KR20100046677A - 차량의 백빔 제작방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 백빔 제작방법에 관한 것으로서, 특히, 기존에 범퍼 백빔과 스테이를 각각 별물로 성형하여 상호 조립하던 제작방법을 개선하여 백빔의 제작 시 스테이를 일체화하여 제작하기 위한 방법에 관한 것으로서, GMT(glass mat thermoplastics) 원소재를 믹서에 투입하여 슬라이드(1) 형태로 성형하는 단계와; 차량의 백빔 크기로 절단한 GMT 사이에 스틸 재질의 스테이 재료를 적층하여 부재물(2)을 형성하는 단계와; 고온, 고압 가스 챔버(10) 내의 금형(11) 상에서 상기 부재물(2)을 2차에 걸쳐 원호형으로 프레스 성형하는 단계와; 금형으로부터 분리하여 냉각하는 단계로 구성되어, 공정 축소와 생산 단가의 감소를 꾀하는 동시에, GMT와 스틸 소재가 일체화된 원호형 백빔을 통해 충돌시험에 대한 안정성과 설계자유도를 동시에 증대시킬 수 있도록 하는 것이다.
Figure P1020080105630
GMT, 범퍼, 백빔, 스테이, 프레스, 챔버

Description

차량의 백빔 제작방법{Manufacturing method for back beam of vehicle}
본 발명은 차량의 백빔 제작방법에 관한 것으로서 특히, 기존에 범퍼 백빔과 스테이를 각각 별물로 성형하여 상호 조립하던 제작방법을 개선하여 백빔의 제작 시 스테이를 일체화하여 제작하기 위한 방법으로써, 공정 축소와 생산 단가의 감소를 꾀하는 동시에, GMT와 스틸 소재가 일체화된 원호형 백빔을 통해 충돌시험에 대한 안정성과 설계자유도를 동시에 증대시킬 수 있는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 범퍼 내부에는 스틸 소재 혹은 GMT(glass mat thermoplastics) 소재의 범퍼 백빔(back beam)이 마련되어 있으며, 이러한 범퍼 백빔은 스테이(stay)를 통해 차체에 고정되어 있다.
여기에서, 범퍼 백빔의 재질을 살펴보면, 크게 GMT와 스틸 소재로 구분되는데, 먼저 GMT 소재의 백빔은 미국 고속도로 안전보험협회(IIHS ; Insurance Institute for Highway Safety)에서 규정한 저속 충돌시험 규정에 대해서는 만족스러운 결과를 얻을 수 있는 반면, 라운드형 디자인의 구현이 어렵기 때문에 설계자 유도가 떨어진다는 단점을 가지게 된다.
반대로, 스틸 소재의 백빔은 설계자유도가 높은 반면 IIHS 저속 충돌시험의 규정을 만족하기 어렵다는 단점을 가지고 있다.
그리고, 범퍼 백빔과 범퍼 스테이의 연결 형태를 살펴보면, 백빔과 스테이를 별물로 각각 제작한 후, 크게는 용접 또는 볼팅으로 이 들을 상호 조립하고 있는 실정이다.
도 1은 종래의 차량의 백빔 제작방법을 도시하는 개략적인 흐름도이다.
종래의 차량의 백빔 제작방법은 도 1에 도시한 바와 같이, GMT 원소재를 사출기에 투입하여, 벨트 프레스(3)를 통과시킴으로써 슬라이드 형태로 성형한 후, 백빔의 크기에 맞게 절단하여 프레스(4)에서 가공 후 냉각함으로써 백빔(B)을 제작하게 된다.
이와는 별도로, 스테이(S)를 제작하기 위한 원소재를 별도의 프레스(4')에서 가공함으로써 스테이(S)를 제작하게 된다.
이후, 범퍼 백빔(B)과 범퍼 스테이(S)를 용접 또는 볼팅하여 상호 일체화하는 공정이 뒤따르게 된다.
그러나, 범퍼 백빔과 스테이를 각각 별물로 성형하여 상호 조립하는 종래의 차량의 백빔 제작방법은 백빔과 스테이를 각각 제작하여 서로 조립하고 있어, 공정 수가 많고 생산 단가가 상승할 뿐 아니라, 범퍼 백빔의 소재가 GMT냐 스틸이냐에 따라 IIHS의 저속 충돌시험 규정에 대한 안정성과 설계자유도를 동시에 만족할 수는 없다는 기술상의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 기존에 범퍼 백빔과 스테이를 각각 별물로 성형하여 상호 조립하던 제작방법을 개선하여 백빔의 제작 시 스테이를 일체화하여 제작함으로써, 공정 축소와 생산 단가의 감소를 꾀하는 동시에, GMT와 스틸 소재가 일체화된 원호형 백빔을 통해 충돌시험에 대한 안정성과 설계자유도를 동시에 증대시킬 수 있도록 하는 차량의 백빔 제작방법을 제공하고자 한다.
이러한 본 발명은 GMT(glass mat thermoplastics) 원소재를 믹서에 투입하여 슬라이드 형태로 성형하는 단계와; 차량의 백빔 크기로 절단한 GMT 사이에 스틸 재질의 스테이 재료를 적층하여 부재물을 형성하는 단계와; 고온, 고압 가스 챔버 내의 금형 상에서 상기 부재물을 2차에 걸쳐 원호형으로 프레스 성형하는 단계와; 금형으로부터 분리하여 냉각하는 단계로 구성함으로써 달성된다.
상기와 같은 본 발명에 있어서, 상기 GMT 원소재는 더블 벨트 프레스에서 슬라이드 형태로 성형되는 것이 양호하다.
또한, 상기와 같은 본 발명에 있어서, 상기 부재물의 2차에 걸친 프레스 성형은, 1차 피스톤의 하강에 이어, 고온, 고압의 가스가 상기 챔버 내에 유입되며, 2차 피스톤의 하강 이후 일정시간 보압 후, 가스 배출이 이루어지는 것이 가장 바람직하다.
이상과 같은 본 발명은 기존에 범퍼 백빔과 스테이를 각각 별물로 성형하여 상호 조립하던 제작방법을 개선하여 백빔의 제작 시 스테이를 일체화하여 제작함으로써, 공정 축소와 생산 단가의 감소를 꾀하는 동시에, GMT와 스틸 소재가 일체화된 원호형 백빔을 통해 충돌시험에 대한 안정성과 설계자유도를 동시에 증대시킬 수 있는 발명인 것이다.
도 2는 본 발명의 차량의 백빔 제작방법을 도시하는 개략적인 흐름도이다.
본 발명의 차량의 백빔 제작방법은 도 2에 도시된 바와 같이, GMT 사이에 스틸이 적층된 부재물(2)을 고온, 고압의 가스 챔버(10) 내에서 1차 피스톤(12) 및 2차 피스톤(13)으로 프레스 성형하여 범퍼 백빔(B)과 스테이(S)를 하나의 일원화된 공정으로 제작할 수 있는 것을 그 기술상의 기본 특징으로 한다.
본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
우선, 첫 번째 단계에서는 GMT(glass mat thermoplastics) 원소재를 믹서에 투입하여 혼합한 후, 얇은 판상의 슬라이드(1) 형태로 성형하게 된다.
이때, 상기 GMT 원소재는 도 1과 같이 더블 벨트 프레스(20)에서 슬라이드 형태로 성형되는 것이 본 발명에 있어서 바람직하다.
이후, 두 번째 단계에서는 절단기를 이용하여 차량의 범퍼 백빔(B) 크기로 GMT 소재를 절단한 후, 두 개의 GMT 사이에 범퍼 스테이 재료인 스틸 재질을 적층하여 부재물(2)을 형성하게 된다.
상기와 같은 부재물(2)은 세 번째 단계에서 고온, 고압의 가스 챔버(10) 내에 위치한 금형(11) 상에 놓이게 되며, 이후, 원호형상으로 이루어진 금형(11) 상에서 프레스 성형이 2차에 걸쳐 이루어지게 된다.
이때, 상기 고온, 고압의 가스 챔버(10) 내에서 이루어지는 상기 부재물(2)의 2차에 걸친 프레스 성형은, 우선 1차 피스톤(12)의 하강에 이어, 고온, 고압의 가스(G)가 상기 챔버(10) 내에 유입되며, 2차 피스톤(13)의 하강이 이루어진 뒤 일정시간 보압 후, 가스 배출이 이루어지는 것이 가장 바람직하다.
즉, 1차 피스톤(12)의 하강 이후, 고온, 고압의 가스(G)를 챔버(10) 내에 공급하여 1차 피스톤(12)의 프레스 압력을 더욱 높게 하며, 이에 더하여 2차 피스톤(13)이 하강하면서 챔버(10) 내부의 고온, 고압의 가스가 배출된다.
이와 같은 고온, 고압의 프레스 성형 공정을 통해 GMT 소재와 스틸 소재가 적층되어 하나로 일체화됨으로써, 범퍼 스테이(S)를 포함하는 범퍼 백빔(B)을 한 번에 성형할 수 있게 된다.
마지막으로 네 번째 단계에서는 챔버(10) 내부의 금형으로부터 성형된 범퍼 백빔(B)을 분리한 후, 냉각을 시킴으로써 최종적인 범퍼 백빔(B)이 완성되는 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 차량의 백빔 제작방법은 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 일괄 공정을 통해 스틸 소재의 범퍼 스테이(S)가 일체로 성형된 GMT 소재의 범퍼 백빔(B)을 용이하고 간단하게 제작하는 것이 가능하며, 이를 통해 차량의 범퍼 백빔(B)에 대한 생산 공정의 단축과 생산 단가의 축소를 함께 꾀할 수 있다.
예를 들어, 종래에는 범퍼 백빔(B)의 프레스 성형을 위한 금형(5, 도 1 참조)과 범퍼 스테이(S)의 프레스 성형을 위한 금형(5', 도 1 참조)이 2중으로 필요할 뿐 아니라, 별물로 제작된 범퍼 스테이(S)를 범퍼 백빔(B)에 용접 또는 볼팅으로 조립하는 공정이 필수적으로 요구되지만, 본 발명에 따르면 이러한 공정이 모두 하나로 통합되어 범퍼 백빔(B)에 대한 제작방법이 매우 단순화된다는 장점을 갖게 된다.
특히, 본 발명에 따라 GMT 소재와 스틸 소재가 일체화된 범퍼 백빔(B)을 통해 미국 고속도로 안전보험협회(IIHS)에서 규정하는 저속 충돌시험 규정을 만족할 수 있을 뿐 아니라, 라운드 디자인의 범퍼 백빔(B)을 통해 설계자유도를 향상시킬 수도 있다는 탁월한 이점을 지닌 발명인 것이다.
상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명의 범위는 상기의 도면이나 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 종래의 차량의 백빔 제작방법을 도시하는 개략적인 흐름도,
도 2는 본 발명의 차량의 백빔 제작방법을 도시하는 개략적인 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 슬라이드 2 : 부재물
10 : 챔버 11 : 금형
12 : 1차 피스톤 13 : 2차 피스톤
20 : 더블 벨트 프레스 B : 백빔
S : 스테이 G : 고온, 고압 가스

Claims (3)

  1. GMT(glass mat thermoplastics) 원소재를 믹서에 투입하여 슬라이드 형태로 성형하는 단계와;
    차량의 백빔 크기로 절단한 GMT 사이에 스틸 재질의 스테이 재료를 적층하여 부재물을 형성하는 단계와;
    고온, 고압 가스 챔버 내의 금형 상에서 상기 부재물을 2차에 걸쳐 원호형으로 프레스 성형하는 단계와;
    금형으로부터 분리하여 냉각하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 백빔 제작방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 GMT 원소재는 더블 벨트 프레스에서 슬라이드 형태로 성형되는 것을 특징으로 하는 차량의 백빔 제작방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 부재물의 2차에 걸친 프레스 성형은, 1차 피스톤의 하강에 이어, 고온, 고압의 가스가 상기 챔버 내에 유입되며, 2차 피스톤의 하강 이후 일정시간 보압 후, 가스 배출이 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 백빔 제작방법.
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