KR101137477B1 - 성형강재-피복 합성부재 제조방법 - Google Patents

Abstract

성형강재-피복 합성부재 특히, 성형강재-섬유강화플라스틱 합성부재 제조방법이 제공된다.

상기 성형강재-피복 합성부재 제조방법은 그 구성 일예로서, 공급되는 판재를 롤 포밍하여 성형강재를 형성하는 단계;와, 상기 롤 포밍된 성형강재에 부착되는 강화피복층의 성형속도를 높이도록 성형강재를 가열하는 성형강재 열처리단계; 및. 상기 열처리된 성형강재에 강화피복층을 성형시키는 강화피복층 성형단계를 포함하여 구성될 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 성형강재-피복 합성부재 특히, 성형강재-FRP 합성부재의 제조시 성형강재의 예비 열처리를 통하여 열경화되는 FRP의 성형속도를 증가시킴으로써, 구조용 성형강재의 표면에 FRP를 부착시킨 합성부재의 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 개선된 효과를 제공하는 것이다.

합성부재, 성형강재-FRP 합성부재, 합성부재 제조방법

Description

성형강재-피복 합성부재 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING Roll-Formed STEEL-FRP COMPOSITE MEMBER}

본 발명은 성형강재-피복 합성부재 특히, 성형강재-섬유강화플라스틱 합성부재 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 성형강재-섬유강화플라스틱(Fiber Reinforced Plastic)(이하, 'FRP'이라 함) 합성부재 제조시 성형강재의 (예비) 열처리를 통하여 성형속도를 증가시킴으로써, 구조용 성형강재 표면에 FRP를 부착시킨 성형강재-FRP 합성부재의 생산성을 향상시키는 한편, 더하여 성형강재와 경화-성형기의 온도제어를 통하여 최적의 열처리를 수행 가능하게 한 성형강재-피복 합성부재 제조방법에 관한 것이다.

통상적으로, 강재는 강도(Strength)와 강성(Stiffness)이 모두 우수한 건설용 구조재로 현재 토목, 건축분야에서 가장 많이 사용되고 있는 소재 중 하나이다.

이와 같은 강재는 재료 자체가 균질하여 구조물 설계시 신뢰성이 높을 뿐 아니라, 많은 양의 변형에너지를 흡수할 수 있는 연성(Ductility) 능력이 우수하여 구조물에 지진하중 등의 큰 하중이 작용하여 부분적으로 항복응력에 도달하더라도 파괴되지 않고 더 큰 하중에 지지할 수 있게 해준다. 또한, 강재는 구조물 해체 후 재활용도가 매우 높아 환경 친화적인 재료로 크게 각광을 받고 있다.

그러나, 강재는 콘크리트를 포함한 타 건설용 소재들에 비해 구조물 설치 후 유지 관리 측면에서 비경제적이라는 문제가 있다.

예를 들어, 빌딩의 외벽 또는 교량의 거더 등과 같이 공기 중에 노출되는 구조용 강재의 경우 부식방지를 위해 별도의 도금 또는 도장작업이 필요한 것이다.

특히, 강재 표면에 도장작업을 하는 경우 일정 시일 경과 후 재도장 작업을 필요로 하게 된다.

그리고, 도장표면 벗겨내기 및 재도장과 같은 작업은 많은 인력과 시간 및 비용이 소요되는 추가작업으로 건설용 성형강재의 적용 확대에 커다란 걸림돌이 되고 있다.

또한, 강재 사용시의 또 다른 문제는 구조재 단면의 제작비용이 고가라는 사실을 들 수 있다.

한편, 근래 이와 같은 사전에 제작되는 형강이나 강관과 같은 강재 대신에, 코일에서 연속 공급되는 판재를 원하는 형태로 롤 포밍 공정을 통하여 성형시키는 성형강재의 사용이 늘고 있다.

즉, 상기 롤 포밍의 성형강재는 원하는 형태로 강재를 생산 가능 가능하게 하고, 연속 생산이라는 이점을 제공하나, 이와 같은 성형강재의 경우에도, 앞에서 설명한 강재와 동일한 문제 즉, 부식방지를 위한 별도의 도금 또는 도장 작업이 필요한 것이다.

한편, 이와 같은 강재 또는 성형강재의 문제점 즉, 부식 방지를 위한 별도 작업(도금, 도장)이 필요없는 FRP로 외부를 피복 강화하는 강재-FRP 합성부재가 알려져 있다.

예를 들어, 본 발명의 출원인이 특허 등록한 대한민국 등록특허 제0829956호에서는 이와 같은 합성부재 즉, 강재-FRP 합성부재와 그 성형방법에 대하여 개시되고 있다.

즉, 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 상기 등록특허의 강재-FRP 합성부재는 구조용 강재 표면에 FRP를 부착시켜 인발 성형하여 그 제조가 이루어 진다.

그러나, 이와 같은 종래 강재-FRP 합성부재는, 그 제조시 인발성형단계에서 FRP의 열경화에 일정 이상의 시간이 소요되어야 하기 때문에, 결과적으로 성형 제조 속도가 제한되는 문제가 있었다.

따라서, 종래 상기 등록특허에서 개시된 강재-FRP 합성부재는 성형속도가 떨져 생산 효율을 높이기 위한 방안이 요구되고 있었다.

이에 따라서, 본 발명의 출원인은 강재-FRP 합성부재의 성형속도를 증가시킬 수 있도록 하여, 생산성을 향상시키는 한편, 온도 제어를 매개로 최적의 강재 열처리를 수행 가능하게 한 본 발명을 제안하게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제를 해소하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적 측면은, 성형강재-FRP 합성부재 제조시 성형강재의 (예비) 열처리를 통하여 성형속도를 증가시킴으로써, 구조용 성형강재 표면에 FRP를 부착시킨 성형강재-FRP 합성부재의 생산성을 향상시키도록 한 성형강재-피복 합성부재 제조방법을 제공하는 데에 있다.

더하여, 본 발명의 다른 목적 측면은, 성형강재-FRP 합성부재의 생산성을 향상시키는 한편, 성형강재와 경화-성형 다이의 최적 온도제어를 통하여 최적의 열처리를 수행 가능하게 한 성형강재-피복 합성부재 제조방법을 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 측면으로서 본 발명은, 공급되는 판재를 롤 포밍하여 성형강재를 형성하는 단계;

상기 롤 포밍된 성형강재에 부착되는 강화피복층의 성형속도를 높이도록 강호피복층의 형상에 대응되는 형상을 갖도록 제공되는 성형강재를 가열하는 성형강재 열처리단계; 및.

상기 열처리된 성형강재에 강화피복층을 성형시키는 성형단계;

를 포함하여 구성된 성형강재-피복 합성부재 제조방법을 제공한다.

바람직하게는, 상기 판재의 롤 포밍 전에 판재를 레벨링하는 단계; 및, 롤 포밍으로 형성된 성형강재의 표면을 크리닝하는 크리닝단계중 어느 하나 또는 이들 모두를 더 포함하는 것이다.

더 바람직하게는, 상기 고온분위기를 유지하는 히터코일 또는 고주파 코일과 연계된 고주파 발진기는 각각 설비 제어부와 연계된 파워 서플라이 및 설비 제어부와 연계되어 가열 온도가 제어되는 것이다.

이때, 상기 가열된 성형강재 추출 위치에 제공되면서 상기 설비 제어부와 연계된 온도센서를 더 포함하되, 상기 설비 제어부에는, 상기 성형단계에서 사용되는 성형다이에 구비된 제2 온도센서와 연계되고, 상기 성형다이에 구비된 히터코일은 상기 파워 서플라이에 연계되어 상기 성형강재의 가열온도를 성형온도에 대응하여 자동 제어하는 것이다.

바람직하게는, 상기 강화피복층은 FRP로 제공되고, 상기 FRP 성형단계는, 합성부재 형상에 대응되는 FR의 형상에 맞추어 치수 및 수량이 준비된 로빙 세사와 스트랜드 매트를 가이드 플레이트에 공급하여, 열처리 공급되는 성형강재와 만나면서 감싸는 단계;

상기 로빙세사와 스트랜드 매트가 성형강재를 감싼 상태로 수지수용부를 통과시키어 수지에 적시는 단계;

공급되는 서페이싱 베일과 합쳐지면서 예비 성형기를 통과하면서 FRP의 표 면형상을 형성하는 단계;

상기 FRP가 예비성형된 예비 합성부재를 경화-성형다이를 통과시키면서 열경화를 통하여 합성부재를 성형하는 단계;

상기 성형된 합성부재를 풀링기구를 매개로 인발하는 단계 및,

절단기에서 제품으로 절단하는 단계;

를 포함하여 구성될 수 있다.

더 바람직하게는, 상기 로빙 세사와 스트랜드 매트를 열처리 공급되는 성형강재와 만나면서 감싸는 단계에서, 상기 성형강재가 중앙을 통과하는 가이드 플레이트의 외연에서 왕복 회동토록 제공된 왕복 회동링을 통하여 공급되는 로빙 세사와 스트랜드 매트를 성형강재의 길이방향으로 순차로 권선하면서 감싸는 것이다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 기본적으로 판재를 롤 포밍하여 연속 제작되는 성형강재의 표면에 강화피복층 즉, FRP를 부착시킨 성형강재-FRP 합성부재의 기본적인 효과 즉, 성형강재의 다양한 색상 연출을 가능하게 하면서, 별도의 도금 또는 도장이 없이도 부식을 방지토록 하고, 복잡한 형상을 갖는 성형강재-FRP 합성부재의 제조를 용이하게 하는 것이다.

특히, 본 발명은 실제 제조라인에서 성형강재-FRP 합성부재의 예비 열처리를 통한 성형단계의 성형 속도를 증대할 수 있도록 하고, 이에 따라 제품 생산성을 향상시키는 것은 물론, 경제성도 우수하게 하는 효과를 제공하는 것이다.

더하여, 본 발명은 성형강재와 경화-성형 다이의 최적 온도제어를 통하여 최적의 열처리를 수행 가능하게 하고, FRP의 로빙 세사와 스트랜드 매트가 성형강재에 권선되는 형태로 감싸지도록 하여 FRP의 긴밀한 성형 구조를 제공 가능하게 하는 등의 여러 우수한 효과를 제공하는 것이다.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1에서는 본 발명에 따른 성형강재-피복 합성부재 즉, 성형강재-FRP 합성부재(1)의 제조단계를 도시하고 있다. 다만, 이하에서는 상기 성형강재에 부착되는 강화피복층을 FRP로 설명한다.

따라서, 이하에서는 도 1에서 도시된 본 발명의 합성부재 제조단계에서 대하여 순차로 설명한다.

먼저, 본 발명의 성형강재(10) 즉, 코일(11)에서 연속적으로 공급되는 판재(12)를 롤 포밍하여 성형강재(10)를 제작한다.

즉, 이와 같은 본 발명의 성형강재(10)는 코일(11)에서 연속적으로 풀리는 판재(12)가 롤 포밍기(14)를 통과하면서, 도 1에서와 같은 원하는 형태의 성형강재(10)를 성형하고, 이후 성형강재(10)는 연속적으로 FRP 성형단계로 투입되게 된다.

이때, 상기 성형강재(10)는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 롤 포밍되기 전에, 합성부재(1)의 FRP(2)의 형상에 대응되는 형상으로 폴 포밍하는 것이 필요함은 물론이다.

더 바람직하게는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 롤 포밍기(14)에서 판재를 원하는 형태로 성형하기 전에, 판재의 롤 포밍을 정밀하게 하도록, 코일(11)에서 풀리는 판재(4)를 연속적으로 (텐션) 레벨링기(13)를 이용하여 판재 레벨링 단계를 먼저 수행한다.

다음, 롤 포밍된 성형강재(10)를 다음에서 상세하게 설명하는 FRP 성형단계를 수행하기 전에, 성형강재의 표면을 크리닝하는 크리닝단계(S2)를 수행하는 것이다.

예를 들어, 도 1에서 도시한 바와 같이, 성형강재(10)의 표면에 FRP(2)를 성형시키는 전에, 성형강재(10)의 표면에 부착된 이물질을 제거토록 성형강재(10)의 표면을 숏 블러스트 기구(15)를 이용하여 크리닝 처리하는 것이다.

다음, 도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 성형강재-FRP 합성부재(1)의 제조시, 기존과는 다르게 성형강재의 표면에 열을 가하는 성형강재 예비 열처리를 수행한다(S3)

예를 들어, 가열기 하우징(20)의 내부에 가열코일(22)을 설치하고, 이를 통하여 하우징내부 분위기를 고온으로 하여, 고온분위기(A)를 통과하는 성형강재의 표면에 열을 전달하여 가열할 수 있다.

또는, 알려진 고주파 코일(30)을 성형강재가 통과하면서 인가되는 고주파를 통하여 성형강재의 열처리가 수행될 수 있고, 이때 상기 고주파 코일은 고주파 발생기(34)와 연결되고, 외부에는 보온을 위한 케이싱(32)이 포위될 수 있다.

한편, 본 발명에서는 고주파 자기장 속에 전기적 양도체인 성형강재를 통과 시킴으로서, 성형강재에서 발생되는 맴돌이전류의 손실이나 히스테리시스 손실로 발열되는 유도가열일 수 있다.

이때, 도면에서는 구체적으로 도시하지 않았지만, 성형강재 크리닝단계(S2) 또는 열처리단계(S3)에서, 성형강재는 푸싱기구(미되시)나 이송테이블을 매개로 공급될 수 있다.

한편, 상기 성형강재 열처리단계(S3)의 히터코일(22)이나 고주파 코일(30)에 연계된 고주파 발생기(34)는 각각 설비 제어부(C)와, 상기 설비 제어부에 연계되는 파워 서플라이(PS)에 전기적으로 연계되어 제어될 수 있다.

더하여, 이와 같은 성형강재 열처리단계(S3)에서, 하우징(20)과 케이싱(32)의 성형강재 추출 위치에 온도센서(40)를 설치하고, 상기 온도센서를 설비 제어부(C)에 전기적으로 연결하면, 열처리된 성형강재(10)의 표면 온도가 실시간 측정된다.

따라서, 본 발명에서는 성형강재 추출온도를 감지하고, 이를 피이드백 하여 설비 제어부(C)에서 파워 서플라이(PS)를 포함하여 히터코일(22)이나 고주파 발생기(34)를 작동 제어하여, 실제 성형강재에 열을 가하는 고온 분위기(A)와 구조파 발생량을 조정하여 성형강재의 열처리 온도를 제어할 수 있다.

더 바람작하게는 본 발명에서는, 이와 같은 성형강재의 열처리 온도를 FRP(2)가 경화-성형되는 다이(80)의 히터코일(82)의 가동과 연동시키어 FRP 성형속도와 연동하여 성형강재의 열처리를 구현함으로서, 최적의 열처리 및 성형 속도 제어를 할 수 있다.

예컨대, 도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 경화-성형 단계(S6)에서, 경화-성형 다이(80)에 FRP 의 열경화를 위한 히터코일(82)을 설비 제어부(C)와 연동하는 파워 서플라이(PS)에 전기적으로 연결시키고, 상기 다이에 열전대와 같은 온도센서(84)를 설치하여 설비 제어부(C)와 전기적으로 연결한다.

따라서, 설비 제어부(C)에서는 다이의 감지된 온도와 미리 설정된 성형강재의 속고를 토대로, 상기 열처리 단계에서는 히터코일(22)이나 고주파 코일(30)을 통한 성형강재의 열처리 온도를 제어하여, 최적으로 성형속도를 증가시킬 수 있는 상태로 열처리와 성형 단계를 제어할 수 있을 것이다.

물론, 열처리 단계에서 가장 바람직하게는 고주파 코일(30)을 통과하면서 성형강재를 열처리 하는 것인데, 이는 히터코일을 통한 고온분위기 보다는 성형강재의 열처리 온도 제어성이 더 쉽기 때문이다.

또한, 고주파 발생기(34)는 본 발명에서는 전기설비 용량을 절감하고 저전압 사용으로 안정성을 제공하는 규격을 만족하는 것을 선택 사용하는 것이 바람직하며, 상기 고주파 코일(30)의 내부에는 냉각수가 유동될 수 있다.

한편, 본 발명에서 FRP의 성형온도를 감안하면 실제 성형강재의 적정한 열처리 온도범위는 대략 50-60℃ 정도일 수 있다. 물론, 이와 같은 성형강재 열처리 온도는 이에 반드시 한정되는 것은 아니고, 성형강재에 부착되는 FRP의 형상에 따라 조정될 수 있는데, 본 발명에서는 이와 같은 성형강재의 열처리 온도 제어가 용이한 이점을 제공하는 것이다.

다음, 열처리단계를 거친 가열된 성형강재(10)는 FRP(2)로 형성되는 로빙 세 사(R)와 스트랜드 매트(M)와 접하는 단계(S4)를 거친다.

즉, FRP 합성부재의 제조에 있어, 미리 설정된 형상의 FRP 단면에 따라 필요한 로빙(Roving) 및 스트랜드 매트(Strand Mat)(M)의 치수 및 수량을 준비하고, 상기 로빙으로부터 나온 세사(R)들과 상기 스트랜드 매트(M)가 가이드 플레이트(Guide Plate)에서 만나는 단계(S4)가 수행되는 것이다.

이때, 가이드 플레이트(50)의 중앙에는 공급되는 성형강재(10)가 통과하는 성형강재 통과구(50a)가 형성되어 있고, 외곽에는 도 1에서는 개략적으로 도시하였지만, 성형강재를 포위하는 사방에 각각 상기 스트랜드 매트(M)와 그 위로 로빙 세사(R)가 위치되는 상태로 각각의 공급롤(미부호)에서 연속적으로 공급되면서 성형강재(10)를 사방에서 감싸면서 접하게 된다.

또한, 상기 가이드 플레이트(50)에는, 중앙의 성형강재를 중심으로 사방으로 각각 로빙세사(R)와 상기 스트랜드 매트(M)가 통과하는 개구부분(52)이 형성되어 있고, 이와 같은 가이드 플레이트(50)는 실제로는 합성수지 성형체일 수 있다.

이때, 판재의 연속적인 롤 포밍 공정을 통하여 연속 성형되는 성형강재(10)는 로빙 세사와 매트가 공급롤에서 연속적으로 풀리면서 공급되면서 최초 로빙세사와 스트랜드 매트가 작업자에 의하여 성형강재에 부착되면, 성형강재의 이동시 세사와 매트가 성형강재에 감싸는 형태로 접하게 된다.

다음, 도 1에서 도시한 바와 같이, 로빙 세사와 스트랜드 매트가 감싸는 형태로 접하게 된 성형강재(10)는, 로빙 세사(R)와 스트랜드 매트(M)가 성형강재(10)를 감싼 상태로 수지 수용부(Resin Impregnator)(60)를 통과하면서 수지(62)에 적 셔지는 단계(S5)가 수행된다.

이때, 바람직하게는, 도 1과 같이 가이드플레이트(50)를 일측 벽으로 하여 수지수용부(60)가 연계되어 공급호퍼(64)를 통하여 내부로 수지(62)가 연속 공급되면서 연속 진행되는 성형강재와 로빙 세사 및 스트랜드 매트를 적시게 된다.

한편, 상기 수지는 실제로는 경화되기 전에 액상(젤)상태이므로, 진행되는 부재들에 쉽게 부착되게 된다.

이때, 상기 수지(62)는, 로빙 세사와 스트랜드 매트가 성형강재의 표면에서감싸지는 형태로 부착되는 접합제 역할도 하게 되고, 다음의 예비성형단계와 경화-성형 단계를 원활하게 수행토록 한다.

물론, 도 1에서는 상기 수지 수용부(60) 즉, 내부에 수지(62)가 충진되는 박스 구조물이 가이드 플레이트와 연접하는 것으로 도시하였지만, 상기 수지 수용부는 가이드 플레이트와 분리되어 독립적으로 제공되는 것도 가능함은 물론이다,

특히, 다음의 도 2에서 설명하는 회동링(54)을 이용하여 로빙 세사와 스트랜드 매트를 강재의 표면에 그 길이방향을 따라 권선되는 형태로 감싸도록 하는 경우에는, 도 2a와 같이, 수지 수용부(60)를 분리하여 하류측에 독립적으로 배치하는 것이 바람직할 것이다.

다음, 상기와 같은 로빙 세사(R)와 스트랜드 매트(M)가 성형강재를 감싼 상태로 수지 수용부(60)를 통과한후, 그 위로 공급되는 서페이싱 베일(Surfacing Veil)(V)이 합쳐지는 상태로, 예비성형기(70)를 통과하여 FRP(2)의 표면형상을 형성하는 예비성형단계(S6)를 거치게 된다.

이때, 서페이싱 베일(V)(Surfacing Veil)은 로빙 세사와 스트랜드 매트가 감싼 상태로 수지가 적셔진 위로 덮여지면서 예비 성형기(70)를 통과하고, FRP 표면형상에 대응하는 형태가 된다.

따라서, 예비성형기(70)를 거치면, 성형강재-FRP 예비성형 합성부재(1a)가 제조되게 된다.

다음, 예비 성형된 합성부재(1a)는 도 1에서 도시한 바와 같이, 경화-성형 다이(80) 즉, 성형과 열경화를 구현하는 기구인 다이를 거치면서 FRP의 열경화를 통하여 최종적인 성형강재-FRP 합성부재(1)가 성형되는 성형-경화단계(S7)를 거치게 된다.

이때, 상기 경화-성형 다이(80)에는, 열경화를 위한 히터코일(82)이 내장되고, 이와 같은 다이는 실제적으로는 인발을 통하여 성형하는 것이며, 상기 다이는 내부에 성형통로가 형성되고, 상,하 다이가 조립되는 구조이다.

그리고, 상기 히터코일(82)은, 앞에서도 설명한 바와 같이, 설비 제어부(C)와 연동되는 파워 서풀라이(PS)에 연계되고, 경화-성형 다이(80)에 구비된 온도센서(84) 즉, 열전대가 설비 제어부(C)에 연계되면, 성형 온도를 제어하면서, 앞의 강제 열처리 단계와 더불어 최적으로 성형 속도를 구현하도록 할 수 있다.

다음, 도 1과 같이, 성형강재에 FRP를 부착 성형한 최종 경화-성형된 성형강재-FRP 합성부재(1)는 풀링기구(Pulling System)(90)를 통하여 일정한 속도로 인발되는 단계(S8)가 수행된다.

즉, 본 발명에서 경화-성형 다이(80)와 풀링기구(90)는, 연동되는 기구이고, 풀링기구는 별도의 부호로 도시하지 않았지만, 레일위를 주행하는 기구이동본체로 이루어 질수 있고, 성형강재-FRP 합성부재의 일단이 기구이동본체(90)에 클램핑될 수 있다.

한편, 본 발명에서는, 다이에서의 열경화시간을 성형강재의 예비 열처리를 통하여 줄임으로서, 인발단계에서의 성형강재-FRP 합성부재(1)의 제품 인발속도를 높이는 것을 가능하게 하는 것이다.

마지막으로, 상기 풀링기구(90)를 통하여 인발된 최종 제품의 성형강재-FRP 합성부재(1)는 절단기(Cut-Off Saw)(100)를 통하여 원하는 제품의 길이 즉, 사전에 제작되는 길이가 정해진 형강이나 강관의 길이에서 실제 성형강재-FRP 합성부재가 사용되는 조건에 맞추어 절단되는 단계(S9)가 수행되는 것이다.

이에 따라서, 지금까지 설명한 본 발명의 성형강재-FRP 합성부재(1)는, 기존에 비하여 열경화 단계에서의 성형 속도를 높이는 한편, 여러 센서와 설비 제어부 및 가열 조건의 제어를 통하여 최적의 온도제어를 가능하게 하는 것이다.

다음, 도 2에서는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시하고 있다.

즉, 도 2a 및 도 2b에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 판재가 연속 롤 포밍되어 연속적으로 성형되고, 열처리단계(S3)를 거친 가열된 성형강재(10)가 FRP(2)로 형성되는 로빙 세사(R)와 스트랜드 매트(M)와 접하는 단계(S3)에서는, 로빙 세사(R)와 스트랜드 매트(M)를 성형강재(10)를 그 길이방향을 따라 권선되는 형태로 접하게 할 수 있다.

따라서, 도 2의 경우 로빙 세사(R)와 스트랜드 매트(M)를 한쪽에서만 공급하 고, 성형강재(10)를 중심으로 왕복 회동되는 회동링(54)을 매개로 로빙 세사(R)와 스트랜드 매트(M)가 성형강재에 권선되는 형태로, 공급되고 수지에 적셔지는 단계(S4)를 수행할 수 있다.

예를 들어, 도 2a 및 도 2b에서 도시한 바와 같이, 베이스(53)상의 지지대(51)에 고정되는 중앙의 성형강재 통과구(50a')가 형성된 원형 가이드 플레이트(50')의 외연에 베어링(미부호)을 매개로 회동링(54)이 조립되고, 상기 회전링(54)의 외연에는 기어부(54a)가 형성되어 있고, 이와 같은 회동링은 가이드 플레이트(50')에 고정판(54a)으로 지지되어 있다.

그리고, 상기 회전링(54)의 기어부(54a)에는 베이스상의 모터(58a)로서 구동되는 구동기어(58b)가 맞물리고, 상기 회전링(54)에는 로빙 세사(R)와 스트랜드 매트(M)가 통과하는 일정 길이를 갖는 가이드(56)와 가이드와 통하는 통과개구(53)가 형성되어 있다.

따라서, 상기 가이드(56)와 회동링 개구(52')를 통하여 공급되는 로빙세사(R)와 스트랜드 매트(M)는 회동링의 왕복 회동 즉, 지지대(51)를 기점으로 왕복 회동되는 동안 성형강재(10)에 연속적으로 권선되는 형태로 감싸지게 된다.

이때, 상기 회동링의 반복적인 왕복 회동량 만큼 성형강재에 로빙세사(R)와 스트랜드 매트(M)는 성형강재에 감싸지게 된다.

한편, 상기 회동링(54)의 왕복 회동 속도와 공급되는 성형강재(10)의 공급속도에 따라 로빙세사와 스트랜드 매트의 권선량이 조정될 수 있고, 로빙세사와 스트랜드 매트의 회동방향이 바뀌는 경우 즉, 지지대를 기점으로 왕복 회동되는 회동링 의 회동 방향이 전환되는 경우 작업자는, 로빙 세사(R)와 스트랜드 매트(M)가 성형강재에 반대방향으로 계속적으로 권선이 유지되도록 조정하면 된다.

이때, 바람직하게는 상기 로빙 세사와 스트랜드 매트를 공급하는 공급롤은 가이드플레이트(50')에서 다소 길게 위치되어 회동링의 회동시 세사와 매트가 꼬이지 않게 하고, 가이드(56)는 소정의 길이를 갖추어 로빙 세사와 스트랜드 매트가 꼬이지 않고 성형강재에 일정하게 권선되면서 감싸지도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가이드(56)와 회동링(54)의 통과개구(53)부분은 가능한 성형강재가 통과하는 가이드플레이트(50')에 근접하게 위치되도록 하는 것이 바람직하다.

이때, 도 2a와 같이, 상기 모터(58a)가 설비 제어부(C)에 연계시키면, 설비 제어부(C)는 성형강재 열처리 상태와 성형속도 등을 감안하여 상기 회동링의 회동 속도를 제어할 수 있게 하는 것도 가능하다.

한편, 도 1과는 다르게 도 2와 같이, 회동링(54)을 매개로 로빙세사와 스트랜드 매트가 성형강재에 길이방향으로 권선되는 형태로 감싸지게 하면, 설비는 복잡하게 되지만 FRP 성형 구조를 보다 견고하게 하는 이점을 제공할 것이다.

이때, 도 2에서 실제 성형강재의 진행속도는 느리기 때문에, 회동링의 회동속도가 매우 빠르지는 않기 때문에, 로빙 세사와 스트랜드 매트가 천천히 공급되어 그 꼬임을 거의 없을 것이다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한 도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 성형강재-FRP 합성부재 제조공정을 도시한 공정도

도 2a 및 도 2b는 본 발명에서 로빙세사와 스트랜드 매트의 변형된 공급상태를 도시한 측면 및 정면 구성도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1.... 성형강재-FRP 합성부재 2.... 성형된 FRP

10.... (롤 포밍) 성형강재 30.... 고주파코일

50,50'.... 가이드 플레이트 60.... 수지수용부

70.... 예비성형기 80.... 경화-성형 다이

90.... 인발기구 100.... 절단기

M.... 스트랜드 매트 R.... 로빙 세사

V....서페이싱 베일

Claims (7)

1. 공급되는 판재를 롤 포밍기를 통하여 성형하는 성형강재 성형단계;

   상기 롤 포밍된 성형강재에 부착되는 강화피복층의 성형속도를 높이도록 성형강재를 가열하는 성형강재 열처리단계; 및.

   상기 열처리된 성형강재에 강화피복층을 성형시키는 강화피복층 성형단계;

   를 포함하며,

   상기 강화피복층은 FRP로 제공되고,

   상기 강화피복층 성형단계는, 합성부재 형상에 대응되는 FRP의 형상에 맞추어 치수 및 수량이 준비된 로빙 세사와 스트랜드 매트를 가이드 플레이트에 공급하여, 열처리 공급되는 성형강재와 만나면서 감싸는 단계;를 포함하여 구성되되,

   상기 로빙 세사와 스트랜드 매트를 열처리 공급되는 성형강재와 만나면서 감싸는 단계에서, 상기 성형강재가 중앙을 통과하는 가이드 플레이트의 외연에서 왕복 회동토록 제공된 왕복 회동링을 통하여 공급되는 로빙 세사와 스트랜드 매트를 성형강재의 길이방향으로 순차로 권선하면서 감싸는 것을 특징으로 하는 성형강재-피복 합성부재 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 판재의 롤 포밍 전에 판재를 레벨링하는 단계; 및,

   롤 포밍으로 형성된 성형강재의 표면을 크리닝하는 크리닝단계;

   중 어느 하나 또는 이들 모두를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 성형강재-피복 합성부재 제조방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 성형강재 열처리단계는, 성형강재를 고온 분위기 또는 고주파 코일을 통과시키어 열처리 하는 것을 특징으로 하는 성형강재-피복 합성부재 제조방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 고온분위기를 유지하는 히터코일 또는 고주파 코일과 연계된 고주파 발진기는 각각 설비 제어부와 연계된 파워 서플라이 및 설비 제어부와 연계되어 가열 온도가 제어되는 것을 특징으로 하는 성형강재-피복 합성부재 제조방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 가열된 성형강재 추출 위치에 제공되면서 상기 설비 제어부와 연계된 온도센서를 더 포함하되, 상기 설비 제어부에는, 상기 성형단계에서 사용되는 성형다이에 구비된 제2 온도센서와 연계되고, 상기 성형다이에 구비된 히터코일은 상기 파워 서플라이에 연계되어 상기 성형강재의 가열온도를 성형온도에 대응하여 제어하는 것을 특징으로 하는 성형강재-피복 합성부재 제조방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 강화피복층 성형단계는,

   상기 로빙 세사와 스트랜드 매트를 열처리 공급되는 성형강재와 만나면서 감싸는 단계 이후에,

   상기 로빙세사와 스트랜드 매트가 성형강재를 감싼 상태로 수지수용부를 통과시키어 수지에 적시는 단계;

   공급되는 서페이싱 베일과 합쳐지면서 예비 성형기를 통과하여 FRP의 표면형상을 형성하는 단계;

   상기 FRP가 예비성형된 예비 합성부재를 경화-성형다이를 통과시키면서 열경화를 통하여 합성부재를 성형하는 단계;

   상기 성형된 합성부재를 풀링기구를 매개로 인발하는 단계; 및,

   절단기에서 제품으로 절단하는 단계;

   를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 성형강재-피복 합성부재 제조방법.
7. 삭제

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