되어, 섬유 패널이 원하는 위치/배향으로부터 멀어지는 방향으로 이동하게 된다.
후술되는 주형 조립체의 소정의 실시예는 트림 블레이드가 섬유 패널을 관통하기 전에, 섬유 패널을 주형 요소의 표면에 맞닿아 압박하도록 구성되는 플로팅 코어 조립체를 포함한다. 예를 들어, 소정의 실시예에서, 차량 트림 구성요소를 제조하기 위한 주형 조립체는 섬유 패널을 원하는 형상으로 압축하기 위해, 결합되도록 구성되는 제1 주형 요소 및 제2 주형 요소를 포함한다. 주형 조립체는 또한, 제1 및 제2 주형 요소가 섬유 패널을 원하는 치수로 트리밍하기 위해 결합될 때, 섬유 패널을 관통하도록 구성되는 트림 블레이드를 포함한다. 주형 조립체는 또한, 제2 주형 요소에 결합되고 트림 블레이드가 섬유 패널을 관통하기 전에 섬유 패널을 제1 주형 요소의 표면에 맞닿아 압박하도록 구성되는 플로팅 코어 조립체를 포함한다. 트림 블레이드가 섬유 패널을 관통하기 전에, 섬유 패널이 제1 주형 요소의 표면에 맞닿아 배치되기 때문에, 섬유 패널이 트림 블레이드에 걸릴 가능성은 실질적으로 감소되거나 없어진다. 따라서, 주형 조립체는 보다 강하고 그리고/또는 미적으로 보다 보기 좋은 트림 구성요소를 형성할 수 있다.
도 25는 섬유 패널을 주형 요소의 표면에 맞닿아 압박하도록 구성되는 플로팅 코어 조립체를 갖는 주형 조립체(244)의 일 실시예의 개략도이다. 예시된 실시예에서, 주형 조립체(244)는 제1 (예를 들어, 하부) 주형 요소(246) 및 제2 (예를 들어, 상부) 주형 요소(248)를 포함한다. 예시된 바와 같이, 제1 주형 요소(246)는 주형 공동(252)의 제1 부분을 형성하는 제1 표면(250)을 포함하고, 제2 주형 요소(248)는 주형 공동(252)의 제2 부분을 형성하는 제2 표면(254)을 포함한다. 섬유 패널(256)을 원하는 형상으로 형성하기 위해, 제1 표면(250)은 섬유 패널(256)을 수용하도록 구성되고, 제2 표면(254)은 제1 표면(250)에 대해 섬유 패널(256)을 압축하도록 구성된다.
예시된 실시예에서, 제2 주형 요소(248)는 코어(262) 및 편향 부재(264)(예를 들어, 스프링)를 갖는 플로팅 코어 조립체(260)를 포함한다. 예시된 바와 같이, 제2 주형 요소(248)의 제2 표면(254)은 플로팅 코어 조립체(260)의 코어(262)에 의해 형성된다. 주형 공동(252) 내에서 섬유 패널(256)을 압축하기에 앞서, 제2 주형 요소(248)가 방향(258)으로 이동할 때, 코어(262)는 섬유 패널을 제1 주형 요소(246)의 제1 표면(250)에 맞닿아 압박한다. 제2 표면(254)이 섬유 패널(256)과 접촉하고, 섬유 패널(256)이 제1 표면(250)과 접촉하게 되면, 제2 주형 요소(248)의 방향(258)으로의 추가 이동은 코어가 예시된 연장 위치로부터 후퇴 위치로 이동하게끔 한다. 코어(262)가 후퇴 위치에 있는 상태에서, 편향 부재(264)는 주형 공동(252) 내에서 섬유 패널(256)을 압축하기에 충분한 힘을 제공한다.
소정의 실시예에서, 섬유 패널(256)은 구조용 섬유 및 열가소성 수지의 조합을 포함한다. 구조용 섬유는 대마, 목재, 아마, 양마 및 사이잘과 같은 천연 섬유, 및/또는 유리 섬유, 탄소 섬유 및 고분자 섬유와 같은 합성 섬유를 포함할 수 있다. 또한, 열가소성 수지는 예를 들어, 폴리프로필렌 (PP), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 (ABS) 및/또는 폴리카보네이트 (PC) 바인더를 포함할 수 있다. 예로서, 섬유 패널(256)은 약 50%의 천연 섬유 및 약 50%의 PP로 구성될 수 있다. 압축 성형을 용이하게 하기 위해, 열가소성 수지를 액화시키기 위해 섬유 패널(256)이 (예를 들어, 약 200℃까지) 가열된다. 그 후, 섬유 패널(256)은 공동(252)의 제1 표면(250)에 맞닿아 압박되고, 제2 주형 요소(248)가 방향(258)을 따라 제1 주형 요소(246)를 향해 이동됨에 따라 제1 표면(250)과 제2 표면(254) 사이에서 압축된다. 섬유 패널(256)이 주형 조립체(244) 내에서 냉각됨에 따라, 열가소성 수지가 응고되어, 주형 공동(252)의 형상을 따르는 실질적 강성 복합 패널을 생성한다.
추가적인 실시예에서, 섬유 패널(256)은 구조용 섬유 및 열경화성 수지의 조합을 포함한다. 전술한 실시예와 유사하게, 구조용 섬유는 대마, 목재, 아마, 양마 및 사이잘과 같은 천연 섬유, 및/또는 유리 섬유, 탄소 섬유 및 고분자 섬유와 같은 합성 섬유를 포함할 수 있다. 또한, 열경화성 수지는 예를 들어, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에스테르 수지 및/또는 비닐에스테르 수지를 포함할 수 있다. 예로서, 섬유 패널(256)은 미국 미시간주 홀랜드 소재의 존슨 콘트롤즈 테크놀로지 컴퍼니에 의해 제조되는 파이브로우드로 구성될 수 있다. 압축 성형을 용이하게 하기 위해, 섬유 패널(256)은 공동(252)의 제1 표면(250)에 맞닿아 압박되고, 제2 주형 요소(248)가 방향(258)을 따라 제1 주형 요소(246)를 향해 이동됨에 따라 제1 표면(250)과 제2 표면(254) 사이에서 압축된다. 압축 공정 동안, 패널(256)은 (예를 들어, 가열된 주형 조립체(244)를 통해) 가열되며, 이로써 열경화성 수지가 경화되게 된다. 결과적으로, 주형 공동(252)의 형상을 따르는 실질적 강성 복합 패널이 형성된다.
예시된 실시예에서, 제1 주형 요소(246)는 섬유 패널(256)이 주형 공동(252) 내에서 압축될 때, 섬유 패널(256)을 원하는 치수로 트리밍하도록 구성되는 트림 블레이드(266)를 포함한다. 전술된 바와 같이, 코어(262)와, 섬유 패널(256)과, 제1 표면(250) 사이의 접촉 즉시, 방향(258)으로의 제2 주형 요소(248)의 이동으로 인해 코어(262)가 후퇴되게 된다. 코어(262)가 후퇴할 때, 제2 주형 요소(248)의 본체가 방향(258)으로 계속하여 이동한다. 섬유 패널(256)과 제2 주형 요소(248)의 본체 사이의 접촉으로 인해 섬유 패널(256)의 에지는 트림 블레이드(266)와 접촉하게 된다. 방향(258)으로의 제2 주형 요소(248)의 추가 이동으로 인해 트림 블레이드(266)가 섬유 패널(256)을 관통하게 되고, 이에 따라 섬유 패널(256)을 원하는 치수로 트리밍한다. 예시된 실시예에는 2개의 트림 블레이드(266)가 채용되어 있지만, 대안적인 실시예는 보다 많거나 보다 적은 수(예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 또는 그 이상)의 트림 블레이드(266)를 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 예시된 실시예에서는 트림 블레이드(266)가 제1 주형 요소(246)에 결합되어 있지만, 대안적인 실시예에서 트림 블레이드(266)의 적어도 일부는 제2 주형 요소(248)에 결합될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 트림 블레이드(266)가 섬유 패널(256)을 관통하기 전에, 섬유 패널이 제1 주형 요소(246)의 제1 표면(250)에 맞닿아 배치되기 때문에, 섬유 패널이 트림 블레이드(266)에 걸릴 가능성은 실질적으로 감소되거나 없어지게 된다. 따라서, 섬유 패널(256)은 성형 공정 동안 실질적으로 평탄하고 적절하게 배향/위치된 상태를 유지할 수 있으며, 이에 따라 강하고 그리고/또는 미적으로 보기 좋은 트림 구성요소를 생성한다.
도 26은 플로팅 코어 조립체(260)의 코어(262)가 연장 위치에 있고, 섬유 패널(256)이 제1 주형 요소(246)의 제1 표면(250)에 맞닿아 배치되어 있는, 도 25의 주형 조립체(244)의 개략도이다. 전술된 바와 같이, 제2 주형 요소(248)의 방향(258)으로의 이동으로 인해 코어(262)가 섬유 패널(256)을 제1 주형 요소(246)의 제1 표면(250)에 맞닿아 압박하도록 이동시킨다. 제2 표면(254)이 섬유 패널(256)과 접촉하게 되고, 섬유 패널(256)이 제1 표면(250)과 접촉하게 되면, 제2 주형 요소(248)의 방향(258)으로의 추가 이동으로 인해 코어(262)가 후퇴 위치를 향해 방향(268)으로 이동하게 된다. 코어(262)가 후퇴할 때, 편향 부재(264)가 압축되고, 이에 따라 코어(262)에 인가되는 힘이 증가하게 된다. 소정의 실시예에서, 압축된 편향 부재(264)에 의해 인가되는 힘은 주형 공동(252) 내에서 섬유 패널(256)을 원하는 형상으로 압축하기에 충분하다. 또한, 제2 주형 요소의 본체가 방향(258)으로 이동됨에 따라, 패널 섬유(256)와 본체 사이의 접촉으로 인해 섬유 패널(256)의 에지가 트림 블레이드(266)와 접촉하게 된다. 제2 주형 요소(248)의 방향(258)으로의 추가 이동으로 인해 트림 블레이드(266)가 섬유 패널(256)을 관통하게 되고, 이에 따라 섬유 패널(256)이 원하는 치수로 트리밍된다.
도 27은 플로팅 코어 조립체(260)의 코어(262)가 후퇴 위치에 있는, 도 25의 주형 조립체(244)의 개략도이다. 코어(262)가 후퇴 위치에 있는 경우, 압축된 편향 부재(264)는 섬유 패널(256)을 원하는 형상으로 압축하기에 충분한 힘으로 코어(262)를 제1 주형 요소(246)의 제1 표면(250)을 향해 압박한다. 또한, 제2 주형 요소(248)의 지지 표면(270)은 트림 블레이드(266)가 섬유 패널(256)을 관통하여 섬유 패널(256)을 원하는 치수로 트리밍하도록, 섬유 패널(256)을 제1 주형 요소(246)를 향해 이동시킨다. 트림 블레이드(266)가 섬유 패널(256)을 관통하기 전에, 섬유 패널이 제1 주형 요소(246)의 제1 표면(250)에 맞닿아 배치되기 때문에, 섬유 패널이 트림 블레이드(266)에 걸릴 가능성은 실질적으로 감소되거나 없어지게 된다. 따라서, 섬유 패널(256)은 성형 공정 동안 실질적으로 평탄하고 적절하게 배향/위치된 상태를 유지할 수 있으며, 이에 따라 강하고 그리고/또는 미적으로 보기 좋은 트림 구성요소를 생성한다.
본 발명의 특정 특징부 및 실시예들만이 예시되고 설명되었지만, 특허청구범위에서 인용된 청구 대상의 신규한 교시내용 및 이점으로부터 실질적으로 벗어남이 없이, 당해 기술분야의 숙련자들은 여러 많은 변형 및 변경(예를 들어, 여러 요소의 크기, 치수, 구조, 형상 및 비율, 파라미터(예를 들어, 온도, 압력 등)의 값, 장착 배열체, 재료의 사용, 색상, 배향 등의 변경)을 행할 수 있다. 임의의 공정 또는 방법 단계들의 순서 또는 시퀀스는 대안적인 실시예에 따라 변경되거나 재순서화될 수 있다. 따라서, 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 진정한 사상 내에 포함되는 이러한 모든 변형 및 변경을 포함하고자 하는 것임이 이해된다. 또한, 예시적인 실시예들의 간결한 설명을 제공하고자 하는 노력에 있어서, 실제 구현에 있어서의 모든 특징부가 설명되지는 않았을 수 있다(즉, 본 발명을 실행함에 현재 가장 우수한 모드로서 고려되는 것과 관련 없는 것들, 또는 청구된 발명을 가능하게 하는 것과 관련 없는 것들). 임의의 엔지니어링 또는 설계 프로젝트에서와 같이, 이러한 임의의 실제 구현의 개발에 있어서, 수 많은 구현의 특정된 결정이 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 이러한 개발 노력은 복잡하고 시간 소모적일 수 있지만, 그럼에도 당업자에게는 과도한 실험을 거치지 않고서 본 개시내용의 이점을 갖는 설계, 제조 및 생산의 일상적인 업무수행일 것이다.

Claims (55)

  1. 주형 공동 내에 섬유 패널을 배치하는 단계;
    상기 섬유 패널을, 둘레부(periphery)를 따라 에지(edge)를 포함하는 압축 성형된 구성요소로 형성하기 위해, 상기 주형 공동의 제1 표면과 제2 표면 사이에서 상기 섬유 패널을 압축하는 단계; 및
    상기 압축 성형된 구성요소의 상기 에지에서의 두께를 따라(along a thickness) 경계부(border)를 형성하기 위해 상기 섬유 패널에 인접하여 상기 제1 표면과 제2 표면 사이에 있는 하나 이상의 공극(void)을 충전하도록, 상기 주형 공동 내로 수지를 주입하는 단계
    를 포함하는,
    차량 트림 구성요소 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주형 공동의 섬유 패널을 고정하기 위해 하나 이상의 핀(pin)에 의해 섬유 패널을 관통시키는 단계를 포함하는,
    차량 트림 구성요소 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 주형 공동의 제1 표면과 상기 주형 공동의 제2 표면 사이에서의 섬유 패널의 압축에 앞서 또는 상기 압축 동안 섬유 패널로부터 상기 하나 이상의 핀을 빼내는 단계를 포함하는,
    차량 트림 구성요소 제조 방법.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 하나 이상의 핀에 의해 섬유 패널을 관통시키는 단계와 상기 하나 이상의 핀을 빼내는 단계에 의해 섬유 패널 내에 하나 이상의 공극을 형성하고;
    상기 방법은 섬유 패널 내의 상기 공극을 충전시키기 위해 주형 공동 내로 수지를 주입하는 단계를 포함하는,
    차량 트림 구성요소 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 경계부와 상기 압축 성형된 구성요소 사이의 계면에 걸쳐 연장하는 하나 이상의 리브(rib)를 형성하도록, 상기 주형 공동 내로 수지를 주입하는 단계를 포함하는,
    차량 트림 구성요소 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 섬유 패널로부터 형성되는 상기 압축 성형된 구성요소는 둘레부를 따라 에지에서 변화부(variations)를 포함하고;
    주입된 수지에 의해 형성된 상기 경계부는, 상기 둘레부를 따라 에지에서 치수적 정밀함을 제공하도록 구성되는,
    차량 트림 구성요소 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 주형 공동으로부터 상기 차량 트림 구성요소를 제거하는 단계; 및
    표시 표면(show surface)을 형성하기 위해, 상기 차량 트림 구성요소 상에 커버 스톡(cover stock)을 배치하는 단계를 포함하는,
    차량 트림 구성요소 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 공극은 상기 섬유 패널의 둘레부의 적어도 일부 주위로 연장되는,
    차량 트림 구성요소 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 공극은 상기 섬유 패널 내의 간극에 상응하고, 상기 간극은 상기 섬유 패널의 재료에 의해 둘러싸이는,
    차량 트림 구성요소 제조 방법.
  11. 삭제
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  13. 삭제
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  36. 차량 트림 구성요소 제조 방법으로서,
    주형의 제1 표면 상에, 외측 표면, 내측 표면, 및 둘레부를 포함하는 섬유 패널을 배치하는 단계;
    상기 주형의 제1 표면과 상기 주형의 제2 표면 사이에서 섬유 패널을 압축시킴으로써, 상기 섬유 패널을, 상기 주형의 제1 표면의 제1 윤곽(contour) 및 상기 주형의 제2 표면의 제2 윤곽에 대응하는 형상, 내측 표면, 외측 표면, 및 둘레부를 갖는 압축 성형된 구성요소로 형성하는 단계;
    상기 섬유 패널의 둘레부의 적어도 일부 주위에 경계부를 형성하도록, 상기 압축 성형된 구성요소를 형성한 이후에 주형 내로 수지를 주입하는 단계; 및
    주형 공동으로부터 차량 트림 구성요소를 제거하는 단계;를 포함하고,
    상기 압축 성형된 구성요소의 둘레부는, 상기 압축 성형된 구성요소의 외측 표면으로부터 상기 압축 성형된 구성요소의 내측 표면으로 연장하고,
    상기 압축 성형된 구성요소의 상기 둘레부는, 두께를 제공하는 에지를 포함하고,
    상기 경계부는, 상기 압축 성형된 구성요소의 상기 에지의 두께를 따라 형성되는,
    차량 트림 구성요소 제조 방법.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 차량 트림 구성요소의 보조 구성요소를 형성하도록 상기 주형의 제2 표면과 상기 압축 성형된 구성요소 사이에 구조체를 형성하는 단계를 포함하는,
    차량 트림 구성요소 제조 방법.
  38. 제36항에 있어서,
    상기 압축 성형된 구성요소를 형성한 이후에, 상기 섬유 패널 내에 상기 섬유 패널의 재료로 둘러싸인 간극(gap)을 형성하는 단계 및 상기 간극 내로 수지를 주입하는 단계를 포함하는,
    차량 트림 구성요소 제조 방법.
  39. 제36항에 있어서,
    상기 압축 성형된 구성요소의 형상은 상기 섬유 패널의 종래 형상과 상이한,
    차량 트림 구성요소 제조 방법.
  40. 제36항에 있어서,
    상기 주형의 제1 표면 상에 섬유 패널을 배치하는 단계는, 상기 주형의 제1 표면 상에 커버를 위치결정하는 단계 및 상기 커버 상에 섬유 패널을 배치하는 단계를 포함하는,
    차량 트림 구성요소 제조 방법.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 커버는 상기 섬유 패널에 결합(bind)되는,
    차량 트림 구성요소 제조 방법.
  42. 제40항에 있어서,
    상기 커버는, (a) 직물(woven fabric), (b) 부직물(non-woven fabric), (c) 아플리케(applique), (d) 비닐, (e) 폼(foam), (f) 포일(foil), (g) 가죽, 및 (h) 커버 스톡 중 하나 이상으로 이루어지는,
    차량 트림 구성요소 제조 방법.
  43. 차량 내부용 트림 구성요소로서,
    두께를 제공하는 에지를 포함하는 섬유 패널; 및
    수지를 포함하는 구조체;를 포함하며,
    상기 섬유 패널은 외측 표면, 내측 표면, 및 상기 섬유 패널의 외측 표면으로부터 상기 섬유 패널의 내측 표면으로 연장하는 둘레부를 포함하고,
    상기 구조체는 상기 섬유 패널의 상기 에지의 두께를 따라 상기 섬유 패널의 상기 둘레부에 인접하도록 형성되는,
    차량 내부용 트림 구성요소.
  44. 제43항에 있어서,
    상기 섬유 패널은 복수의 섬유들과 수지를 포함하는,
    차량 내부용 트림 구성요소.
  45. 제43항에 있어서,
    상기 구조체는, 상기 섬유 패널의 둘레부의 적어도 일부 주위에 형성되고 치수적 정밀함을 제공하도록 구성된 경계부를 제공하는,
    차량 내부용 트림 구성요소.
  46. 제45항에 있어서,
    상기 섬유 패널의 둘레부는 변화부를 포함하고;
    상기 구조체의 경계부는, 상기 섬유 패널의 둘레부의 변화부에도 불구하고 상기 둘레부를 따라 치수적 정밀함을 갖는 에지를 제공하기 위해 섬유 패널 경계부의 에지 상에 형성되는,
    차량 내부용 트림 구성요소.
  47. 제43항에 있어서,
    상기 차량 내부의 (a) 도어 프레임, (b) 계기판(instrument panel), 및 (c) 지지 구조체 중 하나 이상을 트림 구성요소에 결합(coupling)할 수 있도록 구성된, (a) 커넥터, (b) 리브(rib), 및 (c) 보조 구성요소 중 하나 이상을 포함하는,
    차량 내부용 트림 구성요소.
  48. 제43항에 있어서,
    상기 섬유 패널과 상기 구조체 사이의 계면에 걸쳐(across) 연장하도록 구성된 리브를 포함하는,
    차량 내부용 트림 구성요소.
  49. 제43항에 있어서,
    상기 섬유 패널은, 상기 섬유 패널의 외측 표면으로부터 상기 섬유 패널의 내측 표면으로 연장하고 상기 섬유 패널 내에 간극을 형성하는 내부 표면을 포함하고,
    상기 구조체의 수지는 상기 섬유 패널 내에서 상기 간극 내의 섬유 패널을 보강하도록 구성되는,
    차량 내부용 트림 구성요소.
  50. 제49항에 있어서,
    상기 구조체는, 에어백 전개(deployment)를 위하여 상기 섬유 패널로부터 상기 구조체를 용이하게 분리시킬 수 있도록 구성된 상기 섬유 패널의 내부 표면을 따라 연장하는 연약 구역(weakened zone)을 제공하도록 구성되는,
    차량 내부용 트림 구성요소.
  51. 제49항에 있어서,
    상기 섬유 패널 내의 간극은 상기 섬유 패널 내의 인열(tear)을 포함하며, 상기 구조체가 상기 간극을 충전하도록 구성되는
    차량 내부용 트림 구성요소.
  52. 제49항에 있어서,
    수지를 포함하는 상기 구조체가 상기 간극 내로 형성되고, 상기 섬유 패널의 외측 표면의 적어도 일부를 따라, 그리고 상기 섬유 패널의 내측 표면의 적어도 일부를 따라 연장됨으로써, 상기 섬유 패널에 상기 구조체가 형성되는,
    차량 내부용 트림 구성요소.
  53. 제43항에 있어서,
    (a) 상기 섬유 패널 및 (b) 상기 구조체 중 하나 이상에 결합되는 커버를 포함하는,
    차량 내부용 트림 구성요소.
  54. 제53항에 있어서,
    상기 커버는, (a) 직물, (b) 부직물, (c) 아플리케, (d) 비닐, (e) 폼, (f) 포일, (g) 가죽, 및 (h) 커버 스톡 중 하나 이상으로 이루어지는,
    차량 내부용 트림 구성요소.
  55. 제53항에 있어서,
    상기 커버는 상기 구조체와 상기 섬유 패널의 외측 표면에 결합되는,
    차량 내부용 트림 구성요소.
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