KR102326467B1 - Manufacturing method of trailing arm and trailing arm manufactured using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복합소재를 이용하여 비중은 작게 유지하면서 강성을 향상시킬 수 있는 트레일링 암의 제조방법 및 이를 이용하여 제조되는 트레일링 암에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 트레일링 암의 제조방법은 차량의 트레일링 암을 제조하는 방법으로서, 탄소섬유(CF): 25 ~ 45wt%, 탄소나노튜브(CNT): 0.2 ~ 2.0wt% 및 나머지 폴리아미드계 수지를 포함하는 복합소재를 준비하는 단계와; 상기 복합소재를 사출하여 트레일링 암을 성형하는 단계를 포함한다.
The present invention relates to a method for manufacturing a trailing arm capable of improving rigidity while maintaining a small specific gravity using a composite material, and a trailing arm manufactured using the same.
A method of manufacturing a trailing arm according to an embodiment of the present invention is a method of manufacturing a trailing arm of a vehicle, wherein carbon fiber (CF): 25 to 45 wt%, carbon nanotube (CNT): 0.2 to 2.0 wt% and Preparing a composite material including the remaining polyamide-based resin; and molding the trailing arm by injecting the composite material.

Description

트레일링 암의 제조방법 및 이를 이용하여 제조되는 트레일링 암{Manufacturing method of trailing arm and trailing arm manufactured using the same}Manufacturing method of a trailing arm and a trailing arm manufactured using the same

본 발명은 트레일링 암의 제조방법 및 이를 이용하여 제조되는 트레일링 암에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복합소재를 이용하여 비중은 작게 유지하면서 강성을 향상시킬 수 있는 트레일링 암의 제조방법 및 이를 이용하여 제조되는 트레일링 암에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a trailing arm and a trailing arm manufactured using the same, and more particularly, to a method for manufacturing a trailing arm capable of improving rigidity while maintaining a small specific gravity using a composite material and the same It relates to a trailing arm manufactured using

일반적으로 자동차의 현가장치(suspension)는 차축과 차체를 연결하여 자동차가 주행할 때 자동차의 바퀴로부터 전달된 노면에서의 진동 또는 충격이 차체에 직접 전달되지 않도록 함으로써, 차체의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 하는 장치이다.In general, the suspension of a vehicle connects the axle to the vehicle body so that the vibration or shock on the road surface transmitted from the wheels of the vehicle is not directly transmitted to the vehicle body when the vehicle is running, thereby preventing damage to the vehicle body and improving the ride quality. It's a good device

자동차의 현가장치는 크게 프런트(front) 서스펜션과 리어(rear) 서스펜션으로 분류되며, 그 중 리어 서스펜션에는 복수 개의 링크를 사용하여 액슬(axle)의 위치를 결정하는 멀티 링크(multi-link)식 서스펜션이 차종에 따라 적용된다.Suspension systems of automobiles are largely classified into front suspension and rear suspension. Among them, the rear suspension uses a plurality of links to determine the position of the axle using a multi-link type suspension. This applies depending on the vehicle type.

멀티 링크식 리어 서스펜션을 구성하는 휠 캐리어는 차륜과 결합되고, 트레일링 암이 다수 개의 볼트 및 너트에 의해 휠 캐리어에 결합된다.A wheel carrier constituting a multi-link rear suspension is coupled to a wheel, and a trailing arm is coupled to the wheel carrier by a plurality of bolts and nuts.

트레일링 암은 토션빔 양측에 나란히 용접이음되어 현가장치를 구성하는 것으로서, 타이어로부터 작용하는 힘을 차체에 전달하고, 차량의 선회 중심 원심력에 의한 롤각의 발생시 토션빔의 위치를 잡아주는 연관작용을 하게 되므로 토션빔과 함께 적절한 좌굴하중이 요구된다.The trailing arm is welded side by side on both sides of the torsion beam to form the suspension device. Therefore, an appropriate buckling load is required along with the torsion beam.

종래에는 트레일링 암이 요구하는 물성을 달성하기 위하여 스틸(steel) 소재의 판재를 프레스 성형해서 제작되는바, 이에 따라 트레일링 암의 비중이 상당히 높고, 다양한 형상을 구현하는 자유도가 낮은 단점이 있었다.Conventionally, in order to achieve the physical properties required by the trailing arm, it is manufactured by press-molding a steel plate material. Accordingly, the specific gravity of the trailing arm is quite high and the degree of freedom to implement various shapes is low. .

최근에는 자동차 분야에서 연비 향상을 위하여 부품의 경량화를 추구하고 있다.Recently, in the automobile field, weight reduction of parts has been pursued in order to improve fuel efficiency.

이에 따라 스틸(steel) 소재의 트레일링 암을 플라스틱 소재로 대체하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 플라스틱 중에서도 폴리아미드 수지는 이러한 연구개발에 중요한 대체화 소재로 각광을 받고 있다.Accordingly, research to replace the trailing arm made of steel with a plastic material is being actively conducted. Among plastics, polyamide resin is in the spotlight as an important substitute material for such research and development.

이러한 폴리아미드 수지는 내충격성, 내마모성, 내화학성 등이 우수한 장점이 있지만, 인장강도 또는 인장신율 등의 물성이 상용 제품에 적용하기에는 낮은 한계점이 있다.These polyamide resins have advantages such as excellent impact resistance, abrasion resistance, and chemical resistance, but have low limitations in their application to commercial products in terms of physical properties such as tensile strength or tensile elongation.

그래서, 일반적으로는 폴리아미드 수지의 인장강도 및 인장신율 등을 향상시키기 위하여 수지 내에 그라파이트, 유리섬유, 탄소섬유 등과 같은 강화용 필러를 첨가제로 분산시켜 폴리아미드 복합재를 제조하는 방법이 널리 사용되고 있다.Therefore, in general, in order to improve the tensile strength and tensile elongation of the polyamide resin, a method of manufacturing a polyamide composite material by dispersing a reinforcing filler such as graphite, glass fiber, carbon fiber, etc. as an additive in the resin is widely used.

하지만, 강화용 필러와 같은 첨가제의 함량이 증가할수록 비중이 증가하여 부품의 무게가 증가하는 문제가 있고, 폴리아미드와 그라파이트(흑연)를 혼합한 복합 재료에서 그라파이트의 함량을 증가시키면 강성이 어느 정도 증가하지만 충격 강도가 저하되는 문제가 발생된다.However, as the content of additives such as reinforcing fillers increases, the specific gravity increases and the weight of the parts increases. However, there is a problem in that the impact strength decreases.

상기의 배경기술로서 설명된 내용은 본 발명에 대한 배경을 이해하기 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The content described as the background art above is only for understanding the background of the present invention, and should not be taken as an acknowledgment that it corresponds to the prior art already known to those of ordinary skill in the art.

공개특허공보 제10-2017-0062264호 (2017.06.07)Laid-open Patent Publication No. 10-2017-0062264 (2017.06.07)

본 발명은 복합소재를 이용하여 비중은 작게 유지하면서 강성을 향상시킬 수 있고, 사출을 통하여 성형하여 다양한 형상의 리브를 자유롭게 형성할 수 있는 트레일링 암의 제조방법 및 이를 이용하여 제조되는 트레일링 암을 제공한다.The present invention provides a method for manufacturing a trailing arm capable of improving rigidity while maintaining a small specific gravity using a composite material, and freely forming ribs of various shapes by molding through injection, and a trailing arm manufactured using the same provides

본 발명의 일 실시형태에 따른 트레일링 암의 제조방법은 차량의 트레일링 암을 제조하는 방법으로서, 탄소섬유(CF): 25 ~ 45wt%, 탄소나노튜브(CNT): 0.2 ~ 2.0wt% 및 나머지 폴리아미드계 수지를 포함하는 복합소재를 준비하는 단계와; 상기 복합소재를 사출하여 트레일링 암을 성형하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a trailing arm according to an embodiment of the present invention is a method of manufacturing a trailing arm of a vehicle, wherein carbon fiber (CF): 25 to 45 wt%, carbon nanotube (CNT): 0.2 to 2.0 wt% and Preparing a composite material including the remaining polyamide-based resin; and molding the trailing arm by injecting the composite material.

상기 복합소재를 준비하는 단계에서, 상기 복합소재는 러버(Rubber): 3 ~ 8wt%를 더 포함한다.In the step of preparing the composite material, the composite material further comprises 3 to 8 wt% of rubber.

상기 러버(Rubber)는 PE계 러버(Rubber)인 것을 특징으로 한다.The rubber (Rubber) is characterized in that the PE-based rubber (Rubber).

상기 탄소섬유(CF)는 단섬유(Short fiber)인 것을 특징으로 한다.The carbon fiber (CF) is characterized in that it is a short fiber.

한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 트레일링 암은 전술된 제조방법에 따라 제조되는 것을 특징으로한다.On the other hand, the trailing arm according to an embodiment of the present invention is characterized in that it is manufactured according to the above-described manufacturing method.

상기 트레일링 암은 인장강도가 240MPa 이상인 것을 특징으로 한다.The trailing arm is characterized in that the tensile strength is 240 MPa or more.

상기 트레일링 암은 인장신율이 2.5% 이상인 것을 특징으로 한다.The trailing arm is characterized in that the tensile elongation is 2.5% or more.

상기 트레일링 암은 좌굴하중이 3,500kgf 이상인 것을 특징으로 한다.The trailing arm is characterized in that the buckling load is 3,500 kgf or more.

상기 트레일링 암은 선단에 차체와 연결되는 부시홀이 형성되고, 후단에는 휠 캐리어가 장착되는 복수의 체결홀이 형성되며, 양측면으로 소정의 패턴으로 복수의 리브가 형성되는 것을 특징으로 한다.The trailing arm is characterized in that a bush hole connected to the vehicle body is formed at a front end, a plurality of fastening holes for mounting a wheel carrier are formed at a rear end, and a plurality of ribs are formed in a predetermined pattern on both sides of the trailing arm.

상기 트레일링 암은 양측면에 형성된 복수의 리브가 서로 비대칭적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The trailing arm is characterized in that a plurality of ribs formed on both sides are formed asymmetrically with each other.

본 발명의 실시예에 따르면, 폴리아미드계 수지에 탄소섬유 및 탄소나노튜브의 혼합량을 한정하고, 러버(Rubber)의 종류 및 혼합량을 한정한 복합소재를 준비함으로써 비중을 작게 유지하면서 인장강도와 인장신율을 향상시킨 트레일링 암을 제작할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by preparing a composite material in which the mixing amount of carbon fibers and carbon nanotubes is limited in the polyamide-based resin and the type and mixing amount of rubber are limited, the specific gravity is kept small while maintaining tensile strength and tensile strength. The effect of producing a trailing arm with improved elongation can be expected.

또한, 복합소재를 이용하여 트레일링 암을 사출 성형으로 제작함에 따라 다양한 형상의 트레일링 암을 구현할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.In addition, as the trailing arm is manufactured by injection molding using a composite material, the effect of implementing a trailing arm of various shapes can be expected.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제작되는 트레일링 암을 보여주는 우측 사시도 및 좌측 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제작되는 트레일링 암을 보여주는 우측면도 및 좌측면도이며,
도 3은 비교예 및 실시예의 조건을 보여주는 표이고,
도 4는 비교예 및 실시예에 따른 트레일링 암의 좌굴성능에 대한 시험결과이며,
도 5는 비교예 및 실시예에 따른 트레일링 암의 내구성능에 대한 시험결과이다.
1 is a right perspective view and a left perspective view showing a trailing arm manufactured according to an embodiment of the present invention;
2 is a right side view and a left side view showing a trailing arm manufactured according to an embodiment of the present invention;
3 is a table showing the conditions of Comparative Examples and Examples,
4 is a test result for the buckling performance of the trailing arm according to Comparative Examples and Examples;
5 is a test result for durability performance of the trailing arm according to Comparative Examples and Examples.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and the scope of the invention to those of ordinary skill in the art will be completely It is provided to inform you.

본 발명의 일 실시예에 따른 트레일링 암의 제조방법은 크게 복합소재를 준비하는 단계와; 상기 복합소재를 사출하여 트레일링 암을 성형하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a trailing arm according to an embodiment of the present invention comprises the steps of largely preparing a composite material; and molding the trailing arm by injecting the composite material.

복합소재를 준비하는 단계는 종래에 트레일링 암을 제작할 때 사용하던 스틸(steel) 소재의 판재를 대체하는 복합소재를 준비하는 단계로서, 본 실시예에서는 폴리아미드계 수지를 베이스 수지로 사용하면서 탄소섬유(CF)와 탄소나노튜브(CNT)를 혼합한 복합소재를 준비한다.The step of preparing the composite material is a step of preparing a composite material that replaces the steel plate used when manufacturing the trailing arm. Prepare a composite material in which fibers (CF) and carbon nanotubes (CNT) are mixed.

부연하자면, 복합소재는 탄소섬유(CF): 25 ~ 45wt%, 탄소나노튜브(CNT): 0.2 ~ 2.0wt% 및 나머지 폴리아미드계 수지를 포함한다.In other words, the composite material includes carbon fiber (CF): 25 to 45 wt%, carbon nanotube (CNT): 0.2 to 2.0 wt%, and the remainder of the polyamide-based resin.

폴리아미드계 수지는 베이스 수지(base rasin)로서, 내충격성, 내마모성, 내화학성 등이 우수한 장점이 있는 수지이다. 하지만, 인장강도와 인장신율이 차량의 부품용으로 적용하기에는 낮은 한계가 있기 때문에 본 발명에서는 폴리아미드계 수지에 탄소섬유(CF)와 탄소나노튜브(CNT)를 소정 함량으로 혼합하여 폴리아미드 복합재를 구현하였다.The polyamide-based resin is a resin having excellent impact resistance, abrasion resistance, chemical resistance, and the like as a base rasin. However, since tensile strength and tensile elongation have low limits for application to vehicle parts, in the present invention, a polyamide composite is prepared by mixing carbon fibers (CF) and carbon nanotubes (CNT) in a predetermined amount with a polyamide-based resin. implemented.

본 실시예에서 폴리아미드계 수지는 특정 소재로 한정하지 않으며, 일예로 나일론 66(PA66)를 적용하였다.In this embodiment, the polyamide-based resin is not limited to a specific material, and nylon 66 (PA66) is applied as an example.

탄소섬유(Carbon Fiber, CF)는 수지 조성물의 인장강도를 향상시키기 위하여 첨가되는 강화제로서, 본 실시예에서는 인장강도의 향상을 보장하면서 탄소섬유로 소재의 배합과 생산을 위한 가공성을 확보하기 위하여 단섬유(Short fiber)를 사용하였다.Carbon Fiber (CF) is a reinforcing agent added to improve the tensile strength of the resin composition. Short fibers were used.

탄소섬유는 25 ~ 45wt%를 혼합하였다. 만약 탄소섬유의 혼합량이 25wt%보다 적은 경우에는 인장강도의 향상을 보장할 수 없고, 탄소섬유의 혼합량이 45t%보다 많은 경우에는 가공성이 나빠지는 문제가 있다. 바람직하게는 탄소섬유를 35wt% 혼합하는 것이 좋다.Carbon fiber was mixed in 25 ~ 45wt%. If the mixing amount of carbon fibers is less than 25 wt%, the improvement of tensile strength cannot be guaranteed, and when the mixing amount of carbon fibers is more than 45 wt%, there is a problem in that workability is deteriorated. Preferably, 35wt% of carbon fiber is mixed.

탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT)는 탄소섬유와 함께 수지 조성물의 인장강도를 향상시키기 위하여 첨가되는 강화제로서, 본 실시예에서는 여러 강화제 중 비중의 변화를 최소화하면서 인장강도를 향상시키기 위하여 탄소나노튜브(CNT)를 혼합시켰다. Carbon Nano Tube (CNT) is a reinforcing agent added together with carbon fibers to improve the tensile strength of the resin composition. The tubes (CNTs) were mixed.

탄소나노튜브(CNT)는 0.2 ~ 2.0wt%를 혼합하였다. 탄소나노튜브(CNT)의 혼합에 따른 인장강도의 향상을 보장하기 위하여 바람직하게는 탄소나노튜브(CNT)의 혼합량은 0.5 ~ 1.4wt%인 것이 좋다. 하지만, 탄소나노튜브(CNT)의 혼합량이 증가할수록 외관 품질 및 가공성이 나빠지기 때문에 탄소나노튜브(CNT)의 혼합량은 0.2 ~ 0.5wt%인 것이 바람직하다.Carbon nanotube (CNT) was mixed in 0.2 ~ 2.0wt%. In order to ensure the improvement of tensile strength according to the mixing of carbon nanotubes (CNT), preferably, the mixing amount of carbon nanotubes (CNT) is 0.5 to 1.4 wt%. However, as the mixing amount of the carbon nanotubes (CNT) increases, the appearance quality and workability deteriorate, so the mixing amount of the carbon nanotubes (CNT) is preferably 0.2 to 0.5 wt%.

한편, 복합소재는 인장신율의 향상을 위하여 러버(Rubber)를 더 혼합할 수 있다.On the other hand, the composite material may be further mixed with rubber (Rubber) to improve the tensile elongation.

이때 러버(Rubber)는 3 ~ 8wt%를 혼합하는 것이 바람직하다. 러버(Rubber)의 혼합량이 3wt%보다 적은 경우에는 러버(Rubber)의 혼합에 따른 효과가 미비하고, 러버(Rubber)의 혼합량이 8wt%보다 많은 경우에는 물성이 오히려 저하되는 현상이 발생할 수 있다.At this time, it is preferable to mix 3 to 8 wt% of rubber. When the mixing amount of the rubber is less than 3 wt%, the effect of mixing the rubber is insignificant, and when the mixing amount of the rubber is more than 8 wt%, a phenomenon in which the physical properties are rather deteriorated may occur.

특히, 러버(Rubber)는 여러 종류가 있지만, 본 실시예에서는 인장강도의 저하를 최소화하면서 인장신율을 향상시켜서 내구성을 증대시키기 위하여 그 종류를 한정하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 러버(Rubber)를 PE계 러버(Rubber)로 한정하였다.In particular, although there are several types of rubber, in this embodiment, it is preferable to limit the type of rubber in order to improve durability by improving tensile elongation while minimizing a decrease in tensile strength. In this embodiment, the rubber (Rubber) is limited to the PE-based rubber (Rubber).

한편, 복합소재는 베이스 수지인 폴리아미드계 수지와 탄소섬유(CF) 및 탄소나노튜브(CNT) 사이의 계면 접착력 향상을 위하여 커플링제(Coupling agent)를 더 혼합할 수 있다.Meanwhile, in the composite material, a coupling agent may be further mixed to improve interfacial adhesion between the polyamide-based resin, which is a base resin, and carbon fibers (CF) and carbon nanotubes (CNT).

이때 커플링제는 5 ~ 8wt%를 혼합하는 것이 바람직하다. 커플링제의 혼합량이 5wt%보다 적은 경우에는 커플링제의 혼합에 따른 효과가 미비하고, 커플링제의 혼합량이 8wt%보다 많은 경우에는 물성이 오히려 저하되는 현상이 발생할 수 있다.At this time, it is preferable to mix 5 to 8 wt% of the coupling agent. When the mixing amount of the coupling agent is less than 5 wt%, the effect of mixing the coupling agent is insignificant, and when the mixing amount of the coupling agent is more than 8 wt%, a phenomenon in which physical properties are rather deteriorated may occur.

특히, 러버(Rubber)와 마찬가지로 커플링제는 여러 종류가 있지만, 본 실시예에서는 인장강도를 유지하거나 향상시키면서 인장신율을 향상시켜서 내구성을 증대시키기 위하여 그 종류를 한정하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 커플링제를 아미드계 커플링제로 한정하였다.In particular, like rubber, there are several types of coupling agents, but in this embodiment, it is preferable to limit the types of coupling agents in order to increase durability by improving tensile elongation while maintaining or improving tensile strength. In this example, the coupling agent was limited to an amide-based coupling agent.

한편, 본 실시예에서 복합소재는 탄소섬유(CF), 탄소나노튜브(CNT), 러버(Rubber) 및 커플링제(Coupling agent)의 혼합량 이외의 잔부는 폴리아미드계 수지이다.On the other hand, in the present embodiment, the composite material is a polyamide-based resin other than the mixing amount of carbon fibers (CF), carbon nanotubes (CNT), rubber, and a coupling agent (Coupling agent).

이렇게 복합소재가 준비되었다면, 준비된 복합소재를 이용하여 트레일링 암을 성형한다.If the composite material is prepared in this way, the trailing arm is molded using the prepared composite material.

트레일링 암을 성형하는 단계는 복합소재를 이용하여 사출성형으로 트레일링 암을 제작한다.In the step of molding the trailing arm, the trailing arm is manufactured by injection molding using a composite material.

이렇게 사출성형을 이용하여 트레일링 암을 제작하기 때문에 성형되는 트레일링 암의 형상을 자유롭게 형성할 수 있다.Since the trailing arm is manufactured using injection molding in this way, the shape of the trailing arm to be molded can be freely formed.

한편, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제작되는 트레일링 암을 보여주는 우측 사시도 및 좌측 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제작되는 트레일링 암을 보여주는 우측면도 및 좌측면도로서, 예를 들어 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 트레일링 암(10)은 선단에 차체와 연결되는 부시홀(11)이 형성되고, 후단에는 휠 캐리어가 장착되는 복수의 체결홀(12)이 형성되며, 양측면으로 소정의 패턴으로 복수의 리브를 형성할 수 있다.Meanwhile, FIG. 1 is a right perspective view and a left perspective view showing a trailing arm manufactured according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a right side view and a left side view showing a trailing arm manufactured according to an embodiment of the present invention. For example, as shown in FIGS. 1 and 2 , the trailing arm 10 has a bushing hole 11 connected to the vehicle body at the front end thereof, and a plurality of fastening holes 12 in which the wheel carrier is mounted at the rear end. ) is formed, and a plurality of ribs may be formed on both sides in a predetermined pattern.

이때 복수의 리브(13a, 13b, 13c)는 트레일링 암(10)의 양측면에 서로 비대칭적으로 형성되는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the plurality of ribs 13a , 13b , 13c are formed asymmetrically on both sides of the trailing arm 10 .

예를 들어 부시홀(11) 주변에는 부시가 이탈되는 것을 방지할 수 있는 구조의 리브 패턴(13b)을 형성할 수 있고, 트레일링 암(10)의 테두리 영역에는 상하방향 충격을 완충시키는 구조의 리브 패턴(13a)을 형성할 수 있으며, 트레일링 암의 중심 영역에는 비틀림을 방지할 수 있는 구조의 리브 패턴(13c)을 형성할 수 있다.For example, a rib pattern 13b having a structure that can prevent the bush from being separated can be formed around the bush hole 11, and the edge region of the trailing arm 10 has a structure for buffering vertical impact. A rib pattern 13a may be formed, and a rib pattern 13c having a structure capable of preventing torsion may be formed in the central region of the trailing arm.

이때 각각의 리브 패턴(13a, 13b, 13c)은 다양한 형상 및 두께로 리브를 형성할 수 있다.In this case, each of the rib patterns 13a, 13b, and 13c may form ribs in various shapes and thicknesses.

또한, 리브가 형성되는 트레일링 암의 바닥면 두께를 영역별로 다양하게 구현할 수 있다.In addition, the thickness of the bottom surface of the trailing arm on which the ribs are formed may be variously implemented for each region.

한편, 복합소재를 사용하여 제작되는 트레일링 암은 인장강도가 240MPa 이상을 유지하는 것이 바람직하고, 인장신율은 2.5% 이상을 유지하는 것이 바람직하며, 좌굴하중은 3,500kgf 이상을 유지하는 것이 바람직하다.On the other hand, the trailing arm manufactured using the composite material preferably maintains a tensile strength of 240 MPa or more, a tensile elongation of 2.5% or more, and a buckling load of 3,500 kgf or more. .

이를 위하여 본 실시예에서는 복합소재에 혼합되는 성분의 종류 및 혼합량을 한정하였다.To this end, in this embodiment, the types and mixing amounts of components to be mixed in the composite material are limited.

이하, 비교예 및 실시예를 사용하여 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described using Comparative Examples and Examples.

도 3과 같이 각 성분의 종류 및 혼합량을 변경하면서 복합소재를 준비하였고, 준비된 복합소재를 이용하여 사출성형으로 트레일링 암을 성형하였다.As shown in FIG. 3, a composite material was prepared while changing the type and mixing amount of each component, and the trailing arm was molded by injection molding using the prepared composite material.

이렇게 성형된 트레일링 암에 대하여 좌굴성능 시험을 실시하였으며, 그 결과를 도 4에 나타내었다.A buckling performance test was performed on the thus-formed trailing arm, and the results are shown in FIG. 4 .

도 4에서 알 수 있듯이, 실시예 1 및 실시예 2는 비교예 1 및 비교예 2에 비하여 좌굴하중이 향상된 것을 확인할 수 있었다. As can be seen from FIG. 4 , in Examples 1 and 2, it was confirmed that the buckling load was improved compared to Comparative Examples 1 and 2.

또한, 최대 변위 및 소요시간 측면에서도 실시예 1 및 실시예 2는 비교예 1 및 비교예 2에 비하여 최대 변위 및 소요시간이 증가된 것을 확인할 수 있었다.In addition, in terms of maximum displacement and required time, it was confirmed that Examples 1 and 2 increased the maximum displacement and required time compared to Comparative Examples 1 and 2.

이는 복합소재를 준비할 때 보강재로 단섬유인 탄소섬유(CF)과 탄소나노튜브(CNT)를 사용하는 것이 장섬유인 탄소섬유(CF)를 사용하거나 장섬유인 유리섬유(GF)를 사용한 것보다 좌굴하중의 향상에 유리하다는 것을 알 수 있었다.This means that, when preparing a composite material, carbon fiber (CF), which is a short fiber, and carbon nanotube (CNT), which are short fibers, are used as reinforcing materials. It was found that it is more advantageous for the improvement of the buckling load.

다음으로, 도 3과 같은 조건으로 성형된 트레일링 암에 대하여 내구성능 시험을 실시하였으며, 그 결과를 도 5에 나타내었다.Next, a durability test was performed on the trailing arm molded under the same conditions as in FIG. 3 , and the results are shown in FIG. 5 .

도 5에서 알 수 있듯이, 실시예 1 및 실시예 2는 비중이 상당히 낮아지고, 인장신율이 상당히 향상된 것을 확인할 수 있었다. 이는 유리섬유(GF)보다 탄소섬유(CF)와 탄소나노튜브(CNT)를 사용하여 비중을 줄여 경량화를 달성할 수 있다는 것을 알 수 있다.As can be seen from FIG. 5 , in Examples 1 and 2, the specific gravity was significantly lowered, and it was confirmed that the tensile elongation was significantly improved. It can be seen that by using carbon fibers (CF) and carbon nanotubes (CNT) rather than glass fibers (GF), weight reduction can be achieved by reducing the specific gravity.

또한, 단섬유의 탄소섬유를 혼합하거나 단섬유의 탄소섬유와 함께 탄소나노튜브를 혼합하는 경우에 인장신율을 상당히 향상시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.In addition, it can be seen that the tensile elongation can be significantly improved when carbon nanotubes are mixed with short-fiber carbon fibers or carbon fibers of short fibers are mixed.

반면에, 비교예 1의 경우에는 장섬유의 탄소섬유를 혼합함에 따라 굴곡강도는 향상되었지만, 인장신율이 원하는 수준으로 구현되지 않는다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 비교예 1은 한계내구 성능을 통과하지 못하여 트레일링 암으로 제작하는 것에 한계가 있다는 것을 확인할 수 있었다.On the other hand, in the case of Comparative Example 1, it was confirmed that although the flexural strength was improved by mixing the carbon fibers of the long fibers, the tensile elongation was not realized at the desired level. In addition, Comparative Example 1 did not pass the limiting durability performance, so it was confirmed that there is a limit in manufacturing as a trailing arm.

그리고, 비교예 2의 경우에는 장섬유의 유리섬유를 혼합함에 따라 굴곡강도 및 충격강도는 향상되었지만, 인장신율이 원하는 수준으로 구현되지 않았고, 특히 비중이 상당히 높은 결과를 나타내었다. 따라서 보강재로 유리섬유를 사용하는 경우에 트레일링 암의 경량화에 한계가 있다는 것을 확인할 수 있었다.And, in the case of Comparative Example 2, the flexural strength and impact strength were improved by mixing the glass fiber of the long fiber, but the tensile elongation was not realized at the desired level, and the specific gravity was particularly high. Therefore, it was confirmed that there is a limit to the weight reduction of the trailing arm when glass fiber is used as a reinforcement.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings and the above-described preferred embodiments, the present invention is not limited thereto, and is defined by the following claims. Accordingly, those of ordinary skill in the art can variously change and modify the present invention within the scope without departing from the spirit of the claims to be described later.

10: 트레일링 암 11: 부시홀
12: 체결홀 13a, 13b, 13c: 리브 패턴
10: trailing arm 11: bush hole
12: fastening holes 13a, 13b, 13c: rib pattern

Claims (10)

차량의 트레일링 암을 제조하는 방법으로서,
탄소섬유(CF): 25 ~ 45wt%, 탄소나노튜브(CNT): 0.2 ~ 2.0wt% 및 나머지 폴리아미드계 수지를 포함하는 복합소재를 준비하는 단계와;
상기 복합소재를 사출하여 트레일링 암을 성형하는 단계를 포함하고,
상기 복합소재를 준비하는 단계에서,
상기 탄소섬유(CF)는 단섬유(Short fiber)만으로 이루어지고,
상기 트레일링 암을 성형하는 단계에서 사출된 트레일링 암은 인장신율이 2.5% 이상이고, 좌굴하중이 3,600kgf 이상인 것을 특징으로 하는 트레일링 암의 제조방법.
A method of manufacturing a trailing arm for a vehicle, comprising:
Carbon fiber (CF): 25 to 45 wt%, carbon nanotube (CNT): preparing a composite material comprising 0.2 to 2.0 wt% and the remaining polyamide-based resin;
and molding the trailing arm by injecting the composite material,
In the step of preparing the composite material,
The carbon fiber (CF) is made of only short fibers,
The trailing arm injected in the step of molding the trailing arm has a tensile elongation of 2.5% or more and a buckling load of 3,600 kgf or more.
청구항 1에 있어서,
상기 복합소재를 준비하는 단계에서,
상기 복합소재는 러버(Rubber): 3 ~ 8wt%를 더 포함하는 트레일링 암의 제조방법.
The method according to claim 1,
In the step of preparing the composite material,
The composite material is rubber (Rubber): Manufacturing method of a trailing arm further comprising 3 ~ 8wt%.
청구항 2에 있어서,
상기 러버(Rubber)는 PE계 러버(Rubber)인 것을 특징으로 하는 트레일링 암의 제조방법.
3. The method according to claim 2,
The method of manufacturing a trailing arm, characterized in that the rubber (Rubber) is a PE-based rubber (Rubber).
삭제delete 청구항 1에 의해 제조된 트레일링 암.
A trailing arm manufactured according to claim 1.
청구항 5에 있어서,
상기 트레일링 암은 인장강도가 240MPa 이상인 것을 특징으로 하는 트레일링 암.
6. The method of claim 5,
The trailing arm is a trailing arm, characterized in that the tensile strength of 240 MPa or more.
삭제delete 삭제delete 청구항 5에 있어서,
상기 트레일링 암은 선단에 차체와 연결되는 부시홀이 형성되고, 후단에는 휠 캐리어가 장착되는 복수의 체결홀이 형성되며, 양측면으로 소정의 패턴으로 복수의 리브가 형성되는 것을 특징으로 하는 트레일링 암.
6. The method of claim 5,
The trailing arm is characterized in that a bush hole connected to the vehicle body is formed at a front end, a plurality of fastening holes for mounting a wheel carrier are formed at a rear end, and a plurality of ribs are formed in a predetermined pattern on both sides of the trailing arm. .
청구항 9에 있어서,
상기 트레일링 암은 양측면에 형성된 복수의 리브가 서로 비대칭적으로 형성되는 것을 특징으로하는 트레일링 암.
10. The method of claim 9,
The trailing arm is a trailing arm, characterized in that a plurality of ribs formed on both sides are formed asymmetrically with each other.
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