KR101839743B1 - Roof of automobile using carbon fiber prepreg and foam core and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 탄소섬유 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 탄소섬유 프리프레그에 폼코어를 결합하여 적층 공정을 단순화하고 강성을 향상시킨 탄소섬유 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an automobile loop using a carbon fiber prepreg and a foam core and a method of manufacturing the same, and more particularly to a carbon fiber prepreg having a carbon fiber prepreg and a carbon fiber prepreg, To an automobile loop using a foam core and a manufacturing method thereof.
최근 자동차, 항공기 분야에서는 연비를 향상시키고, 경량화를 위해 금속재료를 대체하는 플라스틱 복합재료에 대한 연구 개발이 활발히 진행중이다. 금속재료는 내열성이나 기계적 강도가 우수하지만 중량이 커서 연비 향상 또는 경량화에 단점이 있는 반면, 플라스틱재료는 금속재료보다 가벼우며 연비를 향상시킬 수 있다. 프리프레그(Prepreg)는 이러한 플라스틱재료 중 하나이며 섬유강화 복합재료용의 중간기재로, 강화섬유에 매트릭스 수지를 예비 함침하여 반 경화 상태로 성형한 재료이다. 프리프레그를 이용하여 생산된 복합재료는 타재료에 비해 강도, 강성도, 내식성, 피로수명, 내마모성, 내충격성, 경량화 등의 다양한 특성을 개선할 수 있다. Recently, in the fields of automobiles and airplanes, research and development on plastic composite materials, which replace metal materials in order to improve fuel economy and lighten weight, are actively underway. Metal materials have excellent heat resistance and mechanical strength, but they are heavy in weight and have a disadvantage in improving fuel economy or light weight, while plastic materials are lighter than metal materials and can improve fuel economy. Prepreg is one of these plastic materials and is an intermediate substrate for fiber-reinforced composite materials, which is preliminarily impregnated with a matrix resin into reinforcing fibers and molded into a semi-cured state. The composite material produced using the prepreg can improve various properties such as strength, stiffness, corrosion resistance, fatigue life, abrasion resistance, impact resistance, and light weight as compared with other materials.
폼코어(Foam Core)는 주로 샌드위치 구조를 만드는데 사용하며 스킨으로는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드 섬유, 탄소섬유-아라미드 하이브리드 섬유, 탄소섬유-유리섬유 하이브리드 섬유, 베니어합판 등을 사용한다. 폼코어 소재로는 폴리스티렌(Polystyrene), 피브이씨 (PVC, Polyvinlycholride), 폴리우레탄 (Polyurethane), 폴리프로필렌 (Polypropylene), 폴리에틸렌 (Polyethylene), 페트 (PET, Polyethylenetherphthalete), 피엠아이 (PMI, Polymethacrylimide) 등이 사용된다. Foam Core is mainly used to make sandwich structure. Carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, carbon fiber-aramid hybrid fiber, carbon fiber-glass fiber hybrid fiber, and veneer plywood are used as skins. Examples of the foam core material include polystyrene, PVC, polyurethane, polypropylene, polyethylene, PET, polyethylenetherphthalate (PMI), and polymethacrylimide (PMI) Etc. are used.
한국등록특허 제10-1996-0000327호에서는 프리프레그를 적층하여 자동차의 경량화를 만족시키는 자동차 플라스틱 후드 및 루프에 대해 출원하였으며, 한국공개특허 제10-2017-0082163호 및 한국공개특허 제10-2016-00133605호에서는 프리프레그를 이용한 자동차 부품 보강재에 대한 출원을 하였으며, 한국공개특허 제10-2015-0044187호에서는 프리프레그를 이용하여 자동차 범퍼를 개발하여 출원하였다.Korean Patent No. 10-1996-0000327 filed a patent application for automobile plastic hoods and loops that satisfy the weight reduction of automobiles by laminating prepregs. Korean Patent Laid-Open Nos. 10-2017-0082163 and Korean Patent Laid- -00133605 filed an application for an automotive component reinforcing material using a prepreg, and in Korean Patent Laid-open No. 10-2015-0044187, an automobile bumper was developed and applied using a prepreg.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 프리프레그에 폼코어를 결합하여 적층곡면을 완화하고, 언더컷이 최소화되어 작업이 단순화된 탄소섬유 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an automobile loop using a carbon fiber prepreg and a foam core in which a foam core is joined to a prepreg to alleviate a laminated curved surface and the undercut is minimized, and a manufacturing method thereof.
본 발명의 또 다른 목적은 프리프레그에 폼코어를 적용하여 프리프레그와 몰드간의 밀착성을 높혀 루프 모서리의 표면 핀홀 현상을 최소화하는 것이다.Another object of the present invention is to improve the adhesion between the prepreg and the mold by applying a foam core to the prepreg, thereby minimizing the surface pinhole phenomenon of the loop edge.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해서, 탄소섬유 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프는 중앙부와, 상기 중앙부의 좌우에 상기 중앙부보다 높은 위치에 형성된 상단부를 지니며, 탄소섬유 프리프레그가 다층으로 적층되는 제1프리프레그층; 상기 제1프리프레그층의 상기 중앙부와 상기 상단부 사이에 각각 결합되는 폼코어층; 및 상기 제1프리프레그층과 상기 폼코어층을 덮으며, 탄소섬유 프리프레그가 다층으로 적층되는 제 2프리프레그층;을 포함한다.In order to achieve the above object, the automobile roof using the carbon fiber prepreg and the foam core has a central portion and an upper portion formed at a position higher than the central portion on the left and right sides of the central portion, A first prepreg layer to be laminated; A foam core layer coupled between the central portion and the upper end of the first prepreg layer, respectively; And a second prepreg layer covering the first prepreg layer and the foam core layer and having carbon fiber prepregs laminated in multiple layers.
상기 폼코어는 피엠아이(PMI,PolyMethacrylImide), 피브이씨(PVC,PolyVinlyChloride), 페트(PET,PolyEthyleneTerephthalete), 폴리스티렌(PolyStyrene), 폴리우레탄(Polyurethane), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene) 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.The foam core may be formed of a material such as PMI, PolyMethacrylImide, PVC, PolyVinyl Chloride, PET, PolyStyrene, Polyurethane, Polyethylene, Polypropylene, And at least one of them.
상기 탄소섬유 프리프레그는 탄소섬유가 에폭시 수지, 폴리에스테르수지, 열가소성수지 중 1종에 함침된 것을 특징으로 한다.The carbon fiber prepreg is characterized in that the carbon fiber is impregnated in one of an epoxy resin, a polyester resin and a thermoplastic resin.
상기 폼코어는 상기 제 2프리프레그층의 적층곡면을 완만하게 하기 위해 단면이 다각형인 다각 기둥형상인 것을 특징으로 한다.And the foam core is a polygonal columnar section having a polygonal cross-section in order to smooth the laminated curved surface of the second prepreg layer.
상기 폼코어의 단면인 다각형은 직각삼각형 또는 예각삼각형인 것을 특징으로 한다.And the polygon which is a cross section of the foam core is a right triangle or an acute angle triangle.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해서, 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차용 카본 루프의 제조방법은 몰드 및 폼코어 준비단계(S10); 상기 몰드에 탄소섬유 프리프레그를 적층하여 제 1프리프레그층을 형성하는 단계(S20); 상기 제1프리프레그층의 중앙부와 상단부 사이에 폼코어를 결합하는 단계(S30); 및 상기 제1프리프레그층과 상기 폼코어층을 덮도록 탄소섬유 프리프레그를 적층하여 제 2프리프레그층을 형성하는 단계(S40); 를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method of manufacturing a carbon loop for a vehicle using a prepreg and a foam core, comprising the steps of preparing a mold and a foam core (S10); (S20) forming a first prepreg layer by laminating a carbon fiber prepreg on the mold; (S30) coupling a foam core between a center portion and an upper end of the first prepreg layer; And forming a second prepreg layer by stacking a carbon fiber prepreg so as to cover the first prepreg layer and the foam core layer (S40); .
탄소섬유 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프의 제조방법은 상기 탄소섬유 프리프레그와 상기 폼코어를 적층한 루프를 진공포장하는 단계(S50); 상기 진공포장된 루프를 성형하는 단계(S60); 및 상기 성형된 루프를 탈형 후 사상 및 가공하는 단계(S70);를 추가로 포함한다.A method of manufacturing an automobile loop using a carbon fiber prepreg and a foam core includes the steps of: (S50) vacuum packing a loop formed by laminating the carbon fiber prepreg and the foam core; Molding the vacuum packed loop (S60); And a step (S70) of shaping and processing the shaped loop after demoulding.
상기 탄소섬유 프리프레그와 상기 폼코어를 적층한 루프를 진공포장하는 단계(S50)는 상기 제품에 이형필름을 도포하는 것을 특징으로 한다.The step (S50) of vacuum-packing a loop of the carbon fiber prepreg and the foam core laminated is characterized by coating the release film on the product.
상기 탄소섬유 프리프레그와 상기 폼코어를 적층한 루프를 진공포장하는 단계(S50) 단계는 진공포장을 용이하게 하기 위해 상기 이형필름의 상면에 브리더를 도포하는 것을 특징으로 한다.In the step S50 of vacuum packing the loop of the carbon fiber prepreg and the foam core laminated, a breather is applied to the upper surface of the release film to facilitate vacuum packaging.
상기 폼코어는 피엠아이(PMI,PolyMethacrylImide), 피브이씨(PVC,PolyVinlyChloride), 페트(PET,PolyEthyleneTerephthalete), 폴리스티렌(PolyStyrene), 폴리우레탄(Polyurethane), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene) 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.The foam core may be formed of a material such as PMI, PolyMethacrylImide, PVC, PolyVinyl Chloride, PET, PolyStyrene, Polyurethane, Polyethylene, Polypropylene, And at least one of them.
상기 폼코어는 상기 제 2프리프레그층의 적층곡면을 완만하게 하기 위해 단면이 다각형인 다각 기둥형상인 것을 특징으로 한다.And the foam core is a polygonal columnar section having a polygonal cross-section in order to smooth the laminated curved surface of the second prepreg layer.
상기 폼코어의 단면인 다각형은 직각삼각형 또는 예각삼각형인 것을 특징으로 한다.And the polygon which is a cross section of the foam core is a right triangle or an acute angle triangle.
상기 폼코어는 형상 가공 또는 금형을 이용하여 사출하여 형상제작된 것을 특징으로 한다.The foam core is formed by injection molding using a shape or a mold.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 탄소섬유 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프 및 이의 제조방법은 적층곡면을 완화하여 언더컷 부분과 루프 모서리 부분의 프리프레그 적층 공정을 단순화할 수 있다.As described above, the automobile loop using the carbon fiber prepreg and the foam core according to the present invention and the manufacturing method thereof can simplify the prepreg lamination process of the undercut portion and the loop corner portion by alleviating the laminated curved surface.
또한, 진공포장 작업을 용이하게 할 수 있다. Further, the vacuum packaging operation can be facilitated.
또한, 몰드와 프리프레그의 밀착성을 높혀 모서리 표면 핀홀 현상을 최소화 할 수 있다.In addition, the adhesion between the mold and the prepreg can be increased to minimize the pinhole phenomenon on the corner surface.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프를 도시한 단면도이며, (a)는 프리프레그와 폼코어를 적층하는 경우를 나타내고, (b)는 프리프레그만 적층하는 경우를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1(a)와 같이 적층되어 적층곡면이 완화된 탄소섬유 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프를 도시한 단면도이며, (a)는 프리프레그와 폼코어를 적층하는 경우를 나타내고, (b)는 프리프레그만 적층하는 경우를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3(a)와 같이 적층되어 적층곡면이 완화된 탄소섬유 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차용 루프의 제조방법의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공포장 단계를 도시한 단면도이며, (a)는 몰드 양단이 수직으로 돌출된 경우를 나타내고, (b)는 몰드 양단이 Z형으로 돌출된 경우를 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a cross-sectional view showing an automobile loop using a prepreg and a foam core according to a preferred embodiment of the present invention, wherein (a) shows a case where a prepreg and a foam core are laminated, (b) Fig.
2 is a view showing an automobile loop using a carbon fiber prepreg and a foam core in which a laminated curved surface is laminated as shown in Fig. 1 (a).
FIG. 3 is a sectional view showing an automobile loop using a prepreg and a foam core according to another preferred embodiment of the present invention, wherein (a) shows a case where a prepreg and a foam core are laminated, (b) And FIG.
FIG. 4 is a view showing an automobile loop using a carbon fiber prepreg and a foam core laminated as shown in FIG.
5 is a flowchart of a method of manufacturing an automobile loop using a prepreg and a foam core according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a vacuum packaging step according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 6 (a) shows a case where both ends of the mold protrude vertically, and FIG. 6 FIG.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.
아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. &Quot; and / or "include each and every combination of one or more of the mentioned items. ≪ RTI ID = 0.0 >
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. The terms " comprises "and / or" comprising "used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements in addition to the stated element.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프를 도시한 단면도이며, (a)는 프리프레그와 폼코어를 적층하는 경우를 나타내고, (b)는 프리프레그만 적층하는 경우를 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a cross-sectional view showing an automobile loop using a prepreg and a foam core according to a preferred embodiment of the present invention, wherein (a) shows a case where a prepreg and a foam core are laminated, (b) Fig.
도 1(a)를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄소섬유 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프는 제1프리프레그층(20), 폼코어층(30), 제2프리프레그층(40)을 포함한다. 1 (a), an automobile loop using a carbon fiber prepreg and a foam core according to a preferred embodiment of the present invention includes a
상기 제1프리프레그층(20)은 탄소섬유 프리프레그를 적층할 수 있는 몰드(10)가 필요하며, 상기 몰드(10)는 탄소섬유 프리프레그가 적층될 수 있도록 단단한 소재로 형성되고, 양단이 수직으로 돌출되어 있다. 상기 제1프리프레그층(20)은 중앙부(22)와, 상기 중앙부(22)의 좌우에 상기 중앙부(22)보다 높은 위치에 형성된 상단부(24)를 지니며, 탄소섬유 프리프레그가 다층으로 적층되어 형성된다. 더욱 상세하게는, 제1프리프레그층은 상기 중앙부(22)와 상단부(24)가 연결되도록 형성되며, 상기 중앙부(22)와 상단부(24)사이에는 직각의 모서리를 가진다. The
상기 탄소섬유 프리프레그는 탄소섬유가 에폭시 수지, 폴리에스테르수지, 열가소성수지 중 1종에 함침된 형태로서, 유동성을 지닌 프리프레그 형태이다. The carbon fiber prepreg is impregnated with one of epoxy resin, polyester resin and thermoplastic resin, and is in the form of a prepreg having fluidity.
상기 폼코어층(30)은 상기 중앙부(22)와 상기 상단부(24)사이에 각각 결합되며, 단면이 다각형인 다각 기둥형상의 폼코어로 형성된다. 바람직하게는 직각삼각형으로 형성되며, 상기 폼코어의 직각인 부분은 상기 제1프리프레그층(20)의 모서리부분과 결합된다. The
상기 폼코어는 피엠아이 (PMI, PolyMethacrylImide), 피브이씨 (PVC, PolyVinlyChloride), 페트 (PET, PolyEthyleneTerephthalete), 폴리스티렌(PolyStyrene), 폴리우레탄(Polyurethane), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene) 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다. The foam core may be formed of a material such as PMI, PolyMethacrylImide, PVC, PolyVinyl Chloride, PET, PolyStyrene, Polyurethane, Polyethylene, Polypropylene, And at least one of them.
상기 폼코어는 형상 가공 또는 금형을 이용하여 사출하여 형상제작된 것을 특징으로 한다.The foam core is formed by injection molding using a shape or a mold.
상기 제2프리프레그층(40)은 상기 제1프리프레그층(20)과 상기 폼코어층(30)을 덮도록 탄소섬유 프리프레그가 다층으로 적층되어 있다. 더욱 자세하게는 상기 중앙부(22), 상기 상단부(24), 상기 폼코어층(30) 빗면을 덮도록 적층되어 적층곡면 및 직각모서리를 완화하여 프리프레그 적층 및 진공포장 작업을 단순화할 수 있다. The
프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프는 상기 중앙부(22)의 중심을 기준으로 좌우대칭인 구조로 형성되는 것이 바람직하나 좌우대칭 구조가 아닌 경우도 있다.The automobile roof using the prepreg and the foam core is preferably formed symmetrically with respect to the center of the
도 1(b)는 폼코어층이 없이 프리프레그가 다층으로 적층되어 형성된 자동차 루프이다. 도 1(b)에 도시된 바와 같이 폼코어층이 없는 자동차루프는 양단의 모서리부분 작업이 어렵다는 단점이 있다.1 (b) is an automobile loop in which prepregs are stacked in multiple layers without a foam core layer. As shown in Fig. 1 (b), there is a disadvantage that it is difficult to work the corner portions at both ends of the automobile loop without the foam core layer.
도 2는 도 1(a)와 같이 적층되어 적층곡면이 완화된 탄소섬유 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프를 나타내는 도면이다. 2 is a view showing an automobile loop using a carbon fiber prepreg and a foam core in which a laminated curved surface is laminated as shown in Fig. 1 (a).
도 2를 참조하면 탄소섬유 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프는 단면이 직각삼각형인 삼각기둥 형상의 폼코어를 결합하여 적층곡면이 완화되어 프리프레그 적층 및 진공포장 작업이 단순화 될 수 있으며, 몰드(10)와 프리프레그의 밀착성을 높혀 모서리의 핀홀 발생을 줄일 수 있다. Referring to FIG. 2, an automobile roof using a carbon fiber prepreg and a foam core may be combined with a triangular prismatic foam core having a triangular cross section so that the laminated curved surface is alleviated to simplify prepreg lamination and vacuum packaging operations. It is possible to reduce the occurrence of pinholes at the edges by increasing the adhesion between the
도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프를 도시한 단면도이며, (a)는 프리프레그와 폼코어를 적층하는 경우를 나타내고, (b)는 프리프레그만 적층하는 경우를 나타내는 도면이다. FIG. 3 is a sectional view showing an automobile loop using a prepreg and a foam core according to another preferred embodiment of the present invention, wherein (a) shows a case where a prepreg and a foam core are laminated, (b) And FIG.
도 3(a)를 참조하면, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프는 제1프리프레그층(20), 폼코어층(30), 제2프리프레그층(40)을 포함한다. 3 (a), an automobile loop using a prepreg and a foam core according to another preferred embodiment of the present invention includes a
상기 제1프리프레그층(20)은 탄소섬유 프리프레그를 적층할 수 있는 몰드(10)가 필요하며, 상기 몰드(10)는 탄소섬유 프리프레그가 적층될 수 있도록 단단한 소재로 형성된다. 상기 몰드(10)는 양단이 Z형으로 돌출되며, 양단의 돌출부는 서로 다른방향으로 형성되어 있다.The
상기 제1프리프레그층(20)은 중앙부(22)와, 상기 중앙부(22)의 좌우에 상기 중앙부(22)보다 높은 위치에 형성된 상단부(24)를 지니며, 탄소섬유 프리프레그가 다층으로 적층되어 있다. 더욱 상세하게는, 제1프리프레그층은 상기 중앙부(22)와 상단부(24)가 연결되도록 형성되며, 상기 중앙부(22)와 상단부(24)사이에는 예각의 모서리를 가진다. The
상기 폼코어층(30)은 상기 중앙부(22)와 상기 상단부(24)사이에 각각 결합되며, 단면이 다각형인 다각 기둥형상이다. 바람직하게는 예각삼각형인 삼각기둥형상이며, 삼각기둥의 한 모서리부분이 상기 제1프리프레그층(20)의 모서리부분과 결합된다. The
상기 제2프리프레그층(40)은 상기 제1프리프레그층(20)과 상기 폼코어층(30)을 덮도록 탄소섬유 프리프레그가 다층으로 적층되어 있다. 더욱 자세하게는 상기 중앙부(22), 상기 상단부(24), 상기 폼코어층(30) 빗면을 덮도록 적층되어 적층곡면 및 예각모서리를 완화하여 프리프레그 적층 및 진공포장 작업을 단순화할 수 있고, 언더컷을 최소화 할 수 있다. The
도 3(b)는 폼코어층이 없이 프리프레그를 다층으로 적층되어 형성된 자동차 루프이다. 도 1(b)에 도시된 바와 같이 폼코어층이 없는 자동차루프는 양단 모서리의 언더컷 작업이 어렵다는 단점이 있다.3 (b) is an automobile loop formed by stacking prepregs in multiple layers without a foam core layer. As shown in Fig. 1 (b), a car roof without a foam core layer is disadvantageous in that it is difficult to undercut both edges.
도 4는 도 3(a)와 같이 적층되어 적층곡면이 완화된 탄소섬유 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프를 나타내는 도면이다. FIG. 4 is a view showing an automobile loop using a carbon fiber prepreg and a foam core laminated as shown in FIG.
도 4를 참조하면 탄소섬유 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프는 단면이 예각삼각형인 삼각기둥 형상의 폼코어를 결합하여 곡면이 완화되어 언더컷을 최소화하고 프리프레그 적층 및 진공포장 작업을 단순화할 수 있으며, 몰드와 프리프레그의 밀착성을 높혀 모서리의 핀홀 발생을 줄일 수 있다.Referring to FIG. 4, a car loop using a carbon fiber prepreg and a foam core combines a triangular prismatic foam core having an acute-angled triangle section to reduce the curved surface, minimizing the undercut and simplifying the prepreg lamination and vacuum packaging operations And the adhesion between the mold and the prepreg can be enhanced to reduce the occurrence of corner pinholes.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차용 루프의 제조방법의 순서도이다. 5 is a flowchart of a method of manufacturing an automobile loop using a prepreg and a foam core according to a preferred embodiment of the present invention.
먼저, 몰드 및 폼코어 준비단계(S10)이다. 단단한 재질이며, 양단이 수직 또는 Z형으로 돌출된 몰드(10)를 준비하고 상기 몰드(10)에 이형제를 도포한다. 이는, 상기 몰드(10)에 루프가 점착되는 것을 방지하고 용이하게 떨어질 수 있도록 하는 것이다. First, a mold and a foam core preparing step (S10). A
폼코어는 상기 몰드(10)의 양단 돌출부의 형태에 따라 단면이 직각삼각형이 또는 예각삼각형인 삼각 기둥형상으로 가공하거나 사출하여 준비한다.The foam core is processed into a triangular prism shape having a right triangle or an acute angle triangle according to the shape of protrusions at both ends of the
다음으로, 상기 몰드에 탄소섬유 프리프레그를 적층하여 제1프리프레그층을 형성하는 단계(S20)이다. 도 1 내지 도 4에서 상술한 바와 같이 상기 몰드(10)에 탄소섬유 프리프레그를 적층하되, 상기 중앙부(22)와 상기 중앙부(22)의 좌우에 상기 중앙부(22)보다 높은 위치에 형성된 상단부(24)를 지니도록 형성되며, 다층으로 적층되는 제1프리프레그층을 형성한다. Next, step (S20) of forming a first prepreg layer by laminating a carbon fiber prepreg on the mold. Carbon fiber prepregs are stacked on the
제1프리프레그층은 상기 중앙부(22)와 상단부(24)가 연결되도록 형성되며, 상기 중앙부(22)와 상단부(24)사이에는 상기 몰드(10)의 형태에 따라 직각 또는 예각의 모서리를 가진다. The first prepreg layer is formed such that the
다음으로, 상기 제1프리프레그층의 중앙부와 상단부 사이에 폼코어를 결합하는 단계(S30)이다. 폼코어는 상기 중앙부(22)와 상기 상단부(24)사이에 결합되며, 보다 상세하게는 상기 몰드(10)의 양단이 수직으로 돌출된 경우에는 단면이 직각삼각형인 삼각기둥이 결합되며, 상기 몰드(10)의 양단이 Z형으로 돌출된 경우에는 단면이 예각삼각형인 삼각기둥이 결합된다.Next, a step (S30) of joining a foam core between a center portion and an upper end portion of the first prepreg layer is performed. The foam core is coupled between the
다음으로, 상기 제1프리프레그층과 상기 폼코어층을 덮도록 탄소섬유 프리프레그를 적층하여 제2프리프레그층을 형성하는 단계(S40)이다. 상기 제2프리프레그층(40)은 상기 폼코어층(30)의 일면을 덮으며 적층되어 상기 제1프리프레그층(20)보다 적층곡면이 완화되어 적층이 용이하다. Next, a carbon prepreg is laminated to cover the first prepreg layer and the foam core layer to form a second prepreg layer (S40). The
다음으로, 상기 탄소섬유 프리프레그와 상기 폼코어를 적층한 루프를 진공포장하는 단계(S50)이다. Next, a step (S50) of vacuum packing the loop in which the carbon fiber prepreg and the foam core are laminated is performed.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공포장 단계를 도시한 단면도이며, (a)는 몰드 양단이 수직으로 돌출된 경우를 나타내고, (b)는 몰드 양단이 Z형으로 돌출된 경우를 나타내는 도면이다.FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a vacuum packaging step according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 6 (a) shows a case where both ends of the mold protrude vertically, and FIG. 6 FIG.
도 6을 참조하면, 탄소섬유 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프의 제조방법은 진공포장을 용이하게 하기 위해 이형필름(50), 브리더(60), 진공필름(70) 및 실란트테이프(80)를 포함한다.Referring to FIG. 6, a method of manufacturing an automobile loop using a carbon fiber prepreg and a foam core includes a release film 50, a breather 60, a vacuum film 70, and a sealant tape 80 to facilitate vacuum packaging. .
상기 이형필름(50)은 적층된 상기 루프 상면에 결합되며, 상기 이형필름(50)의 상면에는 브리더(60)가 결합된다. 상기 브리더(60)는 상기 진공필름(70)을 통해 내부 진공압이 전체적으로 균일하게 작용할 수 있도록 도와주는 것으로, 진공포장 시 공기의 통로가 된다. The release film 50 is bonded to the upper surface of the loop, and the breather 60 is coupled to the upper surface of the release film 50. The breather 60 helps the inner vacuum pressure to act uniformly throughout the vacuum film 70 and serves as a passage for air during vacuum packaging.
상기 진공필름(70)은 상기 몰드(10)와 상기 브리더(60)를 덮는 것으로, 상기 몰드(10)의 양단 돌출부에 결합되는 상기 실란트테이프(80)에 의해 고정되며, 진공포장 후 누설부분이 있는지 확인한다. The vacuum film 70 covers the
상기 탄소섬유 프리프레그와 상기 폼코어를 적층한 루프는 상기 탄소섬유 프리프레그와 상기 폼코어를 적층한 루프를 진공포장하는 단계(S50)를 포함하지 않을수도 있음은 물론이며, 상기 탄소섬유 프리프레그와 상기 폼코어를 적층한 루프를 진공포장하는 단계(S50) 진행 시, 상기 브리더(60) 또는 상기 이형필름(50)이 도포되지 않을수도 있음은 물론이다. The loop formed by laminating the carbon fiber prepreg and the foam core may not include the step S50 of vacuum packing the loop formed by laminating the carbon fiber prepreg and the foam core, The blower 60 or the release film 50 may not be applied during the vacuum packaging step S50 of the loop in which the foam cores are laminated.
다음은, 상기 진공포장 된 루프를 성형하는 단계(60)이다. 상기 진공포장 된 루프는 오토클레이브 작업을 통해 고온, 고압의 조건에서 성형된다. 이 때, 상기 제1프리프레그층(20), 상기 폼코어층(30), 상기 제2프리프레그층(40)은 코큐어링(Co-Curing)되어 루프가 형성된다. The following is a step (60) of molding the vacuum packed loop. The vacuum packed loop is molded under high temperature and high pressure conditions through an autoclave operation. At this time, the
마지막으로, 상기 성형된 루프를 탈형 후 사상 및 가공하는 단계(S70)이다. 상기 성형된 루프를 상기 몰드(10)에서 탈형한 후 사상 또는 미세가공하여 마무리 작업을 한다. Finally, the shaped loop is deformed and processed (S70) after demoulding. The molded loops are demoulded in the
탄소섬유 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프의 제조방법은 상술된 단계를 통해 제작된 상기 루프를 세척 후 포장하는 단계를 추가로 포함하며 제작된 상기 루프를 세척한 후, 포장하여 납품한다. The method of manufacturing an automobile loop using a carbon fiber prepreg and a foam core further includes a step of washing and packaging the loop fabricated through the steps described above, and the fabric is washed, packaged and delivered.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다. 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. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
10 : 몰드
20 : 제1프리프레그층
22 : 중앙부
24 : 상단부
30 : 폼코어층
40 : 제2프리프레그층
50 : 이형필름
60 : 브리더
70 : 진공필름
80 : 실란트테이프10: Mold
20: First prepreg layer
22:
24:
30: foam core layer
40: second prepreg layer
50: release film
60: Breather
70: Vacuum film
80: sealant tape
Claims (13)
중앙부와, 상기 중앙부의 좌우에 상기 중앙부보다 높은 위치에 형성된 상단부를 지니며, 탄소섬유 프리프레그가 다층으로 적층되는 제1프리프레그층;
상기 제1프리프레그층의 상기 중앙부와 상기 상단부 사이에 각각 결합되는 폼코어층; 및
상기 제1프리프레그층과 상기 폼코어층을 덮으며, 탄소섬유 프리프레그가 다층으로 적층되는 제 2프리프레그층;을 포함하되,
상기 폼코어는 상기 제 2프리프레그층의 적층곡면을 완만하게 하기 위해 단면이 직각삼각형 또는 예각삼각형의 기둥형상이며, 몰드와 프리프레그의 밀착력을 높여 핀홀 발생을 줄이는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프.In a car loop using a carbon fiber prepreg and a foam core,
A first prepreg layer having carbon fiber prepregs laminated in multiple layers, the carbon fiber prepregs having a central portion and upper ends formed on the left and right sides of the central portion higher than the central portion;
A foam core layer coupled between the central portion and the upper end of the first prepreg layer, respectively; And
And a second prepreg layer covering the first prepreg layer and the foam core layer and having carbon fiber prepregs laminated in multiple layers,
Wherein the foam core is formed in a columnar shape of a right triangle or acute angle triangle so that the cross-section of the foamed core of the second prepreg layer is gentle so as to increase the adhesion between the mold and the prepreg to reduce the occurrence of pinholes. And a car loop using a foam core.
상기 폼코어는 피엠아이(PMI,PolyMethacrylImide), 피브이씨(PVC,PolyVinlyChloride), 페트(PET,PolyEthyleneTerephthalete), 폴리스티렌(PolyStyrene), 폴리우레탄(Polyurethane), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene) 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프.The method according to claim 1,
The foam core may be formed of a material such as PMI, PolyMethacrylImide, PVC, PolyVinyl Chloride, PET, PolyStyrene, Polyurethane, Polyethylene, Polypropylene, Wherein the carbon fiber prepreg comprises at least one carbon fiber prepreg.
상기 탄소섬유 프리프레그는 탄소섬유가 에폭시 수지, 폴리에스테르수지, 열가소성수지 중 1종에 함침된 것을 특징으로 하는 탄소섬유 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프.The method according to claim 1,
Wherein the carbon fiber prepreg is impregnated with one of an epoxy resin, a polyester resin and a thermoplastic resin.
몰드 및 폼코어 준비단계(S10);
상기 몰드에 탄소섬유 프리프레그를 적층하여 제 1프리프레그층을 형성하는 단계(S20);
상기 제1프리프레그층의 중앙부와 상단부 사이에 폼코어를 결합하는 단계(S30); 및
상기 제1프리프레그층과 상기 폼코어층을 덮도록 탄소섬유 프리프레그를 적층하여 제 2프리프레그층을 형성하는 단계(S40); 를 포함하되,
상기 몰드 및 폼코어 준비단계(S10)는 중앙부와, 상기 중앙부의 좌우에 상기 중앙부보다 높은 위치에 형성된 상단부를 지니는 몰드 및 단면이 직각삼각형 또는 예각삼각형의 기둥형상인 폼코어를 준비하여, 적층곡면을 완화하고 몰드와 프리프레그의 밀착력을 높여 핀홀 발생을 줄이는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프의 제조방법.A method of manufacturing a carbon loop for a vehicle using a prepreg and a foam core,
Preparing a mold and a foam core (S10);
(S20) forming a first prepreg layer by laminating a carbon fiber prepreg on the mold;
(S30) coupling a foam core between a center portion and an upper end of the first prepreg layer; And
A step (S40) of forming a second prepreg layer by laminating a carbon fiber prepreg so as to cover the first prepreg layer and the foam core layer; , ≪ / RTI &
The mold and the foam core preparation step (S10) may include preparing a foam core having a center portion and a top portion formed at a position higher than the central portion on the right and left sides of the central portion and having a columnar shape of a right angle triangle or acute angle triangle, And increasing the adhesion between the mold and the prepreg to reduce the occurrence of pinholes, and a method for manufacturing an automobile loop using the carbon fiber prepreg and the foam core.
탄소섬유 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프의 제조방법은
상기 탄소섬유 프리프레그와 상기 폼코어를 적층한 루프를 진공포장하는 단계(S50);
상기 진공포장된 루프를 성형하는 단계(S60); 및
상기 성형된 루프를 탈형 후 사상 및 가공하는 단계(S70);를 추가로 포함하는 탄소섬유 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프의 제조방법.The method according to claim 6,
A method of manufacturing an automobile loop using a carbon fiber prepreg and a foam core
A step (S50) of vacuum-packing a loop in which the carbon fiber prepreg and the foam core are laminated;
Molding the vacuum packed loop (S60); And
(S70) a step of shaping and processing the shaped loop after demoulding the carbon fiber prepreg and the foam core.
상기 탄소섬유 프리프레그와 상기 폼코어를 적층한 루프를 진공포장하는 단계(S50)는 상기 가공된 루프에 이형필름을 도포하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프의 제조방법.8. The method of claim 7,
(S50) of vacuum-packing a loop in which the carbon fiber prepreg and the foam core are laminated is characterized in that a release film is applied to the fabricated loop, and a method for manufacturing an automobile loop using the foam core .
상기 탄소섬유 프리프레그와 상기 폼코어를 적층한 루프를 진공포장하는 단계(S50) 단계는 진공포장을 용이하게 하기 위해 상기 이형필름의 상면에 브리더를 도포하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프의 제조방법.9. The method of claim 8,
(S50) of vacuum-packing a loop of the carbon fiber prepreg and the foam core is performed by applying a breather to the upper surface of the release film to facilitate vacuum packaging. Method for manufacturing automotive roof using core.
상기 폼코어는 피엠아이(PMI,PolyMethacrylImide), 피브이씨(PVC,PolyVinlyChloride), 페트(PET,PolyEthyleneTerephthalete), 폴리스티렌(PolyStyrene), 폴리우레탄(Polyurethane), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene) 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프의 제조방법.The method according to claim 6,
The foam core may be formed of a material such as PMI, PolyMethacrylImide, PVC, PolyVinyl Chloride, PET, PolyStyrene, Polyurethane, Polyethylene, Polypropylene, Wherein the carbon fiber prepreg comprises a carbon fiber prepreg and a foam core.
상기 폼코어는 형상 가공 또는 금형을 이용하여 사출하여 형상제작된 것을 특징으로 하는 탄소섬유 프리프레그와 폼코어를 이용한 자동차 루프의 제조방법.The method according to claim 6,
Wherein the foam core is formed by injection molding using a mold or a mold. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
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