KR101362213B1 - Mold manufacture method - Google Patents
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Abstract
비행기 날개 제작용 몰드를 금속몰드나 목형방식이 아닌 리브와 구조 보강재를 스테인레스 판재를 이용하여 날개 형상으로 가공한 후 구조보강재와 리브를 순서대로 용접한 후 리브와 리브사이에 리브 형상에 맞게 가공된 스치로폼을 삽입 접착하여 몰드 스킨을 FRP로 적층 성형하여 가공비와 재료비를 줄여 경제적이며 몰드 제작시 불량율이 적도록 한 것이다.Ribs and structural reinforcements, which are not metal molds or wooden molds, are processed into a wing shape using stainless steel plates, and then welded structural reinforcements and ribs in order, and then processed to fit the rib shape between the ribs and the ribs. By inserting and attaching styrofoam, the mold skin was laminated with FRP to reduce the processing cost and material cost, thereby making it economical and reducing the defect rate during mold production.
Description
본 발명은 무인항공기용 비행기 날개의 프로파일 몰드 및 제조공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속몰드나 목형방식이 아닌 리브와 구조 보강재를 스테인레스 판재를 이용하여 날개 형상으로 가공한 후 몰드 구조보강재와 리브를 순서대로 용접한 후 리브와 리브사이에 리브 형상에 맞게 가공된 스치로폼을 삽입 접착하여 몰드 스킨을 FRP로 적층 성형하여 가공비와 재료비를 줄여 경제적이며 몰드 제작시 불량율이 적도록 한 것이다.The present invention relates to a profile mold and a manufacturing method of an aircraft wing for an unmanned aerial vehicle, and more particularly, a mold structural reinforcement and a rib after processing a rib and a structural reinforcing material using a stainless steel plate rather than a metal mold or a wooden method. After welding in order, insert and glue the processed Styrofoam according to the rib shape between the ribs and the ribs, and laminate the mold skin with FRP to reduce the processing cost and material cost so that it is economical and the defect rate is low when manufacturing the mold.
일반적으로 무인항공기용 비행기 날개는 강도를 높히고, 무게를 가볍게 하기 위하여 통상 FRP(Fiber Reinforced Plastics 이하 FRP라고함)를 적층 성형하여 좌우 대형되는 날개를 제작한 후 서로 맞붙혀 속이빈 중공상으로 제작하고 있다.In general, unmanned aerial vehicle wings are manufactured by laminating and molding FRP (Fiber Reinforced Plastics or less FRP) in order to increase strength and light weight. have.
통상 비행기 날개의 제작방법은 금속재질이나 목형등으로 비행기 날개에 맞게 몰드를 가공한 후 이 몰드에 FRP를 적층하여 비행기 날개의 반쪽씩 제작한 후 반쪽식 제작된 날개를 서로 맞붙히면서 하나의 날개로 제작하는 것이다.Normally, the manufacturing method of airplane wing is made of metal material or wooden mold, and the mold is processed according to the aircraft wing, and then FRP is laminated on this mold to make half of the aircraft wing, and then the half-made wings are joined together and one wing Is to produce.
금속재질이나 목형등으로 몰드를 제작하는 경우 제작후에는 FRP의 적층 성형으로 작업은 편하나 몰드를 제작하기 위하여 비행기 날개에 따른 표면을 기계가공 또는 수가공이 수반된다. In case of manufacturing mold by metal material or wooden mold, it is easy to work by lamination molding of FRP after manufacturing, but it involves machining or hand machining the surface according to airplane wing to manufacture mold.
따라서 금속재질이나 목형으로 가공할 경우 시간이 많이 소요되고 가공비와 재료비가 증대되는 문제점이 있는 것이다.Therefore, when processing to a metal material or a wooden mold takes a lot of time and processing costs and material costs are increased.
또한 상기한 금속 또는 목형등으로 제작된 몰드는 하나의 날개에만 대응되도록 형성되어 있어 주익 내부에 구조물이 추가 또는 변경되는 경우 효과적으로 대응할 수 없음은 물론인 것이다.In addition, the mold made of the metal or wooden, etc. is formed so as to correspond to only one wing is not able to effectively respond when the structure is added or changed inside the main wing.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 비행기 날개를 성형하기 위한 몰드를 날개 형상으로 가공된 리브와 보강재를 알루미늄 프로파일에 순서대로 조립하여 리브와 리브 사이에 스치로폼을 삽입하여 날개면을 형성하기 위한 몰드스킨을 FRP를 적층 성형하여 경화된 몰드를 제공하는 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems, by assembling a mold for forming an airplane wing in the shape of a wing rib and reinforcement in aluminum profile in order to insert the styrofoam between the rib and the rib wing The purpose of the present invention is to provide a cured mold by laminating FRP on a mold skin for forming a surface.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 날개 형상의 리브와 구조 보강재를 스테인레스 판재를 이용하여 가공하는 단계와, 몰드 구조보강재와 리브를 알루미늄 프로파일에 순서대로 조립하여 태크 용접(Tack weld)하는 단계와, 리브와 리브 사이에 리브 형상에 맞게 가공된 스치로폼을 삽입 접착하는 단계와, 날개면을 형성하기 위한 몰드 시킨을 FRP로 적층 성형하는 단계와, 경화된 몰드 스킨의 면을 매끄럽게 면 가공하는 단계로 이루어짐이 특징이다.The present invention for achieving the above object is the step of processing the rib-shaped ribs and structural reinforcement using a stainless steel plate, the step of tack welding the mold structural reinforcement and ribs in order to aluminum profile and Inserting and attaching the styrofoam processed to the rib shape between the ribs and the ribs, laminating the mold to form the wing surface with FRP, and smoothing the surface of the hardened mold skin. It is characterized by
이때 리브와 보강재등의 제작은 레이져컷팅으로 정확하게 작업이 되어 몰드 제작시 불량율이 적어지며, 또한 주익 내부에 구조물(스파 또는 리브)을 셋팅하기 위한 지그 설치를 용이하게 할 수 있다.At this time, the production of ribs and stiffeners is precisely laser cutting to reduce the defect rate during mold production, and also to facilitate the installation of jigs for setting the structure (spa or rib) inside the main wing.
본 발명에 따른 프로파일 몰드 제조공법은 날개 형상에 맞게 레이져 가공된 리브와 구조 보강재를 알루미늄 프로파일에 순서대로 조립하고 리브와 리브 사이에 날개 형상에 따른 스치로폼을 삽입하여 몰드를 제공하므로 레이져 가공에 따른 정확한 작업과 몰드 제작시 불량율이 현저하게 적어지게된다.In the profile mold manufacturing method according to the present invention, the ribs and the structural reinforcement which are laser processed according to the shape of the blade are assembled in the aluminum profile in sequence, and the mold is inserted between the ribs and the ribs to provide the mold. The failure rate is significantly less during work and mold making.
또한 구조물을 셋팅하기 위한 지그설치가 용이하고, 리브와 스치로폼의 제작이 손쉬워 날개의 코드길이가 일정한 경우나 코드길이가 일정한 테이퍼비를 갖는 경우 또 일정한 날개의 시위선의 꼬임각이 있을 경우 다향한 날개의 형상에 대응할 수있는 효과를 가진다.Also, it is easy to install the jig for setting the structure, and it is easy to manufacture ribs and styrofoam, so that if the wings have a constant cord length or the cord length has a constant taper ratio, and there is a twist angle of the demonstration line of the wings Has the effect to cope with the shape of.
도 1은 본 발명에 따른 제조방법의 흐름도.
도 2는 날개의 코드길이가 일정한 테이퍼 비율이 있는 날개를 제작하는 상태의 개략도.
도 3은 도2의 결합된 상태의 사시도.
도 4는 날개의 코드길이가 일정한 날개를 제작하는 상태의 개략도.1 is a flow chart of a manufacturing method according to the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram of a state in which a blade having a constant taper ratio of cord length of the blade.
3 is a perspective view of the combined state of FIG.
4 is a schematic diagram of a state in which the cord length of the blade to produce a constant blade.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 우선 각도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 도시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of the angular plane, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible even if shown in different drawings.
또한 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 또한 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.
도 1은 본 발명에 따른 제조방법의 흐름도.1 is a flow chart of a manufacturing method according to the present invention.
도 2는 날개의 코드길이가 일정한 테이퍼 비율이 있는 날개를 제작하는 상태의 개략도.Figure 2 is a schematic diagram of a state in which a blade having a constant taper ratio of cord length of the blade.
도 3은 도2의 결합된 상태의 사시도.3 is a perspective view of the combined state of FIG.
도 4는 날개의 코드길이가 일정한 날개를 제작하는 상태의 개략도로서,4 is a schematic view of a state in which the cord length of the blade is made constant,
본 발명의 비행기날개 프로파일 몰드 및 그 제조공법은 비행기 날개 형상에 맞게 레이져 컷팅 가공되는 복수개의 리브(2)와 구조보강재(4) 및 상기한 리브와 구조보강재를 알루미늄 프로파일(6)에 순서대로 조립하여 태크 용접하여 구성하고, 리브와 리브 사이에 스치로폼(8)을 삽입 접착하여 날개면을 형성하기 위한 몰드스킨(10)을 FRP로 적층 성형하고, 경화된 몰드스킨(10)의 면을 매끄럽게 가공하여 이루어진다.The wing profile profile of the present invention and a manufacturing method thereof are assembled to the aluminum profile (6) in order to a plurality of ribs (2) and structural reinforcement (4) and the ribs and structural reinforcement to be laser cut to fit the shape of the aircraft wing. The
상기한 리브는 스테린레스스틸(STS)로 비행기 날개 표면에 따른 날개의 표면형상에 맞게 레이져 가공되어 구성되며 알루미늄 프로파일(6)에 순서적으로 개제하여 구성한다.The ribs are made of stainless steel (STS) and are laser processed to conform to the shape of the surface of the wing along the surface of the plane, and are arranged in order in the
상기한 알루미늄 프로파일은 상하 한조로 좌우 대칭되게 구성되며 상하의 프로파일의 사이에 리브가 끼워져 리브의 휨이나 비틀림을 방지하기 위하여 리브의 양단이나 프로파일과 예비적으로 가접인 태크 용접을 한다.The aluminum profile is symmetrically configured in a pair of upper and lower sides, and the rib is sandwiched between the upper and lower profiles so that the tack welding is preliminarily welded to both ends or the profile of the ribs to prevent the ribs from bending or twisting.
이때 프로파일의 전후 도면상 전후로는 몰드 구조보강재(4)가 구성되며 이 몰드 구조보강재와 리브에는 지그 셋팅용 판재(12)가 구성되어 이 역시 태크 용접에 의하여 리브와 구조보강재 를 고정하도록 한다.At this time, before and after the front and rear views of the profile, the mold
상기한 알루미늄 프로파일에는 상하의 프로파일을 고정하기 위한 프로파일 고정용 브라켓(14)이 형성된다.The aluminum profile is formed with a
이 브라켓은 나사로 프로파일에 고정되어지며 날개의 길이에 따라 적당한 갯수를 선정하여 고정하며 좌우 동일하게 고정된다.This bracket is fixed to the profile with screws, and the appropriate number is selected and fixed according to the length of the wing.
알루미늄 프로파일의 사이에 순서적으로 고정된 리브와 리브사이에는 리브 형상에 맞게 가공된 스치로폼(8)이 삽입되어 리브에 접착제를 이용하여 고정된다.Between the ribs fixed in sequence between the aluminum profiles and the ribs, the
리브와 스치로폼이 고정된 상태에서 날개면을 형성하기 위한 몰드스킨(10)을 FRP를 이용하여 적층 성형하고 FRP의 경화후 표면을 매끄럽게 면 가공하여 완성된 몰드를 얻는 것이다.The
한편 날개의 코드길이가 일정한 테이퍼 비율이 있는 경우와 날개의 코드길이가 일정한 경우 몰드의 제작이 약간 달라지며 날개의 코드길이가 일정한 경우 지그셋팅용 판재를 제거하고 작업하고, 날개의 코드길이가 일정한 테이퍼 비율이 있는 경우에만 지그 셋팅용 판재를 구성한 후 이 판재(12)에 주익스파(16)를 구성하여 작업하고 리브의 형상 또한 테이퍼 형상에 맞게 일정한 비율로 점차적으로 줄어들게 형성하면 되는 것이다.On the other hand, if the code length of the wing has a certain taper ratio and the code length of the wing is constant, the mold production is slightly different. If the code length of the wing is constant, remove and work with the jig setting plate, and the code length of the wing is constant. Only when the taper ratio is formed, the jig setting plate is formed, and then the
따라서 제작이 완료된 몰드에 몰드스킨(10)을 FRP로 적층 성형하고 경화된 몰드스킨의 면을 매끄럽게 가공하면 되는 것이다.Therefore, what is necessary is just to shape | mold the
이하에서는 본 발명의 제조방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, the manufacturing method of the present invention will be described in detail.
본 발명의 비행기날개 프로파일 몰드 제조공법은 날개 형상의 리브와 구조 보강재를 스테인레스 판재를 이용하여 가공하는 제1단계,Air wing profile mold manufacturing method of the present invention is the first step of processing the wing-shaped rib and structural reinforcement using a stainless steel plate,
리브와 구조보강재를 스테인렌스스틸(STS) 판재를 날개의 외면 형상에 맞게 레이져 컷팅하여 가공한다. Ribs and structural reinforcements are processed by laser-cutting stainless steel (STS) plates to the outer shape of the wing.
제 1단계에서는 날개의 형상을 제작하기 위한 기초단계이며 날개의 코드길이가 일정한 테이퍼 비율이 있는 경우에는 리브와 구조 보강재를 날개의 형상에 맞추어 폭이 순차적으로 작아지게 가공하며, 날개의 코드길이가 일정한 경우 동일한 폭으로 날개의 외형 형상에 맞게 가공한다.In the first step, it is the basic step to make the shape of the wing. If the length of the cord is constant tapered, the rib and the structural reinforcement are processed in order to make the width smaller according to the shape of the wing. In certain cases, it is machined to the outer shape of the wing with the same width.
구조보강재와 리브를 알루미늄 프로파일에 순서대로 조립하여 태크 용접(Tack weld)하는 제 2단계,A second step of tack welding the structural stiffener and the rib in order to the aluminum profile,
날개의 형상에 맞추어 가공된 리브와 구조보강재는 상하로 적층되는 프로파일에 순서적으로 놓아준 후 태크 용접을 하여 임시로 고정한다.Ribs and structural stiffeners processed to the shape of the blades are placed in order to be stacked in the vertically stacked profile and temporarily fixed by tack welding.
이때 태크 용접은 휨이나 비틀림을 방지하기 위하여 리브의 양단이나 프로파일과 예비적으로 가접인 상태인 것이다.In this case, the tack welding is in a state of preliminarily being in contact with both ends or the profile of the rib in order to prevent bending or twisting.
프로파일에 리브와 구조보강재의 개재시에도 날개의 코드길이가 일정한 테이퍼 비율이 있는 경우에는 도면상 전후로 구조보강재와 리브가 직각인 상태로 형성되게끔 지그 셋팅용 판재를 고정하고 이 지그 셋팅용 판재에 주익스파를 고정하여 가공한다.Even when the ribs and structural stiffeners in the profile have a constant taper ratio, the jig setting plate is fixed so that the structural stiffeners and ribs are formed at right angles before and after the drawing, and the main wing is installed on this jig setting plate. Process by fixing.
날개의 코드길이가 일정한 경우 동일한 폭으로 날개의 외형 형상에 맞게 가공된 리브를 고정하면 된다.If the wing cord length is constant, the ribs machined to the wing shape with the same width can be fixed.
리브와 구조보강재의 고정 후 알루미늄 프로파일의 외면에는 프로파일 고정용 보강재를 고정하며 상하의 프로파일을 견고하게 고정한다.After fixing the rib and the structural reinforcement, fix the profile fixing reinforcement on the outer surface of the aluminum profile and firmly fix the upper and lower profiles.
리브와 리브 사이에 리브 형상에 맞게 가공된 스치로폼을 삽입 접착하는 제 3단계,A third step of inserting and bonding the styrofoam machined to the rib shape between the ribs and the ribs,
스치로폼은 날개의 형상에 따라 표면이 가공되며 리브와 리브사이에 삽입하여 접착제로 고정한다.Styrofoam is processed according to the shape of the wing and inserted between the ribs and the ribs and fixed with adhesive.
날개면을 형성하기 위한 몰드 스킨을 FRP로 적층 성형하는 제 4단계,A fourth step of laminating the mold skin for forming the wing surface with FRP,
FRP를 이용하여 적층 성형하여 날개면을 얻는다. 이때 두께는 1.0mm~1.5mm정도 적층하여 몰드 스킨을 얻는다.Lamination molding is performed using FRP to obtain a wing surface. At this time, the thickness is 1.0mm ~ 1.5mm laminated to obtain a mold skin.
경화된 몰드 스킨의 면을 매끄럽게 면 가공하여 완성된 몰드를 얻는 제 5단계.The fifth step of smoothing the surface of the cured mold skin to obtain a finished mold.
상기한 실시예에 의한 본 발명은 주익 내부에 구조물(스파 또는 리브)을 셋팅하기 위한 지그설치를 용이하게 할 수 있으며, 날개의 코드길이가 일정한 경우 코드 길이가 일정한 테이퍼비를 갖는 경우 또 일정한 washout(날개의 시위선의 꼬임각)이 있을 경우 모두 적용 가능한 것이다.The present invention according to the embodiment described above can facilitate the installation of a jig for setting the structure (spa or rib) inside the main wing, if the cord length of the wing has a constant taper ratio, and the constant washout If there is a twist angle of the wing's demonstration line, all of them are applicable.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 비행기 날개 프로파일 몰드 및 제조공법의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.As described so far, the configuration and operation of the aircraft wing profile mold and the manufacturing method according to the present invention have been expressed in the above description and the drawings, but this is merely an example, and the spirit of the present invention is not limited to the above description and the drawings. Of course, various changes and modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.
2: 리브 4: 구조보강재
6: 프로파일 8: 스치로폼2: rib 4: structural reinforcement
6: Profile 8: Styrofoam
Claims (5)
4. The jig setting plate is fixed so that the structural reinforcement and the rib are formed at right angles when the cord length of the wing has a constant taper ratio when the ribs and the structural reinforcement are interposed in the profile. Plane wing profile mold manufacturing method characterized in that the spar is fixed
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