WO2016199949A1 - 컴프레션 몰딩 장치 및 이를 이용한 복합수지 성형품 - Google Patents

컴프레션 몰딩 장치 및 이를 이용한 복합수지 성형품 Download PDF

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WO2016199949A1
WO2016199949A1 PCT/KR2015/005776 KR2015005776W WO2016199949A1 WO 2016199949 A1 WO2016199949 A1 WO 2016199949A1 KR 2015005776 W KR2015005776 W KR 2015005776W WO 2016199949 A1 WO2016199949 A1 WO 2016199949A1
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WO
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composite resin
lower die
sliding core
compression molding
die
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PCT/KR2015/005776
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English (en)
French (fr)
Inventor
김준엽
소철원
Original Assignee
롯데케미칼 주식회사
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/34—Feeding the material to the mould or the compression means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/18—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects characterised by the cross-section; Means within the bumper to absorb impact

Definitions

  • An embodiment of the present invention relates to a compression molding apparatus, and more particularly, to a compression molding apparatus for molding a composite resin molded part, such as a bumper back beam, in a compression molding method, and a composite resin molded article using the same.
  • composite resins As a method of molding the composite resin as described above, there are an injection molding method and a compression molding method.
  • Representative composite resins include glass fiber mat reinforced plastics (GMT) and thermoplastic glass fiber reinforced plastics (WLFT, LFT) and the like, and may be produced as products through the molding method described above.
  • the injection molding method can implement a variety of shapes or shapes of the desired product, while the use as a part requiring strength or mechanical properties is limited.
  • the compression molding method is mainly used for structural parts of the vehicle body because it shows superiority in injection molding in strength and mechanical properties.
  • the bumper assembly of the car's components can be A bumper back beam fixed to the vehicle body is provided.
  • the bumper bag is manufactured by molding a composite resin in a compression molding method to achieve crash performance and light weight.
  • the composite resin may be molded by flowing the composite resin using the pressure of the mold.
  • the compression molding of the composite resin causes excessive damage due to flow such as breaking and stretching of the reinforcing material (eg, fabric or prepreg) due to the laminated resin in the mold depending on the flow. This may result in local weaknesses.
  • the reinforcing material eg, fabric or prepreg
  • the composite resin molded parts such as the bumper bagbum formed by the compression molding method as described above, are combined with other parts of different materials (for example, bumper stays made of metal), so that the area having weak physical properties during a collision
  • breakage transition phenomenon such as cracks may occur at the bonding site, and thus, delamination performance of the bonding site (for example, the stay matching unit) may be weak.
  • Embodiments of the present invention can fill the composite resin to the front section to match the shape of the product without the flow of the composite resin, overlying the composite resin to the weak section of the local properties of the product and molding the composite resin molded article by the compression molding method It is intended to provide a compression molding apparatus.
  • embodiments of the present invention is to provide a composite resin molded product that can reinforce the stiffness and the masonry performance of the local weak zones as a composite resin overlaid than the original shape.
  • Compression molding apparatus i) a lower die die in which the composite resin is laminated in the composite resin molding section having the bottom surface shape of the molded product, H) a composite resin molding to the shape of the top surface of the molded product
  • An upper die formed with a section and configured to be movable in the vertical direction with respect to the lower die; iii) installed on the lower die at a predetermined distance from the edge of the composite resin molding section of the lower die, and the lower die and the upper die At least one sliding core provided to be slidably moved by the distance during assembly, and iv) installed on the lower die to be connected to the sliding core, supporting movement of the sliding core, and separating the lower die from the upper die It may include a core drive for returning the sliding core to the original position. .
  • the composite resin may be overfilled in an area between the edge of the composite resin molding section of the lower die and the sliding core.
  • the composite resin may be overfilled than the matching molding section of the lower die and the upper die.
  • the sliding core is a composite layer overlaid on the area between the edge of the composite resin molding section of the lower die and the sliding core when the lower die and the upper die are combined; Resin may be introduced into the composite resin molding section of the lower die.
  • the sliding core may have a surface facing the edge of the composite resin molding section of the lower die.
  • the sliding core may be made of a cam inclined surface inclined to the upper and lower sides opposite the vertical surface.
  • the upper die has a core engaging groove which has a cam contact surface in cam contact with a cam inclined surface of the sliding core and may be coupled to the sliding core in a male and female manner. Can be formed.
  • the sliding core when the lower die and the upper die are combined, has a lower end of the cam contact surface cam contacted from an upper end of the cam inclined surface and is coupled to the core coupling groove. Can be.
  • the cam inclined surface and the cam contact surface may be in cam contact with the sliding core, and may be slid to the edge of the composite resin molding section of the lower die.
  • guide protrusions may be formed at both ends of the sliding core in the width direction of the sliding core.
  • the lower die may be formed with a guide rail to which the guide protrusion is slidably coupled.
  • the core driving unit is rotatably installed on the lower die in correspondence to both ends of the sliding core and formed along the width direction on the lower surface of the sliding core.
  • a suction hole for suctioning the composite resin may be formed in the composite resin molding section of the lower die.
  • the suction hole may be connected to the suction member.
  • the sliding core may be formed with an air injection hole for injecting air to the composite resin molding section of the lower die.
  • the air injection hole may be connected to a blower.
  • the compression molding apparatus is installed on the lower die and the upper die, and may further include a push preventing unit for preventing the sliding of the sliding core due to the molding pressure of the composite resin. .
  • the anti-rolling unit is a locking protrusion protruding to the outer surface of the forming surface of any one of the lower die and the upper die, and the lower die by the locking protrusion. And a locking groove formed at an outer side of the forming surface of the other die of the upper die and coupled with the locking protrusion in a male and female manner.
  • the composite resin molded article formed by compression molding the composite resin through the compression molding apparatus as described above is i) a box-shaped main body having a predetermined length and forming an open end to one side when referring to a vertical cross section. And ii) an edge portion extending in a horizontal direction from both sides of an open end of the main body portion.
  • the edge portion may be formed thicker than the thickness of the main body portion, and the composite resin may be formed in a shape in which the composite resin is pushed in a horizontal direction.
  • the edge portion is formed to be two-thirds more than the thickness of the main body portion, the composite resin may be formed as a shape pushed in the vertical direction.
  • the edge portion may be formed by overlying the composite resin.
  • the composite resin is at least one of a prepreg tape and a fabric of a fabric structure. It may include.
  • the composite resin may include thermoplastic glass fiber reinforced plastic (LFT, LFT) black or glass fiber mat reinforced plastic (GMT).
  • LFT thermoplastic glass fiber reinforced plastic
  • GTT glass fiber mat reinforced plastic
  • the composite resin molded article according to an embodiment of the present invention may be a member for masonry performance employed in automobiles.
  • the masonry performance member may be a bumper back beam of an automobile bumper assembly.
  • Embodiments of the present invention can layer the composite resin to the front section to match the shape of the product without the flow (f low) of the composite resin, it is possible to uniformly layer the reinforcement layer over the entire section of the molded product.
  • the embodiment of the present invention can remove the weak areas such as the unfilled or flow contact portion of the reinforcement layer, it is possible to form a continuous reinforcement layer in all sections of the molded product, so that the molded product in accordance with the expected physical properties It can manufacture.
  • the stiffness and the masonry performance of the local weak section of the product can be reinforced.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a compression molding apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is applied to a compression molding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • Figure schematically shows a slide movement guide structure of the sliding core.
  • 3 is a diagram schematically illustrating a configuration of a core driver applied to a compression molding apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view schematically showing an example of the front filling means applied to the compression molding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view schematically showing another example of the front stratification means applied to the compression molding apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view for explaining the operation of the compression molding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A and 7B schematically illustrate a composite resin molded article molded by a compression molding apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a compression molding apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the compression molding apparatus 100 may be applied to a composite resin molding system capable of forming a composite resin molded article by layering separately heated composite resin 1 into a mold.
  • the composite resin (1) is a prepreg (pre-impregnated material) thermoplastic composite material, and can be solidified by mortar with the resin impregnated into the fiber material.
  • Composite resin (1) can implement high mechanical properties for a particular arrangement of fibers.
  • the composite resin 1 is an advanced composite material that has attracted attention as a high strength and high elasticity lightweight structural material made of fiber as a reinforcing material, and has excellent characteristics as a lightweight structural material.
  • the composite resin (1) is excellent in strength and elastic modulus compared to steel, excellent in cyclic fatigue, small thermal expansion coefficient, excellent dimensional stability, and also has excellent electrical conductivity, corrosion resistance, vibration damping properties.
  • the composite resin 1 is made of a composite material including the reinforcing material layer 3, and may include a prepreg tape and a woven fabric having a fabric structure alone or both.
  • the composite resin 1 may include thermoplastic glass fiber reinforced plastic (WLFT, LFT) or glass fiber mat reinforced plastic (GMT).
  • WLFT thermoplastic glass fiber reinforced plastic
  • GTT glass fiber mat reinforced plastic
  • the composite resin (1) is made of a thermoplastic plastic composite material known in the art well known in the art, more detailed description of the composite material will be omitted herein.
  • the compression molding apparatus 100 is a component that requires strength and mechanical properties, it is possible to compression molding the structural parts of the automobile as the composite resin (1).
  • the composite resin molded article used as an automobile part may include the bumper bag bump of the bumper assembly in the embodiment of the present invention.
  • the bumper bag is formed in a curved shape with a predetermined curvature and may be coupled to the vehicle body through a bumper stay.
  • the scope of protection of the present invention is not necessarily to be understood to be limited thereto, and the technical idea of the present invention may be applied to a composite resin molded article of various kinds and uses requiring strength or mechanical properties in addition to automobiles.
  • Compression molding apparatus 100 can layer the composite resin (1) to the front section to match the shape of the product without the flow (f low) of the composite resin (1), the local physical properties of the product It is composed of a structure that can layer the composite resin (1) with a weak section.
  • the embodiment of the present invention is a compression molding apparatus capable of forming a composite resin molded article that can reinforce the stiffness and dolmen performance of the weak section of local properties as a composite resin overlaid than the original shape by the compression molding method.
  • a compression molding apparatus capable of forming a composite resin molded article that can reinforce the stiffness and dolmen performance of the weak section of local properties as a composite resin overlaid than the original shape by the compression molding method.
  • the compression molding apparatus 100 basically includes a lower die 10, an upper die 20, a sliding core 30, a core driving unit 40, and a core anti-rolling unit 70. It includes.
  • the lower die 10 has a lower composite resin molding section 11 (in the art, a "metal mold") which corresponds to the shape of the bottom surface of the product to be molded as the composite 1 on the molding surface (upper surface in the drawing) of the mold. Also called).
  • a lower composite resin molding section 11 in the art, a "metal mold” which corresponds to the shape of the bottom surface of the product to be molded as the composite 1 on the molding surface (upper surface in the drawing) of the mold. Also called).
  • the lower composite resin molding section 11 is also referred to in the art as a lower mold steel, and forms a molding protrusion and a molding groove on the molding surface of the lower mold die 10, which conform to the design thickness and area of the molded product.
  • dye 20 is comprised so that lifting up and down with respect to the lower die
  • the upper die 20 is formed on the upper face of the product to be molded as the composite 1 on the molding face (lower side in the drawing) of the mold. Also called).
  • the upper composite resin molding section 21 is also referred to in the art as upper mold steel, and forms a molding protrusion and a molding groove on the molding surface of the upper mold die 20, which conform to the design thickness and area of the molded product.
  • the compression molding molding of the composite resin 1 into a predetermined shape includes a variety of accessories such as brackets, bars, rods, plates, rails, housings, bulkhead cases, blocks and collars for mounting.
  • the above-described accessory elements are compression molded and molded into the predetermined shape of the composite resin 1, and various components according to the present embodiment are installed on the lower die 10 and the upper die 20.
  • the above-mentioned accessory elements are collectively referred to as the lower die 10 and the upper die 20, except in exceptional cases.
  • the thickness and size of the lower die 10 and the upper die 20 may be determined in consideration of the installation interval range, the cross-sectional length, and the like of various components, which will be described later.
  • the lower composite resin molding section 11 and the upper composite resin molding section 21 of the lower die 10 and the upper die 20 may be formed of the unstructured section of the material or the product caused by the deviation of the composite resin 1. It can be set to a section where the front filling of the composite resin (1) having no performance deviation section.
  • the sliding core (30) and the composite resin (1) to the lower composite resin molding section 11 of the lower die (10) to reinforce the local weak section of the product to be compression molded It is for stratification.
  • the sliding core 30 extends the composite resin 1 into the lower composite resin forming section 11 of the lower die 10 so that the sliding core 30 can be overlaid with the composite resin outside the lower composite resin forming section 11.
  • the overfill region 31 of (1) can be formed.
  • sliding core 30 prevents the outflow of the overlaid composite resin 1 to the lower composite resin forming section 11 of the lower die 10 and prevents the composite resin 1 from forming the lower composite resin forming section ( 11) It will also function as a drawer.
  • Sliding core 30 may be configured as a plurality in the entire outer peripheral section of the lower composite resin molding section 11 in the lower die 10, a portion of the lower composite resin molding section 11, that is, compression molding It may be composed of at least one in the local weak section of the product.
  • the sliding core 30 may be installed at a lower distance from the edge of the lower composite resin molding section 11 on the lower die 10.
  • the sliding cores 30 are a pair of both sides of the lower composite resin molding section 11. It may be installed in the lower die 10 at a distance from the edge.
  • the sliding core 30 has an overlying layered region 31 capable of overlying the composite resin 1 with the lower composite resin molding section 11 of the lower die 10 and its lower composite resin molding section 11. Can be formed on both sides of the outer edge of the).
  • the overlaid region 31 in which the composite resin 1 may be overfilled in the region between the edge of the lower composite resin molding section 11 of the lower die 10 and the sliding core 30. Can be formed.
  • the overlaid regions 31 are formed on both sides of the lower composite resin molding section 11 through the sliding core 30, the lower die 10 and the upper die 20 are formed. It is possible to overfill the composite resin (1) rather than the matching molding section.
  • the sliding core 30 is slidable by a distance corresponding to the overfill region 31 described above when the lower die 10 and the upper die 20 are combined (also referred to as "closed” in the art). Can be installed.
  • the sliding core 30 slides toward the edge of the lower composite resin molding section 11 when the lower die 10 and the upper die 20 are combined, and the overfill region (11) from the lower composite resin molding section 11 is moved. 31), the overfilled composite resin (1) can be introduced into the lower composite resin molding section (11).
  • the sliding core 30 is provided as a block form having a predetermined length.
  • a surface facing the edge of the lower composite resin molding section 11 of the lower die 10 may be formed as a vertical surface 33.
  • the sliding core 30 may be made of a cam inclined surface 35 in which the opposite surface of the vertical surface 33 is inclined upward and downward. That is, the lower surface of the sliding core 30 may be formed larger than the upper surface by the cam inclined surface 35.
  • Such a sliding core 30 has a lower compound by a distance corresponding to the overfill region 31 mentioned above by cam operation of the upper die 20 and the upper die 20 when the lower die 10 and the upper die 20 are combined. It can be slid to the edge side of the resin molding section (11).
  • the core engaging groove 25 is formed as a groove corresponding to the cross section in the width direction of the sliding core 30, and when the lower die 10 and the upper die 20 are combined, the core engagement groove 25 is to be coupled to the sliding core 30 in a male and female manner. Can be.
  • the core engaging groove 25 forms a cam contact surface 27 in cam contact with the cam inclined surface 35 of the sliding core 30.
  • the cam contact surface 27 is formed to be inclined upward and downward like the cam inclined surface 35.
  • the sliding core 30 has a lower end of the cam contact surface 27 of the core coupling groove 25 when the lower die 10 and the upper die 20 are combined with each other, and the core contacts the cam from the upper end of the cam inclined surface 35. Can be coupled to the groove 25.
  • the cam inclined surface 35 and the cam contact surface 27 of the core engaging groove 25 are cam-contacted (cam slip). And it can be moved to the edge side of the lower composite resin molding section 11 by a distance corresponding to the overlaid area (31).
  • the sliding core 30 according to the embodiment of the present invention can be slide-moved through the guide means outside the edge of the lower composite resin molding section 11 of the lower die 10.
  • the guide means includes a guide protrusion 39a formed at both ends of the sliding core 30, and a guide rail 39b formed at the lower die 10 against the guide protrusion 39a.
  • the guide protrusion 39a may be slidably coupled to the guide rail 39b along the width direction of the sliding core 30.
  • the embodiment of the present invention is provided with a separate sliding core 30 for preventing the outflow of the composite resin 1 overfilled in the overlaid region 31, so that the lower die 10 and the upper and lower molds;
  • the wetted section of the upper die 20 can be designed to a minimum of about 1 ms.
  • the sliding core 30 slides when the lower die 10 and the upper die 20 are combined to move the overfill portion of the front-filled composite resin 1 to the lower die 10.
  • the composite resin (1) is introduced into the lower composite resin molding section (11). At this time, the composite resin (1) has a position difference of 20-30 kW or less and 50 kW or more, depending on the configuration of the operator or automatic equipment. .
  • the sliding core 30 is a slide movement distance is determined according to the filling operation conditions of the composite resin 1, it is preferable to design by adjusting the size of the entire mold to reflect the movement distance.
  • the composite resin 1 may flow out through the upper part of the sliding core 30 during molding. Have possession.
  • the sliding core 30 may be adjusted in size and detailed flow angle in consideration of the characteristics of the composite resin 1 or the structure of the entire mold, the sliding core 30 is formed by the molding pressure of the composite resin 1. Since the composite resin (1) can be introduced between the lower die 10 and the design tolerance of the corresponding site is preferably designed to be 0.1 ⁇ ⁇ 0.3 ⁇ level.
  • the core drive 40 supports the slide movement of the sliding core 30, and when the lower die 10 and the upper die 20 are separated, the sliding core 30 is returned to its original position. To return.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration of a core driver applied to a compression molding apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the core drive unit 40 according to the embodiment of the present invention is installed on the lower die 10 to be connected to the sliding core 30, pinion gear 41, rack bar 43 ) And return spring 45.
  • the pinion gear 41 is rotatably installed on the lower die 10 against both ends of the sliding core 30.
  • the pinion gear 41 meshes with the gears 47 formed along the width direction on the lower surface of the sliding core 30.
  • the rack bar 43 is installed to be movable along the width direction of the sliding core 30 with respect to the lower die 10.
  • the rack bar 43 is meshed with the pinion gear 41
  • the sliding core 30 is installed to be movable in a direction opposite to the moving direction of the sliding core 30. That is, the rack bar 43 is a pinion gear when the lower die 10 and the upper die 20 are combined, when the sliding core 30 moves toward the edge of the lower composite resin forming section 11 of the lower die 10. It is moved in one direction through 41.
  • the return spring 45 is for returning the sliding core 30 to the original position when the lower die 10 and the upper die 20 are separated.
  • the return spring 45 is installed such that one end is connected to the lower die 10 and the other end is connected to the rack bar 43.
  • the return spring 45 is provided with a compression spring, and when the lower die 10 and the upper die 20 are combined, the sliding core 30 moves toward the edge of the lower composite resin molding section 11 of the lower die 10. It can be compressed by the rack bar 43 moving in one direction as it moves.
  • the return spring 45 moves the rack bar 43 to the other side by the elastic restoring force when the lower die 10 and the upper die 20 are separated, and a sliding core ( Can be returned to its original position.
  • the above-described bar has been described as including the pinion gear 41, the rack bar 43 and the return spring 45 as the core drive unit 40, but is not necessarily limited to this, and alternatively coupled drive with the eject plate of the mold It is also possible to support the slide H movement of the sliding core 30 and to return the sliding core 30 to its original position when the lower die 10 and the upper die 20 are separated.
  • the core anti-rolling unit 70 may include a sliding core 30 due to the molding pressure of the composite resin 1 when the lower die 10 and the upper die 20 are combined. Is to prevent the paper from being pushed toward its original position.
  • the core push prevention unit 70 has a combined position of the lower die 10 and the upper die 20 due to the molding pressure of the composite resin 1 when the lower die 10 and the upper die 20 are combined. It is possible to prevent the position of the sliding core 30 from changing due to deflection.
  • This core rolling prevention unit 70 is installed in the lower die 10 and the upper die 20.
  • the core anti-rolling unit 70 is a lower die that stands on the lower side of the cam inclined surface 35 of the sliding core 30 at the original position of the sliding core 30.
  • the locking groove 71 is formed in the upper surface of the die 10, and the locking projection 73 is formed to protrude in the lower surface of the upper die (0) against the locking groove 71.
  • the locking groove 71 and the locking protrusion 73 are formed on the outer side of the forming surface of the lower die 10 and the upper die 20, respectively, and the male die 10 and the upper die 20 are formed in a male and female manner. Can be combined with each other.
  • the core anti-rolling unit 70 includes a locking groove 71 and a locking protrusion 73 on the lower side of the cam inclined surface 35 of the sliding core 30 and the upper and upper dies of the lower die 10. 20 may form another locking groove 71 and a locking protrusion 73.
  • the core anti-rolling unit 70 is designed on the front of the lower die 10 and the upper die 20 in consideration of the entire curve of the product to be molded and the shape of the curve, or causes some excessive push of the sliding core 30. It may also be partly installed at the presumed location.
  • the core anti-rolling unit 70 is configured in the forming surface clearance of the lower die 10 and the upper die 20, it must be designed in relation to the overall size of the lower die 10 and the upper die 20. do.
  • the core anti-rolling unit 70 is not necessarily limited to a protrusion and a groove structure, and a key for mutually joining the entire molding surfaces of the lower die 10 and the upper die 20. It may also be configured in the form of a block or block.
  • the compression molding apparatus 100 is a composite resin molding section of the lower compound die (10) of the lower die (10) to the front section in accordance with the shape of the product without the flow of the composite resin (1) 11) further includes a front filling means for full filling.
  • the front filling means is to uniformly layer the reinforcing material layer 3 of the composite resin 1 in the lower composite resin molding section 11 of the lower die 10 over the entire section of the product to be molded.
  • the front filling means is formed in the lower composite resin molding section 11 of the lower die 10, as shown in Figure 4, the suction hole 81 for suctioning the composite resin (1) Include.
  • the suction hole 81 is filled with the lower composite resin molding section 11.
  • the composite resin (1) can be suctioned and completely compressed into the molding section (11).
  • the suction hole 81 may be connected to the suction member 83 through a separate suction line.
  • the suction member 83 may include a vacuum pump that provides a vacuum pressure to the suction hole 81 and creates a vacuum atmosphere in the suction hole 81.
  • the front layered means according to the embodiment of the present invention is formed in the sliding core 30, as shown in Figure 5, the air to inject air toward the lower composite resin molding section 11 of the lower die 10
  • the injection hole 91 may be included.
  • the air injection hole 91 may be connected to the blower 93 through a separate air supply line.
  • the air of the predetermined pressure supplied through the blower 93 is injected into the lower composite resin molding section 11 of the lower die 10 through the air injection hole 91 of the sliding core 30.
  • FIG. 6 is a view for explaining the operation of the compression molding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the sliding core 30 is formed at the bottom of the lower die 10 in the original position.
  • An overlaminar region 31 is formed between the edge of the section 11 and the edge of the lower composite resin molding section 11 at a certain distance from the edge of the section 11 (see Fig. 1).
  • the composite resin 1 including the reinforcement layer 3 and separately heated is laminated to the lower composite resin molding section 11 of the lower die 10, wherein the lower composite resin is laminated.
  • the composite resin 1 is overlaid with the overlaid zone 31 described above.
  • the composite resin (1) layered into the lower composite resin molding section 11 through the suction hole 81 Can be suctioned.
  • the composite resin 1 may be entirely laminated to the lower composite resin molding section 11 of the lower die 10. That is, the reinforcement layer 3 of the composite resin 1 can be uniformly filled in the lower composite resin molding section 11 of the lower die 10 over the entire section of the product to be molded.
  • the sliding core 30 is coupled to the core engaging groove 25 by cam contact (cam slip) from the upper end of the cam inclined surface 35 to the lower end of the cam contact surface 27 of the core engaging groove 25.
  • the sliding core 30 is slid to the edge of the lower composite resin molding section 11 of the lower die 10 by a distance corresponding to the overlaid region 31 described above.
  • the sliding core 30 slides along the guide rail 39b to the edge of the lower composite resin molding section 11 through the guide protrusion 39a coupled to the guide rail 39b of the lower die 10. do .
  • the rack bar 43 of the core drive part 40 moves in one direction through the pinion gear 41 engaged with the gear 47 of the sliding core 30, and compresses the return spring 45. do .
  • the sliding core 30 slides toward the edge of the lower composite resin molding section 11, thereby forming the lower composite resin molding section ( The overlaid composite resin 1 from 11) into the overlaid region 31 can be introduced into the lower composite resin molding section 11 through the sliding core 30.
  • the air is injected through the air injection hole 91 of the sliding core 30, and the composite resin 1 may be completely filled in the lower composite resin molding section 11. have.
  • the overfill region 31 is overfilled in the lower composite resin molding section 11.
  • the composite resin 1 is introduced into the lower composite resin molding section 11 through the sliding core 30, and the lower composite resin molding section 11 of the lower die 10 and the upper composite resin molding of the upper die 20 are formed.
  • the compression molding of the composite resin (1) to a certain shape can be performed.
  • the locking protrusion 73 and the locking groove 71 of the core anti-rolling unit 70 are joined by a male and female compound.
  • the molding pressure of (1) can prevent the sliding core 30 from being pushed toward its original position.
  • the molding pressure of the composite resin 1 causes the combined position of the lower die 10 and the upper die 20 to slip. It is possible to prevent the position of the core 30 from changing.
  • the upper die 20 is moved upward. And the compression molding molded composite resin (1) is ejected into a certain shape.
  • a composite resin molded article such as a bumper back beam of a bumper assembly as an automotive component.
  • FIG. 7A and 7B schematically illustrate a composite resin molded article molded by a compression molding apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the composite resin molded article 200 has a predetermined length and has a cover shape with a predetermined curvature, and a main body portion 10 thereof. It includes an edge portion 103 formed on both side sides of the.
  • the main body portion 101 may be formed in a box shape that forms an open end to one side when referring to a cross section in a vertical direction, for example, a cross-sectional shape of a “c ′” whose bottom surface is opened based on the drawing.
  • the edge portion 103 is formed to extend in the horizontal direction (left and right direction in the drawing) on both sides of the open end of the main body portion 101. This edge portion 103 may be configured as a flange portion of the bumper backbeam.
  • Such a composite resin molded article 200 is a composite material containing the reinforcing material layer 3, and may include a prepreg tape and a woven fabric having a fabric structure alone or both, and thermoplastic glass fiber reinforced plastic (WLFT, LFT). Or glass fiber mat reinforced plastics (GMT).
  • WLFT thermoplastic glass fiber reinforced plastic
  • LFT thermoplastic glass fiber reinforced plastic
  • GMT glass fiber mat reinforced plastics
  • the main body portion 101 and the edge portion 103 suction or slide the composite resin 1 filled into the lower composite resin molding section 11 through the suction hole 81 as described above. Since the air is injected through the air injection hole 91 of the core 30 and the composite resin 1 is completely laminated to the lower composite resin molding section 11, the reinforcement layer of the composite resin 1 is formed over the entire section ( 3) may be formed to be uniformly layered.
  • the edge portion 103 may be formed in the lower composite resin molding section 11 into the overlaid region 31 when the lower die 10 and the upper die 30 are combined together. Since the laminated composite resin 1 is introduced into the lower composite resin molding section 11 through the sliding core 30, the composite resin 1 may be thicker than the thickness of the main body portion 101.
  • edge portion 103 may be formed in a shape in which the reinforcement layer 3 of the composite resin 1 is pushed in the horizontal direction as shown in FIG. 7A due to the overcharging of the composite resin 1 as described above. have.
  • edge portion 103 may be formed in a shape in which the reinforcement layer 3 is pushed in the vertical direction and overlapped at the end of the composite resin 1 as shown in FIG. 7B due to overfilling of the composite resin 1.
  • the front section can be fitted to the shape of the product without the flow (f low) of the composite resin 1. Since the composite resin 1 can be laminated, the reinforcement layer 3 can be uniformly laminated throughout the entire section of the molded product.
  • the composite resin 1 in consideration of the delamination deviation of the composite resin 1, the composite resin 1 is overlaid and the composite resin 1 is introduced into the molding section rather than the matching molding section of the mold, so that It is possible to reinforce the stiffness and the masonry performance of the weak section.
  • the embodiment of the present invention it is possible to minimize the local variation in physical properties of the molded product, and to add a separate reinforcing material to the local weak section, or to remove the outer shape correction process such as the shearing or drilling. It is possible to reduce the number of manufacturing process of the molded article, and to reduce the manufacturing cost.

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  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

컴프레션 몰딩 장치가 개시된다. 개시된 컴프레션 몰딩 장치는 ⅰ)성형 제품의 하단면 형상을 지닌 복합수지 성형구간으로 복합수지가 충진되는 하형 다이와, ⅱ)성형 제품의 상단면 형상에 상응하는 복합수지 성형구간을 지니며 하형 다이에 대응하여 상하 방향으로 이동 가능하게 구성되는 상형 다이와, ⅲ)하형 다이의 복합수지 성형구간 가장자리와 일정 거리를 두고 하형 다이에 설치되며, 하형 다이와 상형 다이의 합형 시 그 거리만큼 슬라이드 이동 가능하게 구비되는 적어도 하나의 슬라이딩 코어와, ⅳ)슬라이딩 코어와 연결되게 하형 다이에 설치되며, 슬라이딩 코어의 이동을 지지하고, 하형 다이와 상형 다이의 분리 시 슬라이딩 코어를 원래의 위치로 리턴시키는 코어 구동부를 포함할 수 있다.

Description

【명세서】 ,
【발명의 명칭】
컴프레션 몰딩 장치 및 이를 이용한 복합수지 성형품
【기술분야】
본 발명의 실시예는 컴프레션 몰딩 장치에 관한 것으로서， 보다 상세하게는 범퍼 백빔과 같은 복합수지 성형 부품을 컴프레션 몰딩 방식으로 성형하기 위한 컴프레션 몰딩 장치 및 이를 이용한 복합수지 성형품에 관한 것이다.
【발명의 배경이 되는 기술】
최근에 들어서는 환경에 대한 인식이 높아지면서 자동차의 배기가스 규제 및 연비 기준이 강화되고 있는 추세이다. 이에 따라 자동차의 경량화에 대한 필요성이 강화되면서 자동차 메이커에서는 다양한 방법으로 자동차의 경량화 구현을 시도하고 있다.
특히， 자동차 분야의 환경규제에 따른 배출가스 감소 및 연비향상을 위한 차체의 경량화 요구에 따라 차체 부품의 소재분야에서 친환경성， 고기능성， 성형성 경량성 및 고감성 등을 고려한 복합수지의 연구가 활발하게 진행되고 있다.
이에， 자동차 메이커에서는 차체의 주요 구성 부품을 복합수지로 성형하여 경량화를 이룸과 동시에 층돌 성능 등을 유지할 수 있는 복합수지 성형 부품의 생산기술이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
상기와 같은 복합수지를 성형하는 방법으로는 사출 성형 방식과 컴프레션 몰딩 방식 등이 있다. 대표적인 복합수지는 유리섬유매트 강화 플라스틱 (GMT)과 열가소성 유리섬유 강화 플라스틱 (WLFT, LFT) 등이 있으며， 상기한 성형방법을 통해서 제품으로 생산될 수 있다.
여기서， 사출 성형 방식은 원하는 제품의 모양이나 형태를 다양하게 구현할 수 있는데 반해 강도나 기계적 물성을 요구하는 부품으로서의 사용은 제한되고 있다. 그러나 컴프레션 몰딩 방식의 경우는 강도 및 기계적 물성에서 사출 성형 보다 뛰어난 점을 보이는 바 차체의 구조적 부품에 주로 활용되고 있다.
예를 들면， 자동차의 구성 부품 중 범퍼 어셈블리는 범퍼 스테이를 통해 차체에 고정되는 범퍼 백빔을 구비하고 있다. 이러한 범퍼 백범은 충돌 성능 및 경량화를 달성하기 위해 복합수지를 컴프레션 몰딩 방식으로 성형함으로써 제작되고 있다.
한편， 컴프레션 몰딩 방식은 별도 가열된 복합수지를 금형 내에 충진한 후， 그 금형의 압력을 이용하여 복합수지를 플로우 (f low)시키며 복합수지 성형품을 성형할 수 있다.
그러나， 이와 같은 컴프레션 몰딩 방식은 복합수지에 보강재가 포함될 경우， 금형 내의 동일한 위치에 복합수지를 투입하기가 어렵고， 보강재가 충진되지 않은 경우에는 성형 제품에 강성이나 층돌 성능이 취약한 구간이 발생할 수 있다.
즉， 컴프레션 몰딩 방식은 복합수지의 컴프레션 성형 시， 플로우에 의존한 금형 내의 복합수지 층진으로 인해 보강소재 (예를 들면， fabr ic 또는 prepreg)의 파단 및 연신 등의 플로우에 의한 손상이 과다 발생하며， 이로 인한 국부적인 물성 취약 구간이 발생할 수 있다.
따라서， 상기와 같이 컴프레션 몰딩 방식에 의해 성형된 범퍼 백범 등의 복합수지 성형 부품은 서로 상이한 재질의 다른 부품 (예를 들면， 금속 소재의 범퍼 스테이)과 결합하기 때문에， 충돌 시 국부적인 물성 취약 구간으로 인해 그 결합 부위에서 크랙 등의 파손 전이 현상이 발생할 수 있으며, 이로 인해 결합 부위 (예를 들면， 스테이 매칭부)의 층돌 성능이 취약해질 수 있다.
이에 종래 기술에서는 복합수지 성형 부품의 컴프레션 몰딩 시 별도의 보강소재를 추가로 투입하거나 샤링이나 드릴링 등을 이용한 외곽 형상의 보정 공정을 통해 복합수지 성형 부품의 국부적인 물성 취약 구간을 보강하고 있다. 상기한 바와 같은 보강소재의 추가 투입 또는 외곽 형상의 보정 공정은 복합수지 성형 부품의 제조 공정 수를 증대시키고， 제조 비용을 증대시키는 요인으로 작용하고 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서， 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
【발명의 내용】
【해결하고자 하는 과제】 본 발명의 실시예들은 복합수지의 플로우 없이 제품의 형상에 맞게 전면 구간으로 복합수지를 충진할 수 있고， 제품의 국부적인 물성 취약 구간으로 복합수지를 과 층진하며 복합수지 성형품을 컴프레션 몰딩 방식으로 성형할 수 있도록 한 컴프레션 몰딩 장치를 제공하고자 한다.
또한， 본 발명의 실시예들은 원래 형상 보다 과 층진된 복합수지로서 국부적인 물성 취약 구간의 강성과 층돌 성능을 보강할 수 있도록 한 복합수지 성형품을 제공하고자 한다 .
【과제의 해결 수단】
본 발명의 실시예에 따른 컴프레션 몰딩 장치는， i )성형 제품의 하단면 형상을 지닌 복합수지 성형구간으로 복합수지가 층진되는 하형 다이와， H )상기 성형 제품의 상단면 형상에 상웅하는 복합수지 성형구간을 지니며 상기 하형 다이에 대웅하여 상하 방향으로 이동 가능하게 구성되는 상형 다이와， iii )상기 하형 다이의 복합수지 성형구간 가장자리와 일정 거리를 두고 상기 하형 다이에 설치되며， 상기 하형 다이와 상형 다이의 합형 시 그 거리만큼 슬라이드 이동 가능하게 구비되는 적어도 하나의 슬라이딩 코어와， iv )상기 슬라이딩 코어와 연결되게 상기 하형 다이에 설치되며， 상기 슬라이딩 코어의 이동을 지지하고， 상기 하형 다이와 상형 다이의 분리 시 상기 슬라이딩 코어를 원래의 위치로 리턴시키는 코어 구동부를 포함할 수 있다.
또한， 본 발명의 실시예에 따른 상기 컴프레션 몰딩 장치는， 상기 하형 다이의 복합수지 성형구간 가장자리와 상기 슬라이딩 코어 사이의 영역에 상기 복합수지가 과 충진될 수 있다.
또한， 본 발명의 실시예에 따른 상기 컴프레션 몰딩 장치는， 상기 하형 다이와 상형 다이의 매칭 성형구간 보다 복합수지가 과 충진될 수 있다.
또한， 본 발명의 실시예에 따른 상기 컴프레션 몰딩 장치에 있어서， 상기 슬라이딩 코어는 상기 하형 다이와 상형 다이의 합형 시， 상기 하형 다이의 복합수지 성형구간 가장자리와 상기 슬라이딩 코어 사이의 영역에 과 층진된 복합수지를 상기 하형 다이의 복합수지 성형구간으로 인입할 수 있다.
또한， 본 발명의 실시예에 따른 상기 컴프레션 몰딩 장치에 있어서， 상기 슬라이딩 코어는 상기 하형 다이의 복합수지 성형구간 가장자리에 대웅하는 면이 수직면으로 이루어질 수 있다. 또한， 본 발명의 실시예에 따른 상기 컴프레션 몰딩 장치에 있어서， 상기 슬라이딩 코어는 상기 수직면의 반대쪽 면이 상하 측으로 경사진 캠 경사면으로 이루어질 수 있다.
또한， 본 발명의 실시예에 따른 상기 컴프레션 몰딩 장치에 있어서， 상기 상형 다이에는 상기 슬라이딩 코어의 캠 경사면과 캠 접촉하는 캠 접촉면을 지니며 상기 슬라이딩 코어와 암수 식으로 결합될 수 있는 코어 결합홈이 형성될 수 있다.
또한， 본 발명의 실시예에 따른 상기 컴프레션 몰딩 장치에 있어서， 상기 하형 다이와 상형 다이의 합형 시， 상기 슬라이딩 코어는 상기 캠 접촉면의 하단이 상기 캠 경사면의 상단으로부터 캠 접촉하며 상기 코어 결합홈에 결합될 수 있다.
또한， 본 발명의 실시예에 따른 상기 컴프레션 몰딩 장치에 있어서， 상기 슬라이딩 코어는 상기 캠 경사면과 캠 접촉면이 캠 접촉하며 상기 하형 다이의 복합수지 성형구간 가장자리 측으로 슬라이드 이동될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 컴프레션 몰딩 장치에 있어서， 상기 슬라이딩 코어의 양 단부에는 그 슬라이딩 코어의 폭 방향으로 가이드 돌기가 형성될 수 있다.
또한， 본 발명의 실시예에 따른 상기 컴프레션 몰딩 장치에 있어서， 상기 하형 다이에는 상기 가이드 돌기가 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있는 가이드 레일이 형성될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 컴프레션 몰딩 장치에 있어서, 상기 코어 구동부는 상기 슬라이딩 코어의 양 단부에 대응하여 상기 하형 다이에 회전 가능하게 설치되며 상기 슬라이딩 코어의 하부면에 폭 방향을 따라 형성된 기엇니와 치합하는 피니언 기어와, 상기 피니언 기어와 치합되며 상기 슬라이딩 코어의 이동 방향에 반대되는 방향으로 이동 가능하게 설치되는 래크 바아와， 상기 하형 다이에 일측 단부가 연결되고 상기 래크 바아에 다른 일측 단부가 연결되는 리턴 스프링을 포함할 수 있다.
또한， 본 발명의 실시예에 따른 상기 컴프레션 몰딩 장치에 있어서 상기 하형 다이의 복합수지 성형구간에는 상기 복합수지를 석션하는 석션홀이 형성될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 컴프레션 몰딩 장치에 있어서， 상기 석션홀은 석션부재와 연결될 수 있다.
또한， 본 발명의 실시예에 따른 상기 컴프레션 몰딩 장치에 있어서， 상기 슬라이딩 코어에는 상기 하형 다이의 복합수지 성형구간 측으로 에어를 분사하는 에어 분사홀이 형성될 수 있다.
또한， 본 발명의 실시예에 따른 상기 컴프레션 몰딩 장치에 있어서， 상기 에어 분사홀은 블로워와 연결될 수 있다.
또한， 본 발명의 실시예에 따른 상기 컴프레션 몰딩 장치는， 상기 하형 다이 및 상형 다이에 설치되며， 상기 복합수지의 성형 압력으로 인한 상기 슬라이딩 코어의 밀림을 방지하는 밀림 방지유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 컴프레션 몰딩 장치에 있어서， 상기 밀림 방지유닛은 상기 하형 다이 및 상형 다이 중 어느 하나의 성형면 외곽에 돌출 형성되는 록킹 돌기와， 상기 록킹 돌기에 대웅하여 상기 하형 다이 및 상형 다이 중 다른 하나의 성형면 외곽에 형성되며 상기 록킹 돌기와 암수 식으로 결합되는 록킹 홈을 포함할 수 있다.
그리고， 상술한 바와 같은 컴프레션 몰딩 장치를 통해 복합수지를 컴프레션 몰딩 성형한 복합수지 성형품은， i )일정 길이를 지니며 수직 방향의 단면을 기준할 때 일측으로 개방단을 형성하고 있는 박스 형태의 본체부와， ii )상기 본체부의 개방단 양측에서 수평 방향으로 연장 형성되는 에지부를 포함할 수 있다.
또한， 본 발명의 실시예에 따른 상기 복합수지 성형품에 있어서， 상기 에지부는 상기 본체부의 두께 보다 두껍게 형성되고, 상기 복합수지가 수평 방향으로 밀린 형상으로서 형성될 수 있다.
또한， 본 발명의 실시예에 따른 상기 복합수지 성형품에 있어서， 상기 에지부는 상기 본체부의 두께 보다 두¾게 형성되고, 상기 복합수지가 수직 방향으로 밀린 형상으로서 형성될 수 있다.
또한， 본 발명의 실시예에 따른 상기 복합수지 성형품에 있어서， 상기 에지부는 복합수지가 과 층진되어 이루어질 수 있다.
또한， 본 발명의 실시예에 따른 상기 복합수지 성형품에 있어서, 상기 복합수지는 프리프레그 테이프 및 페브릭 구조의 직조체 중 적어도 어느 하나 포함할 수 있다.
또한， 본 발명의 실시예에 따른 상기 복합수지 성형품에 있어서， 상기 복합수지는 열가소성 유리섬유 강화 플라스틱 ( LFT, LFT) 흑은 유리섬유 매트 강화 플라스틱 (GMT)을.포함할 수 있다.
또한， 본 발명의 실시예에 따른 상기 복합수지 성형품은， 자동차에 채용되는 층돌 성능용 부재일 수 있다.
또한， 본 발명의 실시예에 따른 상기 복합수지 성형품에 있어서， 상기 층돌 성능용 부재는 자동차 범퍼 어셈블리의 범퍼 백빔일 수 있다.
【발명의 효과】
본 발명의 실시예들은 복합수지의 플로우 ( f low) 없이 제품의 형상에 맞게 전면 구간으로 복합수지를 층진할 수 있으므로, 성형 제품의 전 구간에 보강재층을 균일하게 층진할 수 있다.
따라서， 본 발명의 실시예에서는 보강재층의 미충진 또는 플로우 접촉부 등의 취약 부위를 제거할 수 있고， 성형 제품의 전 구간에 연속된 보강재층을 구성할 수 있으므로 기대한 물성에 부합된 성형 제품을 제조할 수 있다.
더 나아가， 본 발명의 실시예에서는 복합수지의 충진 편차를 고려하여 금형의 매칭 성형구간 보다 복합수지를 과 충진하고 그 복합수지를 성형 구간으로 인입시킴으로써 제품의 국부적인 물성 취약 구간의 강성과 층돌 성능을 보강할 수 있다.
따라서， 본 발명의 실시예에서는 성형 제품에 대한 국부적인 물성 편차를 최소화시킬 수 있고， 국부적인 물성 취약 구간으로 별도의 보강소재를 투입하거나 샤링이나 드릴링 등의 외곽 형상 보정 공정을 삭제할 수 있으므로 복합수지 성형품의 제조 공정 수를 줄일 수 있으며 , 제조 비용을 절감할 수 있다. 【도면의 간단한 설명】
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로， 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 컴프레션 몰딩 장치를 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 컴프레션 몰딩 장치에 적용되는 슬라이딩 코어의 슬라이드 이동 가이드 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 컴프레션 몰딩 장치에 적용되는 코어 구동부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 컴프레션 몰딩 장치에 적용되는 전면 충진수단의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 컴프레션 몰딩 장치에 적용되는 전면 층진수단의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 컴프레션 몰딩 장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 컴프레션 몰딩 장치에 의해 성형된 복합수지 성형품을 개략적으로 도시한 도면이다.
【발명을 실시하기 위한 구체적인 내용】
이하， 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며， 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로， 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며， 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
그리고， 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제 1， 제 2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
명세서 전체에서， 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함''한다고 할 때， 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다 .
또한, 명세서에 기재된 " . . .유닛"， " . . .수단" , " . . .부 "， " . . .부재 " 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 컴프레션 몰딩 장치를 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면， 본 발명의 실시예에 따른 컴프레션 몰딩 장치 (100)는 별도로 가열된 복합수지 (1)를 금형 내에 층진하여 복합수지 성형품을 성형할 수 있는 복합수지 성형 시스템에 적용될 수 있다.
복합수지 (1)는 프리프레그 (Prepreg, pre—impregnated mater ial ) 형태의 열가소성 플라스틱 복합소재로서， 섬유 소재에 수지가 함침된 상태로 넁각에 의하여 고화될 수 있다. 복합수지 ( 1)는 섬유들의 특정 배열 방향에 대한 높은 기계적 물성을 구현할 수 있다.
즉， 복합수지 (1)는 섬유를 강화재로 하는 고강도 및 고탄성의 경량 구조재로 주목을 받고 있는 첨단 복합 재료로서， 경량 구조용 재료로서 뛰어난 특성을 갖고 있다.
이러한 복합수지 (1)는 스틸 소재 대비 강도 및 탄성율이 우수하며， 반복 피로에 뛰어나고， 열팽창 계수가 작기 때문에 치수 안정성이 뛰어나며, 전기 전도성， 내식성， 진동 감쇠성이 우수한 특성도 있다.
예를 들면， 복합수지 (1)는 보강재층 (3)이 포함된 복합소재로 이루어지는 바， 프리프레그 테이프 및 페브릭 구조의 직조체를 단독 또는 모두를 포함할 수 있다.
또한， 복합수지 (1)는 열가소성 유리섬유 강화 플라스틱 (WLFT, LFT) 혹은 유리섬유 매트 강화 플라스틱 (GMT)을 포함할 수 있다.
이러한 복합수지 ( 1)는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 열가소성 플라스틱 복합소재로서 이루어지므로， 본 명세서에서 그 복합소재의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.
한편， 본 발명의 실시예에 의한 컴프레션 몰딩 장치 (100)는 강도나 기계적 물성을 요구하는 부품으로서， 자동차의 구조적 부품을 복합수지 (1)로서 컴프레션 몰딩 성형할 수 있다.
이와 같이 자동차의 부품으로 사용되는 복합수지 성형품은 본 발명의 실시예에서 범퍼 어셈블리의 범버 백범을 예로 들 수 있다. 상기한 범퍼 백범은 소정의 곡률로서 커브 형상으로 이루어지며， 범퍼 스테이를 통해 차체에 결합될 수 있다. 그러나 본 발명의 보호범위가 반드시 이에 한정되는 것으로 이해되어서는 아니되며， 자동차 외에 강도나 기계적 물성을 요구하는 다양한 종류 및 용도의 복합수지재 성형품이라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 컴프레션 몰딩 장치 (100)는 복합수지 (1)의 플로우 ( f low) 없이 제품의 형상에 맞게 전면 구간으로 복합수지 ( 1)를 층진할 수 있고， 제품의 국부적인 물성 취약 구간으로 복합수지 (1)를 과 층진할 수 있는 구조로 이루어진다.
즉, 본 발명의 실시예는 원래 형상 보다 과 층진된 복합수지 (1)로서 국부적인 물성 취약 구간의 강성과 층돌 성능을 보강할 수 있는 복합수지 성형품을 컴프레션 몰딩 방식으로 성형할 수 있는 컴프레션 몰딩 장치 (100)를 제공한다.
이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 컴프레션 몰딩 장치 (100)는 기본적으로， 하형 다이 ( 10)， 상형 다이 (20)， 슬라이딩 코어 (30)， 코어 구동부 (40) 그리고 코어 밀림 방지유닛 (70)을 포함하고 있다.
하형 다이 ( 10)는 금형의 성형면 (도면에서의 상면)에 복합수지 (1)로서 성형될 제품의 하단면 형상에 대웅하는 하부 복합수지 성형구간 ( 11) (당 업계에서는 "하금형 습합" 이라고도 한다)을 형성하고 있다.
하부 복합수지 성형구간 ( 11)은 당 업계에서 하형 스틸이라고도 하며， 하형 다이 (10)의 성형면에 성형 제품의 설계 두께 및 면적에 상웅하는 성형 돌기와 성형홈을 형성하고 있다.
그리고， 상형 다이 (20)는 슬라이딩 구동 장치 (도면에 도시되지 않음)를 통해 하형 다이 (10)에 대하여 상하 방향으로 승강 가능하게 구성된다.
상형 다이 (20)는 금형의 성형면 (도면에서의 하면)에 복합수지 (1)로서 성형될 제품의 상단면 형상에 대웅하는 상부 복합수지 성형구간 (21) (당 업계에서는 "상금형 습합 " 이라고도 한다)을 형성하고 있다.
상부 복합수지 성형구간 (21)은 당 업계에서 상형 스틸이라고도 하며， 상형 다이 (20)의 성형면에 성형 제품의 설계 두께 및 면적에 상웅하는 성형 돌기와 성형홈을 형성하고 있다.
상기에서와 같은 하형 다이 (10) 및 상형 다이 (20)에는 복합수지 ( 1)를 기 설정된 형상으로 컴프레션 몰딩 성형하고， 이하에서 더욱 설명될 구성 요소들을 장착하기 위한 브라켓， 바아， 로드， 플레이트, 레일, 하우징， 격벽 케이스， 블록， 칼라 등과 같은 각종 부속요소들을 포함하고 있다.
그러나， 상기한 부속 요소들은 복합수지 ( 1)를 기 설정된 형상으로 컴프레션 몰딩 성형하고， 본 실시예에 의한 각종 구성 요소들을 하형 다이 (10) 및 상형 다이 (20)에 설치하기 위한 것이므로， 본 발명의 실시예에서는 예외적인 경우를 제외하고 상기한 부속 요소들을 하형 다이 (10) 및 상형 다이 (20)로 통칭한다.
여기서 , 하형 다이 ( 10) 및 상형 다이 (20)의 두께 및 크기는 뒤에서 더욱 설명될 각종 구성 요소의 설치 구간 범위， 단면 길이 등을 고려하여 결정될 수 있다.
그리고， 하형 다이 ( 10) 및 상형 다이 (20)의 하부 복합수지 성형구간 (11) 및 상부 복합수지 성형구간 (21)은 복합수지 (1)의 안착 편차로 발생되는 소재 미층진 구간이나 제품의 성능편차 구간이 없는 복합수지 (1)의 전면 충진이 가능한 구간으로 설정될 수 있다.
본 발명의 실시예에서， 슬라이딩 코어 (30)는 컴프레션 몰딩 성형될 제품의 국부적인 물성 취약 구간을 보강하기 위해 복합수지 ( 1)를 하형 다이 (10)의 하부 복합수지 성형구간 (11)으로 과 층진케 하기 위한 것이다.
즉， 슬라이딩 코어 (30)는 하형 다이 (10)의 하부 복합수지 성형구간 (11)으로 복합수지 (1)를 연장하여 과 층진할 수 있게 그 하부 복합수지 성형구간 (11)의 외측에 복합수지 ( 1)의 과 충진 영역 (31)을 형성할 수 있다.
또한, 슬라이딩 코어 (30)는 하형 다이 ( 10)의 하부 복합수지 성형구간 ( 11)으로 과 층진된 복합수지 (1)의 외부 유출을 방지하며 그 복합수지 (1)를 하부 복합수지 성형구간 (11)으로 인입시키는 기능도 하게 된다. 슬라이딩 코어 (30)는 하형 다이 ( 10)에서 하부 복합수지 성형구간 ( 11)의 외곽 전체 구간에 복수 개로서 구성될 수 있으며， 하부 복합수지 성형구간 (11)의 일부 구간 즉， 컴프레션 몰딩 성형될 제품의 국부적인 물성 취약 구간에 적어도 하나 이상으로 구성될 수 있다.
이를 위해 슬라이딩 코어 (30)는 하형 다이 (10)에 하부 복합수지 성형구간 (11) 가장자리와 일정 거리를 두고 설치될 수 있다. 예를 들면， 슬라이딩 코어 (30)는 한 쌍으로서 하부 복합수지 성형구간 (11)의 양측 가장자리와 일정 거리를 두고하형 다이 (10)에 설치될 수 있다.
따라서， 슬라이딩 코어 (30)는 하형 다이 ( 10)의 하부 복합수지 성형구간 (11)으로 복합수지 (1)를 과 층진케 할 수 있는 과 층진 영역 (31)을 그 하부 복합수지 성형구간 (11)의 양측 가장자리 외측에 각각 형성할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에서는 하형 다이 (10)의 하부 복합수지 성형구간 (11) 가장자리와 슬라이딩 코어 (30) 사이의 영역에 복합수지 (1)가 과 충진될 수 있는 과 층진 영역 (31)을 형성할 수 있다.
다시 말하면, 본 발명의 실시예에서는 슬라이딩 코어 (30)를 통해 하부 복합수지 성형구간 ( 11)의 양측 가장자리 외측에 과 층진 영역 (31)을 형성함에 따라， 하형 다이 (10)와 상형 다이 (20)의 매칭 성형구간 보다 복합수지 ( 1)의 과 충진을 실시할 수 있다.
그리고， 슬라이딩 코어 (30)는 하형 다이 (10)와 상형 다이 (20)의 합형 (당 업계에서는 "폐형'' 이라고도 한다) 시， 상기한 과 충진 영역 (31)에 해당하는 거리만큼 슬라이드 이동 가능하게 설치될 수 있다.
이로써， 슬라이딩 코어 (30)는 하형 다이 (10)와 상형 다이 (20)의 합형 시， 하부 복합수지 성형구간 (11)의 가장자리 측으로 슬라이드 이동하며 하부 복합수지 성형구간 ( 11)으로부터 과 충진 영역 (31)으로 과 충진된 복합수지 (1)를 그 하부 복합수지 성형구간 (11)으로 인입시킬 수 있다.
보다 구체적으로， 본 발명의 실시예 ^서 슬라이딩 코어 (30)는 일정 길이를 지닌 블록 형태로서 구비된다. 슬라이딩 코어 (30)는 폭 방향에 따른 단면 형상을 기준할 때, 하형 다이 (10)의 하부 복합수지 성형구간 (11) 가장자리에 대웅하는 면이 수직면 (33)으로 이루어질 수 있다.
그리고 슬라이딩 코어 (30)는 그 수직면 (33)의 반대쪽 면이 상하 측으로 경사진 캠 경사면 (35)으로 이루어질 수 있다. 즉， 슬라이딩 코어 (30)의 하부면은 상기 캠 경사면 (35)에 의해 상부면 보다 더 크게 형성될 수 있다.
이와 같은 슬라이딩 코어 (30)는 하형 다이 (10)와 상형 다이 (20)의 합형 시， 상형 다이 (20)와의 캠 작동으로 위에서 언급한 바 있는 과 충진 영역 (31)에 해당하는 거리만큼 하부 복합수지 성형구간 (11)의 가장자리 측으로 슬라이드 이동될 수 있다.
이를 위해 상형 다이 (20)의 하부면에서 상부 복합수지 성형구간 (21) 외곽에는 슬라이딩 코어 (30)에 대웅하는 코어 결합홈 (25)을 형성하고 있다.
코어 결합홈 (25)은 슬라이딩 코어 (30)의 폭 방향 단면에 상응하는 홈으로서 형성되며， 하형 다이 (10)와 상형 다이 (20)의 합형 시， 슬라이딩 코어 (30)와 암수 식으로 결합될 수 있다.
코어 결합홈 (25)은 슬라이딩 코어 (30)의 캠 경사면 (35)과 캠 접촉하는 캠 접촉면 (27)을 형성하고 있다. 캠 접촉면 (27)은 캠 경사면 (35)과 같이 상하 측으로 경사지게 형성된다.
여기서， 슬라이딩 코어 (30)는 하형 다이 ( 10)와 상형 다이 (20)의 합형 시， 코어 결합홈 (25)의 캠 접촉면 (27) 하단이 캠 경사면 (35)의 상단으로부터 캠 접촉하며 코어 결합홈 (25)에 결합될 수 있다.
이에 따라， 슬라이딩 코어 (30)는 하형 다이 (10)와 상형 다이 (20)의 합형 시， 이의 캠 경사면 (35)과 코어 결합홈 (25)의 캠 접촉면 (27)이 캠 접촉 (캠 슬립)하며 과 층진 영역 (31)에 해당하는 거리만큼 하부 복합수지 성형구간 (11)의 가장자리 측으로 슬라이드 이동될 수 있다.
한편， 본 발명의 실시예에 의한 슬라이딩 코어 (30)는 도 2에서와 같이， 하형 다이 (10)의 하부 복합수지 성형구간 (11) 가장자리 외측에서 가이드 수단을 통해 슬라이드 이동될 수 있다.
상기한 가이드 수단은 슬라이딩 코어 (30)의 양 단부에 형성되는 가이드 돌기 (39a)와， 그 가이드 돌기 (39a)에 대웅하여 하형 다이 (10)에 형성되는 가이드 레일 (39b)을 포함한다. 가이드 돌기 (39a)는 가이드 레일 (39b)에 슬라이딩 코어 (30)의 폭 방향을 따라 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다.
다른 한편으로， 기존 컴프레션 성형 몰드의 경우 복합수지의 외부 유출을 방지하기 위해 상하 금형의 습합 구간을 15mm~25mm 수준으로 구성하는 방식을 사용하고 있다.
그러나， 본 발명의 실시예에서는 과 층진 영역 (31)에 과 충진된 복합수지 (1)의 외부 유출을 방지하기 위한 별도의 슬라이딩 코어 (30)를 구비하므로， 상하 금형인 하형 다이 (10)와 상형 다이 (20)의 습합 구간을 최소로 설계하여 약 1瞧 수준을 유지할 수 있다.
또한， 슬라이딩 코어 (30)는 하형 다이 ( 10) 및 상형 다이 (20)의 합형 시， 슬라이드 이동하며 전면 충진된 복합수지 ( 1)의 과 충진 부분을 하형 다이 ( 10)의 하부 복합수지 성형구간 ( 11)으로 인입시키는 바, 이 때 복합수지 (1)는 작업자 또는 자동 설비의 구성에 의하여 작게는 20-30隱， 크게는 50匪 이상의 금형 안착 구간별 위치 편차가 발생한다.
따라서， 슬라이딩 코어 (30)는 복합수지 (1)의 충진 작업 조건에 따라 슬라이드 이동거리가 결정되며， 그 이동거리를 반영하여 금형 전체의 크기도 조정하여 설계하는 것이 바람직하다.
다만， 복합수지 ( 1)의 예상되는 위치편차 보다 슬라이딩 코어 (30)의 이동거리를 협소하게 제작할 경우에는， 성형 시 복합수지 (1)가 슬라이딩 코어 (30)의 윗 부분을 통해 외부로 유출 될 소지가 있다.
그러므로， 슬라이딩 코어 (30)는 예상되는 복합수지 (1)의 안착 위치 편차 대비 10mm~20mm 가량 하부 복합수지 성형구간 ( 11)의 외측에서 슬라이드 이동되도록 하는 것이 유리하다.
또한, 슬라이딩 코어 (30)는 복합수지 (1)의 특성이나 금형 전체의 구조를 고려하여 그 크기 및 세부 유동 각도가 조정 될 수 있으나, 복합수지 (1)의 성형 압력에 의해 슬라이딩 코어 (30)와 하형 다이 (10) 사이로 복합수지 (1)가 유입될 수 있으므로 그 해당 부위의 설계 공차는 0.1隱~0.3隱 수준으로 설계 되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에서， 코어 구동부 (40)는 슬라이딩 코어 (30)의 슬라이드 이동을 지지하고， 하형 다이 ( 10)와 상형 다이 (20)의 분리 시 그 슬라이딩 코어 (30)를 원래의 위치로 리턴시키기 위한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 컴프레션 몰딩 장치에 적용되는 코어 구동부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1 및 도 3을 참조하면， 본 발명의 실시예에 의한 코어 구동부 (40)는 슬라이딩 코어 (30)와 연결되게 하형 다이 (10)에 설치되는 바， 피니언 기어 (41)， 래크 바아 (43) 및 리턴 스프링 (45)을 포함하고 있다.
피니언 기어 (41)는 슬라이딩 코어 (30)의 양 단부에 대웅하여 하형 다이 (10)에 회전 가능하게 설치된다. 피니언 기어 (41)는 슬라이딩 코어 (30)의 하부면에 폭 방향을 따라 형성된 기엇니들 (47)과 치합된다.
래크 바아 (43)는 하형 다이 (10)에 대하여 슬라이딩 코어 (30)의 폭 방향을 따라 이동 가능하게 설치된다. 래크 바아 (43)는 피니언 기어 (41)와 치합되며 슬라이딩 코어 (30)의 이동 방향에 반대되는 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 즉， 래크 바아 (43)는 하형 다이 (10)와 상형 다이 (20)의 합형 시， 슬라이딩 코어 (30)가 하형 다이 (10)의 하부 복합수지 성형구간 ( 11) 가장자리 측으로 이동하는 때 피니언 기어 (41)를 통해 일측 방향으로 이동된다.
그리고 리턴 스프링 (45)은 하형 다이 ( 10)와 상형 다이 (20)의 분리 시 그 슬라이딩 코어 (30)를 원래의 위치로 리턴시키기 위한 것이다. 리턴 스프링 (45)은 하형 다이 (10)에 일측 단부가 연결되고， 래크 바아 (43)에 다른 일측 단부가 연결되게 설치된다.
리턴 스프링 (45)은 압축 스프링으로 구비되는 바， 하형 다이 (10)와 상형 다이 (20)의 합형 시， 슬라이딩 코어 (30)가 하형 다이 (10)의 하부 복합수지 성형구간 ( 11) 가장자리 측으로 이동하는 때 일측 방향으로 이동하는 래크 바아 (43)에 의해 압축될 수 있다.
또한， 리턴 스프링 (45)은 하형 다이 (10)와 상형 다이 (20)의 분리 시 , 탄성 복원력에 의해 래크 바아 (43)를 다른 일측 방향으로 이동시키며， 피니언 기어 (41)를 통해 슬라이딩 코어 (30)를 원래의 위치로 리턴시킬 수 있다.
한편， 상술한 바로는 코어 구동부 (40)로서 피니언 기어 (41)， 래크 바아 (43) 및 리턴 스프링 (45)을 포함하는 것으로 설명하였으나， 반드시 이에 한정되지 않고 대안으로서 금형의 이젝트 플레이트와 연계 구동하는 방식으로 슬라이딩 코어 (30)의 슬라이 H 이동을 지지하고 하형 다이 (10)와 상형 다이 (20)의 분리 시 그 슬라이딩 코어 (30)를 원래의 위치로 리턴시킬 수도 있다. 도 1을 참조하면， 본 발명의 실시예에서 코어 밀림 방지유닛 (70)은 하형 다이 (10)와 상형 다이 (20)의 합형 시， 복합수지 (1)의 성형 압력으로 인해 슬라이딩 코어 (30)가 원래의 위치 쪽으로 밀리는 것을 방지하기 위한 것이다. 즉， 코어 밀림 방지유닛 (70)은 하형 다이 (10)와 상형 다이 (20)의 합형 시 복합수지 ( 1)의 성형 압력으로 인해 그 하형 다이 ( 10)와 상형 다이 (20)의 합형 위치가 를어짐으로 슬라이딩 코어 (30)의 위치가 변동되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 코어 밀림 방지유닛 (70)은 하형 다이 (10) 및 상형 다이 (20)에 설치된다.
본 발명의 실시예에서 코어 밀림 방지유닛 (70)은 슬라이딩 코어 (30)의 원래 위치에서 그 슬라이딩 코어 (30)의 캠 경사면 (35) 하단 측에 대웅하는 하형 다이 ( 10)의 상면에 형성되는 록킹 홈 (71)과， 그 록킹 홈 (71)에 대웅하여 상형 다이 ( 0)의 하면에 돌출 형성되는 록킹 돌기 (73)를 포함한다.
록킹 홈 (71) 및 록킹 돌기 (73)는 하형 다이 (10) 및 상형 다이 (20)의 성형면 외곽에 각각 형성되는 바， 하형 다이 ( 10)와 상형 다이 (20)의 합형 시 암수 식으로 상호 결합될 수 있다.
그리고， 코어 밀림 방지유닛 (70)은 슬라이딩 코어 (30)의 캠 경사면 (35) 하단 측에 대웅하는 록킹 홈 (71) 및 록킹 돌기 (73)와 함께 하형 다이 (10)의 상면 및 상형 다이 (20)의 하면 가장자리 측어 ί 또 다른 록킹 홈 (71)과 록킹 돌기 (73)를 형성할 수도 있다.
이와 같은 코어 밀림 방지유닛 (70)은 성형될 제품의 전체 곡를 및 커브 형상을 고려하여 하형 다이 (10) 및 상형 다이 (20)의 전면에 설계하거나 슬라이딩 코어 (30)의 일부 과도한 밀림이 유발되는 것으로 추정되는 위치에 부분적으로 설치할 수도 있다.
다만， 코어 밀림 방지유닛 (70)은 하형 다이 ( 10) 및 상형 다이 (20)의 성형면 여유구간에 구성되므로， 반드시 하형 다이 (10) 및 상형 다이 (20)의 전체 크기와 유관하여 설계해야 한다.
대안으로서， 본 발명의 실시예에 의한 코어 밀림 방지유닛 (70)은 돌기와 홈 구조로 구성되는 것에 반드시 한정되지 않고， 하형 다이 ( 10) 및 상형 다이 (20)의 성형면 전체를 상호 결합하는 키 형태 또는 블록 형태로 구성할 수도 있다.
한편， 본 발명의 실시예에 따른 컴프레션 몰딩 장치 (100)는 복합수지 (1)의 플로우 없이 제품의 형상에 맞게 전면 구간으로 복합수지 (1)를 하형 다이 (10)의 하부 복합수지 성형구간 (11)에 전면 충진하기 위한 전면 충진수단을 더 포함하고 있다.
즉， 상기 전면 충진수단은 성형될 제품의 전 구간에 걸쳐 복합수지 ( 1)의 보강재층 (3)을 하형 다이 (10)의 하부 복합수지 성형구간 (11)에 균일하게 층진하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에서， 상기 전면 충진수단은 도 4에서와 같이， 하형 다이 (10)의 하부 복합수지 성형구간 (11)에 형성되며 , 복합수지 (1)를 석션하는 석션홀 (81)을 포함한다. 석션홀 (81)은 하부 복합수지 성형구간 ( 11)으로 충진된 복합수지 (1)를 석션하며 그 성형구간 (11)에 완전 압착시킬 수 있다. 여기서， 석션홀 (81)은 별도의 석션라인을 통해 석션부재 (83)와 연결될 수 있다. 예를 들면， 석션부재 (83)는 석션홀 (81)로 진공압을 제공하며 그 석션홀 (81)에 진공 분위기를 조성하는 진공펌프를 포함할 수 있다.
대안으로서， 본 발명의 실시예에 의한 상기 전면 층진수단은 도 5에서와 같이， 슬라이딩 코어 (30)에 형성되며， 하형 다이 (10)의 하부 복합수지 성형구간 (11) 측으로 에어를 분사하는 에어 분사홀 (91)을 포함할 수도 있다. 이 경우， 에어 분사홀 (91)은 별도의 에어 공급라인을 통해 블로워 (93)와 연결될 수 있다.
즉， 블로워 (93)를 통해 공급되는 소정 압력의 에어는 슬라이딩 코어 (30)의 에어 분사홀 (91)을 통해 하형 다이 (10)의 하부 복합수지 성형구간 (11) 측으로 분사된다.
이하， 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 컴프레션 몰딩 장치 (100)의 작동 및 복합수지의 컴프레션 몰딩 성형 방법을 앞서 개시한 도면들 및 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 컴프레션 몰딩 장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
우선 앞서 개시한 도면들을 참조하면， 상형 다이 (20)를 하형 다이 (10)에 대하여 상측 방향으로 이동시킨 상태에서， 슬라이딩 코어 (30)는 원래의 위치에서 하형 다이 (10)의 하부 복합수지 성형구간 (11) 가장자리와 일정 거리를 두고 그 하부 복합수지 성형구간 (11) 가장자리와의 사이에 과 층진 영역 (31)을 형성하고 있다 (도 1 참조) .
이와 같은 상태에서， 본 발명의 실시예에서는 보강재층 (3)을 포함하며 별도 가열된 복합수지 ( 1)를 하형 다이 (10)의 하부 복합수지 성형구간 ( 11)에 층진하는데， 그 하부 복합수지 성형구간 ( 11)에서 상기한 과 층진 영역 (31)으로 복합수지 (1)를 과 층진한다.
여기서, 본 발명의 실시예에서는 석션부재 (83)를 통해 석션홀 (81)에 진공 분위기를 조성하며 그 석션홀 (81)을 통하여 하부 복합수지 성형구간 (11)으로 층진된 복합수지 (1)를 석션할 수 있다. '
따라서， 본 발명의 실시예에서는 성형될 제품의 형상에 맞게 전면 구간으로 복합수지 (1)를 하형 다이 (10)의 하부 복합수지 성형구간 (11)에 전면 층진할 수 있다. 즉， 성형될 제품의 전 구간에 걸쳐 복합수지 (1)의 보강재층 (3)을 하형 다이 (10)의 하부 복합수지 성형구간 (11)에 균일하게 충진할 수 있다.
그리고 나서， 본 발명의 실시예에서는 도 6에서와 같이， 상형 다이 (20)를 하형 다이 (10) 측으로 하강시킨다.
상기한 과정에 , 슬라이딩 코어 (30)는 코어 결합홈 (25)의 캠 접촉면 (27) 하단이 캠 경사면 (35)의 상단으로부터 캠 접촉 (캠 슬립)하며 코어 결합홈 (25)에 결합된다.
이에 따라 슬라이딩 코어 (30)는 상기한 과 층진 영역 (31)에 해당하는 거리만큼 하형 다이 ( 10)의 하부 복합수지 성형구간 (11) 가장자리 측으로 슬라이드 이동된다.
여기서， 슬라이딩 코어 (30)는 하형 다이 (10)의 가이드 레일 (39b)에 결합된 가이드 돌기 (39a)를 통해 그 가이드 레일 (39b)을 따라 하부 복합수지 성형구간 ( 11)의 가장자리 측으로 슬라이드 이동된다 .
이 경우， 코어 구동부 (40)의 래크 바아 (43)는 슬라이딩 코어 (30)의 기엇니 (47)와 함께 치합된 피니언 기어 (41)를 통해 일측 방향으로 이동하며， 리턴 스프링 (45)을 압축한다 .
따라서， 본 발명의 실시예에서는 하형 다이 (10)와 상형 다이 (20)의 합형 시， 슬라이딩 코어 (30)가 하부 복합수지 성형구간 (11)의 가장자리 측으로 슬라이드 이동함으로， 하부 복합수지 성형구간 ( 11)으로부터 과 층진 영역 (31)으로 과 층진된 복합수지 ( 1)를 슬라이딩 코어 (30)를 통해 하부 복합수지 성형구간 (11)으로 인입시킬 수 있다.
한편， 상기와 같이 슬라이딩 코어 (30)를 하부 복합수지 성형구간 (11)의 가장자리 측으로 슬라이드 이동시키는 과정에， 석션홀 (81)을 통해 하부 복합수지 성형구간 ( 11)으로 충진된 복합수지 (1)를 석션하는 것과 달리， 본 발명의 실시예에서는 슬라이딩 코어 (30)의 에어 분사홀 (91)을 통해 에어를 분사하며 복합수지 (1)를 하부 복합수지 성형구간 ( 11)에 전면 충진할 수도 있다.
이로써， 본 발명의 실시예에서는 하형 다이 (10)와 상형 다이 (30)의 합형 시， 하부 복합수지 성형구간 ( 11)에서 과 충진 영역 (31)으로 과 충진된 복합수지 (1)를 슬라이딩 코어 (30)를 통해 하부 복합수지 성형구간 (11)으로 인입시키며， 하형 다이 (10)의 하부 복합수지 성형구간 (11)과 상형 다이 (20)의 상부 복합수지 성형구간 (21)의 매칭 성형구간에서 복합수지 (1)를 일정한 형상으로 컴프레션 몰딩 성형할 수 있다.
이와 같은 하형 다이 (10)와 상형 다이 (20)의 합형 시， 본 발명의 실시예에서는 코어 밀림 방지유닛 (70)의 록킹 돌기 (73)와 록킹 홈 (71)를 암수 식으로 결합시킴으로써 복합수지 (1)의 성형 압력으로 인해 슬라이딩 코어 (30)가 원래의 위치 쪽으로 밀리는 것을 방지할 수 있다.
즉， 이 경우는 하형 다이 (10)와 상형 다이 (20)의 합형 시， 복합수지 (1)의 성형 압력으로 인해 그 하형 다이 (10)와 상형 다이 (20)의 합형 위치가 를어짐으로 슬라이딩 코어 (30)의 위치가 변동되는 것을 방지할 수 있다.
상기한 바와 같이 하형 다이 (10)와 상형 다이 (20)의 합형으로 복합수지 (1)를 일정한 형상으로 컴프레션 몰딩 성형한 상태에서， 본 발명의 실시예에서는 상형 다이 (20)를 상측 방향으로 이동시키며 일정한 형상으로 컴프레션 몰딩 성형된 복합수지 (1)를 이젝팅시킨다.
그러면， 본 발명의 실시예에서는 자동차 부품으로서 범퍼 어셈블리의 범버 백빔과 같은 복합수지 성형품 (200 : 도 7a 및 도 7b 참조)을 컴프레션 몰딩 성형할 수 있게 된다.
이하에서는 도 7a 및 도 7b를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 컴프레션 몰딩 장치 (100)를 통해 컴프레션 몰딩 성형된 복합수지 성형품 (200)의 구조를 설명한다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 컴프레션 몰딩 장치에 의해 성형된 복합수지 성형품을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면， 본 발명의 실시예에 따른 복합수지 성형품 (200)은 일정 길이를 지니며 소정의 곡률로서 커버 형상을 띠는 본체부 ( 101)와， 그 본체부 (10)의 양 사이드 측에 형성되는 에지부 ( 103)를 포함한다.
본체부 (101)는 수직 방향의 단면을 기준할 때 일측으로 개방단을 형성하고 있는 박스 형태， 예를 들면 도면을 기준으로 하단면이 개방된 " c ' '자의 단면 형상으로 이루어질 수 있다. 그리고， 에지부 (103)는 본체부 (101)의 개방단 양측에서 수평 방향 (도면에서의 좌우 방향)으로 연장되게 형성된다. 이러한 에지부 (103)는 범퍼 백빔의 플랜지부로 구성될 수 있다.
이와 같은 복합수지 성형품 (200)은 보강재층 (3)이 포함돤 복합소재로서， 프리프레그 테이프 및 페브릭 구조의 직조체를 단독 또는 모두를 포함할 수 있으며， 열가소성 유리섬유 강화 플라스틱 (WLFT, LFT) 혹은 유리섬유 매트 강화 플라스틱 (GMT)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 본체부 (101) 및 에지부 (103)는， 상술한 바 있듯이 석션홀 (81)을 통해 하부 복합수지 성형구간 (11)으로 충진된 복합수지 (1)를 석션하거나 슬라이딩 코어 (30)의 에어 분사홀 (91)을 통해 에어를 분사하며 복합수지 (1)를 하부 복합수지 성형구간 (11)에 전면 층진하기 때문에， 전 구간에 걸쳐 복합수지 (1)의 보강재층 (3)이 균일하게 층진되게 형성될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에서 에지부 (103)는， 상술한 바 있듯이 하형 다이 (10)와 상형 다이 (30)의 합형 시， 하부 복합수지 성형구간 (11)에서 과 층진 영역 (31)으로 과 층진된 복합수지 (1)를 슬라이딩 코어 (30)를 통해 하부 복합수지 성형구간 (11)으로 인입시키기 때문에， 본체부 (101)의 두께 보다 두껍게 형성될 수 있다.
더 나아가， 상기 에지부 (103)는 상기한 바와 같은 복합수지 (1)의 과 충전으로 인해 도 7a에서와 같이 복합수지 (1)의 보강재층 (3)이 수평 방향으로 밀린 형상으로 형성될 수 있다.
그리고， 상기 에지부 (103)는 복합수지 (1)의 과 충전으로 인해 도 7b에서와 같이 복합수지 (1)의 끝단에서 보강재층 (3)이 수직 방향으로 밀려 겹쳐진 형상으로 형성될 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 컴프레션 몰딩 장치 (100) 및 이를 이용한 복합수지 성형품 (200)에 의하면 , 복합수지 (1)의 플로우 (f low) 없이 제품의 형상에 맞게 전면 구간으로 복합수지 (1)를 층진할 수 있으므로, 성형 제품의 전 구간에 보강재층 (3)을 균일하게 층진할 수 있다.
따라서， 본 발명의 실시예에서는 보강재층 (3)의 미충진 또는 플로우 접촉부 등의 취약 부위를 제거할 수 있고， 성형 제품의 전 구간에 연속된 보강재층 (3)을 구성할 수 있으므로 기대한 물성에 부합된 성형 제품을 제조할 수 있다.
또한， 본 발명의 실시예에서는 복합수지 (1)의 층진 편차를 고려하여 금형의 매칭 성형구간 보다 복합수지 (1)를 과 층진하고 그 복합수지 (1)를 성형 구간으로 인입시킴으로써 제품의 국부적인 물성 취약 구간의 강성과 층돌 성능을 보강할 수 있다.
이로써， 본 발명의 실시예에서는 성형 제품에 대한 국부적인 물성 편차를 최소화시킬 수 있고， 국부적인 물성 취약 구간으로 별도의 보강소재를 투입하거나 샤링이나 드릴링 등의 외곽 형상 보정 공정을 삭제할 수 있으므로 복합수지 성형품의 제조 공정 수를 줄일 수 있으며， 제조 비용을 절감할 수 있다. 이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나， 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서， 구성요소의 부가， 변경， 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나， 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.
【부호의 설명】
1. 복합수지 3. 보강재층
10. 하형 다이 11. 하부 복합수지
20. 상형 다이 21. 상부 복합수지
25. 코어 결합홈 27. 캠 접촉면
30. 슬라이딩 코어 31. 과 충진 영역
33. 수직면 35. 캠 경사면
39a . 가이드 돌기 39b . 가이드 레일
40. 코어 구동부 41. 피니언 기어
43. 래크 바아 45. 리턴 스프링
47. 기엇니 70. 코어 밀림 방지
71. 록킹 홈 73. 록킹 돌기
81. 석션홀 83. 석션부재
91. 에어 분사홀 93. 블로워
101 . 본체부 103 . 에지부
200 . 복합수지 성형품

Claims

【특허청구범위】
【청구항 11
성형 제품의 하단면 형상을 지닌 복합수지 성형구간으로 복합수지가 층진되는 하형 다이 ;
상기 성형 제품의 상단면 형상에 상웅하는 복합수지 성형구간을 지니며 상기 하형 다이에 대웅하여 상하 방향으로 이동 가능하게 구성되는 상형 다이; 상기 하형 다이의 복합수지 성형구간 가장자리와 일정 거리를 두고 상기 하형 다이에 설치되며， 상기 하형 다이와 상형 다이의 합형 시 그 거리만큼 슬라이드 이동 가능하게 구비되는 적어도 하나의 슬라이딩 코어; 및
상기 슬라이딩 코어와 연결되게 상기 하형 다이에 설치되며， 상기 슬라이딩 코어의 이동을 지지하고， 상기 하형 다이와 상형 다이의 분리 시 상기 슬라이딩 코어를 원래의 위치로 리턴시키는 코어 구동부；를 포함하며，
상기 하형 다이의 복합수지 성형구간 가장자리와 상기 슬라이딩 코어 사이의 영역에 상기 복합수지가 과 충진되는 것을 특징으로 하는 컴프레션 몰딩 장치 .
【청구항 2]
제 1 항에 있어서,
상기 하형 다이와 상형 다이의 매칭 성형구간 보다 복합수지가 과 층진되는 것을 특징으로 하는 컴프레션 몰딩 장치.
[청구항 3】
제 1 항에 있어서，
상기 슬라이딩 코어는， 상기 하형 다이와 상형 다이의 합형 시， 상기 하형 다이의 복합수지 성형구간 가장자리와 상기 슬라이딩 코어 사이의 영역에 과 층진된 복합수지를 상기 하형 다이의 복합수지 성형구간으로 인입하는 것을 특징으로 하는 컴프레션 몰딩 장치 .
【청구항 4】 제 1 항에 있어서，
상기 슬라이딩 코어는， 상기 하형 다이의 복합수지 성형구간 가장자리에 대응하는 면이 수직면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 컴프레션 몰딩 장치.
【청구항 5】
거 U 항에 있어서，
상기 슬라이딩 코어는, 상기 수직면의 반대쪽 면이 상하 측으로 경사진 캠 경사면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 컴프레션 몰딩 장치 .
【청구항 6】
제 5 항에 있어서，
상기 상형 다이에는， 상기 슬라이딩 코어의 캠 경사면과 캠 접촉하는 캠 접촉면을 지니며 상기 슬라이딩 코어와 암수 식으로 결합될 수 있는 코어 결합홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 컴프레션 몰딩 장치.
【청구항 7】
제 6 항에 있어서，
상기 하형 다이와 상형 다이의 합형 시， 상기 슬라이딩 코어는 상기 캠 접촉면의 하단이 상기 캠 경사면의 상단으로부터 캠 접촉하며 상기 코어 결합홈에 결합되는 것을 특징으로 하는 컴프레션 몰딩 장치.
【청구항 8】
제 7 항에 있어서，
상기 슬라이딩 코어는, 상기 캠 경사면과 캠 접촉면이 캠 접촉하며 상기 하형 다이의 복합수지 성형구간 가장자리 측으로 슬라이드 이동되는 것을 특징으로 하는 컴프레션 몰딩 장치 .
【청구항 9]
거 U 항에 있어서 ,
상기 슬라이딩 코어의 양 단부에는 그 슬라이딩 코어의 폭 방향으로 가이드 돌기가 형성되며 ,
상기 하형 다이에는 상기 가이드 돌기가 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있는 가이드 레일이 형성되는 것을 특징으로 하는 컴프레션 몰딩 장치.
【청구항 10】
제 1 항에 있어서，
상기 코어 구동부는， 상기 슬라이딩 코어의 양 단부에 대웅하여 상기 하형 다이에 회전 가능하게 설치되며， 상기 슬라이딩 코어의 하부면에 폭 방향을 따라 형성된 기엇니와 치합하는 피니언 기어와，
상기 피니언 기어와 치합되며 상기 슬라이딩 코어의 이동 방향에 반대되는 방향으로 이동 가능하게 설치되는 래크 바아와，
상기 하형 다이에 일측 단부가 연결되고， 상기 래크 바아에 다른 일측 단부가 연결되는 리턴 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴프레션 몰딩 장치 .
·
【청구항 11]
제 1 항에 있어서，
상기 하형 다이의 복합수지 성형구간에는 상기 복합수지를 석션하는 석션홀이 형성되며，
상기 석션홀은 석션부재와 연결되는 것을 특징으로 하는 컴프레션 몰딩 장치.
【청구항 12】
게 1 항에 있어서,
상기 슬라이딩 코어에는 상기 하형 다이의 복합수지 성형구간 측으로 에어를 분사하는 에어 분사홀이 형성되며，
상기 에어 분사홀은 블로워와 연결되는 것을 특징으로 하는 컴프레션 몰딩 장치 .
【청구항 13】
제 1 항에 있어서， 상기 하형 다이 및 상형 다이에 설치되며， 상기 복합수지의 성형 압력으로 인한 상기 슬라이딩 코어의 밀림을 '방지하는 밀림 방지유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴프레션 몰딩 장치.
【청구항 14】
제 13 항에 있어서，
상기 밀림 방지유닛은， 상기 하형 다이 및 상형 다이 중 어느 하나의 성형면 외곽에 돌출 형성되는 록킹 돌기와，
상기 록킹 돌기에 대웅하여 상기 하형 다이 및 상형 다이 중 다른 하나의 성형면 외곽에 형성되며, 상기 록킹 돌기와 암수 식으로 결합되는 록킹 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴프레션 몰딩 장치 .
【청구항 15]
청구항 1의 컴프레션 몰딩 장치를 통해 복합수지를 컴프레션 몰딩 성형한 복합수지 성형품으로서 ,
일정 길이를 지니며 수직 방향의 단면을 기준할 때 일측으로 개방단을 형성하고 있는 박스 형태의 본체부; 및
상기 본체부의 개방단 양측에서 수평 방향으로 연장 형성되는 에지부；를 포함하며，
상기 에지부는 상기 본체부의 두께 보다 두껍게 형성되고， 상기 복합수지가 수평 방향으로 밀린 형상으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 복합수지 성형품.
【청구항 16】
청구항 1의 컴프레션 몰딩 장치를 통해 복합수지를 컴프레션 몰딩 성형한 복합수지 성형품으로서，
일정 길이를 지니며 수직 방향의 단면을 기준할 때 일측으로 개방단을 형성하고 있는 박스 형태의 본체부; 및
상기 본체부의 개방단 양측에서 수평 방향으로 연장 형성되는 에지부；를 포함하며 , 상기 에지부는 상기 본체부의 두께 보다 두껍게 형성되고， 상기 복합수지가 수직 방향으로 밀린 형상으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 복합수지 성형품.
【청구항 17】
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서，
상기 에지부는 복합수지가 과 충진되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합수지 성형품.
【청구항 18】
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
상기 복합수지는 프리프레그 테이프 및 페브릭 구조의 직조체 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합수지 성형품.
【청구항 19】
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서，
상기 복합수지는 열가소성 유리섬유 강화 플라스틱 (WLFT, LFT) 혹은 유리섬유 매트 강화 플라스틱 (GMT)을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합수지 성형품.
【청구항 20】
거 115 항 또는 제 16 항에 있어서，
상기 복합수지 성형품은 자동차에 채용되는 층돌 성능용 부재인 것을 특징으로 하는 복합수지 성형품.
【청구항 21]
제 20 항에 있어서，
상기 충돌 성능용 부재는 자동차 범퍼 어셈블리의 범퍼 백빔인 것을 특징으로 하는 복합수지 성형품.
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Citations (5)

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