KR102065811B1 - 금속 부품 인서트를 포함하는 플라스틱 재질로 만든 자동차용 바닥 - Google Patents

금속 부품 인서트를 포함하는 플라스틱 재질로 만든 자동차용 바닥 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 부분적으로 오버몰드 되는, 즉, 폴리머 재질로 덮이게 될 부분과 그렇지 않을 부분을 포함하는 판 형태의 금속 인서트(15, 27, 29)를 적어도 하나 포함하는, 폴리머 재질로 된 자동차 바닥 제작용 주형에 관한 것으로서, 상기 주형은 공극부의 경계를 정하는 오목 주형과 볼록 주형을 포함하고, 공극부는 금속 인서트(15, 27, 29)의 폴리머 재질로 덮이게 될 부분을 수용하기 위한 장소를 포함하며, 주형이, 공극부의 이 장소(8)에 오목 주형 및 볼록 주형에 주름들을 포함하며, 이 주름들의 두께가 미리 설정된 최소 두께(H)보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 주형에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이 방법으로 얻어지는 바닥(20)에 관한 것이다.

Description

금속 부품 인서트를 포함하는 플라스틱 재질로 만든 자동차용 바닥{floor made from plastic material for a motor vehicle with metal fitting inserts}
본 발명은 자동차용 플라스틱 재질 바닥의 기술 영역에 관한 것이다.
자동차 제작은 차체 조립 단계로부터 시작되는데, 이는 차체들과 다양한 금속 부품들을 용접하여 백색 차체를 구현하고, 그리고 나서 전기영동 조에서 세척하여 금속 부품들의 표면과 용접 점을 부식 방지를 위한 처리를 하는 것으로 구성된다.
전기영동을 거친 후, 차체는 조립 및 도색 단계를 거쳐 완성된 자동차를 얻게 된다.
한편으로 보면, 자동차 구성에서 플라스틱 재질 부품을 사용하는 방법은, 금속 부품을 밀도가 덜한 플라스틱 재질 부품으로 교체함으로써 야기된 무게 경감 덕분에 연료 소비량 감소 연구에서 성공 요소라는 것을 알 수 있다.
그러나 앞서 언급한 순서, 즉, 우선 차체 조립, 전기영동, 도색, 조립의 순서로 조직된 이미 실용적인 조립 공정의 존재가, 이 순서가 준수되지 않은 자동차 제작 절차의 배치를 어렵게 하고, 이에 더해 경제적으로 불가능하게 한다.
따라서, 차체 조립 단계에서 용접을 통해 다른 금속 부품들과 조립시킬 수 있는 금속 인서트를 갖춘 플라스틱 재질로 된 부품들 제작이 이미 제안되었던 것은 기존의 조립 공정에 따르기 위한 것이다. 특히, 문서 FR2915129에서는, 열경화성 재질로, 특히 기계적 내구성과 손상되지 않고 전기영동 단계를 거칠 수 있는 능력 때문에 적용된 AMC(Advanced Molding Compound), BMC(Bulk Molding Compound) 또는 SMC(Sheet Molding Compound) 층에 부분적으로 오버몰드 된 인서트를 포함하는 자동차 바닥을 공개한다. 인서트들은 용접을 할 수 있는 플라스틱 재질로 덮이지 않은 영역을 포함하는데, 이것이 차체 조립 시 다른 금속 부품들과 바닥을 조립할 수 있게 한다.
오버몰드된 용접 인서트를 갖춘 플라스틱 재질로 된 바닥 제작에서 제기되는 어려움은 용접 인서트들과 바닥의 나머지 부분들 사이의 양호한 기계적 연속성을 보장해야 한다는 것이다.
본 발명은 이러한 어려움을 극복하는 것을 목적으로 한다.
이를 위해, 본 발명은, 부분적으로 오버몰드 되는, 즉, 폴리머 재질로 덮이게 될 부분과 그렇지 않을 부분을 포함하는 판 형태의 금속 인서트를 적어도 하나 포함하는, 폴리머 재질로 된 자동차 바닥 제작용 주형을 목적으로 하는데, 상기 주형은 공극부의 경계를 정하는 오목 주형과 볼록 주형을 포함하고, 공극부는 금속 인서트의 폴리머 재질로 덮이게 될 부분을 수용하기 위한 장소를 포함하며, 주형이, 공극부의 이 장소(8)에 오목 주형 및 볼록 주형에 주름들을 포함하며, 이 주름들의 두께가 미리 설정된 최소 두께(H)보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 주형을 목적으로 한다.
바람직하게, 주름들은 주형에 결합된다. 주름들은 오목 주형 또는 볼록 주형 내부 벽과 함께 단일 부속물로 형성된다.
두께(H)는, 주어진 폴리머 재질의 경우, 바닥이 견고하도록, 즉, 예정된 사용이 고려된 구상 시 결정되었던 기계적 응력 규정서에 부응하도록, 인서트가 덮이는 폴리머 재질의 최소 두께로 설정된다.
바람직한 일 실시 형태에서, 두께(H)는 1mm 이상이거나 동일하고, 더 바람직하게는 2 내지 4mm 사이이다.
본 발명 덕분에, 주름들이 판이 볼록 주형과 오목 주형에, 즉 바닥의 외부 면들에 너무 가까이 있는 것을 방지한다. 이렇게 해서, 판의 각 측면에 충분한 플라스틱 재질을 갖게 되어 인서트와 바닥의 나머지 부분들 사이의 양호한 기계적 연속성을 보장한다.
최적으로, 인서트 둘레의 플라스틱 재질 두께 중앙에 인서트가 유지되도록, 주름들이 볼록 주형과 오목 주형에서 동일한 높이를 갖는다.
또 다른 어려움은, 주름의 정면에 얇은 플라스틱 재질 층이 형성되는 것을 피해야 한다는 것이다. 사실상, 인서트 표면에 남은 얇은 플라스틱 재질 층은 전기영동 시 떨어져, 전기영동 조를 오염시킬 수 있다.
이러한 추가적인 불편함을 개선하기 위해, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 각 주름의 크기가 그 자유로운 끝단이 인서트에 닿도록 설정되며, 일단 주형이 닫히면, 인서트와 접촉하게 되는 주름의 자유로운 끝단이 상기 끝단 정면의 판을 플라스틱 재질이 덮는 것을 방지하게 된다. 이러한 접촉의 질은 특히 주름들 끝단이 인서트를 누르게 되는 압력에 좌우되는데, 이러한 압력 자체는 직접적으로 주형의 닫히는 힘과 주름들의 방향에 달려 있다.
한 변형 예에서는, 주름이 인서트와 접촉하는 자유로운 끝단이 상기 끝단과 인서트 사이에 소재의 침투가 일어나도록 형성되는데, 상기 소재는 바닥을 사용하는 동안 여러 가지 상황에서 분리하기 쉽지 않다.
따라서, 인서트는 서로 마주보거나 어긋날 수 있는 주름들 사이에 끼이게 된다. 이 두 가지 가능성(서로 마주보거나 어긋난 주름들) 중의 선택은, 주름들이 서로 어긋나는 경우 그 지지체 사이에서 불꽃이 이는 것을 피하고 싶다면, 특히 인서트의 두께 및 특히 그 강도에 따라 좌우된다.
이렇게 해서, 그 어떤 얇은 플라스틱 재질 층도 인서트의 노출부에 형성될 수 없다.
특정 일 실시 형태에서, 주름들은, 100바의 압력 하에서, NF EN 10152 규격에 따른 DC04 + ZE 유형의 차체용 강철판(이전 규격 NF 36-401에 따른 품질 지수 XES)으로 된 인서트를 이용해 주조하는 경우, 대부분 반복적 배열에 따라 분배되는데, 여기서, 판 두께는 0.7mm 및 2mm 사이, 바람직하게는 0.5mm 및 0.8mm 사이이고, 모티브의 길이는 20mm 및 100mm 사이, 바람직하게는 20mm 및 55mm 사이이다. 비록 일괄적으로 제시되었지만, 이 다양한 값들은 서로 다르고 독립적인 특징들을 구성하기 위해 서로 분리될 수 있다.
대부분 이 사실을 통해 말하고자 하는 것은 주름의 반 이상이 반복적인 배열에 따라 배치된다는 것이다.
반복적 배열의 기술적 효과는 길이 전체에 있어서 금속판을 자신의 위치에 유지시키는 것이다.
반복적 배열의 길이는 주형의 압력, 금속판의 재질 및 두께 그리고 주형이 닫히는 방향에 따라 결정된다.
다른 특정 일 실시 형태에서는, 주형이 닫히는 방향에 수직이 아닌 방향을 따라 뻗어 있는 오버몰드 된 금속 인서트 부분에, 각 배열이 세 개의 주름을 포함하는데, 두 주름은 가까우며, 가까운 두 주름 사이 거리는 10 내지 15mm이다.
유리하게, 주름들은 바닥을 틀에서 꺼내기 용이하게 형성된다.
예를 들어, 주형이 닫히는 방향과 수직하지 않게 뻗어 있는 오버몰드 된 금속 인서트 부분의 경우, 주름 접촉 끝단이, 바닥이 1 내지 2mm이고 여유각이 1 내지 3도인, 대체로 사다리꼴 모양을 갖는다.
반대로, 주형이 닫히는 방향과 수직으로 뻗어 있는 오버몰드 된 인서트의 다른 부분의 경우, 틀에서 떼어내기가 접촉 표면에 수직 방향으로 이루어지기 때문에, 주름 접촉 끝단이 직사각형 형태를 가질 수 있다.
마지막으로, 본 발명은, 부분적으로 오버몰드 된 판 형태의 금속 인서트를 적어도 하나 포함하는, 폴리머 소재의 두께 내에 상기 인서트를 향해 뚫려있는 개구부를 적어도 하나 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 폴리머 소재 바닥을 목적으로 한다.
이 개구부 또는 개구부들은 오버몰드 시 인서트와 접촉하는 위치에 있는 주름들의 위치에 해당한다.
일 실시 형태에서는, 플라스틱 소재 바닥이 2 내지 5mm의 두께를 가지며, 두께 0.7mm 내지 2mm의, NF EN 10152 규격에 따른 DC04 + ZE 유형의 차체용 강철(이전 규격 NF 36-401에 따른 품질 지수 XES)로 된 판 형태의 부분적으로 오버몰드 된 인서트를 적어도 하나 포함한다.
본 발명에 따르면, '폴리머'라는 용어를 통해 호모폴리머 뿐만 아니라 (특히 이종 또는 삼종의) 코폴리머 또한 지칭한다. 호모폴리머들은 상응하는 모노머의 1차 또는 세분화된 폴리머들이다. 제한 없이, 코폴리머의 예는: 랜덤 분포 코폴리머, 시퀀스 코폴리머, 블록 코폴리머 및 그라프트 코폴리머이다.
폴리머 또는 코폴리머 혼합물 역시 사용될 수 있으며, 마찬가지로 폴리머 소재와, 제한적이지 않은 예로, 탄소, 염 및 다른 무기적 부산물, 자연 또는 폴리머 섬유들과 같은, 무기, 유기 및/또는 자연 강화제의 혼합물 역시 사용될 수 있다. 또한, 앞서 기술한 폴리머 또는 코폴리머 중 적어도 하나를 포함하는 적층되고 결합된 층으로 구성된 다층 구조를 사용할 수 있다.
자주 자용되는 폴리머는 특히 중량(BMC 또는 AM) 또는 층(SMC) 혼합 재질로 된 폴리에스테르이다.
본 발명은 예로서만 제공되고 다음 도면들을 참조하는 다음 설명을 통해 더 잘 이해될 것이다:
- 도 1은 본 발명에 따른 발명을 적용하고 있는 주형을 나타내는 여섯 개의 개략도이며;
- 도 2는 바닥의 측면 인서트의 사시도이며;
- 도 3은 바닥의 전방 인서트의 사시도이며;
- 도 4는 도 9 바닥의 후방 인서트의 사시도이며;
- 도 5는 바닥의 V 관점의 부분도이며;
- 도 6은 도 7 바닥의 VI 관점의 부분도이며;
- 도 7은 도 2 내지 4의 인서트를 이용하여 몰딩을 통해 얻어진 바닥의 사시도이며;
- 도 8은 도 7의 VIII-VIII에 따른 단면도이며;
- 도 9는 도 7의 IX-IX에 따른 단면도이며;
- 도 10은 도 1의 개략도 f의 X 부분의 근접도이며;
- 도 11은 주형의 후방 주름의 사시도이며;
- 도 12는 도 5의 XII-XII에 따른 단면도이며;
- 도 12은 도 6의 XIII-XIII에 따른 단면도이다.
이제, 폴리머 재질 부품 제작 방법의 연속적인 여섯 단계의, 두 부분으로 이루어진 주형을 나타내는 여섯 개의 개략도 a, b, c, d, e, f를 포함하는 도 1을 참조한다.
주형은 고정 평판(1)과 가동 평판(3)을 갖는 압연기(미도시)에 장착된다.
주형은 압연기의 고정 평판(1)에 장착된 오목 주형(5)과 가동 평판(3)에 장착된 볼록 주형(7)을 포함한다. 오목 주형은 주형의 (오목한) 암짝이고, 볼록 주형은 (볼록한) 수짝이다.
주형은 압착실 유형으로, 이는, 열린 위치(도 1의 a, b, c 단계)에서부터 닫힌 위치로 이동하는 동안, 주형 공극부(몰드 캐비티)가 개략도에서 볼 수 있듯이 폐쇄된 공간(9)이 되는 순간이 온다는 것을 의미한다. 이때, 주형은 충전용 폐쇄 위치에 있게 된다. 공간(9)은 당연히 몰딩 위치에 이르렀을 때 정의되며 완성된 부품에 해당하는 주형 공극부보다 용적이 크다. 모든 충전용 폐쇄 위치들과 몰딩 위치(e 단계)까지 동안, 볼록 주형(7)이 압착실의 경계를 정하는 표면을 따라 피스톤처럼 미끄러진다. 완성품을 구현하기 위해 주형 안을 흐르는 물질에 대한 주형의 밀폐가 압착실 영역에서 원칙적으로 보장된다.
도 1의 주형의 경우, 압착실 경계를 정하는 표면은, 압연기의 가동부(3) 내에서 반입 위치(a 단계)와 반출 위치(d)를 취할 수 있는 가동 테두리 끼움쇠(11)로 이루어진다. 이 가동 끼움쇠(11)는, 단일 부속물로 도시되어 있지만, 두 가지 기능을 충족시키는 여러 조각일 수 있다.
한편으로, 상기 끼움쇠의 내부면(11b)이 볼록 주형(7)이 접하여 미끄러지는 앞서 언급한 표면이 된다. 이를 위해서, 가동 끼움쇠(11)의 내부면과 볼록 주형(7) 사이에 틈(보이지 않음)이 형성된다. 이 틈은 또한, 폴리머 소재로 주형을 채우는 동안 주형 공극부 안에 갇힌 가스가 빠져나가도록 하는 통풍구 역할을 보장한다.
다른 한편으로, 상기 끼움쇠는, 가동 끼움쇠(11)의 하부면(11a) 정면에 오목 주형(5)에 마련된 표면(13)을 포함하는 고정 영역과 함께, 그 하부면(11a)으로 하나 또는 다수의 인서트 고정 수단을 형성하는데, 이는 추후 설명된다. 가동 끼움쇠(11)는 볼록 주형(7)에 의해 지지되고 있는 잭(jack)(12)에 장착된 틀을 가진 단일 부속물로 되어 있는데, 이 잭들은 볼록 주형(7)이 압착실 안으로 미끄러져 진입하기 전에 고정 영역에 가까워질 수 있도록 장착되어 있다. 도시되지 않은 한 변형에서는, 끼움쇠가 틀과는 별개의 한 부품이며, 틀 내부면에 장착된다.
도 2, 3 및 4의 사시도에서는, 주형이 개방 위치에 있을 때 주형 안에 위치시키도록 마련된, 측면(15), 전방(27) 및 후방(29) 금속 인서트를 볼 수 있다. 각 인서트는 길쭉한 형태이며, 도 2 및 4의 측면(15) 및 후방(29) 인서트는 직선이며, 도 3의 후방 인서트(29)는 직선이 아니다.
도 1의 개략도 b에서 보듯이, 측면 인서트(15)가 오목 주형(5)에 놓이는데, 인서트의 15a 부분이 고정 영역의 표면(13)을 덮고, 15b 부분이 주형 공극부 내에 놓이도록 배치된다. 주형 공극부에 놓인 15b 부분은 인서트(15)의 오버몰드 될 부분이다. 각 인서트의 오버몰드 될 이 부분을 "오버몰드부"라고 지칭하기로 한다. 표면(13)을 덮는 15a 부분은 주조된 부품 밖으로 튀어나오게 될 부분이다. 인서트(15)의 이 부분(15a)을 "노출부"라고 지칭하기로 한다. 도 2에서 보듯이, 오버몰드 될 부분(15b)과 노출부(15a) 사이, 오버몰드의 한계선이라 불리는 경계(15c)는 도 2에 점선으로 도식화 된 무형의 선이다. 동일한 오버몰드의 한계선(27c)이 전방 인서트(27)의 노출부(27a)들과 오버몰드부(27b) 사이에 존재한다. 도 3 및 4에서 보듯이, 마찬가지로, 노출부(29a)와 오버몰드부(29c) 사이에 후방 인서트(29)의 오버몰드 한계선(29c)이 존재한다.
오버몰드 한계선들(15c, 27c 및 29c)은, 인서트를 벗어나지 않고, 반드시 직선일 필요는 없는 대략 가장자리(15d, 27d, 29d)를 따라가면서, 각 인서트의 제 1 끝단(A)에서부터 상기 인서트의 반대 끝단(B)까지 뻗어 있다.
각 인서트는 만들어질 바닥 모델에 적합한 특별한 윤곽을 갖는다. 마찬가지로, 각 인서트는 각 인서트마다 또는 동일 인서트의 위치에 따라 서로 다를 수 있는 특정 각도로 구부러진 가로 영역을 갖는다. 이러한 인서트 형태의 특성은 본 설명에서는 상세하게 기술하지 않을 것이다.
오버몰드부(15b)에, 각 인서트(15, 27, 29)는, 당업자에게 알려진 바와 같이, 판의 연속성이 양호하도록 플라스틱 재질로 채워질, 다수의 포착구(21)를 포함한다. 측면 인서트(15)는 15a 부분에 길이 방향, 또는 X 방향(도 9 참조)의 중심을 납기 위한 다수의 중심구(19)를 포함한다.
인서트(15)가 끼움쇠(11)와 고정 표면(13) 사이에 노출부(15a)를 마련하며 주형 안에 놓일 때, 인서트의 오버몰드부(15b)는 주형 공극부 내에 놓이게 되는데, 이 예에서 그 위치(8)는 공극부 가장자리이다(도 1의 개략도 3).
도 1이 인서트 15만을 도시하고 있지만, 이와 관련된 설명들이 인서트 27 및 29에도 마찬가지로 적용된다.
주형은 상기 위치(8)의 오목 주형(5) 및 볼록 주형(7) 또는 끼움쇠에 측면(10)(마찬가지 도 10 참조), 전방(미도시) 및 후방(30)(도 11 참조) 주름을 포함한다. 주름(10)은 오목 주형(5) 또는 볼록 주형(7)의 내벽과 함께 단일 부속물로 형성된, 주형과 연결된 형태이다. 주름(10)은 인서트(15)들과 서로 닿을 수 있도록 배치되어, 공극부의 벽들과 거리를 두고, 바닥 주조 동안 미리 설정된 위치를 유지한다.
각 주름(10, 30)은 자유로운 끝단(32, 33)(도 11 참조)이 인서트(15, 27, 29)와 닿을 수 있도록 크기가 설정되며, 일단 주형이 닫히면, 해당 인서트와 접촉한 자유로운 끝단(32, 33)이 플라스틱 재질이 상기 끝단(32, 33)과 수직인 판을 덮지 못하도록 하게 된다.
도 11의 사시도에서는, 후방 주름(30)을 자세히 볼 수 있다. 상기 후방 주름(30)은 Z 방향을 따라 바닥을 틀에서 꺼내기 쉽게 한다. 이 예에서, (인서트와 접촉하게 되는) 주름의 자유로운 끝단(33)은 틀에서 꺼내는 방향 Z를 따라 그 넓이가 증가하는 대체로 사다리꼴 형태를 가지며, 바닥은 1 내지 2mm, 여유각은 1 내지 3도, 길이(L)는 25mm, 오버몰드 두께(H)는 2mm이다.
도 6에서 보듯이, 후방 주름(30)은, 100바의 압력 하에서, XES(규격 NF 36-401) 유형의 강철판으로 된 인서트를 이용해 판 두께가 0.67mm가 되도록 주조하는 경우, 대부분 반복적 배열(43)에 따라 분배된다. 모티브 길이(P)는 50mm이다.
각 배열(43)은 세 개의 주름(30)을 포함하는데 그 중 두 개의 주름은 서로 가까우며, 가까운 두 개 주름 사이 거리(E)는 10mm이다.
측면 주름(10)은 Z 방향을 따라 바닥을 틀에서 꺼내기 쉽게 한다. 이 예에서, 주름(10)의 접촉 끝단(32)은 대체로 직사각형의 형태를 가지며, 오버몰드 길이(L)는 25mm, 넓이는 1 내지 2mm(바람직하게는 1mm)이다. 그 두께(H)는 2mm이다.
도 5에서 보듯이, 측면 주름(10)은, 100바의 압력 하에서, XES(규격 NF 36-401) 유형의 강철판으로 된 인서트를 이용해 판 두께가 0.67mm가 되도록 주조하는 경우, 반복적 배열(41)에 따라 분배된다. 모티브 길이(P)는 50mm이다.
각 배열(41)은 두 개의 주름(10)을 포함하며, 이 두 주름(10) 사이 거리는 10 내지 15mm이다.
주조를 위해 사용된 재질은 SMC("sheet molding compound"를 의미함) 유형의 열경화성 플라스틱 재질이다. 이 재질을 열린 주형의 오목 주형(5)에, 필수적이지는 않지만, 대체로 가운데에 알려진 바와 같이 초벌 형태(17)로 놓는다. 열린 상태의 주형에 재질을 배치하는 단계는 도 1의 개략도 c로 묘사되어 있다.
도 1을 참조하여, 이제 본 발명에 따른 주조 방법의 연속적인 여섯 단계를 설명한다.
개략도 a에 묘사된 제1단계에서, 주형은 열려있다: 볼록 주형(7)이 오목 주형(5)으로부터 멀리 떨어져 있고, 가동 끼움쇠(11)가 볼록 주형(7) 안으로 들어가 있다.
개략도 b에 묘사된 제2단계에서, 전방(27), 측면(15) 및 후방(29) 인서트가 오목 주형의 고정 영역(13)에 배치되는데, 이때, 오버몰드부(15b, 27b 및 29b)가 공극부 위치에 놓이고 오목 주형(5)의 주름(10, 30)에 기대게 된다.
개략도 c에 묘사된 제3단계에서, SMC 박판(17)이 오목 주형(5)의 공극부 중간에 배치된다. 제2 및 제3 단계는 혼합되거나 다른 순서로 구현될 수 있다.
도시되지 않은 제4단계에서 가동부(3)가 고정부(1)가 주형이 닫히지 않을 정도로, 즉, 주형의 상부 반쪽의 어떤 부품도, 즉 볼록 주형과 가동 끼움쇠(11)가 주형의 하부 반쪽의 부품들, 즉 오목 주형(5)에 와 닿지 않을 정도로 서로 가까워진다. 따라서, 주형은 아직 충전을 위한 폐쇄 위치에 이르지 않았다.
제5단계에서, 개략도 d에 도시된 바와 같이, 잭(12)이 구동되어 오목 주형의 고정 영역(13) 방향으로 가동 끼움쇠(11)가 내려간다. 이렇게 함으로써, 가동 끼움쇠(11)의 표면(11a)이 전방(27), 측면(15) 및 후방(29) 인서트의 노출부(15a, 27a 및 29a)를 누르게 되어, 인서트들을 고정 영역의 표면(13)에 대해 확실하게 제자리에 봉쇄시킨다.
이렇게 자리 잡은 가동 끼움쇠(11)는, 한편으로는 소재(17)의 고압 금속 변형을 통해 주형 공극부를 채우도록 인서트들을 제자리에 유지시키고, 다른 한편으로는, 압착실을 구성하는 두 가지 역할을 충족시킨다. 이렇게 해서, 볼록 주형(7), 가동 끼움쇠(11) 및 오목 주형(5)에 의해 경계지어지는 주형 공극부가 폐쇄되지만, 얻어질 부품의 형태는 아직 정해지지 않는다. 주형이 충진을 위한 폐쇄 위치가 된다.
개략도 e에 도시된 제6단계에서, 압연기의 가동부(3)는 고정부(1) 방향으로 자신의 경로를 따라간다. 그렇게 함으로써, 볼록 주형(7)이 끼움쇠(11) 내 피스톤처럼 미끄러지면서 그 움직임을 따라가게 된다. 끼움쇠(11)는 인서트들(15)을 누르며 고정된 채로 있고, 잭(12)은 인서트를 유지시키는 압력을 감소시키지 않은 채로 철회된다. 끼움쇠(11)의 내부면(11b)은 볼록 주형(7)이 닿으며 미끄러지는 압착실의 측면 벽을 구성한다. 공극부 부피 축소와 반 용해 상태의 플라스틱 소재(17)가, 고압 금속 변형을 통해, 플라스틱 소재(17)가 주형 공극부를 완전히 채우고, 특히 주형 공극부의 제 위치(8)에 놓인 인서트(15, 27, 29)의 15b, 27b, 29b 부분들을 뒤덮는 결과를 얻게 한다. 볼록 주형(7)의 이동이 끝나면, 볼록 주형의 주름(10, 30)이 인서트의 오버몰드부(15b, 27b, 29b)에 와 닿으며 주형이 주조 위치에 놓인다. 플라스틱 소재가 주형 공극부를 완전히 채우지만, 주름(10, 30)들로 인해 주름에 수직 위치에 있는 인서트의 오버몰드부(15b, 27b, 29b) 위로 소재가 오지 않도록 차단된다. 끼움쇠(11)가 잭(12)으로 인해 볼록 주형과 분리되어 있다는 사실 덕분에, 주름(10, 30)이 인서트의 오버몰드부(15b, 27b, 29b)를 누르는 것이 끼움쇠(11)가 인서트(15, 27, 29)의 노출부(15a, 27a, 29a)를 누르는 것을 방해하지 않게 된다. 다시 말해, 그 어떤 과도한 답보 상태도 발생하지 않는다.
볼록 주형(7), 가동 끼움쇠(11) 및 오목 주형(5) 사이 공극부 부피는 완성된 부품의 부피이다.
개략도 f에 도시된 제7단계에서, 압착기의 가동부(3)가 주형 개방 방향으로 이동한다. 이번에는 가동 끼움쇠(11)가 볼록 주형(7)과 연결된 채 있으며 주형과 함께 올라가서, 주형이 완전히 개방된 상태로 이동하게 된다. 오목 주형(5) 내에 마련된 방출기(19)들이 주조된 바닥(20)을 들어올린다. 그리고 나서 바닥이 틀에서 빠져나오고 방출기(19)가 철회되는데, 이로써 개략도 a에 도시된 단계로부터 시작되는 주조 사이클이 다시 시작된다.
주조 방향이 수직, 즉 Z 방향일 때, 측면(15) 및 전방(27) 인서트의 오버몰드부(15b, 27b)가 이에 수직이 되지 않으며, 후방 인서트(29)의 오버몰드부(29b)가 수평, 또는 주조 방향에 수직임을 알 수 있다. 측면 인서트(15) 및 후방 인서트(29) 각각의 단면도를 나타내는 도 10 및 11에서 더 잘 볼 수 있다.
도시되지 않은 다른 실시예에서, 인서트는 주조 방향에 대해 경사를 이룬다.
인서트 판의 두께는 0.7 내지 2mm이고 플라스틱 소재의 두께(H)는 2 내지 5mm이다.
도 5 및 7에서는, 플라스틱 소재(17)로 덮인 점점이 이어지는 오버몰드부(15b)를 볼 수 있다. 주형의 주름(10)으로 인해 홈(51)들이 플라스틱 소재에 형성된다. 달리 말하면, 바닥(20)이 플라스틱 소재(17)의 두께 내에 인서트를 향해 뚫려 있는 개구부들(홈들(51))을 포함한다.
홈의 형태가 주름의 형태를 보완한다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
이렇게 해서, 도 5에서 보듯이, 주름(10) 보완 홈(51)이 있는 오버몰드부(15b)의 각 영역(53)에는 인서트가 플라스틱 소재(11)로 덮이지 않는다. 각 영역(53)은 인서트 오버몰드부(15b)의 평면부 전체에 뻗어있지만, 노출부(15a)에 이르는 인서트의 둥근 부분에서 멈춘다. 달리 말해서, 주름이 곧은 상태임에도 불구하고, 오버몰드부(15b)의 평면부와 오버몰딩 경계(15c)까지, 인서트의 둥근 부분이 플라스틱 소재(52)로 덮인다.
바닥이 사용되는 동안 플라스틱 소재가 바닥의 다른 부분으로부터 분리되지 않도록 보장하기 위해, 주름(10)의 자유로운 끝단(32)이, 상기 영역(53)과 플라스틱 소재(52) 사이 경계에서 인서트의 둥근 부분으로부터 자유로운 끝단을 확실하게 떼어 놓아서, 플라스틱 소재(52) 층이 충분히 두꺼워서 내구성이 좋아지도록 하는 분리부를 포함하도록 할 수 있다.
포착구(21)의 직경은 4 내지 10mm로 달라질 수 있다. 바람직하게, 근접한 두 주름(10a 및 10b) 사이에 존재하는 포착구(21a)의 직경은 5mm이다. 다른 포착구들은 6mm의 직경을 갖는다. 근접한 주름들 각각(10a 또는 10b)과 옆 주름 사이의 거리는 19mm이다.
도 6에서는, 후방 인서트(29)의 오버몰드부(29b)와 오버몰드 되지 않은 부분(29a)을 볼 수 있다. 오버몰드부(29b)는 주름(30)의 보완 홈(61)이 있는 오버몰드부(29b)의 각 영역(63)을 제외하고 플라스틱 소재(17)로 덮여 있다. 상기 홈(61)들은 반복적인 배치(43)에 따라 분산된 주형의 후방 주름(30)에 의해 형성된다.
포착구(21)의 직경은 4 내지 10mm로 달라질 수 있다. 바람직하게, 동일한 모티브(43)의 두 주름 사이에 있는 포착구(21a)의 직경은 5mm이다. 다른 포착구들은 6mm의 직경을 갖는다.
도 12에 측면 인서트(15)의 홈(51)의 단면도를 나타냈다. 홈(51)의 가장자리(55)가 인서트의 오버몰드부(15b)에 거의 수직으로 뻗어 있다. 이 가장자리에 상응하는 주름(10)의 벽이 인서트의 오버몰드부(15b)에 거의 수직으로 뻗어 있음을 알 수 있다. 이 실시 형태에서는, 인서트의 동일한 영역(53)의 각 측면에 두 개의 홈(51)을 형성하도록, 두 개의 주름(10)이 오목 주형(5)과 볼록 주형(7)에 서로 마주보며 존재한다.
도 13에는 후방 인서트(29)의 홈(61) 단면도를 나타냈다. Z 방향을 따라 틀에서 꺼내기 쉽도록, 홈(61)의 가장자리(65)가 인서트(29)의 오버몰드부(29b)에 대해 30°내지 87°각도로 기울어져 있다. 이 가장자리에 해당하는 주름(30)의 벽 역시 Z 방향에 대해 기울어져 있음을 알 수 있다. 이 실시 형태에서, 인서트의 동일 영역(63)의 각 측면에 두 개의 홈(61)을 형성하도록, 두 개의 주름(30)이 마찬가지로 오목 주형(5)과 볼록 주형(7)에 서로 마주보며 존재한다.
도시되지 않은 다른 실시 형태에서, 주름들(10 또는 30)은 오목 주형과 볼록 주형에 어긋나게 배치된다.
본 발명은 소개된 실시 형태 및 당업자에게 명백하게 보이는 다른 실시 형태에 한정되지 않는다. 특히, 주름의 형태는 본 발명의 기본을 손상시키지 않는 한 다를 수 있다.

Claims (14)

  1. 부분적으로 오버몰드 되는, 즉, 폴리머 재질로 덮이게 될 부분과 그렇지 않을 부분을 포함하는 판 형태의 금속 인서트(15, 27, 29)를 적어도 하나 포함하는, 폴리머 재질로 된 자동차 바닥 제작용 주형에 관한 것으로서,
    상기 주형은 공극부의 경계를 정하는 오목 주형(5)과 볼록 주형(7)을 포함하고,
    상기 공극부는 상기 금속 인서트(15, 27, 29)의 폴리머 재질로 덮이게 될 부분을 수용하기 위한 장소(8)를 포함하며,
    상기 공극부의 장소(8)에서, 상기 주형은 오목 주형(5) 및 볼록 주형(7)에 주름들(10, 30)을 포함하며,
    상기 주름들의 두께는 미리 설정된 최소 두께(H)보다 두꺼운 것을 특징으로 하며,
    상기 주형이 닫히는 방향과 수직하지 않게 뻗어 있는 오버몰드 된 금속 인서트 부분의 경우, 상기 주름의 접촉 끝단은 사다리꼴 형태를 갖는 주형.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 최소 두께(H)는 1mm 이상인 것을 특징으로 하는 주형.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 최소 두께(H)는 2 내지 4mm 사이인 것을 특징으로 하는 주형.
  4. 제1항 및 제2항 중 한 항에 있어서,
    상기 주름들(10, 30)이, 인서트 둘레의 플라스틱 재질 두께의 중간에 인서트(15, 27, 29)를 유지할 수 있도록, 볼록 주형(7) 및 오목 주형(5)에서 동일한 높이를 가지고 있는 주형.
  5. 제1항 및 제2항 중 한 항에 있어서,
    각 주름(10, 30)의 크기가 그 자유로운 끝단(32, 33)이 인서트(15, 27, 29)에 닿도록 설정되며, 일단 주형이 닫히면, 인서트와 접촉하게 되는 주름의 자유로운 끝단(32, 33)이 상기 끝단(32, 33) 정면의 판을 플라스틱 재질이 덮는 것을 방지하도록 형성된 주형.
  6. 제1항 및 제2항 중 한 항에 있어서,
    인서트와 접촉하는 주름의 자유로운 끝단(32, 33)은, 상기 자유로운 끝단과 인서트 사이에 소재의 침투가 일어나도록 형성되며,
    상기 자유로운 끝단은, 바닥이 사용되는 동안 상기 소재가 상기 바닥의 다른 부분으로부터 분리되지 않도록 상기 소재의 층을 두꺼워지게 하는 분리부를 포함하는 주형.
  7. 제1항 및 제2항 중 한 항에 있어서,
    상기 주름들(10, 30)이 100바의 압력 하에서, NF EN 10152 규격에 따른 DC04 + ZE 유형의 차체용 강철판(이전 규격 NF 36-401에 따른 품질 지수 XES)으로 된 인서트를 이용해 주조하는 경우, 대부분 반복적 배열에 따라 분배되는데, 여기서, 상기 강철판 두께는 0.7mm 및 2mm 사이이며, 상기 반복적 배열의 모티브 길이는 20mm 및 100mm 사이인 주형.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 강철판 두께는 0.5mm 및 0.8mm 사이인 주형.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 모티브의 길이는 20mm 및 55mm 사이인 주형.
  10. 제1항 및 제2항 중 한 항에 있어서,
    주형이 닫히는 방향에 수직이 아닌 방향을 따라 뻗어 있는 오버몰드 된 금속 인서트 부분에, 각 배열이 세 개의 주름(30)을 포함하는데, 두 주름은 가까우며, 가까운 두 주름 사이 거리는 10 내지 15mm인 주형.
  11. 제1항 및 제2항 중 한 항에 있어서,
    주형이 닫히는 방향과 수직으로 뻗어 있는 오버몰드 된 인서트의 다른 부분의 경우, 상기 주름의 접촉 끝단은 직사각형 형태이며,
    상기 주름들(10,30)은, 상기 사다리꼴 형태 및 직사각형 형태인 상기 접촉 끝단들에 의하여 바닥을 틀에서 떼어내는 것을 가이드하는 주형.
  12. 제1항 및 제2항 중 한 항에 있어서,
    상기 사다리꼴 모양은, 바닥이 1 내지 2mm이고 여유각이 1 내지 3도인 주형.
  13. 부분적으로 오버몰드 된 판 형태의 금속 인서트(15, 27, 29)를 적어도 하나 포함하는 자동차용 폴리머 소재 바닥(20)으로서,
    상기 폴리머 소재 바닥의 두께 내에 상기 인서트를 향해 뚫려있는 개구부(51, 61)를 적어도 하나 포함하며,
    주형이 닫히는 방향과 수직하지 않게 뻗어 있는 오버몰드 된 금속 인서트 부분의 경우, 상기 개구부는 사다리꼴 형태를 갖는 폴리머 소재 바닥.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 폴리머 소재 바닥의 두께는 2 내지 5mm이며, 상기 인서트의 두께는 0.7mm 내지 2mm이고, NF EN 10152 규격에 따른 DC04 + ZE 유형의 차체용 강철(이전 규격 NF 36-401에 따른 품질 지수 XES)로 된 판 형태의 부분적으로 오버몰드 된 인서트(15, 27, 29)를 적어도 하나 포함하는 폴리머 소재 바닥.

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