KR20160084876A - 자동차 부품 성형시 밀도 저하에 따른 마운팅 터짐 방지용 다단 포밍공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 부품 성형시 밀도 저하에 따른 마운팅 터짐 방지용 다단 포밍공법에 관한 것으로, 4면에 주름 방지용 사이드 패드를 갖는 상부금형과, 상기 상부금형과 형합되는 하부금형 사이로 소재를 투입하고, 상부금형과 하부금형을 닫아 가압 성형할 때 굴곡부위를 갖는 마운팅 딥드로 부위가 밀도 저하에 따라 터지는 것을 방지하기 위한 공법에 있어서; 상기 상부금형에 설치되는 인서트 코어를 유동 슬라이드 코어로 구현하여 상부금형을 가압할 때 다단 가압하여 상기 사이드 패드가 소재를 홀딩하기 전에 소재의 일부를 하부금형에 먼저 충진시킨 후 상부금형을 하강시켜 최종 성형하는 것을 특징으로 하는 자동차 부품 성형시 밀도 저하에 따른 마운팅 터짐 방지용 다단 포밍공법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 자동차 내,외장 부품 성형시 마운트 딥드로 부위의 터짐을 방지하므로 수율이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

Description

자동차 부품 성형시 밀도 저하에 따른 마운팅 터짐 방지용 다단 포밍공법{Car parts rupture-proof mounting according to the density decreases during the molding multi-stage forming process}

본 발명은 자동차 부품 다단 포밍공법에 관한 것으로, 특히 자동차 부품 제조용 재료로 사용되는 LWRT(Low Weight Reinforced Thermoplastics)를 가열하여 성형할 때 밀도 저하가 유발되는 마운팅 딥드로 부위에서의 터짐 현상을 방지할 수 있도록 개선된 자동차 내장재 성형시 밀도 저하에 따른 마운팅 터짐 방지용 다단 포밍공법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에는 많은 부품들이 장착되며, 이들 부품으로는 엔진 등 기계류를 제외한 내,외장재로 헤드라이너, 언더커버 등 다수가 있으며, 최근에는 경량화 및 강도 증대를 위해 LWRT(Low Weight Reinforced Thermoplastics), 즉 경량의 강화 열가소성 복합소재가 활용되고 있다.

특히, LWRT는 경량화와 성형 자유도가 좋아 언더커버 제조에 많이 활용되고 있다.

차량의 언더커버는 차체의 하부에 구비한 각종 구성부품을 보호하고, 차량의 주행시 공기와의 저항을 감소시키며, 노면에서의 비산물을 차단시킬 수 있게 하고, 차량의 제품신뢰도를 높일 수 있도록 한 것이다.

이러한 언더커버는 차량의 공력성능 향상 및 엔진룸 내부 부속품의 보호를 위하여 프론트 범퍼 하측 크로스멤버에 통상 장착하고 있으며, 이를 통해 차량 주행 중 기타 이물질이나 지상의 돌출물로부터 엔진 및 새시부품을 보호하는 동시에, 차량 저부의 공기 흐름을 원활하게 한다.

여기에서, 공력이란 공기의 저항을 줄이는 것, 다시 말해 공기 흐름을 좋게 하는 것을 말한다.

이와 관련된 언더커버 관련 기술로 공개특허 제2005-0024653호, 공개특허 제2006-0003423호를 비롯한 다수의 특허 기술들이 개시되어 있다.

그런데, 최근 경량화의 이슈에 따라 앞서 설명한 LWRT 소재가 언더커버에 활용되면서 성형상 다음과 같은 문제가 파생되고 있다.

예컨대, LWRT 소재는 가열 성형법에 의해 성형되는데, 이는 LWRT를 가열하여 로프팅(Lofting)시킨 후 성형하는 것을 말하며, 주름 발생 방지를 위해 금형의 4면에 사이드 패드를 설치하고 있다.

즉, 도 1의 예시와 같이, 상부금형(10)과 하부금형(20) 사이에 소재(30)가 배치되고, 상부금형(10)이 하강하여 LWRT 소재(30)를 성형할 때 주름방지를 위해 상부금형(10)의 4면이 사이드 패드(40)에 의해 눌려 있으므로 특히, 언더커버를 차체에 마운트시키기 위한 마운팅 딥드로 부분이 밀도 저하에 의해 도 2의 사진과 같이 터짐 현상이 유발되어 불량을 초래하는 단점이 발생되었다.

덧붙여, 본 발명에서는 LWRT 소재를 대상으로 문제점을 설명하고 있으나, 이 소재에 한정되는 것이 아니라, GMT를 포함한 다른 자동차 내,외장재, 즉 열가소성수지를 가열 성형할 때 모두 동일하게 나타나는 문제이다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 주름 방지용 사이드 패드를 사용하면서도 언더커버의 차체 마운트용 마운팅 딥드로 부분이 밀도 저하되지 않아 터짐과 같은 불량이 발생하지 않도록 하여 자동차 부품, 특히 내,외장재의 고품질화를 달성하는 자동차 부품 성형시 밀도 저하에 따른 마운팅 터짐 방지용 다단 포밍공법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 4면에 주름 방지용 사이드 패드를 갖는 상부금형과, 상기 상부금형과 형합되는 하부금형 사이로 LWRT(Low Weight Reinforced Thermoplastics) 소재를 투입하고, 상부금형과 하부금형을 닫아 가압 성형할 때 굴곡부위를 갖는 마운팅 딥드로 부위가 밀도 저하에 따라 터지는 것을 방지하기 위한 공법에 있어서; 상기 상부금형에 설치되는 인서트 코어를 유동 슬라이드 코어로 구현하여 상부금형을 가압할 때 다단 가압하여 상기 사이드 패드가 소재를 홀딩하기 전에 소재의 일부를 하부금형에 먼저 충진시킨 후 상부금형을 하강시켜 최종 성형하는 것을 특징으로 하는 자동차 부품 성형시 밀도 저하에 따른 마운팅 터짐 방지용 다단 포밍공법을 제공한다.

이때, 상기 유동 슬라이드 코어는 스프링을 통해 상기 상부금형에 탄성유동 가능하게 고정 설치된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 유동 슬라이드 코어의 유동폭은 40-50mm인 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, LWRT 소재를 이용하여 언더커버 등과 같은 자동자 부품을 성형할 때 마운트 딥드로 부위의 터짐을 방지하므로 수율이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 언더커버 성형예를 보인 개념도이다.
도 2는 종래 방법에 따라 성형시 마운팅 딥드로 부분의 터짐예를 보인 예시적인 실물 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 성형법을 보인 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 성형법을 적용하기 위한 금형 구조를 보인 예시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 성형법을 적용하기 위한 유동 슬라이드 코어의 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

덧붙여, 후술되는 내용은 바람직한 실시예로서 LWRT 소재를 그 대상으로 하여 주로 설명할 것이지만, 본 발명이 적용되는 공법은 비단 LWRT 소재에 국한되는 것이 아니라 GMT를 포함한 자동차용 내,외장재, 즉 자동차 부품 생산시 열가소성수지를 가열 성형할 때 그대로 적용된다.

다만, 설명의 편의상 LWRT 소재를 특정하여 바람직한 예로, 예시하여 설명하는 것 뿐이다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차 부품 성형시 밀도 저하에 따른 마운팅 터짐 방지용 다단 포밍공법은 유동 슬라이드 코어(100)를 갖추어 사이드 패드(200)가 소재(300)를 홀딩하기 전에 소재(300)의 일부를 하부금형(400)에 먼저 충진시킨 후 상부금형(500)을 하강시켜 최종 성형하도록 하는 방법이다.

즉, 본 발명은 자동차용 내,외장재, 다시 말해 자동자 부품을 만들기 위한 소재로서 GMT를 포함한 열가소성수지, 특히 LWRT 소재를 자동차 부품으로 성형할 때 사용되는 가열 성형법을 그대로 수행하되, 다단 포밍이 가능하도록 인서트 코어를 유동식, 더 정확하게는 유동 슬라이드 코어(100)로 구현한 것이다.

때문에, 본 발명에 따른 공법을 구현하기 위한 장치로서, 상부금형(500), 하부금형(400), 사이드 패드(200)는 기존과 동일하게 구성된다.

다만, 인서트 코어가 유동 슬라이드 코어(100)로 변형된 것이라고 보면 된다.

이러한 개념은 지금까지 시도된 바 없는 본 발명에 의해 처음 시도되는 LWRT 소재의 성형법으로서, 개념상으로는 매우 간단해 보이지만 기존 공법에서 새롭게 시도하기가 쉽지 않은 공법이다.

왜냐하면, 기존 공법은 주름이 잡히지 않도록 하기만 하면 되는 것이었기 때문에 이의 해결책으로 사이드 패드(200)를 고안하였지만, 그로 인해 유발되는 마운팅 딥드로 부위의 밀도 저하는 전혀 고려되지 못했던 문제이기 때문이다.

본 발명에서는 이와 같은 유동 슬라이드 코어(100)를 구현하기 위해 상기 상부금형(500)에 고정되었던 기존과 달리, 스프링(600)을 이용하여 상기 유동 슬라이드 코어(100)가 상부금형(500)에 대해 일정높이 내에서 탄성적으로 유동가능하게 구성함으로써 특수 형상부, 즉 마운팅 딥드로 부위의 가공면 밀도 저하를 방지하도록 하고, 이를 통해 이 부위에서의 성형시 터짐 현상을 방지하도록 한 것이다.

이때, 상기 유동 슬라이드 코어(100)의 유동거리, 즉 유동높이는 도 5의 예시와 같이 40-50mm 범위여야 하는데, 만약 50mm를 초과하면 사이드 패드(200)가 하부금형(400)에 닿기 전에 소재(300)를 하부금형(400) 내부로 충진하는 깊이가 깊어져 결국 마운팅 딥드로 부위를 가압하여 얇게 함으로써 밀도를 저하시켜 터짐 현상을 줄어 들지 않고, 40mm 미만이 되면 사이드 패드(200)가 하부금형(400)에 닿아 직접 가압하는 것과 크게 다르지 않게 되어 이 경우에도 밀도 저하에 따른 터짐 현상이 발생되므로 반드시 상기 범위를 유지하여야 한다.

이러한 유동 슬라이드 코어(100)를 갖는 본 발명은 다음과 같은 방법으로 성형과정이 이루어진다.

먼저, 하부금형(400) 상부에 LWRT 소재(300)가 공급 안착된다.

이때, 상기 소재(300)는 가열되어 있는 상태이다.

이어, 상부금형(500)이 1단 하강한다.

그러면, 유동 슬라이드 코어(100)가 먼저 소재(300)와 접촉한다.

이후, 상부금형(500)이 서서히 하강하게 되면, 유동 슬라이드 코어(100)는 소재(300)의 일부를 하부금형(400) 속으로 선 챠지(Charge)시키게 된다.

그러면서, 굴곡진 형상부, 이를 테면 마운팅 딥드로 부위 등은 어느 정도 곡률을 갖도록 꺽여 있는 상태가 된다.

이어, 상부금형(500)이 완전히 하강하게 되면 상부금형(500)의 4면에 설치되어 있는 사이드 패드(200)가 소재(300)를 둘레방향으로 눌러 고정하게 되며, 동시에 유동 슬라이드 코어(100)는 하부금형(400) 속으로 완전히 삽입되면서 소재(300)를 언더커버 형상으로 성형하게 된다.

이때, 상기 유동 슬라이드 코어(100)는 선 챠지되어 있던 부분을 최종 가압 성형하는 것으로서, 소재(300)와 접촉하면서 큰 압력을 받을 때 스프링(600)이 압축되면서 상부금형(500) 쪽으로 이동하게 된다.

이 과정에서, 소재(300)와 유동 슬라이드 코어(100) 사이에는 약간의 갭이 생기게 되므로 특히, 굴곡진 성형 부위는 과도한 압력을 받지 않으므로 살, 즉 두께가 얇아지지 않고 충분한 두께를 가질 시간을 확보하게 된다.

다시 말해, 밀도가 저하되지 않게 된다.

이후, 최종 가압시에는 유동 슬라이드 코어(100)가 더 이상 후퇴되지 않기 때문에 구현된 형상으로 최종 성형하게 되는데, 이때에는 이미 밀도가 충분한 상태이므로 가압 성형을 실시해도 마운팅 딥드로 부위의 터짐 현상은 발생하지 않는다.

더구나, 사이드 패드(200)는 기존과 동일하게 작용하므로 소재(300)에서 주름도 발생하지 않아 고품질의 제품을 만들 수 있게 된다.

100: 유동 슬라이드 코어 200: 사이드 패드
300: 소재 400: 하부금형
500: 상부금형 600: 스프링

Claims (5)

1. 4면에 주름 방지용 사이드 패드를 갖는 상부금형과, 상기 상부금형과 형합되는 하부금형 사이로 소재를 투입하고, 상부금형과 하부금형을 닫아 가압 성형할 때 굴곡부위를 갖는 마운팅 딥드로 부위가 밀도 저하에 따라 터지는 것을 방지하기 위한 공법에 있어서;
   상기 상부금형에 설치되는 인서트 코어를 유동 슬라이드 코어로 구현하여 상부금형을 가압할 때 다단 가압하여 상기 사이드 패드가 소재를 홀딩하기 전에 소재의 일부를 하부금형에 먼저 충진시킨 후 상부금형을 하강시켜 최종 성형하는 것을 특징으로 하는 자동차 부품 성형시 밀도 저하에 따른 마운팅 터짐 방지용 다단 포밍공법.
   
2. 청구항 1에 있어서;
   상기 유동 슬라이드 코어는 스프링을 통해 상기 상부금형에 탄성유동 가능하게 고정 설치된 것을 특징으로 자동차 부품 성형시 밀도 저하에 따른 마운팅 터짐 방지용 다단 포밍공법.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서;
   상기 유동 슬라이드 코어의 유동폭은 40-50mm인 것을 특징으로 하는 자동차 부품 성형시 밀도 저하에 따른 마운팅 터짐 방지용 다단 포밍공법.
   
4. 청구항 1에 있어서;
   상기 소재는 GMT를 포함한 열가소성수지 및 LWRT(Low Weight Reinforced Thermoplastics) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자동차 부품 성형시 밀도 저하에 따른 마운팅 터짐 방지용 다단 포밍공법.
   
5. 청구항 1에 있어서;
   상기 자동차 부품은 언더커버 또는 헤드라이너인 것을 특징으로 하는 자동차 부품 성형시 밀도 저하에 따른 마운팅 터짐 방지용 다단 포밍공법.

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