KR20190123417A - 자동차 내장재 성형장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축 성형 및 사출 성형을 통해 자동차 내장재를 제조하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 표피재와 같은 원단/섬유를 트리밍 할 때의 커팅면이 표피재의 위치를 정확히 세팅시켜주는 로케이션 역할을 하여 별도의 로케이션 핀이 필요 없는 자동차 내장재 성형장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

자동차 내장재 성형장치 및 방법{vehicle interior material forming apparatus and method of forming the same}

본 발명은 압축 성형 및 사출 성형을 통해 자동차 내장재를 제조하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 표피재와 같은 원단/섬유를 트리밍 할 때의 커팅면이 표피재의 위치를 정확히 세팅시켜주는 로케이션 역할을 하여 별도의 로케이션 핀이 필요 없는 자동차 내장재 성형장치 및 방법에 관한 것이다.

종래 섬유 패널을 압축 성형 및 사출 성형을 통해 자동차 내장재를 제조하는 장치 및 방법으로서 예컨대 특허문헌(국제공개번호 WO2013-033024호)에 공지된 것이 제안되어 있다.

도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 압축 성형을 용이하게 하기 위해, 섬유 패널(128)은 공동(124)의 제1 표면(122) 상에 배치되고, 제2 주형 요소(120)가 방향(130)을 따라 제1 주형 요소(118)를 향해 이동됨에 따라 제1 표면(122)과 제2 표면(126) 사이에서 압박된다. 압박 공정 동안, 패널(128)은 (예를 들어, 가열된 주형 조립체(116)를 통해) 가열되며, 이로써 열경화성 수지가 경화되게 된다. 결과적으로, 주형 공동(124)의 형상을 따르는 실질적 강성 복합 패널이 형성된다.

예시된 실시예에서, 주형 조립체(116)는 제2 주형 요소(120)가 제1 주형 요소(118)에 근접할 때까지, 섬유 패널(128)을 원하는 위치에 보유하도록 구성되는 진퇴식 핀 조립체(132)를 포함한다. 예시된 바와 같이, 진퇴식 핀 조립체(132)는 섬유 패널(128)을 제1 주형 요소(118)에 고정시키기 위해, 섬유 패널(128)을 관통하도록 구성되는 다수의 보유 핀(134)을 포함한다.

진퇴식 핀 조립체(132)는 또한, 주형 요소가 서로 분리되고, 섬유 패널이 주형 공동으로부터 제거된 후에, 보유 핀(134)을 연장시키도록 구성되는 액추에이터(140)를 포함한다.

물론, 보유 핀(134)으로 보유하기 전에 섬유 패널의 적어도 하나의 에지가 원하는 치수로 트리밍 된다.

이러한 종래기술에 의하면 다음과 같은 문제가 있다.

외부에서 섬유 패널을 원하는 형상으로 트리밍하는 공정과, 이 트리밍한 섬유 패널을 주형 조립체의 보유 핀(134)으로 옮기는 공정, 보유 핀을 진퇴시켜 홀을 형성시키는 공정 등 장비와 공정수가 증가되는 단점이 있다.

또한, 표피재인 경우 표면이 보이기 때문에 홀 가공이 어려워 금형 내 보유 핀(134) 상에 정확한 위치(로케이션)가 어려워, 표피재인 경우 인서트가 불합리하다.

또한, 보유 핀(134)이 철수된 홀에는 사출되는 수지가 충전되는데, 이 충전의 평탄도에 따라 내장재의 품질 레벨이 달라지게 된다.

국제공개번호 WO2013-033024호

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 하나의 금형에서 트리밍 및 성형 사출이 가능할 뿐 아니라 트리밍 되는 커팅면이 원단의 위치를 정확히 맞추는 역할도 하는 자동차 내장재 성형장치 및 방법을 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 청구항 1에 기재된 자동차 내장재 성형장치는, 원단이 설치되는 하면에 성형홈과 트리밍홈이 형성되는 가동 상형; 수지주입구와 캐비티가 형성되는 고정 하형; 상기 트리밍홈 내에 삽입되어 상기 원단을 커팅시키는 커팅무빙코어; 상기 고정 하형에 고정되어 상기 커팅무빙코어를 가이드하는 포스트; 상기 커팅무빙코어를 작동시키는 액츄에이터;를 포함한다.

본 발명의 청구항 2에 기재된 자동차 내장재 성형장치에 있어서, 상기 가동 상형과 상기 고정 하형이 형개된 상태에서 상승한 상기 커팅무빙코어는 트리밍된 스크랩과 트리밍된 원단을 지지한다.

본 발명의 청구항 3에 기재된 자동차 내장재 성형장치에 있어서, 상기 커팅무빙코어의 상승은 상기 액츄에이터의 구동에 의해 작동되고, 상기 커팅무빙코어의 하강은 상기 액츄에이터에 형성된 릴리프 밸브를 오픈시킨 상태에서 상기 가동 금형의 하강력에 의해 작동된다.

본 발명의 청구항 4에 기재된 자동차 내장재 성형방법은, 중심엔 성형홈, 주변엔 트리밍홈이 형성된 가동 상형의 하면에 예열된 원단을 설치하는 단계; 상기 가동 금형과 형개된 고정 하형에 배치된 커팅무빙코어를 상승시켜 상기 트리밍홈에 삽입 커팅시켜 트리밍된 스크랩과 트리밍된 원단을 동시에 지지시키는 단계; 상기 트리밍된 스크랩과 원단을 지지한 채 상기 가동 상형과 상기 커팅무빙코어를 하강시켜 상기 가동 상형과 상기 고정 하형을 형폐시키면서 상기 트리밍된 원단을 성형시키는 단계; 상기 트리밍된 원단을 성형한 후 상기 고정 하형을 통해 수지를 주입해서 배면에 사출시키는 단계;를 포함한다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

가동 상형과 상기 고정 하형이 형개된 상태에서 상승한 커팅무빙코어가 트리밍하는 동시에 트리밍된 스크랩과 트리밍된 원단을 지지한 채 형폐시켜 성형 및 사출함으로써, 사출 금형 내에서 원단 커팅으로 공정 축소뿐 아니라, 사출 금형 내에서 트리밍 커팅면이 트리밍된 원단의 가장자리를 잡아주어 성형될 정확한 위치(로케이션) 역할을 하기 때문에 종래와 같이 보유 핀 필요 없어 표피재와 같은 원단 세팅도 가능하다.

또한, 액츄에이터에 의해 상승한 커팅무빙코어의 작동력을 해제하고 릴리프 밸브를 오픈시킴으로써, 가동 금형의 형폐와 연동하여 커팅무빙코어도 부드럽게 하강되어 액츄에이터 헤드를 보호할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차 내장재 성형장치를 도시한 개략 단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차 내장재 성형방법을 개략적으로 도시한 공정도.
도 3은 종래 섬유 패널이 보유 핀을 통해 주형 조립체의 주형 요소에 고정되는 개략도.
도 4는 도 3에서 보유 핀이 후퇴된 주형 조립체의 개략도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하되, 종래의 것과 동일한 부분에 대해서는 종래의 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차 내장재 성형장치를 도시한 개략 단면도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차 내장재 성형방법을 개략적으로 도시한 공정도이다.

본 발명의 실시예에 따른 자동차 내장재 성형장치(1)는 도 1에 도시한 바와 같이, 가동 상형(10)과 고정 하형(30), 커팅무빙코어(50), 고정 하형(30)에 고정되어 커팅무빙코어(50)를 가이드하는 포스트(70), 커팅무빙코어(50)를 작동시키는 액츄에이터(미도시)를 포함한다.

가동 상형(10)은 성형 금형으로서 그 하면에 원단(3)이 배치된다.

즉, 가동 상형(10)의 중심에는 성형홈(11)이 형성되고, 성형홈(11)의 주변에는 트리밍홈(13)이 형성되고, 트리밍홈(13) 주변에는 핀(15)이 설치되어 있다.

성형홈(11)은 트리밍된 원단(5)이 형폐되면서 원하는 형상으로 성형되는 홈이다.

트리밍홈(13)은 커팅무빙코어(50)가 삽입되면서 커팅한 트리밍 스크랩(4)이 배치되는 홈이다.

핀(15)은 최초 원단(3)이 가동 상형(10)의 하면에 고정 배치되는 구성으로서, 이 핀(15)에 꽂힌 커팅 원단도 스크랩(6)이다.

고정 하형(30)은 사출 금형으로서, 그 중심엔 성형홈(11)과 형폐되는 캐비티(31)와, 이 캐비티(31)로 수지를 충전시키는 수지주입구(33)가 형성되어 있다.

커팅무빙코어(50)는 중공 형상의 박스 형상으로서, 고정 하형(30)에 고정된 포스트(70)를 따라 승강 가능하게 설치되어 있다.

커팅무빙코어(50)의 상단이 트리밍홈(13)에 삽입되면서 원단을 커팅하면, 트리밍된 스크랩(4)은 커팅무빙코어(50)의 상단에 놓이고, 트리밍된 원단(5)의 둘레는 커팅무빙코어(50)의 커팅 내측면의 둘레에 지지되게 된다.

따라서, 커팅무빙코어(50)는 트리밍 하는 동시에 트리밍된 원단(5)의 둘레를 지지시킨 채 가동 상형(10)과 함께 하강되어, 가동 상형(10)과 고정 하형(30) 간의 형폐에 따른 성형 및 사출할 위치를 정확히 잡아주는 역할을 한다.

액츄에이터(미도시)는 실린더와 피스톤으로 이루어진 구동실린더가 바람직하다.

액츄에이터(미도시)는 트리밍을 위한 커팅무빙코어(50)의 승강 구동 제어가 주된 역할이다.

물론, 액츄에이터(미도시)가 커팅무빙코어(50)의 하강 작동시킬 수도 있지만, 본 실시예에서는 가동 상형(10)의 하강속도가 커팅무빙코어(50)의 하강속도보다 더 빠를 때 강하게 누르는 힘에 의해 액츄에이터(미도시)의 헤드에 무리가 갈 수 있어, 이를 보호하기 위하여 액츄에이터(미도시)의 유압 또는 공압 회로 상의 릴리프 밸브(미도시)를 오프시킨 상태에서 가동 상형(10)의 형태와 연동하여 커팅무빙코어(50)를 하강시킨다.

이하에서는 전술한 본 실시예에 따른 차량 내장재 성형장치를 이용해서 내장재 성형 방법을 도 2를 참조해서 설명한다.

먼저, 도 2(a)와 같이 가동 상형(10)과 고정 하형(30)이 형개된 상태에서 가동 상형(10)의 핀(15)에 원단(3), 특히 예열된 원단(3)을 설치한다.

예열된 원단(3)이 가동 상형(10)에 설치된 상태에서, 도 2(b)와 같이 포스트(70)에 대해 커팅무빙코어(50)를 액츄이에터(미도시)의 작동으로 상승시켜 트리밍홈(13) 내로 삽입시킨다.

트리밍홈(14) 내로 삽입되는 커팅무빙코어(50)의 측면과 트리밍홈(13)의 측면이 서로 엇갈리면서 커팅 트리밍한 스크랩(4)를 따낸다.

그러면, 스크랩(4)를 제외한 트리밍된 원단(5)은 커팅무빙코어(50)의 커팅면 상에 지지되게 된다.

즉, 커팅무빙코어(50)가 트리밍홈(13)에 삽입되면서 트리밍과 동시에 트리밍된 원단(5)을 잡아주는 역할을 한다.

이처럼 커팅무빙코어(50)가 트리밍된 원단(5)을 성형 사출될 위치로 정확히 안내시키는 역할을 하게 됨으로써, 공정을 축소시키고 별도의 로케이션 핀이 필요 없게 된다.

커팅무빙코어(50)에 의해 스크랩(4)과 트리밍된 원단(5)이 지지된 채, 도 2(c)와 같이 고정 하형(30)과의 형폐를 위해 가동 상형(10)을 하강시켜 트리밍된 원단(5)를 성형홈(11) 내에서 성형시킨다.

이때, 액츄에이터(미도시)의 작동을 중지하고 릴리프 밸브(미도시)를 오픈시켜서 가동 상형(10)의 하강과 연동해서 포스트(70)를 따라 자연스럽게 커팅무빙코어(50)을 하강시키는 게 액츄에이터 헤드의 무리를 없앤다.

가동 상형(10)이 고정 하형(30)에 형폐된 상태에서 도 2(d)와 같이 수지주입구(33)를 통해 캐비티(31)가 충전된다.

충전된 수지(7)는 트리밍된 원단(5)의 배면 또는 배면과 가장자리에 일체로 사출 형성되게 된다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세히 설명하고자 하지만, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

1 : 자동차 내장재 성형장치 3 : 최초 원단
4 : 트리밍된 스크랩 5 : 트리밍된 원단
6 : 스크랩 7 : 충전된 수지
10 : 가동 상형 11 : 성형홈
13 : 트리밍홈 15 : 핀
30 : 고정 하형 31 : 캐비티
33 : 수지주입구 50 : 커팅무빙코어
70 : 포스트

Claims (4)

1. 원단이 설치되는 하면에 성형홈과 트리밍홈이 형성되는 가동 상형;
   수지주입구와 캐비티가 형성되는 고정 하형;
   상기 트리밍홈 내에 삽입되어 상기 원단을 커팅시키는 커팅무빙코어;
   상기 고정 하형에 고정되어 상기 커팅무빙코어를 가이드하는 포스트;
   상기 커팅무빙코어를 작동시키는 액츄에이터;를 포함하는 자동차 내장재 성형장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 가동 상형과 상기 고정 하형이 형개된 상태에서 상승한 상기 커팅무빙코어는 트리밍된 스크랩과 트리밍된 원단을 지지하는 자동차 내장재 성형장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 커팅무빙코어의 상승은 상기 액츄에이터의 구동에 의해 작동되고,
   상기 커팅무빙코어의 하강은 상기 액츄에이터에 형성된 릴리프 밸브를 오픈시킨 상태에서 상기 가동 금형의 하강력에 의해 작동되는 자동차 내장재 성형장치.
   
4. 중심엔 성형홈, 주변엔 트리밍홈이 형성된 가동 상형의 하면에 예열된 원단을 설치하는 단계;
   상기 가동 금형과 형개된 고정 하형에 배치된 커팅무빙코어를 상승시켜 상기 트리밍홈에 삽입 커팅시켜 트리밍된 스크랩과 트리밍된 원단을 동시에 지지시키는 단계;
   상기 트리밍된 스크랩과 원단을 지지한 채 상기 가동 상형과 상기 커팅무빙코어를 하강시켜 상기 가동 상형과 상기 고정 하형을 형폐시키면서 상기 트리밍된 원단을 성형시키는 단계;
   상기 트리밍된 원단을 성형한 후 상기 고정 하형을 통해 수지를 주입해서 배면에 사출시키는 단계;를 포함하는 자동차 내장재 성형방법.
   

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