KR20240033548A - 경량복합재로 이루어진 스테빌라이저 링크 및 이의 제조 방법 - Google Patents
경량복합재로 이루어진 스테빌라이저 링크 및 이의 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20240033548A KR20240033548A KR1020220112321A KR20220112321A KR20240033548A KR 20240033548 A KR20240033548 A KR 20240033548A KR 1020220112321 A KR1020220112321 A KR 1020220112321A KR 20220112321 A KR20220112321 A KR 20220112321A KR 20240033548 A KR20240033548 A KR 20240033548A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- ball joint
- joint portion
- stabilizer link
- reinforced plastic
- ball
- Prior art date
Links
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 title description 8
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 20
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 claims description 15
- 239000011197 carbon fiber sheet molding compound Substances 0.000 claims description 14
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 14
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 13
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 10
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 18
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 16
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 16
- 102220061996 rs786203944 Human genes 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000003677 Sheet moulding compound Substances 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000012745 toughening agent Substances 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G21/00—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
- B60G21/02—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected
- B60G21/04—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically
- B60G21/05—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically between wheels on the same axle but on different sides of the vehicle, i.e. the left and right wheel suspensions being interconnected
- B60G21/055—Stabiliser bars
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G21/00—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
- B60G21/005—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces transversally
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G21/00—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
- B60G21/02—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected
- B60G21/026—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected transversally
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2204/00—Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
- B60G2204/40—Auxiliary suspension parts; Adjustment of suspensions
- B60G2204/416—Ball or spherical joints
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
- B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
- B60G2206/70—Materials used in suspensions
- B60G2206/71—Light weight materials
- B60G2206/7101—Fiber-reinforced plastics [FRP]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
- B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
- B60G2206/80—Manufacturing procedures
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
- B60Y2304/00—Optimising design; Manufacturing; Testing
- B60Y2304/07—Facilitating assembling or mounting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
- B60Y2410/00—Constructional features of vehicle sub-units
- B60Y2410/12—Production or manufacturing of vehicle parts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Abstract
본 발명은 스테빌라이저 링크에 있어서, 금속 재질로 이루어지는 제1 볼조인트부, 상기 제1 볼조인트부와 일정 거리 떨어져 나란히 위치하는 제2 볼조인트부 및 상기 제1 볼조인트부의 하우징과 상기 제2 볼조인트부의 하우징 외측 둘레를 감싸면서 일체로 결합되어 상기 두 개의 볼 조인트를 서로 연결하는 연결부를 포함하며, 상기 연결부는, 상기 제1 볼조인트부의 하우징과 상기 제2 볼조인트부의 하우징 외측 둘레를 감싸도록 형성되어 상기 두 개의 볼 조인트가 연결되도록 형성되는 유리섬유강화플라스틱 층 및 상기 유리섬유강화플라스틱 층의 외측면에 형성되는 탄소섬유강화플라스틱 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 경량 복합재로 이루어진 스테빌라이저 링크 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 경량복합재로 이루어진 스테빌라이저 링크 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 구조부품은 금속 소재로 이루어 있다. 이러한 구조 부품 중에는 차체가 좌측 또는 우측으로 기울어지는 것을 억제하여 주행 안전성과 승차감을 향상시키기 위한 스테빌라이저 바가 구성되며, 이러한 스테빌러이저 바의 단부와 로어암은 스테빌라이저 링크에 연결된다.
기존 금속 소재로 이루어진 스테빌라이저 링크의 경우에는 기능부로 볼 스터드부와 로드를 따로 제조한 후에 용접 및 조립하는 방법으로 제조하므로, 그 제조 과정이 복잡하고 용접 품질 관리가 별도로 필요하였다.
또한, 소재가 금속으로 이루어져서 부품의 경량화도 요구되었다.
상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 기존의 금소 소재 대신에 경량복합재를 사용함으로써, 부품을 경량화하고 제조 공정을 간편화되도록 경량복합재로 이루어진 스테빌라이저 링크 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스테빌라이저 링크는, 볼과 스터드를 포함하는 볼 스터드, 상기 볼의 외주면을 감싸는 베어링, 및 상기 볼과 상기 베어링을 내부에 수용하는 하우징을 포함하여 금속 재질로 이루어지는 제1 볼조인트부, 상기 제1 볼조인트부와 일정 거리 떨어져 나란히 위치하는 제2 볼조인트부, 및 상기 제1 볼조인트부의 하우징과 상기 제2 볼조인트부의 하우징 외측 둘레를 감싸면서 일체로 결합되어 상기 제1 볼조인트부와 상기 제2 볼조인트부를 서로 연결하는 연결부를 포함한다.
본 발명의 스테빌라이저 링크에서 상기 연결부는, 상기 제1 볼조인트부의 하우징과 상기 제2 볼조인트부의 하우징 외측 둘레를 감싸도록 형성되어 상기 상기 제1 볼조인트부와 상기 제2 볼조인트부가 연결되도록 형성되는 유리섬유강화플라스틱 층, 및 상기 유리섬유강화플라스틱 층의 외측면에 형성되는 탄소섬유강화플라스틱 층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 경량복합재로 이루어진 스테빌라이저 링크의 제조 방법은, (a) 금속 재질로 이루어지는 볼 조인트부로 제1 볼조인트부와 제2 볼조인트부를 금형의 하판에 서로 일정 거리 떨어져 고정시키는 단계, (b) 상기 제1 볼조인트부의 하우징과 상기 제2 볼조인트부의 하우징 외측 둘레를 유리섬유 토우프리프레그(Glass Fiber Tow Prepreg)로 감싸는 와인딩(winding) 공법을 수행하여 유리섬유강화플라스틱 층을 형성하는 단계, 및 (c) 금형의 상판을 상기 금형의 하판과 결합시킨 금형 내에 탄소섬유 시트 몰딩 컴파운드(carbon fiber-sheet molding compound)를 투입하고, 압축 성형하여 탄소섬유강화플라스틱 층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 스테빌라이저 링크는 경량 복합재를 사용하여 기존 금속 소재로 이루어진 스테빌라이저 링크 대비 35% 정도 부품이 경량화 되며, 이러한 경량화를 통해 자동차 연비의 개선 효과를 얻을 수 있다.
또한, 경량 복합재로 유리섬유강화플라스틱과 탄소섬유강화플라스틱의 복합 구조를 적용해 강도 및 강성이 증가되고, 외부 충격에 대한 내충격성이 향상되며, 갈바닉 부식(Galvanic corrosion) 결함도 발생되지 않으므로 내구수명도 증대된다.
본 발명의 스테빌라이저 링크의 제조 방법은 기존 금속 소재로 이루어진 스테빌라이저 링크의 제조시 필요한 별도의 용접 및 조립 과정이 없으므로 제조 공정이 보다 간단하므로 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테빌라이저 링크의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스테빌라이저 링크의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 스테빌라이저 링크의 제조 방법에 따라 유리섬유강화플라스틱(GFRP) 층이 형성된 모습을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 스테빌라이저 링크의 제조 방법에 따라 상탄소섬유강화플라스틱(GFRP) 층이 형성된 모습을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 스테빌라이저 링크를 구성하는 경량복합재의 적층 구조를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 스테빌라이저 링크의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 비교예 3에 따른 스테빌라이저 링크의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스테빌라이저 링크의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 스테빌라이저 링크의 제조 방법에 따라 유리섬유강화플라스틱(GFRP) 층이 형성된 모습을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 스테빌라이저 링크의 제조 방법에 따라 상탄소섬유강화플라스틱(GFRP) 층이 형성된 모습을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 스테빌라이저 링크를 구성하는 경량복합재의 적층 구조를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 스테빌라이저 링크의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 비교예 3에 따른 스테빌라이저 링크의 단면도이다.
이하 본 발명의 경량복합재로 이루어진 스테빌라이저 링크 및 이의 제조 방법에 대해 예시된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테빌라이저 링크의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 스테빌라이저 링크(100)는 금속 재질로 이루어지는 볼조인트부로 제1 볼조인트부(11)와 제2 볼조인트부(12)가 일정 거리 떨어져 있고, 상기 제1 볼조인트부(11)와 제2 볼조인트부(12)를 서로 연결하는 연결부(50)를 포함하여 이루어진다.
상기 제1 볼조인트부(11)는 볼(1)과 상기 볼(1)에 연결되어 일단에 다른 차량 부품이 연결되는 연결부를 가지는 스터드부(2)를 포함하는 볼 스터드(3), 상기 볼(1)의 외주면을 감싸는 베어링(5), 및 상기 볼(1)과 상기 베어링(5)을 내부에 수용하는 하우징(7)을 포함한다.
상기 제2 볼조인트부(12)는 상기 제1 볼조인트부(12)와 동일한 형상과 금속 소재로 이루어지고, 상기 제1 볼조인트부(11)와 일정 거리 떨어져 나란히 위치한다.
상기 연결부(50)는 단면도에서 도시된 것과 같이 상기 제1 볼조인트부(11)와 제2 볼조인트부(12) 사이에서 상부면과 하부면이 오목하게 들어가는 형상으로, 상기 제1 볼조인트부(11)와 제2 볼조인트부(12)의 외측 둘레를 감싸도록 형성되어 상기 두 개의 볼조인트부가 연결되도록 형성되는 유리섬유강화플라스틱 층(20)과 형성되는 탄소섬유강화플라스틱 층(30)이 순서대로 적층되어 형성되어 있다.
구체적으로 상기 유리섬유강화플라스틱 층(20)은 상기 제1 볼조인트부(11)의 하우징과 상기 제2 볼조인트부(12)의 하우징(7) 외측 둘레를 감싸도록 형성되어 상기 두 개의 볼조인트부가 연결되도록 형성된다.
상기 유리섬유강화플라스틱 층(20)은 유리섬유에 수지가 함침된 유리섬유 토우 프리프레그(Glass Fiber Tow Prepreg)로 형성된 것이 바람직하며, 여기서 상기 유리섬유는 절연 성능 강화 유리섬유로 E-글라스(Electrical-Glass)인 것을 사용함으로써, 절연 확보를 통해 갈바닉 부식(Galvanic corrosion)을 방지하도록 하는 것이 바람직하다.
상기 유리섬유강화플라스틱 층(20)은 상기 유리섬유 토우 프리프레그(Glass Fiber Tow Prepreg)가 2개 이상, 바람직하게는 2개 내지 8개를 서로 겹쳐서 사용할 수 있다.
상기 탄소섬유강화플라스틱 층(30)은 상기 유리섬유강화플라스틱 층(20)의 외측면을 감싸도록 형성된다.
상기 탄소섬유강화플라스틱 층(30)은 탄소섬유 시트 몰딩 컴파운드(carbon fiber-sheet molding compound, CF-SMC)로 형성된 것이다.
상기 탄소섬유 시트 몰딩 컴파운드(CF-SMC)는 T700 급 탄소 섬유로, 강도 및 강성을 확보하기 위해 탄소 섬유 길이가 1인치 이상이 적용된 것을 사용할 수 있고, 여기에서 사용되는 수지는 속경화 및 저점도의 수지를 사용할 수 있다.
상기 유리섬유강화플라스틱 층(20)의 유리섬유 토우 프리프레그와 상기 탄소섬유강화플라스틱 층(30)의 탄소섬유 시트 몰딩 컴파운드(CF-SMC)에 적용된 수지는 속경화 에폭시 수지로 3분 이내에 경화 가능하며 폴리에틸렌(PE)계 강인화제를 적용하여 에폭시 수지의 취성을 감소시킬 수 있다.
한편, 상기 탄소섬유강화플라스틱 층(30)의 탄소섬유 시트 몰딩 컴파운드(CF-SMC)에 적용하는 수지는 저점도 수지 함량을 10% 이상 증가시켜 압축 성형 시 결함 발생을 최소화하도록 한다.
상기 스테빌라이저 링크(100) 전체 100 중량%에 대하여, 상기 볼조인트부는 50 중량%, 상기 유리섬유강화플라스틱 층은 1 중량% 내지 10 중량%, 및 상기 탄소섬유강화플라스틱 층은 40 중량% 내지 49 중량%를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스테빌라이저 링크의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 2에서처럼 스테빌라이저 링크의 제조 방법은 (a) 두 개의 볼 조인트부(10)를 금형의 하판(110)에 서로 일정 거리 떨어져 고정시키는 단계(S10), (b) 상기 볼조인트부(10)의 외측 둘레에 유리섬유강화플라스틱 층(20)을 형성하는 단계(S20), 및 (c) 금형의 상판(120)을 상기 금형의 하판(110)과 결합시킨 금형 내에 탄소섬유 시트 몰딩 컴파운드(carbon fiber-sheet molding compound)를 투입하고, 압축 성형하여 탄소섬유강화플라스틱 층(30)을 형성하는 단계(S30)를 포함한다.
상기 (a) 단계(S10)는 금속 재질로 이루어진 두 개의 볼조인트부(10)로 제1 볼조인트부(11)와 제2 볼조인트부(12)를 금형의 하판(110)의 일면에 직접 서로 일정 거리 떨어져 장착하여 고정시킨다.
상기 (a) 단계(S10)에서 제1 볼조인트부(11)와 제2 볼조인트부(12)의 하우징(7) 하부면이 금형의 하판(110)과 직접 접촉하여 고정된다.
(b) 단계(S20)은 상기 (a) 단계(S10)를 통해 금형의 하판(110) 내에 고정된 상태의 상기 제1 볼조인트부(11)의 하우징과 상기 제2 볼조인트부(12)의 하우징(7) 외측 둘레를 유리섬유 토우프리프레그(Glass Fiber Tow Prepreg)로 감싸는 와인딩(winding) 공법을 수행하여 유리섬유강화플라스틱 층(20)을 형성한다.
도 3은 본 발명의 스테빌라이저 링크의 제조 방법에 따라 유리섬유강화플라스틱(GFRP) 층이 형성된 모습을 나타낸 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이 상기 (b) 단계(S20)의 와인딩은 상기 제1 볼조인트부(11)의 하우징과 상기 제2 볼조인트부(12)의 하우징(7) 외측 둘레를 8자 형상으로 번갈아 가면서 유리섬유 토우프리프레그를 감싸도록 한다.
상기 (b) 단계(S20)은 수지의 경화 반응 개시 온도 이하에서 최소 점도를 유지하는 70℃ 내지 80℃ 온도에서 30초 내지 1분 이내에 유리섬유 토우프리프레그(Glass Fiber Tow Prepreg)를 와인딩하는 것이 바람직하다.
양산성을 고려하여 상기 (b) 단계(S20)는 10 m/s의 속도로 고속 3D 와인딩 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 스테빌라이저 링크의 제조 방법에 따라 상탄소섬유강화플라스틱(GFRP) 층이 형성된 모습을 나타낸 것이다.
도 4에서처럼 (c) 단계(S30)는 금형의 상판(120) 상기 (b) 단계(S20)를 통해 유리섬유강화플라스틱 층이 형성된 상기 볼조인트부(10)의 하우징(7)을 감싸면서 탄소섬유강화플라스틱 층이 형성되도록 금형의 상판(120)을 상기 금형의 하판(110)과 결합시킨 금형 내에 탄소섬유 시트 몰딩 컴파운드(carbon fiber-sheet molding compound)를 투입하고, 압축 성형한다.
상기 (c) 단계(S30)는 내부 기공 결함의 최소화를 위해 100℃ 내지 150℃ 온도에서 80bar 내지 120bar의 압력으로 압축 성형할 수 있다.
상기 (c) 단계(S30)는 1분 이상 10분 미만의 시간으로 압축 성형할 수 있다
상기 (c) 단계(S30)에서는 금형의 형상에 따라, 상기 (b) 단계(S20)에서 와인딩된 유리섬유강화플라스틱 층(20)이 탄소섬유강화플라스틱 층(30)과 함께 압축 성형될 수 있다.
본 발명의 스테빌라이저 링크의 제조 방법은 동일 금형 내에서 제조되는 “연속 압축 성형”으로 제조될 수 있다.
도 5는 본 발명의 스테빌라이저 링크를 구성하는 경량복합재의 적층 구조를 나타낸 것이다.
도 5에 나타난 바와 같이 본 발명의 스테빌라이저 링크는 금속 소재의 표면에 유리섬유강화플라스틱(GFRP) 층을 형성하고, 상기 유리섬유강화플라스틱(GFRP) 층 위에 탄소섬유강화 플라스틱(CFRP)가 형성되도록 한다.
이하 본 발명의 스테빌라이저 링크의 특성을 확인하고자, 하기 표 1과 같이 소재 구성 및 공정 방법으로 비교예 및 실시예의 스테빌라이저 링크를 제조하였다.
구분 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 | 비교예 5 | 비교예 6 | 실시예 1 | |
소재 구성 | 금속 | S20C/ SWRCH18A |
Al6061 | S20C 50wt% | S20C 50wt% | S20C 50wt% | S20C 50wt% | S20C 50wt% |
GFRP | - | - | S2-glass 0.9wt% | E-glass 10wt% | E-glass 10wt% | E-glass 10wt% | E-glass 10wt% | |
CFRP | - | - | 49.1wt% | 40wt% | 40wt% | 40wt% | 40wt% | |
공정 | 용접 및 조립 | 주조 및 조립 | 3D 고속 와인딩, 압축성형 |
3D 고속 와인딩, 압축성형 | 3D 고속 와인딩, 압축성형 | 3D 고속 와인딩 | 3D 고속 와인딩, 압축성형 | |
공정온도 | - | - | - | - | 60~70℃ | 85~95℃ | 70~85℃ | |
공정시간 | 5분 | 5분 | 3분 | 3분 | 12분 | 수지경화 (수행불가) | 3분 |
상기 표 1에서 S2-glass는 강도를 향상시킨 방탄용 유리이다.
상기 비교예 1 및 비교예 2는 종래 금속 소재를 이용한 스테빌라이저 링크이고, 비교예 6은 와인딩 공정 중 수지 경화로 인해 후속 공정을 수행하지 못해 스테빌라이저 링크를 제조하지 못하였다.
도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 스테빌라이저 링크의 단면도이고, 도 7은 본 발명의 비교예 3에 따른 스테빌라이저 링크의 단면도이다.
상기 표 1에 따라 제조된 비교예 및 실시예들의 스테빌라이저 링크에 대해 물성을 평가하였고, 그 결과는 표 2에 나타내었다.
기계적 성능 평가로 강도와 강성은 UTM을 사용하여 시험 속도 5 mm/min, Full Scale Load는 25 kN으로 강도와 강성을 평가하였다.
내구성능은 피로시험기로 시험 속도 5 Hz, 시험 하중 ±240 N으로 최소 3×105 Cycle 후 크랙(Crack) 발상 여부로 평가하였다.
아울러 파손 및 기공 결함, 부식 특성도를 평가하여 내식성 및 기공률도 평가하였다.
구분 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 | 비교예 5 | 실시예 1 |
경량화 | - | 15% | 32% | 32% | 32% | 35% |
강도 | 20kN | 16 kN | 20 kN | 22 kN | 20 kN | 24 kN |
강성 | - | 15% 감소 | 16% 증가 | 18% 증가 | 5% 증가 | 16% 증가 |
기공률 | - | - | <5% | <5% | >8% | <2% |
내식성 | 용접부 부식발생 | 소재 계면 부식발생(Galvanic 부식, 염수조건) | 소재 계면 부식발생(Galvanic 부식, 염수조건) | 소재 계면 부식발생(Galvanic 부식, 염수조건) | 부식 없음(염수 조건) | 부식 없음(염수 조건) |
내구성능 | 통과(6×105 Cycle 후 손상 없음) | 실패 (4×105 Cycle 후 Crack발생) |
통과 (6×105 Cycle 후 손상 없음) |
통과 (6×105 Cycle 후 손상 없음) |
실패 (3×105 Cycle 후 파손) |
통과 (6×105 Cycle 후 손상 없음) |
물성을 평가한 결과, 본 발명에 따른 실시예 1의 스테빌라이저 링크가 기계적 물성 뿐만 아니라 내식성 및 내구성능이 나머지 비교예 1 내지 비교예 5보다 우수한 것을 확인할 수 있었다.
이와 같은 본 발명의 경량복합재로 이루어진 스테빌라이저 링크에서 유리섬유강화플라스틱(GFRP) 층이 금속과 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 층 사이의 절연층을 형성해 갈바닉 부식(Galvanic Corrosion)을 방지하도록 하며, 와인딩된 링크에서 유리섬유강화플라스틱(GFRP)이 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)의 강도 및 강성을 보강하고 각 소재층의 접합력 향상 및 Micro-crack 발생 시 추가적인 전파를 차단하는 효과를 내도록 하여, 우수한 물성을 나타냄을 확인할 수 있다.
1 : 볼
2 : 스터드
3 : 볼스터드
5 : 베어링
7 : 하우징
10 : 볼조인트부
11 : 제1 볼조인트부
12 : 제2 볼조인트부
20 : 유리섬유강화플라스틱 층
30 : 탄소섬유강화플라스틱 층
50 : 연결부
100 : 스테빌라이저 링크
110 : 금형의 하판
120 : 금형의 상판
2 : 스터드
3 : 볼스터드
5 : 베어링
7 : 하우징
10 : 볼조인트부
11 : 제1 볼조인트부
12 : 제2 볼조인트부
20 : 유리섬유강화플라스틱 층
30 : 탄소섬유강화플라스틱 층
50 : 연결부
100 : 스테빌라이저 링크
110 : 금형의 하판
120 : 금형의 상판
Claims (12)
- 스테빌라이저 링크에 있어서,
볼과 스터드를 포함하는 볼 스터드, 상기 볼의 외주면을 감싸는 베어링, 및 상기 볼과 상기 베어링을 내부에 수용하는 하우징을 포함하여 금속 재질로 이루어지는 제1 볼조인트부;
상기 제1 볼조인트부와 일정 거리 떨어져 나란히 위치하는 제2 볼조인트부; 및
상기 제1 볼조인트부의 하우징과 상기 제2 볼조인트부의 하우징 외측 둘레를 감싸면서 일체로 결합되어 상기 제1 볼조인트부와 상기 제2 볼조인트부를 서로 연결하는 연결부;를 포함하며,
상기 연결부는,
상기 제1 볼조인트부의 하우징과 상기 제2 볼조인트부의 하우징 외측 둘레를 감싸도록 형성되어 상기 제1 볼조인트부와 상기 제2 볼조인트부가 연결되도록 형성되는 유리섬유강화플라스틱 층; 및
상기 유리섬유강화플라스틱 층의 외측면에 형성되는 탄소섬유강화플라스틱 층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 경량복합재로 이루어진 스테빌라이저 링크. - 제1항에 있어서,
상기 스테빌라이저 링크 전체 100 중량%에 대하여,
상기 제1 볼조인트부 및 상기 제2 볼조인트부는 50 중량%;
상기 유리섬유강화플라스틱 층은 1 중량% 내지 10 중량%; 및
상기 탄소섬유강화플라스틱 층은 40 중량% 내지 49 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는 경량복합재로 이루어진 스테빌라이저 링크. - 제1항에 있어서,
상기 유리섬유강화플라스틱 층은 유리섬유에 수지가 함침된 유리섬유 토우 프리프레그(Glass Fiber Tow Prepreg)로 형성된 것을 특징으로 하는 경량복합재로 이루어진 스테빌라이저 링크. - 제3항에 있어서,
상기 유리섬유는 절연 성능 강화 유리섬유로 E-글라스(Electrical-Glass)인 것을 특징으로 하는 경량복합재로 이루어진 스테빌라이저 링크. - 제1항에 있어서,
상기 탄소섬유강화플라스틱 층은 탄소섬유 시트 몰딩 컴파운드(carbon fiber-sheet molding compound)로 형성된 것을 특징으로 하는 경량복합재로 이루어진 스테빌라이저 링크. - 제5항에 있어서,
상기 탄소섬유강화플라스틱 층은 상기 유리섬유강화플라스틱 층(20)이 형성된 상기 볼 조인트부의 하우징을 감싸면서 상기 탄소섬유 시트 몰딩 컴파운드(carbon fiber-sheet molding compound)을 압축 성형하여 형성되는 것을 특징으로 하는 경량복합재로 이루어진 스테빌라이저 링크. - (a) 금속 재질로 이루어지는 볼 조인트부로 제1 볼조인트부와 제2 볼조인트부를 금형의 하판에 서로 일정 거리 떨어져 고정시키는 단계;
(b) 상기 제1 볼조인트부의 하우징과 제2 볼조인트부의 하우징 외측 둘레를 유리섬유 토우프리프레그(Glass Fiber Tow Prepreg)로 감싸는 와인딩(winding) 공법을 수행하여 유리섬유강화플라스틱 층을 형성하는 단계; 및
(c) 금형의 상판을 상기 금형의 하판과 결합시킨 금형 내에 탄소섬유 시트 몰딩 컴파운드(carbon fiber-sheet molding compound)를 투입하고, 압축 성형하여 탄소섬유강화플라스틱 층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 경량복합재로 이루어진 스테빌라이저 링크의 제조 방법. - 제7항에 있어서,
상기 (b) 단계는 상기 유리섬유 토우프리프레그(Glass Fiber Tow Prepreg)를 70℃ 내지 85℃ 온도에서 30초 내지 1분 동안 와인딩하는 것을 특징으로 하는 경량복합재로 이루어진 스테빌라이저 링크의 제조 방법. - 제7항에 있어서,
상기 (c) 단계는 100℃ 내지 150℃ 온도에서 80bar 내지 120bar의 압력으로 압축 성형하는 것을 특징으로 하는 경량복합재로 이루어진 스테빌라이저 링크의 제조 방법. - 제7항에 있어서,
상기 (c) 단계는 1분 이상 10분 미만의 시간으로 압축 성형하는 것을 특징으로 하는 경량복합재로 이루어진 스테빌라이저 링크의 제조 방법. - 제7항에 있어서,
상기 볼조인트 부는 볼과 스터드를 포함하는 볼 스터드, 상기 볼의 외주면을 감싸는 베어링, 및 상기 볼과 상기 베어링을 내부에 수용하는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 경량복합재로 이루어진 스테빌라이저 링크의 제조 방법. - 제7항에 있어서,
상기 유리섬유 토우프리프레그(Glass Fiber Tow Prepreg)는 유리섬유가 절연 성능 강화 유리섬유인 E-글라스(Electrical-Glass)로 이루어진 것을 특징으로 하는 경량복합재로 이루어진 스테빌라이저 링크의 제조 방법.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220112321A KR102678483B1 (ko) | 2022-09-05 | 2022-09-05 | 경량복합재로 이루어진 스테빌라이저 링크 및 이의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220112321A KR102678483B1 (ko) | 2022-09-05 | 2022-09-05 | 경량복합재로 이루어진 스테빌라이저 링크 및 이의 제조 방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20240033548A true KR20240033548A (ko) | 2024-03-12 |
KR102678483B1 KR102678483B1 (ko) | 2024-06-26 |
Family
ID=90300217
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020220112321A KR102678483B1 (ko) | 2022-09-05 | 2022-09-05 | 경량복합재로 이루어진 스테빌라이저 링크 및 이의 제조 방법 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102678483B1 (ko) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05319062A (ja) * | 1992-05-27 | 1993-12-03 | Oiles Ind Co Ltd | スタビライザ用ボールジョイント |
JP2019516620A (ja) * | 2016-05-24 | 2019-06-20 | ツェットエフ、フリードリッヒスハーフェン、アクチエンゲゼルシャフトZf Friedrichshafen Ag | 四点リンク |
US20200094498A1 (en) * | 2016-10-05 | 2020-03-26 | Zf Friedrichshafen Ag | Chassis component in fiber plastic composite mono construction with duroplastic matrix material and method for the production thereof |
KR102144005B1 (ko) | 2016-02-10 | 2020-08-28 | 닛폰 하츠죠 가부시키가이샤 | 볼 조인트의 제조 방법 및 스태빌라이저 링크의 제조 방법 |
CN114013072A (zh) * | 2021-10-25 | 2022-02-08 | 中航复合材料有限责任公司 | 一种smc模压成型复材零件中预埋件的一体成型方法 |
-
2022
- 2022-09-05 KR KR1020220112321A patent/KR102678483B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05319062A (ja) * | 1992-05-27 | 1993-12-03 | Oiles Ind Co Ltd | スタビライザ用ボールジョイント |
KR102144005B1 (ko) | 2016-02-10 | 2020-08-28 | 닛폰 하츠죠 가부시키가이샤 | 볼 조인트의 제조 방법 및 스태빌라이저 링크의 제조 방법 |
JP2019516620A (ja) * | 2016-05-24 | 2019-06-20 | ツェットエフ、フリードリッヒスハーフェン、アクチエンゲゼルシャフトZf Friedrichshafen Ag | 四点リンク |
US20200094498A1 (en) * | 2016-10-05 | 2020-03-26 | Zf Friedrichshafen Ag | Chassis component in fiber plastic composite mono construction with duroplastic matrix material and method for the production thereof |
CN114013072A (zh) * | 2021-10-25 | 2022-02-08 | 中航复合材料有限责任公司 | 一种smc模压成型复材零件中预埋件的一体成型方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102678483B1 (ko) | 2024-06-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3900357A (en) | Composite material springs and manufacture | |
KR102678483B1 (ko) | 경량복합재로 이루어진 스테빌라이저 링크 및 이의 제조 방법 | |
KR101923381B1 (ko) | 보강 복합재 및 이를 포함하는 물품 | |
CN109296627B (zh) | 一种轨道车辆用橡胶球铰及其组装方法 | |
GB2564963A (en) | Method for producing a bearing bush, bearing bush and control arm for a wheel suspension of a motor vehicle | |
KR101689569B1 (ko) | 프리폼 성형을 위한 섬유 강화 복합재의 성형방법 | |
CN217539428U (zh) | 纤维增强复合材料汽车板簧 | |
CN106633633A (zh) | 一种芳纶复合材料及其制备方法 | |
CN114194242B (zh) | 一种轨道列车转向架构架结构及成型方法 | |
JP2017007289A (ja) | パイプ成形品とその製造方法 | |
JPH01215533A (ja) | Frp製アーム部材 | |
KR101704038B1 (ko) | 자동차용 프로펠러샤프트 및 그 제조방법 | |
KR102239093B1 (ko) | 보강 복합재 및 이를 포함하는 물품 | |
KR20170121752A (ko) | 하이브리드 피스톤핀 및 그 제조방법 | |
US20190240892A1 (en) | Pre-impregnated part comprising a main layer and a reinforcing layer | |
CN111207250A (zh) | 一种高抗冲增强纤维复合编织缠绕拉挤管材及制作方法 | |
CN111169038A (zh) | 一种纤维增强复合材料螺母及其制备方法 | |
JPH04255306A (ja) | 大型柱状体及びその製法 | |
KR100654365B1 (ko) | 골프 샤프트의 보강 시트 구조 | |
CN109605779A (zh) | 一种汽车用炭纤维复合材料座椅的制备方法 | |
CN114479361B (zh) | 一种抗疲劳复合材料板簧的制备方法 | |
KR101405732B1 (ko) | 자동차 현가장치의 중공 주름형 복합재 스프링 | |
CN114599911B (zh) | 一种纤维增强压力容器 | |
KR102557543B1 (ko) | 미가류 고무 프리폼 및 이를 활용하고 고무로 이루어지는 기밀층을 갖는 압력용기의 제조방법 | |
KR102540885B1 (ko) | 트럭용 캡틸팅 실린더 부시 및 트럭용 캡틸팅 실린더 부시 제조방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right |