IMG 발포일체성형 크래시패드 개발

The Development of IMG Integral Foaming Crashpad

Abstract

크래시패드의 소프트감은 차량 실내의 고급감에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나이다. 그리고 실내 크래시패드의 소프트감을 향상시키면서 동시에 제조 및 생산 비용의 절감을 위한 다양한 연구들이 진행되고 있다. 크래시패드의 PU 발포 공정은 부품공정, 공정장비 및 다양한 재료의 특성에 대한 이해를 기초로 진행된다. 그러므로 차량 내장 부품의 외관 상품성에 대한 고객 요구조건을 만족하기 위해서 부품공정, 공정장비, 재료선정과 컴퓨터 응용 해석기술을 활용한 통합적인 설계 기법이 활용되었다. 본 연구에서는 스킨성형 방법과 기재의 플라스틱 사출성형 방법 그리고 공정 축소를 고려한 발포 공정을 통합한 기술인 IMG 발포일체성형 공법을 세계 최초로 개발하였다. 본 기술 적용을 통하여 크래시패드 표면 소프트감이 기존 진공성형 공법 대비 40% 향상 효과를 볼 수 있었고, 사출 공정과 제조 공정을 통합하여 기존 공정을 50% 축소할 수 있었다. 또한 사출 금형과 스킨 금형을 통합하고 발포 금형을 삭제하여 금형수도 3개에서 1개로 줄임으로 중형 승용차 적용 기준 원가 20% 절감 효과를 얻을 수 있었다.

The softness of the crashpad part is one of the important factors which affect the interior perceived quality of the vehicle interior. And while improving the softness of the crashpad part, every effort to lower the production cost has been going on. The PU foaming process for the crashpad part depends on the understanding of a lot of processes, tools and material properties. Therefore, to achieve the requirement of the customer for the interior part's visual quality, the integrated design techniques are investigated to correlate the processes, tool design, material design and the computer aided analysis. In this paper, IMG (In Mold Grain) designed concept is firstly developed to integrate the skin preforming, plastic injection molding of the substrate and the foaming process in a tool within reduced processes. Through the application of this technology, softness of crashpad is improved by 40% compared to the conventional vacuum molding method, and the existing process is reduced by 50% by integrating the injection process and the manufacturing process. And by integrating the injection mold and the skin mold and removing the foaming mold, the number of molds are reduced from 3 to 1, resulting in 20% reduction in the cost of applying a medium-sized passenger car.

Fig. 1. Applied part of IMG integral foaming crashpad

Fig. 2. Male vacuum molding process

Fig. 3. Process of IMG integral foaming crashpad

Fig. 4. Soft feeling improvement by appling skin foam

Fig. 5. Problems and improvement results overview of skin foaming process

Fig. 6. Sealing section of skin foaming

Fig. 7. Foam rising velocity profile

Fig. 8. Finite analysis result of skin foaming process

Fig. 9. Change of foam injection position