KR102026862B1 - Manufacturing device for large conical needle-punched preform - Google Patents

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Abstract

대형 원추형 프리폼을 제조하는 장치가 개시된다. 대형 원추형 프리폼의 제조 장치는, 회전력을 전달하기 위한 메인축, 원추형 프리폼을 제조하기 위한 원추형 소재의 일 단부에 구비되며, 상기 메인축과 결합되어서 회전 가능하게 구비되는 전방 플랜지, 상기 소재의 타 단부에 구비되며, 상기 전방 플랜지와 동일 각속도로 회전 가능하게 구비되는 후방 플랜지 및 상기 전방 플랜지와 상기 후방 플랜지 사이에 구비되어서 상기 메인축에서 전달되는 동력을 상기 전방 플랜지에서 상기 후방 플랜지로 전달하는 동력 전달축을 포함하여 구성된다.An apparatus for manufacturing a large conical preform is disclosed. An apparatus for manufacturing a large conical preform includes a main shaft for transmitting rotational force, a front flange provided at one end of a conical material for manufacturing a conical preform, and coupled to the main shaft to be rotatable, and the other end of the material. And a rear flange provided between the front flange and the rear flange and rotatably provided at the same angular speed as the front flange, so as to transfer power transmitted from the main shaft to the rear flange. It is configured to include an axis.

Description

대형 원추형 니들 펀칭 프리폼 제조 장치{MANUFACTURING DEVICE FOR LARGE CONICAL NEEDLE-PUNCHED PREFORM}Large Conical Needle Punching Preform Manufacturing Equipment {MANUFACTURING DEVICE FOR LARGE CONICAL NEEDLE-PUNCHED PREFORM}

아래의 실시 예는 대형 원추형의 프리폼을 제조하며 고강도의 프리폼을 제조하기 위한 대형 원추형 니들 펀칭 프리폼 제조 장치에 관한 것이다.The following embodiment relates to a large conical needle punching preform manufacturing apparatus for producing a large conical preform and to produce a high strength preform.

탄소섬유 등을 보강재로 하는 섬유강화 복합재료는 항공기나 우주구조물, 고급 스포츠용품 등에 적용되고, 최근에는 대량생산이 요구되는 자동차 부품 등으로 그 용도가 확대되고 있다.Fiber-reinforced composite materials using carbon fiber or the like as reinforcement materials have been applied to aircraft, space structures, high-end sports equipment, and the like.

이와 같은 섬유강화 복합재료의 특징으로는 일반적으로 비강도, 비강성이 높다는 것을 들 수 있다. 하지만 이들 성능이 발휘되는 것은 섬유강화의 방향으로 한정되고 있다. 섬유가 일 방향이나 2차원으로 배열된 직물을 적층한 복합재료에서는 두께 방향으로 섬유가 배열되지 않기 때문에 층간 전단 강도에 대한 보강이 되어 있지 않아, 그 강도가 섬유 방향에 비해 현저하게 낮다.Such a fiber-reinforced composite material is generally characterized by high specific strength and specific rigidity. However, these performances are limited in the direction of fiber reinforcement. In a composite material in which fibers are laminated in one direction or in two dimensions, the fibers are not arranged in the thickness direction so that the interlayer shear strength is not reinforced, and the strength is significantly lower than the fiber direction.

한편, 두꺼운 프리폼을 제조할 수 있는 대표적인 기술로서, 스티칭(stitching)과 니들 펀칭(needle punching)이 있다.On the other hand, representative techniques for producing thick preforms include stitching and needle punching.

스티칭은 2차원 직물을 여러 장 적층하고 두께 방향으로 바늘을 관통시킴으로써 전체를 결속시키는 기술이다. 그러나 스티칭으로는 25mm 이상의 두께를 스티칭하기가 어렵고, 바늘이 관통하면서 적층 직물의 섬유가 손상될 수 있다. 또한, 스티칭을 하기 위해서는 직물을 구성하는 섬유가 인성이 좋은 아라미드 섬유나 유리섬유로 그 재질이 제한된다.Stitching is a technique that binds the whole by laminating several two-dimensional fabrics and penetrating the needle in the thickness direction. However, stitching is difficult to stitch thicknesses greater than 25 mm, and the fibers of the laminated fabric can be damaged as the needle penetrates. In addition, in order to perform the stitching, the material constituting the fabric is limited to aramid fibers or glass fibers having good toughness.

일반적으로, 니들 펀칭은 바늘을 펀칭하여 평면으로 배열된 섬유들을 강제적으로 두께 방향으로 배열시켜서 아래층과 위층의 층간 결속시키는 기술로서, 저밀도 프리폼 제품과 군수용의 삭마재료 프리폼 제조에 널리 적용되고 있다. 니들 펀칭은, 적층을 계속하여 새로운 층과 그 아래층을 계속 결속을 시킬 수 있기 때문에 두꺼운 프리폼을 두께 제한 없이 경제적으로 제조 할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 계속적인 펀칭으로 인하여 면 내 섬유의 손상이 심하고, 사용할 수 있는 직물 형태도 주로 펠트처럼 불연속 섬유를 사용한 직물을 사용해야 하고, 층간 결속하는 두께 방향의 섬유량도 제한되기 때문에 제조된 프리폼의 기계적 특성이 떨어지는 단점이 있다.In general, needle punching is a technique for punching a needle to force the fibers arranged in a plane to be arranged in the thickness direction to bind the lower layer and the upper layer, which is widely applied in the manufacture of low density preform products and cutting material preforms for military use. Needle punching has the advantage of being able to manufacture thick preforms economically, without limiting the thickness, since the lamination can be continued to bond the new layer and the lower layer. However, due to continuous punching, the in-plane fibers are damaged, and the fabric type that can be used is mainly made of fabrics using discontinuous fibers, such as felt, and the amount of fibers in the thickness direction of interlayer bonding is also limited. This has the disadvantage of falling.

한편, 기존의 프리폼은 평평한 블록형태를 가공해서 사용되는 것이 대부분이어서, 직물 소재가 평면으로 공급되는 평판형 니들 펀칭 공정이 널리 알려져 있다. 그런데, 원추형의 프리폼을 제조하기 위해서는 소정의 맨드렐에 직물을 감으면서 니들 펀칭을 수행하게 된다. 그런데 기존의 니들 펀칭 공정에서는 니들이 프리폼을 관통하면서 맨드렐에 박히게 되는데, 이 과정에서 직물 역시 니들에 의해서 끌려 가서 맨드렐에 박히게 된다. 이로 인해, 프리폼을 탈형할 때, 맨드렐에 박힌 직물이 뜯겨지면서 프리폼 내면의 뜯김 현상과 그에 따른 손상이 발생될 수 있다. 이와 같이 뜯김 현상이 발생하게 되면, 대형 프리폼의 경우에는 프리폼의 층간 분리를 발생시킬 우려가 있다.On the other hand, the existing preforms are mostly used by processing a flat block shape, a flat needle punching process is widely known that the fabric material is supplied to the plane. However, in order to manufacture a conical preform, needle punching is performed while the fabric is wound around a predetermined mandrel. However, in the conventional needle punching process, the needle penetrates the preform and gets stuck in the mandrel. In this process, the fabric is also dragged by the needle and gets stuck in the mandrel. As a result, when demolding the preform, the fabric embedded in the mandrel may be torn, causing tearing of the inner surface of the preform and the resulting damage. When the tearing phenomenon occurs in this way, there is a fear that the interlayer separation of the preform in the case of large preforms.

실시 예들에 따르면, 니들 펀칭 기술을 이용하여 대형 원추형의 프리폼을 제조하기 위한 니들 펀칭 프리폼 제조 장치를 제공한다.According to embodiments, a needle punching preform manufacturing apparatus for manufacturing a large conical preform using a needle punching technique is provided.

실시 예들에서 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Problems to be solved in the embodiments are not limited to the above-mentioned problems, and other tasks not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상술한 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 실시 예들에 따르면, 대형 원추형 프리폼의 제조 장치는, 회전력을 전달하기 위한 메인축, 원추형 프리폼을 제조하기 위한 원추형 소재의 일 단부에 구비되며, 상기 메인축과 결합되어서 회전 가능하게 구비되는 전방 플랜지, 상기 소재의 타 단부에 구비되며, 상기 전방 플랜지와 동일 각속도로 회전 가능하게 구비되는 후방 플랜지 및 상기 전방 플랜지와 상기 후방 플랜지 사이에 구비되어서 상기 메인축에서 전달되는 동력을 상기 전방 플랜지에서 상기 후방 플랜지로 전달하는 동력 전달축을 포함하여 구성된다.According to embodiments for achieving the above-described problem, the manufacturing apparatus of a large cone-shaped preform, the main shaft for transmitting the rotational force, is provided at one end of the conical material for manufacturing the conical preform, the main shaft and A front flange that is coupled and rotatably provided, and is provided at the other end of the material, and is provided between the front flange and the rear flange and is provided between the front flange and the rear flange rotatably provided at the same angular speed as the front flange and transmitted from the main shaft. And a power transmission shaft for transmitting the power to the rear flange from the front flange.

일 측에 따르면, 상기 동력 전달축의 단부와 상기 소재 고정 플랜지 사이에는 동력 전달 기어가 구비되고, 상기 동력 전달 기어는 상기 전방 플랜지와 상기 후방 플랜지는 동일 각속도로 회전하도록 상기 전방 플랜지와 상기 후방 플랜지의 직경 비율에 따라 기어비가 조절된다.According to one side, a power transmission gear is provided between the end of the power transmission shaft and the material fixing flange, the power transmission gear of the front flange and the rear flange so that the front flange and the rear flange rotates at the same angular speed The gear ratio is adjusted according to the diameter ratio.

일 측에 따르면, 상기 전방 플랜지와 상기 후방 플랜지는 상기 소재의 양단을 압착링 또는 핀으로 고정할 수 있다.According to one side, the front flange and the rear flange can be fixed to both ends of the material with a pressing ring or pin.

일 측에 따르면, 상기 전방 플랜지와 상기 후방 플랜지 사이에는 원추형의 프리폼의 내주면을 지지하기 위한 원추형의 프리폼 고정부가 구비되고, 상기 프리폼 고정부에는 니들 펀칭 시 니들이 펀칭되는 방향을 따라 상기 니들이 흡수되는 니들 흡수부가 더 구비된다. 상기 니들 흡수부는, 소재의 니들 펀칭 시 니들이 소재를 관통하여 흡수되도록 형성되며, 고무나 경질스폰지를 포함하는 유연한 재질로 형성될 수 있다. 상기 니들 흡수부는, 상기 니들의 펀칭 방향을 따라 상기 니들의 단부와 상기 단부에서 가장 가까운 제1 미늘까지의 거리에 대응되거나 더 두꺼운 두께로 형성될 수 있다.According to one side, between the front flange and the rear flange is provided with a conical preform fixing portion for supporting the inner circumferential surface of the conical preform, the preform fixing portion of the needle is absorbed in the needle in the direction in which the needle is punched during needle punching The absorber is further provided. The needle absorbing portion may be formed so that the needle penetrates through the material when punching the needle of the material, and may be formed of a flexible material including rubber or hard sponge. The needle absorbing portion may be formed to have a thickness thicker or corresponding to a distance from an end of the needle to a first barb closest to the end in the punching direction of the needle.

이상에서 본 바와 같이, 실시 예들에 따르면, 니들 펀칭을 이용하여 대형 원추형의 프리폼을 제조할 수 있다. 또한, 니들 펀칭 시 프리폼의 탈형 시 내면에 뜯김이 없고 손상되는 것을 방지할 수 있어서, 민수용 또는 군수용에 적합한 대형 원추형 프리폼을 제조할 수 있다.As seen above, according to the embodiments, it is possible to manufacture a large cone-shaped preform using needle punching. In addition, the needle punching can be prevented from tearing the inner surface during the demold of the preform without deformation, it is possible to manufacture a large cone-shaped preform suitable for civil or military use.

일 실시 예에 따른 대형 원추형 니들 펀칭 프리폼 제조 장치의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effect of the large conical needle punching preform manufacturing apparatus according to an embodiment is not limited to those mentioned above, other effects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1과 도 2는 일 실시 예에 따른 대형 원추형 니들 펀칭 프리폼 제조 장치의 사시도들이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 대형 원추형 니들 펀칭 프리폼 제조 장치에서 니들의 사시도이다.
도 4는 일 실시 예에 따라 대형 원추형 프리폼을 제조하기 위한 소재의 사시도이다.
도 5는 일 실시 예에 따라 제조된 대형 원추형 프리폼의 사시도이다.The following drawings attached to this specification are illustrative of the preferred embodiment of the present invention, and together with the detailed description of the present invention serves to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention is limited to the matters described in such drawings It should not be construed as limited.
1 and 2 are perspective views of a large conical needle punching preform manufacturing apparatus according to an embodiment.
3 is a perspective view of a needle in a large conical needle punching preform manufacturing apparatus according to an embodiment.
4 is a perspective view of a material for manufacturing a large conical preform according to one embodiment.
5 is a perspective view of a large conical preform manufactured according to one embodiment.

이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible even if they are shown in different drawings. In addition, in describing the embodiment, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function interferes with the understanding of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only for distinguishing the components from other components, and the nature, order or order of the components are not limited by the terms. If a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, that component may be directly connected or connected to that other component, but between components It will be understood that may be "connected", "coupled" or "connected".

도 1과 도 2는 일 실시 예에 따른 대형 원추형 니들 펀칭 프리폼 제조 장치(10)를 설명하기 위한 사시도들이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 대형 원추형 니들 펀칭 프리폼 제조 장치(10)에서 니들(9)의 사시도이다. 그리고 도 4는 일 실시 예에 따라 대형 원추형 프리폼을 제조하기 위한 소재의 사시도이고, 도 5는 일 실시 예에 따라 제조된 대형 원추형 프리폼의 사시도이다.1 and 2 are perspective views for explaining the large conical needle punching preform manufacturing apparatus 10 according to an embodiment, Figure 3 is a needle (9) in the large conical needle punching preform manufacturing apparatus 10 according to an embodiment ) Is a perspective view. And FIG. 4 is a perspective view of a material for manufacturing a large conical preform according to one embodiment, and FIG. 5 is a perspective view of a large conical preform manufactured according to one embodiment.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 대형 원추형 니들 펀칭 프리폼 제조 장치(10)는 메인축(1), 한 쌍의 소재 고정 플랜지(2), 동력 전달축(3), 니들 흡수부(4), 동력 전달 기어(5), 고정축(6), 프리폼 고정부(7) 및 구조 보강판(8)을 포함하여 구성된다1 to 3, the large conical needle punching preform manufacturing apparatus 10 includes a main shaft 1, a pair of material fixing flanges 2, a power transmission shaft 3, a needle absorbing portion 4, And a power transmission gear 5, a fixed shaft 6, a preform fixing portion 7 and a structural reinforcement plate 8.

메인축(1)은 니들 펀칭 장비에 결합되는 부분으로, 프리폼 제조 장치(10)에 구동력을 전달하는 역할을 한다.The main shaft 1 is a part coupled to the needle punching equipment, and serves to transmit a driving force to the preform manufacturing apparatus 10.

소재 고정 플랜지(2)는 프리폼을 형성하기 위한 소재의 양 단부를 고정시키고, 회전시키는 역할을 한다. 소재 고정 플랜지(2)는, 소재의 일 단부에 구비되고, 메인축(1)에 결합되는 전방 플랜지(21)와, 소재의 타 단부에 구비되고 니들 펀칭 장비 측의 고정축(6)에 결합되는 후방 플랜지(22)로 이루어진다.The workpiece fixing flange 2 serves to fix and rotate both ends of the workpiece for forming the preform. The raw material fixing flange 2 is provided at one end of the raw material and is coupled to the front flange 21 coupled to the main shaft 1 and the fixed shaft 6 provided at the other end of the raw material and on the needle punching equipment side. Consisting of a rear flange 22.

전방 플랜지(21) 및 후방 플랜지(22)는 원판형으로 형성되며 서로 평행하게, 즉, 원추형의 프리폼의 높이 방향에 대해서 수직하게 구비된다. 그리고 전방 플랜지(21)와 후방 플랜지(22)의 크기는 제조하고자 하는 원추형 프리폼의 모선의 각도에 따라 비율이 결정된다.The front flange 21 and the rear flange 22 are formed in a disk shape and provided in parallel with each other, that is, perpendicular to the height direction of the conical preform. The ratio of the size of the front flange 21 and the rear flange 22 is determined according to the angle of the bus bar of the conical preform to be manufactured.

전방 플랜지(21)와 후방 플랜지(22)는 각각 소재의 단부를 압착 링이나 핀으로 고정시킨다.The front flange 21 and the rear flange 22 each secure the end of the workpiece with a crimp ring or pin.

동력 전달축(3)은 전방 플랜지(21)와 후방 플랜지(22) 사이에 구비되어서, 메인축(1)에서 전달되는 회전력을 전달함으로써 전방 플랜지(21)와 후방 플랜지(22)가 동시에 회전하도록 하며, 특히, 전방 플랜지(21)와 후방 플랜지(22)가 동일 각속도로 회전하도록 한다. 도 2를 참조하면, 전방 플랜지(21)에 메인축(1)이 결합되고, 메인축(1)이 회전함에 따라 전방 플랜지(21)가 회전하고, 동력 전달축(3)에 의해서 후방 플랜지(22)로 메인축(1)의 회전력이 전달된다. 이 때 전방 플랜지(21)와 후방 플랜지(22)는 동일한 각속도로 회전하면서 소재를 회전시키게 된다. 그리고 소재가 회전하면서 니들 펀칭 장비(미도시)에 의해서 니들 펀칭이 됨에 따라 원주 방향 또는 두께 방향으로의 섬유가 보강되어 층간 결착력이 향상되고, 크기가 큰 원추형의 프리폼을 제조할 수 있다.The power transmission shaft 3 is provided between the front flange 21 and the rear flange 22 to transmit the rotational force transmitted from the main shaft 1 so that the front flange 21 and the rear flange 22 rotate simultaneously. In particular, the front flange 21 and the rear flange 22 to rotate at the same angular speed. Referring to FIG. 2, the main shaft 1 is coupled to the front flange 21, the front flange 21 rotates as the main shaft 1 rotates, and the rear flange () is driven by the power transmission shaft 3. 22, the rotational force of the main shaft 1 is transmitted. At this time, the front flange 21 and the rear flange 22 rotates the material while rotating at the same angular velocity. As the material is rotated, needle punching is performed by a needle punching device (not shown), thereby reinforcing fibers in the circumferential direction or the thickness direction, thereby improving interlayer binding force, and manufacturing a large cone-shaped preform.

한편, 도면에서는, 동력 전달축(3)은 1개가 구비된 것으로 예시하였으나, 이는 일 예시에 불과한 것으로, 동력 전달축(3)은 소재 고정 플랜지(2)의 원주 방향에 대해서 180° 이격되어 한 쌍이 구비되는 것도 가능하다.On the other hand, in the drawings, the power transmission shaft 3 is illustrated as being provided with one, but this is only one example, the power transmission shaft 3 is spaced 180 degrees with respect to the circumferential direction of the material fixing flange (2) It is also possible that a pair is provided.

동력 전달 기어(5)는 동력 전달축(3)과 소재 고정 플랜지(2)를 회전 가능하도록 연결시킨다. 동력 전달 기어(5)는, 메인축(1)에 연결되는 전방 플랜지(21)와 동력 전달축(3)의 일 단을 연결시키는 제1 기어(51)와, 후방 플랜지(22)와 동력 전달축(3)의 타 단을 연결시키는 제2 기어(52)로 구성된다.The power transmission gear 5 rotatably connects the power transmission shaft 3 and the raw material fixing flange 2. The power transmission gear 5 includes a first gear 51 connecting the front flange 21 connected to the main shaft 1 and one end of the power transmission shaft 3, a rear flange 22, and a power transmission. It consists of a second gear 52 that connects the other end of the shaft (3).

제1 기어(51)와 제2 기어(52)는 전방 플랜지(21)와 후방 플랜지(22)가 동일 각속도로 회전할 수 있도록 그 기어비가 결정된다. 또한, 전방 플랜지(21)와 후방 플랜지(22)는 원추형의 프리폼을 제조하기 위해서는 그 직경이 다르게 형성되는데, 제1 기어(51)와 제2 기어(52)는 전방 플랜지(21)와 후방 플랜지(22)의 직경 비율에 따라 그 기어비가 결정된다.The gear ratio of the first gear 51 and the second gear 52 is determined so that the front flange 21 and the rear flange 22 can rotate at the same angular speed. In addition, the front flange 21 and the rear flange 22 is formed in a different diameter in order to produce a conical preform, the first gear 51 and the second gear 52 is the front flange 21 and the rear flange. The gear ratio is determined in accordance with the diameter ratio of (22).

니들 흡수부(4)는 프리폼 고정부(7)에 구비되며, 니들 펀칭 시 왕복 운동을 하는 니들(9)이 관통될 수 있도록 프리폼 고정부(7)의 표면에서 노출되도록 형성된다. 또한, 니들 흡수부(4)는 니들(9)의 뾰족한 끝부분이 관통되도록 형성되며, 고무나 경질스폰지 등의 유연한 재질로 형성된다.The needle absorbing part 4 is provided in the preform fixing part 7 and is formed to be exposed on the surface of the preform fixing part 7 so that the needle 9 reciprocating during needle punching can penetrate. In addition, the needle absorbing portion 4 is formed to penetrate the pointed end of the needle 9, it is formed of a flexible material such as rubber or hard sponge.

여기서, 도 3을 참조하면, 니들(9)은 원추형의 직경 방향으로 배치되어서 원추형의 원주 방향에 대해서 전후로 왕복 운동하도록 구비된다. 또한, 니들(9)은 단부에 소정의 미늘(91)(barb)이 형성된 형태를 가지며, 펀칭하는 방향을 따라 미늘(91)이 형성된다. 니들(9)이 펀칭하면 니들(9)이 섬유를 끌어내리고 니들(9)이 프리폼에서 빠질 때는 섬유가 빠지지 않게 된다.Here, referring to FIG. 3, the needles 9 are arranged in the radial direction of the conical shape so as to reciprocate back and forth with respect to the circumferential direction of the conical shape. In addition, the needle 9 has a form in which a predetermined barb 91 (barb) is formed at an end thereof, and a barb 91 is formed along a punching direction. When the needle 9 is punched, the needle 9 pulls down the fiber and when the needle 9 is pulled out of the preform, the fiber does not fall out.

또한, 니들 흡수부(4)는, 니들(9)의 미늘(91) 중 단부에서 제일 가까운 제1 미늘(91)의 위치까지는 흡수될 수 있도록 형성된다. 즉, 니들 흡수부(4)는 니들(9)이 펀칭되는 방향을 따라서 적어도 니들(9)의 단부에서 제1 미늘(91)까지의 거리(d)보다 큰 두께를 갖도록 형성된다. 니들 펀칭 시, 니들(9)이 소재를 관통하여 니들 흡수부(4)에 삽입됨으로써 맨드렐에 소재가 박히는 것을 방지할 수 있다.In addition, the needle absorbing portion 4 is formed to be absorbed to the position of the first barb 91 closest to the end of the barbs 91 of the needle 9. That is, the needle absorbing portion 4 is formed to have a thickness greater than the distance d from the end of the needle 9 to the first barb 91 along the direction in which the needle 9 is punched. When punching the needle, the needle 9 penetrates the material and is inserted into the needle absorbing portion 4, thereby preventing the material from getting stuck in the mandrel.

또한, 니들 펀칭은 수십 내지 수백 개의 니들(9)이 전후로 왕복 운동을 하면서 소재의 두께 방향으로의 층간 결속력을 부여하게 된다. 이에, 니들 흡수부(4)는 제조하고자 하는 프리폼의 원추형의 높이 방향을 따라 소정 길이를 갖는 바 형상을 가지며, 니들(9)이 박히는 면이 소정 폭 또는 너비를 갖는 바 형상으로 형성된다.In addition, needle punching imparts an interlayer binding force in the thickness direction of the material while reciprocating back and forth between tens and hundreds of needles 9. Accordingly, the needle absorbing portion 4 has a bar shape having a predetermined length along the height direction of the conical shape of the preform to be manufactured, and the surface on which the needle 9 is stuck is formed in a bar shape having a predetermined width or width.

고정축(6)은 소재 고정 플랜지(2)에서 메인축(1)과 반대쪽에 결합되며, 니들 펀칭 장비(미도시)의 심압대 부분에 장착된다. 또한, 고정축(6)에는 별도의 힘이 전달되지 않으며 니들 펀칭 공정 수행 시 고정되는 부분이다.The fixed shaft 6 is coupled to the opposite side of the main shaft 1 from the material fixing flange 2, and is mounted to the tailstock portion of the needle punching equipment (not shown). In addition, a separate force is not transmitted to the fixed shaft 6 and is a portion fixed when performing the needle punching process.

프리폼 고정부(7)는 니들 펀칭 시 회전 운동을 하는 소재의 형상을 유지시키고 원추형의 프리폼을 형성하기 위한 역할을 한다. 즉, 프리폼 고정부(7)는 소재의 내주면을 지지하는 역할을 하는 것으로, 프리폼 고정부(7)의 외주면에 소재가 감기거나 장착되어서 원추형의 프리폼을 형성하게 된다. 예를 들어, 도 4에 도시한 바와 같이, 소정의 부채꼴 형상을 갖는 소재를 프리폼 고정부(7)의 외주면에 장착하면 원추형의 프리폼을 제조할 수 있다.The preform fixing part 7 serves to maintain the shape of the material for the rotational movement during needle punching and to form a conical preform. That is, the preform fixing part 7 serves to support the inner circumferential surface of the material, and the material is wound or mounted on the outer circumferential surface of the preform fixing part 7 to form a conical preform. For example, as shown in FIG. 4, when a material having a predetermined fan shape is mounted on the outer circumferential surface of the preform fixing part 7, a conical preform can be manufactured.

또한, 프리폼 고정부(7)는 회전하지 않고 고정된 상태로 구비되며, 즉, 소재 고정 플랜지(2)가 회전하더라도 고정된 상태를 유지할 수 있도록 구비된다.In addition, the preform fixing part 7 is provided in a fixed state without rotation, that is, provided so as to maintain the fixed state even if the material fixing flange 2 rotates.

구조 보강판(8)은 프리폼 고정부(7)의 변형을 방지하는 역할을 한다. 예를 들어, 구조 보강판(8)은 프리폼 고정부(7)의 내주면을 지지하는 역할을 하는 것으로, 프리폼 고정부(7)의 원판 형태로 형성되어서 후방 플랜지(22)에 또는 후방 플랜지(22)와 가까운 위치에 구비될 수 있다. 다만, 이는 일 예시에 불과한 것으로, 구조 보강판(8)은 그 위치가 원추형의 높이 방향을 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 더불어, 원추형의 높이 방향을 따라서 일정 간격으로 복수개가 구비될 수 있다.The structural reinforcing plate 8 serves to prevent deformation of the preform fixing part 7. For example, the structural reinforcing plate 8 serves to support the inner circumferential surface of the preform fixing part 7, and is formed in the shape of a disc of the preform fixing part 7 to form the rear flange 22 or the rear flange 22. It may be provided at a position close to). However, this is only an example, and the structural reinforcing plate 8 may be changed in various positions along the height direction of the cone, and may be provided in plural at regular intervals along the height direction of the cone.

본 실시 예에 따른 대형 원추형 니들 펀칭 프리폼 제조 장치(10)는, 메인축(1)이 회전함에 따라, 메인축(1)과 결합된 전방 플랜지(21)가 회전하고, 제1 기어(51)와 동력 전달축(3) 및 제2 기어(52)를 통해 후방 플랜지(22)를 회전시키며, 전방 플랜지(21)와 후방 플랜지(22)가 동일 각속도로 회전하게 된다. 이와 같이, 메인축(1)의 회전력이 동력 전달축(3)과 동력 전달 기어(5)를 통해 소재 고정 플랜지(2)로 전달되고, 소재 고정 플랜지(2)가 회전함에 따라 프리폼을 회전시키게 된다. 대형 원추형 니들 펀칭 프리폼 제조 장치(10) 중 니들 흡수부(4)와 프리폼 고정부(7) 및 구조 보강판(8)은 고정된 상태로 유지되며, 고정축(6) 역시 별도의 힘이 전달되지 않고 고정된 상태로 유지된다. 즉, 본 실시 예에 따르면, 일 측이 메인축(1)에 의해서 회전하면서 구동되며, 타 측의 고정축(6)은 무부하 상태로 회전함에 따라 원추형의 프리폼을 제조하며, 프리폼 고정부(7)가 고정된 상태로 프리폼의 형태를 유지하게 된다.In the large conical needle punching preform manufacturing apparatus 10 according to the present embodiment, as the main shaft 1 rotates, the front flange 21 coupled with the main shaft 1 rotates, and the first gear 51. And rotate the rear flange 22 through the power transmission shaft 3 and the second gear 52, the front flange 21 and the rear flange 22 is rotated at the same angular speed. As such, the rotational force of the main shaft 1 is transmitted to the work fixing flange 2 through the power transmission shaft 3 and the power transmission gear 5, and rotates the preform as the work fixing flange 2 rotates. do. The needle absorbing portion 4, the preform fixing portion 7, and the structural reinforcing plate 8 of the large conical needle punching preform manufacturing apparatus 10 remain fixed, and the fixed shaft 6 also transmits a separate force. It remains fixed. That is, according to the present embodiment, one side is driven while rotating by the main shaft (1), the other fixed shaft (6) to produce a conical preform as it rotates in a no-load state, the preform fixing part (7) ) To maintain the shape of the preform.

니들 펀칭 공정이 완료된 후에는, 대형 원추형 니들 펀칭 프리폼 제조 장치(10)를 고정축(6) 쪽에서 니들 펀칭 장비(미도시)에서 제거한다. 다음으로, 대형 원추형 니들 펀칭 프리폼 제조 장치(10)를 수직으로 세우되, 후방 플랜지(22) 쪽이 하부가 되도록 세워서 프리폼을 빼내면 원추형 프리폼의 제조 공정이 완료된다. 이와 같이, 본 실시 예에 따른 대형 원추형 니들 펀칭 프리폼 제조 장치(10)로 제조된 원추형의 프리폼은, 도 5에 도시한 바와 같이, 내면에 전혀 뜯김이 없으며, 그에 따른 손상이 발생하지 않는다. 따라서, 내면 뜯김이 없으므로, 탈형 시 소요되는 시간과 비용을 획기적으로 절감할 수 있다.After the needle punching process is completed, the large conical needle punching preform manufacturing apparatus 10 is removed from the needle punching equipment (not shown) on the fixed shaft 6 side. Next, the vertical conical needle punching preform manufacturing apparatus 10 is erected vertically, but the rear flange 22 side is lowered to pull out the preform to complete the manufacturing process of the conical preform. As described above, the conical preform manufactured by the large-conical needle punching preform manufacturing apparatus 10 according to the present embodiment has no tear on the inner surface as shown in FIG. 5, and no damage occurs. Therefore, since there is no tearing on the inside, it is possible to drastically reduce the time and cost required for demolding.

또한, 실시 예들에 따르면, 간단한 방법으로 두께 방향의 섬유가 보강되어 층간 결착력이 향상되고, 두께가 두껍고 크기가 큰 대형 원추형 프리폼을 생산할 수 있다. 또한, 탈형 공정에서 프리폼 내면의 뜯김 또는 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있어서, 탈형 시 소요되는 시간과 비용을 획기적으로 절감할 수 있고, 민수용 또는 군수용에 적합한 대형 원추형 프리폼을 제조할 수 있다.In addition, according to the embodiments, the fiber in the thickness direction is reinforced by a simple method to improve the interlayer binding force, it is possible to produce a large conical preform thick and large size. In addition, it is possible to prevent the tearing or damage of the inner surface of the preform in the demolding process, it can significantly reduce the time and cost required for demolding, it is possible to manufacture a large cone-shaped preform suitable for civil or military use.

이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.Although the above embodiments have been described with reference to the limited embodiments and the drawings, those skilled in the art may make various modifications and variations from the above description. For example, the described techniques may be performed in a different order than the described method, and / or components of the described systems, structures, devices, circuits, etc. may be combined or combined in a different form than the described method, or other components. Or even if replaced or substituted by equivalents, an appropriate result can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims also fall within the scope of the claims that follow.

1: 메인축
2, 21, 22: 소재 고정 플랜지
3: 동력 전달축
4: 니들 흡수부
5, 51, 52: 동력 전달 기어
6: 고정축
7: 프리폼 고정부
8, 81, 82, 83: 구조 보강판
9: 니들
91: 미늘(barb)
d: 니들 끝에서 최초의 미늘까지의 거리
10: 대형 원추형 니들 펀칭 프리폼 제조 장치1: main shaft
2, 21, 22: material fixing flange
3: power transmission shaft
4: needle absorbing part
5, 51, 52: power transmission gear
6: fixed shaft
7: preform fixture
8, 81, 82, 83: structural reinforcement plate
9: needle
91: barb
d: distance from needle tip to first barb
10: large conical needle punching preform manufacturing apparatus

Claims (6)

회전력을 전달하기 위한 메인축;
원추형 프리폼을 제조하기 위한 원추형 소재의 일 단부가 고정되고, 상기 메인축에 결합되어서 회전 가능하게 구비되는 전방 플랜지;
상기 소재의 타 단부가 고정되고, 상기 전방 플랜지와 다른 직경을 갖는 원판형으로 형성되어서 상기 전방 플랜지와 평행하게 구비되며, 회전 가능하게 구비되는 후방 플랜지;
상기 메인축과 상기 후방 플랜지 사이에 구비되어서 상기 메인축에서 전달되는 동력을 상기 후방 플랜지로 전달하여서, 상기 전방 플랜지와 상기 후방 플랜지를 동일 각속도로 회전시키는 동력 전달축; 및
상기 소재의 내주면 중 일부 영역에 대응되도록 구비되며, 니들 펀칭 시 고정된 상태로 구비되어서 니들이 펀칭되는 방향을 따라 상기 니들이 흡수되는 니들 흡수부;
를 포함하는 대형 원추형 니들 펀칭 프리폼 제조 장치.
A main shaft for transmitting rotational force;
A front flange fixed to one end of the conical material for manufacturing a conical preform and rotatably coupled to the main shaft;
A rear flange fixed to the other end of the material, formed in a disc shape having a diameter different from that of the front flange, provided in parallel with the front flange, and rotatably provided;
A power transmission shaft provided between the main shaft and the rear flange to transmit power transmitted from the main shaft to the rear flange, thereby rotating the front flange and the rear flange at the same angular velocity; And
A needle absorbing part provided to correspond to a partial region of the inner circumferential surface of the material, the needle absorbing part being provided in a fixed state during needle punching and absorbing the needle along a direction in which the needle is punched;
Large conical needle punching preform manufacturing apparatus comprising a.
제1항에 있어서,
상기 동력 전달축의 단부와 상기 전방 플랜지 및 상기 후방 플랜지 사이에는 동력 전달 기어가 구비되고,
상기 동력 전달 기어는, 상기 전방 플랜지와 상기 후방 플랜지가 동일 각속도로 회전하도록, 상기 전방 플랜지와 상기 후방 플랜지의 직경 비율에 따라 기어비가 조절되는 대형 원추형 니들 펀칭 프리폼 제조 장치.
The method of claim 1,
A power transmission gear is provided between an end of the power transmission shaft and the front flange and the rear flange,
The power transmission gear is a large conical needle punching preform manufacturing apparatus, the gear ratio is adjusted according to the ratio of the diameter of the front flange and the rear flange, so that the front flange and the rear flange rotates at the same angular speed.
제1항에 있어서,
상기 전방 플랜지와 상기 후방 플랜지는 상기 소재의 양단을 압착링 또는 핀으로 고정하는 대형 원추형 니들 펀칭 프리폼 제조 장치.
The method of claim 1,
The front flange and the rear flange is a large cone needle punching preform manufacturing apparatus for fixing both ends of the material with a pressing ring or pin.
제1항에 있어서,
상기 전방 플랜지와 상기 후방 플랜지 사이에는 원추형의 프리폼의 내주면을 지지하기 위한 원추형의 프리폼 고정부가 구비되고,
상기 니들 흡수부는 상기 프리폼 고정부의 외주면 일부에서 외부로 노출되도록 구비되는 대형 원추형 니들 펀칭 프리폼 제조 장치.
The method of claim 1,
Between the front flange and the rear flange is provided a conical preform fixing portion for supporting the inner peripheral surface of the conical preform,
The needle absorbing portion is a large cone needle punching preform manufacturing apparatus is provided to be exposed to the outside from a portion of the outer peripheral surface of the preform fixing portion.
제4항에 있어서,
상기 니들 흡수부는, 소재의 니들 펀칭 시 니들이 소재를 관통하여 흡수되도록 형성되며, 고무나 경질스폰지를 포함하는 유연한 재질로 형성되는 대형 원추형 니들 펀칭 프리폼 제조 장치.
The method of claim 4, wherein
The needle absorbing portion is formed so that the needle is absorbed through the material when punching the needle of the material, a large conical needle punching preform manufacturing apparatus is formed of a flexible material including rubber or hard sponge.
제4항에 있어서,
상기 니들 흡수부는, 상기 니들의 펀칭 방향을 따라 상기 니들의 단부와 상기 단부에서 가장 가까운 제1 미늘까지의 거리에 대응되거나 더 두꺼운 두께로 형성되는 대형 원추형 니들 펀칭 프리폼 제조 장치.The method of claim 4, wherein
The needle absorbing portion is a large conical needle punching preform manufacturing apparatus is formed in a thicker thickness corresponding to the distance between the end of the needle and the first barb closest to the end in the punching direction of the needle.
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