KR20230069942A - 차량 배터리용 용기의 성형 방법 - Google Patents

Abstract

차량 배터리용 용기(9)의 성형 방법은, 각개의 정합 표면(conformation surface)(13)을 가지는 제1 반쪽-금형(half-mould)(11)과 제2 반쪽-금형(12)을 포함하는 금형(10)을 제공하는 단계; 상기 제1 반쪽-금형(11)의 정합 표면(13)에 대해 제1 층(1)을 카운터-성형(counter-shaping)하는 단계; 상기 제1 층(1)에 열경화성 매트릭스(3)와 상기 열경화성 매트릭스 내에 분산된 보강 재료를 포함하는 폴리머 재료의 제2 층(2)을 결합하는 단계; 상기 제1 층(1)과 제2 층(2)을 동시에 성형하기 위해 상기 제1 층(1)과 제2 층(2)이 상기 정합 표면들(13) 사이에 개재된 상태로 상기 금형(10)을 폐쇄하는 단계; 및 상기 금형(10)이 폐쇄된 상태에서, 상기 제1 층(1)과 제2 층(2)이 서로 접착되어 상기 용기(9)가 제조되도록 상기 매트릭스(3)를 열경화시키는 단계;를 포함한다.

Description

차량 배터리용 용기의 성형 방법

본 발명은 차량 배터리, 예를 들어 자동차의 배터리 팩용 용기의 성형 방법에 관한 것이다.

자동차 산업을 위한 구성요소들의 성형 공정의 맥락에서, 특허문서 JP2893896B2는 전자기 방사선에 대한 차폐 특성을 가지며 서로 접착된 폴리머 재료의 제1 층과 (전자기 차폐 특성을 부여하는) 알루미늄 포일의 제2 층을 포함하는 (주로 평면 형상을 가지는) 복합 패널들(composite panels)의 성형을 설명한다. 이렇게 만들어진 복합 패널들은 일반적으로 교란 및/또는 오작동을 일으킬 수 있는 전자기장으로부터 차량의 전기 및/또는 전자 장비를 보호하는 데 사용된다.

전형적으로, 사용된 전술한 폴리머 재료는 열경화성 수지의 매트릭스와 매트릭스 내에 분산된 복수의 유리 섬유 보강 요소들을 포함한다. 미가공 상태(즉, 성형 공정 전)의 폴리머 재료는 일반적으로 가소성 상태이고 패널 또는 시트(sheet) 형태(전문 용어로 "시트 성형 화합물(SMC: sheet molding compound)"로 정의됨)이다.

앞서 언급된 성형(moulding)에서, 미가공 폴리머 재료는 순수 알루미늄 시트와 함께 금형 내에 삽입되며, 알루미늄 시트는 폴리머 재료와 직접 접촉되도록 배치된다. 그 다음에, 금형은 폐쇄되고 가열되어 수지를 열경화시키고 2개의 층들이 서로 접착되도록 만든다.

(전자기 차폐를 요구하는) 차량 배터리용 용기의 생산을 위한 성형 공정들의 맥락에서, 출원인은 일반적으로 (예를 들어, 바닥 및 바닥으로부터 시작하여 바닥 자체에 대해 실질적으로 수직으로 연장된 측벽들을 가지는) 탱크 형상을 가지는 전체 컨테이너를 단일의 성형 단계(즉, 폴리머 재료의 층과 금속 재료의 층에 최종 형상이 주어지고 전술한 2개의 층들이 함께 견고하게 접착되는 단일의 단계)를 가지는 공정에 의해 성형할 필요성을 느꼈다.

이러한 방식에서는, 예를 들어 (예를 들어 공지된 바닥과 개별의 벽들을 별도로 만들기 위한 복합 패널들의 알려진 성형 공정에 의해) 실질적으로 평면 형상의 각각의 개별 부분에 대한 성형 단계와 용기를 만들기 위해 부품들의 후속 조립을 포함하는 공정에 대해, 전체 용기를 제조하기 위한 시간 및/또는 비용을 제한하는 것이 실제로 가능하다. 또한, 단일 성형 공정에 의해 얻어진 용기는 실질적으로 평면의 단일 부품들을 조립함으로써 만들어진 용기보다 더 우수한 구조적 강도 및/또는 경량 특성을 가진다.

이와는 반대로, 본 출원인은 전술한 JP2893896B2에서 설명된 복합 패널들의 성형 공정이 예를 들어 전술한 탱크 형상과 같은 실질적으로 비평면 형상을 가지는 완제품들을 제조하는 데 적합하지 않다는 것을 발견했다. 실제로, 본 출원인에 의해 실험적으로 관찰된 바와 같이, 폴리머 재료의 층과 순수 알루미늄 시트가 실질적으로 평면 제품이 아닌 용기(예를 들어, 탱크)를 형성하도록 형상화된 캐비티(cavity)를 가지는 금형 내에 동시에 삽입되고 금형이 폐쇄된 때, 알루미늄 시트는 (폴리머 재료의 층에 대한 알루미늄 시트의 위치에 관계없이) 찢어지기 쉽고, 결과적으로 제조된 제품이 거절되거나 전자파 차폐가 부족하게 된다.

어떠한 이론에도 제한되지 않고, 본 출원인은 이러한 상황에서 가소성 상태의 폴리머 재료(예를 들어, 열경화성 수지)의 층의 슬라이딩이 알루미늄 시트에 높은 전단력 및/또는 압축력을 발생시키고, 이는 특히 실질적으로 수직으로 연장되는(즉, 반쪽-금형들(half-moulds)의 이동 방향에 실질적으로 평행한) 용기의 측벽들을 형성하는 반쪽-금형들의 표면 부분들과 (용기의 측벽들과 바닥이 만나는) 작은 곡률반경을 가지는 에지들에서 전술한 알루미늄 시트의 찢어짐을 발생시킨다고 믿고 있다.

따라서, 본 출원인은 용기의 기계적 강도 및/또는 경량성 및 전자파 차폐 특성들을 동시에 보장하면서 간단하고 신속하며 경제적인 방식으로 차량 배터리용 용기를 구현하는 문제에 직면하였다.

본 출원인에 따르면, 상기 문제는 첨부된 청구항들에 따른 및/또는 다음의 특징들 중 하나 이상을 가지는 차량 배터리용 용기의 성형 방법에 의해 해결된다.

일 측면에 따르면, 본 발명은 차량 배터리용 용기의 성형 방법에 관한 것이다. 상기 방법은:

- 제1 반쪽-금형(half-mould)과 제2 반쪽-금형을 포함하는 금형을 제공하는 단계로서, 각각의 반쪽-금형은 서로 마주보는 각개의 정합 표면(conformation surface)을 가지는, 단계;

- 상기 제1 반쪽-금형의 정합 표면에 금속 재료의 제1 층을 결합하는 단계;

- 상기 제1 반쪽-금형의 정합 표면에 대해 상기 제1 층을 카운터-성형(counter-shaping)하는 단계;

- 다음으로, 열경화성 매트릭스와 상기 열경화성 매트릭스 내에 분산된 보강 재료를 포함하는 폴리머 재료의 제2 층을 상기 제1 층에 결합하는 단계;

- 다음으로, 상기 제1 층과 제2 층을 동시에 성형하기 위해 상기 제1 층과 제2 층이 상기 정합 표면들 사이에 개재된 상태로 상기 제1 반쪽-금형과 제2 반쪽-금형을 서로에 대하여 가압함으로써 상기 금형을 폐쇄하는 단계; 및

- 상기 금형이 폐쇄된 상태에서, 상기 제1 층과 제2 층이 서로 접착되어 상기 용기가 제조되도록 상기 제2 층의 상기 매트릭스를 열경화시키는 단계;를 포함한다.

어떠한 이론에도 제한되지 않고, 본 출원인은 반쪽-금형의 정합 표면에 대해, 가능하게는 거친 방식으로, 제1 층을 카운터-성형하는 단계는 실질적으로 제1 층의 전체 표면 연장에 대한 성형 중에(즉, 2개의 반쪽-금형들이 서로에 대해 가압될 때) 제1 층에 작용하는 압축 응력 성분의 적어도 일부를 반쪽-금형에 언로드할 수 있도록 제1 층을 반쪽-금형에 충분히 가깝게 배치하는 것을 허용한다고 믿는다. 이러한 방식으로, 제1 층에 가해지는 총 응력이 전반적으로 감소되며, 이는 전술한 찢어짐을 방지하면서, 성형 단계 중에 플라스틱 형태의 제2 층의 슬라이딩으로 인한 압축력과 전단력의 결합된 작용을 보다 효과적으로 견딜 수 있게 한다.

따라서, 아직 순수한 알루미늄 시트와 함께 2개의 반쪽-금형들을 서로를 항해 직접 가압하여 실질적으로 평면의 복합 패널들을 만드는 (즉, 2개의 반쪽-금형들 중 하나의 표면에 대해, 거칠게 만들어 지지도 않고, 어떠한 카운터-성형도 없는) 알려진 기술의 공정들에는 존재하지 않는, 전술한 제1 층 만의 카운터-성형 단계를 도입함으로써, (바람직하게는 2개의 층들의 성형과 매트릭스의 열경화를 포함하는) 단일의 성형 단계를 가지는 공정에서 전체 용기를 제조하는 것이 가능하다.

또한, 상기 제1 반쪽-금형에 대한, 즉 성형 단계에서 연속적으로 사용되는 동일한 반쪽-금형 상에서, 제1 층 만의 초기 카운터-성형 덕분에, 전체 공정의 복잡성 및/또는 지속 시간 및/또는 비용이 감소한다.

기하학적 요소들(예컨대, 직선, 평면, 표면 등)에 대해 '실질적으로 수직'이라는 것은 이러한 요소들이 90°+/- 15°, 바람직하게는 90°+/- 10°의 각도를 형성한다는 것을 의미한다.

전술한 기하학적 요소들에 대해 '실질적으로 평행하다'라는 것은 이러한 요소들이 0°+/- 15°, 바람직하게는 0°+/- 10°의 각도를 형성한다는 것을 의미한다.

본 발명은 상기한 측면들 중 하나 이상에서 다음의 바람직한 특징들 중 하나 이상을 가질 수 있다.

일 실시예에서, 상기 방법은 상기 제2 반쪽-금형과 구별되며, 상기 제1 반쪽-금형의 정합 표면에 대해 실질적으로 카운터-성형되고 상기 제1 반쪽-금형의 정합 표면을 마주보는 각개의 정합 표면을 가지는 카운터-성형 몸체를 제공하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 제1 층을 카운터-성형하는 단계는 상기 카운터-성형 몸체에 의해 수행되고, 상기 제1 반쪽-금형과 카운터-성형 몸체의 각개의 정합 표면들 사이에서 상기 제1 층을 가압하도록 상기 제1 반쪽-금형과 상기 카운터-성형 몸체를 상호 접근시키는 단계를 포함한다.

일반적으로, 상기 카운터-성형 몸체는 제1 반쪽-금형보다 작은 치수 및/또는 무게를 가지며, 및/또는 완성 제품을 형성하기 위해 고압을 가할 필요가 없고 상기 제1 층에 예비 성형만 제공하기 때문에 핸들링될 제2 반쪽-금형의 전형적인 시스템들과 추력을 요구하지 않는다. 또한, 상기 카운터-성형 몸체는 제1 층을 가열하기 위한 가열 시스템들을 요구하지 않는다.

예를 들어, 상기 카운터-성형 몸체는 제1 반쪽-금형의 정합 표면에 제1 층을 결합시키는 로봇 아암에 직접 장착될 수 있다.

이러한 방식에서는, 상기 카운터 성형이 빠르고 쉽게 수행된다.

일 실시예에서, 상기 제1 층의 카운터-성형 단계는 상기 제2 반쪽-금형에 의해 수행된다. 이러한 방식에서는, 더 이상의 가동 요소들(및 임의의 각개의 핸들링 시스템들)이 제공되지 않는다.

바람직하게는, 상기 카운터-성형 단계는 상기 제1 반쪽-금형과 제2 반쪽-금형의 각개의 정합 표면들 사이에서 상기 제1 층을 가압하도록 상기 제1 반쪽-금형과 제2 반쪽-금형을 상호 접근시키는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 방법은, 상기 제2 층을 결합하는 단계 전에, 상기 제1 반쪽-금형과 제2 반쪽-금형을 서로 멀어지게 이동시키는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 방법은, 적어도 상기 금형을 폐쇄하는 단계 후에, 바람직하게는 상기 매트릭스를 열경화시키는 단계 중에, (상기 금형이 폐쇄된 때) 상기 제1 반쪽-금형과 제2 반쪽-금형의 상기 정합 표면들에 의해 형성된 상기 금형의 성형 캐비티(moulding cavity) 내에 감압(depression)을 적용하는 단계를 포함한다. 이러한 방식에서, 상기 매트릭스의 열경화 공정의 결과로서 방출되는 가스들로 인한 기포들의 생성(이는 예를 들어 기형(malformation) 및/또는 제1층과 제2층 사이의 접착 불량과 같은 완성된 제품에 결함으로 이어질 수 있음)이 감소 및/또는 방지된다.

"감압을 적용한다(applying a depression)"라는 표현은 일반적으로 성형 캐비티로부터 공기를 흡입함으로써(즉, 진공을 만들어서) 캐비티 내부에 대기압보다 낮은 압력을 설정하는 것을 의미한다.

바람직하게는, 상기 금속 재료는 알루미늄 또는 알루미늄 합금이다(이들은 가볍고 동시에 강하다). 바람직하게는, 상기 카운터-성형 전의 상기 제1 층의 두께는 0.05mm 이상, 및/또는 0.5mm 이하이다.

바람직하게는, 상기 제1 층은 바람직하게는 상기 제1 층의 전체 표면 연장에 걸쳐 규칙적인 패턴에 따라 배치되고 균일하게 분포된 복수의 관통 구멍들을 포함한다. 상기 구멍들은 상기 제1 층과 제2 층 사이에서 발생되는 가스들에 기인한 전술한 기포들의 제거를 용이하게 한다. 또한, 본 출원인은 상기 구멍들의 존재가 제1 층과 제2 층 사이의 접착을 용이하게 한다는 것을 발견하였는데, 그 이유는 제2 층의 매트릭스가 여전히 가소성 상태일 때 구멍들 내부로 (부분적으로 또는 완전히, 심지어 제1 층의 반대쪽 면상에 퍼지도록) 침투하고 그 다음에 열경화 중에 이 구멍들 내부에서 경화되어 2개의 층들 사이에 조인트를 생성하기 때문이다.

상기 구멍들의 크기와 밀도는 차폐하려는 전자파 대역에 따라 결정된다.

바람직하게는, 상기 제1 층은, 상기 카운터-성형 전에, 평평한 시트이다.

바람직하게는, 상기 제1 층은, 상기 카운터-성형 전에, 엠보싱(embossing)을 가진다. 예를 들어, 상기 제1 층은, 상기 카운터-성형 전에,

전형적으로 마름모꼴, 또는 타원형의 형상을 가지는 양각부들(및 반대편에 오목부들)을 생성하기 위해 펀칭(punching)을 거친 평평한 시트로부터 유래된다. 전형적으로, 상기 양각부들(reliefs)은 평평한 시트의 전체 표면 연장에 걸쳐 규칙적인 패턴에 따라 배치되고 균일하게 분포된다. 바람직하게는, 엠보싱된 표면과 엠보싱되지 않은 표면 사이의 비율은 50%보다 크다. 이러한 방식으로, 상기 제1 층의 카운터-성형 단계 및/또는 후속 형성 단계가 용이하게 된다. 사실, 엠보싱은, 양각부들의 존재 덕분에, 상기 반쪽-금형의 정합 표면에 더 쉽게 맞춰질 수 있게 하여, 상기 제1 층의 과도한 협착 및/또는 파손의 위험을 감소시킨다.

일 실시예에서, 바람직하게는 상기 카운터-성형 전에, 상기 제2 층을 결합하는 단계 후 상기 제2 층을 향해 마주보게 되는 상기 제1 층의 면 상에 접착제 층을 배치하는 단계가 제공되며, 상기 접착제 층은 바람직하게는 (가열되었을 때 활성화되는) 감열성 접착제(heat sensitive adhesive)이다. 이러한 방식으로, 상기 매트릭스의 열경화 중에 2개의 층들 사이의 접착이 향상된다.

바람직하게는, 상기 매트릭스는 바람직하게는 폴리머 합성 수지, 더욱 바람직하게는 폴리에스테르 수지, 비닐 에스테르 수지, 에폭시 수지로부터 선택된 폴리머 합성 수지로 만들어진다.

바람직하게는, 상기 보강 재료는 유리 섬유, 탄소 섬유, 케블러(Kevlar) 중 하나이다.

바람직하게는, 상기 제2 층을 결합하는 단계는 상기 용기의 기하구조에 따라 상기 제2 층의 전체 질량을 분배하는 것을 포함한다. 이러한 방식으로, 원하는 최종 두께를 가지는 용기가 생성된다.

바람직하게는, 상기 열경화 전의(예를 들어 상기 제1 층에 결합된 때의) 상기 제2 층은 실질적으로 상기 반쪽-금형들의 이동 방향을 따라서 서로 중첩된 하나 이상의 SMC 시트들을 포함한다. 이러한 방식으로, 상기 제2 층은 상기 금형 내에 쉽게 삽입되고 분배된다.

일 실시예에서, 상기 열경화 전의(예를 들어 상기 제1 층에 결합된 때의) 상기 제2 층은 하나 이상의 BMC(bulk moulding compound) 블록들을 포함한다. SMC와 달리, 미가공 상태의 BMC는 미리 결정된 형상을 가지지 않은 페이스트 형태로 제공된다.

도 1 내지 4는 본 발명에 따른 성형 방법의 몇몇 예시적인 단계들을 순전히 개략적인 방식으로 보여주며;
도 5는 도 1 내지 4의 방법에 의해 얻어진 배터리용 용기를 순전히 개략적인 방식으로 보여준다.

본 발명의 특징들과 이점들은 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 비제한적 예로서 제시된 몇몇 실시예들의 다음의 상세한 설명에 의해 더욱 명확해질 것이다.

도 5를 참조하면, 참조번호 9는 본 발명의 성형 방법에 의해 얻어질 수 있는 차량(미도시)의 배터리(미도시)용 용기(container)를 전체적으로 가리킨다.

예시적으로, 상기 용기(9)는 금속 재료(예를 들어, 알루미늄)의 제1 층(1)으로부터 시작하여 만들어진 제1 부분(91)과 폴리머 재료의 제2 층(2)으로부터 시작하여 만들어진 제2 부분(92)을 포함하며, 상기 폴리머 재료의 제2 층(2)은, 성형 공정을 수행하기 전에(특히, 적어도 아래에서 설명되는 열경화 단계 전에), 열경화성 매트릭스(3)와 상기 매트릭스(3) 내에 분산된 보강 재료(예시적으로 점선들에 의해 순전히 개략적인 방식으로 도시됨)를 포함한다. 예시적으로, 상기 매트릭스(3)는 폴리에스테르 수지, 비닐 에스테르 수지, 에폭시 수지 중에서 선택된 합성 폴리머 수지로 제조되고, 상기 보강 재료는 유리 섬유, 탄소 섬유, 케블러(Kevlar) 중 하나이다.

이하에서, 본 발명에 따른 성형 방법이 이 방법에서 사용되는 요소들의 몇몇 섹션들을 순전히 개략적인 방식으로 보여주는 도 1-4를 참조하여 설명된다.

가장 먼저, 성형 방법은 예시적으로 제1 반쪽-금형(half-mould)(11)과 제2 반쪽-금형(12)을 포함하는 금형(10)을 제공하는 단계를 포함하며, 각각의 반쪽-금형(11, 12)은 서로 마주보는 각개의 정합 표면(conformation surface)(13)을 가진다. 예시적으로, 상기 제1 반쪽-금형(11)은 아래에 배치되고 돌출부를 포함하는 정합 표면을 가지며, 상기 제2 반쪽-금형(12)은 위에 배치되고 오목부를 포함하는 정합 표면을 가진다. 본 발명은 또한 제1 반쪽-금형이 오목부를 포함하는 정합 표면을 가질 수 있으며 및/또는 제1 반쪽-금형이 위에 배치될 수 있는 추가 실시예들(미도시)을 고려한다.

따라서, 예시적으로, 금속 재료의 제1 층(1)을 상기 제1 반쪽-금형(11)의 정합 표면(13)에 결합시키는 단계가 제공된다. 예시적으로, (도시되지는 않았지만) 상기 제1 층(1)은 전체 표면 연장에 걸쳐 규칙적인 패턴에 따라 배치되고 균일하게 분포된 복수의 관통 구멍들을 포함한다.

예시적으로, 도 1에는, 상기 제1 및 제2 반쪽-금형 사이에 제1 층(1)을 배치하기 위한 한 쌍의 그리퍼들(grippers)을 포함하는 핸들링 시스템(14)이 순전히 개략적인 방식으로 도시되어 있다. 선택적으로, 상기 핸들링 시스템(14)은 다축 로봇 아암(미도시)에 장착될 수 있다.

하나의 대체 가능한 실시예에서, (그 다음의 폐쇄를 위해) 제2 반쪽-금형이 제1 반쪽-금형과 일직선으로(in line)(예를 들어, 위에) 배치되기 전에, 상기 제1 층이 제1 반쪽-금형에 결합될 수 있다.

예시적으로(도 2), 후속적으로 상기 제1 반쪽-금형(11)의 정합 표면(13)에 대해 제1 층(1)을 카운터-성형(counter-shaping)하는 단계가 제공된다. 예시적으로, 상기 카운터-성형은 (제1 층이 제1 반쪽-금형의 정합 표면을 완벽하게 따르지 않는다는 사실에 의해 개략적으로 도시된 바와 같이) 거친 방식(rough way)으로 수행된다. 본 출원인은, 성형 공정을 길어지게 및/또는 과도하게 복잡하게 하지 않으면서 찢어짐을 방지하기 위해서는, 심지어 제1 반쪽-금형의 정합 표면에 대한 제1 층의 거친 카운터-성형으로도 제1 층을 제1 반쪽-금형에 충분히 가깝게 배치할 수 있어서 성형 중에 제1 층에 작용하는 (일반적으로 제1 층의 표면에 대해, 이에 따라 제1 반쪽-금형의 표면에 대해 국부적으로 실질적으로 수직으로 향하는) 압축 응력 성분의 적어도 일부를 상기 반쪽-금형에 언로드하기에 충분하다는 것을 실제로 실험적으로 관찰하였다.

예시적으로(도 1), 전술한 카운터-성형 단계 전에, 상기 제1 층(1)은 대략 0.2mm의 두께를 가지는 평평한 시트이다.

예시적으로, 상기 제1 층(1)은, 전술한 카운터-성형 단계 전에, 엠보싱된 표면과 엠보싱되지 않은 표면 사이의 비율이 대략 50%보다 큰 엠보싱(미도시)을 갖는다.

일 실시예(미도시)에서, 바람직하게는 제1 층을 카운터-성형하기 전에, 제1 층에 제2 층의 결합 단계(아래에서 설명됨) 후 제2 층과 마주보게 되는 제1 층의 면 상에 접착제 층을 배치하는 단계가 제공되며, 상기 접착제 층은 바람직하게는 열경화 단계(아래에서 설명됨) 중에만 활성화되는 감열성 접착제(heat-sensitive adhesive)이다.

예시적으로(도 2), 상기 방법은 제2 반쪽-금형(12)과 구별되는, 카운터-성형 몸체(20)를 제공하는 단계를 포함하며, 상기 카운터-성형 몸체(20)는 제1 반쪽-금형(11)의 정합 표면(13)에 대해 실질적으로 카운터-성형되고 제1 반쪽-금형(11)의 정합 표면(13)을 향해 마주보는 (예시적으로, 이에 따라 오목부를 가지는) 각개의 정합 표면(23)을 가진다.

예시적으로, 상기 제1 층(1)을 카운터-성형하는 단계는 카운터-성형 몸체(20)에 의해 수행되며 각개의 정합 표면들(13, 23) 사이에서 제1 층(1)을 가압하도록 제1 반쪽-금형(11)과 카운터-성형 몸체(20)를 상호 접근시키는 단계를 포함한다(도 2는 제1 층(1)의 카운터-성형의 실질적인 최종 단계를 보여준다).

선택적으로(미도시), 상기 카운터-성형 몸체(20)는 제1 반쪽-금형의 정합 표면에 제1 층을 결합시키는 동일한 로봇 아암, 즉 전술한 핸들링 시스템(14)이 장착될 수 있는 로봇 아암에 직접 장착될 수 있다.

일 실시예(미도시)에서, 상기 제1 층(1)을 카운터-성형하는 단계는 제2 반쪽-금형(12)에 의해 수행되며, 각개의 정합 표면들(13) 사이에서 제1 층(1)을 가압하도록 제1 반쪽-금형(11)과 제2 반쪽-금형(12)을 상호 접근시키는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 방법은 (아래에서 설명되는 바와 같이) 제2 층(2)을 결합하기 전에, 제1 및 제2 반쪽-금형을 서로 멀어지게 이동시키는 단계를 포함한다.

그 다음에(도 3), 예시적으로 제1 층(1)에 폴리머 재료의 제2 층(2)을 결합하는 단계가 제공된다. 예를 들어, 상기 제2 층은 (예시적으로, 도면들의 평면상에 수직으로 놓인) 실질적으로 반쪽-금형들의 이동 방향을 따라서 서로 중첩된 하나 이상의 SMC 시트들(미도시)을 포함할 수 있으며, 이들은 카운터-성형된 제1 층 상에 놓인다. 선택적으로(미도시), 상기 제2 층(2)을 결합하는 단계는 용기의 기하구조에 따라 제2 층의 전체 질량을 분배하는 것, 예를 들어 전술한 하나 이상의 SMC 시트들을 다수 분배하는 것을 포함한다.

일 실시예(미도시)에서, 상기 제2 층은 열경화 단계 전에(예를 들어, 제1 층에 결합될 때) 하나 이상의 BMC 블록들, 즉 미리 결정된 형상을 가지지 않은 페이스트(paste)를 포함할 수 있다.

다음으로(도 4), 예시적으로, 제1 층(1)과 제2 층(2)을 동시에 성형하기 위해 제1 층(1)과 제2 층(2)이 정합 표면들(13) 사이에 개재된 상태로 제1 반쪽-금형(11)과 제2 반쪽-금형(12)을 서로에 대해 가압함으로써 금형(10)을 폐쇄하는 단계가 제공된다.

따라서, 예시적으로, 상기 금형(10)이 폐쇄된 상태에서, 제1 층(1)과 제2 층(2)이 서로 접착되어 용기(9)가 제조되도록 제2 층(2)의 매트릭스(3)를 열경화시키는 단계가 제공된다.

예시적으로, 상기 매트릭스의 열경화시키는 단계는 2개의 반쪽-금형들 중 하나 또는 둘 다를 가열함으로써 수행된다.

예시적으로, 상기 방법은, 적어도 금형(10)을 폐쇄한 후 매트릭스를 열경화시키는 단계 중에, 금형이 폐쇄된 때 제1 및 제2 반쪽-금형의 정합 표면들(13)에 의해 형성된 금형(10)의 성형 캐비티(moulding cavity)(15) 내에 감압(depression)을 적용하는 단계를 포함한다. 예를 들어, (대기압에 대하여) 감압은 반쪽-금형들 중 하나 또는 둘 다의 내부에 만들어지고 흡입 회로(suction circuit)(미도시)에 연결된 복수의 덕트들(ducts)(미도시)에 의해 성형 캐비티로부터 공기를 흡임함으로써 달성된다.

마지막으로, 예시적으로, 도 5에 도시된 용기(9)를 얻기 위해 금형을 개방하고 완성된 제품을 제거하는 단계가 제공된다. 선택적으로(미도시), 상기 용기는 (금형으로부터 제거되기 전 및/또는 후에) 마무리 작업들, 예를 들어, 제조 표준에 맞추기 위해 제1 층 및/또는 제2 층의 임의의 돌출 부분들을 평활화 및/또는 절단하는 작업들을 거칠 수 있다.

Claims (10)

1. 차량 배터리용 용기(9)의 성형 방법으로서, 상기 방법은:
   - 제1 반쪽-금형(half-mould)(11)과 제2 반쪽-금형(12)을 포함하는 금형(10)을 제공하는 단계로서, 각각의 반쪽-금형(11, 12)은 서로 마주보는 각개의 정합 표면(conformation surface)(13)을 가지는, 단계;
   - 상기 제1 반쪽-금형(11)의 정합 표면(13)에 금속 재료의 제1 층(1)을 결합하는 단계;
   - 상기 제1 반쪽-금형(11)의 정합 표면(13)에 대해 상기 제1 층(1)을 카운터-성형(counter-shaping)하는 단계;
   - 다음으로, 열경화성 매트릭스(3)와 상기 열경화성 매트릭스 내에 분산된 보강 재료를 포함하는 폴리머 재료의 제2 층(2)을 상기 제1 층(1)에 결합하는 단계;
   - 다음으로, 상기 제1 층(1)과 제2 층(2)을 동시에 성형하기 위해 상기 제1 층(1)과 제2 층(2)이 상기 정합 표면들(13) 사이에 개재된 상태로 상기 제1 반쪽-금형(11)과 제2 반쪽-금형(12)을 서로에 대하여 가압함으로써 상기 금형(10)을 폐쇄하는 단계; 및
   - 상기 금형(10)이 폐쇄된 상태에서, 상기 제1 층(1)과 제2 층(2)이 서로 접착되어 상기 용기(9)가 제조되도록 상기 제2 층(2)의 상기 매트릭스(3)를 열경화시키는 단계;를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 반쪽-금형(12)과 구별되며, 상기 제1 반쪽-금형(11)의 정합 표면(13)에 대해 실질적으로 카운터-성형되고 상기 제1 반쪽-금형(11)의 정합 표면(13)을 마주보는 각개의 정합 표면(23)을 가지는 카운터-성형 몸체(20)를 제공하는 단계를 포함하며, 상기 제1 층(1)을 카운터-성형하는 단계는 상기 카운터-성형 몸체(20)에 의해 수행되고, 상기 제1 반쪽-금형(11)과 카운터-성형 몸체(20)의 각개의 정합 표면들(13, 23) 사이에서 상기 제1 층(1)을 가압하도록 상기 제1 반쪽-금형(11)과 상기 카운터-성형 몸체(20)를 상호 접근시키는 단계를 포함하는, 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 층(1)을 카운터-성형하는 단계는 상기 제2 반쪽-금형(12)에 의해 수행되고, 상기 제1 반쪽-금형과 제2 반쪽-금형의 각개의 정합 표면들(13) 사이에서 상기 제1 층(1)을 가압하도록 상기 제1 반쪽-금형(11)과 제2 반쪽-금형(12)을 상호 접근시키는 단계를 포함하며, 상기 방법은, 상기 제2 층(2)을 결합하는 단계 전에, 상기 제1 반쪽-금형(11)과 제2 반쪽-금형(12)을 서로 멀어지게 이동시키는 단계를 포함하는, 방법.
4. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
   적어도 상기 금형(10)을 폐쇄하는 단계 후에, 바람직하게는 상기 매트릭스를 열경화시키는 단계 중에, 상기 제1 반쪽-금형(11)과 제2 반쪽-금형(12)의 상기 정합 표면들(13)에 의해 형성된 상기 금형(10)의 성형 캐비티(moulding cavity)(15) 내에 감압(depression)을 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
5. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 금속 재료는 알루미늄 또는 알루미늄 합금이고, 상기 카운터-성형 전의 상기 제1 층(1)의 두께는 0.05mm 이상, 및/또는 0.5mm 이하이며, 상기 제1 층(1)은 바람직하게는 상기 제1 층의 전체 표면 연장에 걸쳐 규칙적인 패턴에 따라 배치되고 균일하게 분포된 복수의 관통 구멍들을 포함하는, 방법.
6. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 층(1)은, 상기 카운터-성형 전에, 평평한 시트이며, 상기 제1 층(1)은, 상기 카운터-성형 전에, 엠보싱(embossing)을 가지고, 엠보싱된 표면과 엠보싱되지 않은 표면 사이의 비율은 50%보다 큰, 방법.
7. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
   바람직하게는 상기 카운터-성형 전에, 상기 제2 층을 결합하는 단계 후 상기 제2 층을 향해 마주보게 되는 상기 제1 층의 면 상에 접착제 층을 배치하는 단계가 제공되며, 상기 접착제 층은 바람직하게는 감열성 접착제(heat sensitive adhesive)인, 방법.
8. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 매트릭스(3)는 바람직하게는 폴리에스테르 수지, 비닐 에스테르 수지, 에폭시 수지로부터 선택된 폴리머 합성 수지로 만들어지며, 상기 보강 재료는 유리 섬유, 탄소 섬유, 케블러(Kevlar) 중 하나인, 방법.
9. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제2 층(2)을 결합하는 단계는 상기 용기(9)의 기하구조에 따라 상기 제2 층(2)의 전체 질량을 분배하는 것을 포함하는, 방법.
10. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열경화 전의 상기 제2 층(2)은 실질적으로 상기 반쪽-금형들(11, 12)의 이동 방향을 따라서 서로 중첩된 하나 이상의 SMC 시트들을 포함하거나, 또는 상기 열경화 전의 상기 제2 층(2)은 하나 이상의 BMC 블록들을 포함하는, 방법.

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