KR20070029803A - 차량 부품 및 차량 부품 제조 방법 - Google Patents
차량 부품 및 차량 부품 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명에 따른 트림 패널은 하나 이상의 에지에 따른 성형 에지 랩을 갖는 단일편 성형 부재를 포함한다. 성형 에지 랩은, 커버 스톡재(102)에 연장부(104)가 제공되고, 연장부가 주형(306)에 의해 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동되고, 기재(210)를 형성하고 제2 위치에 연장부를 고정시키도록 주형(300) 내에 수지를 사출하는 공정에 의해 형성된다.
트림 패널, 커버 스톡재, 연장부, 주형
Description
관련 특허 출원
본 출원은 발명의 명칭이 차량 부품 제조 방법이고 2004년 6월 15일자로 출원되었으며 그 전체 명세서가 본 명세서에 참조로 결합된 미국 가출원 제60/579,636호에 대해 우선권을 주장한다.
본 발명은 일반적으로 차량(예컨대, 승용차 및 트럭 등의 자동차, 비행기, 선박 등)에 사용하기 위한 패널이나 다른 구조체와 같은 부품 분야에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은 차량 또는 다른 적용을 위한 내부 패널이나 구조체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
패널(예컨대, 계기판, 도어 패널 등)과 같은 내부 차량 부품은 통상 비교적 강성 재료로 만들어진 기재(substrate) 및 외부 표면 또는 외장을 포함한다. 외부 표면 또는 외장은 종종 "커버 스톡(cover stock)"이라고 한다. 예컨대, 객실에 대면하는 도어 패널의 표면(종종 패널의 "A" 표면이라 함) 상에는 직물, 가죽, 중합체 또는 다른 형태의 재료가 제공될 수 있다. 이런 표면 재료는 임의의 다양한 형태의 색깔, 조직 및/또는 디자인으로 제공될 수 있다.
임의의 적용예(예컨대, 도어 패널 적용예)에서, 기재 전체를 (단독으로 또는 다른 커버 스톡과 조합하여) 커버하도록 커버 스톡을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 이런 방식에서는, 비교적 미적으로 아름답지 않은 기재 재료가 커버 스톡재에 의해 커버되거나 덮이기 때문에, 도어 패널 또는 다른 부품에 대해 더욱 만족스러운 미적 외형이 달성될 수 있다.
따라서, 부품용으로 사용된 기재를 커버하거나 덮는 개선된 차량용 패널 또는 다른 구조체 등의 부품 제조 또는 제작 방법을 제공하는 것이 요구된다. 또한, 비교적 신속하고 효과적인 방식으로 이런 부품을 제조 또는 제작하는 방법을 제공하는 것이 요구된다. 또한, 커버 스톡이 부품의 에지부(예컨대, 선단부, 후단부 등) 상에 제공되도록 이런 부품을 제조 또는 제작하는 방법을 제공하는 것이 요구된다. 이들 또는 다른 유리한 특징을 하나 이상 포함하는 차량 부품 제조 또는 제작 방법을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 예시적인 실시예는 차량용 부품을 제조하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 주형 내에 커버 스톡재를 제공하는 단계를 포함한다. 커버 스톡재는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동하도록 구성된 연장부를 그 주연에 포함한다. 이 방법은 주형이 연장부와 결합하고 연장부를 제1 위치에서 제2 위치로 이동시키도록 주형을 재구성(reconfiguring)하는 단계와, 연장부가 제2 위치에 있는 동안 커버 스톡재와 주형에 의해 한정된 공동 내에 재료를 도입시킴으로써 기재를 성형하는 단계를 더 포함한다. 재료는 연장부에 접합되어 성형 에지 랩(molded-in edge wrap)을 제공하도록 된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예는 차량에 사용하기 위한 트림 패널(trim panel)에 관한 것이다. 트림 패널은 기재와 기재를 적어도 부분적으로 커버하는 커버 스톡재를 갖는 단일편 성형 부재와, 단일편 성형 부재의 하나 이상의 에지를 따르는 성형 에지 랩을 포함한다. 커버 스톡재가 연장부를 구비하고, 연장부는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 주형에 의해 이동되고, 기재를 형성하고 제2 위치에서 연장부를 고정하도록 주형 내에 수지가 사출되는 공정에 의해 성형 에지 랩이 형성된다.
도1은 예시적인 실시예에 따른, 내부 도어 패널의 형태의 차량 부품의 평면도이다.
도2는 예시적인 실시예에 따른, 에지 랩 커버 스톡재의 위치에서의 도1의 선 2-2를 따라 취한 차량 부품의 일부의 단면도이다.
도3은 예시적인 실시예에 따른, 기재 재료에 커버 스톡재를 결합시키기 위한 연장부를 도시한 도2의 커버 스톡재의 일부의 사시도이다.
도4는 예시적인 실시예에 따른, 개방 위치에서 도시된 사출 성형 시스템의 단면도이다.
도5는 예시적인 실시예에 따른, 폐쇄 위치에서 도시된 도4의 사출 성형 시스템의 단면도이다.
도6은 예시적인 실시예에 따른, 재료가 내부에 사출된 후를 도시한 도5의 사 출 성형 시스템의 단면도이다.
도1을 참조하면, 예시적인 실시예에 따른 차량의 내부에 사용하기 위한 부품(100)이 도시되어 있다. 부품(100)은 차량용 내부 패널의 형태, 더 자세하게는 내부 도어 패널로서 실시된 것으로 도시되어 있다. 다른 다양한 예시적인 실시예에 따라, 다른 형태의 차량 부품이 본 명세서에 개시된 개념을 사용하여 제조될 수 있다.
부품(100)은 재료(102)(예컨대 직물, 천, 가죽, 중합체 물질 등의 커버 스톡재)가 도포된 기재(210)(도2에 도시됨)를 포함한다. 재료(102)는 객실에 대면하여 제공되고(예컨대, 부품의 "A" 표면), 따라서 개선된 미적 형상을 위해 그 위에 다수의 디자인 또는 패턴 중 임의의 것을 포함할 수 있다.
도1에 예시된 실시예에 도시된 바와 같이, 부품(100)은 예시적인 실시예에 따라 거기에 결합된 복수 형태의 커버 스톡재[예컨대 재료(102, 103)으로 도시됨]를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예에 따르면, 기재 재료의 일부가 차량 객실 내에 승객에게 보여질 수 있도록, 기재의 일부에만 커버 스톡재가 도포될 수 있다.
재료(102)가 도포된 기재(210)는 비교적 강성인 플라스틱 재료, 금속, 또는 내부 차량 부품용 기재를 형성하기 위해 통상 사용되는 다른 강성 재료와 같은 비교적 강성인 재료로 형성될 수 있다. 예컨대, 예시적인 실시예에 따르면, 기재는 폴리프로필렌 또는 열가소성 올레핀으로 제조될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에 따르면, 기재는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 중합체 또는 폴리카보네이트/아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(PC/ABS) 중합체로 제조될 수 있다. 기재를 형성하기 위해 다른 다양한 재료들 중 임의의 것이 사용될 수도 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 기재(210)는 약 1.5 내지 4.0 밀리미터 사이의 두께를 갖는다. 하나의 예시적인 실시예에 따르면, 기재(210)는 약 3 밀리미터의 두께를 갖는다. 기재의 두께는 상이한 다른 실시예에들에 따라 변할 수 있고, 관련된 특정 적용예에 따라 상이한 두께 또는 비교적 균일한 두께를 가질 수 있다.
기재(210)는 다양한 방법 중 임의의 것을 사용하여 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 기재를 성형하기 위해 사용되는 재료의 평면 시트가 진공 성형 기계 내에 제공될 수 있다. 그후 평면 시트 재료는 적절한 온도(예컨대, 약 126 내지 149 ℃)로 가열될 수 있다. 그후 진공을 사용하여 주형으로부터 공기를 제거함으로써 시트가 주형의 표면쪽으로 당겨지고, 주형 및 기재가 냉각되면 기재는 주형 표면의 형상과 유사한 형상을 가질 것이다. 다른 예시적인 실시예들에 따르면, 기재(210)는 다른 방법을 사용하여 사출 성형 또는 형성될 수 있다.
도2에 도시된 바와 같이, 부품(100)의 측면 또는 에지(110)의 적어도 일부 상에 재료(102)가 제공된다. 예시적인 실시예에 따르면, 재료(102)는 부품(100)의 에지(110)를 덮거나 감싸도록 제공된다[즉, 재료(102)는 부품(100)의 전방 표면 양쪽 상에 제공되고, 또한 에지(100) 둘레에서 부품(100)의 후방 표면을 감싼다]. 이런 배열은 재료(102)와 기재 사이에 비교적 견고한 끼움을 제공하고, 차량 격실 내의 승객에게 에지(110)에서 기재가 보이지 않기 때문에 부품(100)에 대해 개선된 미적 특징을 또한 제공한다. 참조를 용이하게 하기 위해, 본 명세서에서는 커버 스톡재가 부품을 형성하는 기재의 에지 둘레를 감싸는 배열을 "에지 랩"이라 한다.
도1은 도어의 후단 에지(즉, 도어의 후방 에지) 상에 재료(102)가 제공되는 실시예를 도시하고 있지만, 당업자는 본 명세서에 개시된 에지 랩 방법에 따라 부품의 다른 부분(예컨대, 도어 패널의 바닥부, 도어 패널의 선단부, 기재 내에 제공된 내부 구멍 또는 개구 등)에 에지 랩이 사용될 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다.
부품[예컨대 부품(100)]을 형성하기 위해 기재[예컨대, 기재(210)]에 재료[예컨대 재료(102)]를 고정시키는 방법이 도3 내지 도6을 참조하여 설명될 것이다. 도3은 예시적인 실시예에 따라 기재에 결합하기 전의 제1 재료(102)(예컨대 커버 스톡재)를 도시하고 있다. 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상이한 수의 커버 스톡재가 사용될 수 있다(예컨대, 2개의 재료, 3개의 재료 등). 예컨대, 제1 재료와 제2 재료는 단일편으로 일체로 형성될 수 있고, 체결구(예컨대, 스크류, 볼트, 접착제, 가압 끼움재 등)를 사용하여 함께 결합될 수 있다.
도3에 도시된 바와 같이, 재료(102)는 재료(102)의 표면(105)으로부터 이격 연장되는 돌출부 또는 연장부(104)(예컨대 플랜지)를 포함하도록 형성된다. 도3에 도시된 바와 같이, 연장부(104)는 표면(105)과 예각을 형성하도록 마련 또는 배열된다. 다른 예시적인 실시예에 따르면, 연장부(104)는 표면(105)과 예각을 형성하지 않도록 제공될 수 있다[예컨대, 표면(105)에 거의 수직으로 또는 90도보다 큰 각으로 연장되도록{예컨대, 표면(105)과 둔각을 형성하도록} 배열될 수 있음].
연장부(104)는 재료(102)의 표면(105)을 향해 회전하도록 피봇점 또는 엘보우(108)에 대해 피봇된다. 도5는 엘보우(108)에 대해 표면(105) 쪽으로 회전된 연장부(104)를 도시하고 있다. 엘보우(108)는 연장부(104)의 회전 능력을 향상시키도록 하는 형상부를 포함할 수도 있다(예컨대, 엘보우의 일부가 주변 재료보다 더 얇은 일체형 힌지 등으로 제조될 수 있음).
연장부의 크기, 형상 및 구성은 다양한 이유에 따라 변할 수 있다. 예시적 실시예에 따르면, 연장부는 길이가 약 6 내지 8 밀리미터 사이이다.
도2를 더 참조하면, 부품(100)은 재료(102)와 기재(210)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 재료(102)(예컨대 커버 스톡재)는 연장부(104)가 기재(210)의 에지(212)의 일부를 감싸도록 도포된다. 예시적인 실시예에 따르면, 연장부(104)는 에지(212)의 일부만을 따라 연장되지만, 다른 예시적인 실시예에 따르면 연장부는 에지 전체를 따라 연장될 수 있다.
도4 내지 도6을 참조하면, 부품(100)을 제조하기 위해, 미국 미시간주 컴스톡 파크 소재의 커머셜 툴 앤드 다이(Commercial Tool and Die)로부터 입수 가능한 것과 같은 주형(300)(예컨대 사출 주형 등) 내에 재료(102)가 배치된다. 주형(300)이 재료(102)의 근처로 접근함에 따라 연장부(104)가 주형의 일부[예컨대, 형상부(306)]와 결합될 수 있도록 재료(102)가 주형(300) 내에 배열된다. 예컨대, 예시적인 실시예에 따르면, 주형(300)의 가동부(302) 내에 재료(102)가 제공되고, 주형의 가동부(302)가 주형의 고정부(304)쪽으로 이동함에 따라 연장부(104)가 주형(300)의 고정부(304) 상에 제공된 형상부(306)와 결합한다. 주형(300)이 폐쇄됨 에 따라, 연장부(104)는 엘보우(108)를 중심으로 재료(102)의 표면(105)쪽으로 절곡되거나 구부러진다(예컨대, 도5 내지 도6 참조). 다른 예시적인 실시예에 따르면, 주형의 고정부 내에 기재가 제공되어, 주형이 폐쇄될 때 주형의 가동부 상의 형상부가 연장부와 결합하여 연장부를 절곡시킬 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 연장부(104)가 재료(102)의 표면쪽으로 이동되면, 기재(210)를 형성하도록 재료(102)와 주형(300) 사이에 공간(308) 또는 공동을 채우기 위해 중합체 재료(예컨대, 폴리프로필렌, 열가소성 올레핀, ABS, PC/ABS 등)가 주형(300) 내로 사출된다. 중합체 재료는 또한 연장부(104)와 재료(102) 사이의 공간(310)[예컨대 연장부(104)와 재료(102) 사이의 V형 공간]을 충전시켜서, 연장부(104)와 재료(102)가 주형 내로 사출된 중합체 재료에 접합된다. 사출된 중합체 재료는 재료(102)와 물리적 및/또는 화학적 접합을 형성하여, 재료(102)와 기재(210)는 비교적 견고하게 서로 접합된다. 이런 방식으로, 재료(102)는 기재(210)의 에지(212) 주위에 에지 랩을 형성한다.
다른 예시적인 실시예에 따르면, 기재(210)를 형성하는데 사용되는 중합체 재료는 주형 폐쇄 후에 사출되어, 주형이 사출 공정 동안 이동하지 않는다. 이 실시예에서, 연장부와 커버 스톡재의 표면 사이에 공간이 존재하여, 사출된 중합체 재료가 연장부와 커버 스톡재 사이에 제공되도록, 미리 정해진 지점에서 주형이 정지한다.
이 사출 성형 공정의 결과로 부품을 형성하는데 사용되는 기재의 에지 주위에 에지 랩 커버 스톡재를 포함하는 패널(예컨대, 도어 패널)과 같은 부품이 형성 된다. 사출 성형 공정 후에 남은 임의의 초과 재료 또는 플래싱(flashing)은 예컨대 연장부의 영역으로부터 초과 재료를 절단 또는 트리밍함으로써 제거될 수 있다.
본 명세서에 개시된 것과 같은 방법을 사용한 차량 부품 제조의 유리한 특징 하나는 에지 랩 커버 스톡재가 결합된 부품을 형성하는데 비교적 간단하고 효율적이라는 것이다. 이 방식으로, 기재의 성형 후에 기재의 에지를 커버 스톡재가 감싸는 2차 공정이 불필요하고, 추가적인 체결 기구(예컨대 접착제 등)을 필요로 하지 않고 커버 스톡재가 기재에 일체로 접합될 수 있다. 또한, 이런 에지 랩이 단일 장비(예컨대, 사출 주형)를 사용하여 실시될 수 있으므로, 추가적인 장비 및/또는 공정 단계가 요구되지 않는다. 또한, 개시된 방법을 사용한 기재와 커버 스톡재 사이의 접합 강도는 기재와 커버 스톡재가 2차 작업에서 (예컨대, 기재를 커버 스톡재에 접착함으로써) 서로 결합될 때에 얻어지는 것보다 더 강하다. 이런 강화된 접합 강도는 이런 부품의 제조와 관련하여 품질 문제를 덜 야기한다.
당업자가 전술한 설명으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 본 출원은 부품의 에지 둘레를 감쌀 수 있는 커버 스톡재를 포함하는 패널(예컨대, 도어 패널)과 같은 차량용 부품을 형성하기 위한 방법에 관한 것이다. 하나의 배타적이지 않은 예시적인 실시예는 주형(예컨대, 사출 주형) 내에 커버 스톡재(예컨대, 가죽, 천, 직물, 중합체 재료 등)을 제공하는 단계와, 부품용 기재를 형성하는데 사용되는 중합체 재료가 사출될 수 있는 공간을 형성하도록 주형에 의해 커버 스톡재의 일부가 절곡되거나 구부러지도록 주형을 폐쇄하는 단계를 포함한다. 주형의 폐쇄 동안 또는 폐쇄 후에, 커버 스톡재에 인접한 주형 내에(예컨대, 주형의 고정부와 커버 스 톡재 사이의 공간 또는 공동 내에) 중합체 재료가 사출되어 부품용 기재를 형성한다. 이 방식으로, 추가 공정 단계 및/또는 장비를 필요로 하지 않고 성형 에지 랩 커버 스톡재가 제공될 수 있다.
양호한 그리고 다른 예시적인 실시예들에 도시된 차량 부품의 요소의 구성 및 배열은 단지 예시적인 것이다. 본 발명의 소수 실시예만이 본 명세서의 상세한 설명에 개시되어 있지만, 본 명세서를 검토하는 당업자는 본 명세서에 기술된 주제의 신규한 교시 및 이점으로부터 크게 벗어나지 않는 많은 수정예(예컨대, 크기, 치수, 구조, 형상 및 여러 요소들의 비율, 매개변수 값, 장착 배열, 재료의 사용, 색상, 배향 등의 변경)가 가능하다는 것을 쉽게 이해할 것이다. 예컨대, 일체로 형성된 것으로 도시된 요소는 복수의 부분 또는 요소로 구성될 수 있고, 요소들의 위치가 반대로 되거나 다르게 변경될 수 있고, 위치 또는 별개의 요소의 종류나 수가 변경되거나 바뀔 수 있다[예컨대, 하나 이상의 플랜지가 단일 부품 내에 형성될 수 있다(예컨대, 도어 패널이 본 명세서에 개시된 방법을 사용하여 커버 스톡재가 에지 둘레에 덮인 복수의 에지를 포함할 수 있다)]. 시스템의 요소 및/또는 조립체는 성형 가능한 다양한 가소성 재료(예컨대 고충격 플라스틱) 중 임의의 것을 포함한, 충분한 강도 또는 내구성을 제공하는 다양한 재료 중 임의의 것으로부터 다양한 색상, 조직 및 조합 중 임의로 구성될 수 있다. 본 명세서에 도시된 부품들은 의자, 책상, 벤취 및 다른 가구 아이템과 같은 가구를 포함한 차량 이외의 적용예에도 사용될 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다. 첨부된 청구범위에 나타난 본 발명의 범주에서 벗어나지 않고, 다양한 예시적인 실시예의 디자인, 작동 상태 및 배열에서의 다른 대체, 수정, 변경 및 생략이 이루어질 수 있다.
Claims (20)
- 차량 부품 제조 방법이며,제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동하도록 구성된 연장부를 주연에 갖는 커버 스톡재를 주형 내에 제공하는 단계와,상기 주형이 연장부와 결합하여 연장부를 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시키도록 주형을 재구성하는 단계와,상기 연장부가 제2 위치에 있는 동안, 주형과 커버 스톡재에 의해 한정된 공동 내에 재료를 도입시킴으로써 기재를 형성하는 단계를 포함하고,상기 재료는 연장부에 접합되어 성형 에지 랩을 제공하는 차량 부품 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 주형은 제1 주형 섹션과 제2 주형 섹션을 포함하고, 상기 제1 주형 섹션은 고정 주형 섹션과 가동 주형 섹션 중 하나이고, 제2 주형 섹션은 고정 주형 섹션과 가동 주형 섹션 중 다른 하나인 차량 부품 제조 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 주형을 재구성하는 단계는 제1 주형 섹션과 제2 주형 섹션 중 하나가 연장부와 결합하여 연장부를 제2 위치로 이동시키도록 주형을 폐쇄하는 단계를 포함하는 차량 부품 제조 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 커버 스톡재를 주형 내에 제공하는 단계는 커버 스톡재의 제1 표면이 제1 주형 섹션과 대면하도록 제2 주형 섹션 내에 커버 스톡재를 제공하는 단계를 포함하는 차량 부품 제조 방법.
- 제4항에 있어서, 상기 제2 주형 섹션은 가동 주형 섹션인 차량 부품 제조 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 기재를 형성하는 단계는 제1 주형 섹션과 제2 주형 섹션이 고정되어 있는 동안 재료를 도입하는 단계를 포함하는 차량 부품 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 연장부는 제1 위치로부터 제2 위치로 이동할 때 커버 스톡재의 제1 표면 쪽으로 내향 이동하는 차량 부품 제조 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 주형을 재구성하는 단계는 커버 스톡재의 제1 표면과 연장부 사이에 V형 공간이 존재할 때까지 연장부를 이동시키는 단계를 더 포함하는 차량 부품 제조 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 연장부는 제1 위치에 있을 때 커버 스톡재의 제1 표면과 예각을 형성하는 차량 부품 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 경계부가 상기 연장부를 커버 스톡재의 나머지 부분으로부터 분리하는 차량 부품 제조 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 연장부는 제1 위치로부터 제2 위치로 이동할 때 상기 경계부에 대해 회전하는 차량 부품 제조 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 경계부는 연장부의 회전 이동을 돕는 리세스를 포함하는 차량 부품 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 성형 에지 랩은 부품의 전체 에지를 따라 연장하는 차량 부품 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 부품의 형성 후에, 상기 커버 스톡재가 부품의 전방 표면, 부품의 에지 표면, 및 부품의 후방 표면 상에 제공되는 차량 부품 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 커버 스톡재는 하나 이상의 재료를 포함하는 차량 부품 제조 방법.
- 차량 트림 패널이며,기재와, 상기 기재를 적어도 부분적으로 커버하는 커버 스톡재를 구비한 단일편 성형 부재와,상기 단일편 성형 부재의 하나 이상의 에지에 따른 성형 에지 랩을 포함하며,상기 성형 에지 랩은, 연장부를 갖는 커버 스톡재가 주형 내에 제공되고, 상기 연장부가 제1 위치와 제2 위치 사이에서 주형에 의해 이동되고, 기재를 형성하고 제2 위치에 연장부를 고정시키도록 주형 내에 수지를 사출하는 공정에 의해 형성되는 트림 패널.
- 제16항에 있어서, 상기 연장부는 제2 위치에 있을 때 커버 스톡재의 후방 표면과 예각을 형성하는 트림 패널.
- 제16항에 있어서, 상기 성형 에지 랩은 단일편 성형 부재의 하나 이상의 에지를 따라 연속적으로 연장되는 트림 패널.
- 제16항에 있어서, 상기 성형 에지 랩은 트림 패널의 후방 표면까지 연장되는 트림 패널.
- 제16항에 있어서, 상기 커버 스톡재는 하나 이상의 재료로 형성되는 트림 패널.
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