KR101345188B1 - 시트 인서트 분사 방식의 몰딩 장치 및 이에 의해 제조된 자동차용 경량화 부품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시트 인서트 분사 방식의 몰딩 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 시트 인서트 분사 방식의 몰딩 장치는, 성형하고자 하는 대상제품과 대응되는 형상으로 형성되는 하부 금형; 상기 하부 금형에 인서트됨으로써, 상기 대상제품의 성형을 위한 복합 발포액이 적층되는 시트부재; 상기 시트부재에 적층된 복합 발포액을 가압시키기 위한 상부 금형; 및 상기 상부 금형이 상기 복합 발포액을 가압하기 이전에, 상기 시트부재를 상기 하부 금형 측에 견고히 클램핑시키기 위한 클램핑수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

시트 인서트 분사 방식의 몰딩 장치 및 이에 의해 제조된 자동차용 경량화 부품{Moding apparatus of sheet insert type and car weight lightening parts manufactured by the molding apparatus}

본 발명은 시트 인서트 분사 방식의 몰딩 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LFI(Long Fiber Injection) 성형 방식에 의하여 자동차용 판넬을 제조하기 위한 금형에 있어서, 제품의 정밀한 성형이 가능하고 경량이면서 강도가 우수한 제품의 성형이 가능하도록 구조가 개선된 시트 인서트 분사 방식의 몰딩 장치에 관한 것이다.

최근 자동차 경량화와 고품질화를 위하여, 자동차 외관을 형성하는 판넬에 관한 성형공법이 다양하게 개발되고 있다.

예컨대, 금속 재질로 이루어지는 종래의 자동차용 외장재 또는 내장재들이 고기능성 플라스틱 재질로 대체되는 추세이며, 이러한 고기능성 플라스특 재질 중 하나로 폴리우레탄 수지(PU) 발포액과 글래스 파이버(GF)의 혼합물인 복합 발포액을 가죽 시트에 분사 후 경화시킴으로써 형성되는 자동차용 경량화 부품이 개발되고 있는 실정이다.

이와 같이 새로운 기술개발의 흐름에 대응하여 상기 자동차용 경량화 부품을 성형하기 위한 몰딩 장치는, 성형공정의 효율을 높일 수 있어야 하고, 정밀한 성형이 가능하여야 할 것이다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 자동차 부품의 경량화를 가능하게 하면서 동시에 성형고정의 효율을 높일 수 있고 정밀한 성형이 가능한 시트 인서트 분사 방식의 몰딩 장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 시트 인서트 분사 방식의 몰딩 장치는, 성형하고자 하는 대상제품과 대응되는 형상으로 형성되는 하부 금형; 상기 하부 금형에 인서트됨으로써, 상기 대상제품의 성형을 위한 복합 발포액이 적층되는 시트부재; 상기 시트부재에 적층된 복합 발포액을 가압시키기 위한 상부 금형; 및 상기 상부 금형이 상기 복합 발포액을 가압하기 이전에, 상기 시트부재를 상기 하부 금형 측에 견고히 클램핑시키기 위한 클램핑수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 클램핑수단은, 상기 시트부재의 가장자리부분이 위치되는 상기 하부 금형의 프레임부와 대응되는 형상되는 클램핑부를 구비하여서, 상기 클램핑부가, 상기 하부 금형의 프레임부에 위치되는 시트부재의 가장자리부분을 상기 프레임부 측으로 밀착가압시키도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 클램핑부는 상기 하부 금형에 회동가능하게 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명은, 상기 시트부재의 상기 하부 금형이 프레임부에 위치하는 가장자리부분을 제외한 나머지 부분을, 상기 하부 금형의 몰딩 공간으로 진공 흡착시키기 위한 진공 장치;를 더 구비하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 시트 인서트 분사 방식의 몰딩 장치는, 시트부재가 금형 내에 견고히 인서트된 상태에서 복합 발포액을 그 시트부재에 분사하여 경화시킴으로써, 복합 발포액에 의하여 형성되는 몰딩층과 시트부재에 의하여 형성된 시트층을 별개로 형성한 후 결합시키는 공정에 의하지 않고 동시에 형성이 가능하게 됨에 따라 제품의 성형공정의 효율을 높일 수 있는 장점과, 시트부재의 하부 금형에 대한 견고한 고정이 가능하여 제품의 정밀한 성형을 가능하게 하는 장점을 도출한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 시트 인서트 분사 방식의 몰딩 장치에 관한 것으로, 상부 금형을 제외한 하부 금형과 시트부재를 분리하여 보인 분리 사시도.
도 2는 본 발명 일실시예에 채용되는 시트부재를 하부 금형에 인서트시킨 상태에서의 사시도.
도 3은 본 발명 일실시예의 시트부재를 클램핑수단을 이용하여 하부 금형에 클램핑시킨 상태에서의 사시도.
도 4는 본 발명 일실시예의 시트부재를 하부 금형에 클램핑시킨 상태에서 진공 흡착시킨 상태에서의 사시도.
도 5는 본 발명 일실시예에 채용되는 상부 금형이 하부 금형 측으로 접근되는 과정을 보인 분리 사시도.
도 6은 본 발명 일실시예에 채용되는 상부 금형과 하부 금형이 서로 접근되어 있는 상태에서의 사시도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 의해 제작된 자동차용 경량화 부품의 일례를 보인 단면도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 의해 제작된 자동차용 경량화 부품의 다른 예를 보인 단면도.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 시트 인서트 분사 방식의 몰딩 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 시트 인서트 분사 방식의 몰딩 장치에 관한 것으로, 상부 금형을 제외한 하부 금형과 시트부재를 분리하여 보인 분리 사시도이고, 도 2는 본 발명 일실시예에 채용되는 시트부재를 하부 금형에 인서트시킨 상태에서의 사시도이며, 도 3은 본 발명 일실시예의 시트부재를 클램핑수단을 이용하여 하부 금형에 클램핑시킨 상태에서의 사시도이며, 도 4는 본 발명 일실시예의 시트부재를 하부 금형에 클램핑시킨 상태에서 진공 흡착시킨 상태에서의 사시도이며, 도 5는 본 발명 일실시예에 채용되는 상부 금형이 하부 금형 측으로 접근되는 과정을 보인 분리 사시도이며, 도 6은 본 발명 일실시예에 채용되는 상부 금형과 하부 금형이 서로 접근되어 있는 상태에서의 사시도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 시트 인서트 분사 방식의 몰딩 장치는, LFI(Long Fiber Injection) 성형 방식에 의하여 자동차용 판넬을 제조하기 위한 것으로, 하부 금형(1)과 시트부재(2)와 상부 금형(4)과 클램핑수단(3)을 포함하여 이루어진다.

상기 하부 금형(1)은, 성형하고자 하는 대상제품과 대응되는 형상으로 형성되는 것으로, 본 실시예에서 상기 대상제품이 자동차의 외관을 형성하는 부품 중 하나인 블로우 커버(blow cover)에 해당됨으로써, 그 형상이 상기 블로우 커버에 대응되게 형성된다.

즉, 상기 하부 금형(1)은, 상기 블로우 커버의 양측 가장자리 부분의 프레임을 형성할 수 있도록, 중심을 기준으로 하여 멀어지는 방향으로 갈수록 점점 상하방향의 높이가 작아지는 경사면이 형성되어 있는 한 쌍의 프레임부(12)를 구비하고, 상기 한 쌍의 프레임부(12)들 사이에 몰딩 공간(14)을 형성시킨다.

상기 시트부재(2)는, 상기 하부 금형(1)에 인서트되어 있는 상태에서 그 상면에 성형대상제품의 복합 발포액이 적층되게 하는 것으로, 다양한 재질로 형성이 가능하나 본 실시예에서는 가죽 재질로 형성되어 있다.

상기 시트부재(2)의 가장자리부분은, 상기 하부 금형(1)의 프레임부(12)에 위치하게 되고, 그 가장자리부분을 제외한 나머지 부분(즉, 가장자리의 안쪽 부분)은 상기 하부 금형(1)의 한 쌍의 프레임부(12)들 사이에 위치한 상기 몰딩 공간(14)에 위치하게 된다.

여기서, 상기 시트부재(2)의 하부 금형(1)에 대한 견고하고 정밀한 위치고정을 가능하게 하는 구성에 대해 상세히 설명하기로 한다.

즉, 상기 클램핑수단(3)은, 상기 상부 금형(4)이 상기 시트부재(2)에 적층되어 있는 상기 복합 발포액을 가압하기 이전에, 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 상기 시트부재(2)를 상기 하부 금형(1) 측에 견고히 클램핑시키기 위한 것이다.

본 실시예에서 상기 클램핑수단(3)으로는, 상기 시트부재(2)의 가장자리부분이 위치하는 상기 하부 금형(1)의 프레임부(12)와 대응되는 형상으로 형성되는 클램핑부(32)가 채용되었다. 즉, 상기 클램핑부(32)는 상기 하부 금형(1)의 프레임부(12)와 간극 없이 밀착될 수 있도록 그 프레임부(12)와 대응되게 형성된다.

이러한 구성을 가지는 본 실시예는, 상기 클램핑부(32)가, 상기 하부 금형(1)의 프레임부(12)에 위치되는 시트부재(2)의 가장자리부분을 상기 프레임부(12) 측으로 밀착가압시킴으로써, 상기 시트부재(2)의 하부 금형(1)에 대한 견고한 위치고정을 가능하게 한다.

이와 같이, 상기 시트부재(2)의 가장자리가 상기 클램핑부(32)에 의하여 상기 하부 금형(1)의 프레임부(12)에 밀착고정된 도 3과 같은 상태에서, 상기 하부 금형(1) 측에 마련된 도시되지 않은 진공 장치를 작동시키게 되면, 도 4에 잘 도시된 바와 같이, 상기 시트부재(2)의 가장자리를 제외한 나머지 부분이 상기 하부 금형(1)의 몰딩 공간(14) 측으로 흡착된다.

결국, 본 발명에 채용된 상기 클램핑수단(3)은, 상기 시트부재(2)의 하부 금형(1)에 대한 견고한 고정을 가능하게 함과 동시에, 상기 시트부재(2)를 진공 장치에 의하여 성형하고자 하는 제품과 동일한 형상으로 하부 금형(1) 측에 흡착시킬 수 있도록 함으로써, 제품의 정밀한 성형을 가능하게 하는 기능을 발휘한다.

따라서, 이러한 클램핑수단(3)이 채용된 본 발명은, 시트부재(2)가 금형 내에 견고히 인서트된 상태에서 도시되지 않은 분사장치로 복합 발포액을 그 시트부재(2)에 분사하여 경화시킴으로써, 복합 발포액에 의하여 형성되는 몰딩층과 시트부재(2)에 의하여 형성된 시트층을 별개로 형성한 후 결합시키는 공정에 의하지 않고 동시에 형성이 가능하게 됨에 따라 제품의 성형공정의 효율을 높일 수 있는 장점과, 상기 시트부재(2)의 하부 금형(1)에 대한 견고한 고정이 가능하여 제품의 정밀한 성형을 가능하게 하는 장점을 도출한다.

특히, 본 발명에서는 하부 금형과 이에 맞물리는 상부 금형의 형상 특징을 주요한 핵심으로 제안한다. 또한, 클램핑수단(3)의 형상 특징을 주요한 핵심으로 제안한다.

도면에 도시된 바와 같이, 하부 금형은 폭방향의 가장자리의 형상이 ㅅ자형상으로 제공된다. 이는 클램핑 부재를 이용하여 시트를 고정시키는 과정에 있어서, 접촉면을 증대시키는 효과도 있고, 특히 가운데 부분에 꺽여지는 부분에 의해서 시트를 한번도 밀착시키는 효과를 제공하기 위함이다.

이러한 이유로 인해 도면에서 도시된 바와 같이 상부금형, 하부금형, 및 클램핑 부재의 형상의 특징이 제한되어 있다.

상기 클램핑부(32)는, 본 발명에 의한 몰딩 장치의 다른 부품과의 간섭을 방지하고 상기 하부 금형(1)에 대한 구조를 크게 변경하지 않기 위하여, 힌지 구조에 의하여 상기 하부 금형(1)에 회동가능하게 설치되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 복합 발포액은 폴리우레탄 수지(PU) 발포액과 글래스 파이버(GF)의 혼합물로서, 상기 시트부재(2)에 분사형 경화됨으로써 상기 시트부재(2) 상에 제1플라스틱 구조층(130)을 형성시킨다.

즉, 본 발명에 의한 시트 인서트 분사 방식의 몰딩 장치에 의하여 성형되는 자동차용 경량화 부품은, 도 7에 잘 도시된 바와 같이, 상기 시트부재(2)가 가죽 재질로 이루어짐으로써 형성되는 가죽 시트층(120)과 상기 복합 발포액이 시트부재(2)에 분사된 이후 경화됨으로써 형성되는 제1플라스틱 구조층(130)으로 이루어진다.

이러한 자동차용 경량화 부품에 의하면, 상기 시트부재(2)의 인서트 분사 방식에 의하여 가죽 시트층(120)과 제1플라스틱 구조층(130)이 동시에 형성됨으로써 성형공정의 효율 향상에 따른 낮은 제조원가를 가지며, 폴리우레탄 수지(PU) 발포액과 글래스 파이버(GF)의 혼합물에 의한 제1플라스틱 구조층(130)의 형성에 따라 제품의 경량화 및 고강도화가 가능하게 된다.

이러한 자동차용 경량화 부품의 구성에 더하여, 도 8에 잘 도시된 바와 같이, 상기 제1플라스틱 구조층(130)에 적층되는 페이퍼허니콤(Paper honeycomb)층과, 상기 페이퍼허니콤층(140)에 상기 복합 발포액을 분사하여 경화시킴으로써 형성되는 제2플라스틱 구조층(150)이 더 구비되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 페이퍼허니콤층(140)은, 본 발명에 따른 자동차용 경량화 부품의 휨 강도를 더욱 우수하게 하여, 제품의 강도를 더욱 향상시키는 역할을 한다.

결국, 상기 가죽 시트층(120)과 제1플라스틱 구조층(130)과 페이퍼허니콤층(140)과 제2플라스틱 구조층(150)을 포함하여 이루어지는 자동차용 경량화 부품은, 자동차의 외관을 형성하는 프레임의 경량화 및 고강도화를 가능하게 하는 장점을 도출한다.

이상, 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며 본 발명 속하는 기술분야에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있음은 자명하다.

1:하부 금형 12:프레임부
14:몰딩 공간 2:시트부재
3:클램핑수단 32:클램핑부
4:상부 금형 120:가죽 시트층
130:제1플라스틱 구조층 140:페이퍼허니콤층
150:제2플라스틱 구조층

Claims (6)

1. 복합 발포액을 시트부재 상에 분사(Injection)한 후 경화시킴으로써 제품을 성형하기 위한 몰딩 장치에 있어서,
   성형하고자 하는 대상제품과 대응되는 형상으로 형성되는 하부 금형;
   상기 하부 금형에 인서트됨으로써, 상기 대상제품의 성형을 위한 복합 발포액이 적층되는 시트부재;
   상기 시트부재에 적층된 복합 발포액을 가압시키기 위한 상부 금형; 및
   상기 상부 금형이 상기 복합 발포액을 가압하기 이전에, 상기 시트부재를 상기 하부 금형 측에 견고히 클램핑시키기 위한 클램핑수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 시트 인서트 분사 방식의 몰딩 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 클램핑수단은,
   상기 시트부재의 가장자리부분이 위치되는 상기 하부 금형의 프레임부와 대응되는 형상되는 클램핑부를 구비하여서,
   상기 클램핑부가, 상기 하부 금형의 프레임부에 위치되는 시트부재의 가장자리부분을 상기 프레임부 측으로 밀착가압시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 시트 인서트 분사 방식의 몰딩 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 클램핑부는 상기 하부 금형에 회동가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 시트 인서트 분사 방식의 몰딩 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 시트부재의 상기 하부 금형이 프레임부에 위치하는 가장자리부분을 제외한 나머지 부분을, 상기 하부 금형의 몰딩 공간으로 진공 흡착시키기 위한 진공 장치;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 시트 인서트 분사 방식의 몰딩 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 몰딩 장치에 의하여 성형되는 자동차용 경량화 부품에 관한 것으로,
   상기 시트부재가 가죽 재질로 이루어짐으로써 형성되는 가죽 시트층; 및
   폴리우레탄 수지(PU) 발포액과 글래스 파이버(GF)의 혼합물인 상기 복합 발포액을 상기 시트부재에 분사하여 경화시킴으로써 형성되는 제1플라스틱 구조층;
   상기 제1플라스틱 구조층에 적층되는 페이퍼허니콤층; 및
   상기 페이퍼허니콤층에 상기 복합 발포액을 분사하여 경화시킴으로써 형성되는 제2플라스틱 구조층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차용 경량화 부품.
6. 삭제

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