KR20190063702A - 에어가이드가 구비된 차량용 휀더 제조 금형 - Google Patents

Abstract

본 개시내용은 별도의 기포 제거장치가 없이도 기포를 제거시킬 수 있는 차량용 휀더 제조 금형에 관한 것이다. 본 개시내용의 일 실시예에 의하면, 강화 섬유 복합재가 적재되는 하부금형과, 상기 하부금형의 상부에 포개지는 상부금형과, 상기 하부금형과 상부금형의 일측에 형성된 수지주입홀과, 상기 하부금형과 상부금형 내부에 형성되어 있으며, 상기 수지주입홀을 통해 수지가 유입되는 캐비티와, 상기 캐비티의 상측에 형성되고, 상기 캐비티로부터 기포가 전달되는 에어챔버와, 상기 에어챔버의 일면에 구비되어 있으며, 외부와 연결되어 기포를 배출시키는 에어가이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

에어가이드가 구비된 차량용 휀더 제조 금형{VEHICLE FENDER MOLD WITH AIR GUIDE}

본 개시내용은 에어가이드가 구비된 차량용 휀더 제조 금형에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 식별항목에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 식별항목에 기재된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

FRP(섬유강화복합재), 그 중에서 CFRP(탄소섬유강화복합재)는 강도와 탄성률이 높은 탄소섬유와 고분자인 수지가 복합된 재료이며 차체에 일반적으로 사용되는 소재인 알루미늄 등과 비교하여 경량이면서도 높은 기계적 특성을 갖는 복합 재료로서, 다양한 분야, 특히 항공기 분야에서 사용되고 있다. 상기와 같은 FRP를 성형하기 위해서는 우선 FRP에 수지를 함침시켜 중간재료인 프리프레그(Prepreg)를 성형하고, 상기 프리프레그를 성형틀에 적재하여 함침되어있는 수지를 고화시키는 방법이 존재한다. 여기서 프리프레그는 Preimpregnated Materials의 약어로 결합재(Matrix)를 강화섬유(Reinforced Fiber)에 미리 함침시킨 시트 형태의 제품으로, 복합재료 제품의 중간 재료로 강화섬유에 열경화성 수지를 침투시켜 반 경화상태로 만든 것을 의미한다.

최근에는 RTM(Resin Transfer Molding) 공법을 적용한 성형방법이 주로 이용되는데, 이는 성형틀 상에 강화 섬유 직물 등으로 이루어지는 강화 섬유 복합재를 적재하고, 성형틀을 폐쇄한 후, 유동성 상태의 열경화성 수지를 성형틀의 캐비티에 주입하여, 상기 수지를 강화 섬유 복합재에 함침시킨 후에, 상기 수지를 경화시키는 방법이다. 상기 성형틀은 일반적으로 상부 금형과 하부 금형으로 이루어져 있으며, 수지를 주입하기 위한 수지주입장치를 포함하고 있고, 상기 수지주입장치를 통하여 수지가 내부 캐비티로 주입된다.

이때, 수지가 주입되어 강화 섬유 복합재에 함침되어 경화시키는 과정에서 그 내부에 기포가 발생하게 된다. 이렇게 발생된 기포는 제품의 외관 디자인을 해칠뿐만 아니라 내구성 등의 물성을 감소시킨다. 여기서, 기포는 수지 자체에 포함되어있는 공기나 수증기, 수지의 휘발성분 또는 고온에 의해 수지가 열분해되어 발생되는 가스등이 있을 수 있다. 또한, 가스나 공기에 의한 기포일 경우에 있어서, 이를 가열하면 팽창하여 터지게 되므로 기포를 제거시켜 진공으로 만들어주는 것이 중요하다고 볼 수 있다. 내재된 기포를 제거하고자 할 경우 진공 탱크에 성형틀을 집어넣고 진공 탱크 내부에 진공압을 가하여 성형품에 포함된 기포들이 표면으로 떠오르면서 제거된다. 하지만, 이러한 기포 제거장치의 경우, 시스템의 구성이 복잡하여 제조비용이 많이 들고, 기포제거 작업시간이 길어지며, 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

별도의 기포 제거장치가 없이도 기포를 제거시킬 수 있는 차량용 휀더 제조 금형을 제공함에 있다.

또한, 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.

본 개시내용의 일 실시예에 의하면, 섬유 복합재가 적재되는 하부금형과, 상기 하부금형의 상부에 포개지는 상부금형과, 상기 하부금형과 상기 상부금형의 일측에 형성된 수지주입홀과, 상기 하부금형과 상기 상부금형 사이에 형성되며, 상기 수지주입홀을 통해 수지가 유입되는 캐비티와, 상기 캐비티의 상측에 형성되고, 상기 캐비티로부터 기포가 방출되는 에어챔버와, 일단은 상기 에어챔버의 일면에 연결되며, 타단은 외부와 연통되어 기포를 배출시키는 에어가이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 개시내용의 바람직한 특징에 따르면, 상기 에어챔버는 상부로 연장되되, 상부의 폭이 하부의 폭보다 좁게 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 개시내용의 실시예에 의하면, 별도의 기포제거장치가 없어도 성형 과정에서 바로 기포를 제거할 수 있으므로 작업시간이 단축되어 생산성이 증대된다는 장점이 있다.

또한, 본 개시내용의 실시예에 의하면, 간단한 금형구조만으로도 기포를 제거하여 제품의 물성을 향상시킬 수 있으므로 비용 절감의 효과라는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 차량용 휀더 제조 금형에 있어서, 상부금형의 사시도.
도 2는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 차량용 휀더 제조 금형에 있어서, 하부금형의 사시도.
도 3은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 차량용 휀더 제조 금형에 있어서, 상부금형과 하부금형의 포개진 상태의 측면도.
도 4는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 차량용 휀더 제조 금형에 있어서, 에어홀에 대한 확대도.
도 5는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 차량용 휀더 제조 금형에 있어서, 에어챔버 및 에어가이드에 대한 확대도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 차량용 휀더 제조 금형의 구성, 동작 및 작용효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.

도 1은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 차량용 휀더 제조 금형에 있어서, 상부금형의 사시도를, 도 2는 하부금형의 사시도, 도 3은 상기 상부금형과 하부금형이 포개진 상태의 측면도를 도시한다.

도 4는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 차량용 휀더 제조 금형에 있어서, 에어홀에 대한 확대도를 도시하고, 도 5는 에어챔버 및 에어가이드에 대한 확대도를 나타낸다.

본 개시내용의 일 실시예에 의하면, 섬유 복합재가 적재되는 하부금형(1)과, 상기 하부금형(1)의 상부에 포개지는 상부금형(3)과, 상기 하부금형(1)과 상기 상부금형(3)의 일측에 형성된 수지주입홀(7)과, 상기 하부금형(1)과 상기 상부금형(3) 사이에 형성되며, 상기 수지주입홀(7)을 통해 수지가 유입되는 캐비티(5)와, 상기 캐비티(5)의 상측에 형성되고, 상기 캐비티(5)로부터 기포가 방출되는 에어챔버(10)와, 일단은 상기 에어챔버(10)의 일면에 연결되며, 타단은 외부와 연통되어 기포를 배출시키는 에어가이드(20)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상부금형(3)이 하부금형(1)의 상부로 포개지게 되면 그 내부에 캐비티(5)가 형성된다. 강화 섬유 복합재가 상기 캐비티(5) 내에 적재되면, 상부금형(3)을 그 위에 포개어 폐쇄상태를 만든다. 따라서, 상기 하부금형(1)과 상부금형(3)의 일면에 각각 존재하는 수지주입홀(7) 이외에는 상기 캐비티(5)로 주입할 수 있는 통로가 없게 된다. 상기 수지주입홀(7)을 통하여 수지가 유입되면 수지가 강화 섬유 복합재에 함침되면서 도 3에 도시된 캐비티(5)의 우상향 방향으로 진행된다. 상기와 같이 수지가 주입됨에 따라 내부의 기포가 밀려나게 되고 캐비티(5)의 우측 상단에 함침된다.

상기 캐비티(5)의 우측 상단부에는 상기 상부금형(3) 내에 형성된 에어챔버(10)를 구비한다. 수지가 주입되어 밀려난 기포가 수지가 진행하는 방향인 우상향으로 같이 이동하다가 상기 에어챔버(10)를 통해 빠져나가게 된다. 상기 에어챔버(10)로 기포가 전달되면 상기 기포를 외부로 배출시키기 위하여 에어가이드(20)가 에어챔버(10)의 일면으로부터 외부로 연결되어 있다. 따라서, 수지를 주입하는 과정에서 발생된 기포는 수지가 주입되는 압력에 의하여 자연스럽게 에어챔버(10)로 이동하게 되고, 에어챔버(10)로부터 에어가이드(20)를 통하여 외부로 이동될 수 있게 된다. 상기 에어가이드(20)를 통하여 전달된 기포는 상부금형(3)에 형성된 에어홀(30)에 의하여 최종적으로 외부로 배출된다. 이와 같은 과정을 통하여, 캐비티(5) 내부에 기포를 모두 제거할 수 있어 기포제거를 별도로 할 필요가 없으므로 생산성이 증대될 수 있다.

본 개시내용의 실시예에 따른 차량용 휀더 제조 금형에 있어서, 상기 에어챔버(10)는 바람직하게는 상부로 연장되되 상부의 폭이 하부의 폭보다 좁게 형성되는 것을 특징으로 한다. 이는 하부로부터 집합되는 기포를 응집하여 에어가이드(20)를 통하여 쉽게 배출하기 위함이다.

상기 에어챔버(10)의 상부에 에어가이드(20)가 연결되도록 하여 기포가 에어챔버(10)의 상부로 이동하여 에어가이드(20)를 통해 빠져나가도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 에어가이드(20)는 상부로 연장되어 직각으로 절곡되는 형상을 가지도록 하여 그 일단이 에어챔버(10)의 상단과 연결되고 타단이 외부와 연결되도록 구성할 수 있다. 여기서, 상기 에어가이드(20)는 또한 T형상을 가지도록 하여 그 타단이 두 방향으로 외부와 연결되도록 구성할 수도 있다. 상기 에어가이드(20)가 상부금형(3)의 상부 플레이트를 관통하여 기포를 외부로 배출되는 것이 아니라, 상부금형의 에어홀(30)을 통해 외부로 배출되도록 하기 위함이다.

또한, 상기 상부금형(3)과 상기 하부금형(1)은 온도가 100-250℃로 유지되는 온간성형방법으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 여기서, 온간성형은 고온으로 금형 표면을 균일하게 가열하여 성형한 뒤 냉각시켜 성형품을 얻는 방법으로, 바람직하게는 상기 100-250℃의 온도가 유지된 상태로 온간성형을 함으로써 생산되는 성형품의 불량률을 낮춰 생산성을 증대시킬 수 있다는 장점이 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 하부금형
3 : 상부금형
5 : 캐비티
7 : 수지주입홀
10 : 에어챔버
20 : 에어가이드
30 : 에어홀

Claims (5)

1. 섬유 복합재가 적재되는 하부금형;
   상기 하부금형의 상부에 포개지는 상부금형;
   상기 하부금형과 상기 상부금형의 일측에 형성된 수지주입홀;
   상기 하부금형과 상기 상부금형 사이에 형성되며, 상기 수지주입홀을 통해 수지가 유입되는 캐비티;
   상기 캐비티의 상측에 형성되고, 상기 캐비티로부터 기포가 방출되는 에어챔버; 및
   일단은 상기 에어챔버의 일면에 연결되며, 타단은 외부와 연통되어 기포를 배출시키는 에어가이드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 휀더 제조 금형.
2. 제1항에 있어서,
   상기 에어챔버는 상부로 연장되되, 상부의 폭이 하부의 폭보다 좁게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 휀더 제조 금형.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 에어가이드는 상기 에어챔버의 상단에 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 휀더 제조 금형.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 에어가이드는 T형상 또는 상부로 연장되어 직각으로 절곡되는 형상으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 휀더 제조 금형.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 상부금형과 상기 하부금형은 온도가 100-250℃로 유지되는 온간성형방법이 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 휀더 제조 금형.

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