KR100354112B1 - 오토클래브장치 - Google Patents

Abstract

개시된 오토클래이브장치는 주형과, 주형 위에 적층된 파트의 코너부를 성형하는 큐어패드와, 큐어패드와 파트 위에 설치되는 부직포와, 부직포와의 사이에 밀폐공간을 마련하는 배깅어셈블리를 포함하는 성형부와; 밀폐공간을 진공상태로 만드는 진공펌프와; 파트를 성형하기 위한 열을 제공하는 히터를; 포함하며, 큐어패드는, 코너부의 성형될 형상을 기억하고 있다가 히터에 의한 열이 성형온도에 도달하면 그 기억된 형상으로 복원됨으로써 파트의 코너부의 형상을 유지하는 형성기억합금으로 된 것을 특징으로 한다. 이와 같은 구성에 의하면, 실리콘이나 철로 만든 큐어패드처럼 변형되거나 파트내로 함입 됨으로써 원하는 형상의 코너부를 성형할 수 없는 문제점을 해결할 수 있다.

Description

오토클래브장치{Autoclave apparatus}

본 발명은 오토클래이브 장치에 관한 것으로서, 특히 파트의 코너부를 소정의 형상과 두께로 성형하기 위해 큐어패드(curepad)를 형상기억합금으로 구조가 개선된 오토클래이브 장치에 관한 것이다.

일반적으로 오토클래이브(autoclave) 장치는 열 경화성 수지를 기지재료로 하여 소정의 형상을 제조하는 장치로서, 도 1에 도시된 바와 같이 베이스(base),(10)와 상기 베이스(10)상에 설치되어 소정의 형상을 가지는 도 2에 도시된 파트(22)를 성형하는 성형부(12)와, 상기 성형부(12)에 성형을 위한 진공압을 제공하기 위하여 상기 성형부(12) 공간 내를 진공으로 만들기 위해 진공펌프(미도시)에 연결된 진공포트(vacuum port)(14)를 구비한다. 상기 베이스(10)에 상기 성형부(12)의 상기 파트(part)(22)를 소정의 형상을 가지도록 성형온도로 상승시키기 위한 열을 전달하는 히터(heater)(16)가 설치되고, 상기 히터(16)의 배면에는 상기 히터(16)에 의하여 가열된 공기를 상기 오토클래이브(A)내에 대류 시키는 송풍기(17)가 설치되고 상기 성형부(12)에 상기 파트(22)의 온도를 측정하는 서머커플(thermocouple)(15)이 설치된다.

도 2는 오토클래이브 장치의 성형부를 확대 도시한 단면도이다. 이를 참조하면 상기 성형부(12)는 상기 베이스(10)상에 설치되어 상기 파트(22)를 소정의 형상으로 만들기 위한 틀을 제공하는 주형(molding)(21)과, 상기 파트(22)위에 마련되어 상기 파트(22)의 코너부(corner),(C)의 형상을 성형하는 큐어패드(24)와 상기주형(21)과 함께 소정의 형상을 가지도록 상기 파트(22)를 성형하는 부직포(breader),(25)와 상기 부직포(25)와의 사이에 진공압이 제공되기 위한 공간을 형성하기 위한 배깅필름(bagging film),(27)과 적어도 두 개 이상의 실링(sealing),(26)으로 구성된 배깅 어셈블리(bagging assembly),(B)를 구비한다. 상기 부직포(25)와 상기 배깅 어셈블리(B) 사이의 공간을 진공으로 유지하여 진공압을 상기 파트(22)에 제공하기 위한 진공펌프(미도시)에 연결되어 상기 진공펌핑시 진공상태여부를 표시하는 진공모니터(vacuum monitor),(13)를 포함한다. 상기 큐어패드(24)는 실리콘(Si-rubber) 또는 철(steel)을 이용하여 상기 파트(22)가 소정의 형상을 가지는 코너부를 성형한다. 상기 오토클래이브 장치의 외각은 유리섬유로 단열되어 있으며, 단열재는 금속판으로 덮여 있어서 공기의 강제순환시 부스러기가 떨어져 나오는 것을 막게 되어 있으며, 도어(18)가 설치되어 있다.

상기와 같은 구성에 있어서, 상기 히터(16)에 전기를 인가하면 상기 히터(16)는 열을 발생하게 되고, 이 열은 상기 히터(16)의 배면에 설치된 상기 송풍기(17)에 의하여 상기 오토클래이브 장치(A)내에 열 전달되어, 상기 오토클래이브장치(A)내의 온도를 상승시키게 된다. 이와 동시에 상기 오토클래이브 장치(A)내의 공기의 팽창에 의하여 압력이 상승하게 되며, 이 온도와 압력은 상기 성형부(12)의 상기 파트(22)와 상기 큐어패드(24)에 작용하게 된다. 한편, 상기 성형부(12)의 상기 파트(22)와 상기 큐어패드(24)상에 설치되어 있는 상기 부직포(25)와 상기 배깅필름(27) 사이의 공간은 적어도 두 개 이상의 실링(26)으로 밀폐되어 폐공간을 형성하게 된다. 여기에, 상기 진공펌프(미도시)에 연결된 상기 진공포트(14)를 통해 공기가 배출되게 되어 진공상태가 되며, 이 진공상태에 의하여 상기 오토클래이브 장치(A)에 형성된 압력이 상기 큐어패드(24)와 상기 파트(22)에 작용하게 되어 상기 파트(22), 상기 부직포(25) 및 상기 배깅필름(27)이 밀착하게 된다.

그런데, 도 3에 도시된 도면을 참조하면, 상기와 같은 구성의 오토클래이브 장치(A)에서는, 상기 큐어패드(24)에 압력이 작용하게 되면, 상기 실리콘으로 만들어진 상기 큐어패드(24)는 압력에 의하여 변형이 일어나게 되고, 원래의 소정의 형상을 유지하지 않게 되어 상기 파트(22)의 코너부(C)를 소정의 형상으로 성형할 수가 없게 되는 문제점이 있다. 또한, 도 4에 도시된 도면을 참조하면 상기 철(steel)로 만들어진 상기 큐어패드(24)는 열팽창은 거의 없지만 압력이 작용함에 따라 상기 큐어패드(24)가 상기 파트(22)내로 함몰하게 되고, 상기 파트(22)의 상기 코너부(C)에 과잉의 레진(resin)이 모여서 동공(void)을 유발하는 결함이 생기는 문제점이 있다.

결과적으로, 가장 핵심적인 정밀한 형상과 치수로 성형되어야 하는 상기 파트(22)의 상기 코너부(C)를 원하는 소정의 형상과 치수로 성형 할 수 없게 된다.

본 발명은 상기한 단점들을 감안하여 창출된 것으로, 큐어패드를 형상기억합금으로 만들어 파트의 코너부를 소정의 형상과 치수로 성형하여, 실리콘 이나 철을 이용하여 파트의 코너부를 형성 함으로써 발생되는 문제점을 해소할 수 있도록 개선된 오토클래이브 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 오토클래이브장치의 구조를 도시한 도면,

도 2는 도 1에 도시된 오토클래이브장치의 성형부를 확대 도시한 단면도,

도 3은 도 1에 도시된 오토클래이브장치의 성형부의 큐어패드를 실리콘을 이용하여 파트의 코너부의 성형을 도시한 단면도,

도 4는 도 1에 도시된 오토클래이브장치의 성형부의 큐어패드를 철을 이용하여 파트의 코너부의 성형을 도시한 단면도,

도 5내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 파트의 성형의 과정을 도시한 공정도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10...베이스 12...성형부

14...진공압 모니터 16...히터

17...송풍기 21...주형

22...파트 23...이형필름

27...배깅필름 28...큐어패드

A...오토클래이브장치 B...배깅어셈블러

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 오토클래이브 장치는, 주형과, 상기 주형 위에 적층된 파트의 코너부를 성형하는 큐어패드와, 상기 큐어패드와 상기 파트 위에 설치되는 부직포와, 상기 부직포와의 사이에 밀폐공간을 마련하는 배깅 어셈블리를 포함하는 성형부와; 상기 밀폐공간을 진공상태로 만드는 진공펌프와; 상기 파트를 성형하기 위한 열을 제공하는 히터를; 포함하는 오토클래이브 장치에 있어서, 상기 큐어패드는, 상기 코너부의 성형될 형상을 기억하고 있다가 상기 히터에 의한 열이 성형온도에 도달하면 그 기억된 형상으로 복원됨으로써 상기 파트의 코너부의 형상을 유지하는 형성기억합금으로 된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 5 내지 도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 부재의 성형과정을 도시한 공정을 단계별로 나타낸 것이다. 이하에서 동일한 도면부호는 동일한 것을 지칭한다.

먼저, 도 5 을 참조하면, 베이스(10)위에 설치된 주형(51)위에는 원하는 소정의 두께만큼의 폴리머 복합재를 적층하며, 여기서 상기 폴리머 복합재는 에폭시(epoxy)나 폴리이미드(polyimide)등의 열 경화성 수지를 이용하여 일정 온도이상에서 상기 열 경화성 수지가 응고되어 원하는 소정의 형상을 가지는 파트(52)를 성형하게 된다. 그리고, 이 폴리머 복합체 위에는 이형필름(parting film)(53)을 마련하고, 이 위에 소정의 성형온도 이상에서 상기 파트의 코너부(C)의 형상을 가지도록 기억된 형상기억합금으로 된 큐어패드(54)를 설치하며, 상기큐어패드(54)는 잉여 이형필름(53)으로 감싼다. 이처럼 큐어패드(54)를 이형필름(53)으로 감싸는 이유는 성형 후 파트(52)와 큐어패드(54)의 손쉬운 분리를 위한 것이다. 형성기억합금은 변형을 시켜도 기온이 올라가면 원래의 형태로 돌아가는 합금을 말하는 것으로, 형상기억효과란 일정온도에서 형상을 기억시키면 형상기억온도보다 낮은 온도에서 변형을 시킨 경우, 형상회복온도까지 가열하면 다시 원래의 형태로 돌아가는 특성을 말한다. 형상기억합금의 특징은 첫째, 형태를 기억한다. 둘째, 큰 구부러짐이 회복된다. 세째, 부드럽게 변형된다. 넷째, 내식성이 뛰어나다는 것이다. 일반적으로 형상기억합금은 합금의 조성, 가공 그리고 열처리방법에 따라 형상을 기억하는 방법이 다른데, 본 발명에서는 일 방향 형상기억 합금을 사용한다. 일 방향 형상기억합금은 고온에서 기억된 형상을 실온에서 변형한 후 가열하면 원래의 형상으로 돌아간다. 이것은 고온의 형상만 기억하고 있으므로 냉각하더라도 실온에서 변형될 때의 형상으로는 되돌아가지 않는다. 따라서, 한 방향만 기억하므로 일 방향 형상기억합금이라 한다.

도 6을 참조하면, 도 5에서 설치된 파트필름(53)으로 감싼 큐어패드(54)위에 부직포(55)를 설치한다. 상기 부직포(55) 위에는 배깅필름(57)과 실링(56)으로 구성된 배깅어셈블리(B)를 설치한다. 상기 부직포(55)와 배깅어셈블리(B) 사이의 공간은 적어도 2개 이상의 실링(56)을 이용하여 밀폐공간을 만든다. 이 밀폐공간은 후에 설명하는 것과 같이 진공펌프(미도시)에 연결된 진공포트를 통하여 상기 밀폐공간내의 공기를 배출시킴으로써 상기 부직포(55), 파트(52), 큐어패드(54) 그리고 배깅어셈블리(B)가 상호 밀착하게 되어 오토클래이브 장치(A)내의 열과 압력이직접 전달 될 수 있게된다.

도 7을 참조하면, 도 6에서 설치된 구성에서 상기 배깅어셈블리(B)에 연결된 진공포트를 통하여 이에 연결된 진공펌프(미도시)를 이용하여 펌핑 함으로써 밀폐공간내의 공기를 오토클래이브 장치(A) 밖으로 배출 시킴 으로써 상기 밀폐공간을 진공상태로 만들게 되어, 큐어패드(54)가 파트(52)의 코너부(C)에 밀착되게 됨으로써 소정의 형상을 성형할 수 있게 된다. 이 후 히터(16)와 송풍기(17)를 통하여 파트에 열과 압력을 계속 공급하여 소정의 성형온도이상이 되게 함으로써 파트(52)를 원하는 소정의 형상으로 성형하게 된다.

상기 성형온도는 상기 파트(52)의 성형에 사용되는 레진에 따라 적정한 성형온도를 사용하는 것이 가능하다. 따라서 성형에 사용되는 레진에 따라 성형온도를 달리 하여 상기 큐어패드(54)를 제작하게 되고 상기 성형온도 이상이 되면 기억하고 있는 형상을 복원하여 상기 코너부(C)를 성형하게 되므로 상기 큐어패드(54)는 어떠한 성형온도에도 적응이 가능하게 된다. 단 본 발명의 실시예에서는 상기 성형온도를 177℃를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 성형온도에 도달하게 되면 형상기억합금은 이 온도에서 원하는 치수와 형상이 되어 파트에 밀착하게 되어 파트(52)의 코너부(C)를 원하는 소정의 치수와 형상으로 성형하게된다. 따라서, 종래의 실리콘이나 철로 제작된 큐어패드(24)를 이용하여 파트(22)의 코너부(C)를 성형할 때 실리콘이 열과 압력에 의하여 변형되어 원하는 소정의 형상으로 성형 할 수 없거나, 철이 열과 압력에 의하여 열팽창은 적지만 열 경화성 수지가 적층된 파트(22)의 안쪽으로 함몰되게 되어 원하는 소정의 치수와 형상을 성형 할 수 없게 되는 문제점을 개선 할 수 있게 된다. 성형과정이 끝나면, 상기 송풍기(17)를 이용하여 상기 파트(52)를 냉각한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 오토클래이브 장치는, 파트의 코너부를 성형하는 큐어패드를 형상기억합금으로 마련함으로써, 실리콘이나 철로 된 큐어패드가 열이나 압력에 의해 변형되거나, 파트내부로 함입 되어 원하는 소정의 형상과 치수를 성형할 수 없는 문제점을 해결할 수 있다.

본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.

Claims (1)

1. 주형과, 상기 주형 위에 적층된 파트의 코너부를 성형하는 큐어패드와, 상기 큐어패드와 상기 파트 위에 설치는 부직포와, 상기 부직포와의 사이에 밀폐공간을 마련하는 배깅 어셈블리를 포함하는 성형부와; 상기 밀폐공간을 진공상태로 만드는 진공펌프와; 상기 파트를 성형하기 위한 열을 제공하는 히터를; 포함하는 오토클래이브 장치에 있어서,

   상기 큐어패드는,

   상기 코너부의 성형 될 형상을 기억하고 있다가 상기 히터에 의한 열이 성형온도에 도달하면 그 기억된 형상으로 복원됨으로써 상기 파트의 코너부의 형상을유지하는 형성기억합금으로 된 것을 특징으로 하는 오토클래이브 장치.