KR102490481B1 - 차량용 크래시 박스 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 차량용 크래시 박스 - Google Patents

차량용 크래시 박스 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 차량용 크래시 박스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 크래시 박스 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 차량용 크래시 박스에 관한 것으로, 단위셀이 규칙적으로 배열된 3차원 트러스(truss) 형태를 가지는 단층의 주기적인 다공질 소재(PCM, Periodic Cellular Material)를 제작하는 단층보강부제작단계와, 단층의 주기적인 다공질 소재를 상호 접합하여 다층의 주기적인 다공질 소재를 설정 너비와 높이로 제작하는 다층보강부제작단계와, 차량의 범퍼빔과 사이드멤버의 사이에 설치하기 위한 박스부의 내부에 상기 다층의 주기적인 다공질 소재를 삽입하는 박스결합단계;를 포함하고, 단위셀은, 설정각도로 경사지게 연장되고, 복수개가 피라미드 구조를 이루어 연결되는 경사연장부와, 경사연장부의 노드부에 평탄하게 형성되는 제1접합부와, 경사연장부의 하부에 형성되는 제2접합부를 포함하며, 상기 단층보강부제작단계는, 금속 판재에 복수개의 삼각형 천공을 배열, 형성하는 단계와, 삼각형 천공의 사이에 위치되는 상기 경사연장부를 상기 노드부를 중심으로 하여 상기 설정각도로 경사지게 절곡함으로써, 경사연장부가 피라미드 형태를 이루면서 상기 제1접합부가 평탄한 형상을 가지는 복수개의 단위셀이 일체로 연결된 하나의 단층의 주기적인 다공질 소재를 제작하는 단계를 포함하고, 다층보강부제작단계는, 단층의 주기적인 다공질 소재를 구성하는 제1접합부에 접합재를 도포하는 접합재도포단계와, 복수개의 단층의 주기적인 다공질 소재를 제1접합부와 제2접합부가 접하거나 제1접합부끼리 접하게 적층하는 적층단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 크래시 박스 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 차량용 크래시 박스{MANUFACTURING METHOD OF CRASH BOX FOR VEHICLE AND CRASH BOX FOR VEHICLE PRODUCED BY THE METHOD}
본 발명은 차량용 크래시 박스 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 충돌 시 범퍼에 작용하는 충격 에너지를 감소시키기 위한 차량용 크래시 박스 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 범퍼는 차량의 충돌 시 탄성적으로 변형하여 차량의 물리적인 손상을 방지하기 위한 것으로, 다른 자동차나 고정체와의 충돌 시 그 충격을 흡수하여 승차자의 안전을 도모하며, 동시에 차체의 변형을 최소화하도록 차량의 전방과 후방에 배치되는 완충장치이다.
범퍼는 차량의 전, 후방에서 차폭 방향으로 배치되는 범퍼빔과, 범퍼빔의 후방 양측에 장착되는 크래시 박스와, 크래시 박스가 장착되는 차체측 사이드 멤버와, 범퍼빔의 전방에 배치되어 충격력을 흡수하는 에너지 업소버와, 범퍼빔과 에너지 업소버를 감싸는 범퍼 커버를 포함한다. 크래쉬 박스는 범퍼빔을 통해 전달되는 충돌 에너지에 의해 변형되면서 충돌 에너지를 흡수함으로써, 충돌 에너지의 차체 전달을 최소화하게 된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2018-0105018호(2018.09.27 공개, 발명의 명칭: 차량용 크래시 박스 유닛)에 개시되어 있다.
본 발명은 단위 무게당 충돌에너지 흡수 능력을 보다 향상시킴으로써 경량화를 구현할 수 있고, 목적한 충돌 강성을 신뢰성있게 확보할 수 있는 차량용 크래시 박스 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 차량용 크래시 박스는, 차량의 범퍼빔과 사이드멤버의 사이에 설치되는 박스부; 및 단위셀이 규칙적으로 배열된 3차원 트러스(truss) 형태의 주기적인 다공질 소재(PCM, Periodic Cellular Material)를 포함하고, 상기 박스부의 내부에 수용되는 완충보강부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 단위셀은, 설정각도로 경사지게 연장되고, 복수개가 피라미드 구조를 이루어 연결되는 경사연장부; 상기 경사연장부의 노드부에 평탄하게 형성되고, 상기 박스부와 접합되는 제1접합부; 및 상기 경사연장부의 하부에 형성되고, 상기 박스부와 접합되는 제2접합부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 크래시 박스 제조방법은, 단위셀이 규칙적으로 배열된 3차원 트러스 형태를 가지는 단층의 주기적인 다공질 소재를 제작하는 단층보강부제작단계; 상기 단층의 주기적인 다공질 소재를 상호 접합하여 다층의 주기적인 다공질 소재를 설정 너비와 높이로 제작하는 다층보강부제작단계; 및 차량의 범퍼빔과 사이드멤버의 사이에 설치하기 위한 박스부의 내부에 상기 다층의 주기적인 다공질 소재를 삽입하는 박스결합단계;를 포함한다.
상기 다층보강부제작단계는, 상기 단층의 주기적인 다공질 소재를 구성하는 상기 단위셀의 노드부에 접합재를 도포하는 접합재도포단계; 복수개의 상기 단층의 주기적인 다공질 소재를 상기 노드부가 접촉되게 적층하는 적층단계; 및 적층된 상기 단층의 주기적인 다공질 소재를 고온분위기에 노출시켜 브레이징 접합하는 접합단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 박스결합단계는, 상기 다층의 주기적인 다공질 소재를 상기 박스부에 압입하는 박스압입단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 박스결합단계는, 상기 다층의 주기적인 다공질 소재의 상면부와, 저면부, 측면부 중 적어도 어느 하나를 상기 박스부와 접합하는 박스접합단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 크래시 박스 및 그 제조방법은, 단위셀이 규칙적으로 배열된 3차원 트러스 형태의 주기적인 다공질 소재를 포함하는 완충보강부에 의해 박스부의 내부공간부 전체에 걸쳐 균일한 구조와 강성을 조성할 수 있다. 이에 따라, 목적한 충돌 강성을 신뢰성있게 확보할 수 있다.
또한, 본 발명은, 비강도 및 비강성이 우수한 주기적인 다공질 소재를 완충보강부에 적용함으로써, 충격에너지 흡수능을 보다 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 단위 무게당 충돌에너지 흡수 능력을 보다 향상시킴으로써 경량화를 구현할 수 있고, 경량화로 인한 연비절감, 수송능력 향상, 속도 향상을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명은, 다공 구조를 가지는 주기적인 다공질 소재를 완충보강부에 적용함으로써, 기존에 전열매체로서 핀과 비교해, 단위체적당 표면적을 보다 확장시킬 수 있고, 주기적인 다공질 소재의 골조 사이에 형성되는 복잡한 유로로 인한 유동의 교란, 혼합 효과로 인해 우수한 방열 특성을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 크래시 박스의 설치 상태를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 크래시 박스를 개략적으로 도시한 요부 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 크래시 박스의 완충보강부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 크래시 박스의 단위셀을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 크래시 박스의 제조방법을 설명하고자 도시한 플로우차트이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 크래시 박스에 압축력을 가하여 해석한 에너지흡수성능 결과를 도시한 그래프이다.
도 7은 알루미늄 폼을 적용한 종래의 크래시 박스에 압축력을 가하여 해석한 에너지흡수성능 결과를 도시한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 크래시 박스와 알루미늄 폼을 적용한 종래의 크래시 박스의 에너지흡수성능 결과를 비교하여 도시한 그래프이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 크래시 박스 및 그 제조방법의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 크래시 박스의 설치 상태를 개략적으로 도시한 개념도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 크래시 박스를 개략적으로 도시한 요부 분해사시도이다.
도 1, 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 크래시 박스(1)는 차량의 범퍼빔(2)과 사이드멤버(3)의 사이에 설치되는 박스부(10)와, 박스부(10)의 내부에 수용되는 완충보강부(20)를 포함한다.
이하 본 발명의 설명함에 있어서는 도 1에 도시된 상태를 기준으로 하여 방향을 설정하기로 한다. 즉, 상측의 범퍼빔(2)을 통해 하측의 사이드멤버(3)측으로 충격력이 전달된다고 가정하고, 박스부(10)와 완충보강부(20)의 구조를 설명한다.
박스부(10)는 상면부(11), 저면부(12), 측면부(13)를 가지는 육면체 형상을 가진다. 박스부(10)는 스틸, 알루미늄 등의 금속재를 포함하여 이루어질 수 있고, 금속 판재를 구부리거나 접합하여 설정 너비와 높이로 형성할 수 있다. 박스부(10)의 상면부(11)는 박스부(10)와 접하는 범퍼빔(2)의 일측부일 수 있고, 박스부(10)의 저면부(12)는 박스부(10)와 접하는 사이드멤버(3)의 일측부일 수도 있다.
완충보강부(20)는 단위셀(24)이 규칙적으로 배열된 3차원 트러스(truss) 형태의 주기적인 다공질 소재(PCM, Periodic Cellular Material)(21)를 포함하여, 박스부(10)의 내부에 수용된다. 완충보강부(20)는 박스부(10)의 내부공간부에 대응되는 직육면체 형상을 가지고, 즉 너비와 높이를 가지고, 박스부(10)의 내부에 압입되거나, 박스부(10)에 접합된다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 크래시 박스의 완충보강부를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 크래시 박스의 단위셀을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3을 참조하면, 완충보강부(20)를 구성하는 주기적인 다공질 소재(21)는 단층의 주기적인 다공질 소재(22)를 상하로 적층시킨 구조를 가지는 다층의 주기적인 다공질 소재(23)로 이루어진다. 단층의 주기적인 다공질 소재(22)는 설정 형상을 가지는 복수개의 단위셀(24)이 전후방, 좌우방으로 연속하여 규칙적으로 배열된 구조를 가진다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1실시에에 따른 단위셀(24)은 경사연장부(25), 제1접합부(26), 제2접합부(27)를 포함한다.
경사연장부(25)는 선형의 다리 형상을 가지고 설정각도(α)로 경사지게 연장되고, 4개가 피라미드 형태를 이루어 연결된다. 경사연장부(25)는 설정너비(w)와 두께(t)를 가지고, 설정각도(α)로 경사지게 연장된다. 제1접합부(26)는 피라미드 형상을 가지는 경사연장부(25)의 노드부(상단부)에 평탄하게 형성된다. 제2접합부(27)는 경사연장부(25)의 하단부에 평탄하게 형성된다.
이러한 구조에 의해 단위셀(24)은 설정수직높이(H)와 설정수평너비(L)를 가지는 4점지지 피라피드 구조를 가지며, 단층의 주기적인 다공질 소재(22)는 설정수직높이(H)와, 설정수평너비(L)의 배수에 해당되는 가로너비, 세로너비를 가진다. 또한, 다층의 주기적인 다공질 소재(23)는 단층의 주기적인 다공질 소재(22) 복수개를 적층시킴으로써, 설정수직높이(H)의 배수에 해당되는 높이와, 설정수평너비(L)의 배수에 해당되는 가로너비, 세로너비를 가지게 된다.
따라서, 단층의 주기적인 다공질 소재(22)를 구성하는 단위셀(24)의 형상, 크기, 갯수에 따라, 그리고 단층의 주기적인 다공질 소재(22)의 적층 개수에 따라, 완충보강부(20)의 너비와 높이를 자유롭게 증감, 조정할 수 있다. 이러한 과정을 거쳐 완충보강부(20)를 박스부(10)의 내부공간부에 대응되는 형상으로 제조할 수 있다.
제1접합부(26)와 제2접합부(27)가 평탄한 형상을 가짐에 따라 단층의 주기적인 다공질 소재(22)를 적층시킴에 있어서, 평탄면을 이용하여 그 접속 및 접합이 명확하고 안정되게 이루어질 수 있다. 단층의 주기적인 다공질 소재(22)를 다층으로 적층시킴에 있어서는, 제1접합부(26)와 제2접합부(27)를 상호 접합시킬 수 있고, 제1접합부(26)끼리 제2접합부(27)끼리 접합시킬 수도 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 제1접합부(26)는 경사연장부(25)의 노드부에 평탄하게 형성되어, 완충보강부(20)의 상단부 또는 하단부에 위치된다. 완충보강부(20)의 최상단에 배치되는 단층의 주기적인 다공질 소재(22)에 속하는 제1접합부(26)는 박스부(10)의 내부에서 박스부(10)의 상면부(11)와 접할 수 있다. 또한, 완충보강부(20)의 최하단에 배치되는 단층의 주기적인 다공질 소재(22)에 속하는 제1접합부(26)는 박스부(10)의 내부에서 박스부(10)의 저면부(12)와 접할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 크래시 박스의 제조방법을 설명하고자 도시한 플로우차트이다.
도 5을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 크래시 박스의 제조방법은 단층보강부제작단계(S1), 다층보강부제작단계(S2), 박스결합단계(S3)를 포함한다.
단층보강부제작단계(S1)에서는 단층의 주기적인 다공질 소재(22)를 제작한다. 단층보강부제작단계(S1)에서는, 펀칭 장비를 이용해 금속 판재에 복수개의 삼각형 천공을 배열, 형성하고, 삼각형 천공의 사이에 위치되는 경사연장부(25)를 노드부를 중심으로 하여 설정각도(α)로 경사지게 절곡함으로써, 일체로 연결된 하나의 단층의 주기적인 다공질 소재(22)를 제작할 수 있다.
다층보강부제작단계(S2)에서는 단층의 주기적인 다공질 소재(22)를 상호 접합하여, 다층의 주기적인 다공질 소재(23)를 설정 너비와 높이로 제작한다. 본 발명의 실시예에 따른 다층보강부제작단계(S2)는 접합재도포단계(S2-1), 적층단계(S2-2), 접합단계(S2-3)를 포함한다.
접합재도포단계(S2-1)에서는 단층의 주기적인 다공질 소재(22)를 구성하는 단위셀(24)의 노드부에 필러메탈 등의 접합재를 도포한다. 적층단계(S2-2)에서는 복수개의 단층의 주기적인 다공질 소재(22)를 제1접합부(26)와 제2접합부(27)끼리 접촉되게 적층(이하 '역방향 적층')하거나, 제1접합부(26)와 제2접합부(27)가 상호 접촉되게 적층(이하 '순방향 적층')한다.
접합단계(S2-3)에서는 적층된 단층의 주기적인 다공질 소재(22)를 고온분위기에 노출시켜 브레이징 접합한다. 접합단계(S2-3)에서는 복수개가 적층된 구조의 단층의 주기적인 다공질 소재(22)를 10-3torr이상의 진공로를 이용하여, 1,000~1,100℃ 온도에서 진공브레이징함으로써, 화학적 접합을 통해 다층의 주기적인 다공질 소재(23)를 제조할 수 있다.
박스결합단계(S3)에서는 박스부(10)의 내부에 다층의 주기적인 다공질 소재(23)를 삽입한다. 박스결합단계(S3)는 완충보강부(20)를 박스부(10)에 압입하는 박스압입단계(S3-1)를 포함한다. 완충보강부(20)를 박스부(10)의 내부공간부에 대응되는 크기와 형상으로 제작함으로써, 상기와 같이 완충보강부(20)를 박스부(10)에 압입하는 과정을 거쳐 박스부(10)와 완충보강부(20)를 간단하게 결합할 수 있다.
박스압입단계(S3-1)를 거치면서, 완충보강부(20)는 피라미드 형태의 단부에 위치되는 복수개의 제1접합부(26), 제2접합부(27)가 탄성력에 의해 박스부(10)의 내면부에, 보다 구체적으로는 상면부(11)와, 저면부(12), 측면부(13) 전반에 걸쳐 복수개의 개소에서 긴밀하게 접촉, 압접된 상태가 된다. 이러한 구조에 의해, 본 발명에 따른 차량용 크래시 박스(1)의 구조적 안정성을 확보할 수 있다.
또한, 다층의 주기적인 다공질 소재(23)의 상면부(11)와, 저면부(12), 측면부(13) 중 적어도 어느 하나를 상기 박스부(10)와 브레이징 접합 내지 용접하는 박스접합단계(S3-2)를 추가로 거침으로써, 박스부(10)와 완충보강부(20)간의 결합력을 보다 강화시킬 수 있다.
박스접합단계(S3-2)를 거치면서, 완충보강부(20)는 복수개의 제1접합부(26), 제2접합부(27)가 박스부(10)의 내면부 전반에 걸쳐 복수개의 개소에서 긴밀하게 접합된 상태가 된다. 이러한 구조에 의해 본 발명에 따른 차량용 크래시 박스(1)의 구조적 안정성을 보다 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 크래시 박스에 압축력을 가하여 해석한 에너지흡수성능 결과를 도시한 그래프이고, 도 7은 알루미늄 폼을 적용한 종래의 크래시 박스에 압축력을 가하여 해석한 에너지흡수성능 결과를 도시한 그래프이며, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 크래시 박스와 알루미늄 폼을 적용한 종래의 크래시 박스의 에너지흡수성능 결과를 비교하여 도시한 그래프이다.
도 6의 나타난 결과의 요소해석을 수행함에 있어서, 박스부(10)는 100ㅧ60ㅧ160mm의 크기, 두께(h) 1.2mm를 가지며, 완충보강부(20)는 두께(t) 1mm, 너비(w) 1mm, 각도(α) 40ㅀ을 가지는 단위셀(24)을 가지는 단층의 주기적인 다공질 소재(22)를 25층 적층시킨 구조를 가지며, 압축속도 8kph의 하중을 하향 인가하였다.
도 6의 (a)는 크래시 박스(1)의 에너지흡수량에 해당하는 하중-변위곡선의 적분값을 압축량으로 나눈 평균하중값 Pm을, 박스부(10)와 완충보강부(20) 각각을 개별적으로 요소해석하여 산출된 Pm값과 비교 분석한 것이다. 도 6의 (a)에 의하면, 완충보강부(20)를 박스부(10)의 내부에 삽입할 경우, 박스부(10)와 완충보강부(20) 각각의 개별적인 Pm값의 산술합보다 20~50% 더 큰 값을 가지는 것을 확인할 수 있다.
이는 완충보강부(20)의 변형이 박스부(10)로 인해 제한되는 구속효과로 발생한 것으로 볼 수 있다(interactioneffect). 보다 구체적으로 설명하면, 에너지 흡수체(energy absorber)인 완충보강부(20)에 충격하중이 가해질 경우, 압축 응력에 의해 완충보강부(20)는 소성좌굴과 함께 무너지게 되는데 이 과정에서 외부 충격에너지가 박스부(10)와 완충보강부(20)의 변형에너지로 전환되며, 박스부(10)가 외부 충격에너지를 흡수하는 효과를 나타내게 된다.
이와 같이, 완충보강부(20)를 박스부(10)에 삽입함으로써 에너지흡수측면에서 중량이득을 취할 수 있음을 확인할 수 있다. 도 6의 (b)에 의하면, 박스부(10)와 완충보강부(20)의 에너지흡수 공헌도는 약 2:1로 나타났다.
도 7의 나타난 결과의 요소해석을 수행함에 있어서, 박스부(10)의 내부에 완충보강부(20) 대신, 이와 치수, 무게가 유사한 상대밀도 7.7%의 알루미늄 폼을 삽입하였으며, 압축 속도 8kph를 포함한 모든 하중, 경계조건, 초기 휨조건 등을 도 6의 경우와 동일하게 설정하였다.
도 7의 (a)에 의하면, 박스부(10)의 내부에 알루미늄 폼을 삽입한 경우, 완충보강부(20)를 삽입한 경우에 비해 약 5% 에너지흡수 특성이 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 도 7의 (b)에 의하면, 박스부(10)의 내부에 알루미늄 폼을 삽입한 경우 박스부(10)와 알루미늄 폼의 에너지흡수 공헌도는 약 3:2 내지 약 2:1로 나타났다.
도 8의 (a), (b)는 박스부(10)의 내부에 완충보강부(20)를 삽입한 경우와 박스부(10)의 내부에 알루미늄 폼을 삽입한 경우의 에너지흡수능을 비교한 것으로, 도 8의 (a), (b)에 의하면, 유사중량에 있어서, 박스부(10)의 내부에 완충보강부(20)를 삽입한 경우가 박스부(10)의 내부에 알루미늄 폼을 삽입한 경우와 비교해 우수한 압축성능을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 차량용 크래시 박스 및 그 제조방법에 의하면, 단위셀(24)이 규칙적으로 배열된 3차원 트러스 형태의 주기적인 다공질 소재를 포함하는 완충보강부(20)에 의해 박스부(10)의 내부공간부 전체에 걸쳐 균일한 구조와 강성을 조성할 수 있다. 이에 따라, 목적한 충돌 강성을 신뢰성있게 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 비강도(단위무게당 강도) 및 비강성이 우수한 주기적인 다공질 소재(21)를 완충보강부(20)에 적용함으로써, 충격에너지 흡수능을 보다 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 단위 무게당 충돌에너지 흡수 능력을 보다 향상시킴으로써 경량화를 구현할 수 있고, 경량화로 인한 연비절감, 수송능력 향상, 속도 향상을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 다공 구조를 가지는 주기적인 다공질 소재(21)를 완충보강부(20)에 적용함으로써, 기존에 전열매체로서 핀과 비교해, 단위체적당 표면적을 보다 확장시킬 수 있고, 주기적인 다공질 소재(21)의 골조 사이에 형성되는 복잡한 유로로 인한 유동의 교란, 혼합 효과로 인해 우수한 방열 특성을 구현할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1 : 크래시 박스 2 : 범퍼빔
3 : 사이드멤버 10 : 박스부
11 : 상면부 12 : 저면부
13 : 측면부 20 : 완충보강부
21 : 주기적인 다공질 소재 22 : 단층의 주기적인 다공질 소재
23 : 다층의 주기적인 다공질 소재 24 : 단위셀
25 : 경사연장부 26 : 제1접합부
27 : 제2접합부

Claims (6)

  1. 단위셀이 규칙적으로 배열된 3차원 트러스(truss) 형태를 가지는 단층의 주기적인 다공질 소재(PCM, Periodic Cellular Material)를 제작하는 단층보강부제작단계;
    상기 단층의 주기적인 다공질 소재를 상호 접합하여 다층의 주기적인 다공질 소재를 설정 너비와 높이로 제작하는 다층보강부제작단계; 및
    차량의 범퍼빔과 사이드멤버의 사이에 설치하기 위한 박스부의 내부에 상기 다층의 주기적인 다공질 소재를 삽입하는 박스결합단계;를 포함하고,
    상기 단위셀은,
    설정각도로 경사지게 연장되고, 복수개가 피라미드 구조를 이루어 연결되는 경사연장부;
    상기 경사연장부의 노드부에 평탄하게 형성되는 제1접합부; 및
    상기 경사연장부의 하부에 형성되는 제2접합부;를 포함하며,
    상기 단층보강부제작단계는,
    금속 판재에 복수개의 삼각형 천공을 배열, 형성하는 단계; 및
    상기 삼각형 천공의 사이에 위치되는 상기 경사연장부를 상기 노드부를 중심으로 하여 상기 설정각도로 경사지게 절곡함으로써, 상기 경사연장부가 피라미드 형태를 이루면서 상기 제1접합부가 평탄한 형상을 가지는 복수개의 상기 단위셀이 일체로 연결된 하나의 상기 단층의 주기적인 다공질 소재를 제작하는 단계;를 포함하고,
    상기 다층보강부제작단계는,
    상기 단층의 주기적인 다공질 소재를 구성하는 상기 제1접합부에 접합재를 도포하는 접합재도포단계; 및
    복수개의 상기 단층의 주기적인 다공질 소재를 상기 제1접합부와 상기 제2접합부가 접하거나 상기 제1접합부끼리 접하게 적층하는 적층단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 크래시 박스 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다층보강부제작단계는,
    적층된 상기 단층의 주기적인 다공질 소재를 고온분위기에 노출시켜 브레이징 접합하는 접합단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 크래시 박스 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 박스결합단계는,
    상기 다층의 주기적인 다공질 소재를 상기 박스부에 압입하는 박스압입단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 크래시 박스 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 박스결합단계는,
    상기 다층의 주기적인 다공질 소재의 상면부와, 저면부, 측면부 중 적어도 어느 하나를 상기 박스부와 접합하는 박스접합단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 크래시 박스 제조방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 따른 차량용 크래시 박스 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 차량용 크래시 박스.
  6. 삭제
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