KR20170120220A

KR20170120220A - Manufacturing method of vehicle door inner panel

Info

Publication number: KR20170120220A
Application number: KR1020160047914A
Authority: KR
Inventors: 곽성복
Original assignee: 덕양산업 주식회사
Priority date: 2016-04-20
Filing date: 2016-04-20
Publication date: 2017-10-31
Also published as: KR101898990B1

Abstract

차량용 도어 이너 패널의 제조방법이 개시된다. 본 발명의 차량용 도어 이너 패널의 제조방법은, 고분자 복합소재로 이루어진 인서트성형물을 제조하는 제조단계; 인서트성형물을 가열하는 예열단계; 인서트성형물을 사출금형에 준비시키는 준비단계; 사출금형에 수지조성물을 주입하여 일체화된 복합물을 만드는 성형단계; 및 복합물을 사출금형에서 추출하는 추출단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 종래 금속소재 이너 패널의 한계인 경량화 문제를 해결하면서 동시에 충분한 강도를 만족시키며, 품질과 생산성이 향상되도록 이루어지는 차량용 도어 이너 패널의 제조방법을 제공할 수 있게 된다.A manufacturing method of a door inner panel for a vehicle is disclosed. A manufacturing method of a door inner panel for a vehicle according to the present invention comprises: a manufacturing step of manufacturing an insert molding made of a polymer composite material; A preheating step of heating the insert molding; A preparation step of preparing an insert molding in an injection mold; A molding step of injecting a resin composition into an injection mold to form an integrated composite; And an extraction step of extracting the composite from the injection mold. According to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a door inner panel for a vehicle, which can solve the problem of weight reduction which is the limit of the conventional metallic material inner panel, while satisfying sufficient strength, and improving quality and productivity.

Description

TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a manufacturing method of a door inner panel for a vehicle,

본 발명은 차량용 도어 이너 패널의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 종래 금속소재 이너 패널의 한계인 경량화 문제를 해결하면서 동시에 충분한 강도를 만족시키며, 품질과 생산성이 향상되도록 이루어지는 차량용 도어 이너 패널의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a door inner panel for a vehicle, and more particularly, to a door inner panel for a vehicle, And a method for producing the same.

자동차 도어는 방한, 방수, 방음 등과 같이 외부에서 발생하는 환경변화를 자동차 실내에 유입되는 것을 방지함과 동시에 측면충돌로부터 충격을 흡수하여 탑승자를 보호하는 역할을 한다. The door of the automobile protects passengers by absorbing shocks from side impacts while preventing entrance of outside environment changes such as cold weather, waterproofing, soundproofing, etc. into the vehicle interior.

이러한 자동차 도어는 전체 구조물이 일체형으로 구성되어 있는 모노코크(monocoque) 차체에서 대표적인 가동부 품(moving part)으로서 별도의 단일 모듈로 제작이 가능하다. Such a car door can be manufactured as a single moving module as a representative moving part in a monocoque car body in which all the structures are integrally formed.

따라서 소재의 다양성, 디자인 변경의 용이성, 신공법의 적용 등이 가능하기 때문에 안전성 향상기술, 경량화 기술 등이 우선적으로 적용되는 대표적인 자동차 차체의 핵심모듈이다. Therefore, it is a core module of a typical automobile body to which priority is given to safety enhancement technology, light weight technology, etc., because diversity of materials, ease of design change, and application of new technology are possible.

그러나 자동차의 도어는 탑승자를 보호하는 역할을 하기 때문에 충분한 강도를 만족해야 한다. 따라서 현재까지 바깥쪽의 아웃 패널(out panel)은 물론이고 안쪽의 이너 패널(inner panel)은 대부분 연강(mild steel)을 주원료로 한 금속사출품을 조립한 형태로 제작되고 있으며, 금속소재라는 재료적 한계에 의해 경량화의 진척이 제한되어 있다. However, since the door of the vehicle serves to protect the occupant, sufficient strength must be satisfied. Therefore, to the present, the outer panel (inner panel) as well as the outer panel (outer panel) have been manufactured by assembling a metal article made mainly of mild steel, The progress of lightening is limited by the limit of the enemy.

한편, 도어모듈을 구성하는 여러 가지 부품 중에서 도어 이너 패널은 승용차량의 도어에 장착되어 측면충돌 사고에서 탑승객의 안전을 보장하는 역할을 하기 때문에 고강성과 높은 충격 에너지를 흡수할 수 있는 능력을 요구하는 안전부품이다. Meanwhile, among various components constituting the door module, the door inner panel is mounted on a door of a passenger car to ensure the safety of a passenger in a side collision accident, and therefore requires a capability of absorbing high strength and high impact energy It is a safety part.

이러한 도어 이너 패널에 대한 기계적 성질을 만족하기 위하여 전통적으로 다양한 열처리를 수반한 철강소재를 적용하였으나 차체의 중량을 증가시키고 낮은 연성 한계온도에 대한 문제점이 있다. In order to satisfy the mechanical properties of the door inner panel, a steel material with various heat treatments has been conventionally applied, but the weight of the vehicle body is increased and there is a problem with a low ductility limit temperature.

본 발명의 목적은, 종래 금속소재 이너 패널의 한계인 경량화 문제를 해결하면서 동시에 충분한 강도를 만족시키며, 품질과 생산성이 향상되도록 이루어지는 차량용 도어 이너 패널의 제조방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a door inner panel for a vehicle, which solves the problem of weight reduction which is the limit of the conventional metallic material inner panel, satisfies sufficient strength, and improves quality and productivity.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 고분자 복합소재로 이루어진 인서트성형물을 제조하는 제조단계; 상기 인서트성형물을 가열하는 예열단계; 상기 인서트성형물을 사출금형에 준비시키는 준비단계; 상기 사출금형에 수지조성물을 주입하여 일체화된 복합물을 만드는 성형단계; 및 상기 복합물을 상기 사출금형에서 추출하는 추출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 도어 이너 패널의 제조방법에 의하여 달성된다.According to the present invention, the above objects can be accomplished by a method for manufacturing an insert molding comprising a polymer composite material; A preheating step of heating the insert molding; Preparing an insert mold for preparing the insert mold; A molding step of injecting a resin composition into the injection mold to form an integrated composite; And an extraction step of extracting the composite from the injection mold.

상기 인서트성형물은 나일론 수지에 강화섬유를 일 방향으로 함침한 UD 테이프(Uni-directional Tape)로 이루어지고, 상기 제조단계에서, 상기 UD 테이프를 파이프의 외주면에 감아 상기 파이프의 반경방향으로 적층시킨 후 상기 파이프로부터 분리하되, 상기 파이프는 중심축을 중심으로 회전하고, 상기 UD 테이프는 상기 파이프의 중심축과 평행한 방향으로 왕복이동하며 상기 파이프의 외주면에 적층되어 강화섬유의 그물망 구조를 형성하도록 이루어질 수 있다.The UD tape is wound around the outer circumferential surface of the pipe and laminated in the radial direction of the pipe in the manufacturing step. Wherein the UD tape is reciprocally moved in a direction parallel to the central axis of the pipe and laminated to the outer circumferential surface of the pipe to form a network structure of the reinforcing fiber, have.

상기 성형단계에서, 상기 수지조성물은 상기 인서트성형물의 둘레를 감싼 형태로 일체로 사출성형되고, 사출성형시 상기 수지조성물로부터 전달되는 열에너지에 의해 적층된 상기 UD 테이프가 서로 합착되도록 이루어질 수 있다.In the molding step, the resin composition may be integrally injection-molded in the form of wrapping the periphery of the insert molding, and the UD tapes laminated by the thermal energy transferred from the resin composition during injection molding may be made to adhere to each other.

상기 제조단계에서, 상기 UD 테이프는 상기 파이프의 중심축과 55도 이내의 각도로 감기도록 왕복이동하고, 상기 강화섬유의 그물망 구조는 상기 파이프의 중심축과 55도 이내의 각도를 형성하도록 이루어질 수 있다.The UD tape reciprocates so as to be wound at an angle within 55 degrees with respect to the central axis of the pipe and the mesh structure of the reinforcing fiber is made to form an angle within 55 degrees with the central axis of the pipe have.

상기 제조단계에서, 상기 인서트성형물은 나일론 수지에 유리 섬유 또는 탄소 섬유를 함침한 사출물로 제조되도록 이루어질 수 있다.In the manufacturing step, the insert molding may be made to be an injection molded product impregnated with glass fiber or carbon fiber into nylon resin.

상기 제조단계에서, 상기 인서트성형물은 나일론 수지에 유리 섬유 또는 탄소 섬유가 3차원 구조로 짜인 3차원 프리폼을 함침한 3차원 복합재료로 제조되도록 이루어질 수 있다.In the manufacturing step, the insert molding may be made of a three-dimensional composite material impregnated with a three-dimensional preform in which nylon resin is woven into a three-dimensional structure of glass fiber or carbon fiber.

상기 성형단계는, 상기 사출금형에 수지와 발포제가 혼합된 수지조성물을 주입하는 주입단계; 상기 사출금형의 상형을 하형으로부터 후퇴시키는 금형후퇴단계; 및 상기 상형에 순차적 압력을 가하여 상기 복합물의 응집성을 증가시키는 다단프레스단계를 포함하여 이루어질 수 있다.The molding step may include injecting a resin composition mixed with a resin and a foaming agent into the injection mold; A mold retracting step of retracting the upper mold of the injection mold from the lower mold; And a multistage pressing step of increasing the cohesiveness of the composite by applying a sequential pressure to the upper mold.

본 발명에 의하면, 고분자 복합소재로 제작된 인서트 성형물을 사출금형에 삽입한 후 수지조성물을 주입하여 이너 패널을 일체로 사출성형함으로써, 종래 금속소재 이너 패널의 한계인 경량화 문제를 해결하면서 동시에 충분한 강도를 만족시키며, 품질과 생산성이 향상되도록 이루어지는 차량용 도어 이너 패널의 제조방법을 제공할 수 있게 된다.According to the present invention, by inserting an insert molding made of a polymer composite material into an injection mold, injecting a resin composition and injection molding the inner panel integrally, it is possible to solve the problem of lightness, which is the limit of conventional metallic material inner panels, And a method of manufacturing a door inner panel for a vehicle, which is improved in quality and productivity.

도 1은 본 발명의 차량용 도어 이너 패널의 제조방법을 나타내는 순서도.
도 2는 도 1의 차량용 도어 이너 패널의 제조방법에 의해 제작된 도어 이너 패널을 나타내는 도면.
도 3 내지 도 5는 도 2의 도어 이너 패널의 인서트 성형물을 나타내는 도면.
도 6은 도 1의 차량용 도어 이너 패널의 제조방법의 제조단계를 나타내는 도면.
도 7은 도 2의 도어 이너 패널의 인서트 성형물을 나타내는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a flowchart showing a method for manufacturing a door inner panel for a vehicle according to the present invention.
Fig. 2 is a view showing a door inner panel manufactured by the manufacturing method of the door inner panel for a vehicle of Fig. 1. Fig.
Figs. 3 to 5 are views showing an insert molding of the door inner panel of Fig. 2; Fig.
6 is a view showing a manufacturing step of a manufacturing method of a door inner panel for a vehicle of FIG. 1;
Fig. 7 is a view showing the insert molding of the door inner panel of Fig. 2; Fig.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, the well-known functions or constructions are not described in order to simplify the gist of the present invention.

본 직무발명은 경제협력1과제(R0003918) 개발 내용을 특허출원하는 것이다.This job invention is a patent application for the contents of development 1 project (R0003918).

본 발명의 차량용 도어 이너 패널의 제조방법은, 종래 금속소재 이너 패널의 한계인 경량화 문제를 해결하면서 동시에 충분한 강도를 만족시키며, 품질과 생산성이 향상되도록 이루어진다. INDUSTRIAL APPLICABILITY The method for manufacturing a door inner panel for a vehicle according to the present invention solves the problem of weight reduction, which is the limit of conventional metallic material inner panels, while satisfying sufficient strength and improving quality and productivity.

도 1은 본 발명의 차량용 도어 이너 패널의 제조방법을 나타내는 순서도, 도 2는 도 1의 차량용 도어 이너 패널의 제조방법에 의해 제작된 도어 이너 패널을 나타내는 도면, 도 3 내지 도 5는 도 2의 도어 이너 패널의 패널부를 나타내는 도면, 도 6는 도 1의 차량용 도어 이너 패널의 제조방법의 제조단계를 나타내는 도면, 도 7은 도 2의 도어 이너 패널의 인서트 성형물을 나타내는 도면.Fig. 2 is a view showing a door inner panel manufactured by the method for manufacturing a door inner panel for a vehicle of Fig. 1, and Figs. 3 to 5 are views showing a door inner panel manufactured by the method for manufacturing a door inner panel for a vehicle, Fig. 6 is a view showing a manufacturing step of the method for manufacturing a door inner panel for a vehicle of Fig. 1, and Fig. 7 is a view showing an insert molding of the door inner panel of Fig.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 차량용 도어 이너 패널의 제조방법(S100)은, 종래 금속소재 이너 패널의 한계인 경량화 문제를 해결하면서 동시에 충분한 강도를 만족시키며 품질과 생산성이 향상되도록 이루어지며, 제조단계(S110), 예열단계(S120), 준비단계(S130), 성형단계(S140) 및 추출단계(S150)를 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 1, the method (S100) for manufacturing a door inner panel for a vehicle according to the present invention solves the problem of weight reduction, which is the limit of the conventional metallic material inner panel, while satisfying sufficient strength and improving quality and productivity , A manufacturing step S110, a preheating step S120, a preparing step S130, a forming step S140, and an extracting step S150.

자동차의 도어는 탑승자를 보호하는 역할을 하기 때문에 충분한 강도를 만족해야 한다. 따라서 현재까지 바깥쪽의 아웃 패널(out panel)은 물론이고 안쪽의 이너 패널(inner panel)은 대부분 연강(mild steel)을 주원료로 한 금속사출품을 조립한 형태로 제작되고 있으며, 금속소재라는 재료적 한계에 의해 경량화의 진척이 제한되어 있다. The door of the vehicle protects the passengers, so they must satisfy sufficient strength. Therefore, to the present, the outer panel (inner panel) as well as the outer panel (outer panel) have been manufactured by assembling a metal article made mainly of mild steel, The progress of lightening is limited by the limit of the enemy.

본 발명의 차량용 도어 이너 패널의 제조방법(S100)은, 종래 금속재질로 제조되었던 도어 이너 패널을 나일론 수지(RS)에 유리 섬유 또는 탄소 섬유를 첨가한 복합재료로 인서트 성형물을 사전에 형성한 후 사출금형에 인서트하고 복합수지 조성물과 일체화하여 도어 이너 패널을 형성함으로써, 이너 패널에서 금속 재료를 배제한 상태에서도 복합재료로 형성된 도어 이너 패널에 의해 높은 강성을 유지하고 동시에 경량화를 달성하게 된다. A method (S100) for manufacturing a door inner panel for a vehicle according to the present invention is characterized in that a door inner panel, which is conventionally made of a metal material, is preliminarily formed of a composite material obtained by adding glass fiber or carbon fiber to a nylon resin By inserting into the injection mold and integrating with the composite resin composition to form the door inner panel, the door inner panel formed of the composite material can maintain the high rigidity and lightweight at the same time even when the metal material is removed from the inner panel.

아래의 설명에서 인서트성형물(110)은 도어 이너 패널의 안쪽에 삽입된 인서트 성형물을 의미하는 것으로, 그리고 패널부(120)는 도어 이너 패널에서 인서트성형물(110)을 제외한 부분으로 이해되어야 한다. 인서트성형물(110)은 성형단계(S140)에서 패널부(120)에 결합된다. 130은 임팩트 빔을 의미한다.In the following description, the insert molding 110 refers to an insert molding inserted into a door inner panel, and the panel portion 120 should be understood as a portion of the door inner panel excluding the insert molding 110. The insert molding 110 is joined to the panel part 120 in the molding step S140. 130 denotes an impact beam.

제조단계(S110)는 고분자 복합소재로 이루어진 인서트성형물(110)을 제조하는 단계로서, 인서트성형물(110)은 나일론 수지(RS)에 강화섬유(CF)를 일 방향으로 함침한 UD 테이프(UD, Uni-directional Tape)로 이루어질 수 있다. The manufacturing step S110 is a step of manufacturing an insert molding 110 made of a polymer composite material and the insert molding 110 is a UD tape UD tape in which a reinforcing fiber CF is impregnated in one direction with a nylon resin RS, Uni-directional Tape).

UD 테이프(UD)는 나일론 수지(RS)에 유리 섬유 또는 탄소 섬유 등 강화섬유(CF)를 일 방향으로 함침시켜 테이프 형태로 감아 제조된 중간기재로서, 일반적으로 사출성형품의 물성이 낮은 부분에 국소 보강재로 사용된다. The UD tape (UD) is an intermediate substrate prepared by impregnating a nylon resin (RS) with reinforcing fibers (CF) such as glass fiber or carbon fiber in one direction and winding it in a tape form. Generally, Used as reinforcement.

도 6에 도시된 바와 같이, 제조단계(S110)에서는 UD 테이프(UD)를 파이프(P)의 외주면에 감은 상태에서 파이프(P)의 반경방향으로 적층시킨다. As shown in FIG. 6, in the manufacturing step S110, the UD tape UD is laminated in the radial direction of the pipe P while being wound around the outer peripheral surface of the pipe P.

UD 테이프(UD)는 연속 공정으로 제조되어 나일론 수지 함량에 대한 일률적인 조정이 가능하며, 균일한 물성을 나타내는 특성이 있으며, LFT(Long Fiber Reinforced Thermoplastics)에 비해 강화섬유 함유율이 높아 고성능의 성형품 생산이 가능한 장점이 있다. 아울러, 강도, 강성 및 내충격성이 매우 우수하다. UD tape (UD) is produced by continuous process, it can be uniformly adjusted to the nylon resin content, has characteristics showing uniform physical properties, and has a higher content of reinforcing fiber than LFT (Long Fiber Reinforced Thermoplastics) This has the advantage. In addition, it has excellent strength, rigidity and impact resistance.

도 6에 도시된 바와 같이, 제조단계(S110)에서 UD 테이프(UD)는 파이프(P)와 평행한 원형바(B)에 끼워진 상태로 구비되며, UD 테이프(UD)가 감겨지는 방향으로 회전장치(미도시)에 의해 파이프(P)를 회전시킴으로써, UD 테이프(UD)를 파이프(P)의 외주면에 감게 된다. 6, in the manufacturing step S110, the UD tape UD is fitted in a circular bar B parallel to the pipe P, and the UD tape UD is rotated in the direction in which the UD tape UD is wound The UD tape UD is wound around the outer circumferential surface of the pipe P by rotating the pipe P by a device (not shown).

파이프(P)는 중심축(X)을 중심으로 회전하고, UD 테이프(UD)는 파이프(P)의 중심축(X)과 평행한 방향으로 왕복이동하면서 파이프(P)의 외주면에 적층된다. The pipe P rotates about the center axis X and the UD tape UD is stacked on the outer circumferential surface of the pipe P while reciprocating in a direction parallel to the central axis X of the pipe P. [

도시되지는 않았으나, 파이프(P)와 원형바(B) 사이에서 UD 테이프(UD)에 장력(張力)이 형성되도록, 원형바(B)는 토션스프링(미도시)이나 장력벨트(미도시)에 연결된다. Although not shown, the circular bar B is supported by a torsion spring (not shown) or a tension belt (not shown) so that a tension is formed on the UD tape UD between the pipe P and the circular bar B. [ Lt; / RTI >

원형바(B)에는 토션스프링이나 장력벨트에 의해 UD 테이프(UD)가 풀리는 방향과 반대쪽으로 회전력이 형성되며, UD 테이프(UD)는 파이프(P)에 감기고 있는 과정에서 토션스프링 또는 장력벨트에 의한 회전력에 의해 늘어지지 않고 팽팽한 상태를 유지하게 된다. A rotational force is formed on the circular bar B opposite to the direction in which the UD tape UD is unwound by the torsion spring or the tension belt. The UD tape UD is wound on the torsion spring or the tension belt So that the tensioned state can be maintained.

UD 테이프(UD)의 단부는 파이프(P)의 중심축(X)과 55도 이내의 각도(α)를 이룬 상태에서 파이프(P)의 외주면에 결합되며, 원형바(B)는 UD 테이프(UD)가 파이프(P)의 중심축(X)과 55도 이내의 각도(α)를 유지한 상태에서 파이프(P)의 외주면에 감기도록 파이프(P)의 중심축(X)과 평행한 방향으로 왕복이동하게 된다. The end of the UD tape UD is coupled to the outer circumferential surface of the pipe P in a state of forming an angle a within 55 degrees with the central axis X of the pipe P and the circular bar B is connected to the UD tape UD is parallel to the central axis X of the pipe P so as to be wound on the outer peripheral surface of the pipe P while maintaining an angle alpha within 55 degrees with the central axis X of the pipe P As shown in FIG.

도 7은 제조단계(S110)가 완료된 후 UD 테이프(UD)로 이루어진 인서트성형물(110)이 파이프(P)로부터 분리된 상태를 나타낸다. 인서트성형물(110)은 원형관 형태로 이루어지므로, 인서트성형물(110)의 한쪽 단부에 파이프(P)의 축방향으로 외력을 인가하면 파이프(P)로부터 인서트성형물(110)을 쉽게 분리시킬 수 있다. 7 shows a state in which the insert molding 110 made of the UD tape UD is separated from the pipe P after the manufacturing step S110 is completed. Since the insert molding 110 is formed in the shape of a circular tube, it is possible to easily separate the insert molding 110 from the pipe P by applying an external force in the axial direction of the pipe P to one end of the insert molding 110 .

상술한 바와 같이, 제조단계(S110)에서 UD 테이프(UD)는 파이프(P)의 중심축(X)과 양방향으로 55도 이내의 각도(α)로 감기게 되며, 도 7에 도시된 바와 같이, 인서트성형물(110)에는 파이프(P)의 중심축(X)과 55도 이내(α)의 각도를 형성하는 강화섬유(CF)의 그물망(mesh) 구조가 형성된다. As described above, in the manufacturing step S110, the UD tape UD is wound at an angle? Within 55 degrees in both directions with respect to the central axis X of the pipe P, and as shown in Fig. 7 A mesh structure of the reinforcing fibers CF forming the angle of less than 55 degrees with the central axis X of the pipe P is formed in the insert molding 110.

제조단계(S110)에서 원형바(B)는 파이프(P)와 평행한 양방향으로 동일한 속도로 왕복하여 이동하게 된다. 이에 따라, 강화섬유(CF)의 그물망 구조는 인서트성형물(110)의 길이방향을 따라 어느 한 부분에 집중되지 않은 단위면적당 균일한 매시 구조를 형성하고, 인서트성형물(110)의 반경방향으로도 안쪽과 바깥쪽에 단위면적당 균일한 형태의 매시 구조를 형성하게 된다. In the manufacturing step S110, the circular bar B is reciprocated at the same speed in both directions parallel to the pipe P. Accordingly, the mesh structure of the reinforcing fibers CF forms a uniform mesh structure per unit area that is not concentrated in any one portion along the longitudinal direction of the insert molding 110, And a uniform mesh structure per unit area is formed on the outer side.

따라서, 제조단계(S110)를 통해 제작된 인서트성형물(110)은 강화섬유(CF)의 그물망 구조에 의해 종래 금속재질의 도어 이너 패널보다 강도, 강성 및 내충격성이 우수하면서도, 사출금형을 사용하지 않고 파이프(P), 원형바(B) 및 회전장치를 사용하여 인서트성형물(110)을 제작함으로써 제작비의 절감 및 제작시간의 단축을 도모할 수 있다. Therefore, the insert molding 110 manufactured through the manufacturing step S110 is superior in strength, rigidity and impact resistance to the door inner panel made of metal by the mesh structure of the reinforcing fibers CF, The insert molding 110 can be manufactured using the pipe P, the circular bar B and the rotating device, thereby reducing the production cost and the manufacturing time.

파이프 형태로 형성된 인서트성형물(110)은 성형단계(S140) 전에 도 3과 같은 형태로 굴곡되게 성형된다. 굴곡성형된 인서트성형물(110)은 패널부(120) 내부에서 뼈대와 같은 역할을 하게 된다.The insert molding 110 formed in the shape of a pipe is formed to be bent in a shape as shown in Fig. 3 before the molding step S140. The flex-formed insert molding 110 serves as a skeleton inside the panel part 120.

도 4에 도시된 바와 같이, 제조단계(S110)에서 인서트성형물(110)은 나일론 수지(RS)에 유리 섬유 또는 탄소 섬유(F)를 함침한 사출물로 제조될 수도 있다. As shown in FIG. 4, in the manufacturing step S110, the insert molding 110 may be made of an injection molded product in which nylon resin (RS) is impregnated with glass fiber or carbon fiber (F).

즉, 인서트성형물(110)은 유리 섬유 또는 탄소 섬유를 함침한 유리섬유강화 복합재료(Carbon Fiber Reinforced Plastic) 또는 탄소섬유강화 복합재료(Glass Fiber Reinforced Plastic)로 제조될 수 있다. 제조단계(S110)에서 사출금형에 유리 섬유나 탄소 섬유(F)를 깔고 사출금형 내로 나일론 수지(RS)를 공급하여 인서트성형물(110)을 유리섬유강화 복합재료 또는 탄소섬유강화 복합재료로 제조할 수 있다. That is, the insert molding 110 may be made of a glass fiber reinforced composite material (carbon fiber reinforced plastic) or a glass fiber reinforced plastic material impregnated with glass fiber or carbon fiber. Glass fiber or carbon fiber F is laid on the injection mold in the manufacturing step S110 and the nylon resin RS is supplied into the injection mold to produce the insert molding 110 as a glass fiber reinforced composite material or a carbon fiber reinforced composite material .

특히, 탄소섬유강화 복합재료는 경량 구조용 재료로서 뛰어난 특성을 갖고 있으며, 비강도(比强度)는 철강의 6배, GFRP의 2배, 비탄성률(比彈性率)은 철강의 3배, GFRP의 4배로 되어 있다. 또 정적(靜的) 강도뿐만 아니라 뛰어난 피로특성(疲勞特性)을 갖고 있으며, 내마찰(耐摩擦) 및 마모성이 뛰어나 패널부(120)에 충분한 강성을 부여할 수 있다. In particular, the carbon fiber reinforced composite material has excellent properties as a lightweight structural material, and its specific strength is 6 times that of steel, 2 times that of GFRP, 3 times of non-elasticity, 3 times of GFRP 4 times. In addition, it has not only static strength but also excellent fatigue characteristics (fatigue characteristics), and is excellent in abrasion resistance and abrasion resistance, so that sufficient rigidity can be given to the panel part 120.

도 5에 도시된 바와 같이, 제조단계(S110)에서 인서트성형물(110)은 나일론 수지(RS)에 유리 섬유 또는 탄소 섬유가 3차원 구조로 짜인 3차원 프리폼(3D Preform)을 함침한 3차원 복합재료(Three-dimensional Composites)로 제조될 수도 있다. 5, in the manufacturing step S110, the insert molding 110 is formed of a three-dimensional composite material impregnated with a 3D preform in which a glass fiber or carbon fiber is woven into a nylon resin (RS) Materials (Three-dimensional Composites).

즉, 유리 섬유 또는 탄소 섬유는 3차원 직조공정을 통해 인서트성형물(110)의 3차원 구조로 짜인 형태로 사출금형에 투입되고, 사출금형 내로 나일론 수지(RS)를 공급하여 3차원 프리폼을 함침한 3차원 유리섬유강화 복합재료 또는 탄소섬유강화 복합재료로 제조할 수 있다. That is, the glass fiber or the carbon fiber is injected into the injection mold in the form of a three-dimensional structure of the insert molding 110 through the three-dimensional weaving process, and the nylon resin RS is supplied into the injection mold to impregnate the three- Dimensional glass fiber reinforced composite material or a carbon fiber reinforced composite material.

3차원 복잡재료는 3차원 구조로 짜인 유리 섬유 또는 탄소 섬유에 의해 단방향성 복합재료나 적층물로 구성된 전통적인 복합재료로는 감당하기 어려운 힘과 변형에도 대처할 수 있으므로, 이너 패널에 가해지는 외력에 대해 패널부(120)의 변형을 억제하는 충분한 강성을 형성하게 된다. The three-dimensional complex material can cope with forces and deformations that are difficult to attain with conventional composites composed of a unidirectional composite material or laminate by glass fiber or carbon fiber woven into a three-dimensional structure. Therefore, the external force applied to the inner panel Thereby forming a sufficient rigidity to suppress the deformation of the panel part 120.

예열단계(S120)는 인서트성형물(110)을 가열하는 단계로서, 예열단계(S120)에서 인서트성형물(110)이 가열되면 성형단계(S140)에서 수지조성물로부터 인서트성형물(110)로 열에너지의 이동이 억제됨으로써, 사출금형 내에서 수지조성물의 유동성이 유지된다. The preheating step S120 is a step of heating the insert molding 110 such that when the insert molding 110 is heated in the preheating step S120, the movement of heat energy from the resin composition to the insert molding 110 in the molding step S140 The fluidity of the resin composition in the injection mold is maintained.

도시되지는 않았으나, 예열단계(S120)에서 인서트성형물(110)을 가열하는 발열체는 인서트성형물(110)을 감싸는 형태로 구비된 히팅코일로 이루어질 수 있다. 발열체는 일 방향으로 개구된 '∩'자 형태로 형성되며, 발열체를 인서트성형물(110)과 가까워지는 방향으로 이동시키게 되면 인서트성형물(110)을 감싼 상태에서 가열하게 된다. Although not shown, the heating element for heating the insert molding 110 in the preheating step S120 may include a heating coil that surrounds the insert molding 110. [ The heating element is formed in the shape of an open ∩ 'shape in one direction. When the heating element is moved in a direction approaching the insert molding 110, the heating element is heated while being wrapped around the insert molding 110.

발열체의 열은 복사의 형태로 인서트성형물(110)을 가열할 수도 있고, 인서트성형물(110)과 직접 접촉하여 고체 간 전도의 형태로 열에너지를 전달하는 형태로 형성될 수도 있다.The heat of the heating element may be heated by heating the insert molding 110 in the form of radiation or by contacting the insert molding 110 directly to transmit the heat energy in the form of inter-solid conduction.

도 1에 도시된 바와 같이, 예열단계(S120)가 완료되면, 준비단계(S130)가 실시된다. 준비단계(S130)는 반송장치(미도시)로 인서트성형물(110)을 이송하여 사출금형에 안착시키는 단계로서, 상술한 발열체는 반송장치에 설치될 수도 있다. 발열체가 반송장치에 설치되는 경우 예열단계(S120)와 준비단계(S130)는 동시에 수행된다. As shown in FIG. 1, when the preheating step S120 is completed, the preparing step S130 is performed. The preparation step S130 is a step of transferring the insert molding 110 to a transfer device (not shown) and placing the insert molding 110 on the injection mold, and the above-described heating element may be installed in the transfer device. When the heating element is installed in the transfer apparatus, the pre-heating step (S120) and the preparing step (S130) are performed simultaneously.

공장 자동화 시스템에서 컴퓨터와 산업용 로봇에 의해 자동화하여 물건을 집고 옮기거나 가공하는 기술은 자동차제조산업에서 이미 널리 공지된 기술로서, 반송장치에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. In the factory automation system, the technology of picking up, moving or processing objects by automation by computer and industrial robots is a well-known technology in the automobile manufacturing industry, and a detailed description of the transport apparatus will be omitted.

발열체가 반송장치에 설치되면, 준비단계(S130)에서 인서트성형물(110)을 반송장치로 이송하면서 동시에 반송장치에 설치된 발열체로 인서트성형물(110)을 가열함에 따라, 성형단계(S140)에서 수지조성물의 주입 전까지 인서트성형물(110)의 열에너지는 대기 및 사출금형을 통한 방출시간이 짧아 열에너지의 대부분이 보존되는 이점이 있다. When the heat generating element is installed in the transfer device, the insert molding 110 is transferred to the transfer device at the preparation step S130 and simultaneously heated with the heating element provided in the transfer device, The heat energy of the insert molding 110 before the injection of the metal is advantageous in that most of the heat energy is stored because the time for discharging through the atmosphere and the injection mold is short.

또한, 준비단계(S130)에서 인서트성형물(110)은 발열체를 통해 수지조성물의 녹는점(melting point) 부근의 온도로 가열됨에 따라, 이후 사출금형으로 주입된 수지조성물의 열에너지가 인서트성형물(110)로 전달되는 것이 효과적으로 방지되는 이점이 있다. In the preparation step S130, the insert molding 110 is heated to a temperature near the melting point of the resin composition through the heating element, and then the thermal energy of the resin composition injected into the injection mold is injected into the insert molding 110, It is advantageously prevented that it is effectively prevented from being transmitted.

인서트성형물(110)이 사출금형에 안착되면, 인서트성형물(110)은 하금형에 설치된 고정장치(미도시)에 의해 인서트 사출이 되는 위치에 고정된다. When the insert molding 110 is placed on the injection mold, the insert molding 110 is fixed at a position where the insert is injected by a fixing device (not shown) provided on the lower mold.

준비단계(S130)가 완료되면, 성형단계(S140)가 실시된다. 성형단계(S140)는 사출금형에 수지조성물을 주입하여 일체화된 복합물(100)을 만드는 단계로서, 자세하게 도시되지는 않았으나 하금형의 위를 상금형이 덮은 후 수지조성물의 주입을 통한 인서트 사출이 수행된다. When the preparing step S130 is completed, the forming step S140 is performed. In the forming step S140, the resin composition is injected into the injection mold to form the integrated composite 100. Although not shown in detail, the injection molding is performed by injecting the resin composition after the upper mold is covered on the lower mold. do.

패널부(120)는 유리 섬유(GF) 또는 탄소 섬유(CF)를 함침한 유리섬유강화 복합재료(Glass Fiber Reinforced Plastic) 또는 탄소섬유강화 복합재료(Carbon Fiber Reinforced Plastic)로 제조될 수 있다. The panel part 120 may be made of glass fiber reinforced plastic or carbon fiber reinforced plastic impregnated with glass fiber (GF) or carbon fiber (CF).

즉, 준비단계(S130)에서 사출금형 내에 유리 섬유(GF)나 탄소 섬유(CF)를 깔고 성형단계(S140)에서 사출금형 내로 수지를 공급하여 패널부(120)를 유리섬유강화 복합재료 또는 탄소섬유강화 복합재료로 제조할 수 있다. That is, in the preparing step S130, the glass fiber GF or the carbon fiber CF is laid in the injection mold, and the resin is supplied into the injection mold in the molding step S140 so that the panel part 120 is made of the glass fiber reinforced composite material or carbon Fiber-reinforced composite material.

상술한 바와 같이, 탄소섬유강화 복합재료는 경량 구조용 재료로서 뛰어난 특성을 갖고 있으므로, 패널부(120)에 충분한 강성을 부여할 수 있다. As described above, since the carbon fiber-reinforced composite material has excellent properties as a lightweight structural material, sufficient rigidity can be imparted to the panel portion 120. [

도 1에 도시된 바와 같이, 성형단계(S140)는 주입단계(S141), 금형후퇴단계(S142) 및 다단프레스단계(S143)를 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 1, the forming step S140 includes an injection step S141, a mold retraction step S142, and a multistage pressing step S143.

주입단계(S141)는 인서트성형물(110)이 고정된 사출금형에 수지와 강화섬유(CF, GF)가 혼합된 수지조성물을 주입하는 단계로서, 성형면 사이의 간격을 최종 사출물의 두께보다 좁게 유지한 상태에서 금형을 맞물린 다음 수지와 강화섬유(CF, GF)가 혼합된 수지조성물을 공급하게 된다. The injecting step S141 is a step of injecting a resin composition in which the resin and the reinforcing fibers CF and GF are mixed into the injection mold having the insert molding 110 fixed therein so that the interval between the molding surfaces is maintained narrower than the thickness of the final injection molding The mold is engaged and the resin composition in which the resin and the reinforcing fibers (CF, GF) are mixed is supplied.

상금형과 하금형의 성형면 사이 간격은 최종 사출물의 두께보다 좁게 유지되어 수지와 발포제가 혼합된 수지조성물은 신속하게 채워진다. 주입단계(S141)에서는 사출물의 발포가 원활하게 행하여질 수 있도록 냉각공정을 병행한다.The gap between the molding surfaces of the upper mold and the lower mold is kept narrower than the thickness of the final molded article, so that the resin composition in which the resin and the foaming agent are mixed is rapidly filled. In the injection step S141, the cooling step is performed in parallel so that foaming of the injection product can be smoothly performed.

금형후퇴단계(S142)는 사출금형의 상형을 하형으로부터 후퇴시키는 단계로서, 냉각공정이 행하여지면 곧바로 상금형을 후퇴시켜준다. The mold retreat step S142 is a step of retracting the upper mold of the injection mold from the lower mold and immediately retracts the mold when the cooling process is performed.

금형후퇴단계(S142)에서 성형면에 가해지던 압력이 즉시 해제되므로 주입단계(S141)에서 완성할 사출물의 두께보다 얇은 두께로 성형된 사출물은 수지조성물에 함유된 강화섬유의 배향을 좋게 하기 위해 행하여진다. 이때, 사출물은 수지와 강화섬유 간의 분포 및 상용성이 증대하여 물성 향상을 이룰 수 있다. Since the pressure applied to the molding surface is immediately released in the mold retreat step S142, the injection molded at a thickness smaller than the thickness of the injection molded article in the injection step S141 is performed to improve the orientation of the reinforcing fibers contained in the resin composition Loses. At this time, the distribution of the resin and the reinforcing fiber and the compatibility of the injection molded article are increased, and the physical properties can be improved.

다단프레스단계(S143)는 상형에 순차적 압력을 가하여 복합물(100)의 응집성을 증가시키는 단계로서, 금형후퇴단계(S142)에서 수지조성물의 흐름성을 확보하게 한 뒤 상금형을 단계적으로 닫아서 사출물을 연속적으로 압축시키게 된다. The multistage pressing step S143 is a step of increasing the cohesion of the composite 100 by applying a sequential pressure to the upper mold. The multistage pressing step S143 is a step of increasing the cohesiveness of the composite 100 by securing the flowability of the resin composition in the mold retreating step (S142) And is continuously compressed.

이때 최종적 상금형과 하금형의 성형면 사이의 간격은 완성할 복합물(100)의 두께와 동일한 간격을 형성하며, 따라서 수지와 강화섬유가 함유된 사출물은 복합물(100)의 두께로 압축성형된다. At this time, the spacing between the final prepreg and the molding surface of the lower mold forms an interval equal to the thickness of the composite 100 to be completed, so that the injection-molded article containing the resin and the reinforcing fiber is compression molded to the thickness of the composite 100.

도 1에 도시된 바와 같이, 다단프레스단계(S143)가 완료되면 추출단계(S150)가 실시된다. 추출단계(S150)는 사출금형에서 복합물(100)을 추출하는 단계로서, 복합물(100)을 완전히 냉각시키고 나서 복합물(100)의 추출이 수행된다. 추출된 복합물(100)은 다단프레스단계(S143)를 통해 생산하고자 하는 이너 패널의 두께를 유지하면서 동시에 표면이 매끄러운 복합수지 사출물로 완성된다. As shown in FIG. 1, when the multistage pressing step S143 is completed, the extracting step S150 is performed. The extraction step S150 is a step of extracting the composite 100 from the injection mold, wherein the extraction of the composite 100 is performed after the composite 100 is completely cooled. The extracted composite 100 is finished with a composite resin injection molding having a smooth surface while maintaining the thickness of the inner panel to be produced through the multi-pressing step S143.

도 3에 도시된 바와 같이, 인서트성형물(110)을 UD 테이프(UD)로 제조한 경우, 본 발명의 도어 이너 패널의 제조방법(S100)은, 성형단계(S140)에서 수지조성물은 인서트성형물(110)의 둘레를 감싼 형태로 일체로 사출성형되며, 사출성형시 수지조성물로부터 전달되는 열에너지에 의해 적층된 UD 테이프(UD)가 서로 합착될 수 있다. As shown in FIG. 3, when the insert molding 110 is made of the UD tape UD, the door inner panel manufacturing method S100 of the present invention is characterized in that in the molding step S140, 110, and the UD tapes UD laminated by thermal energy transferred from the resin composition during injection molding can be attached to each other.

따라서, 인서트성형물(110)의 길이방향을 따라 전체적인 UD 테이프(UD)의 합착에 의해 이너 패널 전체의 강도가 향상된다. Therefore, the strength of the entire inner panel is improved by the adhesion of the entire UD tape UD along the longitudinal direction of the insert molding 110.

아울러, UD 테이프(UD)의 나일론 수지(RS)가 인서트성형물(110)의 반경방향으로 서로 합착되면서 나일론 수지(RS)가 인서트성형물(110)의 반경방향으로 미량 압축되며, 이는 강화섬유(CF)의 그물망 구조가 패널부(120)를 향해 돌출되는 형태를 유도함으로써, 인서트성형물(110)의 전체 길이에 걸쳐 인서트성형물(110)과 패널부(120) 간의 결속력이 향상된다. The nylon resin RS of the UD tape UD is adhered to each other in the radial direction of the insert molding 110 so that the nylon resin RS is slightly compressed in the radial direction of the insert molding 110, The bonding structure between the insert molding 110 and the panel part 120 is improved over the entire length of the insert molding 110 by inducing a shape in which the mesh structure of the insert molding 110 protrudes toward the panel part 120.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is obvious to those who have. Accordingly, it should be understood that such modifications or alterations should not be understood individually from the technical spirit and viewpoint of the present invention, and that modified embodiments fall within the scope of the claims of the present invention.

S100 : 제조방법 100 : 복합물
S110 : 제조단계 110 : 인서트성형물
S120 : 예열단계 UD : UD 테이프
S130 : 준비단계 RS : 나일론 수지
S140 : 성형단계 CF : 강화섬유
S141 : 주입단계 120 : 패널부
S142 : 금형후퇴단계
S143 : 다단프레스단계
S150 : 추출단계
P : 파이프
X : 중심축
B : 원형바S100: Manufacturing method 100: Complex
S110: Manufacturing step 110: Insert molding
S120: Preheating step UD: UD tape
S130: preparation step RS: nylon resin
S140: forming step CF: reinforcing fiber
S141: Injection step 120:
S142: mold retraction phase
S143: Multistage pressing step
S150: extraction step
P: pipe
X: center axis
B: Circular bar

Claims

A manufacturing step of producing an insert molding made of a polymer composite material;
A preheating step of heating the insert molding;
Preparing an insert mold for preparing the insert mold;
A molding step of injecting a resin composition into the injection mold to form an integrated composite; And
And an extraction step of extracting the composite from the injection mold.

The method according to claim 1,
The insert molding is made of a UD tape (Uni-directional Tape) impregnated with nylon resin in one direction,
The UD tape is wound around the outer circumferential surface of the pipe to be laminated in the radial direction of the pipe and then separated from the pipe, the pipe is rotated around the central axis, and the UD tape is parallel to the central axis of the pipe Wherein the reinforcing fibers are reciprocally moved in one direction and stacked on the outer circumferential surface of the pipe to form a network structure of the reinforcing fiber.

3. The method of claim 2,
Wherein the resin composition is integrally injection-molded in the form of wrapping the periphery of the insert molding, and the UD tapes laminated by the thermal energy transferred from the resin composition during injection molding are attached to each other. A method of manufacturing a door inner panel.

The method of claim 3,
The UD tape is reciprocated so as to be wound at an angle within 55 degrees with respect to the central axis of the pipe and the mesh structure of the reinforcing fiber forms an angle within 55 degrees with the central axis of the pipe Wherein said inner panel is made of an aluminum alloy.

The method according to claim 1,
Wherein the insert molding is manufactured from an injection molded product in which nylon resin is impregnated with glass fiber or carbon fiber.

The method according to claim 1,
Wherein the insert molding is manufactured from a three-dimensional composite material impregnated with a three-dimensional preform in which a glass fiber or carbon fiber is woven into a nylon resin in a three-dimensional structure.

The method according to claim 1,
The forming step comprises:
Injecting a resin composition in which the resin and the foaming agent are mixed into the injection mold;
A mold retracting step of retracting the upper mold of the injection mold from the lower mold; And
And a multi-pressing step of increasing the cohesiveness of the composite by applying a sequential pressure to the upper mold.