KR102067252B1

KR102067252B1 - 연료전지용 분리판의 제조 설비 및 제조 방법

Info

Publication number: KR102067252B1
Application number: KR1020190101616A
Authority: KR
Inventors: 정병수; 오명구; 최영석; 강동훈
Original assignee: 주식회사 엘프시스템
Priority date: 2019-08-20
Filing date: 2019-08-20
Publication date: 2020-01-16
Also published as: US20220219222A1; EP3951964A1; EP3951964A4; WO2021033932A1

Abstract

본 발명의 예시적 실시예에 따른 연료전지용 분리판의 제조 설비는, 제1 언코일러와 제2 언코일러에서 각각 권출되는 제1 금속스트립과 제2 금속스트립을 이송받아 상하로 나란하게 배치하고, 상기 제1 금속스트립과 상기 제2 금속스트립 각각에 패턴을 형성하는 프레스; 상기 프레스에 인접하여 배치되며, 상기 프레스에서 이송되는 상기 제1 금속스트립과 상기 제2 금속스트립을 상호 중첩하여 상기 패턴이 서로 맞대어 정렬되도록 배치시킨 상태에서 용접을 통해 일체로 접합시키는 용접기; 및 상기 제1 금속스트립이 상기 제2 금속스트립과 수직 방향으로 이격된 위치에서 상기 프레스를 통과한 후 상기 제2 금속스트립과 중첩된 위치에서 상기 용접기에 공급되도록 상기 프레스의 전방과 후방에 배치되어 상기 제1 금속스트립을 안내하는 복수의 가이드롤; 을 포함하고, 상기 패턴은 상기 제1 금속스트립에 형성되는 제1 정렬홀, 캐소드 플레이트 패턴과 애노드 플레이트 패턴 중 어느 하나 및 트리밍홀과, 상기 제2 금속스트립에 형성되는 제2 정렬홀, 상기 캐소드 플레이트 패턴과 상기 애노드 플레이트 패턴 중 다른 하나 및 트리밍홀을 포함할 수 있다.

Description

연료전지용 분리판의 제조 설비 및 제조 방법{EQUIPMENT FOR MANUFACTURING SEPARATOR FOR FUEL CELL AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 연료전지용 분리판의 제조 설비 및 제조 방법에 관한 것이다.

연료전지는 수소와 산소의 전기화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 것으로, 막전극 어셈블리(MEA)를 사이에 두고 이의 양측에 분리판이 배치된 구조를 갖는다. 이러한 연료전지는 복수의 단위 셀로 직렬 연결되어 연료전지 스택을 이룬다.

연료전지용 분리판은 막전극 어셈블리를 사이에 두고 상기 막전극 어셈블리로 연료기체(수소가스)를 공급하는 애노드 분리판 및 막전극 어셈블리로 산화기체(공기)를 공급하는 캐소드 분리판으로 구성되며, 애노드 분리판과 캐소드 분리판이 용접 접합(용접 타입) 또는 가스켓 접합(가스켓 타입)을 통해 일체화된 구조를 갖는다.

종래에는 분리판을 제조하는데 있어서, 애노드 분리판을 이루는 소재와 캐소드 분리판을 이루는 소재를 각각 플레이트 형태로 절단하여 개별 공급하고, 각 소재에 대해 개별적으로 스탬핑 공정과 성형검사 공정을 진행한 후 애노드 분리판과 캐소드 분리판을 제품으로 제조한다. 이렇게 개별제품으로 각각 제조된 애노드 분리판과 캐소드 분리판은 각각 적재된 상태로 이송되고, 애노드 분리판의 적층체와 캐소드 분리판의 적층체에서 각각 애노드 분리판과 캐소드 분리판을 하나씩 공급하여 용접 접합 또는 가스켓 접합 공정을 통해 일체화된 분리판으로 제조한다.

이와 같이, 종래에는 각각의 공정이 개별적 및 단속적으로 진행되고, 후속 공정의 진행을 위한 이송에 시간이 소요되며, 각 공정의 진행을 위해 공정마다 인력이 투입되어야 하고, 전체 제조 공정이 복잡해지는 문제가 있다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 분리판을 제조하는데 있어서 공정이 개별적 단속적으로 진행되지 않고 인라인 방식으로 연속적으로 진행되는 연료전지용 분리판의 제조 설비 및 제조 방법을 제공하는 것이다.

다만 본 발명의 목적은 이에만 제한되는 것은 아니며, 명시적으로 언급하지 않더라도 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 이에 포함된다고 할 것이다.

본 발명의 예시적 실시예에 따른 연료전지용 분리판의 제조 설비는, 제1 언코일러와 제2 언코일러에서 각각 권출되는 제1 금속스트립과 제2 금속스트립을 이송받아 상하로 나란하게 배치하고, 상기 제1 금속스트립과 상기 제2 금속스트립 각각에 패턴을 형성하는 프레스; 상기 프레스에 인접하여 배치되며, 상기 프레스에서 이송되는 상기 제1 금속스트립과 상기 제2 금속스트립을 상호 중첩하여 상기 패턴이 서로 맞대어 정렬되도록 배치시킨 상태에서 용접을 통해 일체로 접합시키는 용접기; 및 상기 제1 금속스트립이 상기 제2 금속스트립과 수직 방향으로 이격된 위치에서 상기 프레스를 통과한 후 상기 제2 금속스트립과 중첩된 위치에서 상기 용접기에 공급되도록 상기 프레스의 전방과 후방에 배치되어 상기 제1 금속스트립을 안내하는 복수의 가이드롤;을 포함하고, 상기 패턴은 상기 제1 금속스트립에 형성되는 제1 정렬홀, 캐소드 플레이트 패턴과 애노드 플레이트 패턴 중 어느 하나 및 트리밍홀과, 상기 제2 금속스트립에 형성되는 제2 정렬홀, 상기 캐소드 플레이트 패턴과 상기 애노드 플레이트 패턴 중 다른 하나 및 트리밍홀을 포함할 수 있다.

상기 프레스는, 상면에 하부금형을 구비하는 하부베드; 상기 하부베드의 상부에 배치되며, 상기 하부베드와 마주하는 하면에 상부금형을 구비하는 상부베드; 상기 하부베드와 상기 상부베드 사이에 배치되어 상기 하부베드와 상기 상부베드를 연결하는 복수의 가이드로드; 및 상기 하부금형과 마주하는 하면에 하부펀치를 구비하고 상기 상부금형과 마주하는 상면에 상부펀치를 구비하며, 상기 복수의 가이드로드를 따라서 상기 하부베드와 상기 상부베드 사이를 왕복 이동하는 슬라이드;를 포함할 수 있다.

상기 상부금형은 상기 제1 금속스트립에 상기 캐소드 플레이트 패턴과 상기 애노드 플레이트 패턴 중 어느 하나와 상기 제1 정렬홀을 형성하는 제1 상부금형, 상기 제1 상부금형을 통과하여 이송된 상기 제1 금속스트립에 상기 트리밍홀을 형성하는 제2 상부금형을 포함하고, 상기 하부금형은 상기 제2 금속스트립에 상기 캐소드 플레이트 패턴과 상기 애노드 플레이트 패턴 중 다른 하나와 상기 제2 정렬홀을 형성하는 제1 하부금형, 상기 제1 하부금형을 통과하여 이송된 상기 제2 금속스트립에 상기 트리밍홀을 형성하는 제2 하부금형을 포함할 수 있다.

상기 제1 상부금형은 상기 제1 정렬홀을 형성하는 제1-1 상부금형과 상기 캐소드 플레이트 패턴과 상기 애노드 플레이트 패턴 중 어느 하나를 형성하는 제1-2 상부금형을 포함하고, 상기 제1 하부금형은 상기 제2 정렬홀을 형성하는 제1-1 하부금형과 상기 캐소드 플레이트 패턴과 상기 애노드 플레이트 패턴 중 다른 하나를 형성하는 제1-2 하부금형을 포함할 수 있다.

상기 제1 상부금형과 상기 제1 하부금형은 각각 상기 제1 금속스트립과 상기 제2 금속스트립의 폭방향 가장자리에서 길이방향을 따라 배열되도록 상기 제1 정렬홀과 상기 제2 정렬홀을 복수개로 형성하고, 상기 제1 금속스트립과 상기 제2 금속스트립의 폭방향 중앙에 상기 애노드 플레이트 패턴과 상기 캐소드 플레이트 패턴을 형성하며, 상기 제2 상부금형과 상기 제2 하부금형은 각각 상기 애노드 플레이트 패턴과 상기 캐소드 플레이트 패턴의 둘레에 상기 트리밍홀을 형성하되, 상기 트리밍홀은 상기 애노드 플레이트 패턴과 상기 캐소드 플레이트 패턴의 외곽을 따라서 부분적으로 절개된 슬릿 형상으로 구비될 수 있다.

상기 상부금형 및 상기 하부금형은 각각 상기 제1 금속트립 및 상기 제2 금속스트립에 상기 패턴을 형성하지 않는 상부아이들(upper-idle)금형 및 하부아이들(lower-idle)금형을 더 포함할 수 있다.

상기 제1 금속스트립과 상기 제2 금속스트립의 이송방향을 기준으로, 상기 상부금형은 상기 상부아이들금형, 상기 제1 상부금형 및 상기 제2 상부금형이 순차적으로 배치되고, 상기 하부금형은 상기 제1 하부금형, 상기 제2 하부금형 및 상기 하부아이들금형이 순차적으로 배치되며, 상기 제2 상부금형의 후방 끝단에서 상기 용접기까지 상기 제1 금속스트립이 이송되는 거리와 상기 제2 하부금형의 후방 끝단에서 상기 용접기까지 상기 제2 금속스트립이 이송되는 거리가 동일하도록 상기 제2 상부금형과 상기 제2 하부금형은 상하로 서로 대응되지 않고 서로 어긋나는 배치구조를 가질 수 있다.

상기 용접기에 인접하여 배치되며, 상기 트리밍홀에 의해 절개되지 않아 상기 트리밍홀이 둘러싸는 상기 애노드 플레이트 패턴이 형성된 부분과 상기 캐소드 플레이트 패턴이 형성된 부분을 각각 상기 제1 금속스트립과 상기 제2 금속스트립에 연결을 유지시키는 한 쌍의 연결부를 절단하는 절단기를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 예시적 실시예에 따른 연료전지용 분리판의 제조 방법은, 핀치롤을 통해 이송되는 제1 금속스트립과 제2 금속스트립을 상하로 나란하게 배치하고, 상기 제1 금속스트립과 상기 제2 금속스트립에 각각 패턴을 형성하는 성형 단계; 및 상기 성형 단계 후 이송되는 상기 제1 금속스트립과 상기 제2 금속스트립을 상호 중첩하여 상기 패턴이 서로 맞대어 정렬되도록 배치시킨 상태에서 용접하여 일체로 접합시키는 접합 단계;를 포함하고, 상기 패턴은 상기 제1 금속스트립에 형성되는 제1 정렬홀, 캐소드 플레이트 패턴과 애노드 플레이트 패턴 중 어느 하나 및 트리밍홀과, 상기 제2 금속스트립에 형성되는 제2 정렬홀, 상기 캐소드 플레이트 패턴과 상기 애노드 플레이트 패턴 중 다른 하나 및 트리밍홀을 포함할 수 있다.

상기 성형 단계는, 상기 제1 금속스트립에 상기 제1 정렬홀을 형성하고, 상기 제2 금속스트립에 상기 제2 정렬홀을 형성하는 제1 단계; 상기 제1 금속스트립에 상기 캐소드 플레이트 패턴과 상기 애노드 플레이트 패턴 중 어느 하나를 형성하고, 상기 제2 금속스트립에 상기 캐소드 플레이트 패턴과 상기 애노드 플레이트 패턴 중 다른 하나를 형성하는 제2 단계; 및 상기 제2 단계 후 이송된 상기 제1 금속스트립에 상기 애노드 플레이트 패턴 중 어느 하나의 외곽을 따라 트리밍홀을 형성하고, 상기 제2 금속스트립에 상기 캐소드 플레이트 패턴과 상기 애노드 플레이트 패턴 중 다른 하나의 외곽을 따라 트리밍홀을 형성하는 제3 단계;를 포함하고, 상기 트리밍홀은 상기 애노드 플레이트 패턴과 상기 캐소드 플레이트 패턴의 외곽을 따라서 부분적으로 절개된 슬릿 형상으로 구비되며, 상기 제1 금속스트립과 상기 제2 금속스트립에서 상기 트리밍홀이 둘러싸는 상기 애노드 플레이트 패턴이 형성된 부분과 상기 캐소드 플레이트 패턴이 형성된 부분은 상기 트리밍홀에 의해 절개되지 않은 한 쌍의 연결부를 통해 각각 상기 제1 금속스트립 및 상기 제2 금속스트립에 연결을 유지할 수 있다.

상기 제2 단계는 상기 제1 단계 이후에 수행되거나 상기 제1 단계와 동시에 수행될 수 있다.

상기 접합 단계 후 이송되는 상기 제1 금속스트립과 상기 제2 금속스트립에서 상기 연결부를 절단하여 용접된 상기 애노드 플레이트 패턴이 형성된 부분과 상기 캐소드 플레이트 패턴이 형성된 부분의 접합체를 상기 제1 금속스트립과 상기 제2 금속스트립에서 분리시키는 절단 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 분리판을 제조하는데 있어서 공정이 개별적 단속적으로 진행되지 않고 인라인 방식으로 연속적으로 진행되는 연료전지용 분리판의 제조 설비 및 제조 방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 연료전지용 분리판의 제조 설비를 나타내는 개략도.
도 2a 내지 도 2c는 각각 도 1에서 'A', 'B', 'C' 부분을 나타내는 개략도.
도 3은 도 1의 연료전지용 분리판의 제조 설비에서 프레스에서 용접기로 이송되는 제1 금속스트립과 제2 금속스트립을 나타내는 개략도.
도 4는 도 1의 연료전지용 분리판의 제조 설비에서 프레스를 나타내는 개략도.
도 5a 및 도 5b는 도 4의 프레스의 작동을 나타내는 개략도.
도 6은 프레스의 변형예를 나타내는 개략도.
도 7은 제1 및 제2 금속스트립이 이송방향을 따라서 이송되며 순차적으로 가공처리되는 상태를 나타내는 개략도.
도 8은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 연료전지용 분리판의 제조 방법을 나타내는 흐름도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 또한, 본 명세서에서, '상', '상부', '상면', '하', '하부', '하면', '측면' 등의 용어는 도면을 기준으로 한 것이며, 실제로는 소자나 구성요소가 배치되는 방향에 따라 달라질 수 있을 것이다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 예시적 실시예에 따른 연료전지용 분리판의 제조 설비를 설명한다.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적 실시예에 따른 연료전지용 분리판의 제조 설비(1)는 프레스(30), 용접기(40), 가이드롤(80)을 포함하고, 절단기(50)를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 프레스(30), 용접기(40) 및 절단기(50)는 순차적으로 인접하여 배치되며, 제1 언코일러(10)와 제2 언코일러(20)에서 각각 이송되는 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)이 연결된 상태로 프레스(30), 용접기(40) 및 절단기(50)를 통과하며 순차적으로 처리될 수 있다. 가이드롤(80)은 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)의 이송을 안내할 수 있다.

제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)은 코일 형태로 권취되어 각각 제1 언코일러(10)와 제2 언코일러(20)에 장착될 수 있으며, 핀치롤(90)을 통해서 권출되면서 이송될 수 있다.

프레스(30)는 가공처리를 통해서 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)에 각각 패턴을 형성할 수 있다. 일 실시예에서, 상하 왕복구동을 통해서 번갈아서 제1 금속스트립(M1)에 애노드 플레이트 패턴(AP)과 제1 정렬홀(H1) 및 트리밍홀(HT)을 형성하고, 제2 금속스트립(M2)에 캐소드 플레이트 패턴(CP)과 제2 정렬홀(H2) 및 트리밍홀(HT)을 형성할 수 있다.

제1 금속스트립(M1)에서 애노드 플레이트 패턴(AP)이 형성된 부분은 추후 분리판(SP)의 애노드 플레이트를 구성하고, 제2 금속스트립(M2)에서 캐소드 플레이트 패턴(CP)이 형성된 부분은 추후 분리판(SP)의 캐소드 플레이트를 구성할 수 있다. 일 실시예에서, 애노드 플레이트 패턴(AP)은 애노드 채널과 매니폴드를 포함하고, 캐소드 플레이트 패턴(CP)은 캐소드 채널과 매니폴드를 포함할 수 있다.

프레스(30)는 제1 언코일러(10)에서 권출되어 이송되는 제1 금속스트립(M1)과 제2 언코일러(20)에서 권출되어 이송되는 제2 금속스트립(M2)을 일정 간격으로 이격시킨 상태에서 상하로 나란하게 배치시킬 수 있다. 일 실시예에서, 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)은 각각 프레스(30)의 상부와 하부에 나란하게 배치될 수 있다. 물론 실시예에 따라서 반대로 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)이 각각 프레스(30)의 하부와 상부에 나란하게 배치되는 것도 가능하다.

도면을 참조하면, 프레스(30)는 하부베드(37), 상부베드(36), 가이드로드(35) 및 슬라이드(38)를 포함할 수 있다. 하부베드(37)는 상면에 하부금형(32)을 구비할 수 있다. 상부베드(36)는 하부베드(37)의 상부에 배치되며, 하부베드(37)와 마주하는 하면에 상부금형(31)을 구비할 수 있다. 가이드로드(35)는 복수개로 구비되며, 하부베드(37)와 상부베드(36) 사이에 배치되어 하부베드(37)와 상부베드(36)를 연결할 수 있다. 슬라이드(38)는 하부베드(37)와 상부베드(36) 사이에 배치되며, 하부금형(32)과 마주하는 하면에 하부펀치(34)를 구비하고 상부금형(31)과 마주하는 상면에 상부펀치(33)를 구비하며, 복수의 가이드로드(35)를 따라서 하부베드(37)와 상부베드(36) 사이를 상하로 수직 왕복이동하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 슬라이드(38)를 구동시키는 동력원으로 서보 모터가 사용될 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다. 또한, 슬라이드(38)는 복동식으로 구성될 수 있다.

일 실시예에서, 상부금형(31)과 상부펀치(33) 사이에는 제1 금속스트립(M1)이 공급되고, 하부금형(32)과 하부펀치(34) 사이에는 제2 금속스트립(M2)이 공급될 수 있다. 그리고, 상부펀치(33)와 하부펀치(34)가 상부금형(31)과 하부금형(32) 사이를 상하로 왕복이동함에 따라 번갈아서 상부펀치(33)가 상부금형(31)과의 사이의 제1 금속스트립(M1)을 압박하여 애노드 플레이트 패턴(AP) 및 제1 정렬홀(H1)과 트리밍홀(HT)을 형성하고, 하부펀치(34)가 하부금형(32)과의 사이의 제2 금속스트립(M2)을 압박하여 캐소드 플레이트 패턴(CP) 및 제2 정렬홀(H2)과 트리밍홀(HT)을 형성할 수 있다.

본 실시예에서는 제1 금속스트립(M1)에 애노드 플레이트 패턴(AP)을 형성하고, 제2 금속스트립(M2)에 캐소드 플레이트 패턴(CP)을 형성하는 것으로 설명하고 있으나, 이와 반대로 제1 금속스트립(M1)에 캐소드 플레이트 패턴(CP)을 형성하고, 제2 금속스트립(M2)에 애노드 플레이트 패턴(AP)을 형성하는 것도 가능함은 물론이다.

일 실시예에서, 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)의 이송방향을 기준으로 하부베드(37)와 상부베드(36)는 각각 제1 영역(R1), 제2 영역(R2) 및 제3 영역(R3)을 포함하는 적어도 세 개의 영역으로 구획될 수 있다. 물론, 실시예에 따라서 세 개 이상의 영역으로 구획하는 것도 가능하다.

하부금형(32)은 제1 하부금형(32a) 및 제2 하부금형(32b)을 포함하고, 하부아이들(lower-idle)금형(32c)을 더 포함할 수 있다. 상부금형(31)은 제1 상부금형(31a) 및 제2 상부금형(31b)을 포함하고, 상부아이들(upper-idle)금형(31c)을 더 포함할 수 있다.

제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)의 이송방향을 기준으로, 하부금형(32)은 제1 하부금형(32a), 제2 하부금형(32b) 및 하부아이들금형(32c)이 순차적으로 배치되고, 상부금형(31)은 상부아이들금형(31c), 제1 상부금형(31a) 및 제2 상부금형(31b)이 순차적으로 배치될 수 있다.

제1 하부금형(32a)은 제1 영역(R1)에 배치되어 제2 금속스트립(M2)에 제2 정렬홀(H2)과 캐소드 플레이트 패턴(CP)을 형성하고, 제2 하부금형(32b)은 제2 영역(R2)에 배치되어 제1 하부금형(32a)을 통과하여 이송된 제2 금속스트립(M2)에 트리밍홀(HT)을 형성하며, 하부아이들금형(32c)은 제3 영역(R3)에 배치되어 제2 하부금형(32b)을 통과하여 이송된 제2 금속스트립(M2)에 패턴을 형성하지 않고 통과시킬 수 있다.

상부아이들금형(31c)은 제1 영역(R1)에 배치되어 제1 금속스트립(M1)에 패턴을 형성하지 않고, 제1 상부금형(31a)은 제2 영역(R2)에 배치되어 상부아이들금형(31c)을 통과하여 이송된 제1 금속스트립(M1)에 제1 정렬홀(H1)과 애노드 플레이트 패턴(AP)을 형성하며, 제2 상부금형(31b)은 제3 영역(R3)에 배치되어 제1 상부금형(31a)을 통과하여 이송된 제1 금속스트립(M1)에 트리밍홀(HT)을 형성할 수 있다.

따라서, 제2 하부금형(32b)의 후방 끝단에서 용접기(40)까지 제2 금속스트립(M2)이 이송되는 거리(d3)와 제2 상부금형(31b)의 후방 끝단에서 용접기(40)까지 제1 금속스트립(M1)이 이송되는 거리(d1+d2)가 동일하도록 제1 하부금형(32a)과 제1 상부금형(31a) 및 제2 하부금형(32b)과 제2 상부금형(31b)은 상하로 서로 대응되지 않고 서로 어긋나는 배치구조를 가질 수 있다.

이와 같이, 프레스(30)는 상하 왕복구동을 통해서 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)에 번갈아서 각각 패턴을 형성하는데 있어서, 하나의 영역(R)만큼 서로 어긋나는 금형의 배치구조를 가짐으로써 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2) 간에 패턴이 형성되는 위치를 서로 다르게 할 수 있다. 본 실시예에서는 하나의 영역(R)만큼 어긋난 배치구조를 가지는 것으로 설명하고 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 거리차에 따라서 두 개 또는 그 이상의 영역 또는 반개의 영역만큼 어긋나도록 조절하는 것도 가능하다.

이처럼 제1 상부금형(31a)과 제1 하부금형(32a) 및 제2 상부금형(31b)과 제2 하부금형(32b)이 상하로 서로 어긋나는 배치구조를 가짐으로써 함께 이송되는 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2) 간에 패턴이 형성되는 위치를 서로 다르게 할 수 있다. 이는 상대적으로 수평하게 이송되는 제2 금속스트립(M2)과 달리 제2 금속스트립(M2)의 상부에 배치되는 제1 금속스트립(M1)이 용접을 위해 제2 금속스트립(M2) 위로 중첩되도록 가이드롤(80)에 의해 하향 경사지게 이송됨에 따라서 이동하는 거리가 제2 금속스트립(M2)보다 더 길기 때문에 거리차를 보상하기 위한 것이다. 이러한 거리차 보상은 상부아이들금형(31c)과 하부아이들금형(32c)을 통해 구현될 수 있다.

한편, 하부금형(32)과 상부금형(31)은 각각 하부베드(37)의 상면과 상부베드(36)의 하면에 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)의 이송방향을 따라서 위치조절이 가능하게 구비될 수 있다. 따라서, 거리차에 대한 보상을 보다 정확하게 조절하는 것이 가능하다. 물론, 상부아이들금형(31c)과 하부아이들금형(32c)의 크기를 변형함으로써 조절하는 것도 가능하다.

도 6에서는 프레스(30')의 변형예를 개략적으로 나타내고 있다.

도 6을 참조하면, 하부베드(37)와 상부베드(36)는 각각 제1 영역(R1), 제2 영역(R2), 제3 영역(R3) 및 제4 영역(R4)을 포함하는 적어도 네 개의 영역으로 구획될 수 있다.

상부금형(31')은 상부아이들(upper-idle)금형(31c), 제1-1 상부금형(31a-1)과 제1-2 상부금형(31a-2)을 포함하는 제1 상부금형(31a) 및 제2 상부금형(31b)이 순차적으로 배치되어 구성될 수 있다.

하부금형(32')은 제1-1 하부금형(32a-1)과 제1-2 하부금형(32a-2)을 포함하는 제1 하부금형(32a), 제2 하부금형(32b) 및 하부아이들(lower-idle)금형(32c)이 순차적으로 배치되어 구성될 수 있다.

제1-1 하부금형(32a-1)은 제1 영역(R1)에서 제2 금속스트립(M2)에 제2 정렬홀(H2)을 형성하고, 제1-2 하부금형(32a-2)은 제2 영역(R2)에서 제1-1 하부금형(32a-1)을 통과하여 이송된 제2 금속스트립(M2)에 캐소드 플레이트 패턴(CP)을 형성하고, 제2 하부금형(32b)은 제3 영역(R3)에서 제1-2 하부금형(32a-2)을 통과하여 이송된 제2 금속스트립(M2)에 트리밍홀(HT)을 형성하며, 하부아이들금형(32c)은 제4 영역(R4)에서 제2 하부금형(32b)을 통과하여 이송된 제2 금속스트립(M2)에 패턴을 형성하지 않고 통과시킬 수 있다.

상부아이들금형(31c)은 제1 영역(R1)에 배치되어 제1 금속스트립(M1)에 패턴을 형성하지 않고, 제1-1 상부금형(31a-1)은 제2 영역(R2)에 배치되어 상부아이들금형(31c)을 통과하여 이송된 제1 금속스트립(M1)에 제1 정렬홀(H1)을 형성하며, 제1-2 상부금형(31a-2)은 제3 영역(R3)에 배치되어 제1-1 상부금형(31a-1)을 통과하여 이송된 제1 금속스트립(M1)에 애노드 플레이트 패턴(AP)을 형성하며, 제2 상부금형(31b)은 제4 영역(R4)에 배치되어 제1-2 상부금형(31a-2)을 통과하여 이송된 제1 금속스트립(M1)에 트리밍홀(HT)을 형성할 수 있다.

용접기(40)는 프레스(30)에 인접하여 배치되며, 프레스(30)를 각각 통과한 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)을 일체로 접합시킬 수 있다. 예를 들어, 용접기(40)는 레이저 용접기를 포함할 수 있으며, 고속 스캔 용접을 통해 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)을 용접할 수 있다.

용접기(40)는 프레스(30)에서 이송되는 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)을 상호 중첩하여 애노드 플레이트 패턴(AP)과 캐소드 플레이트 패턴(CP)이 서로 맞대는 구조로 정렬되도록 배치시킨 상태에서 용접하여 일체로 접합시킬 수 있다. 일 실시예에서, 애노드 플레이트 패턴(AP)과 캐소드 플레이트 패턴(CP)은 상하로 정렬되어 배치될 수 있다.

제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)을 용접하여 접합하는데 있어서 애노드 플레이트 패턴(AP)과 캐소드 플레이트 패턴(CP)이 서로 대응하는 위치에서 정확하게 정렬되는 것이 중요하다. 이러한 정렬은 분리판(SP)의 품질과 직결되는 사항이므로 장치를 통한 자동방식으로 이루어질 필요가 있다.

본 실시예에서 분리되어 개별 이송되는 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)은 제1 정렬홀(H1)과 제2 정렬홀(H2)을 상호 대응시킨 상태에서 중첩시킴으로써 애노드 플레이트 패턴(AP)과 캐소드 플레이트 패턴(CP)에 대한 정렬이 이루어질 수 있다. 이 경우, 제1 정렬홀(H1)과 제2 정렬홀(H2)이 상호 대응하는지 여부는, 예를 들어, 카메라(미도시)를 사용해 촬영한 이미지를 판독하여 대응여부를 자동으로 확인하도록 구성할 수 있다.

실시예에 따라서 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2) 중 적어도 하나의 표면에 메시 형태의 금속시트(미도시)를 더 부착할 수도 있다. 이러한 메시 형태의 금속시트는 용접을 통해 부착될 수 있으며, 애노드 플레이트 패턴(AP) 또는 캐소드 플레이트 패턴(CP)과 함께 유로를 구성할 수 있다.

이와 같이, 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)이 연결된 상태로 핀치롤(90)을 통해서 프레스(30)와 용접기(40)를 통과하며 이송되는 과정에서, 프레스(30)는 상하 왕복구동을 통해서 번갈아서 제1 금속스트립(M1)에 패턴을 형성하고 제2 금속스트립(M2)에 패턴을 형성할 수 있다. 그리고 용접기(40)는 패턴이 각각 형성되어 이송되는 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)을 용접하여 일체로 접합시킬 수 있다.

절단기(50)는 용접기(40)에 인접하여 배치되며, 용접기(40)를 통과해 이송되는 용접된 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)의 접합체를 절단할 수 있다. 예를 들어, 절단기(50)는 절단 프레스(cutting press)를 포함할 수 있다.

절단기(50)는 용접을 통해 접합된 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)의 접합체를 절단하여 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)에서 분리시킬 수 있다. 이를 통해서 애노드 플레이트와 캐소드 플레이트가 용접으로 접합된 연료전지용 분리판(SP)을 제조할 수 있다.

이렇게 제조된 연료전지용 분리판(SP)은 이후 스크랩 처리 등의 마감 공정을 진행한 후 외관 검사, 기밀 검사 등을 거쳐서 최종 제품으로 확인되어야 적재 장치를 통해서 포장되어 출하될 수 있다.

도 7에서는 제1 금속스트립과 제2 금속스트립이 각각 이송되면서 프레스와 용접기 및 절단기를 통과하며 순차적으로 가공처리되는 상태를 개략적으로 나타내고 있다.

도 5a 및 도 5b와 함께 도 7을 참조하면, 핀치롤(90)을 통해 이송되는 제1 금속스트립(M1)은 프레스(30)를 통과하는 과정에서 상부아이들금형(31c)이 배치되는 제1 영역(R1)에서는 아무것도 형성되지 않고, 제2 영역(R2)으로 이송되면 1차로 제1 상부금형(31a)에 의해 제1 정렬홀(H1)과 애노드 플레이트 패턴(AP)이 형성될 수 있다. 그리고, 제1 금속스트립(M1)이 제3 영역(R3)으로 이송되면 2차로 제2 상부금형(31b)에 의해 트리밍홀(HT)이 형성될 수 있다.

마찬가지로, 핀치롤(90)을 통해 이송되는 제2 금속스트립(M2)은 프레스(30)를 통과하는 과정에서 제1 영역(R1)에서 1차로 제1 하부금형(32a)에 의해 제2 정렬홀(H2)과 캐소드 플레이트 패턴(CP)이 형성될 수 있다. 이후 제2 영역(R2)으로 이송되면 2차로 제2 하부금형(32b)에 의해 트리밍홀(HT)이 형성될 수 있다. 그리고, 하부아이들금형(32c)이 배치되는 제3 영역(R3)에서는 아무것도 형성되지 않고 이송될 수 있다.

즉, 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)이 동시에 프레스(30)를 통과하며 이송될 때 제1 영역(R1)에서는 제2 금속스트립(M2)에 제2 정렬홀(H2)과 캐소드 플레이트 패턴(CP)이 형성되고 제1 금속스트립(M1)에는 아무것도 형성되지 않는다. 다음으로 제2 영역(R2)으로 이송되면, 제1 금속스트립(M1)에 제1 정렬홀(H1)과 애노드 플레이트 패턴(AP)이 형성되고 제2 금속스트립(M2)에는 트리밍홀(HT)이 형성될 수 있다. 다음으로 제3 영역(R3)으로 이송되면, 제1 금속스트립(M1)에 트리밍홀(HT)이 형성되고 제2 금속스트립(M2)에는 아무것도 형성되지 않는다.

제1 정렬홀(H1)과 제2 정렬홀(H2)은 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)의 폭방향 가장자리에서 길이방향을 따라 복수개로 배열될 수 있다. 또한, 애노드 플레이트 패턴(AP)과 캐소드 플레이트 패턴(CP)은 각각 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)의 폭방향 중앙에 위치할 수 있다. 또한, 트리밍홀(HT)은 애노드 플레이트 패턴(AP)과 캐소드 플레이트 패턴(CP)의 외곽을 따라서 부분적으로 절개된 슬릿 형상으로 구비될 수 있다.

제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)에서 트리밍홀(HT)이 둘러싸는 애노드 플레이트 패턴(AP)이 형성된 부분과 캐소드 플레이트 패턴(CP)이 형성된 부분은 트리밍홀(HT)에 의해 절개되지 않은 한 쌍의 연결부(ND)를 통해 각각 제1 금속스트립(M1) 및 제2 금속스트립(M2)에 연결을 유지할 수 있다. 이때, 한 쌍의 연결부(ND)는 애노드 플레이트 패턴(AP)이 형성된 부분 및 캐소드 플레이트 패턴(CP)이 형성된 부분의 폭방향 양측에서 트리밍홀(HT)을 가로지르는 구조로 제1 금속스트립(M1) 및 제2 금속스트립(M2)에 각각 연결될 수 있다. 즉, 애노드 플레이트 패턴(AP)이 형성된 부분 및 캐소드 플레이트 패턴(CP)이 형성된 부분은 각각 제1 금속스트립(M1) 및 제2 금속스트립(M2)의 폭방향으로 연장된 한 쌍의 연결부(ND)를 통해서 제1 금속스트립(M1) 및 제2 금속스트립(M2)에 연결된 상태를 유지할 수 있다.

따라서, 제1 금속스트립(M1) 및 제2 금속스트립(M2)이 평평한 상태로 수평하게 이송되지 않고 가이드롤(80)에 의해 구부러지더라도 애노드 플레이트 패턴(AP)이 형성된 부분과 캐소드 플레이트 패턴(CP)이 형성된 부분은 평평한 상태를 유지할 수 있다.

또한, 상하로 왕복구동하는 프레스(30)를 통해서 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)에 번갈아서 각각 패턴을 형성하는데 있어서, 하나의 영역만큼 서로 어긋나는 금형의 배치구조를 가짐으로써 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2) 간에 패턴이 형성되는 위치가 서로 달라질 수 있다. 이는 제2 금속스트립(M1)의 상부에 배치되는 제1 금속스트립(M1)이 용접을 위해 제2 금속스트립(M2) 위로 중첩될 때 이동하는 거리가 제2 금속스트립(M2)보다 더 길기 때문에 거리차를 보상하기 위한 것이다. 따라서, 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)은 애노드 플레이트 패턴(AP)과 캐소드 플레이트 패턴(CP)이 서로 맞대어 정렬된 상태로 중첩될 수 있다.

이후, 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)은 용접기(40)로 이송되어 용접을 통해 상호 접합될 수 있다. 용접을 통해 애노드 플레이트 패턴(AP)이 형성된 부분과 캐소드 플레이트 패턴(CP)이 형성된 부분은 상호 중첩되어 접합될 수 있다.

이후, 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)은 절단기(50)로 이송되어 연결부(ND)가 절단됨으로써 상호 접합된 애노드 플레이트 패턴(AP)이 형성된 부분과 캐소드 플레이트 패턴(CP)이 형성된 부분의 접합체를 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)에서 분리시킬 수 있다.

이렇게 분리된 애노드 플레이트 패턴(AP)이 형성된 부분과 캐소드 플레이트 패턴(CP)이 형성된 부분의 접합체는 마감처리를 거쳐 연료전지용 분리판(SP)을 완성할 수 있다.

도 8을 참조하여 본 발명의 예시적 실시예에 따른 연료전지용 분리판의 제조 방법을 설명한다. 도 8은 본 발명의 다른 예시적 실시예에 따른 연료전지용 분리판의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.

먼저, 핀치롤을 통해서 제1 언코일러(10)에서 제1 금속스트립(M1)이 권출되고, 제2 언코일러(20)에서 제2 금속스트립(M2)이 권출되어 이송되는 것으로 제조 공정이 시작될 수 있다(S1).

다음으로, 핀치롤(90)을 통해 이송되는 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)을 프레스(30)에 상하로 나란하게 배치하고, 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)에 각각 패턴을 형성한다(성형 단계, S2). 이 경우, 상하로 왕복구동하는 프레스(30)를 통해서 번갈아서 제1 금속스트립(M1)에 패턴을 형성하고 제2 금속스트립(M2)에 상기 패턴을 형성할 수 있다.

구체적으로, 프레스(30)를 통해서 제1 금속스트립(M1)에 제1 정렬홀(H1)을 형성하고, 제2 금속스트립(M2)에 제2 정렬홀(H2)을 형성한다(제1 단계).

다음으로, 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)이 이송되면, 이송된 제1 금속스트립(M1)에 애노드 플레이트 패턴(AP)을 형성하고, 제2 금속스트립(M2)에 캐소드 플레이트 패턴(CP)을 형성한다(제2 단계). 물론, 반대로 제1 금속스트립(M1)에 캐소드 플레이트 패턴(CP)을 형성하고, 제2 금속스트립(M2)에 애노드 플레이트 패턴(AP)을 형성하는 것도 가능하다. 실시예에 따라서, 제2 단계는 제1 단계 이후에 수행되거나 제1 단계와 동시에 수행될 수도 있다.

다음으로, 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)이 이송되면, 이송된 제1 금속스트립(M1)에 애노드 플레이트 패턴(AP)의 외곽을 따라 트리밍홀(HT)을 형성하고, 제2 금속스트립(M2)에 캐소드 플레이트 패턴(CP)의 외곽을 따라 트리밍홀(HT)을 형성한다(제3 단계).

트리밍홀(HT)은 애노드 플레이트 패턴(AP)과 캐소드 플레이트 패턴(CP)의 외곽을 따라서 부분적으로 절개된 슬릿 형상으로 구비될 수 있다. 그리고, 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)에서 트리밍홀(HT)이 둘러싸는 애노드 플레이트 패턴(AP)이 형성된 부분과 캐소드 플레이트 패턴(CP)이 형성된 부분은 각각 트리밍홀(HT)에 의해 절개되지 않은 한 쌍의 연결부(ND)를 통해 각각 제1 금속스트립(M1) 및 제2 금속스트립(M2)에 연결을 유지할 수 있다.

다음으로, 성형 단계 후 이송되는 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)을 상호 중첩하여 애노드 플레이트 패턴(AP)과 캐소드 플레이트 패턴(CP)이 서로 맞대어 정렬되도록 배치시킨 상태에서 용접하여 일체로 접합시킨다(접합 단계, S3).

이 경우, 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)은 제1 정렬홀(H1)과 제2 정렬홀(H2)을 상호 대응시킨 상태에서 중첩됨으로써 애노드 플레이트 패턴(AP)과 캐소드 플레이트 패턴(CP)에 대한 정렬이 이루어질 수 있다.

다음으로, 접합 단계 후 이송되는 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)에서 연결부(ND)를 절단하여 용접된 애노드 플레이트 패턴(AP)이 형성된 부분과 캐소드 플레이트 패턴(CP)이 형성된 부분의 접합체를 제1 금속스트립(M1)과 제2 금속스트립(M2)에서 분리시킨다(절단 단계, S4).

이를 통해서 애노드 플레이트와 캐소드 플레이트가 용접으로 접합된 연료전지용 분리판(SP)을 제조할 수 있다.

이렇게 제조된 연료전지용 분리판(SP)은 이후 스크랩 처리 등의 마감 공정을 진행한 후 외관 검사, 기밀 검사 등을 통과하면 적재 장치를 통해서 포장되어 최종 제품으로 출하될 수 있다.

이상 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 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1... 연료전지용 분리판의 제조 설비 10... 제1 언코일러
20... 제2 언코일러 30... 프레스
31... 상부금형 32... 하부금형
33... 상부펀치 34... 하부펀치
35... 가이드로드 36... 상부베드
37... 하부베드 38... 슬라이드
40... 용접기 50... 절단기
80... 가이드롤 90... 핀치롤
M1... 제1 금속스트립 M2... 제2 금속스트립
AP... 애노드 플레이트 패턴 CP... 캐소드 플레이트 패턴
H1... 제1 정렬홀 H2... 제2 정렬홀
HT... 트리밍홀 ND... 연결부
SP... 분리판

Claims

삭제
제1 언코일러와 제2 언코일러에서 각각 권출되는 제1 금속스트립과 제2 금속스트립을 이송받아 상하로 나란하게 배치하고, 상기 제1 금속스트립과 상기 제2 금속스트립 각각에 패턴을 형성하는 프레스;
상기 프레스에 인접하여 배치되며, 상기 프레스에서 이송되는 상기 제1 금속스트립과 상기 제2 금속스트립을 상호 중첩하여 상기 패턴이 서로 맞대어 정렬되도록 배치시킨 상태에서 용접을 통해 일체로 접합시키는 용접기; 및
상기 제1 금속스트립이 상기 제2 금속스트립과 수직 방향으로 이격된 위치에서 상기 프레스를 통과한 후 상기 제2 금속스트립과 중첩된 위치에서 상기 용접기에 공급되도록 상기 프레스의 전방과 후방에 배치되어 상기 제1 금속스트립을 안내하는 복수의 가이드롤;
을 포함하고,
상기 패턴은 상기 제1 금속스트립에 형성되는 제1 정렬홀, 캐소드 플레이트 패턴과 애노드 플레이트 패턴 중 어느 하나 및 트리밍홀과, 상기 제2 금속스트립에 형성되는 제2 정렬홀, 상기 캐소드 플레이트 패턴과 상기 애노드 플레이트 패턴 중 다른 하나 및 트리밍홀을 포함하며,
상기 프레스는,
상면에 하부금형을 구비하는 하부베드;
상기 하부베드의 상부에 배치되며, 상기 하부베드와 마주하는 하면에 상부금형을 구비하는 상부베드;
상기 하부베드와 상기 상부베드 사이에 배치되어 상기 하부베드와 상기 상부베드를 연결하는 복수의 가이드로드; 및
상기 하부금형과 마주하는 하면에 하부펀치를 구비하고 상기 상부금형과 마주하는 상면에 상부펀치를 구비하며, 상기 복수의 가이드로드를 따라서 상기 하부베드와 상기 상부베드 사이를 왕복 이동하는 슬라이드;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판의 제조 설비.
제2항에 있어서,
상기 상부금형은 상기 제1 금속스트립에 상기 캐소드 플레이트 패턴과 상기 애노드 플레이트 패턴 중 어느 하나와 상기 제1 정렬홀을 형성하는 제1 상부금형, 상기 제1 상부금형을 통과하여 이송된 상기 제1 금속스트립에 상기 트리밍홀을 형성하는 제2 상부금형을 포함하고,
상기 하부금형은 상기 제2 금속스트립에 상기 캐소드 플레이트 패턴과 상기 애노드 플레이트 패턴 중 다른 하나와 상기 제2 정렬홀을 형성하는 제1 하부금형, 상기 제1 하부금형을 통과하여 이송된 상기 제2 금속스트립에 상기 트리밍홀을 형성하는 제2 하부금형을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판의 제조 설비.
제3항에 있어서,
상기 제1 상부금형은 상기 제1 정렬홀을 형성하는 제1-1 상부금형과 상기 캐소드 플레이트 패턴과 상기 애노드 플레이트 패턴 중 어느 하나를 형성하는 제1-2 상부금형을 포함하고,
상기 제1 하부금형은 상기 제2 정렬홀을 형성하는 제1-1 하부금형과 상기 캐소드 플레이트 패턴과 상기 애노드 플레이트 패턴 중 다른 하나를 형성하는 제1-2 하부금형을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판의 제조 설비.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 제1 상부금형과 상기 제1 하부금형은 각각 상기 제1 금속스트립과 상기 제2 금속스트립의 폭방향 가장자리에서 길이방향을 따라 배열되도록 상기 제1 정렬홀과 상기 제2 정렬홀을 복수개로 형성하고, 상기 제1 금속스트립과 상기 제2 금속스트립의 폭방향 중앙에 상기 애노드 플레이트 패턴과 상기 캐소드 플레이트 패턴을 형성하며,
상기 제2 상부금형과 상기 제2 하부금형은 각각 상기 애노드 플레이트 패턴과 상기 캐소드 플레이트 패턴의 둘레에 상기 트리밍홀을 형성하되, 상기 트리밍홀은 상기 애노드 플레이트 패턴과 상기 캐소드 플레이트 패턴의 외곽을 따라서 부분적으로 절개된 슬릿 형상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판의 제조 설비.
제3항에 있어서,
상기 상부금형 및 상기 하부금형은 각각 상기 제1 금속스트립 및 상기 제2 금속스트립에 상기 패턴을 형성하지 않는 상부아이들(upper-idle)금형 및 하부아이들(lower-idle)금형을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판의 제조 설비.
제6항에 있어서,
상기 제1 금속스트립과 상기 제2 금속스트립의 이송방향을 기준으로, 상기 상부금형은 상기 상부아이들금형, 상기 제1 상부금형 및 상기 제2 상부금형이 순차적으로 배치되고, 상기 하부금형은 상기 제1 하부금형, 상기 제2 하부금형 및 상기 하부아이들금형이 순차적으로 배치되며,
상기 제2 상부금형의 후방 끝단에서 상기 용접기까지 상기 제1 금속스트립이 이송되는 거리와 상기 제2 하부금형의 후방 끝단에서 상기 용접기까지 상기 제2 금속스트립이 이송되는 거리가 동일하도록 상기 제2 상부금형과 상기 제2 하부금형은 상하로 서로 대응되지 않고 서로 어긋나는 배치구조를 가지는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판의 제조 설비.
제5항에 있어서,
상기 용접기에 인접하여 배치되며, 상기 트리밍홀에 의해 절개되지 않아 상기 트리밍홀이 둘러싸는 상기 애노드 플레이트 패턴이 형성된 부분과 상기 캐소드 플레이트 패턴이 형성된 부분을 각각 상기 제1 금속스트립과 상기 제2 금속스트립에 연결을 유지시키는 한 쌍의 연결부를 절단하는 절단기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판의 제조 설비.
삭제
핀치롤을 통해 이송되는 제1 금속스트립과 제2 금속스트립을 상하로 나란하게 배치하고, 상기 제1 금속스트립과 상기 제2 금속스트립에 각각 패턴을 형성하는 성형 단계; 및
상기 성형 단계 후 이송되는 상기 제1 금속스트립과 상기 제2 금속스트립을 상호 중첩하여 상기 패턴이 서로 맞대어 정렬되도록 배치시킨 상태에서 용접하여 일체로 접합시키는 접합 단계;
를 포함하고,
상기 패턴은 상기 제1 금속스트립에 형성되는 제1 정렬홀, 캐소드 플레이트 패턴과 애노드 플레이트 패턴 중 어느 하나 및 트리밍홀과, 상기 제2 금속스트립에 형성되는 제2 정렬홀, 상기 캐소드 플레이트 패턴과 상기 애노드 플레이트 패턴 중 다른 하나 및 트리밍홀을 포함하며,
상기 성형 단계는,
상기 제1 금속스트립에 상기 제1 정렬홀을 형성하고, 상기 제2 금속스트립에 상기 제2 정렬홀을 형성하는 제1 단계;
상기 제1 금속스트립에 상기 캐소드 플레이트 패턴과 상기 애노드 플레이트 패턴 중 어느 하나를 형성하고, 상기 제2 금속스트립에 상기 캐소드 플레이트 패턴과 상기 애노드 플레이트 패턴 중 다른 하나를 형성하는 제2 단계; 및
상기 제2 단계 후 이송된 상기 제1 금속스트립에 상기 캐소드 플레이트 패턴과 상기 애노드 플레이트 패턴 중 어느 하나의 외곽을 따라 트리밍홀을 형성하고, 상기 제2 금속스트립에 상기 캐소드 플레이트 패턴과 상기 애노드 플레이트 패턴 중 다른 하나의 외곽을 따라 트리밍홀을 형성하는 제3 단계;
를 포함하고,
상기 트리밍홀은 상기 애노드 플레이트 패턴과 상기 캐소드 플레이트 패턴의 외곽을 따라서 부분적으로 절개된 슬릿 형상으로 구비되며,
상기 제1 금속스트립과 상기 제2 금속스트립에서 상기 트리밍홀이 둘러싸는 상기 애노드 플레이트 패턴이 형성된 부분과 상기 캐소드 플레이트 패턴이 형성된 부분은 상기 트리밍홀에 의해 절개되지 않은 한 쌍의 연결부를 통해 각각 상기 제1 금속스트립 및 상기 제2 금속스트립에 연결을 유지하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판의 제조 방법.
제10항에 있어서,
상기 제2 단계는 상기 제1 단계 이후에 수행되거나 상기 제1 단계와 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판의 제조 방법.
제10항에 있어서,
상기 접합 단계 후 이송되는 상기 제1 금속스트립과 상기 제2 금속스트립에서 상기 연결부를 절단하여 용접된 상기 애노드 플레이트 패턴이 형성된 부분과 상기 캐소드 플레이트 패턴이 형성된 부분의 접합체를 상기 제1 금속스트립과 상기 제2 금속스트립에서 분리시키는 절단 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판의 제조 방법.