KR101509103B1 - Composite pipe, composite roller, composite pipe manufacturing method and composite roller manufacturing method using the composite pipe - Google Patents

Composite pipe, composite roller, composite pipe manufacturing method and composite roller manufacturing method using the composite pipe Download PDF

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Abstract

본 발명은 복합재 파이프, 복합재 롤러, 복합재 파이프 제조방법 및 복합재 파이프를 이용한 복합재 롤러 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 복합재 파이프 및 복합재롤러의 무게 증가를 기존의 금속 롤러에 비해 현저히 줄일 수 있어 복합재롤러를 회전하고 컨트롤하기 위한 모터의 용량도 줄일 수 있는 복합재 파이프, 복합재 롤러, 복합재 파이프 제조방법 및 복합재 파이프를 이용한 복합재 롤러 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복합재파이프는 열경화성 수지가 함침된 보강섬유로 이루어진 원통형의 내부파이프, 내부파이프의 표면을 원주방향으로 감싸고 복수의 코어부재로 이루어진 중간지지부 및 중간지지부의 표면을 원주방향으로 감싸며 열경화성 수지가 함침된 보강섬유로 이루어진 외부파이프를 포함한다.The present invention relates to a composite pipe, a composite roller, a composite pipe manufacturing method, and a composite roller manufacturing method using a composite pipe. More specifically, the present invention relates to a composite pipe, a composite roller, a composite pipe manufacturing method, and a composite pipe manufacturing method, which can significantly reduce the weight of a composite pipe and a composite roller compared to conventional metal rollers, To a composite roller manufacturing method using a composite pipe.
According to an embodiment of the present invention, there is provided a composite pipe comprising: a cylindrical inner pipe made of reinforcement fibers impregnated with a thermosetting resin; a middle support portion which surrounds the surface of the inner pipe in a circumferential direction and includes a plurality of core members; And an outer pipe made of reinforcement fibers impregnated with a thermosetting resin.

Description

복합재 파이프, 복합재 롤러, 복합재 파이프 제조방법 및 복합재 파이프를 이용한 복합재 롤러 제조방법 { Composite pipe, composite roller, composite pipe manufacturing method and composite roller manufacturing method using the composite pipe }TECHNICAL FIELD The present invention relates to a composite pipe, a composite roller, a composite pipe manufacturing method, and a composite roller manufacturing method using a composite pipe.

본 발명은 복합재 파이프, 복합재 롤러, 복합재 파이프 제조방법 및 복합재 파이프를 이용한 복합재 롤러 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 복합재 파이프 및 복합재롤러의 무게 증가를 기존의 금속 롤러에 비해 현저히 줄일 수 있는 복합재 파이프, 복합재 롤러, 복합재 파이프 제조방법 및 복합재 파이프를 이용한 복합재 롤러 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a composite pipe, a composite roller, a composite pipe manufacturing method, and a composite roller manufacturing method using a composite pipe. More particularly, the present invention relates to a composite pipe, a composite roller, a method of manufacturing a composite pipe, and a method of manufacturing a composite roller using the composite pipe, which can significantly reduce the weight increase of the composite pipe and the composite roller compared to conventional metal rollers.

회전하는 원통형 기계부품인 롤러는 일반적으로 강(steel), 스테인레스 강(Stainless steel)등의 금속으로 제조된다.Roller, which is a rotating cylindrical machine part, is generally made of metal such as steel, stainless steel and the like.

일반적으로 롤러는 몸체 역할을 하는 샤프트와 베어링과 연결되는 베어링 지지부로 구성되는데, 롤러 샤프트의 외경이 크고, 롤러 샤프트의 길이가 길어짐에 따라 롤러의 무게가 증가하면서 베어링 지지부에 구비되는 베어링의 마모가 촉진되는 문제점이 있다.Generally, the roller is composed of a shaft serving as a body and a bearing support portion connected to the bearing. As the outer diameter of the roller shaft is large and the length of the roller shaft is increased, the weight of the roller increases, There is a problem to be promoted.

또한, 롤러의 샤프트 길이가 길어지면 샤프트의 무게가 증가하여 롤러 샤프트 자체 하중에 의해 처지게 되는 문제점이 있으며, 길이가 짧은 롤러 샤프트보다 외부의 굽힘하중에 의한 처짐이 더 크게 발생하는 문제점이 있다.In addition, when the shaft length of the roller is increased, the weight of the shaft is increased and the roller shaft is sagged by its own load. Thus, there is a problem that deflection by an external bending load is generated more than a roller shaft having a shorter length.

상기와 같이 롤러 샤프트 외경이 크고 롤러 샤프트의 길이가 크면 롤러의 무게가 무거워지고 롤러의 무게가 무거울수록 롤러의 회전 관성력에 의하여 모터의 정확한 위치컨트롤이 어려워지는 문제점이 발생한다.If the outer diameter of the roller shaft is large and the length of the roller shaft is large as described above, the weight of the roller becomes heavy and the weight of the roller becomes heavy, which makes it difficult to accurately control the position of the motor due to the rotational inertia of the roller.

이러한 문제점을 극복하고 롤러의 정확한 위치컨트롤을 위하여 롤러의 회전관성력을 극복할 수 있는 대용량 모터를 사용하여야 한다.
To overcome this problem and control the roller accurately, a large-capacity motor that can overcome the rotational inertia of the roller should be used.

본 발명의 일 실시예는 복합재 파이프 및 복합재롤러의 무게 증가를 기존의 금속 롤러에 비해 현저히 줄일 수 있어 복합재롤러를 회전하고 컨트롤하기 위한 모터의 용량도 줄일 수 있는 복합재 파이프, 복합재 롤러, 복합재 파이프 제조방법 및 복합재 파이프를 이용한 복합재 롤러 제조방법을 제공하고자 한다.
One embodiment of the present invention is to provide a composite pipe, a composite roller, a composite pipe manufacturing method, and a composite pipe manufacturing method, which can significantly reduce the weight of a composite pipe and a composite roller compared to conventional metal rollers, And a method of manufacturing a composite roller using the composite pipe.

본 발명의 일측면에 따르면, 열경화성 수지가 함침된 보강섬유로 이루어진 원통형의 내부파이프; 상기 내부파이프의 표면을 원주방향으로 감싸고 복수의 코어부재로 이루어진 중간지지부 및 상기 중간지지부의 표면을 원주방향으로 감싸며 열경화성 수지가 함침된 보강섬유로 이루어진 외부파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재 파이프가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a pipe comprising: a cylindrical inner pipe made of reinforcing fibers impregnated with a thermosetting resin; And an outer pipe which surrounds the surface of the inner pipe in a circumferential direction and is made up of an intermediate support portion composed of a plurality of core members and a reinforcing fiber surrounding the surface of the intermediate support portion in a circumferential direction and impregnated with a thermosetting resin. Can be provided.

또한, 상기 열경화성 수지는 에폭시 수지, 불포화폴리에스테르 수지, 비닐에스테르 수지 중 어느 하나일 수 있다.The thermosetting resin may be any one of an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, and a vinyl ester resin.

또한, 상기 보강섬유는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유 중에서 하나 이상일 수 있다.The reinforcing fiber may be at least one of glass fiber, carbon fiber, and aramid fiber.

한편, 상기 내부파이프는 금형의 외부에 열경화성 수지가 함침된 보강섬유를 30도보다 크거나 같고 90도보다 작은 와인딩 각도로, 와인딩 두께를 상기 내부파이프의 두께보다 0.5mm이상 두껍게 하여 와인딩한 후 열경화성 수지의 경화온도에서 열경화성 수지를 경화시킬 수 있다.On the other hand, the inner pipe is formed by winding a reinforcing fiber impregnated with a thermosetting resin on the outside of the metal mold with a winding angle of greater than or equal to 30 degrees and less than 90 degrees, a winding thickness of 0.5 mm or more thicker than the thickness of the inner pipe, The thermosetting resin can be cured at the curing temperature of the resin.

또한, 상기 코어부재는 한 점을 중심으로 곡률반경을 가지고 굴곡진 코어외경부; 상기 코어외경부의 일측에 형성된 핀부; 상기 코어외경부 타측에 상기 핀부에 대응되게 형성되고 상기 핀부를 삽입할 수 있는 홈부 및 상기 코어외경부의 원주방향에 일정한 각도를 가지고 복수 개가 일자형상으로 형성된 코어지지부를 포함할 수 있다.The core member may have a curved core outer diameter portion having a radius of curvature around a point; A fin portion formed on one side of the core outer diameter portion; And a core supporting portion formed corresponding to the fin portion on the other side of the core outer diameter portion and having a groove portion into which the pin portion can be inserted and a plurality of core supporting portions formed at a predetermined angle in the circumferential direction of the core outer diameter portion.

또한, 상기 외부파이프는 상기 중간지지부의 외부에 열경화성 수지가 함침된 보강섬유를 30도보다 크거나 같고 90도보다 작은 와인딩 각도로, 와인딩 두께를 상기 외부파이프의 두께보다 0.5mm이상 두껍게 하여 와인딩한 후 열경화성 수지의 경화온도에서 열경화성 수지를 경화시킬수 있다.The outer pipe may be formed by winding a reinforcing fiber impregnated with a thermosetting resin on the outside of the intermediate supporting part by a winding angle of greater than or equal to 30 degrees and less than 90 degrees and a winding thickness of 0.5 mm or more thicker than the thickness of the outer pipe The thermosetting resin can be cured at the curing temperature of the post-curing resin.

또한, 상기 코어부재는 인발성형법으로 성형될 수 있다.Further, the core member may be formed by a drawing-forming method.

본 발명의 다른측면에 따르면, 열경화성 수지가 함침된 보강섬유로 이루어진 원통형의 내부파이프; 상기 내부파이프의 표면을 원주방향으로 감싸고 복수의 코어부재로 이루어진 중간지지부; 상기 중간지지부의 표면을 원주방향으로 감싸며 열경화성 수지가 함침된 보강섬유로 이루어진 외부파이프 및 상기 내부파이프 양측에 삽입되어 상기 내부파이프, 상기 중간지지부 및 상기 외부파이프가 결합된 복합재 파이프를 지지하는 베어링 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재 롤러가 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an internal pipe comprising: a cylindrical inner pipe made of a reinforcing fiber impregnated with a thermosetting resin; An intermediate support portion surrounding the surface of the inner pipe in a circumferential direction and made of a plurality of core members; An outer pipe that is formed of reinforcing fibers that surround the surface of the intermediate support portion in a circumferential direction and is impregnated with a thermosetting resin and a bearing support member that is inserted into both sides of the inner pipe to support a composite pipe to which the inner pipe, The composite roller can be provided.

또한, 상기 열경화성 수지는 에폭시 수지, 불포화폴리에스테르 수지, 비닐에스테르 수지 중 어느 하나일 수 있다.The thermosetting resin may be any one of an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, and a vinyl ester resin.

또한, 상기 보강섬유는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유 중에서 하나 이상일 수 있다.The reinforcing fiber may be at least one of glass fiber, carbon fiber, and aramid fiber.

한편, 상기 내부파이프는 금형의 외부에 열경화성 수지가 함침된 보강섬유를 30도보다 크거나 같고 90도보다 작은 와인딩 각도로, 와인딩 두께를 상기 내부파이프의 두께보다 0.5mm이상 두껍게 하여 와인딩한 후 열경화성 수지의 경화온도에서 열경화성 수지를 경화시킬 수 있다.On the other hand, the inner pipe is formed by winding a reinforcing fiber impregnated with a thermosetting resin on the outside of the metal mold with a winding angle of greater than or equal to 30 degrees and less than 90 degrees, a winding thickness of 0.5 mm or more thicker than the thickness of the inner pipe, The thermosetting resin can be cured at the curing temperature of the resin.

또한, 상기 코어부재는 한 점을 중심으로 곡률반경을 가지고 굴곡진 코어외경부; 상기 코어외경부의 일측에 형성된 핀부; 상기 코어외경부 타측에 상기 핀부에 대응되게 형성되고 상기 핀부를 삽입할 수 있는 홈부 및 상기 코어외경부의 원주방향에 일정한 각도를 가지고 복수 개가 일자형상으로 형성된 코어지지부를 포함할 수 있다.The core member may have a curved core outer diameter portion having a radius of curvature around a point; A fin portion formed on one side of the core outer diameter portion; And a core supporting portion formed corresponding to the fin portion on the other side of the core outer diameter portion and having a groove portion into which the pin portion can be inserted and a plurality of core supporting portions formed at a predetermined angle in the circumferential direction of the core outer diameter portion.

또한, 상기 외부파이프는 상기 중간지지부의 외부에 열경화성 수지가 함침된 보강섬유를 30도보다 크거나 같고 90도보다 작은 와인딩 각도로, 와인딩 두께를 상기 외부파이프의 두께보다 0.5mm이상 두껍게 하여 와인딩한 후 열경화성 수지의 경화온도에서 열경화성 수지를 경화시킬 수 있다.The outer pipe may be formed by winding a reinforcing fiber impregnated with a thermosetting resin on the outside of the intermediate supporting part by a winding angle of greater than or equal to 30 degrees and less than 90 degrees and a winding thickness of 0.5 mm or more thicker than the thickness of the outer pipe The thermosetting resin can be cured at the curing temperature of the post-curing resin.

또한, 상기 코어부재는 인발성형법으로 성형될 수 있다.Further, the core member may be formed by a drawing-forming method.

또한, 상기 베어링 지지부는 상기 베어링 지지부의 원주방향을 따라 복수 개가 형성되고 중간지지부의 원주방향을 따라 복수개 형성된 중간지지부 홈부에 삽입되어 고정되는 베어링 돌기; 상기 베어링 지지부의 일측에 상기 베어링 지지부의 원주방향을 따라서 원통형으로 형성되고 상기 내부파이프의 내부에 삽입되는 파이프삽입부 및 상기 베어링 지지부의 타측에 형성되고 상기 복합재 롤러를 지지하는 베어링에 삽입되는 베어링삽입부를 포함할 수 있다.The bearing support portion includes a plurality of bearing support portions formed along the circumferential direction of the bearing support portion and inserted and fixed to a plurality of intermediate support portion groove portions formed along the circumferential direction of the intermediate support portion. A pipe inserting portion formed at one side of the bearing supporting portion in a cylindrical shape along the circumferential direction of the bearing supporting portion and inserted into the inner pipe, and a bearing inserted into a bearing formed at the other side of the bearing supporting portion and supporting the composite roller Section.

한편, 상기 베어링 돌기와 상기 파이프삽입부는 FRP-Metal 접착용 접착제가 도포될 수 있다.Meanwhile, the bearing protrusion and the pipe inserting portion may be coated with an adhesive for FRP-metal bonding.

본 발명의 다른측면에 따르면, 금형 외부에 열경화성 수지가 함침된 보강섬유를 와인딩하고, 상기 열경화성 수지의 경화온도에서 열경화성 수지를 경화시켜 섬유강화플라스틱으로 구성된 내부파이프를 성형하고, 상기 내부파이프를 가공하는 단계; 길이방향으로 열경화성 수지와 보강섬유를 인발성형몰드에 인입시켜서 열경화성 수지를 경화시키는 인발성형법으로 코어부재를 성형하는 단계; 상기 내부파이프 외부에 복수의 상기 코어부재를 결합하여 중간지지부를 형성하는 단계 및 상기 중간지지부 외부에 열경화성 수지가 함침된 보강섬유를 와인딩하고, 상기 열경화성 수지의 경화온도에서 열경화성 수지를 경화시켜 섬유강화플라스틱으로 구성된 외부파이프를 성형하고, 상기 외부파이프를 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재파이프 제조방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a metal pipe, comprising winding a reinforcing fiber impregnated with a thermosetting resin on the outside of a mold, curing the thermosetting resin at a curing temperature of the thermosetting resin, ; Forming a core member by a draw-forming method in which a thermosetting resin and a reinforcing fiber are drawn into a draw-forming mold in a longitudinal direction to cure the thermosetting resin; Forming a middle supporting portion by joining a plurality of the core members to the outside of the inner pipe, winding the reinforcing fiber impregnated with a thermosetting resin outside the intermediate supporting portion, curing the thermosetting resin at a curing temperature of the thermosetting resin, And forming an outer pipe made of plastic, and processing the outer pipe.

또한, 상기 보강섬유를 와인딩하는 각도는 30도보다 크거나 같고 90도보다 작은 각도로 와인딩할 수 있다.The angle of winding the reinforcing fibers may be greater than or equal to 30 degrees and may be wound at an angle of less than 90 degrees.

또한, 상기 열경화성 수지는 에폭시 수지, 불포화폴리에스테르 수지, 비닐에스테르 수지 중 어느 하나일 수 있다.The thermosetting resin may be any one of an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, and a vinyl ester resin.

또한, 상기 보강섬유는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유 중에서 하나 이상일 수 있다.The reinforcing fiber may be at least one of glass fiber, carbon fiber, and aramid fiber.

한편, 상기 열경화성 수지가 함침된 보강섬유를 와인딩하는 두께는 상기 내부파이프 또는 외부파이프의 두께보다 0.5mm이상 두껍게 하여 와인딩할 수 있다.On the other hand, the thickness for winding the reinforcing fibers impregnated with the thermosetting resin may be greater than the thickness of the inner pipe or the outer pipe by 0.5 mm or more.

또한, 상기 복합재파이프 제조방법은 상기 외부파이프 표면에 고무, 플라스틱, 세라믹, 금속 중 어느 하나를 코팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.The composite pipe manufacturing method may further include coating one of rubber, plastic, ceramics and metal on the surface of the outer pipe.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 금형 외부에 열경화성 수지가 함침된 보강섬유를 와인딩하고, 상기 열경화성 수지의 경화온도에서 열경화성 수지를 경화시켜 섬유강화플라스틱으로 구성된 내부파이프를 성형하고, 상기 내부파이프를 가공하는 단계; 길이방향으로 열경화성 수지와 보강섬유를 인발성형몰드에 인입시켜서 열경화성 수지를 경화시키는 인발성형법으로 코어부재를 성형하는 단계; 상기 내부파이프 외부에 복수의 상기 코어부재를 결합하여 중간지지부를 형성하는 단계 및 상기 중간지지부 외부에 열경화성 수지가 함침된 보강섬유를 와인딩하고, 상기 열경화성 수지의 경화온도에서 열경화성 수지를 경화시켜 섬유강화플라스틱으로 구성된 외부파이프를 성형하고, 상기 외부파이프를 가공하는 단계 및 상기 내부파이프, 상기 중간지지부 및 외부파이프가 결합된 복합재파이프 양쪽에 베어링 지지부를 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재롤러 제조방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a metal pipe, comprising winding a reinforcing fiber impregnated with a thermosetting resin on the outside of a mold, curing the thermosetting resin at a curing temperature of the thermosetting resin, ; Forming a core member by a draw-forming method in which a thermosetting resin and a reinforcing fiber are drawn into a draw-forming mold in a longitudinal direction to cure the thermosetting resin; Forming a middle supporting portion by joining a plurality of the core members to the outside of the inner pipe, winding the reinforcing fiber impregnated with a thermosetting resin outside the intermediate supporting portion, curing the thermosetting resin at a curing temperature of the thermosetting resin, Forming an outer pipe made of plastic, machining the outer pipe, and engaging a bearing support on both sides of the composite pipe to which the inner pipe, the intermediate support and the outer pipe are joined. A method can be provided.

또한, 상기 보강섬유를 와인딩하는 각도는 30도보다 크거나 같고 90도보다 작은 각도로 와인딩할 수 있다.The angle of winding the reinforcing fibers may be greater than or equal to 30 degrees and may be wound at an angle of less than 90 degrees.

또한, 상기 열경화성 수지는 에폭시 수지, 불포화폴리에스테르 수지, 비닐에스테르 수지 중 어느 하나일 수 있다.The thermosetting resin may be any one of an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, and a vinyl ester resin.

또한, 상기 보강섬유는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유 중에서 하나 이상일 수 있다.The reinforcing fiber may be at least one of glass fiber, carbon fiber, and aramid fiber.

한편, 상기 열경화성 수지가 함침된 보강섬유를 와인딩하는 두께는 상기 내부파이프 또는 외부파이프의 두께보다 0.5mm이상 두껍게 하여 와인딩할 수 있다.On the other hand, the thickness for winding the reinforcing fibers impregnated with the thermosetting resin may be greater than the thickness of the inner pipe or the outer pipe by 0.5 mm or more.

또한, 상기 복합재롤러 제조방법은 상기 외부파이프 표면에 고무, 플라스틱, 세라믹, 금속 중 어느 하나를 코팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.
The composite roller manufacturing method may further include coating one of rubber, plastic, ceramic, and metal on the surface of the outer pipe.

본 발명의 일 실시예는 복합재파이프 및 복합재 롤러를 유리섬유강화플라스틱(Glass Fiber Reinforced Plastics, GFRP), 탄소섬유강화플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastics, CFRP) 등의 섬유강화플라스틱(Fiber Reinforced Plastics, FRP)으로 구성하여 복합재파이프 및 복합재롤러의 외경 및 길이 증가에 따른 복합재 파이프 및 복합재롤러의 무게 증가를 기존의 금속 롤러에 비해 현저히 줄일 수 있다.One embodiment of the present invention relates to a method of manufacturing a composite pipe and a composite roller using fiber reinforced plastics (FRP) such as glass fiber reinforced plastics (GFRP) and carbon fiber reinforced plastics (CFRP) It is possible to significantly reduce the weight increase of the composite pipe and the composite roller due to the increase of the outer diameter and the length of the composite pipe and the composite roller compared to the conventional metal roller.

또한, 본 발명의 일 실시예는 복합재롤러를 회전하고 컨트롤하기 위한 모터의 용량도 줄일 수 있다.Also, an embodiment of the present invention can reduce the capacity of the motor for rotating and controlling the composite roller.

또한, 본 발명의 일 실시예는 처짐량 또한 기존 금속롤러에 비해 현저히 줄일 수 있다.
Also, one embodiment of the present invention can significantly reduce deflection compared to conventional metal rollers.

도 1은 금형에 보강섬유를 와인딩하여 내부파이프를 제조하는 것을 도시한 도면이다.
도 2는 중간지지부를 구성하는 코어부재의 전체사시도 및 단면도이다.
도 3은 내부파이프 표면을 중간지지부가 둘러싸고 있는 모습을 도시한 도면이다.
도 4는 복수의 코어부재로 구성된 중간지지부를 도시한 도면이다.
도 5는 중간지지부 표면을 보강섬유로 와인딩하여 외부파이프를 제조하는 것을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 파이프의 사시도 및 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복합재 롤러에 베어링 지지부를 결합하는 것을 도시한 도면이다.
도 8은 베어링 지지부의 전체사시도 및 단면도를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 파이프 제조방법에 대한 순서도이다.
도 10는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복합재 롤러 제조방법에 대한 순서도이다.Fig. 1 is a view showing a step of winding reinforcing fibers on a mold to produce an inner pipe.
2 is an overall perspective view and a cross-sectional view of a core member constituting an intermediate support portion.
3 is a view showing a state in which the intermediate support portion surrounds the inner pipe surface.
Fig. 4 is a view showing an intermediate support portion composed of a plurality of core members. Fig.
5 is a view showing an outer pipe manufactured by winding the intermediate support surface with reinforcing fibers.
6 is a perspective view and a cross-sectional view of a composite pipe according to a first embodiment of the present invention.
7 is a view illustrating coupling of a bearing support to a composite roller according to a second embodiment of the present invention.
8 is an overall perspective view and a cross-sectional view of the bearing support portion.
9 is a flowchart of a composite pipe manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
10 is a flowchart of a composite roller manufacturing method according to a second embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, configurations and operations of embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 금형에 보강섬유를 와인딩하여 내부파이프를 제조하는 것을 도시한 도면이다. 도 2는 중간지지부를 구성하는 코어부재의 전체사시도 및 단면도이다. 도 3은 내부파이프 표면을 중간지지부가 둘러싸고 있는 모습을 도시한 도면이다. 도 4는 복수의 코어부재로 구성된 중간지지부를 도시한 도면이다. 도 5는 중간지지부 표면을 보강섬유로 와인딩하여 외부파이프를 제조하는 것을 도시한 도면이다. 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 파이프의 사시도 및 단면도이다.Fig. 1 is a view showing a step of winding reinforcing fibers on a mold to produce an inner pipe. 2 is an overall perspective view and a cross-sectional view of a core member constituting an intermediate support portion. 3 is a view showing a state in which the intermediate support portion surrounds the inner pipe surface. Fig. 4 is a view showing an intermediate support portion composed of a plurality of core members. Fig. 5 is a view showing an outer pipe manufactured by winding the intermediate support surface with reinforcing fibers. 6 is a perspective view and a cross-sectional view of a composite pipe according to a first embodiment of the present invention.

본 발명의 제1 실시예에 따른 복합재 파이프(10)는 플렌지 등을 부착하여 파이프 본래의 목적인 수도관, 송유관 등과 같이 내부에 유체를 수송할 수 있다.The composite pipe 10 according to the first embodiment of the present invention may be equipped with a flange or the like to transport the fluid to the interior of the pipe, such as a water pipe or an oil pipe, which is the pipe's original purpose.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 파이프는 보강섬유로 이루어진 원통형의 내부파이프(100), 내부파이프(100)의 표면을 원주방향으로 감싸고 복수의 코어부재(210)로 이루어진 중간지지부(200) 및 중간지지부(200)의 표면을 원주방향으로 감싸며 보강섬유로 이루어진 외부파이프(300)를 포함할 수 있다.1 to 6, the composite pipe according to the first embodiment of the present invention includes a cylindrical inner pipe 100 made of reinforcing fibers, a plurality of core members (not shown) surrounding the inner pipe 100 in the circumferential direction, 210 and an outer pipe 300 that surrounds the surface of the intermediate support 200 in the circumferential direction and is made of reinforcing fibers.

내부파이프(100)는 보강섬유(800)로 구성될 수 있다. 내부파이프(100)를 제조하기 위하여, 금형(900)의 외부에 열경화성 수지가 함침된 보강섬유(800)를 임의의 와인딩 각도(DW)로 원하는 와인딩 두께(TW)까지 와인딩한 후 열경화성 수지의 경화온도에서 열경화성 수지를 경화시키면 섬유강화플라스틱이 된다.The inner pipe 100 may be composed of reinforcing fibers 800. The reinforcing fiber 800 impregnated with the thermosetting resin is wound on the outside of the mold 900 to a desired winding thickness T W at an arbitrary winding angle D W in order to manufacture the inner pipe 100, The thermosetting resin is cured at the curing temperature of the fiber-reinforced plastic.

이후, 금형(900)에서 섬유강화플라스틱을 탈형하면 섬유강화플라스틱은 중앙에 중공부를 가진 원통형의 튜브(tube, 관)형상을 가진다. 탈형된 섬유강화플라스틱으로 이루어진 원통형의 튜브를 원하는 외경(ODIT) 및 두께(TIT)로 가공하여 내부파이프(100)를 제조할 수 있다.Thereafter, when the fiber reinforced plastic is demolded from the mold 900, the fiber reinforced plastic has a cylindrical tube (tube) shape having a hollow portion at the center. The inner pipe 100 can be manufactured by processing a cylindrical tube made of de-formed fiber-reinforced plastic to a desired outer diameter (OD IT ) and a thickness (T IT ).

금형(900)의 외경은 내부파이프(100) 내경(IDIT)과 동일하다.The outer diameter of the mold 900 is the same as the inner diameter (ID IT ) of the inner pipe 100.

열경화성 수지가 함침된 보강섬유(800)는 유리섬유 (Glass Fiber), 탄소섬유(Carbon Fiber), 아라미드섬유(Aramid Fiber) 중에서 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 또한 열경화성 수지는 에폭시 수지(Epoxy Resin), 불포화폴리에스테르 수지(Unsaturated Polyester Resin), 비닐에스테르 수지(Vinylester Resin) 중에서 하나를 선택하여 사용할 수 있다.The reinforcing fiber 800 impregnated with the thermosetting resin may be selected from at least one of glass fiber, carbon fiber, and aramid fiber. The thermosetting resin may be selected from among epoxy resin, unsaturated polyester resin and vinyl ester resin.

열경화성 수지가 함침된 보강섬유(800)를 와인딩하는 와인딩 각도(DW)는 30도 보다 크거나 같고 90도 보다 작은게 바람직하다.The winding angle (D W ) for winding the reinforcing fiber 800 impregnated with the thermosetting resin is preferably greater than or equal to 30 degrees and less than 90 degrees.

와인딩 두께(TW)는 내부파이프 두께(TIT) 보다 0.5mm 이상과 같거나 큰 것이 바람직하다. 금형(900)에서 탈형된 섬유강화플라스틱은 외경쪽 표면이 열경화성 수지가 함침된 보강섬유(800)의 와인딩에 의하여 울퉁불퉁하고 외경쪽에 기포가 다수 존재하기 때문에, 탈형된 섬유강화플라스틱의 외경쪽 표면을 0.5mm 이상 절삭하여 표면을 매끄럽게 가공할 수 있다.The winding thickness (T W ) is preferably equal to or greater than 0.5 mm greater than the inner pipe thickness (T IT ). Since the outer surface of the fiber reinforced plastic demolded from the mold 900 is rugged due to the winding of the reinforcing fiber 800 impregnated with the thermosetting resin and many bubbles exist on the outer diameter side, The surface can be machined smoothly by cutting more than 0.5mm.

중간지지부(200)는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 파이프(10)의 자체하중 및 외부의 굽힘하중에 의한 복합재 파이프의 처짐량을 최소화하기 위하여 복합재 파이프 내부에 복수의 코어부재(210)가 결합하여 형성될 수 있다.In order to minimize the deflection amount of the composite pipe due to the self-load and the external bending load of the composite pipe 10 according to the first embodiment of the present invention, the intermediate support part 200 includes a plurality of core members 210 May be formed.

도 2에 도시된 코어부재(210)의 단면 형상과 같이, 코어부재(210)는 한 점을 중심으로 곡률반경을 가지고 굴곡진 코어외경부(214), 코어외경부(214)의 일측에 'ㄴ'형상으로 형성된 핀부(211), 코어외경부(214) 타측에 핀부(211)에 대응되게 형성되고 핀부(211)를 삽입할 수 있는 홈부(212), 코어외경부(214)의 원주방향에 90도로 복수개 일자형상으로 형성된 코어지지부(213)를 포함할 수 있다. 코어부재(210)의 핀부(211)가 다른 코어부재(210)의 홈부(212)에 삽입 결합되는 구조로 형성될 수 있다. 코어지지부(213)는 코어부재(210)의 하중에 대한 강성을 담당할 수 있다.2, the core member 210 has a curved core outer circumferential portion 214 having a curvature radius centered at one point, a core outer circumferential portion 214 having a curved radius around one point, A groove portion 212 formed to correspond to the fin portion 211 on the other side of the core outer diameter portion 214 and capable of inserting the fin portion 211, a groove portion 212 formed in the circumferential direction of the core outer diameter portion 214 And a core supporting portion 213 formed in a plurality of straight shapes at 90 degrees. The fin portion 211 of the core member 210 may be inserted into the groove portion 212 of the other core member 210. The core supporting portion 213 can take charge of the rigidity of the core member 210 with respect to the load.

코어부재(210)를 섬유강화플라스틱(FRP) 성형방법 중의 하나인 인발성형법(Pultrusion Process)으로 성형할 수 있다.The core member 210 can be formed by a pulling process, which is one of the fiber-reinforced plastic (FRP) molding methods.

도 3 및 도 4를 참조하면, 내부 파이프(100) 외부에 복수의 코어부재(210)를 결합하여 중간지지부(200)를 형성할 수 있다. 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 파이프는 중간지지부(200)가 코어부재(210) 4개가 결합되어 원형 형상을 형성한다. 그러나, 복합재 파이프(10)의 외경 및 요구강성에 따라 2개, 3개, 4개, 5개 등 n+1(n=1,2,3,...)개의 코어부재(210)를 결합하여 원통형 형상을 형성할 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4, a plurality of core members 210 may be coupled to the outside of the inner pipe 100 to form the intermediate support 200. In the composite pipe according to the first embodiment of the present invention, the intermediate support portion 200 is combined with the four core members 210 to form a circular shape. However, depending on the outer diameter and the required rigidity of the composite pipe 10, the number of the core members 210 of n + 1 (n = 1, 2, 3, ...) such as 2, 3, 4, So that a cylindrical shape can be formed.

내부파이프(100)와 중간지지부(200)의 결합을 위하여 필요할 경우 내부파이프(100)와 중간지지부(200)가 접하는 부위에 접착제를 도포하여 접착할 수 있다.An adhesive may be applied and adhered to a portion where the inner pipe 100 and the intermediate support 200 are in contact with each other, if necessary, for joining the inner pipe 100 and the intermediate support 200.

한편, 외부파이프(300)는 중간지지부(200)의 표면을 원주방향으로 감싸며 보강섬유로 형성될 수 있다. 외부파이프(300)를 형성하기 위하여, 중간지지부(200) 외부에 열경화성 수지가 함침된 보강섬유(800)를 임의의 와인딩 각도(DW)로 원하는 와인딩 두께(TW)까지 와인딩한 후 열경화성 수지의 경화온도에서 수지를 경화시키면 섬유강화플라스틱으로 이루어진 외부파이프(300)가 형성될 수 있다. 외부파이프(300)를 설계된 외부파이프 두께(TOT)로 가공하면 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 파이프(10)가 완성된다.The outer pipe 300 surrounds the surface of the intermediate support 200 in the circumferential direction and may be formed of reinforcing fibers. The reinforcing fiber 800 impregnated with the thermosetting resin on the outside of the intermediate supporting part 200 is wound up to a desired winding thickness T W at an arbitrary winding angle D W to form the outer pipe 300, The external pipe 300 made of fiber-reinforced plastic can be formed. By machining the outer pipe 300 to the designed outer pipe thickness T OT , the composite pipe 10 according to the first embodiment of the present invention is completed.

이때, 중간지지부(200)의 코어부재(210)와 외부파이프(300)는 보강섬유(800)에 함침된 열경화성 수지에 의하여 단단히 결합될 수 있다.At this time, the core member 210 and the outer pipe 300 of the intermediate support part 200 can be tightly bonded by the thermosetting resin impregnated in the reinforcing fiber 800.

열경화성 수지가 함침된 보강섬유(800)는 유리섬유 (Glass Fiber), 탄소섬유(Carbon Fiber), 아라미드섬유(Aramid Fiber) 중에서 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 또한, 열경화성 수지는 에폭시 수지(Epoxy Resin), 불포화폴리에스테르 수지(Unsaturated Polyester Resin), 비닐에스테르 수지(Vinylester Resin) 중에서 하나를 선택하여 사용할 수 있다.The reinforcing fiber 800 impregnated with the thermosetting resin may be selected from at least one of glass fiber, carbon fiber, and aramid fiber. The thermosetting resin may be selected from among epoxy resin, unsaturated polyester resin and vinyl ester resin.

열경화성 수지가 함침된 보강섬유(10)를 와인딩하는 와인딩 각도(DW)는 30도 보다 크거나 같고 90도 보다 작은게 바람직하다.The winding angle (D W ) at which the thermosetting resin-impregnated reinforcing fiber 10 is wound is preferably greater than or equal to 30 degrees and less than 90 degrees.

와인딩 두께(TW)는 외부파이프 두께(TOT) 보다 0.5mm 이상과 같거나 큰 것이 바람직하다. 중간지지부(200)위에 열경화성 수지가 함침된 보강섬유(800)를 와인딩하고 경화시킨 직후의 복합재 파이프(10)는 외경쪽 표면이 열경화성 수지가 함침된 보강섬유(800)의 와인딩에 의하여 울퉁불퉁하고 외경쪽에 기포가 다수 존재하기 때문에, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 파이프(10)의 외경쪽 표면을 0.5mm 이상 절삭하여 표면을 매끄럽게 가공할 수 있다.
The winding thickness (T W ) is preferably equal to or greater than 0.5 mm greater than the outer pipe thickness (T OT ). The composite pipe 10 immediately after winding and curing the reinforcing fiber 800 impregnated with the thermosetting resin on the intermediate support portion 200 is roughened due to the winding of the reinforcing fiber 800 impregnated with the thermosetting resin, A surface of the composite pipe 10 according to the first embodiment of the present invention can be machined smoothly by cutting the surface of the outer diameter side of the composite pipe 10 by at least 0.5 mm.

다음으로 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복합재 롤러를 설명한다.Next, a composite roller according to a second embodiment of the present invention will be described.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복합재 롤러에 베어링 지지부를 결합하는 것을 도시한 도면이다. 도 8은 베어링 지지부의 전체사시도 및 단면도를 도시한 도면이다.7 is a view illustrating coupling of a bearing support to a composite roller according to a second embodiment of the present invention. 8 is an overall perspective view and a cross-sectional view of the bearing support portion.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 복합재 롤러(20)는 보강섬유로 이루어진 원통형의 내부파이프(100), 내부파이프(100)의 표면을 원주방향으로 감싸고 복수의 코어부재(210)로 이루어진 중간지지부(200) 및 중간지지부(200)의 표면을 원주방향으로 감싸며 보강섬유로 이루어진 외부파이프(300)를 포함할 수 있다.The composite roller 20 according to the second embodiment of the present invention includes a cylindrical inner pipe 100 made of reinforcing fibers, a middle support member 210 surrounding the surface of the inner pipe 100 in a circumferential direction, And an outer pipe 300 that surrounds the surfaces of the intermediate support 200 and the intermediate support 200 in the circumferential direction and is made of reinforcement fibers.

내부파이프(100), 중간지지부(200) 및 외부파이프(300)는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재파이프(10)와 동일하여 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.The inner pipe 100, the intermediate support 200, and the outer pipe 300 are the same as those of the composite pipe 10 according to the first embodiment of the present invention, and a detailed description thereof will be omitted.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복합재 롤러(200)는 내부파이프(100) 양측에 삽입되는 베어링 지지부(400)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 7 and 8, the composite roller 200 according to the second embodiment of the present invention may include a bearing support 400 inserted into both sides of the inner pipe 100.

베어링 지지부(400)는 베어링 지지부(400)의 원주방향을 따라 복수 개가 형성되고 중간지지부(200)의 원주방향을 따라 복수개 형성된 중간지지부 홈부(220)에 삽입되어 고정되는 베어링 돌기(410), 베어링 지지부(400)의 일측에 베어링 지지부(400)의 원주방향을 따라서 원통형으로 형성되고 내부파이프(100)의 내부에 삽입되는 파이프삽입부(420) 및 베어링 지지부(400)의 타측에 형성되고 복합재 롤러(20)를 지지하는 베어링에 삽입되는 베어링삽입부(430)를 포함할 수 있다.The bearing support portion 400 includes a plurality of bearing protrusions 410 formed along the circumferential direction of the bearing support portion 400 and inserted and fixed in a plurality of intermediate support portion groove portions 220 formed along the circumferential direction of the intermediate support portion 200, A pipe insertion portion 420 formed on one side of the support portion 400 and formed in a cylindrical shape along the circumferential direction of the bearing support portion 400 and inserted into the interior of the internal pipe 100 and a bearing portion 400 formed on the other side of the bearing support portion 400, And a bearing inserting portion 430 inserted into the bearing supporting the bearing 20.

베어링 지지부(400)의 베어링 돌기(410)와 파이프삽입부(420) 사이의 공간에 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복합재 롤러(20)의 내부파이프(100)가 삽입될 수있다. 또한, 동시에, 베어링 돌기(410)는 중간지지부 홈부(220)에 삽입되고 결합됨으로써 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복합재 롤러(20)를 형성할 수 있다.The inner pipe 100 of the composite roller 20 according to the second embodiment of the present invention can be inserted into a space between the bearing protrusion 410 of the bearing support part 400 and the pipe insertion part 420. At the same time, the bearing protrusions 410 are inserted into and engaged with the intermediate support groove portion 220 to form the composite roller 20 according to the second embodiment of the present invention.

베어링 돌기(410)와 파이프삽입부(420)는 FRP-Metal 접착용 접착제가 도포되어, 베어링 지지부(400)가 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복합재 롤러(20)와 단단히 고정되도록 할 수 있다.
The bearing protrusions 410 and the pipe inserting portion 420 may be coated with an adhesive for FRP-metal bonding so that the bearing supporter 400 is firmly fixed to the composite roller 20 according to the second embodiment of the present invention .

다음으로, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 파이프 제조방법에 대하여 설명한다.Next, a composite pipe manufacturing method according to a first embodiment of the present invention will be described.

도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 파이프 제조방법에 대한 순서도이다.9 is a flowchart of a composite pipe manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 파이프 제조방법의 구체적인 실시예는 다음과 같다.A concrete embodiment of the composite pipe manufacturing method according to the first embodiment of the present invention is as follows.

먼저, 금형(900) 외부에 열경화성 수지가 함침된 보강섬유(800)를 임의의 각도로 와인딩(Winding)하는 필라멘트 와인딩(Filament Winding) 방법으로 섬유강화플라스틱(FRP) 내부파이프를 성형하고, 설계된 내부파이프 두께로 가공하는 단계(S100)를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.First, a fiber reinforced plastic (FRP) inner pipe is formed by a filament winding method that winds the reinforcing fiber 800 impregnated with a thermosetting resin to the outside of the mold 900 at an arbitrary angle, Step S100 of processing the pipe thickness will be described in detail as follows.

금형(900) 외부에 열경화성 수지가 함침된 보강섬유(800)를 임의의 와인딩 각도(DW)로 원하는 와인딩 두께(TW)까지 와인딩한 후 열경화성 수지의 경화온도에서 열경화성 수지를 경화시켜 원통형의 섬유강화플라스틱을 제조한다. 원통형 튜브형상인 섬유강화플라스틱을 금형(900)에서 탈형한다. 다음으로, 원통형 튜브 형상의 탈형된 섬유강화플라스틱을 원하는 외경(ODIT) 및 두께(TIT)로 가공하여 내부파이프(100)을 제조한다. 이때, 금형(900)의 외경은 내부파이프(100)의 내경(IDIT)과 동일하다.The reinforcing fiber 800 impregnated with the thermosetting resin outside the mold 900 is wound up to a desired winding thickness T W at an arbitrary winding angle D W and the thermosetting resin is cured at the curing temperature of the thermosetting resin, Fiber-reinforced plastic. The cylindrical tubular fiber reinforced plastic is demolded from the mold 900. Next, the inner pipe 100 is manufactured by processing the deformed fiber-reinforced plastic having a cylindrical tube shape to a desired outer diameter (OD IT ) and a thickness (T IT ). At this time, the outer diameter of the mold 900 is equal to the inner diameter (ID IT ) of the inner pipe 100.

열경화성 수지가 함침된 보강섬유(800)는 유리섬유(Glass Fiber), 탄소섬유(Carbon Fiber), 아라미드섬유(Aramid Fiber) 중에서 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 또한, 열경화성 수지는 에폭시 수지(Epoxy Resin), 불포화폴리에스테르 수지(Unsaturated Polyester Resin), 비닐에스테르 수지(Vinylester Resin) 중에서 하나를 선택하여 사용할 수 있다.The reinforcing fiber 800 impregnated with the thermosetting resin may be selected from at least one of glass fiber, carbon fiber, and aramid fiber. The thermosetting resin may be selected from among epoxy resin, unsaturated polyester resin and vinyl ester resin.

열경화성 수지가 함침된 보강섬유(800)를 와인딩하는 와인딩 각도(DW)는 30도 보다 크거나 같고 90도 보다 작은게 바람직하다.The winding angle (D W ) for winding the reinforcing fiber 800 impregnated with the thermosetting resin is preferably greater than or equal to 30 degrees and less than 90 degrees.

와인딩 두께(TW)는 내부파이프 두께(TIT) 보다 0.5mm 이상과 같거나 큰 것이 바람직하다. 금형(900)에서 탈형된 섬유강화플라스틱은 외경쪽 표면이 열경화성 수지가 함침된 보강섬유(800)의 와인딩에 의하여 울퉁불퉁하고 외경쪽에 기포가 다수 존재하기 때문에, 탈형된 섬유강화플라스틱의 외경쪽 표면을 0.5mm 이상 절삭하여 표면을 매끄럽게 가공할 수 있다.The winding thickness (T W ) is preferably equal to or greater than 0.5 mm greater than the inner pipe thickness (T IT ). Since the outer surface of the fiber reinforced plastic demolded from the mold 900 is rugged due to the winding of the reinforcing fiber 800 impregnated with the thermosetting resin and many bubbles exist on the outer diameter side, The surface can be machined smoothly by cutting more than 0.5mm.

다음으로, 복합재 파이프의 자체하중 및 외부의 굽힘하중에 의한 복합재 파이프의 처짐량을 최소화하기 위하여 복합재 파이프 내부에 형성되는 코어부재(210)를 인발성형법(Pultrusion Process)으로 성형하는 단계(S200)를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Next, a step S200 of molding the core member 210 formed in the composite pipe by a pulling process is performed to minimize the deflection amount of the composite pipe due to the self-load of the composite pipe and the external bending load. As follows.

인발성형법은 제품의 길이방향으로 보강섬유가 배향되게 하면서 제품을 연속적으로 성형하는 대량생산방법이다. 주로 관, 봉, 각관, H빔, I빔 등의 어느 한 형상이 연속적으로 계속되는 제품을 생산하는데 적합하다.The drawing and forming method is a mass production method for continuously forming a product while orienting reinforcing fibers in the longitudinal direction of the product. It is suitable for producing a product in which one shape such as a tube, a rod, a tube, an H beam, an I beam, etc. is continuously continued.

인발성형법은 제품의 길이방향으로 보강섬유가 배향되기 때문에 길이방향의 직각방향에서 작용하는 하중에 대하여 보강섬유가 가지는 강도 및 강성이 최대한 반영되어 하중에 의한 처짐량을 최소화할 수 있다.Since the reinforcing fiber is oriented in the longitudinal direction of the product, the draw-forming method can minimize the deflection due to the load by maximally reflecting the strength and rigidity of the reinforcing fiber against the load acting in the direction perpendicular to the longitudinal direction.

코어부재(210)의 단면 형상을 성형할 수 있는 인발성형몰드를 준비한다. 인발성형몰드의 코어부재 단면형상 내부로 보강섬유와 열경화성수지를 인입시킨다. 외부의 열원에 의하여 열경화성수지의 경화온도까지 인발성형몰드를 가열시켜 온도를 유지함과 동시에, 인발성형몰드 후단의 인발기에 의하여 경화된 코어부재(210)를 연속적으로 끌어당겨 인발성형몰드에서 탈형시킨다.A drawing-forming mold capable of molding the cross-sectional shape of the core member 210 is prepared. The reinforcing fibers and the thermosetting resin are introduced into the cross-sectional shape of the core member of the drawing-forming mold. The drawing mold is heated up to the curing temperature of the thermosetting resin by an external heat source to maintain the temperature and the core member 210 hardened by the drawing machine at the rear end of the drawing forming mold is continuously pulled out and demoulded in the drawing forming mold.

보강섬유로 탄소섬유(Carbon Fiber), 유리섬유 (Glass Fiber), 아라미드섬유(Aramid Fiber) 중에서 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 특히, 코어부재(210)는 복합재 파이프의 강성을 강화시키기 위한 것이기 때문에 복합재 파이프의 강성요구조건에 따라 탄성계수 230GPa의 범용 탄소섬유, 탄성계수 290GPa의 중성능 탄소섬유, 탄성계수 350GPa 이상의 고강성(High modulous) 탄소섬유를 선택적으로 사용할 수 있다.At least one of carbon fiber, glass fiber, and aramid fiber may be used as the reinforcing fiber. Particularly, since the core member 210 is intended to enhance the rigidity of the composite pipe, it is preferable to use a general-purpose carbon fiber having an elastic modulus of 230 GPa, a neutral carbon fiber having an elastic modulus of 290 GPa, a high- High modulo-carbon fiber can be selectively used.

또한, 열경화성 수지는 에폭시 수지(Epoxy Resin), 불포화폴리에스테르 수지(Unsaturated Polyester Resin), 비닐에스테르 수지(Vinylester Resin) 중에서 하나를 선택하여 사용할 수 있다.The thermosetting resin may be selected from among epoxy resin, unsaturated polyester resin and vinyl ester resin.

다음으로, 내부파이프(100) 외부에 복수의 코어부재(210)를 결합하여 중간지지부(200)를 형성하는 단계(S300)를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Next, a step S300 of forming the intermediate supporting part 200 by joining a plurality of core members 210 to the outside of the inner pipe 100 will be described in detail.

도 3 및 도 4를 참조하면, 내부 파이프(100) 외부에 복수의 코어부재(210)를 결합하여 중간지지부(200)를 형성할 수 있다. 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 파이프는 중간지지부(200)가 코어부재(210) 4개가 결합되어 원형 형상을 형성한다. 그러나, 복합재 파이프(10)의 외경 및 요구강성에 따라 2개, 3개, 4개, 5개 등 n+1(n=1,2,3,...)개의 코어부재(210)를 결합하여 원통형 형상을 형성할 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4, a plurality of core members 210 may be coupled to the outside of the inner pipe 100 to form the intermediate support 200. In the composite pipe according to the first embodiment of the present invention, the intermediate support portion 200 is combined with the four core members 210 to form a circular shape. However, depending on the outer diameter and the required rigidity of the composite pipe 10, the number of the core members 210 of n + 1 (n = 1, 2, 3, ...) such as 2, 3, 4, So that a cylindrical shape can be formed.

내부파이프(100)와 중간지지부(200)의 결합을 위하여 필요할 경우 내부파이프(100)와 중간지지부(200)가 접하는 부위에 접착제를 도포하여 접착할 수 있다.An adhesive may be applied and adhered to a portion where the inner pipe 100 and the intermediate support 200 are in contact with each other, if necessary, for joining the inner pipe 100 and the intermediate support 200.

다음으로, 중간지지부(200) 외부에 열경화성 수지가 함침된 보강섬유(800)를 임의의 각도로 와인딩(Winding)하는 필라멘트 와인딩(Filament Winding) 방법으로 섬유강화플라스틱(FRP)으로 형성된 외부 파이프(300)를 성형하는 단계(S400)를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The outer pipe 300 formed of fiber reinforced plastic (FRP) is formed by a filament winding method in which the reinforcing fiber 800 impregnated with the thermosetting resin is winded at an arbitrary angle to the outside of the intermediate support part 200. [ (S400) will be described in detail as follows.

중간지지부(200) 외부에 열경화성 수지가 함침된 보강섬유(800)를 임의의 와인딩 각도(DW)로 원하는 와인딩 두께(TW)까지 와인딩한다. 이후에, 열경화성 수지의 경화온도에서 수지를 경화시켜서 섬유강화플라스틱을 제조한다. 다음으로 원통형의 섬유강화플라스틱을 설계된 외부파이프 두께(TOT)로 가공하여 외부파이프(300)를 완성한다.The reinforcing fiber 800 in which the thermosetting resin is impregnated to the outside of the intermediate supporting part 200 is wound up to a desired winding thickness T W at an arbitrary winding angle D W. Thereafter, the resin is cured at the curing temperature of the thermosetting resin to prepare the fiber-reinforced plastic. Next, the cylindrical fiber-reinforced plastic is processed to the designed outer pipe thickness (T OT ) to complete the outer pipe 300.

이때, 중간지지부(200)의 코어부재(210)와 외부파이프(300)는 보강섬유에 함침된 열경화성 수지에 의하여 단단히 결합될 수 있다.At this time, the core member 210 and the outer pipe 300 of the intermediate supporting part 200 can be tightly bonded by the thermosetting resin impregnated in the reinforcing fiber.

열경화성 수지가 함침된 보강섬유(800)는 유리섬유 (Glass Fiber), 탄소섬유(Carbon Fiber), 아라미드섬유(Aramid Fiber) 중에서 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있다.The reinforcing fiber 800 impregnated with the thermosetting resin may be selected from at least one of glass fiber, carbon fiber, and aramid fiber.

또한, 열경화성 수지는 에폭시 수지(Epoxy Resin), 불포화폴리에스테르 수지(Unsaturated Polyester Resin), 비닐에스테르 수지(Vinylester Resin) 중에서 하나를 선택하여 사용할 수 있다.The thermosetting resin may be selected from among epoxy resin, unsaturated polyester resin and vinyl ester resin.

열경화성 수지가 함침된 보강섬유(10)를 와인딩하는 와인딩 각도(DW)는 30도 보다 크거나 같고 90도 보다 작은게 바람직하다.The winding angle (D W ) at which the thermosetting resin-impregnated reinforcing fiber 10 is wound is preferably greater than or equal to 30 degrees and less than 90 degrees.

와인딩 두께(TW)는 외부파이프 두께(TOT) 보다 0.5mm 이상과 같거나 큰 것이 바람직하다. 중간지지부(200)위에 열경화성 수지가 함침된 보강섬유(800)를 와인딩하고 경화시킨 직후의 복합재 파이프(10)는 외경쪽 표면이 열경화성 수지가 함침된 보강섬유(800)의 와인딩에 의하여 울퉁불퉁하고 외경쪽에 기포가 다수 존재하기 때문에, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재 파이프(10)의 외경쪽 표면을 0.5mm 이상 절삭하여 표면을 매끄럽게 가공할 수 있다.The winding thickness (T W ) is preferably equal to or greater than 0.5 mm greater than the outer pipe thickness (T OT ). The composite pipe 10 immediately after winding and curing the reinforcing fiber 800 impregnated with the thermosetting resin on the intermediate support part 200 is roughened by the winding of the reinforcing fiber 800 impregnated with the thermosetting resin, A surface of the composite pipe 10 according to the first embodiment of the present invention can be machined smoothly by cutting the surface of the outer diameter side of the composite pipe 10 by at least 0.5 mm.

다음으로, 본 발명의 제 1 실싱예에 따른 복합재파이프의 사용환경 및 사용목적에 따라 고무(Rubber), 플라스틱(Plastics), 세라믹(Ceramic), 금속(Metal) 등을 추가적으로 코팅하고, 이후, 가공 및 연마할 수 있다(S500).
Next, rubber, plastic, ceramic, metal, or the like is additionally coated according to the use environment and the purpose of use of the composite pipe according to the first embodiment of the present invention, And polishing (S500).

다음으로, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복합재 롤러 제조방법에 대하여 설명한다.Next, a composite roller manufacturing method according to a second embodiment of the present invention will be described.

도 10는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복합재 롤러 제조방법에 대한 순서도이다.10 is a flowchart of a composite roller manufacturing method according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 복합재 롤러 제조방법의 구체적인 실시예는 다음과 같다.A concrete embodiment of the composite roller manufacturing method according to the second embodiment of the present invention is as follows.

먼저, 금형(900) 외부에 열경화성 수지가 함침된 보강섬유(800)를 임의의 각도로 와인딩(Winding)하는 필라멘트 와인딩(Filament Winding) 방법으로 섬유강화플라스틱(FRP) 내부파이프를 성형하고, 설계된 외경치수로 가공한다(S100').First, a fiber reinforced plastic (FRP) inner pipe is formed by a filament winding method in which reinforcing fiber 800 impregnated with a thermosetting resin is extruded outside mold 900 at an arbitrary angle, (S100 ').

다음으로, 코어부재(210)를 인발성형법(Pultrusion Process)으로 성형한다(S200').Next, the core member 210 is formed by a pultrusion process (S200 ').

다음으로, 내부파이프(100) 외부에 복수의 코어부재(210)를 결합하여 중간지지부(200)를 형성한다(S300').Next, a plurality of core members 210 are joined to the outside of the inner pipe 100 to form the intermediate support 200 (S300 ').

다음으로, 중간지지부(200) 외부에 열경화성 수지가 함침된 보강섬유(800)를 임의의 각도로 와인딩(Winding)하는 필라멘트 와인딩(Filament Winding) 방법으로 섬유강화플라스틱(FRP)으로 형성된 외부 파이프(300)를 성형한다(S400').The outer pipe 300 formed of fiber reinforced plastic (FRP) is formed by a filament winding method in which the reinforcing fiber 800 impregnated with the thermosetting resin is winded at an arbitrary angle to the outside of the intermediate support part 200. [ (S400 ').

여기에서, 내부파이프를 형성하는 단계(S100'), 코어부재를 형성하는 단계(S200'), 내부파이프 외부에 복수의 코어부재를 이용하여 중간지지부를 형성하는 단계(S300') 및 외부 파이프를 형성하는 단계(S400')는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복합재파이프 제조방법과 동일하여 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.Here, a step S100 'of forming an inner pipe, a step S200' of forming a core member, a step S300 'of forming an intermediate support part using a plurality of core members outside the inner pipe, (S400 ') is the same as the method for manufacturing a composite pipe according to the first embodiment of the present invention, and a detailed description thereof will be omitted.

다음으로, 복합재 롤러(20)의 양쪽에 베어링 지지부(400)를 결합하여 복합재 롤러를 완성한다(S600).Next, the bearing support portions 400 are coupled to both sides of the composite roller 20 to complete the composite roller (S600).

베어링 지지부(400)의 베어링 돌기(410)와 파이프삽입부(420) 사이의 공간에 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복합재 롤러(20)의 내부파이프(100)가 삽입될 수있다. 또한, 동시에, 베어링 돌기(410)는 중간지지부 홈부(220)에 삽입되고 결합됨으로써 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복합재 롤러(20)를 형성할 수 있다.The inner pipe 100 of the composite roller 20 according to the second embodiment of the present invention can be inserted into a space between the bearing protrusion 410 of the bearing support part 400 and the pipe insertion part 420. At the same time, the bearing protrusions 410 are inserted into and engaged with the intermediate support groove portion 220 to form the composite roller 20 according to the second embodiment of the present invention.

베어링 돌기(410)와 파이프삽입부(420)는 FRP-Metal 접착용 접착제가 도포되어, 베어링 지지부(400)가 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복합재 롤러(20)와 단단히 고정되도록 할 수 있다.The bearing protrusions 410 and the pipe inserting portion 420 may be coated with an adhesive for FRP-metal bonding so that the bearing supporter 400 is firmly fixed to the composite roller 20 according to the second embodiment of the present invention .

한편, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복합재 롤러의 최종 치수 및 밸런스를 맞추기 위하여 외부파이프(300) 외부 표면을 가공 및 연마하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복합재 롤러를 제조할 수 있다.Meanwhile, the composite roller according to the second embodiment of the present invention can be manufactured by machining and polishing the outer surface of the outer pipe 300 to match the final dimensions and balance of the composite roller according to the second embodiment of the present invention .

마지막으로, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복합재롤러의 사용환경 및 사용목적에 따라 고무(Rubber), 플라스틱(Plastics), 세라믹(Ceramic), 금속(Metal) 등을 추가적으로 코팅하고, 이후, 가공 및 연마할 수 있다(S700).Lastly, rubber, plastic, ceramic, metal or the like is additionally coated according to the environment and use of the composite roller according to the second embodiment of the present invention, And polishing (S700).

이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood. The embodiments described above are therefore to be considered in all respects as illustrative and not restrictive.

800 : 보강섬유 900 : 금형
10 : 복합재 파이프 20 : 복합재 롤러
100 : 내부 파이프 200 : 중간지지부
210 : 코어부재 211 : 핀부
212 : 홈부 213 : 코어지지부
214 : 코어외경부 220 : 중간지지부 홈부
300 : 외부 파이프 400 : 베어링 지지부
410 : 베어링 돌기 420 : 파이프삽입부
430 : 베어링삽입부800: reinforcing fiber 900: mold
10: Composite pipe 20: Composite roller
100: inner pipe 200: intermediate support
210: core member 211:
212: groove portion 213: core supporting portion
214: core outer diameter portion 220: intermediate support portion groove portion
300: outer pipe 400: bearing support
410: bearing protrusion 420: pipe insertion portion
430:

Claims (28)

열경화성 수지와 보강섬유로 이루어진 원통형의 내부파이프;
열경화성 수지와 보강섬유로 이루어지며, 상기 내부파이프의 표면을 원주방향으로 감싸고, 원주방향으로 나란히 배치되는 복수의 코어부재를 가지는 중간지지부 및
상기 중간지지부의 표면을 원주방향으로 감싸며 열경화성 수지와 보강섬유로 이루어진 외부파이프를 포함하고,
상기 코어부재는,
한 점을 중심으로 곡률반경을 가지고 굴곡진 코어외경부;
상기 코어외경부의 일측에 형성된 핀부;
상기 코어외경부 타측에 상기 핀부에 대응되게 형성되고 상기 핀부를 삽입할 수 있는 홈부 및
상기 코어외경부의 원주방향에 일정한 각도를 가지고 복수 개가 일자형상으로 형성된 코어지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재 파이프.
A cylindrical inner pipe made of a thermosetting resin and reinforcing fibers;
An intermediate support portion made of a thermosetting resin and reinforcing fibers and having a plurality of core members circumferentially surrounding the surface of the inner pipe and arranged side by side in the circumferential direction,
And an outer pipe which surrounds the surface of the intermediate support part in a circumferential direction and is made of a thermosetting resin and reinforcing fibers,
Wherein:
A curved core outer diameter portion having a radius of curvature around a point;
A fin portion formed on one side of the core outer diameter portion;
A groove portion that is formed on the other side of the core outer diameter portion to correspond to the fin portion and into which the pin portion can be inserted,
And a plurality of core supporting portions formed at a predetermined angle in the circumferential direction of the core outer diameter portion and formed in a straight shape.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 열경화성 수지와 보강섬유로 이루어진 원통형의 내부파이프;
열경화성 수지와 보강섬유로 이루어지며, 상기 내부파이프의 표면을 원주방향으로 감싸고, 원주방향으로 나란히 배치되는 복수의 코어부재를 가지는 중간지지부 및
상기 중간지지부의 표면을 원주방향으로 감싸며 열경화성 수지와 보강섬유로 이루어진 외부파이프 및
상기 내부파이프, 상기 중간지지부 및 상기 외부파이프가 결합된 복합재 파이프를 지지하는 베어링 지지부를 포함하고,
상기 코어부재는,
한 점을 중심으로 곡률반경을 가지고 굴곡진 코어외경부;
상기 코어외경부의 일측에 형성된 핀부;
상기 코어외경부 타측에 상기 핀부에 대응되게 형성되고 상기 핀부를 삽입할 수 있는 홈부 및
상기 코어외경부의 원주방향에 일정한 각도를 가지고 복수 개가 일자형상으로 형성된 코어지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재 롤러.
A cylindrical inner pipe made of a thermosetting resin and reinforcing fibers;
An intermediate support portion made of a thermosetting resin and reinforcing fibers and having a plurality of core members circumferentially surrounding the surface of the inner pipe and arranged side by side in the circumferential direction,
An outer pipe which surrounds the surface of the intermediate supporting portion in a circumferential direction and is made of a thermosetting resin and reinforcing fibers,
And a bearing support for supporting the composite pipe to which the inner pipe, the intermediate support, and the outer pipe are coupled,
Wherein:
A curved core outer diameter portion having a radius of curvature around a point;
A fin portion formed on one side of the core outer diameter portion;
A groove portion that is formed on the other side of the core outer diameter portion to correspond to the fin portion and into which the pin portion can be inserted,
And a plurality of core supporting portions formed at a predetermined angle in the circumferential direction of the core outer diameter portion in a straight line shape.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 8항에 있어서,
상기 베어링 지지부는,
상기 베어링 지지부의 원주방향을 따라 복수 개가 형성되고 중간지지부의 원주방향을 따라 복수개 형성된 중간지지부 홈부에 삽입되어 고정되는 베어링 돌기;
상기 베어링 지지부의 일측에 상기 베어링 지지부의 원주방향을 따라서 원통형으로 형성되고 상기 내부파이프의 내부에 삽입되는 파이프삽입부 및
상기 베어링 지지부의 타측에 형성되고 상기 복합재 롤러를 지지하는 베어링에 삽입되는 베어링삽입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재 롤러.
9. The method of claim 8,
The bearing support portion
A plurality of bearing protrusions formed along the circumferential direction of the bearing support portion and inserted and fixed in a plurality of intermediate support groove portions formed along the circumferential direction of the intermediate support portion;
A pipe inserting portion formed on one side of the bearing supporting portion and formed in a cylindrical shape along the circumferential direction of the bearing supporting portion and inserted into the inside pipe;
And a bearing insertion portion formed on the other side of the bearing support portion and inserted into a bearing supporting the composite roller.
삭제delete 금형 외부에 열경화성 수지가 함침된 보강섬유를 와인딩하고, 상기 열경화성 수지의 경화온도에서 열경화성 수지를 경화시켜 섬유강화플라스틱으로 구성된 내부파이프를 성형하고, 상기 내부파이프를 가공하는 단계;
길이방향으로 열경화성 수지와 보강섬유를 인발성형몰드에 인입시켜서 열경화성 수지를 경화시키는 인발성형법으로 코어부재를 성형하는 단계;
상기 내부파이프 외부에 복수의 상기 코어부재를 결합하여 중간지지부를 형성하는 단계 및
상기 중간지지부 외부에 열경화성 수지가 함침된 보강섬유를 와인딩하고, 상기 열경화성 수지의 경화온도에서 열경화성 수지를 경화시켜 섬유강화플라스틱으로 구성된 외부파이프를 성형하고, 상기 외부파이프를 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재파이프 제조방법.
Winding a reinforcing fiber impregnated with a thermosetting resin on the outside of the mold, curing the thermosetting resin at a curing temperature of the thermosetting resin to mold an inner pipe made of fiber reinforced plastic, and processing the inner pipe;
Forming a core member by a draw-forming method in which a thermosetting resin and a reinforcing fiber are drawn into a draw-forming mold in a longitudinal direction to cure the thermosetting resin;
Forming a middle support by joining a plurality of the core members to the outside of the inner pipe; and
Winding a reinforcing fiber impregnated with a thermosetting resin outside the intermediate support and curing the thermosetting resin at a curing temperature of the thermosetting resin to mold an outer pipe made of a fiber reinforced plastic and processing the outer pipe Wherein the composite pipe is manufactured by the method.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 금형 외부에 열경화성 수지가 함침된 보강섬유를 와인딩하고, 상기 열경화성 수지의 경화온도에서 열경화성 수지를 경화시켜 섬유강화플라스틱으로 구성된 내부파이프를 성형하고, 상기 내부파이프를 가공하는 단계;
길이방향으로 열경화성 수지와 보강섬유를 인발성형몰드에 인입시켜서 열경화성 수지를 경화시키는 인발성형법으로 코어부재를 성형하는 단계;
상기 내부파이프 외부에 복수의 상기 코어부재를 결합하여 중간지지부를 형성하는 단계 및
상기 중간지지부 외부에 열경화성 수지가 함침된 보강섬유를 와인딩하고, 상기 열경화성 수지의 경화온도에서 열경화성 수지를 경화시켜 섬유강화플라스틱으로 구성된 외부파이프를 성형하고, 상기 외부파이프를 가공하는 단계 및
상기 내부파이프, 상기 중간지지부 및 외부파이프가 결합된 복합재파이프 양쪽에 베어링 지지부를 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재롤러 제조방법.
Winding a reinforcing fiber impregnated with a thermosetting resin on the outside of the mold, curing the thermosetting resin at a curing temperature of the thermosetting resin to mold an inner pipe made of fiber reinforced plastic, and processing the inner pipe;
Forming a core member by a draw-forming method in which a thermosetting resin and a reinforcing fiber are drawn into a draw-forming mold in a longitudinal direction to cure the thermosetting resin;
Forming a middle support by joining a plurality of the core members to the outside of the inner pipe; and
Winding the reinforcing fiber impregnated with the thermosetting resin outside the intermediate support, curing the thermosetting resin at the curing temperature of the thermosetting resin to form an outer pipe made of fiber reinforced plastic, and processing the outer pipe;
And engaging a bearing support on both sides of the composite pipe to which the inner pipe, the intermediate support and the outer pipe are joined.
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