KR101861671B1

KR101861671B1 - 소재 성형장치

Info

Publication number: KR101861671B1
Application number: KR1020170052522A
Authority: KR
Inventors: 심우정; 김병규
Original assignee: 주식회사 새한산업
Priority date: 2017-04-24
Filing date: 2017-04-24
Publication date: 2018-05-29

Abstract

본 발명에 따른 소재 성형장치는, 복수 개의 금속소재와 탄소섬유 복합소재를 연속적으로 결합시키는 연속결합유닛; 상기 연속결합유닛의 후단에 배치되어, 상기 연속결합유닛에 의해 복수 개의 상기 금속소재와 탄소섬유 복합소재가 결합된 결합소재를 커팅하여 시트재로 만드는 커팅유닛; 및 상기 시트재를 온간프레스 성형하는 온간프레스 성형유닛;을 포함한다.

Description

소재 성형장치{APPARATUS FOR FORMING MATERIAL}

본 발명은 소재 성형장치로서, 소재를 성형하는 소재 성형장치에 관한 것이다.

최근에는 차체의 고강도 경량화의 추세에 따라 차체 소재로 금속판재 또는 비철금속판재뿐만 아니라 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastics)과 같은 탄소섬유 복합소재를 적용하는 사례가 빈번하다.

탄소섬유 복합소재는 강도, 탄성률, 경량성, 안정성이 우수하기 때문에, 높은 성능이 요구되는 항공이나 자동차 분야에서는 주요한 재료 중 하나로 각광받고 있으며, 경제적인 조건만 해결되면 향후 사용이 더욱 확대되고, 제조량이 비약적으로 증가할 것으로 기대된다.

특히, 자동차 산업에서의 탄소섬유 복합소재는 탄소섬유를 주로 에폭시나 플라스틱 등의 수지의 심으로 제조하여 많이 사용하는 추세이다. 즉, 탄소섬유 복합소재는 탄소섬유를 와인딩 모양이나 직물 모양으로 제조한 후, 수지류에 함침하여 경화시킨 것으로서, 고강도, 고탄성의 경량소재로 주목받고 있는 첨단 복합 재료이며, 비금속재이다.

이러한 탄소섬유 복합소재에서 수지류는 경도가 우수한 반면, 인장강도가 약해 쉽게 끊어지고, 탄소섬유는 인장강도가 높지만 굽힘 반발력이 없기 때문에 이 둘을 결합하는 것이다.

또한, 탄소섬유는 같은 부피의 스틸에 비해 1/4의 무게로 경량화가 가능하고, 인장강도는 10배나 강하여 강성확보에 유리하며, 성형성 역시 좋다는 이점이 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 탄소섬유 복합소재는 차체에 적용하기 위해서는, 이를 대체하기 어려운 부분에 적용되는 강판 또는 알루미늄 판재 등과 같은 금속소재에 접합하여 사용된다.

이에 대해 구체적으로 살펴보면, 비록 도면에 도시되지는 않았지만 먼저 스트립형태의 금속소재를 일정크기의 면적을 가지도록 절단하여 금속시트로 만들고, 아울러 스트립형태의 탄소섬유 복합소재를 상기 금속시트와 비슷한 면적을 가지도록 절단하여 탄소섬유 복합시트로 만든다.

이어서, 도 1에 도시된 바와 같이 작업자(W)가 금속시트(1)를 지지판(4)에 안착시킨 후, 금속시트(1)의 상면에 접착제(7)를 바른 다음, 탄소섬유 복합시트(2)를 금속시트(1)의 상면에 적층하여 서로 접착결합시킴으로써, 결합시트(3)를 만든다.

이후, 상기 결합시트(3)를 가열기기(8) 내부에 넣어서 일정 온도로 가열한 다음, 가열기기(8)에서 빼낸 후 프레스성형기기(9)에 넣어서 프레스 성형한다.

이러한 소재 성형공정은, 금속소재(11)와 탄소섬유 복합소재(12)를 시트형상인 금속시트(1)와 탄송섬유 복합시트로 만든 후 작업자가 수작업으로 결합시킴으로써, 비연속공정(배치고정, batch process) 및 수작업공정의 특성상 시간이 많이 들고 제품의 품질이 우수하지 않은 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제2016-0078170호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 금속소재와 탄소섬유 복합소재를 연속적으로 결합하여 성형하는 소재 성형장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 성형장치는, 복수 개의 금속소재와 탄소섬유 복합소재를 연속적으로 결합시키는 연속결합유닛; 상기 연속결합유닛의 후단에 배치되어, 상기 연속결합유닛에 의해 복수 개의 상기 금속소재와 탄소섬유 복합소재가 결합된 결합소재를 커팅하여 시트재로 만드는 커팅유닛; 및 상기 시트재를 온간프레스 성형하는 온간프레스 성형유닛;을 포함하며,
상기 연속결합유닛은, 복수 개의 상기 금속소재 중 하나인 제1 금속소재를 권출하는 제1 권출롤러; 복수 개의 상기 금속소재 중 다른 하나인 제2 금속소재를 권출하는 제2 권출롤러; 상기 제1 권출롤러와 제2 권출롤러 사이에 배치되어, 상기 탄소섬유 복합소재를 공급하는 복합소재 공급부; 상기 제1 권출롤러, 제2 권출롤러, 및 복합소재 공급부로부터 각각 공급된 상기 제1 금속소재, 탄소섬유 복합소재 및 제2 금속소재를 겹쳐서 적층소재로 만들면서 상기 적층소재를 1차 파형으로 성형하는 한 쌍의 제1 성형롤; 상기 1차 파형으로 성형된 상기 적층소재를 상기 1차 파형과 수직구조인 2차 파형으로 성형하여 상기 결합소재로 만드는 한 쌍의 제2 성형롤; 및 상기 제1 성형롤과 제2 성형롤이 상기 적층소재를 온간성형하도록, 상기 제1 성형롤과 제2 성형롤을 가열시키는 가열부재;를 구비하며,
상기 제2 성형롤은, 외면에 형성된 제2 골의 길이방향이 상기 제1 성형롤의 외면에 형성된 제1 골의 길이방향과 서로 수직이고, 상기 제1 금속소재, 탄소섬유 복합소재, 및 제2 금속소재가 한 쌍의 상기 제1 성형롤 사이를 통과한 방향으로 상기 제1 성형롤의 후단에 배치되어, 상기 제1 금속소재, 탄소섬유 복합소재, 및 제2 금속소재가 한 쌍의 상기 제1 성형롤 사이를 통과한 후 방향비전환하면서 연속적으로 한 쌍의 상기 제2 성형롤 사이를 통과하며,
상기 제1 성형롤과 제2 성형롤에 의해 성형되어 이루어진 상기 결합소재는, 측면 요철구조를 가지면서 상기 제1 금속소재, 탄성섬유 복합소재, 및 제2 금속소재의 전체부위가 서로 압착되어 결합된 구조를 이루며,
상기 가열부재는, 상기 제1 성형롤과 제2 성형롤 각각의 일측 회전축에 체결된 제1 베어링; 상기 제1 성형롤과 제2 성형롤 각각의 타측 회전축에 체결된 제2 베어링; 및 상기 제1 베어링과 제2 베어링에 각각 연결된 전기라인;을 구비하여, 상기 전기라인으로부터 공급된 전기가 상기 제1 베어링, 제1 성형롤, 및 제2 베어링을 통과하고, 상기 제1 베어링, 제2 성형롤, 및 제2 베어링을 통과하면서, 상기 제1 성형롤과 제2 성형롤이 회전하는 동안에도 전기전달매개체로서 상기 전기라인에 연결된 상기 제1 베어링 및 제2 베어링에 의해 상기 제1 성형롤과 제2 성형롤을 저항가열방식으로 가열한다.

삭제

아울러, 상기 제1 베어링과 제2 베어링 각각은 단열 및 절연재질로 이루어진 지지브라켓에 의해 감싸면서 지지되는 것일 수 있다.

삭제

이에 더하여, 상기 연속결합유닛은, 상기 제1 성형롤과 제2 성형롤 각각의 일측면에 이격되게 배치되어, 상기 제1 성형롤과 제2 성형롤 각각의 온도를 비접촉식으로 측정하는 비접촉식 온도센서; 및 상기 전기라인 및 비접촉식 온도센서와 전기적으로 연계되어, 상기 비접촉식 온도센서로부터 측정된 상기 제1 성형롤과 제2 성형롤 각각의 온도를 데이터로 하여 상기 전기라인을 통해 상기 제1 성형롤과 제2 성형롤 각각의 온도를 제어하는 컨트롤러;를 더 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 소재 성형장치는, 금속소재와 탄소섬유 복합소재를 요철구조로서 서로 걸림되도록 하여 연속적으로 결합시키는 연속결합유닛이 구성됨으로써, 금속소재와 탄소섬유 복합소재를 연속적으로 결합하면서 성형함에 따라, 빠른 시간 내에 연속적으로 부품을 생산하여 생산성을 높일 수 있고, 나아가 노동부하를 줄이고 부품 불량률을 최소화할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 종래기술에 따라 금속소재와 탄소섬유 복합소재가 결합된 후 성형되는 것을 나타낸 공정이다.
도 2는 본 발명의 따른 소재 성형장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 소재 성형장치에서 연속결합유닛의 제1 성형롤과 제2 성형롤을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 제1 성형롤과 제2 성형롤에 일 실시예에 따른 가열부재가 장착된 것을 도면이다.
도 5는 도 3의 제1 성형롤과 제2 성형롤에 다른 실시예에 따른 가열부재가 장착된 것을 도면이다.

이하, 본 발명의 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명하기로 한다. 각 도면의 구성요소들에 도면부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 따른 소재 성형장치를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 소재 성형장치에서 연속결합유닛의 제1 성형롤과 제2 성형롤을 나타낸 도면이며, 도 4는 도 3의 제1 성형롤과 제2 성형롤에 일 실시예에 따른 가열부재가 장착된 것을 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 소재 성형장치는 연속결합유닛(100), 커팅유닛(200), 및 프레스성형유닛을 포함한다.

여기에서, 상기 연속결합유닛(100)은 복수 개의 금속소재(11)와 탄소섬유 복합소재(12)를 연속적으로 결합시키도록 구성된다.

구체적으로, 상기 연속결합유닛(100)은 제1 권출롤러(110), 제2 권출롤러(120), 복합소재 공급부(130), 제1 성형롤(140), 제2 성형롤(150), 및 가열부재(160)를 구비할 수 있다.

이때, 상기 제1 권출롤러(110)는 복수 개의 금속소재(11) 중 하나인 제1 금속소재(11)를 권출하여 공급하는 구성으로서, 외주면에 감긴 스트립형상의 제1 금속소재(11)를 회전하면서 풀어낸다.

아울러, 상기 제2 권출롤러(120)는 복수 개의 금속소재(11) 중 다른 하나인 제2 금속소재(11)를 권출하여 공급하는 구성으로서, 외주면에 감긴 스트립형상의 제2 금속소재(11)를 회전하면서 풀어낸다.

또한, 상기 복합소재 공급부(130)는 제1 권출롤러(110)와 제2 권출롤러(120) 사이에 배치되어, 탄소섬유 복합소재(12)를 공급하는 구성으로서, 일례로서 회전구동하면서 상부에 안착된 스트립형상의 탄소섬유 복합소재(12)를 이동시키는 테이블롤러가 활용될 수 있으며, 이에 한정되지 않고 권출롤러와 같은 부재도 활용될 수 있다.

그리고, 상기 제1 성형롤(140)은 한 쌍이 제1 권출롤러(110), 제2 권출롤러(120), 및 복합소재 공급부(130) 보다 후단에 배치되어, 제1 권출롤러(110), 제2 권출롤러(120), 및 복합소재 공급부(130)로부터 각각 공급된 제1 금속소재(11), 탄소섬유 복합소재(12) 및 제2 금속소재(11)를 겹쳐서 적층소재(13)로 만들면서 상기 적층소재(13)를 1차 파형으로 성형한다.

아울러, 상기 제2 성형롤(150)은 한 쌍이 제1 성형롤(140)의 후단에 배치되어, 1차 파형으로 성형된 적층소재(13)를 1차 파형과 수직인 2차 파형으로 성형하여 결합소재(14)로 만든다.

이때, 상기 제1 성형롤(140)에 형성된 제1 골(140a)의 길이방향과 제2 성형롤(150)에 형성된 제2 골(150a)의 길이방향은 서로 수직인 구조를 취한다.

상술된 바와 같은 제1 성형롤(140)과 제2 성형롤(150)에 의해 제1 파형과 제2 파형이 연이어 형성되어 만들어진 결합소재(14)에 있어서, 길이방향을 따른 측면의 요철구조(T)는 상하가 교번되면서 연이어 배치되는 삼각형상 구조를 취하게 됨에 따라, 결합소재(14)에 포함된 제1 금속소재(11), 탄소섬유 복합소재(12), 및 제2 금속소재(11)가 서로 떨어지지 않고 견고하게 결합된 구조를 유지할 수 있다.

한편, 상기 가열부재(160)는 제1 성형롤(140)과 제2 성형롤(150)이 적층소재(13)를 온간성형하도록, 제1 성형롤(140)과 제2 성형롤(150)을 가열시키는 구조를 취한다.

상기 적층소재(13)에서 금속소재(11)는 냉간(실온)성형으로 성형이 잘 이루어지지만, 탄소섬유 복합소재(12)는 온간성형을 통해 성형이 잘 이루어지기 때문에, 제1 성형롤(140)과 제2 성형롤(150)을 가열하여 적층소재(13)를 온간성형할 수 있도록 한다.

구체적으로, 상기 가열부재(160)는 제1 베어링(161), 제2 베어링(162), 및 전기라인(163)을 구비할 수 있다.

여기에서, 상기 제1 베어링(161)은 제1 성형롤(140)과 제2 성형롤(150) 각각의 일측 회전축(141)(151)에 체결되는데, 즉 제1 성형롤(140)과 제2 성형롤(150) 각각의 일측 회전축(141)(151)이 제1 베어링(161)의 내륜에 삽입끼움되어 제1 베어링(161)의 내륜과 함께 회전되는 구조를 취할 수 있다.

또한, 상기 제2 베어링(162)은 제1 성형롤(140)과 제2 성형롤(150) 각각의 타측 회전축(142)(152)에 체결되는데, 즉 제1 성형롤(140)과 제2 성형롤(150) 각각의 타측 회전축(142)(152)이 제1 베어링(161)의 내륜에 삽입끼움되어 제1 베어링(161)의 내륜과 함께 회전되는 구조를 취할 수 있다.

아울러, 상기 전기라인(163)은 제1 베어링(161)과 제2 베어링(162) 각각에 연결되는데, 이에 따라 제1 베어링(161) 측 전기라인(163)으로부터 전기가 공급되어 제1 베어링(161), 제1 성형롤(140) 또는 제2 성형롤(150), 및 제2 베어링(162)으로 흘러서 최종적으로 제2 베어링(162) 측 전기라인(163)을 통해 나갈 수 있고, 이와 반대로 제2 베어링(162) 측 전기라인(163)으로부터 전기가 공급되어 제2 베어링(162), 제1 성형롤(140) 또는 제2 성형롤(150), 및 제1 베어링(161)으로 흘러서 최종적으로 제1 베어링(161) 측 전기라인(163)을 통해 나갈 수도 있다.

이때, 이와 같이 흐르는 전기가 제1 성형롤(140) 또는 제2 성형롤(150)을 통과하면서 제1 성형롤(140) 또는 제2 성형을 저항가열방식으로 가열한다.

나아가, 상기 제1 베어링(161)과 제2 베어링(162)의 베어링구조 특성인 서로 독립적으로 회전가능한 내륜 및 회륜 구성으로 인하여, 제1 성형롤(140)과 제2 성형롤(150)이 회전하는 동안에도, 전기라인(163)으로부터 공급된 전기가 제1 베어링(161), 제1 성형롤(140), 및 제2 베어링(162)을 통과하고, 제1 베어링(161), 제2 성형롤(150), 및 제2 베어링(162)을 통과하면서, 제1 성형롤(140)과 제2 성형롤(150)을 가열할 수 있다.

상기와 같이, 상기 제1 베어링(161)과 제2 베어링(162)은 제1 성형롤(140)과 제2 성형롤(150)이 회전하는 동안에도 전기를 공급할 수 있도록 하는, 회전구성에서의 전기전달매개체로서 역할을 수행한다.

이에 더하여, 상기 제1 베어링(161)과 제2 베어링(162) 각각은 단열 및 절연재질로 이루어진 지지브라켓(164)에 의해 감싸면서 지지될 수 있다. 즉, 상기 지지브라켓(164)은 제1 베어링(161)과 제2 베어링(162)을 감싸서 지지하는 구조를 취하면서, 아울러 단열 및 절연기능을 가짐으로써 전기가 흐르고 가열된 제1 베어링(161)과 제2 베어링(162)이 외부의 구성 및 작업자에게 고열 및 전기로 피해를 주는 것을 방지하는 역할을 수행한다. 참고로, 상기 지지브라켓(164)은 비록 도면에 도시되지는 않았지만 지면 또는 다른 고정된 구조물에 연결되어 안정적인 위치고정구조를 취한다.

한편, 다른 실시예에 따른 가열부재(160)에 대해 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.

상기 가열부재(160)는 커버코일(168)과 전기라인(169)을 구비할 수 있다.

여기에서, 상기 커버코일(168)은 제1 성형롤(140)과 제2 성형롤(150) 각각의 일부분을 인접되게 이격되면서 감싸는 배치구조를 이루어, 복사열로 제1 성형롤(140)과 제2 성형롤(150)을 가열한다.

또한, 상기 전기라인(169)은 커버코일(168)에 연결된 구조를 취하여, 커버코일(168)에 전기를 공급하여 커버코일(168)을 가열함으로써, 커버코일(168)의 내측에 인접하게 이격배치된 제1 성형롤(140)과 제2 성형롤(150)에 복사열을 보낼 수 있도록 한다.

그리고, 상기 연속결합유닛(100)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 비접촉식 온도센서(170), 컨트롤러(C)를 구비할 수 있다.

여기에서, 상기 비접촉식 온도센서(170)는 제1 성형롤(140)과 제2 성형롤(150) 각각의 일측면에 이격되게 배치되어, 가변성형롤의 온도를 비접촉식으로 측정한다. 이러한 비접촉식 온도센서(170)는 일례로서 적외선 온도센서가 활용될 수 있으며, 본 발명에 의해 한정되지 않고 종래의 어떠한 비접촉방식의 온도센서도 활용될 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 컨트롤러(C)는 전기라인(163)(169) 및 비접촉식 온도센서(170)와 전기적으로 연계되어, 비접촉식 온도센서(170)로부터 측정된 제1 성형롤(140)과 제2 성형롤(150) 각각의 온도를 데이터로 하여 전기라인(163)(169)을 통해 제1 성형롤(140)과 제2 성형롤(150) 각각의 온도를 제어하는 역할을 수행한다.

구체적으로, 상기 컨트롤러(C)는 전기라인(163)(169)에 있는 전원부(E)와 전기적으로 연계되어, 비접촉식 온도센서(170)로부터 제공된 온도 측정치를 바탕으로 전원부(E)를 제어함으로써, 금속소재(11)와 탄소섬유 복합소재(12)가 적층된 적층소재(13)를 손상시키지 않으면서도 성형이 용이하게 이루어지도록 하는 최적의 온도로 온간성형할 수 있도록 한다.

상술된 바와 같이 구성되는 연속결합유닛(100)에 의해, 금속소재(11)와 탄소섬유 복합소재(12)를 연속적으로 아울러 수작업이 아닌 자동으로 결합하여 결합소재(14)로 만들 수 있음에 따라, 커팅유닛(200)에 의해 커팅되기 전의 결합소재(14)를 빠른 시간 내에 많은 양을 만들 수 있으며, 아울러 두 소재가 견고하게 결합되어 결합소재(14)의 불량률을 줄일 수 있다.

한편, 상기 커팅유닛(200)은 연속결합유닛(100)의 후단에 배치되어, 연속결합유닛(100)에 의해 복수 개의 금속소재(11)와 탄소섬유 복합소재(12)가 결합된 결합소재(14)를 커팅하여 시트재(15)로 만든다. 이러한 커팅유닛(200)은 본 발명에 의해 한정되지 않고 종래의 어떠한 커팅구성도 활용될 수 있음은 물론이다.

그리고, 상기 온간프레스 성형유닛(300)은 커팅유닛(200)의 후단에 배치되어 시트재(15)를 온간 프레스 성형한다. 이러한 온간프레스 성형유닛(300)은 본 발명에 의해 한정되지 않고 탄소섬유 복합소재(12)를 잘 성형할 수 있는 적정한 온도의 온간성형을 할 수 있는 종래의 어떠한 온간프레스 성형유닛(300)도 활용될 수 있음은 물론이다.

결과적으로, 본 발명에 따른 소재 성형장치는 금속소재(11)와 탄소섬유 복합소재(12)를 요철구조로서 서로 걸림되도록 하여 연속적으로 결합시키는 연속결합유닛(100)이 구성됨으로써, 금속소재(11)와 탄소섬유 복합소재(12)를 연속적으로 결합하면서 성형함에 따라, 빠른 시간 내에 연속적으로 부품을 생산하여 생산성을 높일 수 있고, 나아가 노동부하를 줄이고 부품 불량률을 최소화할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

11 : 금속소재 12 : 탄소섬유 복합소재
13 : 적층소재 14 : 결합소재
15 : 시트재
100 : 연속결합유닛 110 : 제1 권출롤러
120 : 제2 권출롤러 130 : 복합소재 공급부
140 : 제1 성형롤 140a : 제1 골
150 : 제2 성형롤 150a : 제2 골
160 : 가열부재 161 : 제1 베어링
162 : 제2 베어링 163 : 전기라인
164 : 지지브라켓 168 : 커버코일
169 : 전기라인 170 : 비접촉식 온도센서
C : 컨트롤러 E : 전원부
200 : 커팅유닛 300 : 온간프레스 성형유닛

Claims

복수 개의 금속소재와 탄소섬유 복합소재를 연속적으로 결합시키는 연속결합유닛; 상기 연속결합유닛의 후단에 배치되어, 상기 연속결합유닛에 의해 복수 개의 상기 금속소재와 탄소섬유 복합소재가 결합된 결합소재를 커팅하여 시트재로 만드는 커팅유닛; 및 상기 시트재를 온간프레스 성형하는 온간프레스 성형유닛;을 포함하며,
상기 연속결합유닛은, 복수 개의 상기 금속소재 중 하나인 제1 금속소재를 권출하는 제1 권출롤러; 복수 개의 상기 금속소재 중 다른 하나인 제2 금속소재를 권출하는 제2 권출롤러; 상기 제1 권출롤러와 제2 권출롤러 사이에 배치되어, 상기 탄소섬유 복합소재를 공급하는 복합소재 공급부; 상기 제1 권출롤러, 제2 권출롤러, 및 복합소재 공급부로부터 각각 공급된 상기 제1 금속소재, 탄소섬유 복합소재 및 제2 금속소재를 겹쳐서 적층소재로 만들면서 상기 적층소재를 1차 파형으로 성형하는 한 쌍의 제1 성형롤; 상기 1차 파형으로 성형된 상기 적층소재를 상기 1차 파형과 수직구조인 2차 파형으로 성형하여 상기 결합소재로 만드는 한 쌍의 제2 성형롤; 및 상기 제1 성형롤과 제2 성형롤이 상기 적층소재를 온간성형하도록, 상기 제1 성형롤과 제2 성형롤을 가열시키는 가열부재;를 구비하며,
상기 제2 성형롤은, 외면에 형성된 제2 골의 길이방향이 상기 제1 성형롤의 외면에 형성된 제1 골의 길이방향과 서로 수직이고, 상기 제1 금속소재, 탄소섬유 복합소재, 및 제2 금속소재가 한 쌍의 상기 제1 성형롤 사이를 통과한 방향으로 상기 제1 성형롤의 후단에 배치되어, 상기 제1 금속소재, 탄소섬유 복합소재, 및 제2 금속소재가 한 쌍의 상기 제1 성형롤 사이를 통과한 후 방향비전환하면서 연속적으로 한 쌍의 상기 제2 성형롤 사이를 통과하며,
상기 제1 성형롤과 제2 성형롤에 의해 성형되어 이루어진 상기 결합소재는, 측면 요철구조를 가지면서 상기 제1 금속소재, 탄성섬유 복합소재, 및 제2 금속소재의 전체부위가 서로 압착되어 결합된 구조를 이루며,
상기 가열부재는, 상기 제1 성형롤과 제2 성형롤 각각의 일측 회전축에 체결된 제1 베어링; 상기 제1 성형롤과 제2 성형롤 각각의 타측 회전축에 체결된 제2 베어링; 및 상기 제1 베어링과 제2 베어링에 각각 연결된 전기라인;을 구비하여, 상기 전기라인으로부터 공급된 전기가 상기 제1 베어링, 제1 성형롤, 및 제2 베어링을 통과하고, 상기 제1 베어링, 제2 성형롤, 및 제2 베어링을 통과하면서, 상기 제1 성형롤과 제2 성형롤이 회전하는 동안에도 전기전달매개체로서 상기 전기라인에 연결된 상기 제1 베어링 및 제2 베어링에 의해 상기 제1 성형롤과 제2 성형롤을 저항가열방식으로 가열하는 것을 특징으로 하는 소재 성형장치.
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제1항에 있어서,
상기 제1 베어링과 제2 베어링 각각은 단열 및 절연재질로 이루어진 지지브라켓에 의해 감싸면서 지지되는 것을 특징으로 하는 소재 성형장치.
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제1항에 있어서,
상기 연속결합유닛은,
상기 제1 성형롤과 제2 성형롤 각각의 일측면에 이격되게 배치되어, 상기 제1 성형롤과 제2 성형롤 각각의 온도를 비접촉식으로 측정하는 비접촉식 온도센서; 및
상기 전기라인 및 비접촉식 온도센서와 전기적으로 연계되어, 상기 비접촉식 온도센서로부터 측정된 상기 제1 성형롤과 제2 성형롤 각각의 온도를 데이터로 하여 상기 전기라인을 통해 상기 제1 성형롤과 제2 성형롤 각각의 온도를 제어하는 컨트롤러;
를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 소재 성형장치.