KR20030007539A

KR20030007539A - 패널 성형 방법

Info

Publication number: KR20030007539A
Application number: KR1020027014061A
Authority: KR
Inventors: 스티븐 제이. 모리; 게이조 제이. 후오따리; 엘리어트 제이. 스트라우스; 마이클 브렛트
Original assignee: 데코마 익스테리어 트림 인크.; 옴노바 솔루션즈 인코포레이티드
Priority date: 2000-04-20
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2003-01-23
Also published as: MXPA02010360A; JP2003531039A; WO2001081065A1; EP1274556A1; US20030090035A1; BR0110155A; AU2001250213A1; CA2406453A1

Abstract

패널을 제조하는 방법은 주연 방향으로 연장하는 리브(24)를 갖는 제1 주형 반부(12) 및 제2 주형 반부(14)를 사용한다. 제1 주형 반부(12)는 상기 제1 주형 공동 내로 연장하는 리브를 갖춘 제1 주형 공동을 형성하도록 제2 주형 반부(14)에 대하여 이동된다. 제1 주조 재료(20)는 제1 주형 공동 내로 주입되고 리브(24)의 형상에 상응하는 제1 응결 재료(20) 내에 노치(26)를 형성하도록 응결시킨다. 제2 주형 공동은 재료 유동에 대한 장벽을 제공하는 일련의 날카로운 선회부를 포함하는 제1 주형 반부(12)와 제1 응결 재료(20) 사이에 유동 경로를 갖도록 형성된다. 제2 재료(30)는 제2 주형 공동 내로 주입되고 제1 응결 재료 상에서 경화되게 된다.

Description

패널 성형 방법 {METHOD OF MOLDING A PANEL}

주입식 주조는 매우 다양한 제품의 제조용으로 많은 산업 분야에서 널리 알려져 있다. 자동차 산업에서는 미적으로 만족스러운 외부 표면을 필요로하는, 토노 커버와 본체 패널과 같은, 다수의 내부 및 외부의 정돈된 부품 등을 생산하기 위해 플라스틱 주입식 주조를 사용하고 있다. 원하는 외부 표면은 대체로 A급 외부 마감으로 알려져 있다.

미국 특허 제4,910,067호에 개시된 방법과 같은, 대형 평면 패널 성형하기 위해 현재 통용되는 기술로는 구조적으로 강성의 패널을 생산할 수 있다. 그러나, 표면 마감의 품질이 보통 A급에 미치지 못한다. 따라서 A급 마감을 생성하기 위해 별도의 외피, 페인트 또는 코팅이 패널을 주형으로부터 제거한 이후에 패널에 적용되어야만 한다.

부품의 주입식 주조 중에 A급 마감을 생성시키는 제조 프로세스를 개발함으로써, 주형 외부에서의 별도의 제조 단계를 줄이는 것이 바람직하다.

본 발명은 A급 외부 마감을 가지는 자동차의 패널을 제조하는 방법에 관한 것이다.

도1은 본 발명에 따른 상부 주형 반부와 하부 주형 반부를 가지는 성형 조립체의 측단면도이다.

도2는 제1 재료의 제1 주입 전의 완전히 폐쇄된 위치에서의 상부 및 하부 주형 반부를 갖춘 성형 조립체의 부분 확대 측단면도이다.

도3은 부분적으로 상승된 위치에서의 상부 주형 반부로의 제1 주입 이후의 성형 조립체의 부분 확대 측단면도이다.

도4는 제2 재료의 제2 주입 이후의 성형 조립체의 부분 확대 측단면도이다.

도5는 상부 주형 반부의 대체예의 부분 확대 측단면도이다.

도6은 본 발명을 사용하여 형성된 성형품의 제2 실시예의 사시도이다.

도7은 도6의 성형품의 평면도이다.

도8은 선 A-A를 따라 취한 도6의 성형품의 단면도이다.

도9는 선 B-B를 따라 취한 도6의 성형품의 단면도이다.

종래 기술의 단점은 주연 방향으로 연장하는 리브를 가지는 제1 주형 반부 및 제2 주형 반부를 사용하여 패널을 제조하는 방법을 제공함으로써 극복될 수도 있다. 제1 주형 반부는 제1 주형 공동 내부로 연장하는 리브를 갖춘 제1 주형 공동을 형성하도록 제2 주형 반부에 대하여 이동된다. 제1 주조 재료는 제1 주형 공동 내부로 주입되어 응결됨으로써 리브 형상에 상응하는 제1 응결 재료 내에 노치를 형성한다. 제2 주형 공동은 재료 유동에 대한 장벽을 제공하는 일련의 날카로운 선회부를 포함하는 제1 주형 반부와 제1 응결 재료 사이에 유동 경로를 갖도록 형성된다. 제2 재료(30)는 제2 주형 공동 내로 주입되고 제1 응결 재료 상에서 경화되게 된다.

본 발명의 장점은 용이하게 이해되며, 첨부된 도면을 고려할 때 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 용이하게 이해될 것이다.

도면에 있어서, 수 개의 도면을 통해 동일한 도면 부호는 유사하거나 대응하는 부품을 표시하고, 도1에서 성형 조립체는 도면 부호 10으로 전체적으로 도시된다.

성형 조립체(10)는 제1 주형 반부(12) 및 제2 주형 반부(14)를 포함한다. 제1(12) 및 제2 주형 반부(14) 모두 전체적으로 볼록한 A급 외부 표면(도시 생략)을 가지는 최종 성형 제품의 형상과 상호 연관되어 원하는 형상을 가지는 내부 표면(16, 17)을 포함한다.

양호하게는 내부 표면(16, 17)은 자동차의 패널을 형성하도록 구성된다. 알 수 있는 바와 같이, 내부 표면(16, 17)의 형상은 전체적으로 대형 평면을 가지는 원하는 자동차의 또는 비자동차 모델의 제품을 생산하도록 임의이 적절한 구조를 가질 수도 있다.

중심 플러그(19)는 제1 주형 반부(12)의 중심 리세스에 정렬된 제2 주형 반부(14)로부터 연장한다. 중심 플러그(19)는 재성형을 수용하도록 약간 테이펴져 있는 벽을 가진다. 중심 플러그(19)는 플러그 주연부에 대하여 연장하는 플랜지(21)를 가진다.

제1 주형 반부(12)는 중심 플러그(19)를 수용하는 크기의 리세스(23)를 가진다. 리세스(23)는 주형 반부(12, 14)가 폐쇄되었을 때 원하는 갭이 표면(16, 17) 사이에서 유지되도록 중심 플러그(19)보다 약간 더 크다. 리브(24)는 리세스(23) 주위로 연장한다. 리브(24)는 제1 주형 반부(12)의 외주연부로부터 이격된다. 인접부(25)는 제1 주형 반부(12)의 외주연부에 관하여 연장한다. 인접부(25)는 표면(16, 17) 사이의 원하는 갭의 두께에 상응하는 두께를 가진다. 리브(24)는 인접부(25)보다 작은 두께를 가진다.

제품을 성형하기 위해서, 주형 반부(12, 14)는 먼저 폐쇄된 위치로 이동된다. 인접부(25)는 주형 반부(14)와 인접하여 시일을 형성한다. 이어서 제1 주조 재료는 완전히 충전될 때까지 복수의 구멍 또는 게이트(22)를 통해 양호하게는 상부 주형 반부(12) 내의 제1 주형 공동(18) 내부로 주입된다. 다르게는, 게이트(22)는 표준 주입 성형 방식에 따라 주형 반부(14) 내에 위치될 수도 있다. 양호하게는, 복수의 게이트가 사용되어 재료의 유동이 일련의 밸브 게이팅으로 알려진 기술에 의해 제어되며, 이는 미국 특허 제5,762,855호에 더 구체적으로 설명되어 있다. 양호하게는 표시가 게이트에 의해 생성되는 경우에, 이 표시가 후에 덮히거나 제거될 수 있도록 게이트는 성형되는 부분에 대해 눈에 뛰지 않는 영역 내에 위치 설정된다.

양호하게는 제1 재료(20)는 임의의 열가소성 재료이다. 적절한 비제한적인 예로서는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 나이론, 폴리카보네이트 및 PCABS를 포함한다. 선택적으로는, 유리 섬유, 미네랄 충전제 및 나노 입자와같은 강화 재료가 열가소성 재료에 첨가될 수도 있다. 주조 재료(20)는 강성 또는 반강성 또는 패널용 기판으로 응결하거나 "동결"된다.

리브(24)는 성형품의 주연부에 대하여 연장하는 플랜지(27)를 형성하는 응결된 제1 재료(20) 내부에 상응하는 노치(26)를 형성한다. 도1 내지 도4에 도시된 바와 같이, 리브(24)는 실질적으로 직각인 형상을 가진다. 양호하게는 리브(24)는도5에 도시된 바와 같이 사다리꼴의 형상(도시용으로 약간 확대됨) 또는 플랜지(27)가 리브(24)로부터 재성형하게 하는 다른 적절한 형상을 가진다. 알 수 있는 바와 같이, 플랜지(27) 내에 형성된 노치(26)는 리브(24)의 형상과 정확하게 일치한다.

알 수 있는 바와 같이, 외부 표면이 미적으로 만족할 만한 A급 마감이 되도록 완성된 패널용의 잘 형성된 매끄러운 외부 마감을 가지는 것이 바람직하다.

또한 도3 및 도4에 있어서, 제1 주형 반부(12)는 제1 주형 반부(12)와 제2 주형 반부(14) 사이의 원하는 제2 갭을 생성하도록 약간 개방된다. 이러한 갭은 제2 재료(30)를 수용하기 위해 제1 재료(20) 위에 배치된 제2 주형 공동을 형성한다. 리브(24) 및 상응하는 노치(26)는 플랜지(27)와 리브(24) 사이에 일련의 날카로운 선회부를 가지는 좁은 채널 또는 유동 경로를 생성하는 날카로운 에지부를 가진다. 일련의 날카로운 선회부는 점성 액체의 유동에 대한 장벽을 제공하여, 점성 액체가 제2 주형 공동(28)으로부터 방출되는 것을 방지한다.

상부 주형 반부(12)가 상승된 후에, 제2 재료(30)의 제2 주입이 실행된다. 제2 재료(30)는 응결된 부분에 부착하는 외피 또는 코팅을 형성한다. 양호하게는제2 재료(30)는 열경화성 폴리우레탄 또는 폴리에스테르, 지방족 또는 방향족 중 하나와 같은 경안정성 코팅이다. 양호한 폴리우레탄 코팅은 GENGLAZE 또는 STYLECOAT란 상표로 옴노바 솔루션즈 인코포레이티드로부터 상용으로 입수할 수 있다.

제2 재료(30)는 제2 주형 공동(28)을 충전시키고 좁은 채널을 통해 흘러가며 도4에 도시된 바와 같이 부분적으로 제1 재료(20)의 노치(26) 내부로 흘러들어간다. 그러나, 제2 재료(30)의 파동 전면은 좁은 채널 모두를 통해 선회되거나 통과되게 할 수 없다. 따라서, 경화되지 않은 제2 재료의 유동은 종결되며 제2 주입 프로세스 동안에 주형 반부(12, 14) 사이로부터 벗어나지 않는다. 이점을 설명하기 위해, 상부 주형 반부(12) 및 하부 주형 반부(14)와 좁은 채널 사이에 형성된 갭은 확대되었다. 외피(30)의 양호한 두께는 0.003 내지 0.005inch 또는 대략 0.125mm 정도이다.

기부, 예를 들면 제1 재료(20)의 응결 중에, 열은 제1 재료(20)로부터 방출되며, 열은 성형된 기판에 코팅(30)을 경화시킨다. 선택적으로, 주형 반부(12, 14)는 상호 연결을 향상시키기 위해 250℉ 정도로 유지될 수 있다. 일단 응결 및 경화가 완료되면, 제1 주형 반부(12)는 완전히 개방된다. 이때 성형품은 패널용의 원하는 A급 마감을 형성하는 외피를 가진다. 또한, 패널은 별도의 페인팅 단계를 요하지 않는다.

제1 주형 반부(12)가 제2 주형 반부(14) 위로 상승되지 않는 패널을 형성하는 대체 방법이 고려된다. 즉, 상부 주형 반부(12) 및 제2 주형 반부(14)는 성형프로세스 중에 완전히 폐쇄된 위치를 유지한다. 노치(26)의 형성과 함께, 제1 재료(20)의 주입은 앞에서와 동일한 방식으로 이루어진다. 그러나, 제2 재료(30)은 주형 반부(12, 14)가 폐쇄된 상태에서 주입된다. 제1 재료(20)는 응결 중에 약간 움츠러들 수도 있고 약간의 압축성 특성을 갖는다. 그러므로, 제2 재료(30)의 주입 압력은 적어도 부분적으로 제1 재료(20)를 압박하고 제1 재료(20)와 제1 주형 반부(12) 사이에 작은 간극을 만든다. 작은 간극은 위에서 설명된 제2 주형 공동(28)과 유사하다. 제1 재료(20)의 리브(24) 및 노치(26)는 그 주입 중에 상부(12) 및 하부 주형 반부(14) 내에 제2 재료(30)를 보유하도록 계속 작동한다. 이러한 방법은 초기 응결 후 압축성이 되는 제1 재료(20)를 사용할 때 바람직할 수도 있다.

도6을 참조하여, 성형품(100)이 설명된다. 성형품(100)은 전체적으로 편평한 섹션(40)을 갖춘 볼록한 A급 외부 표면 및 모재품(100)의 주연에 관하여 연장하는 플랜지(27)를 갖는다. 플랜지(27)는 편평한 섹션(40)으로부터 이격되고 그로부터 연장하는 것이 바람직하다.

본 실시예에서, 플랜지(27)는 일련의 충전 웨브(44)에 의해 분리된 일련의 원주 방향 연장 구멍(42)을 갖는다. 일련의 구멍(42)은 외부 경주로(46)로부터 플랜지(27)의 내부 영역을 분리한다. 제1 및 제2 주형 반부(12, 14)는 주형 반부(12, 14) 중 하나에 벽을 삽입함으로써 구멍(42)을 성형하는 공지의 기술로 수정된다. 리브(24)의 부분은 구멍(42)을 형성하는 벽들 사이에 연장하도록 구성된다.

성형품은 아래에 설명된 방법으로 형성된다. 일단 성형품이 주형 반부(12, 14)로부터 제거되면, 경주로(46)는 웨브(44)를 절단 또는 전단함으로써 모재품으로부터 제거될 수도 있다. 웨브(44)는 최소량의 제2 재료(30)를 가져야 한다. 이러한 재료는 용이하게 제거되거나, 대안으로서 웨브(44)는, 경주로가 재연마되도록 연마되고 이 기술 분야에서 잘 알려진 제1 재료(20)의 일부로서 성형 프로세스로 피이드백되어, 경주로(46)로부터 절단될 수 있다.

본 발명은 도시적인 방법으로 설명되고, 사용된 용어는 제한적이라기보다는 설명 단어의 본질 내에 있다는 것을 알 수 있다. 본 발명의 다양한 수정 및 변경이 상기 교시의 관점에서 가능하다는 것은 이 기술 분야의 숙련자에게는 명백하다. 그러므로 본 발명은 특별히 기술된 것과는 달리 실시될 수도 있다.

Claims

주연방향으로 연장하는 리브를 갖춘 제1 주형 반부 및 제2 주형 반부를 사용하는 성형품을 제조하는 방법이며,

제1 주형 공동으로 연장하는 상기 리브를 갖춘 제1 주형 공동을 형성하도록 상기 제2 주형 반부에 상기 제1 주형 반부를 덮는 단계와,

상기 제1 주형 공동 내로 제1 주조 재료를 주입하고 상기 제1 주조 재료가 초기에 응결하도록 하여 상기 리브의 형상에 상응하는 응결된 제1 재료 내에 노치를 형성하는 단계와,

재료 유동에 대한 장벽을 제공하는 상기 리브와 상기 노치 사이에 일련의 날카로운 선회부를 포함하는 제1 주형 반부와 제1 응결 재료 사이에 유동 경로를 갖춘 제2 주형 공동을 형성하는 단계와,

상기 제2 주형 공동 내에 제2 재료를 주입하고 상기 제2 재료를 상기 제1 응결 재료로 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 제2 주형 공동을 형성하는 단계는 상기 제1 주형 반부를 상기 제2 주형 반부로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서, 상기 리브는 연속적인 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서, 상기 리브는 비연속적인 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서, 상기 리브는 모재품를 성형하기 위한 일련의 주형 벽부 사이에 이격된 일련의 웨브부 및 일련의 웨브부에 의해 상기 모재품과 상호 연결되고 그로부터 연장하는 경주로를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제5항에 있어서, 상기 모재품으로부터 상기 경주로 및 웨브를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서, 재연마되도록 상기 경주로를 연마하는 단계 및 상기 제1 주조 재료 내로 상기 재연마를 추가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서, 상기 모재품은 전체적으로 볼록한 외부 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서, 상기 전체적으로 볼록한 외부 표면은 편평한 섹션 및 상기 편평한 섹션으로부터 이격되고 그에 관하여 연장하는 플랜지를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 제1 주조 재료는 열가소성 재료이고 상기 제2 재료는 열경화성 수지인 것을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서, 상기 열가소성 재료는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 나이론, 폴리카보네이트 및 PCABS를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 열가소성 재료는 유리 섬유, 미네랄 충전제 및 나노 입자를 포함하는 그룹으로부터 선택된 보강 재료로 보강되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 응결 재료는 체적이 감소되고 상기 제2 공동은 상기 주형 반부들 사이에서 상기 제2 주조 재료가 주입될 때 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 리브는 연속적인 것을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서, 상기 리브는 비연속적인 것을 특징으로 하는 방법.
제16항에 있어서, 상기 리브는 모재품를 성형하기 위한 일련의 주형 벽부 사이에 이격된 일련의 웨브부 및 일련의 웨브부에 의해 상기 모재품과 상호 연결되고 그로부터 연장하는 경주로를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제17항에 있어서, 상기 모재품으로부터 상기 경주로 및 웨브를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제18항에 있어서, 재연마되도록 상기 경주로를 연마하는 단계 및 상기 제1 주조 재료 내로 상기 재연마를 추가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제19항에 있어서, 상기 모재품은 전체적으로 볼록한 외부 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제20항에 있어서, 상기 전체적으로 볼록한 외부 표면은 편평한 섹션 및 상기 편평한 섹션으로부터 이격되고 그에 관하여 연장하는 플랜지를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제21항에 있어서, 상기 제1 주조 재료는 열가소성 재료이고 상기 제2 재료는 열경화성 수지인 것을 특징으로 하는 방법.
제22항에 있어서, 상기 열가소성 재료는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 나이론, 폴리카보네이트 및 PCABS를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
제23항에 있어서, 상기 열가소성 재료는 유리 섬유, 미네랄 충전제 및 나노 입자를 포함하는 그룹으로부터 선택된 보강 재료로 보강되는 것을 특징으로 하는 방법.
A급 외부 표면을 갖는 성형품을 제조하는 주형이며, 주연방향으로 연장하는 리브를 갖춘 제1 주형 반부 및 제2 주형 반부를 포함하고, 상기 제2 주형 반부에 상기 제1 주형 반부를 덮음으로써 제1 주형 공동이 상기 제1 주형 공동 내로 연장하는 상기 리브와 함께 형성되는 것을 특징으로 하는 주형.
제25항에 있어서, 상기 리브는 연속적인 것을 특징으로 하는 주형.
제25항에 있어서, 상기 리브는 비연속적인 것을 특징으로 하는 주형.
제27항에 있어서, 상기 리브는 모재품를 성형하기 위한 일련의 주형 벽부 사이에 이격된 일련의 웨브부 및 일련의 웨브부에 의해 상기 모재품과 상호 연결되고 그로부터 연장하는 경주로를 포함하는 것을 특징으로 하는 주형.