KR100208554B1 - 3차원 예비성형체의 제조방법 및 그 제조장치 - Google Patents

Abstract

절단기와 동일평면에 겹쳐있고 전자적인 에너지에 의해 경화되는 결합제가 코팅되어 일체로 압착된 다수의 섬유보강재 웨브를 이동시킴으로써 강성의 3차원 예비성형체가 제조된다. 웨브로 부터 3차원 예비성형체의 중간단계인 2차원의 블랭크를 절단하기 전에, 웨브들이 일체로 절단기로 이동되도록 적절한 전자적인 복사선(radiation)(마이크로파, 자외선, 전자)를 국부적으로 인가함으로써 이격된 국부에서 결합제를 국부적으로 경화시키는 것에 의해 웨브들은 이격된 위치에서 일체로 결합된다. 블랭크를 절단한 후, 블랭크는 예비성형체의 3차원 형상을 복제하기 위해 몰드에 주입되고 결합제의 잔여분은 적절한 전자적인(electromagnetic)복사선에 의해 몰드에서 경화된다. 보조적인 보강부재가, 예비성형체의 적어도 하나의 위치에 전자적인 에너지에 의해 경화되는 결합제를 인가하고, 소정의 위치에 보강부재를 이동시키고, 결합제가 피복된 위치와 그 위치에서 적절한 전자적인 복사선을 인가함으로써 안정된 결합제를 밀착시키는 것에 의해 예비성형체에 부착될 수 있다.

Description

3차원 예비성형체의 제조방법 및 그 제조장치

제1도는 전체 예비성형체 제조공정의 일실시예의 가공부를 도시하는 평면도이며,

제2도는 제1도의 시스템의 보강재 공급부, 결합제 제공부 및 압착부의 상세사시도이며,

제3도는 강력한 가봉(basting)구조의 일예를 포함하며 압착기구의 출력으로 부터의 공정을 더욱 상세하게 도시한 사시도이며,

제4도는 강력한 가봉위치를 통하여 취해진 단면도이며,

제5도는 강력하게 가봉처리된 세 웨브를 절개하여 도시한 도면이며,

제6도는 패턴 절단 구조를 도시하는 제1도의 공정의 또다른 부분의 사시도이며,

제7도는 절단장치로 부터 절단된 블랭크를 수용하는 성형장치를 특히 도시하는 제1도 공정의 또다른 부분의 사시도이며,

제8도는 소망의 형상으로 절단 블랭크가 형성된 닫힌 위치에서 몰드를 도시하는 사시도이며,

제9도는 제8도와 유사하며 고밀도의 자외선 복사선을 제공하는 것을 또한 예시하는 부분적으로 절개도시된 사시도이며,

제10도는 견고한 형상의 예비성형체가 몰드로 부터 제거되어 다음 가공부로 이동준비되는 개방위치에서 몰드를 도시하는 사시도이며,

제11도는 결합제가 예비성형체나 리브에 가해지는 제10도의 예비성형체에 자외선 기술에 의해 외부 보강리브를 강력하게 봉합하는 일실시예를 예시하는 제1도 공정의 일부를 도시하는 사시도이며,

제12도는 제11도와 유사하나 내부 보강 리브를 자외선 기술에 의해 강력하게 봉합하는 것을 도시하는 강력한 봉합 장치를 도시하는 도면이며,

제13도는 제11도 및 제12도와 유사한 도면으로, 자외선 기술에 의해 긴 내부의 길이방향 보강리브를 강력하게 봉합하는 것을 도시하는 강력한 봉합장치의 또다른 사시도이며,

제14도는 제13도와 유사한 도면으로 초단파 기술에 의해 긴 내부 보강 리브를 강력하게 봉합하는 것을 도시하는 도면이며,

제15도는 속이빈 예비성형체를 밀폐하기 위해 커버를 부가하고 봉합하는 것을 도시하는 초단파 기술을 사용하는 강력한 봉합의 다른 실시예의 사시도이며,

제16도는 예비성형체의 커버를 부착하기 위하여 자외선 에너지를 이용하는 강력한 봉합장치의 다른 실시예의 사시도이며,

제17도는 강력한 가봉을 위한 에너지가 고밀도 자외선 발생기 또는 전자 비임 건(gun)에 의해 발생되는 본 발명의 다른실시예를 도시하며 압착기구의 출력으로 부터 시작하는 사시도이며,

제18도는 압착부의 출력으로 부터 시작하여 강력한 가봉을 위한 에너지가 초단파 발생기에 의해 공급되고 스플릿 파동가이드에 의해 인도되고 집중되는 강력한 가봉장치를 예시하는 본 발명의 다른 실시예의 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 공급부 2 : 부착부

3 : 압착부 4 : 가봉부

5 : 절단부 7 : 몰드부

9 : 봉합부 10 : 콘베이어

12,14,16 : 웨브 38,40 : 가압롤러

본 발명은 구조적인 복합체에 대한 수지 변환 성형(RTM)과 반응분사성형(SRIM)용 구조 보강 예비성형체를 제조하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히, 예비성형체의 일부와 보강부재의 부착과, 상기 공정에 사용된 보강 웨브의 조정에 관한 것이다.

직접 섬유 공정에 따른 예비성형체의 제조에 있어서, 지금까지는 섬유를 제자리에 위치 유지시키기 위해 결합제 수지가 있는 절단된 섬유를 이들을 통하여 끌어당긴 공기를 갖는 성형체 상에 분사하여왔다 섬유가 있는 성형체와 결합제 수지는 그후 고온공기의 플리넘 쳄버로 이동되고, 건조 및/또는 경화되어 결합제 수지가 고정된다. 게다가, 예비성형체를 건조, 경화 및 냉각시키기 위해 큰 공정공간이 요구된다.

열형성 예비성형체를 제조하기 위해, 지금까지는 열가소성 결합제가 있는 섬유 제조기에 의해 미리 피복된 연속 가닥 섬유 매트를 사용해 왔다. 열변형성 매트는 롤 성형체에 가하게 되어 다양한 층 두께의 평 시이트로 풀리고, 가장 자리에서 유지프레임에 고정된다. 프레임 망은 그후 양측에서의 열가소성 결합제와 보강매트를 천천히 가열하는 오븐 쳄버 연속 복사 가열기에 배치된다. 가열함에 따라 열가소성 결합제는 연화되고 프레임 망은 저온의 몰드로 신속하게 이송된다. 몰드를 폐쇄하여 압력을 가함으로써 보강매트는 소정의 형태로 된다. 냉각함에 따라 열가소성 결합제는 단단하게 되고, 따라서 새로운 형태에서 열변형성 매트를 유지할 수 있다.

이러한 이전에 사용된 공정은 느리며, 큰 공간과 많은량의 에너지가 요구된다.

또한 지적한 것처럼, 구조적인 성분에 대한 종래의 RTM/SRIM 공정시설에 있어서, 전체의 예비성형체를 가로지르는 섬유층 두께는 한 영역의 요구강도와 일치되기 위해 증가되며, 따라서 다른 영역에서의 재료의 사용은 불필요하고 두께와 중량은 증가한다. 또한, 직접 섬유공정과 열변형성 매트공정은 설계특성을 최대로 하기 위해 설계자가 리브 또는 폐쇄절편을 더하는 것을 인가하지 않는다.

이 분야의 개발에 있어서 본 출원인은 넓은 공간과 빈번하게 작동하는 오븐, 냉각프레스 등의 필요성을 제거하고, 에너지와 재료를 절약하는 동시에 보강 리브, 폐쇄 절편 및 보강 및/또는 부착부재의 공급에 대한 설계를 인가하는 새로운 시스템을 제안했다.

새로운 공정은 예비성형체 구조 성분을 부착하고 복합 성형체를 강성으로 하기 위해 직접 에너지 시스템을 따라 특이하게 개발된 결합제를 이용하며, RTM 및 SRIM 수지 시스템, 즉, 폴리에스테르, 비닐 에스테르, 우레탄, 에폭시, 페놀 및 아크릴에 적용할 수 있다. 상기 공정은 예비성형체에 소정의 구조 특성을 부여하기 위해 필요한 다양한 보강재의 분배 및 배치를 할 수 있고, 완전히 자동화 될 수 있도록 설계된다. 상기 공정은 또한 최상의 필요한 보강재 종류 및/또는 폐쇄된 구조형태의 구조물을 인가하고 제작기준에 일치되도록 벽영역을 변화시킬 수 있다.

새로운 공정에 있어서, 보강재료의 매트는 소정의 예비성형체의 2차원의 소정의 형태로 절단된다. 상기 절단 매트는 그 후 전자기적인 에너지, 마이크로파 복사선(radiation)이거나 또는 자외선 복사선에 감응하는 결합제로 피복되고, 3차원 몰드에 배치되어 예비성형체의 소정의 형태로 복제하기 위해 가압된다.

몰드에 있는 동안, 피복되고 형성된 매트는 결합제 수지를 경화시키기 위해 적절한 전자기적인 복사선, 마이크로파 또는 자외선 복사선을 받으며, 분 또는 시보다 초단위로 실시되는 가열 경화공정으로 강성이 제공된다. 상기 예비성형체는 추가적인 성형 작업(RTM,SRIM)에 사용하기 위한 최종 제품이거나, 또는 추가적인 성형 작업(RTM,SRIM)에 사용되기전에 구조 보강부재에 부착하기 위한 캐리어 예비성형체로 볼 수 있다.

캐리어 예비성형체인 강성의 3차원 예비성형체는 몰드에서 제거되고, 예비성형체 또는 소조립체(보강리브)의 지정된 영역이 전자기적인 에너지에 의해 경화되는 결합제수지의 추가피복을 제공한다. 소조립체(보강부재등)는 피복 영역에서 예비성형체와 깊게 접촉하기 위해 이동되며, 적절한 전자기적인 복사선이 소조립체를 캐리어 예비성형체에 강력하게 봉하기(결합제를 경화시킴)위해 가한다. 최종 부착이 이런 강력한 봉합에 의해 완료될때, 상기 예비성형체는 구조복합체를 제조하기 위한 추가적인 성형 공정의 일부인 구조 보강 예비성형체로 사용하기 위한 최종 제품이다.

구조 보강 예비성형체의 구조는 RTM,SRIM공정 동안 압력을 가한 재료를 투과할 수 있도록 벽이 중공이므로 어떠한 포켓 또는 쳄버는 폐물, 중량증가, 오랜 경화시간을 야기시키는 플래스틱 성형개조로 충전시킬 수 있다. 따라서, 상기와 같은 경우를 최소로 하거나 또는 저지시키기 위해 코어를 포켓 또는 쳄버에 삽입시킨다. 상기 코어는 예비성형체에 강력하게 봉해진 소조립체(커버)에 의해 제자리에서 유지된다.

본 출원인은 보강재의 다수의 층이 소정의 형태로 각각 절단되고 몰드에 각각 적재되도록 전체공정을 결합전에 보강재의 조정에 대해 개선했다. 절단전에 이러한 층이 함께 적재(단단하게 봉함)됨으로써 상기 절단층은 단일요소로 되며, 조정은 간단해지고, 층의 기재는 그후 고유성을 갖게된다.

또한, 결합제를 절단전에 함께 적재된 층에 가함으로써 절단후에 결합제 수지를 개개의 층에 가할 필요는 없다. 보강재료의 층은 롤물품에서 웨브로 끌어내며, 결합제 수지는 가하고, 웨브는 몰드에서 형성된 요소를 후경화 및 강화시키기 위해 이용할 수 있는 경화되지 않은 잔존 결합제 수지로 이격된 국부 영역의 선택적인 경화로 인해 절단전의 이격된 국부영역에서 겹쳐져 가봉된다(단단하게 봉한다).

본 발명의 목적은 강성의 3차원 예비성형체를 제조하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것으로, 초기 재료의 조정과 처리는 이미 공지된 것에 대하여 간단하고 상이하며, 강성의 3차원 성형체로 성형하기 위한 절단된 형태의 매트는 함께 가봉되고 단일 매트로 다루며, 웨브의 가봉은 후의 3차원 성형 공정에 사용하기 위해 이용할 수 있는 영역의 외부에 있는 경화되지 않은 잔존 결합제 수지와 자외선에 의해 경화되는 수지같은 전자기적인 에너지 경화성 결합제 수지에 행하는 겹친 웨브의 이격된 국부 영역의 강력한 봉합에 의해 절단전에 달성된다.

본 발명의 다른 목적은 중공의 3차원 예비성형체의 내부 및/또는 외부에 보강부재의 강력한 봉합을 제공하는 것으로 중공의 예비성형체용 커버를 제공하는 것을 포함하며, 이러한 요소는 강력한 봉합에 의해 부착된다.

본 발명의 또다른 목적은 예비성형체의 성형과 경화 전후의 각각의 위치에서 예비성형체와 보강요소를 로보트로 조작하고 절단매트를 로보트로 조작하는 것을 제공한다.

상기 목적은 유리섬유 재료 같은 보강 재료의 웨브는 이러한 재료의 롤 물품에서 풀리어 압축 또는 압분장치에 겹치도록 안내되는 본 발명에 따른 공정으로 달성된다. 롤 물품의 공급과 압착 또는 압분 장치 사이에서 겹친 웨브 각각의 한쌍의 접하는 표면의 최소한 한면은 분사로 가해진 전자기적인 에너지 경화성 결합제 수지를 갖는다. 압착 또는 압분 장치에서 겹친층은 결합제 수지가 웨브로 퍼지고 투과되어 섬유와 많은 접촉을 하도록 함께 압축된다. 상기 웨브는 그후 복식층 구조를 통하여 대응하여 선택된 공간 영역에서 결합제 수지를 경화시키기 위해 적절한 전자기적인 에너지를 선택된 공간 위치에서 가하는 단단하게 봉하는 단계를 통하여 이동함으로써 성형 공정동안 연속적으로 경화시키기 위해 경화되지 않은 잔존 결합제 수지의 큰 영역을 이탈하여 웨브가 함께 봉하거나 또는 가봉된다. 그후, 겹치고 봉해진 웨브는 네트형 패턴 절단 단계로 이동되어 복식층 구조는 3차원 예비성형체의 2차원 소정의 형태로 절단된다. 봉합 헤드부는 또한 절단 헤드부에 장착되며 절단 공정동안 봉하기 위해 주기적으로 작동된다. 절단후 개개의 절단매트는 로보트에 의해 추출되고 몰드의 암반부(female falf)에 있는 보완 몰드 공동을 갖는 몰드의 수반부(male half)의 몰드 플러그상에 위치된다. 몰드는 그후 매트를 가압하여 예비성형체의 소정의 3차원 형태로 하기 위해 폐쇄되고, 잔존 결합수지를 경화시키고 소정의 3차원 강성 예비성형체로 하기 위한 형성된 매트를 강화시키기 위해 적절한 전자기적인 에너지를 가한다.

상기 몰드는 결합제 수지를 경화시키기 위해 직접 마이크로파 에너지용인 연결할 수 있는 도파관의 반부와, 암수부로 이루어진다. 선택적으로, 각각의 몰드의 반부는 자외선 감응결합제 수지를 경화시키기 위한 자외선 램프를 포함한다. 이러한 경우에, 상기 몰드는 와이어 스크린인 접촉하는 몰드 표면 또는 자외선 차단제를 함유하지 않는 투명한 아크릴과 같은 자외선 투과재료로 제조된다.

성형후, 강성의 3차원 예비성형체는 몰드에서 제거되고, 보강부재의 부착을 위해 로보트장치로 캐리어 예비성형체를 처리한다. 이러한 공정에 있어서, 캐리어 예비성형체는 소정의 위치로 정향되고, 표면적은 자외선 경화성 결합제 수지 같은 결합제 수지로 분사되며, 보강리브 등은 분사된 면적과 깊숙이 접촉하도록 움직이고, 분사된 면적은 그후 결합제 수지를 경화시키기 위해 자외선 에너지, 전자기적인 에너지로 조사된다. 경화된 결합제 수지는 보강 부재를 캐리어 예비성형체에 결합시킨다. 단단하게 봉하는 보강 부재의 부착은 내외측에 3차원 형상의 보강리브를 제공하고, 중공의 3차원 구조를 폐쇄하는 커버를 부가하기 위해 수회 실시된다.

최종의 보강 부재가 부착된 후, 예비성형체는 RTM 또는 SRIM 성형 공정의 성형부로 축적 또는 이동된다.

본 발명의 다른 목적들과 특징 및 이점들과 그 구조 및 작동관계는 첨부도면과 관련한 이하의 상세한 설명에 의해 가장 잘 이해될 것이다.

제1도를 참조하면, 강성의 3차원 예비성형체의 제조방법이 다수의 가공부 또는 가공단계(1-10)를 포함하는 것으로 도시되어 있다.

공급부(1)에서, 유리섬유의 연속 스트랜드, 조각난 스트랜드, 직조 매트 등과 같은 다수의 보강재 롤이 압착부(3)을 향해 서로에 대하여 겹쳐지는 동일한 수의 보강재 웨브를 분배하기 위해 장착되며, 상기 압착부(3)에서는 웨브가 서로에 대해 공면상으로 수용되고 안내된다.

공급부(1)과 압착부(3) 사이에는 전자기적인 복사선으로 경화될 수 있는 결합제 수지가 웨브의 대향된 표면 각쌍중 하나 이상의 표면에 부착되는 단계인 결합제 부착부(2)가 위치한다. 이 부분에서는, 결합제가 중앙웨브의 상단면 및 하단면에 부착될 수도 있지만, 상측 웨브의 하단면 및 하측 웨브의 상단면에 부착되거나 또는 대향된 모든 표면에 부착될 수도 있다.

가압 또는 압착부(3)에서, 웨브는 함께 가압되어 결합제가 웨브 섬유와의 보다 넓은 접촉지역으로 펼쳐져 스며들어가게 한다.

그후, 겹쳐진 웨브는 에너지에 의한 시침질 가봉부(basting station)(4)로 공급되어, 웨브의 길이방향으로 및 가로방향으로 이격된 장소에서 함께 가봉되거나 결합된다. 이후로 설명하는 바와같이, 이러한 이격된 장소는 가봉부가 3차원적으로 연장되어 모든 웨브를 접합하는 구역이 되도록 고려된다.

그후, 함께 가봉되어 거의 단일의 요소로 성형된 웨브는 순형상 패턴 절단부(5)로 이동되어, 이곳에서 원하는 3차원 구조의 2차원 평면형태 또는 평면 전개부를 최후에 예비 성형체의 3차원 형상으로 성형하기 위해 웨브로 부터 절단하게 된다. 다중층의 웨브로 부터 절단된 형상을 이후로 매트라고 부르겠으며, 이 매트는 재료 들어 올리는 부분(6)을 경유하여 몰드부(7)로 이송된다. 몰드부(7)에서, 매트는 몰드의 분리가능한 부분 사이에 위치되고, 이 몰드의 분리가능한 부분은 추후에 닫혀져서 매트가 3차원으로 위치되고, 이 몰드의 분리가능한 부분은 추후에 닫혀져서 매트가 3차원 예비성형체의 윤곽, 즉 형상을 가지도록 한다. 몰드부(7) 및 이후에 매트가 몰드에 있게되는 동안, 예비성형체의 형상으로 성형된 매트는 결합제가 쉽게 경화될 수 있는 형태의 전자기적인 복사선을 받게 된다. 경화시키게 되면 성형된 매트는 강성화되어 강성의 3차원 예비성형체로 변한다. 몰드를 열면 예비성형체를 몰드부(7)로 부터 배출하여 재료조작부(8)을 거쳐 에너지에 의한 봉합부(9)로 이송할 수 있다. 이러한 봉합부(9)로의 이송은 예비성형체가 보강부재들을 부착하기 위한 캐리어 예비성형체로 고려된 경우에 수행되는 것이다. 그렇지 않다면, 재료조작부(8)에서는 저장하거나 또는 예컨대 수지 변환성형(resin transfer molding; RTM)공정 또는 반응분사성형(reaction injection molding; SRIM)공정으로 이송하기 위해 배출용 콘베이어(10)상에 단지 강성의 3차원 예비성형체를 올려 놓기만 할 수도 있다.

예비성형체가 캐리어 예비성형체의 지위를 가진다면, 재료 조작부(8)은 전자기적인 봉합(stitching)부(9)와 함께 작동하여 예비성형체를 이후에 설명하는 것과 같은 상태로 조작한다.

전자기적인 봉합부(9)에서는, 캐리어 예비성형체 및/또는 서브조립체의 특정장소 위의 위치(104)에 도시된 바와같이 전자기 민감성 결합제를 분사하여 캐리어 예비성형체에 보강부재를 부착하며, 이때 보강리브는 재료조작장치(128)에 의해 원하는 배향으로 이동되어 특정장소와 긴밀히 접촉하게 되고, 이 특정장소는 전자기 봉합원(96)에 의한 전자기적인 복사선을 받게된다.

필요에 따라 다수의 보강부재를 조작하여 캐리어 예비성형체를 봉합하기 위해 다수의 재료조작장치(128)이 설치될 수 있다.

제1도에 도시된 바와같이, 재료조작부는 다수의 로보트장치(74,94,128,105)를 포함하며, 이들중 분사장치(104)를 이동시키기 위한 로보트장치(105)는 파선으로 도시한 기계적 연결에 의해 분사장치(104)에 연결되는 것으로 상징화하여 도시되어 있다. 로보트공학 및 로보트장치는 당 기술분야에 공지된 것이므로 자세한 설명을 필요없는 것으로 생각된다.

전술한 공정은 연속적인 것으로 단계식 공정 싸이클을 기재한 것으로, 이때 가장 긴 처리시간을 가지는 처리부가 바로 제어부가 된다. 예비성형체를 성형하고 강화시키는 것은 부차적인 문제이므로, 대부분의 공정에 대하여 이것이 제어부는 아니다고 가정한다. 부가되는 보강부재의 수와 절단 패턴의 형상구조에 의거하여, 이러한 단계중 어느 하나가 제어부로 될 수 있으며, 이 제어부에 의해 다른 모든 처리시간 및 처리 타이밍이 결정되어 이후의 성형공정에 맞추어진다.

제2도에는 공급부(1), 결합제 부착부(2) 및 압착부(3)의 보다 상세한 도면이 도시되어 있다. 공급부(1)은 압착부(3)의 시작시에 미리 정해진 장소를 향해 겹쳐진 관계의 각각의 웨브로서 분배되는 다수의 보강재 롤(12-16)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 압착부(3)에서는 웨브가 서로에 대해 공면상으로 진행되도록 정렬되는데, 이것은 한쌍의 대향된 가압롤러(30,32)에 의해 달성된다.

결합제 수지 분사 부착기(2)는 펌프(26)에 의해 저장고(28)로 부터 결합제 수지를 공급받아 분무(22,24)를 상측 웨브(12)와 중앙웨브(14)사이 및 중앙웨브(14)와 하측웨브(16)사이에 제공하는 분사기구(18,20)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 결합제 분사물은 각쌍의 대향된 표면중 하나 이상의 대향 표면을 결합제 수지로 도포한다.

겹쳐진 웨브가 압착부(3)을 통과할때, 대향된 가압롤러쌍(30 및 32, 34 및 36, 38 및 40)은 웨브를 함께 가압하고 결합제 수지를 펼쳐서 결합제 수지의 웨브의 섬유와의 접촉면적을 확장시키고 결합제 수지가 웨브에 스며들게 한다.

제3도에는 가압롤러(38,40)사이의 압착부(3)을 떠나 강력한 가봉부(basting station)로 들어가고 있는 다중층 웨브 구조가 도시되어 있다.

가봉부(4)는 빔(50)상에서 웨브 위를 횡방향으로 운행할 수 있는 부재(48), 웨브의 이동방향 및 그 반대방향으로 부재(48)에 대해 이동될 수 있는 부재(52), 부재(52)의 단부에서 캔틸레버식으로 운반되는 부재(56) 및 부재(56)를 통해 웨브와 수직으로 운행될 수 있는 부재(54)를 포함하는 갠트리(42)를 포함한다. 부재(54)는 자외선원(44)를 지지하며, 이 자외선원(44)의 자외선 방출물은 섬유 광학 자외선관(46)에 의해 웨브의 상단면을 향해 인도되어 자외선광을 다수의 이격된 장소(47)에 침투시킨다. 웨브의 종방향을 따라 이격된 지역에서 경화를 수행하기 위해 자외선원(44)가 주기적으로 작동되거나 또는 그 방출물이 주기적으로 개폐될 수 있다. 운행부재들은 랙과 피니온 형태의 구조를 포함할 수 있다.

제4도 및 제5도로 넘어가면, 제4도에는 자외선 복사선이 장소(47)을 향해 인도되어 3개의 웨브(12,14,16)을 통과하는 것으로 도시되어 있다. 제2도에서 분무(22,24)에 의해 부착된 결합제는 제4도에서도 동일한 도면부호를 가지고, 웨브 사이에 존재하며, 각각의 지역(58,60)에 있는 결합제 수지(22)를 경화시켜 웨브를 특정 장소(47)에서 함께 결합하는 자외선 복사선에 의해 관통되는 것으로 도시되어 있다. 동일한 경계구조가 제5도에서는 웨브를 함께 연결하는 스트랜드로 표시된 지역(58,60)에 의해 도시되어 있다. 그러나, 실제로 이들 장소에서 웨브는 하나와 같다.

제6도에는 가봉된 웨브가 가봉된 다중층의 매트 또는 블랭크(B)로 절단되는 정형 패턴 절단 부(5)로 이동되고 있는 것으로 도시되어 있다. 절단 부(5)는 웨브의 종방향을 따라 이동하기 위해서 테이블(64)(제1도 참조)에 의해 지지되는 부재(66)위에 장착된 횡단부재(68)을 포함하는 갠트리(62)를 구비한다. 부재(70)은 부재(68)위에서 횡으로 이동될 수 있으며, 다중층의 웨브를 원하는 형상으로 절단하기 위한 장치를 구비한다. 따라서, 갠트리(6)와 절단장치(70)은 예컨대 나이프나 레이저 빔으로 구성될 수 있는 절단기(7)에 의해 매트 또는 블랭크(B)에 의해 원하는 형상으로 절단하는데 효과적인 X-Y 패턴의 절단기를 구성한다. 전술한 바와같이, 봉합 헤드부는 갠트리(62)상에 장착되어 웨브를 함께 가봉하도록 주기적으로 작동될 수 있다.

전술한 바와같은 제3도의 구성요소(48-56) 및 제6도의 구성요소(64-70)의 구동구조물은 랙과 피니온의 출력구조를 가진 전기모터 또는 X, Y, Z 각각의 이동이나 X-Y이동을 제공하기 위한 임의의 적절한 장치로 될 수 있다.

절단된 블랭크(B)는 재료 조작부(6)의 재료 들어 올림장치(74)에 의해 절단부(5)로 부터 제거되어 몰드부(7)에 위치된다. 이것은 제7도에 자세히 도시되어 있으며, 제7도에서 절단된 블랭크(B)는 수형의 몰드 플러그(90)을 포함하고 대략 수형의 몰드 플러그(90)의 형상을 따르는 암형의 몰드공동(88)을 포함하는 상부성형몰드(82)아래에서 이 상부성형주형(82)와 맞춰지게 되는 하부성형몰드(86)위에 위치되어 있다. 도시된 바와같이, 다른 블랭크(B)는 절단부(5)에서 절단되고 있으며, 로보트장치(74)는 이러한 다음 블랭크(B)를 조작하기 위해 복귀되어 있다.

그후, 몰드는 하측의 가로바아(80) 및 상부몰드(82)에 대해 램(84)를 작동시켜서 제8도에 도시된 대로 상부몰드부와 하부몰드부를 합치시킴으로써 폐쇄되며, 이에 따라 비로소 블랭크(B)는 원하는 강성의 3차원 예비성형체의 형상을 따르는 3차원으로 성형된 요소(S)의 특징을 가지게 된다.

특히 제9도에 도시된 바와같이, 몰드가 폐쇄되는 동안에, 성형된 요소(S)는 에너지에 의한 가봉부(4)에서의 강력한 가봉 중에 경화되지 않았던 잔여 결합제 수지를 경화시키는 고강도의 자외선 복사선의 형태를 가지는 전자기적인 복사선을 받게 된다. 자외선 복사선을 제공하기 위하여, 적어도 몰드(82,86)의 대향된 벽부는 와이어 그리드 또는 투명 아크릴과 같은 자외선 투과재로 형성된다. 제9도에 도시된 단일 램프(92)에 부가하여, 수형의 몰드 플러그에, 및/또는 암형의 몰드 공동 둘레의 외주부에 다수의 상기 램프가 설치될 수 있다. 경화후에, 성형된 요소는 몰드부(7)로 부터 제거되어 전술한 바와같은 추후의 성형공정에 사용하기 위해 또는 저장하기 위해 상기 성형된 요소를 이송하는 콘베이어(10)상에 놓여질 수 있는 강성의 3차원 예비성형체가 된다.

제1도 및 제10도를 참조하면, 예비성형체(P)를 제거하기 위해, 램(84)가 작동하여 가로바아(80) 및 상부몰드(82)를 들어올리고, 이에 의해 몰드(86)으로 부터 몰드(82)를 분리시킨다. 그러면, 로보트장치(94)가 제10도에 도시된 바와같이 예비성형체(P)를 집어올려 콘베이어(10) 또는 강력한 봉합부(9)중 어느 한곳으로 예비성형체(P)를 이동시킨다.

이제 예비성형체(P)가 캐리어 예비성형체의 지위를 가진다고 가정하면, 예비성형체(P)는 강력한 봉합부(9)(제1도 참조)로 이동된다. 이 봉합부(9)에서, 재료조작부(8)의 로보트장치(94)는 예비성형체(P)를 제11도에 도시된 위치에 유지시킬 수 있다. 이 위치에 있는 동안, 로보트장치(105)는 결합제 부착기(104)를 조작하여 외부 보강 리브(ER)이 부착되는 장소에 있는 지역(102)상에, 및/또는 보강리브의 대응면상에 전자기적 에너지에 의해 경화될 수 있는 결합제를 분사한다. 그후, 로보트장치(128)(제1도 참조) 또는 다른 적절한 조작기에 의해 보강부재(ER)을 예비성형체(P)의 횡방향으로 위치되고, 분사지역(102)와 긴밀하게 접촉되도록 정향시킨다. 그후, 로보트장치(96)은 전자기적 봉합기를 제11도에서 자외선 빔(100)을 제공하기 위한 자외선 발생기(98)로 구성되는 장소에 위치시켜서, 지역(106)상에 또는 적합하게는 리브(ER)을 따라 다수의 상기 지역상에 자외선 빔(100)을 인도하고 이 지역(106)에서 결합제를 경화시키고 강력하게 리브(ER)을 예비성형체(P)에 봉합시킨다.

그리고나서, 로보트(94)는 예비성형체(P)를 180° 회전시킬 수 있게되고, 이러한 회전단계는 캐리어 예비성형체(P)의 공동에 내부보강부재(IR)을 효과적으로 봉합시키기 위해 상기 내부보강부재(IR)에 대해서도 수행된다. 제12도에 도시한 바와같이, 상기 작동은 외부리브(ER)에 관하여 제11도에 도시한 것과 동일하게 된다. 로보트 갠트리(96)은 양 경우 모두에 있어서 이동되어 리브의 길이를 따라 빔을 주사시키고 다수의 지점들(106)에서 각각의 리브를 캐리어 예비성형체에 효과적으로 봉합시킬 수 있도록 한다.

선택적으로, 또는 인가되는 내부리브(IR)에 부가하여, 로보트(105)는 결합제 분무 장치(104)를 조종하여 캐리어 예비성형체(P)의 내부표면 및/또는 내부리브(IR)의 대응표면을 따르는 연신된 구역을 분무할 수 있도록 한다. 이 경우에, 로보트(128) 또는 유사한 조종기는 적당히 성형되는 연신된 내부보강부재(LIR)을 적출하여 분무된 구역에서 예비성형체(P)와 밀착접촉되도록 이동시키며, 마이크로파 빔(100)은 상기 구역 또는 그 다수의 지점들(106)으로 주사되어 부재(LIR)을 캐리어 예비성형체(P)의 내부에 봉합시키게 된다.

선택적인 실시예로서 제14도를 참조하면, 상기 제14도의 기본 구조는 전자기적인 에너지의 적용을 제외하고는 제13도의 기본구조와 동일하게 된다. 제14도에서, 로보트(105)는 결합제 스프레이 장치(120)을 조정하며, 상기 조종장치(120)은 구역(102) 및/또는 리브(LIR)상의 대응구역을 따라 마이크로파 감응식 결합제를 분무시키고, 로보트(128)은 리브(LIR)을 분무된 구역에서 예비성형체(P)와 밀착접촉되도록 정위치시키며, 마이크로파 에너지는 (112)에서 결합되는 마이크로파 발생기(110)을 수반하는 로보트 조종식 장치(108)로 부터 상부 도파관부(116) 및 하부 도파관부(118)을 포함하는 분할 도파관(114)로 공급된다. 도시한 바와같이, 도파관부들(116 및 118)은 보강리브(LIR)이 적소에 위치된 상태에서 캐리어 예비성형체(P)의 형상에 일치하도록 정형화되는 단일의 도파관을 형성하고, 도파관(114)를 개방 및 폐쇄시키기 위해 특정 메카니즘의 로보트등(도시안됨)이 제공된다.

때때로, 이하에 설명된 성형공정중 수지에 의한 충진을 차단시키기 위해 예비성형체 또는 그 내부에 코어재료를 포함하는 캐리어 예비성형체(P)의 중공형 구조를 폐쇄시키는 것이 필요하게 된다. 이 경우에, 제1도 및 제15도에 도시한 바와같이, 로보트(128) 또는 유사한 조종기는 커버(C)를 들어올려(pick up)예비성형체(P)와의 관계상 적절한 위치에 정취시킨다. 그리고나서, 로보트(94) 및 다른 부가적인 로보트들은, 마이크로파-감응식 결합제 수지가 예비성형체(P) 및/또는 커버(C)의 주변연부 또는 플랜지에 분무된 후에, 조립체의 연부부분들을 파지하여 상부(124) 및 하부(126)을 갖는 슬로팅된 도파관(122)내로 정위시킨다. 따라서, 캐리어 예비성형체는 고정적으로 폐쇄되고 코어재료 및/또는 제12도 및 제13도에 도시한 형태의 하나이상의 내부보강 리브들을 포함할 수 있게된다.

제16도에는 유사한 커버 봉합공정을 도시하며, 결합제 분무장치(104)는 예비성형체(P) 및/또는 커버(C)의 주변연부 또는 플랜지를 따라 마이크로-감응식 결합제 수지를 분무시키기 위해 조정되며, 커버(C)는 적당한 위치로 조종되고, 두개의 요소들은 강력한 봉합헤드(98)에 의해 함께 봉합되며, 상기 봉합헤드(98)은 조립체의 전체 주변부 둘레를 봉합시키기 위해 갠트리(96)을 경유하여 위치된다.

상기한 바와같이, 강력한 가봉(basting) 및 봉합(stitching)공정뿐만 아니라 사실 모든 부착공정들이 마이크로파건(gun), 자외선 건 및 전자건을 포함하는 다양한 형태의 복사요소들에 의해 수행될 수 있다.

제17도를 참조하면, 압착부(3)의 출력부에 위치되는 강력한 가봉부(400)을 도시한다. 본 실시예에서, 강력한 가봉부(400)은 섬유 광학봉(46)이 사용되지 않는다는 것을 제외하고는 제3도에 도시한 갠트리와 동일한 구조를 갖는 갠트리(42)로 구성된다. 본 실시예에서는, 자외선 레이저(130)이 여자되어 자외선 레이저 빔(132)를 방출함으로써 격설 지점들(47)에 있는 결합제를 경화시키게 된다.

자외선 레이저 발생기를 대신하여 전자건이 사용될 수 있으며, 이와같이 전자건이 사용되는 경우에 결합제 수지는 전자빔에 응답하여 경화(자유전자 접합)될 수 있게된다.

강력한 가봉에 관한 다른 실시예를 압착부(3)의 출력부에 위치하는 강력한 가봉부(400)으로 제18도에 도시한다. 본 실시예에서, 갠트리(42)는 제3도의 그것과 동일한 방식으로 작동되어 세개의 좌표방향에 강력한 가봉 조사기를 저위시킨다. 그러나, 본 실시예에서 전자기에너지 공급원은 마이크로파 에너지 공급원(134)로 되며, 상기 공급원(134)는 상부(138) 및 하부(140)을 갖는 도파관(136)에 결합된다. 하부(140)은, 횡방향 빔(152)에 수반되고 빔(50)에 평행하게 장착되며 갠트리(42)상의 웨브하방에 위치되는 작동기(150)내에서 종방향으로 이동가능하게 되는 부재(140a)에 의해 수반되는 작동기(146)내에서 수직적으로 이동가능하게 되는 부재(144)에 수반된다.

요약하면, 본 발명은 결합제 수지로 코팅된 유리섬유 웨브들과 같은 보강재료들을 사용하며 강성의 3차원 예비성형체를 제조하기 위한 공정을 제공한다. 웨브들은 각각의 보강재료 로울로 부터 인발되고 중첩되며 지향되어 서로에 관하여 평행하게 이동되도록 안내를 받게되는 공통의 위치를 향하여 이송된다. 평행하게 되기전에, 중첩된 웨브들은 각각의 쌍을 이루는 대응표면들 중의 하나이상의 표면에 분무와 같은 방법에 의해 인가되는 전자기적인 에너지-경화성 재료로된 결합제 수지를 갖고, 평행하게된 후에는 서로 압축되어 결합제 수지를 분산시키고 보강재료의 섬유들과의 상기 결합제 수지의 접촉면적을 증가시키게 된다. 결합제 수지는 마이크로파 에너지, 자외선 에너지 또는 전자빔 에너지와 같은 선택된 전자기 에너지의 적용에 응답하여 경화된다. 함께 압축된 후에, 웨브들은 강력한 가봉부로 이송되며, 상기 가봉부에서는 다층 웨브구조물을 통하여 격설된 대역들에 상기 선택된 전자기 에너지가 인가되어 상기 대역들을 접합시키고 웨브들을 함께 가봉합시켜 상기 웨브들이 단일 웨브로서 처리되도록 한다. 전자기적인 가봉은 분할형 마이크로파 도파관 또는 전자빔건을 경유한 자외선봉 마이크로파 및 자외선 레이저 마이크로파에 의한 선택된 에너지의 적용을 통하여 발생될 수 있다. 다음에, 가봉된 웨브는 요구되는 강성을 갖는 3차원 예비성형체의 3차원 형상의 2차원 평면 전개체에 각각 일치하는 형상을 갖는 매트들로 절단된다. 절단된 매트는 그리고나서 몰드로 전달되고, 상기 몰드에서 웨브는 보충적으로 형상되는 상부 몰드 및 하부 몰드 사이에서 예비성형체의 3차원 형상으로 성형된다. 상기 모울드 들은 선택된 전자기에너지의 전도성을 갖는 재료로 구성되고, 상기 선택된 전자기에너지를 수납하여 격설된 대역들에서의 가봉후에 경화되지 않은 결합제 수지를 경화시키며 성형된 매트에 강성을 부여하여 결과적으로 요구되는 강성을 갖는 3차원 예비성형체를 창출시키게 된다. 상기 예비성형체는 다른 성형공정에 사용될 수 있으며, 선택된 위치 또는 위치들에 전자기에너지 경화성의 결합제 수지를 인가하고 예비성형체 및/또는 준조립체상의 상기 선택된 위치들에서 예비성형체와 밀착접촉되도록 준조립체를 이동시키고 선택된 전자기 복사량을 상기 위치들에 적용시켜 결합제를 경화시키고 보강부재를 부착시키게 됨으로써 준조립체 또는 준조립체들(보강요소들 및/또는 장착부재들)이 강력하게 봉합되게 되는 캐리어 예비성형체로서 간주될 수 있다. 상기 최종단계는 다중화 또는 반복되어 예비성형체의 내부에 코어를 유지시키기 위해 중공형 예비성형체를 폐쇄시키는 커버부재를 포함하는 다수의 준조립체들을 부착시키게 될 수 있다. 모든 보강부재들 및/또는 장착부재들이 부착된 후에, 최종 예비성형체는 다른 성형공정으로 전달될 수 있게된다.

본 발명을 특정 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 변화 및 개조될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있다. 그러므로, 본 발명이 당 업계에 기여하고자 하는 분야에 정상적이고 적당하게 포함되는 한 상기 개조 및 변화는 본 발명의 보호범위에 속하는 것이다.

Claims (14)

1. 강성의 3차원 예비성형체를 제조하는 방법으로서, (a) 각각의 경로를 따라 다수의 섬유 보강재 웨브를 이동시키고, 웨브가 미리 정해진 위치에서 서로 평행하게 겹치고 서로 접촉되어 평행으로 이동하도록 웨브를 안내하는 단계; (b) 미리 정해진 위치의 상류의 각각의 쌍의 웨브의 대향 표면중의 하나 이상의 표면에 전자기적인 복사선에 의해 경화될 수 있는 아직 경화되지 않은 상태의 결합제를 인가하는 단계; (c) 서로 이격된 위치에서 결합제를 경화시키기 위해 평행으로 접촉하는 웨브의 선택된 이격 위치에 국부적으로 전자기적인 복사선을 인가하여 상기 웨브를 함께 결합하는 단계; (d) 섬유 보강재의 결합된 웨브로부터 성형 블랭크를 절단하는 단계; (e) 상기 블랭크를 소정의 3차원 예비성형체의 형상으로 형성하는 단계 및; (f) 아직 경화되지 않은 잔류의 결합제를 경화시키고 강성의 3차원 예비 성형체를 형성하도록 상기 블랭크를 경화시키기 위하여 상기 블랭크에 전자기적인 복사선을 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강성의 3차원 예비성형체 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 예비성형체 형성 단계(e)는, (e1) 원하는 3차원 예비성형체 형상을 복제하도록 형성된 몰드의 제1 및 제2부분 사이에 상기 블랭크를 배치하는 단계 및 (e2) 결합제를 경화시키기 위해 단계(f)에서 전자기 에너지를 인가함과 동시에 상기 블랭크를 형성하기 위해 상기 몰드의 2 개의 부분을 가압하는 단계로 세분되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
3. 제1항에 있어서, 결합제를 인가하는 상기 단계(b)는 (b1) 미리 정해진 위치의 상류에 있는 상기 웨브의 각각의 쌍의 대향 표면 중의 하나 이상의 표면상에 결합제를 분무하는 단계인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 결합제가 유포되어 상기 결합제가 상기 웨브내로 양호하게 스며들도록 미리 정해진 위치의 하류에 있는 상기 웨브를 함께 가압시키는 단계(g)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 결합제를 인가하고 전자기적인 복사선을 국부적으로 인가하는 단계(b) 및 (c)는 (b1) 마이크로파 에너지에 의해 경화될 수 있는 아직 경화되지 않은 상태의 결합제를 상기 웨브의 각각의 쌍의 대향 표면중의 하나 이상의 대향 표면에 인가하는 단계 및 (c1) 상기 선택된 위치내로 마이크로파 복사선을 국부적으로 인가하는 단계로 세분되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 결합제 수지를 인가하고 전자기적인 복사선을 국부적으로 인가하는 단계(b) 및 (c)는, (b1) 자외선 에너지에 의해 경화될 수 있는 아직 경화되지 않은 상태의 결합제를 상기 웨브의 각각의 쌍의 대향 표면중의 하나 이상의 대향 표면에 인가하는 단계 및 (c1) 상기 선택된 위치내로 자외선 복사선을 국부적으로 인가하는 단계로 세분되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 선택된 위치내로 전자기적인 복사선을 국부적으로 인가하는 단계(c)는 (c1) 전자기 에너지원에 의해 전자기 에너지를 생성하는 단계; (c2) 상기 에너지원을 상기 가동 웨브에 가로질러 이동시키는 단계 및; (c3) 상기 에너지원으로부터 상기 웨브로 전자기적인 복사선을 주기적으로 전달하는 단계로 각각 세분되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
8. 제1항에 있어서, 전자기 에너지에 의해 경화될 수 있는 아직 경화되지 않은 상태의 결합제를 인가하는 단계(b) 및 상기 선택된 위치내로 전자기적인 복사선을 국부적으로 인가하는 단계(c)는 (b1) 마이크로파 에너지에 의해 경화될 수 있는 아직 경화되지 않은 상태의 결합제를 인가하는 단계; (c1) 마이크로파 에너지원에 의해 마이크로파 에너지를 생성하는 단계; (c2) 상기 에너지원을 상기 가동 웨브에 가로질러 이동시키는 단계 및; (c3) 상기 에너지원으로부터 상기 웨브로 상기 마이크로파 에너지를 주기적으로 전달하는 단계로 각각 세분되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
9. 제1항에 있어서, 전자기 에너지에 의해 경화될 수 있는 아직 경화되지 않은 상태의 결합제를 인가하는 단계(b) 및 상기 선택된 위치내로 전자기적인 복사선을 국부적으로 인가하는 단계(c)는 (b1) 자외선 에너지에 의해 경화될 수 있는 아직 경화되지 않은 상태의 결합제를 인가하는 단계; (c1) 자외선 에너지원에 의해 자외선 에너지를 생성하는 단계; (c2) 상기 에너지원을 상기 가동 웨브에 가로질러 이동시키는 단계 및; (c3) 상기 에너지원으로부터 상기 웨브로 상기 자외선 에너지를 주기적으로 전달하는 단계로 각각 세분되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
10. 제1항에 있어서, 경화되지 않은 결합제를 인가하는 단계, 전자기적인 복사선을 상기 선택된 위치내로 국부적으로 인가하는 단계 및 상기 성형 블랭크에 전자기적인 복사선을 인가하는 단계(b, c 및 f)는 (b1) 마이크로파 에너지에 의해 경화될 수 있는 결합제를 상기 웨브의 각각의 쌍의 대향 표면중의 하나 이상의 대향 표면에 인가하는 단계; (c1) 상기 선택된 위치내로 마이크로파 복사선을 국부적으로 인가하는 단계 및; (f1) 상기 성형 블랭크에 마이크로파 복사선을 인가하는 단계로 각각 세분되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
11. 제1항에 있어서, 경화되지 않은 결합제 수지를 인가하는 단계, 상기 선택된 위치내로 전자기적인 복사선을 국부적으로 인가하는 단계 및 상기 성형 블랭크에 전자기적인 복사선을 인가하는 단계(b, c 및 f)는 (b1) 자외선 에너지에 의해 경화될 수 있는 결합제를 상기 웨브의 각각의 쌍의 대향 표면중의 하나 이상의 대향 표면에 인가하는 단계; (c1) 상기 선택된 위치내로 자외선 복사선을 국부적으로 인가하는 단계 및; (f1) 상기 성형 블랭크에 자외선 복사선을 인가하는 단계로 각각 세분되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
12. 섬유를 포함하는 보강재의 층을 성형 요소로 절단하고, 그 층에 전자기적인 에너지에 의해 경화될 수 있는 결합제를 제공하고, 상기 층을 매트로 겹쳐서 주형에서 원하는 예비성형체의 형상으로 가압하며, 상기 결합제가 경화되어 상기 가압된 성형 층이 강성화되도록 상기 주형에 있는 동안 전자기 에너지를 인가하여 상기 가압된 성형 층을 강성화하는 강성의 3차원 예비성형체를 제조하는 방법으로서, (a) 성형 요소로 절단하기 전에, 상기 웨브가 서로에 대해 평행하게 겹쳐지도록 보강재의 웨브를 풀어서 안내하는 단계; (b) 상기 결합제가 상기 웨브의 모든 대향 표면 사이에 배치되도록 상기 웨브의 각각의 대향 표면중의 하나 이상의 대향 표면에 전자기 에너지에 의해 경화될 수 있는 결합제를 분무하는 단계; (c) 상기 결합제가 유포되어 그 결합제와 상기 보강재의 섬유와의 접촉이 증대되도록 상기 겹쳐진 웨브를 함께 가압하는 단계 및; (d) 상기 결합제가 국부적으로 경화되고 상기 웨브가 함께 결합되도록 상기 겹쳐진 웨브의 이격된 영역에 전자기 에너지를 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강성의 3차원 예비성형체 제조 방법.
13. 섬유를 포함하는 유리 섬유 보강재의 층을 성형 요소로 절단하고, 적어도 부분적으로 전자기 에너지에 의해 경화될 수 있는 결합제로 코팅하고, 상기 층을 매트로 겹쳐서 주형에서 원하는 예비성형체의 형상으로 가압하며, 상기 가압된 성형 매트가 강성화되도록 상기 주형에 있는 동안 전자기적인 복사선을 인가함으로써 상기 가압된 성형 매트를 경화시키는 강성의 3차원 예비성형체를 제조하는 방법으로서, (a) 상기 성형 요소로 절단하기 전에, 상기 웨브가 겹쳐지도록 상기 유리 섬유 강화재의 웨브를 풀어서 안내하는 단계; (b) 상기 결합제가 상기 웨브의 모든 대향 표면 사이에 배치되도록 자외선 에너지에 의해 경화될 수 있는 결합제를 상기 유리 섬유 보강재 웨브중의 선택된 표면중의 하나 이상의 표면에 분무하는 단계; (c) 상기 결합제가 유포되어 그 결합제와 상기 보강재의 섬유와의 접촉이 증대되도록 상기 겹쳐진 유리 섬유 보강 웨브를 함께 가압하는 단계 및; (d) 상기 결합제가 이격 영역에서 국부적으로 경화되고 유리 섬유 보강재의 웨브가 함께 결합되도록 상기 겹쳐진 웨브의 이격된 영역에 자외선 복사선을 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강성의 3차원 예비성형체 제조 방법.
14. 섬유를 포함하는 유리 섬유 보강재의 층을 성형 요소로 절단하고, 적어도 부분적으로 전자기 에너지에 의해 경화될 수 있는 결합제로 코팅하고, 상기 층을 매트로 겹쳐서 주형에서 원하는 예비성형체의 형상으로 가압하며, 상기 가압된 성형 매트가 강성화되도록 상기 주형에 있는 동안 전자기 에너지를 인가함으로써 상기 가압된 성형 매트를 경화시키는 강성의 3차원 예비성형체를 제조하는 방법으로서, (a) 상기 성형 요소로 절단하기 전에, 상기 웨브가 겹쳐지도록 상기 유리 섬유 강화재의 웨브를 풀어서 안내하는 단계; (b) 상기 결합제가 상기 웨브의 모든 대향 표면 사이에 배치되도록 마이크로파 에너지에 의해 경화될 수 있는 결합제를 상기 유리 섬유 보강재 웨브중의 선택된 표면중의 하나 이상의 표면에 분무하는 단계; (c) 상기 결합제가 유포되어 그 결합제와 상기 보강재의 섬유와의 접촉이 증대되도록 상기 겹쳐진 웨브를 함께 가압하는 단계 및; (d) 상기 결합제가 이격 영역에서 국부적으로 경화되고 상기 웨브가 함께 결합되도록 상기 겹쳐진 유리 섬유 보강재의 웨브의 이격된 영역에 마이크로파 복사선을 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강성의 3차원 예비성형체 제조 방법.