KR20130102329A

KR20130102329A - 수지 트랜스퍼 성형법을 이용한 버스 플로어 성형방법

Info

Publication number: KR20130102329A
Application number: KR1020120023492A
Authority: KR
Inventors: 이상욱
Original assignee: (주) 지우테크
Priority date: 2012-03-07
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2013-09-17

Abstract

본 발명은 수지 트랜스퍼 성형법을 이용한 버스 플로어 성형방법에 관한 것으로써, 특히, 금형의 성형공간에 보강재를 배치하는 단계와, 상기 성형공간의 일측에서는 진공압력을 가하고, 상기 성형공간의 타측에서는 주입압력을 가하여 수지를 압력에 의해 상기 성형공간으로 이송시키는 단계를 포함하여, 버스 플로어와 같은 부피가 큰 제품을 기포 없이 우수한 품질로 제작할 수 있으며, 제품의 내외부 표면이 우수하고, 보강재의 배치구조에 큰 영향을 받지 않아서 물성이 우수한 제품을 생산할 수 있는 수지 트랜스퍼 성형법을 이용한 버스 플로어 성형방법에 관한 것이다.

Description

수지 트랜스퍼 성형법을 이용한 버스 플로어 성형방법{FORMING METHOD OF BUS FLOOR USING VA-RTM}

본 발명은 수지 트랜스퍼 성형법을 이용한 버스 플로어 성형방법에 관한 것으로써, 특히, 금형의 성형공간에 보강재를 배치하는 단계와, 상기 성형공간의 일측에서는 진공압력을 가하고, 상기 성형공간의 타측에서는 주입압력을 가하여 수지를 압력에 의해 상기 성형공간으로 이송시키는 단계를 포함하는 수지 트랜스퍼 성형법을 이용한 버스 플로어 성형방법에 관한 것이다.

일반적으로, 버스의 바닥에는 미끄러짐을 방지하기 위한 안티-슬립 특성을 가지고, 잦은 출입에 의한 마모를 줄일 수 있는 바닥 매트가 설치되고 있다.

차종에 따라, 버스용 바닥매트는 저가형 리노륨 사양의 매트로 설치되거나, 고가의 PVC 적층 매트로 설치된다.

상기 고가의 PVC 적층 매트에 대한 종래 구조는 다음과 같다.

종래의 PVC 적층 매트는 가장 아래쪽에서 위쪽으로 부직포층(0.2t)과, 베이스층(0.7t)과, 글라스파이버층(0.2t)과, 표피층(0.8t)이 차례로 적층된 구조를 갖는다.

상기 부직포층은 버스의 바닥 플로어에 접착되는 층으로서, 상대부품인 플로어와의 부착력 증대를 위해 채택되어 수성본드의 수분을 흡수하여 접착력을 유지하는 역할을 한다.

상기 베이스층은 PVC 재질로서 매트의 인장강도 및 인열강도를 유지할 수 있는 메인프레임과 같은 역할을 한다.

상기 글라스파이버층은 매트의 표피층 및 베이스층에 함침되어, 표피층과 베이스층간의 견고한 결합 기능을 한다.

상기 표피층은 PVC+CHIP+SiC가 소정의 비율로 혼합된 매트의 표면층으로서, PVC는 첨가된 색소에 따라 외관 칼라 표출을 하고, 칩(CHIP)은 안티 슬립(ANTI-SLIP) 기능을 발휘하는 역할을 하며, SiC(탄화규소)는 소위 반짝이와 같이 외관미를 위한 패턴 기능을 한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 PVC 적층 매트는 다음과 같은 문제점이 있다.

PVC 적층매트의 구성중 베이스층의 PVC 밀도가 높아 차량의 중량이 많이 나가는 원인이 되고 있다.

즉, 베이스층의 밀도는 특히 부피가 큰 제품에 적용할 경우 기포가 포함되어 약 2.6 Kg/㎡ 로서, 매트 전체 중량(100 Kg/대 이상) 및 매트 소요량(40㎡ 이상)을 감안하면 큰 중량을 차지함에 따라, 매트 전체 중량 뿐만 아니라 차량의 중량 증가를 초래하여 경량화에 역행하는 문제점이 있고, 연비를 떨어뜨리는 하나의 원인이 되고 있다. 또한 종래의 매트는 강도가 떨어지는 문제점이 있다.

한국공개특허공보 제2001-0094302호에는 버스 범퍼 커버용 섬유보강 플라스틱 복합재료 수지 조성물 및 그 제조방법이 나타나 있다. 더욱 상세하게 한국공개특허공보 제2001-0094302호에는 불포화 폴리에스테르 또는 에폭시 계열의 수지를 기본 수지로 하고, 여기에 보강재로서 유리섬유와 탄소섬유가 적정비율로 혼합되어 있는 혼성(Hybrid) 섬유를 함유시켜 플라스틱 복합재료 수지 조성물을 제공하고, 상기 플라스틱 복합재료 수지 조성물을 핸드 래이-업(Hand lay-up) 공법에 적용한 것이 나타나 있다.

그러나, 종래의 이러한 성형방법은 버스플로어와 같은 부피가 큰 부분에 적용할 경우 기포가 다량 포함되어 중량이 증가하는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 버스 플로어와 같은 부피가 큰 제품을 기포 없이 우수한 품질로 제작할 수 있으며, 제품의 내외부 표면이 우수하고, 보강재의 배치구조에 큰 영향을 받지 않아서 물성이 우수한 제품을 생산할 수 있는 수지 트랜스퍼 성형법을 이용한 버스 플로어 성형방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수지 트랜스퍼 성형법을 이용한 버스 플로어 성형방법은, 금형의 성형공간에 보강재를 배치하는 단계와, 상기 성형공간의 일측에서는 진공압력을 가하고, 상기 성형공간의 타측에서는 주입압력을 가하여 수지를 압력에 의해 상기 성형공간으로 이송시키는 단계를 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 수지 트랜스퍼 성형법을 이용한 버스 플로어 성형방법에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

금형의 성형공간에 보강재를 배치하는 단계와, 상기 성형공간의 일측에서는 진공압력을 가하고, 상기 성형공간의 타측에서는 주입압력을 가하여 수지를 압력에 의해 상기 성형공간으로 이송시키는 단계를 포함하여, 버스 플로어와 같은 부피가 큰 제품을 기포 없이 우수한 품질로 제작할 수 있으며, 제품의 내외부 표면이 우수하고, 보강재의 배치구조에 큰 영향을 받지 않아서 물성이 우수한 제품을 생산할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 버스 플로어 인서트 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 버스 플로어 보강재 사시도.
도 3은 도 2의 f부분 단면도.
도 4는 도 2의 h부분 단면도.
도 5는 도 2의 i부분 단면도.
도 6은 도 2의 k부분 확대도.
도 7은 도 2의 l부분 확대도.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 버스 플로어 폼 사시도.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 버스 플로어 인서트, 보강재, 폼 조립된 사시도.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 버스 플로어 조립체 일부 단면도.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 버스 플로어 성형 금형 분리 사시도.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 버스 플로어 성형방법을 개략적으로 나타내는 단면도.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 버스 플로어 사시도.
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 버스 플로어에 별물을 결합한 사시도.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

참고적으로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.

도 1 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 버스 플로어 제조방법은, 폼(300) 가장자리에 보강재(200)를 배치시켜 상기 보강재(200)와 상기 폼(300)을 조립하는 조립단계와, 상기 보강재(200) 및 상기 폼(300)에 스킨(500)을 적층하여 조립체(410)를 형성하는 적층단계와, 상기 조립체(410)에 수지(900)를 함침하여 성형하는 성형단계를 포함한다.

상기 조립단계는 폼(300) 가장자리에 보강재(200)를 배치시켜 보강재(200)와 폼(300)을 조립한다.

보강재(200)는 프레임형상으로 형성되어 골격을 형성하고, 폼(300)은 판형상으로 형성되어 면을 형성한다.

상기 조립단계에서 보강재(200)는 폼(300)의 측부에 배치되는 수직부(201)와 폼(300)의 상부 또는 하부에 배치되는 수평부(202)를 포함한다.

보강재(200)는 다양한 형상으로 형성될 수 있으나, 본 실시예에서는, 제1보강재(210)와 제2보강재(220)와 제3보강재(230)와 제4보강재(240)를 포함한다.

제1보강재(210)는 하나의 수직부(201)와 수직부(201)의 상부 및 하부에 수평부(202)가 형성되어 "I"형상으로 형성된다.

제1보강재(210)의 양단에는 수직부(201)만 형성되고 상부 및 하부에 수평부(202)가 형성되어 있지 않아서 돌출부(203)가 형성된다.

이러한 돌출부(203)는 결합되는 제1보강재(210)를 포함한 다른 형상의 보강재의 상하부 수평부(202)에 끼워져서 보강재끼리는 결합된다.

제1보강재(210)는 여러개 구비되어 버스 플로어의 중간부분에 배치되며, 서로 격자형상으로 배치되어 결합된다. 또한, 이러한 제1보강재(210)는 폼(300)과 폼(300) 사이에 배치된다.

제2보강재(220)는 하나의 수직부(201)와 수직부(201)의 상부 및 하부에 수평부(202)가 형성되되, 상부에 형성되는 수평부(202)는 버스플로어의 내측으로만 형성되고, 하부에 형성되는 수평부(202)는 내측 및 외측에 형성된다.

제2보강재(220)의 하부에 형성되는 수평부(202)의 외측에는 볼트 등이 체결될 수 있는 체결부가 형성된다.

이러한 제2보강재(220)는 이하서술되는 버스 플로어의 센터부(720)의 양측에 각각 배치된다.

제3보강재(230)는 수평부(202)와 수평부(202)의 양측에 하부에 배치되는 수직부(201)와 수직부(201)의 하부 양측에 외측을 향해 배치되는 수평부(202)를 포함한다.

제3보강재(230)의 수직부(201)의 하부 양측에 외측을 향해 배치되는 수평부(202)에는 체결공이 형성된다.

이러한 제3보강재(230)는 센터부(720)의 중심부에 전후방향으로 배치된다.

이러한 제3보강재(230)가 전술한 바와 같이 배치되어 더욱 효과적으로 보강되는 이점이 있다.

또한, 제3보강재(230)는 이하 서술되는 프런트부(710)와 리어부(730)의 단차진 부분에 상하방향으로 배치된다. 이러한 제3보강재(230)에는 인서트부재(100)가 용이하게 설치될 수 있도록 중심부에 관통공이 형성될 수 있다.

제4보강재(240)는 수직부(201)와 수직부(201)의 상부 및 하부에 각각 형성되는 수평부(202)를 포함하여 "I"형상으로 형성되되, 제4보강재(240)의 폭방향으로 절개공(204)이 형성되어 있다. 절개공(204)은 수직부(201) 및 하부에 형성된 수평부(202)에 만 형성되거나, 상부에 형성된 수평부(202)에 형성될 수 있다.

절개공(204)이 상부 및 하부에 형성될 경우에는 상부에 형성된 절개공(204)과 하부에 형성된 절개공(204)은 서로 엇갈리게 배치된다.

나아가, 센터부(720)에 전후방향으로 배치되는 보강재(200)는 하나로 구비되지 않고 두개로 분할되어 구비되어, 센터부(720)의 후방이 센터부(720)의 전방에 대해 경사지도록 형성할 수 있다. 또한, 센터부(720)의 전후방향으로 배치되는 보강재(200) 사이에는 절개부(205)가 형성되어 센터부(720)의 형상이 더욱 원활하게 형성될 수 있다.

나아가, 폼(300)의 상면 또는 하면에는 보강재(200)의 수평부(210)가 안착되는 안착홈(310)이 형성된다.

보강재(200)와 폼(300)은 전술한 바와 같이 형성되어 보강재(200)와 폼(300)을 더욱 용이하게 조립할 수 있고, 표면도 평탄해진다.

한편, 보강재(200)를 제조하는 방법은 다음과 같다.

보강재(200)를 이루는 섬유를 제단한 후에, 제단된 섬유를 적층한다.

적층된 섬유를 VA-RTM공법 등을 이용하여 원하는 모양으로 성형한 후에 제품을 탈형하여 FRP구조물의 보강재(200)를 제조할 수 있다.

상기 조립단계에서 버스 플로어에 의자 등과 같은 타 부품이 용이하게 설치될 수 있도록 스틸재나 알루미늄재의 인서트부재(100)도 같이 조립된다.

이와 같은 인서트부재(100)가 삽입되는 삽입공(미도시)이 폼(300) 또는 보강재(200)에 형성되어, 인서트부재(100)의 조립도 용이하게 될 수 있다.

보강재(100)와 인서트부재(100)와 폼(300)의 조립이 완료된 후에는 보강재(100)끼리 결합시켜서 조립된 형상(400)이 더욱 견고하게 유지되도록 할 수 있다.

상기 적층단계는 보강재(200) 및 폼(300)에 스킨(500)을 적층하여 조립체(410)를 형성한다.

스킨(500)은 제단한 후에 보강재(200) 및 폼(300)의 상부 및 하부에 각각 적층한다.

상기 성형단계는 상기 조립체(410)에 수지(900)를 함침하여 성형한다.

상기 성형단계는 다음과 같은 수지 트랜스퍼 성형법을 이용한 버스 플로어 성형방법으로 이루어질 수 있다.

본 실시예의 수지 트랜스퍼 성형법을 이용한 버스 플로어 성형방법은, 금형의 성형공간(601)에 보강재(200)를 배치하는 단계와, 상기 성형공간(601)의 일측에서는 진공압력을 가하고, 상기 성형공간(601)의 타측에서는 주입압력을 가하여 수지(900)를 압력에 의해 상기 성형공간(601)으로 이송시키는 단계를 포함한다.

금형의 성형공간(601)에 보강재(200)를 포함한 상기 조립체(410)를 배치한다.

상기 금형은 상형(610)과 하형(620)을 포함할 수 있다.

상형(610)과 하형(620)에는 굴곡진 형상의 버스 플로어를 성형하기 위한 금형의 형상을 유지하기 위해 지지프레임(611)이 설치되어 있다. 또한, 하형(620)에는 상기 지지프레임에 바퀴가 설치되어 대형구조물인 상기 금형을 작업위치에 따라 용이하게 이동시킬 수 있게 된다.

보강재(200)를 포함한 상기 조립체(410)를 성형공간(601)에 배치시킨 후에 상기 금형의 상형(610)과 하형(620)을 체결하여 진공상태를 유지한다.

또한, 상형(610)과 하형(620)에는 하면 및 상면에 성형공간(601)이 형성되어 있고 성형공간(601) 둘레에 배치되도록 체결부가 형성되어 있다.

상기 체결부는 볼트 또는 너트 등이 설치되어 상형(610)과 하형(620)이 견고하게 서로 결합될 수 있다.

이어서, 상기 성형공간(601)의 일측에서는 진공압력을 가하고, 상기 성형공간(601)의 타측에서는 주입압력을 가하여 수지(900)를 압력에 의해 상기 성형공간(601)으로 이송시킨다.

수지(900)는 에폭시 수지가 될 수 있으며, 수지(900)의 주입이 완료되면 경화시킨다.

이와 같이 버스 플로어를 수지 트랜스퍼 성형법을 이용하여, 버스 플로어와 같은 부피가 큰 제품을 기포 없이 우수한 품질로 제작할 수 있으며, 제품의 내외부 표면이 우수하고, 보강재의 배치구조에 큰 영향을 받지 않아서 물성이 우수한 제품을 생산할 수 있다.

또한, 이러한 성형단계를 통해 보강재(200)의 강도가 더욱 향상될 뿐만 아니라 상기 조립체(410)의 구성품인 인서트부재(100), 보강재(200), 폼(300), 스킨(500)을 별도의 결합부재 없이도 서로 견고하게 결합시킬 수 있다.

전술한 바와 같은 단계를 통해 버스 플로어를 제조하여, 강도는 향상시키면서 경량의 제품을 생산할 수 있다.

이하, 전술한 방법을 통해 제조된 버스 플로어를 설명한다.

본 실시예의 버스 플로어는 프런트부(710)와, 상기 프런트부(710)에 연결되는 센터부(720)와, 상기 센터부(720)에 연결되는 리어부(730)를 포함하는 본체(700)를 포함하며, 상기 본체(700)는 골격을 형성하는 보강재(200)와 상기 보강재(200) 사이에 배치되는 폼(300)과 상기 폼(300)에 인서트되는 인서트부재(100)를 포함하여 상기 프런트부(710)와 상기 센터부(720)와 상기 리어부(730)는 일체로 형성된다.

본체(700)는 프런트부(710)와, 상기 프런트부(710)에 연결되는 센터부(720)와, 상기 센터부(720)에 연결되는 리어부(730)를 포함한다.

센터부(720)는 중간부분을 중심으로 후방이 전방에 대해 경사지게 형성된다.

프런트부(710)는 버스의 전방에 배치되고, 리어부(730)는 버스의 후방에 배치된다.

프런트부(710) 및 리어부(730)는 센터부(720) 보다 단차지게 높게 형성된다.

프런트부(710)의 양측에는 프런트 휠 팬(FRONT WHEEL PAN)이 설치될 수 있는 프런트휠팬설치부가 홈형상으로 형성된다.

또한, 프런트부(710)의 전방 중심부에는 프런트 더스트 커버(FRONT DUST COVER)가 설치된다.

프런트부(710)의 전방 양측에는 좌측휠과 우측휠의 프런트 더스트 커버가 설치될 수 있는 더스트커버설치부가 홈형상으로 형성된다.

리어부(730)는 단차부가 여러개 형성되고, 여러개의 단차부가 서로 연속되게 형성되어 계단형상으로 형성된다. 상기 단차부는 수직부와 수평부를 포함한다.

센터부(720)에 연속되게 형성되는 제1단차부(731)의 양측에는 리어 휠 팬(REAR WHEEL PAN)이 설치될 수 있는 리어휠팬설치부(737)가 홈형상으로 형성된다.

리어휠팬설치부(737)는 제1단차부(731)의 수평부와 제2단차부(732)의 수직부에 형성된다.

제2단차부(732)의 수평부 일부 및 제3단차부(733)의 수직부에는 인스펙션 커버(INSPECTION COVER)가 설치되는 관통공(736)이 형성된다.

제4단차부(735)는 다른 단차부에 비해 수평부가 짧게 형성되고, 수직부는 경사지게 형성된다.

제4단차부(735)의 수평부 끝단에는 리어 더스트 커버(REAR DUST COVER)가 설치된다.

상기 본체(700)는 골격을 형성하는 보강재(200)와 상기 보강재(200) 사이에 배치되는 폼(300)과 상기 폼(300)에 인서트되는 인서트부재(100)를 포함한다.

즉, 보강재(200)는 면을 형성하며, 보강재(200)의 둘레(가장자리)는 보강재(200)로 둘러싸인다.

프런트부(710) 및 리어부(730) 및 센터부(720)의 가장자리에 배치되는 보강재(200)에는 전술한 바와 같은 프런트 더스트 커버 등의 별물(800) 또는 타부재가 용이하게 설치될 수 있도록 볼트가 체결될 수 있는 체결공 등의 체결부가 형성될 수 있다.

인서트부재(100)는 폼(300) 뿐만 아니라 보강재(200)에 인서트 될 수도 있다. 이러한 인서트부재(100)로 인해 버스 내부에 설치되는 타 부품이 용이하게 플로어에 설치될 수 있다.

나아가, 본체(700)는 보강재(200)와 폼(300)의 상부 및 하부에 적층된 스킨(500)을 더 포함할 수 있다. 또한, 본체(700)에는 에폭시 수지(900)가 함침될 수 있다.

전술한 바와 같이 형성되어, 본체(700)의 강성을 유지하면서도 상기 프런트부(710)와 상기 센터부(720)와 상기 리어부(730)는 일체로 형성될 수 있다.

이로 인해서, 별물(800,프런트 휠 팬, 리어 휠팬, 프런트 더스트 커버, 좌우측 휠 프런트 더스트 커버, 리어 더스트 커버, 인스펙션 커버 등 )성형을 최소화할 수 있어서 제조비용이 저렴해지고 제조공정도 단순해진다.

한편, 별물도 VA-RTM공법을 이용하여 FRP구조로 성형될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
100 : 인서트부재 부재 200 : 보강재
300 : 폼 500 : 스킨
610 : 상형 620 : 하형
601 : 성형공간 900 : 수지

Claims

금형의 성형공간에 보강재를 배치하는 단계;
상기 성형공간의 일측에서는 진공압력을 가하고, 상기 성형공간의 타측에서는 주입압력을 가하여 수지를 압력에 의해 상기 성형공간으로 이송시키는 단계를 포함하는 수지 트랜스퍼 성형법을 이용한 버스 플로어 성형방법.