KR101466478B1 - 3면 보강심재를 갖춘 복합패널 제조공법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 3면 보강심재를 갖춘 복합패널 제조공법은 심재 단면을 기준으로 평면과 수직면을 이용한 3면 보강 구조를 갖는 심재(20)가 기저 패널(10)과 함께 구성되고, 진공(Vacuum)과 대기압 차를 이용해 주입된 수지가 상온에서 경화됨으로써 3면 보강된 심재(20)로 좌굴 강성이 크게 강화된 복합패널(A)이 제조되고, 특히 2차원 평면 보강 구조의 샌드위치 패널이 갖던 강성 및 강도 증대에 대한 근본적인 한계가 3차원 보강심재 타입 샌드위치 패널로 해소되는 특징을 갖는다.
Description
본 발명은 복합소재패널 제조에 관한 것으로, 특히 핸드레이업(Hand Lay-up)공법과 인퓨전(Infusion)공법 대비 짧은 수지 경화시간과 고온 가열 경화공정이 사용되지 않는 3면 보강심재를 갖춘 복합패널 제조공법에 관한 것이다.
일반적으로 복합패널(Composite Panel)은 강한 내구성을 가짐으로써 고 중량 장비를 안정적으로 고정하고 지지하기 위한 의료 분야나, 추돌이나 충돌 사고시 강한 충격 흡수로 차 실내 전달 충격을 차단하기 위한 자동차 분야에서 필수적으로 이용되고 있다.
일례로, 복합패널(Composite Panel)은 의료 분야에서 의료용 받침대(Table 또는 Cradle)로 사용되고, 자동차 분야에서 범퍼(Bumper)나 차체 보강용으로 사용될 수 있다.
이러한 복합패널(Composite Panel)은 무엇보다 부재를 구성하고 있는 부분의 단면계수를 높여줌으로써 제한된 일정 두께의 패널에서 좌굴이나 휨 방지를 위해 심재(보강재)가 추가되는 구조로 이루어진다.
일례로, 심재(보강재)는 패널과 일체로 보강재를 감싸는 유리섬유 또는 카본섬유에 수지를 표면장력의 원리로 침투시키고, 그의 경화 작용에 의해 일체로 패널에 성형된다.
이러한 복합패널(Composite Panel)의 제조예로서 핸드레이업(Hand Lay-up)공법이 있다. 일례로, 핸드레이업(Hand Lay-up)공법은 이형제와 겔코트제, 유리섬유 직물 및 폴리에스터 수지를 이용해 패널이 제조된 후, 이 패널에 별도로 제조된 심재를 면 접촉시킨 상태에서 서로 접합한 다음, 페인트 도장을 수행해 만들어 주는 방식이다.
상기 특허문헌은 카본직물 또는 유리섬유직물 및 합성수지를 사용하여 핸드레이업(Hand Lay-up) 공법과 인퓨전(Infusion) 공법 및 진공고온성형공법을 조합하여 복합패널이 제조되는 기술의 예를 나타낸다.
이와 같이, 복합패널이 핸드레이업(Hand Lay-up)공법이외의 공법을 적용해 제조됨으로써 핸드레이업(Hand Lay-up)공법에 비해 제조성이 보다 개선될 수 있는 장점이 있다.
그러나, 상기 특허문헌을 포함한 복합패널 제조 공법은 평평한 다이(Die)에서 복합소재 섬유(유리 또는 탄소)에 수지를 침투시켜 핸드레이업(Hand lay-up)이나 진공성형을 한 후, 이어 오븐(oven)에서 135℃이상, 4시간이상이나 상온(15℃)에서 48시간이상 경화시켜 기저 패널을 1차로 성형해 제작한 다음, 제작된 기저 패널 위에 심재(보강재)를 얹은 후에 기저 패널과 조직이 동일한 유리섬유나 탄소섬유로 보강재를 래핑(wrapping)한 후, 수지(resin)를 침투시켜 위와 동일한 공정으로 완성되는 방식이다.
이로 인해, 복합패널의 제조 공정에서는 수지(Resin)의 경화시간이 길고 일련의 수작업 공정이 많을 수밖에 없다.
또한, 핸드레이업(Hand Lay-up)공법은 합성수지 도포시 함침 불균일이나 수지비율과다로 인해 제조에 어려움이 있고, 특히 섬유를 손으로 눌러 적층하는 경우에는 작업자의 기량에 따라 양호한 제품의 수율에서 많은 차이가 나며 마무리 작업에서는 더 많은 차이가 날 수밖에 없고, 이는 양호한 제품 품질의 균일화를 어렵게 할 수밖에 없다.
그리고, 인퓨젼(Infusion)공법은 복합패널 제조시 합성수지 비율이 높은 단점으로 인해 패널 강성 또는 기계적 성능을 충분히 만족시키기가 어렵고, 특히 3차원 곡면 형상의 제품에서는 수지 주입이 용이하지 않아 불량 등의 발생이 잦은 한계를 가질 수밖에 없다.
이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명은 복합패널(Composite Panel)의 내부로 위치된 심재(보강재)가 평면과 수직면을 이용해 3면 래핑(Wrapping)된 상태에서 진공압력으로 수지 침투가 이루어짐으로써 수지 경화를 위한 경화시간이 짧으면서도 작업자의 숙련도에 따른 제품 품질 편차가 없고, 특히 고온 가열 공정이 사용되지 않음으로써 제조 공정 단축과 함께 옥외에서도 제조 작업이 이루어질 수 있는 3면 보강심재를 갖춘 복합패널 제조공법을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 3면 보강심재를 갖춘 복합패널 제조공법은 기저 패널과, 심재, 래핑(Wrapping)을 위한 섬유, 보강을 위한 면 섬유 및 고착 상태를 형성하는 수지가 포함되고, 상기 심재가 상기 섬유로 래핑(Wrapping)된 후 상기 면 섬유로 상기 심재를 보강한 다음 상기 기저 패널의 위에 배열해 복합패널 조립체로 만들어주는 배열공정;
상기 복합패널 조립체를 감싸 포장하고, 포장된 상태에서 내부를 외부와 차단되도록 기밀처리하며, 기밀처리된 상태에서 내부에 진공(Vacuum)을 형성시켜 복합패널 묶음체로 만들어주는 배깅공정;
상기 진공(Vacuum)에 의해 상기 복합패널 묶음체의 내부로 수지가 주입되고, 상기 주입된 수지가 상기 심재를 따라 형성된 수지 흐름 경로를 따라 상기 심재의 3면으로 함침되어 복합패널 고정체로 만들어지는 함침공정;
상기 복합패널 고정체에 함침된 수지를 상온으로 경화시키고, 경화된 수지가 상기 기저 패널과 상기 심재를 고착상태로 형성해 복합패널로 만들어주는 경화공정;
으로 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 심재가 소정 크기로 이루어진 다수의 심재 블록으로 이루어지면, 상기 다수의 심재 블록은 상기 섬유로 래핑(Wrapping)된 후 스티칭(Stitching)되어 심재 바 형태로 연결된다.
상기 섬유는 카본섬유(Carbon Fabric) 또는 유리섬유(Glass Fabric)이고, 상기 수지는 폴리에스터 수지 또는 비닐에스터 수지이다.
상기 면 섬유는 상기 심재의 폭 단면중 상기 기저 패널과 면 접촉하는 평면과 상기 평면에 수직한 수직면에 덧대어진다.
상기 포장은 배깅 필름(Bagging Film)이 적용되고, 상기 기밀처리는 실란트(Sealant)가 적용되며, 상기 진공(Vacuum)의 형성은 상기 포장된 상태에서 내부의 공기를 빼내 준다.
상기 수지는 대기압 하에 놓여진 저수조에 담겨진 상태에서 상기 복합패널 묶음체의 내부로 주입되고, 상기 수지 흐름 경로는 상기 심재를 보강한 상기 면 섬유를 통해 형성되며, 상기 수지 저수조와 상기 복합패널 묶음체의 내부는 배관으로 연결된다.
이러한 본 발명은 복합패널(Composite Panel)의 내부로 위치된 심재(보강재)에 대한 수지 침투가 진공압력으로 이루어짐으로써 수지 경화를 위한 경화시간이 짧게 단축되고, 특히 수지 침투가 이루어지는 심재가 평면과 수직면을 이용해 3면 래핑(Wrapping)된 상태를 가짐으로써 작업자의 숙련도에 따른 제품 품질 편차가 없이 제조되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 내부로 심재(보강재)를 구비한 복합패널(Composite Panel)에 침투된 수지가 고온 가열 공정 없이 자연 경화됨으로써 제조 공정 단축과 함께 옥외에서도 제조 작업이 이루어질 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 복합패널(Composite Panel)의 내부로 구비된 심재가 평면과 수직면을 이용한 3면 래핑(Wrapping)구조를 갖고, 특히 3면 래핑(Wrapping)이 유리섬유(Glass Fabric) 또는 카본섬유(Carbon Fabric)에 의해 이루어짐으로써 높은 좌굴 강성을 가지면서도 경량화되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 내부로 심재(보강재)를 구비한 복합패널(Composite Panel)의 제조에 인퓨젼(Infusion)공법이 적용되더라도 3차원 곡면 형상 제품에도 뛰어난 적용성이 있고, 특히 핸드레이업(Hand Lay-up)공법이 적용되더라도 합성수지 도포시 함침 불균일이나 수지비율과다로 인해 제조 어려움이 해소되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 3면 입체 보강된 심재(보강재)를 갖는 복합패널이 제조되는 동작 흐름도이고, 도 2는 본 발명에 따른 복합패널의 구성부품이며, 도 3은 본 발명에 따른 복합패널의 수지 침투 상태이고, 도 4는 본 발명에 따른 3면 입체 보강된 심재(보강재)를 갖는 복합패널의 구성도이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 실시예에 따른 3면 입체 보강된 심재를 갖는 복합패널이 제조되는 동작 흐름을 나타낸다.
S10은 3면 입체 보강된 심재를 갖는 복합패널이 제조되기 위한 구성부품이 준비되는 과정으로서, 이러한 구성부품으로서는 S11의 기저패널, S12의 심재 블록, S13의 래핑(Wrapping)섬유, S14의 레이어(Layer)섬유, S15의 수지가 포함된다.
도 2를 참조하면, 기저 패널(10)은 제조하고자 하는 3차원 입체 보강된 심재가 구비된 복합패널이 만들어지기 위한 기본 구성요소로서, 복합패널로 제조된 후 또 다른 기저 패널과 서로 결합된 상태에서 사이로 공간을 형성하고, 상기 공간으로 심재(20)가 위치된 샌드위치 타입 복합패널로 제조될 수 있다.
통상, 기저 패널(10)은 단방향 카본(Uni-direction)/에폭시나 또는 카본 직물/에폭시 종류이고, 진공압 하에서 일정 온도로 압착 성형되며, 성형성을 저하할 우려가 있거나 기계적 물성이 저하될 할 우려가 있는 합성수지의 함침량을 피한 상태에서 직물 60~70 중량%에 합성수지 30~40 중량%를 함침시켜준다. 이러한 기저 패널(10)은 인퓨전(Infusion) 공법으로 제조될 수 있다.
심재(20)는 기저 패널(10)에 덧대어짐으로써 복합패널(A)의 좌굴 강성을 강화하는 구성요소로서, 소정 크기로 이루어진 다수의 심재 블록(20-1,20-2,,,,.20-n)으로 구성된다.
특히, 상기 다수의 심재 블록(20-1,20-2,,,,.20-n)은 래핑 섬유(30)로 감싸여 하나로 일체화 된 심재(20)로 이루어지고, 이러한 상태에서 심재(20)의 3차원 면이 레이어 섬유(40)로 덧대어진다.
그러므로, 다수의 심재 블록(20-1,20-2,,,,.20-n)으로 이루어진 심재(20)는 소형의 정교한 보강 구조가 적용되는 복합 패널의 제조에 매우 유용할 수 있다.
하지만, 심재(20)는 5m x 5m이상의 크기로 일체화된 형상으로 이루어질 수 있으며, 이러한 대형 크기의 심재(20)도 용이하게 이용됨으로써 대형 복합 패널의 제조에도 매우 유용할 수 있다.
상기 래핑 섬유(30)는 다수의 심재 블록(20-1,20-2,,,,.20-n)을 감싸 하나로 일체화 된 심재(20)를 형성하여 주며, 유리섬유(Glass Fabric) 또는 카본섬유(Carbon Fabric)로 이루어진다. 통상 래핑 섬유(30)는 카본섬유 직물 또는 유리섬유 직물 형태로 이용되고, 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용될 수 있다.
상기 레이어 섬유(40)는 다수의 심재 블록(20-1,20-2,,,,.20-n)이 래핑 섬유(30)로 감싸여 하나로 일체화 된 심재(20)로 이루어진 상태에서 3차원 면으로 덧대어진다. 일례로, 심재(20)가 사각단면의 폭단면을 가지는 사각바일 때, 레이어 섬유(40)는 심재(20)의 사각단면이 형성하는 평면(x,y,z 좌표에서 x-y)과 수직면(x,y,z 좌표에서 z)을 감싸도록 덧대어짐으로써 심재(20)는 2차원 평면 보강이 아닌 3차원 입체 보강이 이루어질 수 있다.
상기 레이어 섬유(40)는 면 재질 섬유로 이루어진다.
상기 수지(50)는 서로 접합하는 면에 도포되고, 폴리에스터 수지 또는 비닐에스터 수지가 적용되지만 동등한 물성을 갖는 다양한 수지 종류가 적용될 수 있다. 통상, 합성수지는 폴리에스터 수지 또는 비닐에스터 수지 중에서 1종을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
한편, S20내지 S50은 3면 입체 보강된 심재를 갖는 복합패널이 제조되는 공정으로서, 이는 S20의 배열(Layout)공정, S30의 배깅(bagging)공정, S40의 함침 공정, S50의 경화 공정이 순차적으로 진행됨으로써 완성된다.
S20의 배열(Layout)공정은 S21의 래핑(wrapping)과, S22의 스티칭(stitching), S23의 3면 보강 및 수지 통로 확보의 단계를 순차적으로 수행함으로써 이루어진다.
도 3을 참조하면, S21의 래핑(wrapping)은 심재(20)에 유리섬유(Glass Fabric) 또는 카본섬유(Carbon Fabric)로 이루어진 래핑 섬유(30)를 래핑(Wrapping)함으로써 간단히 수행된다.
이때, 심재(20)가 다수의 심재 블록(20-1,20-2,,,,.20-n)으로 구성되면, 다수의 심재 블록(20-1,20-2,,,,.20-n)을 일렬로 배열한 상태에서 유리섬유(Glass Fabric) 또는 카본섬유(Carbon Fabric)로 래핑(Wrapping)하여 준다. 이와 같이 다수의 심재 블록(20-1,20-2,,,,.20-n)으로 이루어진 심재(20)는 소형의 정교한 보강 구조가 적용되는 복합 패널의 제조에 적용된다.
반면, 심재(20)가 5m x 5m이상의 크기로 일체화된 형상으로 이루어지면, 심재(20)에 유리섬유(Glass Fabric) 또는 카본섬유(Carbon Fabric)로 래핑(Wrapping)하여 준다. 이와 같이 일체화된 하나의 형상으로 이루어진 대형 크기의 심재(20)는 대형 복합 패널의 제조에 적용된다.
또한, S22의 스티칭(stitching)은 심재(20)를 래핑(Wrapping)한 유리섬유(Glass Fabric) 또는 카본섬유(Carbon Fabric)를 꿰매주는 작업으로서, 이 경우 스티칭(stitching)용 실은 유리섬유(Glass Fabric) 또는 카본섬유(Carbon Fabric)로 이루어진다.
그리고, S23의 3면 보강은 유리섬유(Glass Fabric) 또는 카본섬유(Carbon Fabric)로 래핑(Wrapping) 및 스티칭(stitching)된 심재(20)에 면 섬유인 레이어 섬유(40)를 덧대는 과정으로 수행된다.
일례로, 심재(20)의 폭 단면이 사각 단면이면, 면 섬유는 사각단면이 형성하는 평면(x,y,z 좌표에서 x-y)과 수직면(x,y,z 좌표에서 z)을 완전하게 감싸도록 부착되어진다. 이때, 면 섬유는 필요한 두께로 3면이 보강될 때 까지 계속 하여 준다.
특히, 이러한 3면 보강 작업에서는 면 섬유를 따라 흐르는 수지의 흐름경로가 충분히 확보될 수 있어야 하는데, 이를 통해 주입된 수지의 흐름이 x,y,z 좌표에서 x 방향과 y방향 및 z방향으로 각각 원활하게 이루어질 수 있다. 이때, x 방향과 y방향의 흐름은 기저패널(10)에 접촉된 심재(20)가 형성한 평면이고, z방향의 흐름은 심재(20)가 형성한 수직면을 의미한다.
이러한 보강작업은 핸드레이업(Hand Lay-up)공법으로 수행될 수 있다.
그러므로, S20의 배열(Layout)공정에서 S21의 래핑(wrapping)과 S22의 스티칭(stitching) 및 S23의 3면 보강 및 수지 통로 확보가 완료되면, S24와 같이 복합패널 조립체(A-1)로 완성될 수 있다.
상기 복합패널 조립체(A-1)는 카본섬유(Carbon Fabric)로 래핑(Wrapping)된 상태에서 폭 단면중 3면이 면 섬유로 보강된 심재(20)가 기저 패널(10)에 놓여진 상태이다.
한편, S30은 배깅(bagging)공정은 S31의 배깅 필름(Bagging Film)으로 포장해 주는 배깅(bagging), S32의 씰란트(Sealant)로 기밀을 형성시켜주는 씰링(Sealing), S33의 기밀을 유지하는 포장내부에 진공을 형성시켜 주는 진공(Vacuum)의 단계를 순차적으로 수행함으로써 이루어진다.
도 3을 참조하면, S31의 배깅(bagging)은 카본섬유(Carbon Fabric)로 래핑(Wrapping)된 상태에서 폭 단면중 3면이 면 섬유로 보강된 심재(20)가 놓여진 기저 패널(10)을 배깅 필름(60,Bagging Film)으로 감싸는 작업으로 간단하게 이루어진다.
또한, S32의 씰링(Sealing)은 배깅 필름(60)으로 감싸여 포장된 상태에서 포장 내부가 밀봉되도록 씰란트(70, Sealant)로 기밀처리 해주는 작업으로 간단하게 이루어진다.
그리고, S33의 진공(Vacuum)은 배깅 필름으로 감싸이고 씰란트로 기밀처리된 상태에서 그 내부의 공기를 빼내주는 작업으로 간단하게 이루어진다. 즉, 진공압력을 주면 소재 전체와 배깅 필름이 진공압력으로 인하여 내부의 공기가 빠지면서 서서히 공간이 없이 밀착된다. 이러한 진공 작업은 통상 진공형성장치를 이용하며, 약 -722 ~ -798 mmHg 진공압으로 진공을 걸어줄 수 있다.
그러므로, S30의 배깅(bagging)공정에서 S31의 배깅(bagging)과 S32의 씰링(Sealing) 및 S33의 진공(Vacuum)이 완료되면, S33과 같이 복합패널 묶음체(A-2)로 완성될 수 있다.
상기 복합패널 묶음체(A-2)는 카본섬유(Carbon Fabric)로 래핑(Wrapping)된 상태에서 폭 단면중 3면이 면 섬유로 보강된 심재(20)가 기저 패널(10)에 놓여진 상태이고, 그 내부가 진공 포장된 상태이다.
한편, S40의 함침 공정은 S41의 수지(Resin)세팅과, S42의 수지(Resin)흡입을 통해 이루어진다.
S41의 수지(Resin)세팅은 수지를 저수조에 담고, 저수조로 배관을 담가 주는 간단한 작업으로 이루어지는데, 통상 배관은 진공압력이 걸려있는 제품(복합패널 묶음체(A-2))이 있는 내부의 진공압력 흡입구에 연결된다.
S42의 수지(Resin)흡입은 별도의 추가적인 동력의 사용 없이 배관을 통해 수지가 흡입됨으로써 이루어지는데, 이는 내부의 진공압력 상태가 대기압 상태로 귀환하려는 성질에 기인된다.
도 3을 참조하면, 진공과 대기압 차로 인해 진공상태인 복합패널 묶음체(A-2)의 내부로 수지(50)가 흡입되고, 흡입된 수지(50)는 심재(20)를 보강한 면 섬유가 형성한 수지 흐름 경로를 따라 흐르면서 심재(20)의 3면으로 침투되어진다.
즉, 이러한 수지 흐름은 심재(20)의 사각단면을 x,y,z 좌표로 구분할 때, x,y,z 좌표의 x방향 및 y방향을 따라 흐르는 평면흐름(x-y)과 z방향을 따라 흐르는 수직흐름(z)이 동시에 형성될 수 있다.
그러므로, 심재(20)는 x방향과 y방향 및 z방향을 따라 흐르는 수직(50)로 둘러싸일 수 있고, 이로 인해 수지(50)는 레이어 섬유(40)를 거쳐 래핑 섬유(30)에 충분히 침투됨으로써 심재(20)에 대한 접착상태와 기저 패널(10)에 대한 접착상태를 강하게 형성하여 준다.
특히, 진공압력 상태가 대기압 상태로 귀환하려는 성질로 수지(50)가 상온에서 한꺼번에 심재(20)의 3면으로 성형 침투되며, 심재(20)의 내부 진공압력이 대기압이 될 때까지 수지(50)가 레이어 섬유(40) 및 래핑 섬유(30)를 따라 골고루 함침되어진다.
그러므로, S40의 함침 공정에서 S41의 수지(Resin)세팅과 S42의 수지(Resin)흡입이 완료되면, S43과 같이 복합패널 고정체(A-3)로 완성될 수 있다.
상기 복합패널 고정체(A-3)는 카본섬유(Carbon Fabric)로 래핑(Wrapping)된 상태에서 폭 단면중 3면이 면 섬유로 보강된 심재(20)가 기저 패널(10)에 놓여진 상태이고, 카본섬유(Carbon Fabric)와 면 섬유는 심재(20)를 둘러싼 상태에서 수지로 고착되고 더불어 심재(20)와 기저 패널(10)도 수지로 고착된 상태이다.
한편, S50의 경화 공정은 S51과 같이 수지가 상온에서 경화되는 방식으로서, 상온 경화는 약 15℃의 전,후 온도 영역을 의미한다.
이와 같이 수지가 상온 경화됨으로써 넓은 실내 공간이 필요 없이 옥외에서도 작업이 가능하고, 자연 경화 리드타임(Lead Time)이 상대적으로 짧을 수 있다. 특히, 상온 경화됨으로써 135℃이상의 가열 온도를 발생하는 오븐(Oven)과 같은 별도의 설비도 전혀 요구되지 않게 된다.
그러므로, S50의 경화 공정에서 S51의 상온 경화가 완료되면, S52와 같이 복합패널(A)로 완성될 수 있다.
도 4는 복합패널 고정체(A-3)가 상온 경화됨으로써 복합패널(A)로 제조된 상태를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 복합패널(A)은 기저 패널(10)과 심재(20)가 함께 일체로 이루어지고, 심재(20)는 면 섬유인 레이어(Layer)섬유(40)로 심재(20)의 3면(평면 및 수직면)이 모두 감싸임으로써 3차원 보강심재 타입으로 구성된다.
특히, 함침된 수지는 레이어(Layer)섬유(40)와 래핑(Wrapping)섬유(30)에 침투됨으로써 심재(20)와 기저 패널(10)이 접촉되는 평면이 고착상태를 형성하고 동시에 심재(20)의 수직면도 고착상태를 형성한다.
통상, 심재(20)의 위쪽으로 또 다른 기저 패널이 연결 또는 고정됨으로써 샌드위치 타입 복합 패널로 형성될 수 있다.
그러므로, 3차원 보강심재 타입 복합패널(A)을 이용해 제조된 샌드위치 타입 복합 패널은 그 내부로 3면 보강된 심재(20)를 구비함으로써 좌굴 강성이 크게 강화되고, 특히 2차원 평면 보강 구조의 샌드위치 패널이 갖던 강성 및 강도 증대에 대한 근본적인 한계가 해소될 수 있다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 3면 보강심재를 갖춘 복합패널 제조공법은 심재 단면을 기준으로 평면과 수직면을 이용한 3면 보강 구조를 갖는 심재(20)가 기저 패널(10)과 함께 구성되고, 진공(Vacuum)과 대기압 차를 이용해 주입된 수지가 상온에서 경화됨으로써 3면 보강된 심재(20)로 좌굴 강성이 크게 강화된 복합패널(A)이 제조되고, 특히 2차원 평면 보강 구조의 샌드위치 패널이 갖던 강성 및 강도 증대에 대한 근본적인 한계가 3차원 보강심재 타입 샌드위치 패널로 해소될 수 있다.
10 : 기저 패널 20 : 심재
20-1,20-2,,,,.20-n : 심재 블록
30 : 래핑(Wrapping) 섬유
40 : 레이어(Layer) 섬유
50 : 수지 60 : 배깅 필름(Bagging Film)
70 : 씰란트(Sealant)
A : 복합패널 A-1 : 복합패널 조립체
A-2 : 복합패널 묶음체 A-3 : 복합패널 고정체
20-1,20-2,,,,.20-n : 심재 블록
30 : 래핑(Wrapping) 섬유
40 : 레이어(Layer) 섬유
50 : 수지 60 : 배깅 필름(Bagging Film)
70 : 씰란트(Sealant)
A : 복합패널 A-1 : 복합패널 조립체
A-2 : 복합패널 묶음체 A-3 : 복합패널 고정체
Claims (8)
- 래핑(Wrapping)을 위한 성유가 다수로 이루어져 일렬로 배열된 다수의 심재 블록을 래핑(Wrapping)함과 더불어 보강을 위한 면 섬유가 상기 다수의 심재 블록의 폭 단면중 기저 패널과 면 접촉하는 평면과 상기 평면에 수직한 수직면에 덧대어지고, 고착상태를 형성하는 수지로 상기 다수의 심재 블록이 일체화되어 바 형태 심재로 만들어지고, 상기 바 형태 심재가 상기 기저패널의 위에 배열되어져 복합패널 조립체로 만들어지는 배열공정;
상기 복합패널 조립체를 감싸 포장하고, 포장된 상태에서 내부를 외부와 차단되도록 기밀처리하며, 기밀처리된 상태에서 내부에 진공(Vacuum)을 형성시켜 복합패널 묶음체로 만들어주는 배깅공정;
상기 진공(Vacuum)에 의해 상기 복합패널 묶음체의 내부로 수지가 주입되고, 상기 주입된 수지가 상기 바 형태 심재를 따라 형성된 수지 흐름 경로를 따라 상기 바 형태 심재의 3면으로 함침되어 복합패널 고정체로 만들어지는 함침공정;
상기 복합패널 고정체에 함침된 수지를 상온으로 경화시키고, 경화된 수지가 상기 기저 패널과 상기 바 형태 심재를 고착상태로 형성해 복합패널로 만들어주는 경화공정;
으로 수행되는 것을 특징으로 하는 3면 보강심재를 갖춘 복합패널 제조공법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 배열공정에서, 상기 바 형태 심재는 상기 다수의 심재 블록의 상기 래핑(Wrapping)을 위한 섬유가 스티칭(Stitching)되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 3면 보강심재를 갖춘 복합패널 제조공법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 배열공정에서, 상기 래핑(Wrapping)을 위한 섬유는 카본섬유(Carbon Fabric) 또는 유리섬유(Glass Fabric)이고, 상기 수지는 폴리에스터 수지 또는 비닐에스터 수지인 것을 특징으로 하는 3면 보강심재를 갖춘 복합패널 제조공법.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서, 상기 배깅공정에서, 상기 포장은 배깅 필름(Bagging Film)이 적용되고, 상기 기밀처리는 실란트(Sealant)가 적용되며, 상기 진공(Vacuum)의 형성은 상기 포장된 상태에서 내부의 공기를 빼내 주는 것을 특징으로 하는 3면 보강심재를 갖춘 복합패널 제조공법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 함침공정에서, 상기 수지는 대기압 하에 놓여진 저수조에 담겨진 상태에서 상기 복합패널 묶음체의 내부로 주입되고, 상기 수지 흐름 경로는 상기 바 형태 심재를 보강한 상기 면 섬유를 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 3면 보강심재를 갖춘 복합패널 제조공법.
- 청구항 6에 있어서, 상기 수지 저수조와 상기 복합패널 묶음체의 내부는 배관으로 연결되는 것을 특징으로 하는 3면 보강심재를 갖춘 복합패널 제조공법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 경화공정에서, 상기 상온은 15도인 것을 특징으로 하는 3면 보강심재를 갖춘 복합패널 제조공법.
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