KR20150139799A - 자동차용 수지 부품의 제조 방법 및 자동차용 수지 부품의 제조 장치 - Google Patents

자동차용 수지 부품의 제조 방법 및 자동차용 수지 부품의 제조 장치 Download PDF

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KR20150139799A
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Abstract

자동차용 수지 부품의 제조 방법 : 바인더 수지에 열가소성 수지가 사용된 섬유 강화 수지재를 가열하여, 성형용의 볼록부를 갖는 제 1 형과, 상기 볼록부에 대응한 성형용의 오목부를 갖는 제 2 형 사이에 상기 섬유 강화 수지재를 배치하는 것, 상기 제 1 형과 상기 제 2 형을 성형 방향으로 접근시켜, 상기 볼록부와, 상기 오목부에 형성된 가동 패드로 상기 섬유 강화 수지재를 끼우는 것, 상기 볼록부의 성형 방향의 움직임에 수반하여 상기 가동 패드를 이동시킴으로써, 상기 볼록부와 상기 가동 패드로 상기 섬유 강화 수지재가 끼워진 상태를 유지하면서, 상기 제 1 형과 상기 제 2 형을 성형 방향으로 겹쳐서 상기 섬유 강화 수지재를 프레스 성형하는 것을 포함한다.

Description

자동차용 수지 부품의 제조 방법 및 자동차용 수지 부품의 제조 장치 {METHOD FOR MANUFACTURING AUTOMOTIVE RESIN PART AND MANUFACTURING DEVICE OF AUTOMOTIVE RESIN PART}
본 발명은, 자동차용 수지 부품의 제조 방법 및 자동차용 수지 부품의 제조 장치에 관한 것이다.
비용 저감이나 생산성 향상을 위하여, FRP (섬유 강화 수지) 의 바인더 수지에 대해서, 열경화성 수지에서 열가소성 수지로의 변경이 검토되고 있다. 이 열가소성 수지를 사용한 FRP 의 성형 방법으로서, 스탬핑 성형이 채용되고 있다. 스탬핑 성형에 사용되는 성형형 (型) 은, 예를 들어 일본 공개특허공보 평7-256768호에 개시되어 있다.
그러나, 바인더 수지에 열가소성 수지를 사용한 FRP 의 경우, 성형시에 있어서의 수지나 섬유의 유동성이 낮다. 따라서, 종래의 스탬핑 성형 방법에 의한 딥 드로잉 가공시에는, 결육 (缺肉), 판두께 감소, 섬유 미충전, 섬유가 방향성을 갖는 것 등의 현상이 발생하는 것이 우려되고 있었다. 또, 상기한 종래의 성형형은, FRP 제품용 프리폼의 성형에 사용되는 것이며, 최종 형상의 수지 부품을 얻기 위해서는 추가적인 추가 공정이 필요해진다.
본 발명은, 바인더 수지에 열가소성 수지를 사용한 FRP 에 대해서, 스탬핑 성형에 의해 딥 드로잉 가공을 실시할 때의 강도 저하를 억제하는 자동차용 수지 부품의 제조 방법 및 자동차용 수지 부품의 제조 장치를 제공한다.
본 발명의 제 1 양태는, 자동차용 수지 부품의 제조 방법에 관한 것이다. 자동차용 수지 부품의 제조 방법은, 바인더 수지에 열가소성 수지가 사용된 섬유 강화 수지재를 가열하여, 성형용의 볼록부를 갖는 제 1 형과, 상기 볼록부에 대응한 성형용의 오목부를 갖는 제 2 형 사이에 상기 섬유 강화 수지재를 배치하는 것과, 상기 제 1 형과 상기 제 2 형을 성형 방향으로 접근시켜, 상기 볼록부와, 상기 오목부에 형성된 가동 패드로 상기 섬유 강화 수지재를 끼우는 것과, 상기 볼록부의 성형 방향의 움직임에 수반하여 상기 가동 패드를 이동시킴으로써, 상기 볼록부와 상기 가동 패드로 상기 섬유 강화 수지재가 끼워진 상태를 유지하면서, 상기 제 1 형과 상기 제 2 형을 성형 방향으로 겹쳐서 상기 섬유 강화 수지재를 프레스 성형하는 것을 갖는다.
이 자동차용 수지 부품의 제조 방법에서는, FRP (섬유 강화 수지) 의 섬유 강화 수지재가 제 1 형의 볼록부와 제 2 형의 가동 패드로 섬유 강화 수지재의 일부가 끼워진 상태로 성형이 진행된다. 섬유 강화 수지재가 그다지 신장되지 않고 형 내로 끌려들어가기 때문에, 섬유 강화 수지재의 수지와 섬유가 서로 섞인 채로 결육하지 않고 성형되고, 또 섬유가 수지 내에 방향성을 갖지 않고 충전된다. 이 때문에, 바인더 수지에 열가소성 수지를 사용한 FRP 에 대해서, 스탬핑 성형에 의해 딥 드로잉 가공을 실시할 때의 강도 저하를 억제할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 상기 양태에 의하면, 바인더 수지에 열가소성 수지를 사용한 FRP 에 대해서, 스탬핑 성형에 의해 딥 드로잉 가공을 실시할 때의 강도 저하를 억제할 수 있다는 우수한 효과가 얻어진다.
상기 양태에 있어서, 상기 가동 패드의 선단은, 프레스 성형 개시시에는 상기 섬유 강화 수지재가 배치되는 위치에 존재하고, 프레스 성형 종료시에는 상기 오목부의 바닥부의 형 표면까지 이동해도 된다.
이 자동차용 수지 부품의 제조 방법에서는, 프레스 성형시에, 가동 패드의 선단이, 섬유 강화 수지재가 배치되는 위치에서 오목부의 바닥부의 형 표면까지 이동하기 때문에, 한 번의 프레스 가공으로 섬유 강화 수지재를 최종 형상까지 성형할 수 있다.
상기 양태에 의하면, 한 번의 프레스 가공으로 섬유 강화 수지재를 최종 형상까지 성형할 수 있다는 우수한 효과가 얻어진다.
상기 양태에 있어서, 상기 볼록부와 상기 가동 패드로 상기 섬유 강화 수지재가 끼워진 상태를 프레스 성형 종료시까지 지속해도 된다.
이 자동차용 수지 부품의 제조 방법에서는, 볼록부와 가동 패드로 섬유 강화 수지재가 끼워진 상태가 프레스 성형 종료시까지 지속되기 때문에, 섬유 강화 수지재 중 볼록부와 가동 패드로 끼워진 부분이 신장되는 것을 억제하면서, 형 내의 각 부에 섬유 강화 수지재를 끌어들일 수 있다. 또, 볼록부 및 가동 패드에 의해 섬유 강화 수지재의 양면을 냉각시킬 수 있기 때문에, 성형 후의 제품의 변형을 억제할 수 있다.
상기 양태에 의하면, 섬유 강화 수지재 중 볼록부와 가동 패드로 끼워진 부분이 신장되는 것을 억제하면서, 형 내의 각 부에 섬유 강화 수지재를 끌어들일 수 있음과 함께, 성형 후의 제품의 변형을 억제할 수 있다는 우수한 효과가 얻어진다.
상기 양태에 있어서, 상기 볼록부와 상기 가동 패드로 상기 섬유 강화 수지재를 끼울 때에, 상기 볼록부와 상기 가동 패드의 적어도 일방을 상기 섬유 강화 수지재에 파고들게 해도 된다.
이 자동차용 수지 부품의 제조 방법에서는, 볼록부와 가동 패드의 적어도 일방을 섬유 강화 수지재에 파고들게 하기 때문에, 성형 중에 있어서의 섬유 강화 수지재의 신장을 더욱 억제할 수 있다.
상기 양태에 의하면, 성형 중에 있어서의 섬유 강화 수지재의 신장을 더욱 억제할 수 있다는 우수한 효과가 얻어진다.
본 발명의 제 2 양태는, 자동차용 수지 부품의 제조 장치에 관한 것이다. 자동차용 수지 부품의 제조 장치는, 성형용의 볼록부를 갖는 제 1 형과, 상기 볼록부에 대응한 성형용의 오목부를 갖는 제 2 형과, 상기 오목부에 형성되고, 상기 볼록부의 성형 방향의 움직임에 수반하여 이동하고, 상기 볼록부와의 사이에 섬유 강화 수지재를 끼울 수 있는 가동 패드를 갖는다.
이 자동차용 수지 부품의 제조 장치에서는, 제 1 형의 볼록부와 제 2 형의 가동 패드로 섬유 강화 수지재의 일부를 끼운 상태로 성형을 진행할 수 있다. 섬유 강화 수지재가 그다지 신장되지 않고 형 내로 끌려들어가기 때문에, 섬유 강화 수지재의 수지와 섬유가 서로 섞인 채로 결육하지 않고 성형되고, 또 섬유가 수지 내에 방향성을 갖지 않고 충전된다. 이 때문에, 바인더 수지에 열가소성 수지를 사용한 FRP 에 대해서, 스탬핑 성형에 의해 딥 드로잉 가공을 실시할 때의 강도 저하를 억제하고, 한 번의 성형으로 최종 형상의 수지 부품을 얻을 수 있다.
상기 양태에 의하면, 바인더 수지에 열가소성 수지를 사용한 FRP 에 대해서, 스탬핑 성형에 의해 딥 드로잉 가공을 실시할 때의 강도 저하를 억제하고, 한 번의 성형으로 최종 형상의 수지 부품을 얻을 수 있다는 우수한 효과가 얻어진다.
상기 양태에 있어서, 상기 가동 패드의 선단은, 프레스 성형 개시시에는 상기 섬유 강화 수지재가 배치되는 위치에 존재하고, 프레스 성형 종료시에는 상기 오목부의 바닥부의 형 표면까지 이동하도록 구성되어 있어도 된다.
이 자동차용 수지 부품의 제조 장치에서는, 가동 패드의 선단이, 섬유 강화 수지재가 배치되는 위치에서 오목부의 바닥부의 형 표면까지 이동하기 때문에, 한 번의 프레스 가공으로 섬유 강화 수지재를 최종 형상까지 성형할 수 있다.
상기 양태에 의하면, 한 번의 프레스 가공으로 섬유 강화 수지재를 최종 형상까지 성형할 수 있다는 우수한 효과가 얻어진다.
도 1 의 (a) 는, 상형과 하형이 떨어지고, 형이 열린 상태를 나타내는 단면도이다.
도 1 의 (b) 는, 하형 상에 섬유 강화 수지재가 배치된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 1 의 (c) 는, 섬유 강화 수지재가 볼록부와 가동 패드 사이에 끼워진 상태를 나타내는 단면도이다.
도 1 의 (d) 는, 프레스 도중의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 1 의 (e) 는, 프레스가 완료된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 2 는 볼록부가 섬유 강화 수지재에 파고들어가 있는 상태를 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 3 은 제품의 형상을 나타내는 사시도이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 도면에 기초하여 설명한다.
[자동차용 수지 부품의 제조 장치]
도 1 의 (a) 에 있어서, 본 실시형태에 관련된 자동차용 수지 부품의 제조 장치 (10) 는, 제 1 형의 일례인 상형 (11) 과, 제 2 형의 일례인 하형 (12) 과, 가동 패드 (14) 를 갖고 있다.
상형 (11) 은, 성형용의 볼록부 (16) 를 갖는 금형이고, 성형 방향 (화살표 D 방향) 및 형 열림 방향 (화살표 U 방향) 으로 이동 가능하도록 구성되어 있다. 볼록부 (16) 는, 기부 (18) 로부터 하방으로, 예를 들어 단면 대략 사다리꼴로 돌출 형성되어 있다. 볼록부 (16) 의 측벽부 (20) 에는, 형발 (型拔) 구배가 부여되어 있다.
하형 (12) 은, 볼록부 (16) 에 대응한 성형용의 오목부 (22) 를 갖는 금형이고, 도시되지 않은 대좌에 고정되어 있다. 오목부 (22) 는, 기부 (28) 로부터 하방으로 오목 형성되어 있다. 오목부 (22) 의 측벽부 (24) 에도, 볼록부 (16) 의 측벽부 (20) 와 동일한 형발 구배가 부여되어 있다. 볼록부 (16) 및 오목부 (22) 의 형상은, 상형 (11) 과 하형 (12) 으로 성형되는 자동차용 수지 부품 (40) (도 1 의 (e), 도 3) 에 따라 적절히 정해진다.
가동 패드 (14) 는, 오목부 (22) 에 형성된 부재이고, 예를 들어 하형 (12) 과 동일한 재질로 구성되어 있다. 가동 패드 (14) 는, 볼록부 (16) 의 성형 방향의 움직임에 수반하여 이동하고, 볼록부 (16) 와의 사이에 섬유 강화 수지재 (30) 를 끼우는 것이 가능하도록 되어 있다. 구체적으로는, 하형 (12) 에는, 성형 방향으로 연장되는 안내부 (26) 가 형성되어 있다. 이 안내부 (26) 의 위치는, 하형 (12) 의 내부여도 외부여도 된다. 도 1 의 (b) ∼ (e) 에 나타내는 바와 같이, 가동 패드 (14) 는, 안내부 (26) 를 따라 성형 방향으로 이동 가능하도록 구성되어 있다.
섬유 강화 수지재 (30) 는, 바인더 수지에 열가소성 수지가 사용된 섬유 강화 수지 (FRP) 를 시트상으로 형성한 것이다. 섬유 강화 수지재 (30) 로서, 탄소 섬유 강화 수지 (CFRP) 를 사용할 수 있다.
가동 패드 (14) 와 하형 (12) 사이에는, 가동 패드 (14) 에 볼록부 (16) 에 대한 반력을 부여하기 위한 반력 발생부 (32) 가 형성되어 있다. 가동 패드 (14) 에 반력을 부여함으로써, 볼록부 (16) 와 가동 패드 (14) 사이에 섬유 강화 수지재 (30) 를 끼움과 함께, 그 섬유 강화 수지재 (30) 를 최종 형상까지 성형할 수 있다. 반력 발생부 (32) 로는, 압축 스프링, 가스 스프링, 유공압 기기, 직진 구동 기구 등을 사용할 수 있다. 또 가동 패드 (14) 의 이동을 제어함으로써, 그 가동 패드 (14) 에 반력을 부여하도록 해도 된다.
도 1 의 (a), (b) 에 나타내는 바와 같이, 가동 패드 (14) 의 선단은, 프레스 성형 개시시에, 섬유 강화 수지재 (30) 가 배치되는 위치에 존재하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 가동 패드 (14) 의 선단이, 하형 (12) 의 기부 (28) 와 동일한 높이에 있고, 섬유 강화 수지재 (30) 의 하면에 각각 접촉한 상태가 된다. 또한, 하형 (12) 에 섬유 강화 수지재 (30) (도 1 의 (b)) 가 배치되어 있지 않은 프레스 성형 개시 전 상태에 있어서, 가동 패드 (14) 의 선단이, 하형 (12) 의 기부 (28) 보다 약간 높은 위치에 있어도 된다. 이 경우, 섬유 강화 수지재 (30) 가 배치되었을 때에 그 섬유 강화 수지재 (30) 의 무게에 의해 가동 패드 (14) 가 하방으로 이동하며, 가동 패드 (14) 의 선단이 하형 (12) 의 기부 (28) 와 동일한 높이에 위치하도록 한다.
도 1 의 (e) 에 나타내는 바와 같이, 가동 패드 (14) 의 선단은, 프레스 성형 종료시에는 오목부 (22) 의 바닥부의 형 표면까지 이동하도록 구성되어 있다. 그리고 이 때, 가동 패드 (14) 의 선단이, 하형 (12) 의 형 표면, 구체적으로는 오목부 (22) 의 바닥부의 일부를 구성하도록 되어 있다. 또한, 가동 패드 (14) 의 선단이 오목부 (22) 의 바닥부의 전체를 구성하도록 해도 된다.
또한, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 자동차용 수지 부품 (40) 이 장척의 부품인 경우, 그것에 맞춰서 가동 패드 (14) 를 장척으로 구성해도 된다. 또, 복수의 가동 패드 (14) 를 병렬로 사용함으로써, 장척의 부품에 대응해도 된다.
(작용)
본 실시형태는 상기와 같이 구성되어 있으며, 이하 그 작용에 대해서 설명한다. 도 1 의 (a) ∼ (e) 에 있어서, 본 실시형태에 관련된 자동차용 수지 부품의 제조 장치 (10) 에서는, 다음의 제조 방법에 의해, 자동차용 수지 부품 (40) (도 3) 을, 스탬핑 성형에 의해 제조할 수 있다.
[자동차용 수지 부품의 제조 방법]
도 1 의 (a) ∼ (e) 에 있어서, 본 실시형태에 관련된 자동차용 수지 부품의 제조 방법은, 제 1 공정 S1 과, 제 2 공정 S2 와, 제 3 공정 S3 을 갖고 있다. 도 1 의 (a) 는, 상형 (11) 과 하형 (12) 이 떨어지고, 형이 열린 상태를 나타내고 있다.
도 1 의 (b) 에 있어서, 제 1 공정 S1 에서는, 바인더 수지에 열가소성 수지가 사용된 섬유 강화 수지재 (30) 를 가열하여, 성형용의 볼록부 (16) 를 갖는 상형 (11) (제 1 형) 과, 볼록부 (16) 에 대응한 성형용의 오목부 (22) 를 갖는 하형 (12) (제 2 형) 사이에 배치한다.
도 1 의 (c) 에 있어서, 제 2 공정 S2 에서는, 상형 (11) 과 하형 (12) 을 성형 방향으로 접근시켜, 볼록부 (16) 와, 오목부 (22) 에 형성된 가동 패드 (14) 로 섬유 강화 수지재 (30) 를 끼운다. 이 때, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 볼록부 (16) 와 가동 패드 (14) 의 적어도 일방을 섬유 강화 수지재 (30) 에 파고들게 한다. 이 상태를, 프레스 성형 종료시까지 지속한다. 또한, 도시한 예에서는, 볼록부 (16) 의 선단의 폭이 가동 패드 (14) 의 선단의 폭보다 좁기 때문에, 볼록부 (16) 가 섬유 강화 수지재 (30) 에 파고들어가 있다.
도 1 의 (d), (e) 에 있어서, 제 3 공정 S3 에서는, 볼록부 (16) 의 성형 방향의 움직임에 수반하여 가동 패드 (14) 를 이동시킴으로써, 볼록부 (16) 와 가동 패드 (14) 로 섬유 강화 수지재 (30) 가 끼워진 상태를 유지하면서, 상형 (11) 과 하형 (12) 을 성형 방향으로 겹쳐서 섬유 강화 수지재 (30) 를 프레스 성형한다. 반력 발생부 (32) 가, 외력에 의해 변형 또는 변위되는 압축 스프링, 가스 스프링 등인 경우, 가동 패드 (14) 는, 볼록부 (16) 의 성형 방향의 움직임에 추종하여 이동한다. 이 때, 상기와 같이, 볼록부 (16) 와 가동 패드 (14) 의 적어도 일방을 섬유 강화 수지재 (30) 에 파고들게 하여, 그 섬유 강화 수지재 (30) 중, 볼록부 (16) 와 가동 패드 (14) 로 끼워진 부분을, 끼워지지 않은 부분보다 섬유 강화 수지재 (30) 의 두께 방향으로 압축한 상태로, 상형 (11) 과 하형 (12) 을 성형 방향으로 겹쳐 간다.
이 자동차용 수지 부품의 제조 방법에서는, FRP (섬유 강화 수지) 의 섬유 강화 수지재 (30) 가 상형 (11) 의 볼록부 (16) 와 하형 (12) 의 가동 패드 (14) 로 섬유 강화 수지재 (30) 의 일부가 끼워진 상태로 성형이 진행된다. 섬유 강화 수지재 (30) 가 그다지 신장되지 않고 형 내로 끌려들어가기 때문에, 섬유 강화 수지재 (30) 의 수지와 섬유가 서로 섞인 채로 결육하지 않고 성형되고, 또 섬유가 수지 내에 방향성을 갖지 않고 충전된다. 이 때문에, 바인더 수지에 열가소성 수지를 사용한 FRP 에 대해서, 스탬핑 성형에 의해 딥 드로잉 가공을 실시할 때의 강도 저하를 억제할 수 있다. 딥 드로잉 가공을 실시함으로써, 굽힘 강성을 확보한 부품 개발이 가능해진다.
또, 가동 패드 (14) 의 선단은, 프레스 성형 개시시에는 섬유 강화 수지재 (30) 가 배치되는 위치에 존재하고, 프레스 성형 종료시에는 오목부 (22) 의 바닥부의 형 표면까지 이동하기 때문에, 한 번의 프레스 가공으로 섬유 강화 수지재 (30) 를 최종 형상까지 성형할 수 있다. 이 때문에, 비용 저감이나 생산성 향상이 가능해진다.
볼록부 (16) 와 가동 패드 (14) 로 섬유 강화 수지재 (30) 가 끼워진 상태는, 프레스 성형 종료시까지 지속한다. 구체적으로는, 볼록부 (16) 의 가압력에 대하여, 반력 발생부 (32) 에 의해 가동 패드 (14) 에 반력을 부여함으로써, 볼록부 (16) 와 가동 패드 (14) 사이에 섬유 강화 수지재 (30) 를 끼움과 함께, 그 섬유 강화 수지재 (30) 를 최종 형상까지 성형할 수 있다. 이 때, 볼록부 (16) 와 가동 패드 (14) 의 적어도 일방을 섬유 강화 수지재 (30) 에 파고들게 하기 때문에, 섬유 강화 수지재 (30) 중 볼록부 (16) 와 가동 패드 (14) 로 끼워진 부분이 신장되는 것을 억제하면서, 형 내의 각 부에 섬유 강화 수지재 (30) 를 끌어들일 수 있다. 또, 볼록부 (16) 및 가동 패드 (14) 에 의해 섬유 강화 수지재 (30) 의 양면을 냉각시킬 수 있기 때문에, 성형 후의 제품의 변형을 억제할 수 있다.
또한, 상형 (11) 과 하형 (12) 이 떨어지고, 가동 패드 (14) 가 원래의 위치로 복귀할 때에 자동차용 수지 부품 (40) 이 압출되기 때문에, 형발성이 양호해진다.
또한, 프레스 성형시의 가동 패드 (14) 와 오목부 (22) 사이의 약간의 간극이나, 가동 패드 (14) 와 오목부 (22) 사이의 섬유 강화 수지재 (30) 에 대한 냉각 속도의 차이에 의해, 성형된 자동차용 수지 부품 (40) 에는, 경계선 (42) 이 명료하게 형성된다 (도 3). 이 경계선 (42) 은, 색조의 차이, 줄무늬 형상의 돌기, 버 등의 양태로 형성된다.
[다른 실시형태]
이상, 본 발명의 실시형태의 일례에 대해서 설명했지만, 본 발명의 실시형태는 상기에 한정되는 것은 아니며, 상기 이외에도, 그 주지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것은 물론이다.
예를 들어, 제 1 형을 상형 (11) 으로 하고, 제 2 형을 하형 (12) 으로 하였지만, 제 1 형을 하형으로 하고, 제 2 형을 상형으로 해도 된다. 또, 가동 패드 (14) 의 선단이, 프레스 성형 종료시에 오목부 (22) 의 바닥부의 형 표면까지 이동하는 것으로 하였지만, 가동 패드 (14) 의 선단의 이동량은, 제품 형상에 따라 적절히 변경할 수 있다. 또한, 볼록부 (16) 와 가동 패드 (14) 로 섬유 강화 수지재 (30) 가 끼워진 상태를 프레스 성형 종료시까지 지속하는 것으로 하였지만, 제품의 강도나 마무리에 문제가 없으면, 프레스 성형 종료 전에 가동 패드 (14) 를 섬유 강화 수지재 (30) 로부터 떼어 내도 된다.
제 2 공정 S2 와 제 3 공정 S3 은, 반드시 별개의 공정일 필요는 없으며, 하나의 공정으로 통합해도 된다.

Claims (6)

  1. 자동차용 수지 부품의 제조 방법으로서 :
    바인더 수지에 열가소성 수지가 사용된 섬유 강화 수지재 (30) 를 가열하여, 성형용의 볼록부를 갖는 제 1 형 (11) 과, 상기 볼록부에 대응한 성형용의 오목부를 갖는 제 2 형 (12) 사이에 상기 섬유 강화 수지재를 배치하는 것,
    상기 제 1 형과 상기 제 2 형을 성형 방향으로 접근시켜, 상기 볼록부와, 상기 오목부에 형성된 가동 패드 (14) 로 상기 섬유 강화 수지재를 끼우는 것,
    상기 볼록부의 성형 방향의 움직임에 수반하여 상기 가동 패드를 이동시킴으로써, 상기 볼록부와 상기 가동 패드로 상기 섬유 강화 수지재가 끼워진 상태를 유지하면서, 상기 제 1 형과 상기 제 2 형을 성형 방향으로 겹쳐서 상기 섬유 강화 수지재를 프레스 성형하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 수지 부품의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가동 패드의 선단은, 프레스 성형 개시시에는 상기 섬유 강화 수지재가 배치되는 위치에 존재하고, 프레스 성형 종료시에는 상기 오목부의 바닥부의 형 표면까지 이동하는 것을 특징으로 하는 자동차용 수지 부품의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 볼록부와 상기 가동 패드로 상기 섬유 강화 수지재가 끼워진 상태를 프레스 성형 종료시까지 지속하는 것을 특징으로 하는 자동차용 수지 부품의 제조 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 볼록부와 상기 가동 패드로 상기 섬유 강화 수지재를 끼울 때에, 상기 볼록부와 상기 가동 패드의 적어도 일방을 상기 섬유 강화 수지재에 파고들게 하는 것을 특징으로 하는 자동차용 수지 부품의 제조 방법.
  5. 자동차용 수지 부품의 제조 장치로서 :
    성형용의 볼록부를 갖는 제 1 형 (11),
    상기 볼록부에 대응한 성형용의 오목부를 갖는 제 2 형 (12),
    상기 오목부에 형성되고, 상기 볼록부의 성형 방향의 움직임에 수반하여 이동하고, 상기 볼록부와의 사이에 섬유 강화 수지재 (30) 를 끼우도록 구성된 가동 패드 (14) 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 수지 부품의 제조 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 가동 패드의 선단은, 프레스 성형 개시시에는 상기 섬유 강화 수지재가 배치되는 위치에 존재하고, 프레스 성형 종료시에는 상기 오목부의 바닥부의 형 표면까지 이동하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 수지 부품의 제조 장치.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6914035B2 (ja) 2016-12-28 2021-08-04 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー シート状積層体の製造方法、シート状積層体を成形する金型、及びシート状積層体
US11059235B2 (en) 2018-09-28 2021-07-13 The Boeing Company Reconfigurable manufacturing system and method for manufacturing composite laminates
JP7213725B2 (ja) * 2019-03-08 2023-01-27 東海興業株式会社 射出成形品成形用の金型装置、射出成形品の製造方法
CN110561786B (zh) * 2019-09-19 2020-10-20 常州新创航空科技有限公司 一种复材帽型长桁预浸料热模压成型工艺
KR20210155437A (ko) * 2020-06-15 2021-12-23 삼성디스플레이 주식회사 윈도우 성형 장치 및 이를 이용한 윈도우 성형 방법
CN114474545A (zh) * 2021-12-02 2022-05-13 北京汽车研究总院有限公司 汽车前端模块的制造方法及汽车前端模块

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5342786B2 (ko) * 1972-12-12 1978-11-14
FR2644389B1 (fr) * 1989-03-16 1991-07-05 Solvay Procede pour assembler par moulage un support rigide deformable et un revetement decoratif souple et moule pour sa realisation
JPH07256768A (ja) * 1994-03-18 1995-10-09 Honda Motor Co Ltd 繊維強化樹脂製品用プリフォームの成形型
JPH10100175A (ja) * 1996-09-26 1998-04-21 Sumitomo Chem Co Ltd 繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造法
FR2806349B1 (fr) * 2000-03-20 2002-12-06 Plastic Omnium Cie Procede de fabrication d'une piece en matiere plastique renforcee
CN101044019A (zh) * 2004-10-22 2007-09-26 陶氏环球技术公司 改进的微层结构和方法
JP4631395B2 (ja) * 2004-10-29 2011-02-16 東レ株式会社 Frp成形用強化繊維基材の賦形方法
WO2007101868A2 (en) * 2006-03-08 2007-09-13 Recticel Automobilsysteme Gmbh Process for the production of a three-dimensionally shaped sandwich structure
JP5545974B2 (ja) * 2010-03-30 2014-07-09 三光合成株式会社 賦形成形方法
JP5699363B2 (ja) * 2012-11-08 2015-04-08 有限会社北鉄工所 プレス成形装置、及び、プレス成形方法

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